操作系统期末复习-丁善镜的考试要点

第1章引论1.OS（Operating Systems)定义 计算机硬件系统上配置的第一个大型软件，称为计算机操作系统，如果该软件满足： 1)管理计算机系统的硬件和软件； 2)控制计算机系统的工作流程； 3)为其他软件和用户提供安全、方便的运行、操作环境； 4)提高计算机系统的效率。2.多道程序设计并发执行与现代操作系统的关系(p5，例子) 多道程序设计是指：在内存同时存放多道程序，这些程序可以并发执行。 多道程序的并发执行(Concurrence)，是指：在多道程序设计环境下，处理器在开始执行一道程序的第一条指令后，在这道程序完成之前，处理器可以开始执行另一道程序、甚至更多的其他程序。 这种工作流程的外在表现就是多任务，现代的计算机操作系统都采取了并发执行的工作流程。 顺序执行是指：处理器在开始执行一道程序后，只有在这道程序执行结束(程序指令运行完成，或程序执行过程出现错误而无法继续运行)，处理器才能开始执行下一道程序。 这种工作流程的外在表现就是单任务，早期的计算机系统是所采用顺序执行的工作流程。例子：假定某计算机系统需要执行两道程序A、B，程序A、B的任务描述如下：程序A： 程序B： 2ms CPU 12ms CPU 10ms I/O 5ms I/O 2ms CPU 2ms CPU 在同样假定程序A先运行的情况，如果分别按顺序执行和并发执行的工作方式，那么，系统的工作过程怎样？ 3.OS基本类型及特征1.批处理系统及其特征批处理系统的特征 批量处理，减少手工操作 自动执行，资源利用率高 缺少人-机交互能力 2.分时系统及其特征分时系统具备如下四个特征 同时性 独立性 及时性 交互性 3.实时系统及其特征实时系统的特征 高及时性 高可靠性 4.OS的基本功能 操作系统的主要功能 用户接口及作业管理 处理器管理 存储器管理 文件系统 设备管理 第2章操作系统接口1.OS用户接口类型 命令接口和程序接口2.系统调用含义 什么是系统调用 1)一组操作系统设计人员事先编写的子程序，这些子程序作为内核的一部分； 2)程序员使用这组子程序的方法。 访管指令及其功能3.OS内核组成、基本特点 内核的主要组成 与硬件密切相关的操作 关键数据结构 基本中断处理程序 使用频繁的功能模块 内核基本特点 常驻内存 运行在核心态 第3章进程管理1.多道程序设计、并发执行和顺序执行的含义 第一章中有2.进程定义、进程基本特征1）.进程定义一道程序在一个数据集上的一次执行过程，称为一个进程(Process)2）.进程的主要特征 动态性 并发性 独立性 结构性 异步性3.进程基本状态及转换 4.进程的表示（PCB）及作用 进程控制块（PCB）（Process Control Block） 5.进程管理的5个功能进程管理的主要功能 对处理器的管理转化为对进程的管理 控制 同步 通信 调度 死锁6.进程控制的原语(创建的主要操作，阻塞、唤醒对进程状态的变化)进程创建原语(Create) 创建进程的时机 创建原语的主要操作u 建立一个PCBu 生成pidu 初始化PCB各项内容(进程状态为就绪状态)u 加入合适的就绪队列 进程树 进程撤销原语(Destroy) 进程撤销的时机 撤销原语的主要操作进程阻塞原语(Blocked) 进程阻塞意义：减少CPU等待时间 阻塞原语的主要操作进程唤醒原语(Wakeup) 唤醒原语的主要操作u 从等待队列中移出进程u 修改PCB的进程状态为就绪状态u 进程加入合适的就绪队列7.临界资源、临界区含义 临界区(Critical Section，或Critical Region)是指进程对应的程序中访问临界资源的一段程序代码，就是进程在资源的一次使用过程中，从申请开始至归还为止的一段程序代码。 8.信号量机制的含义(P,V操作定义)9.互斥关系和PC问题(一般PC问题和复杂PC问题)10.进程通信的含义,为什么需要通信进程通信的含义：两个或多个进程之间交换数据的过程称为进程通信，其中提供数据的一方称为发送进程，得到数据的一方称为接收进程。为什么需要进程通信 1）任务协作 2）进程的独立性11.进程通信方式 共享存储区通信 消息缓冲通信 信箱通信 管道通信 12.什么是线程?引入的目的，线程的两种类型 什么是线程 把进程细化成若干个可以独立运行的实体，每一个实体称为一个线程(Thread) 引入线程的目的-引入线程可以减小系统的基本工作单位粒度 实现进程内部的并发执行，提高并行程度 减少处理器切换带来的开销 简化进程通信方式 第4章进程调度与死锁1.操作系统中的几种调度 作业调度 进程调度 交换调度 设备调度2.作业的四个状态（批处理系统作业的四个阶段） 3.作业调度基本算法的周转时间、平均周转时间的计算（P98例2）4.进程调度两种方式 非抢占方式(Nonpreemptive Scheduling) 抢占方式(Preemptive Scheduling)常见的原则有：时间片原则、优先级原则、任务紧迫性、重要性原则等等。5.进程调度基本算法RR（P102例）,优先级6.进程死锁的含义，产生原因、四个必要条件 1）死锁的含义：见课本1092）死锁产生的根本原因 系统拥有的资源数量小于各进程对资源的需求总数3）死锁的四个必要条件u 互斥条件u 不剥夺条件u 请求与保持条件u 环路等待条件7.死锁预防的含义及预防方法 含义：在资源分配上采取一些限制措施，来破坏死锁产生的4个必要条件。 方法u 互斥条件 原则上不能被破坏，打印等个别资源可以采取虚拟技术u 不剥夺条件 原则上不能被破坏。u 请求与保持条件 静态分配：具有一般性，但事先很难准确地估计进程运行所要全部资源，且降低了资源的利用率 资源暂时释放：仅限于个别资源的操作；进程不稳定，u 环路等待条件 按序分配：具有一般性，但存在与静态分配的问题，且编号管理困难。 单请求方式：不适用于复杂任务的进程8.安全状态的判断9.死锁判断例子(P123例2)第5章存储器管理1.存储管理主要功能.1） 存储空间的分配和回收2） 重定位3） 存储空间的共享与保护4） 虚拟存储器2.重定位、两种方式含义 重定位(Relocation) 静态重定位(Static Relocations) 动态重定位(Dynamic Relocation) 3.固定分区基本思想的数据结构、固定表现4.动态分区基本思想，FF、BF、FF分配算法5.静态分页基本思想及例子（P158）6. 虚拟存储器思想、请求分页的扩充页表的结构，其中A、M位的作用7.FIFO、LRU算法的思想及淘汰页面的计算例子(P166-167)8.二次机会置换算法的思想及淘汰页面的计算9.抖动现象和Belady现象10.段页存储管理中段页和页表的关系及重定位过程11.分页与分段的主要区别 1）存储空间的分配单元粒度 2）虚拟地址空间的维数 3）内存分配 4）碎片第6章文件管理1.按名存取的含义2.文件逻辑结构的分类 1）流式文件 2）记录式文件3.三种文件物理结构及其主要特点 连续结构 链接结构 索引结构4.FAT结构理解 5.二级目录的名称及结构关系图 6.二级目录访问过程7.文件保护的含义和方法 文件保护(Protection)含义 文件保护的措施：文件的备份(Backup)和恢复(Restore)8.文件保密的含义和基于存取权限的访问控制方式第7章设备管理1.分类(按数据组织方式、固有属性的分类原则)u 按设备的数据组织分类： 字符设备(Character Device) 块设备(Block Device)u 按设备的固有属性分类 独占设备 共享设备 虚拟设备2.设备独立性含义、PNP技术3.I/O控制方式 1）程序查询方式2）中断方式3）DMA方式4）通道方式4.缓冲技术及其引入的目的1）什么缓冲技术：在设备的I/O操作过程中，利用一种存储部件或其中的部分（如内存的一个区域），暂时存放要交换的数据，将来再把数据传输到目标位置，这种数据暂存的