操作系统总复习(修订版).docx

目录1、 概述 （1） 操作系统的定义，特征，功能 （简答）（填空）（2） 各种操作系统（3） 多道和中断2、 进程（1） 进程概念（2） 进程特征、组成、PCB （简答）（3） 进程状态及转换 （简答）（填空）（综合题：根据进程转换图，分析调度算法和状态转换）（4） 进程与程序 （5） 线程与进程3、 进程调度（1） 调度概念、3级调度（2） 各种进程调度算法 （简答）（填空）（综合题：表格法，给定调度算法，求周转时间）4、 同步互斥 （1） 概念：并发、同步、互斥、临界区 （简答）（6） PV操作：定义、信号量、取值 （简答）（填空） （综合题：PV操作解题）5、 死锁 （1） 死锁概念（2） 死锁原因和条件 （简答）（填空）（3） 死锁预防 （填空）（4） 死锁避免：银行家算法 （填空）（综合题：表格法求是否安全）（5） 资源分配图、死锁检测和恢复 （简答）（6） 哲学家进餐6、 内存管理 （1） 存储管理概念，多种内存管理方法比较（2） 动态分区的适配算法 （简答）（3）页式：页表、地址转换、位示图、访存次数 （填空）（综合题：计算逻辑地址、物理地址）（4）段式（5）虚拟分页、缺页中断（6）置换算法 （综合题：给定置换算法，求缺页率）7、 I/O和磁盘 （1） I/O控制方式（2） I/O软件（3） 缓冲、设备独立性（4） 磁盘访问时间 （简答） （填空）（5） 磁盘调度（综合题：给定磁道访问序列，表格法或画图法，求寻道时间）8、 文件 （1） 文件管理概念（2） 文件的逻辑结构和物理结构（3） 目录 （简答）（4） 空闲块的组织：位示图【操作系统的定义，特征，功能】操作系统管理软硬件资源。操作系统的功能：处理器管理、存储管理、I/O管理、文件管理、接口管理操作系统为程序员提供系统调用【各种操作系统】分时操作系统：交互、响应时间基本操作系统：批处理、分时、实时【多道和中断】多道：提高CPU效率（进程并发运行）、提高外设利用率，使外设与CPU并行中断：中止正在运行的程序。中断是否发生是在一条指令执行完进行判断【进程概念】进程：程序的一次执行过程，动态概念。不同进程可以对应相同程序。进程可以并发执行（交替占用CPU运行）。【进程特征、组成、PCB】操作系统通过进程控制块PCB来控制进程。PCB只由操作系统来创建、修改、访问。操作系统通过fork()来创建新进程：为进程分配工作区和创建PCB。PCB的构成。【进程状态及转换】进程的3个基本状态：就绪、运行、等待、阻塞。一个就绪队列、一个运行进程、一个或多个等待队列（判断什么情况下属于3种状态的哪一种）3状态转换图：可能或不可能的状态转换（判断在不同情况下，进程由什么态转为什么态状态转换的原因）PV操作与进程转换： P操作后则调用者自身状态可能运行态到等待态，V操作后调用者自身状态不变，被唤醒者从等待态到就绪态【进程与程序】进程：动态概念，有状态，有PCB、栈、程序和数据，程序的一次运行，可并发程序：静态概念，只有程序和数据，并发会出错（运行结果不可再现）多个进程可对应同一个程序。【线程与进程】线程是轻量级进程。可把一个进程分成几个线程执行。进程是分配资源的单位，线程是调度和运行的基本单位。线程共享进程的资源。【调度概念、3级调度】进程调度：从就绪进程中选一个占有CPU运行3级调度：长程调度，中程调度，短程调度【各种进程调度算法】调度算法：抢占、非抢占先来先服务 FCFS最短进程优先 SPN：平均周转时间最短，估计运行时间轮转 RR：分时操作系统，及时响应最高响应比 HRRN：响应比=（等待时间+服务时间）/服务时间=等待时间/服务时间+1【概念：并发、同步、互斥、临界区】并发：一个时间间隔内多个进程同时执行同步：并发的进程之间存在制约关系互斥：只允许一个进程访问，其他进程等待临界资源：只允许一个进程访问的资源（比如共享变量）临界区：对临界资源进程访问的一段代码，互斥访问【PV操作：定义、信号量、取值】P（即semWait）：-1，0阻塞，V(即semSignal)：+1，m1），则信号量的取值范围 n-m，m生产者-消费者问题【死锁概念】死锁：相互等待【死锁原因和条件】死锁原因：竞争互斥资源，进程推进顺序不当（程序性错误循环等待）死锁条件：互斥、不可抢占、占有且等待、循环等待【死锁预防】互斥不可能禁止破不可抢占：抢占资源破占有且等待：一次性申请所有资源（静态资源分配）破循环等待：定义资源申请的线性顺序（有序申请资源）【死锁避免：银行家算法】银行家算法，避免死锁。安全状态一定不死锁。不安全状态可能死锁。死锁一定是不安全状态。综合题【资源分配图、死锁检测和恢复】死锁定理：无环，一定不死锁。单资源实例，有环就死锁。多资源实例，有环不一定死锁。死锁恢复：取消进程（终止进程），抢占资源，进程回滚【哲学家进餐】哲学家进餐问题：绝对不死锁：最多进4个人鸽巢原理的应用：（1）有同类资源20个，进程3个，一定不发生死锁，则每个进程最多同时申请7个 公式：进程数*（最大同时资源数申请数-1）+1资源总数。（2）有同类资源20个，每个进程最多同时申请4个，一定不发生死锁，则进程数目最多是6个 公式：进程数*（最大同时资源数申请数-1）+1资源总数。 【注意：千万不要背公式，要自己学会分析】【存储管理概念，多种内存管理方法比较】多级存储：寄存器、高速缓存、主存、辅存（cpu不能直接访问）存储管理方式：固定分区（多道、连续，全部调入）动态分区（多道、连续，全部调入）段式、页式、段页式（多道、离散，全部调入）虚拟段式、页式、段页式（多道、离散，部分调入）【动态分区的适配算法】首次适配，下次适配：按地址排序最佳适配：按容量大小从小到大排序【页式：页表、地址转换、访存次数】分页：进程逻辑空间分页，物理内存分页框(块)，页和页框大小相等。页表：页号，页框号。一个进程一个页表。页表由操作系统建立地址转换：二进制地址则直接拆分；十进制地址要计算。页号=int(逻辑地址/页大小) 偏移量=mod(逻辑地址/页大小) 物理地址=页框号号*页大小+偏移量访存次数：页式2次缓存，第一次访问页表，第二次访问内存，可以用快表减少访存次数【段式】分段，段内连续，段间离散，段表【虚拟分页、缺页中断】虚存：部分调入虚存容量：min（2地址长度，内存+外存）缺页中断：页面不在内存中，由操作系统调入所需页面，返回缺页中断的那条指令继续执行【置换算法】置换：缺页时，要调入新页，但内存已满，选择一页淘汰页地址流（页面号访问序列）：由逻辑地址访问序列与页面大小换算。置换算法：先进先出 FIFO最佳置换 OPT最近最少使用 LRU（注：有些书叫最近最久未使用 LRU）时钟（CLOCK） （增加使用位）改进的时钟 （增加使用位 修改位）【I/O控制方式】3种I/O控制方式：程序控制I/O，中断驱动I/O，直接存储访问DMA设备控制器：CUP与外设之间的接口【缓冲】缓冲：缓解CPU与外设的速度差异单缓冲，双缓冲，循环缓冲【磁盘访问时间】磁盘访问时间=寻道时间+旋转延时时间+传输时间【磁盘调度】磁盘调度：减少寻道时间磁盘调度算法：先进先出FIFO、最短服务时间优先 SSTF（最短寻道优先）、SCAN（电梯调度）、C-SCAN（单向电梯调度）【文件管理概念】文件：有完整意义的信息集合文件系统：按名存取【文件的逻辑结构和物理结构】文件