操作系统知识点总结

1、操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理安排各种任务、方便用户使用的程序集合。虚拟机：每当在裸机基础上添加新的操作系统层时，它就会成为更强大的虚拟机或虚拟机。操作系统的目标：1 .方便2。有效性3 .可扩展性4。开放性操作系统的角色：操作系统充当用户和计算机硬件系统之间的接口。OS是计算机系统资源的管理员。操作系统实现了计算机资源的抽象(扩展机器)。操作系统的特点：并发；共享性虚拟性异步性推动操作系统发展的主要动力：计算机资源利用的持续改善；用户方便设备的持续更新；计算机体系结构的持续发展。人工操作的特点：用户垄断了整个机器。CPU等待手动操作。垄断性；内耗性。缺点：计算机有效机器严重浪

2、费；效率低下离线I/O方法的主要优点：减少了CPU的空闲时间。提高I/O速度。单批系统的特征：自动性；顺序统一性多重建置系统原则：使用者送出的工作(称为备份伫列)会先准备在外部储存体。然后，任务调度程序根据特定算法从备份队列中选择多个任务，并将它们移到内存中，以便与CPU共享系统的各种资源。多部署系统的优缺点都很高。大系统吞吐量；提高内存和I/O设备利用率平均处理时间较长。没有交互功能多通道部署系统需要解决的问题(1)处理器管理问题(2)内存管理问题(3)I/O设备管理问题4)文件管理问题(5)任务管理问题分时系统：将显示器和键盘连接到一台主机的多个终端，同时允许多个用户通过自己的终端交互使用

3、计算机和共享主机的资源。时间片：CPU的时间称为时间片，操作系统按时间片为每个最终用户提供交替服务实时系统与分时系统的特性比较：多重性；独立性及时性；交互可靠性操作系统的特点：并发；共享性虚拟性异步性操作系统的主要功能：处理器管理；存储管理设备管理文档管理任务管理处理器管理可以概括为流程控制(创建、撤消、状态切换)。流程同步(互斥、同步)；进程通信进程调度(作业调度、进程调度)。存储管理功能：内存分配(最基本)；内存保护，地址映射内存扩展设备管理功能：设备分配；设备处理(等于启动)；缓冲管理虚拟设备文件管理功能：文件存储空间管理；保护目录管理的文档读写管理的文件。使用者介面：指令介面；程序界面

4、图形界面传统操作系统结构：非结构化操作系统；模块化操作系统结构分层操作系统结构模块化操作系统结构：操作系统按功能分为多个特定独立和大小的模块。每个模块都具有规定模块之间接口的管理功能。微内核的基本功能：流程管理-存储管理-流程通信管理-I/O设备管理过程的特性：动力学(最基本)；并发异步独立结构特征(程序段、数据段、流程控制块PCB)进程的基本属性：可以拥有资源的独立单元；可独立预订和分配的基本单位。流程控制块的基本组件：流程标识符；处理器状态进程调度所需的信息；关于流程控制。进程控制通常由操作系统内核中的原语实现重要资源：一段时间内只能使用一个进程的资源，如打印机、磁带机等。信号量：整数，记

5、录类型，and类型，信号量集。实现流程互斥、预关系、流程同步。Semaphore同步p操作在互斥p操作之前执行Swait(S，d，d)表示每次支持d个资源时，如果少于d个，则不分配Swait(S，1，1)表示互斥的信号量Swait(S、1、0)作为可控制的交换机(S1)，允许多个进程进入临界区域。S=0时，任何进程都不能进入临界区域)同步机制应遵循的规则：空闲访问；忙的话就等。有限的大气；等待权限生产者处理I:Repeat生产数据nextp；wait(empty)；wait(mutex)；bufferin:=NEX TTP；in=(in 1)% n；信号(full)；Until false消费

6、者进程I:RepeatWait(完整)；wait(mutex)；Nexttc=缓冲区(out)；out=(out 1)% n；signal(empty)；Until false哲学家I:Repeatwait(SM)；wait(chop STKI)；wait(chop STK(I 1)% 5)；饭西格玛(chopst cickI)；signal(chopst cick(I 1)% 5)；signal(sm)；继续思考。Until falseChopstcick 0.4=1；Sm=4读者流程I:REPAETwait(RM utex)；if read cout=0 wait(WM utex)；Rea

7、dcount信号(RM utex)；存取资料档wait(RM utex)；read count-；if read cout=0 wait(WM utex)；信号(RM utex)；Until false作者进程I:REPAETwait(WM utex)；修改文档。信号(w mutex)；Until false驾驶员和售票员的合作问题VAR S1=1；S2=0；司机：wait(S1)；启动车辆。正常驾驶；到了车站停车信号(S2)；指挥家：wait(S2)；开车门；开车门。上下乘客；关门信号(S1)；售票读者课程i:Var s=100mutex=1；wait(s)；wait(mutex)；请确认登

8、记表并将座位设置为占用状态。信号(mutex)；坐下来读。wait(mutex)；请检查注册表，将一个设置为空闲信号(mutex)；signal(s)；接受原语Procedure receive(b)BeginJ=internal namewait(j . sm)；wait(j . mutex)；Remove(j.mq，I)；signal(j . mutex)；b . sender=I . sizer；b . size=I . size；b . text=I . size；End进程通信类型：共享内存系统；消息传递系统管道通信管道通信：连接读取进程和写入进程以实现通信的共享文件，也称为管道文件

9、，提供相互排斥和同步进程。Next:指向以下消息缓冲区的指针线程属性：轻量级实体；独立调度和分配的基本单位；可并发运行的共享进程资源作业的状态为进入或提交备份已运行决定工作排程的两个因素为：多通道程序；排程演算法处理时间：完成时间-抵达时间所有权时间：处理时间/执行时间首先启动服务(FCFS)短操作(进程)优先SJ(P)F高回应率优先排程演算法HRRN:回应率R=(1 T-抵达时间)/服务时间时间片旋转方法RR说明：面向用户的说明(处理时间短；反应时间快。截止时间保证；优先顺序准则)；面向系统的指导(高系统吞吐量；处理器使用率很高。各种资源的均衡利用)程序加载：绝对加载方法；可重定位挂载方法；

10、动态运行时加载方法。程序链接：1，静态链接：在程序运行之前链接并加载内存：1)更改相对地址2)转换外部调用符号2，加载时动态链接：加载内存时加载角链接。3、运行时动态链接：指向某些模块的链接可以推迟到运行时，未使用的模块可以不转入内存。死锁的原因竞争资源：剥夺和非剥夺资源/临时资源；进程间推进顺序是非法的。死锁表示在执行过程中由于资源争用而导致的多个进程的死锁，如果没有外力，则无法再前进。处理死锁的基本方法：防止死锁；避免死锁。检测死锁。解除僵局建立死结的必要条件互斥条件：资源本身的特性；请求和保留条件：当进程无法请求新资源时，不释放原始资源。不可转让条件：在使用完成之前，不能剥夺从流程中获取

11、的资源。循环等待条件：流程对资源的请求形成了一个请求循环链防止死锁1、请求中断和保持条件：必须一次向所有资源请求并运行流程，这样不会出现死锁，但会降低效率2、不可转让条件破裂：在要求新资源要求不能满足的过程后，必须释放原来维持的资源，损失严重的情况下；3，循环等待条件中断：每个流程必须从最低到最高请求资源的资源的线性排序编号，而不考虑流程中资源的实际请求顺序。解除死锁的资源剥夺；取消进程分割或小型：在记忆体中移动工作位置，将分散的多个小型分割区结合成单一大型分割区的方法。虚拟内存的特征：多次；可交换性虚拟性银行家算法：主要用于判断在当前状态下是否满足资源请求请求请求请求请求请求。答：判断请求的

12、正当性，满足小于NEED矩阵的向量。b:判断请求的满足性，是否小于available矢量；c:测试分配，修改其参数available allocation need；d:如果在分配后执行安全性检查并应用安全性，请执行分配，如果在此处确定为不安全状态，请还原原始数据，对处理请求不满意。确认安全算法：(1)设定两个向量work=available。Finishi=true(2)在进程集合中查找满足finishi=false等条件的进程。needIj8804；workj；如果找到，请执行步骤3；否则，请执行步骤4(3)一旦进程pi获得资源，就可以成功运行，释放分配给它的资源，直到运行workj=wo

13、rkjallocationIj；finishI=true；Go to step2(4)如果满足所有进程finishi=true，则系统进入安全状态，否则进入不安全状态。需要操作，分配任务虚拟存储是具有请求传输和替换功能的存储系统，可以逻辑扩展内存容量。逻辑容量取决于内存容量与外部存储容量之和。动态分区分配算法：初始自适应算法：按地址递增顺序；循环初始自适应算法：从上次发现的空闲分区的以下位置开始；最佳自适应算法：大小增加顺序；最差自适应算法：按地址递减顺序地址为a，页面大小为l页码为p，页面内地址为d:P=int(A/L)D=AmodL分割系统的基本原则：分割：将工作的逻辑位址空间分割为定义每

14、个区段内一系列逻辑资讯的区段。作业的地址空间分为段号(名称)段中的地址两部分。段表：将不同的段指定给内存不连续存储空间。当然，每个段的长度可以不同，但需要连续存储空间，因此段表内需确定段编号、段长度、段在内存中的起始地址。分页与分段之间的区别：(1)页面是为提高内存使用率而引入的信息的物理单位。段是信息的逻辑单元，考虑了用户编程需要划分的段。(2)页面大小固定，段大小不确定，(3)页面的逻辑地址是一维的，段的逻辑地址是二维的。基于分段页面的存储管理方法基本原则：首先，用户程序分为多个段，在每个段内实施分页，为每个段指定段名。在段系统中，地址结构由三部分组成：段编号、段内部页码和页本土地址。页码

15、、物理块号、状态位p、访问字段a、修改位m、外部存储地址页面表机制：页面和物理块号，状态位P(0表示外部存储，无转入，1表示内存)；访问字段a(一段时间内访问的次数，或在页面更换时是否访问过以供参考)；修改位m(是否在一段时间内修改，更换需要写入外部存储)；外部存储地址(将来重新部署内存时使用)；物理块分配策略(1)局部位移的固定分配(2)弹性分配全局替代(3)局部位移的可变分配物理块分配算法(1)平均分配算法(2)比例分配算法(3)考虑优先级的分配算法最佳替换算法(最佳)先进先出替代算法(FIFO)最近未使用(LRU)锁定替换算法设备控制器是CPU和I/O设备之间的接口，一个设备控制器控制多

16、个设备。设备控制器功能接收和识别命令；识别和报告数据交换设备的状态。地址识别数据缓冲区错误控制通道是通过运行通道程序和与设备控制器一起控制I/O设备来实现的。通道程序由一系列通道命令组成。通道程序每个命令：(1)操作码(2)内存地址(3)计数(4)通道程序退出位(5)记录退出标志。设备分配的数据结构1、设备控制表DCT2，控制器控制表COCT，通道控制表CHCT3、系统设备表联机命令类型系统访问类(log in)；磁盘操作类format，diskcopy；文件作业类type；目录操作类mkdir；其他命令配置Spooling系统(1)输入输出井(2)输入缓冲区和输出缓冲区(3)输入流程SPI和输出流程spoSPOOLING系统的功能提高了I/O速度；将专有设备转换为共享设备。实现虚拟设备功能设备处理程序通常称为设备驱动程序。是I/O进程和设备控制