操作系统期末复习

计算机操作系统复习资料1、操作系统的目标在计算机上配置操作系统，其主要目标是：方便性，有效性，可扩充性和开发性。2、操作系统的作用（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象3、单道批处理系统的缺点缺点：系统中的资源不能得到充分的利用。4、多道批处理系统的优缺点资源利用率高系统吞吐量大平均周转时间长无交互能力5、分时系统的特征多路性；独立性；及时性；交互性。6、微机操作系统的发展单用户单任务操作系统单用户多任务操作系统多用户多任务操作系统7、操作系统的基本特性（P13）并发性；共享性；虚拟性；异步性。8、进程的定义进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。9、实现资源共享的方式（1）互斥共享（2）同时访问10、虚拟技术在OS中，把通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能成为“虚拟”。如何实现：（1）时分复用技术（2）空分复用技术11、异步（判断题）由于资源等因素的限制，使进程的执行通常都不能“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。12、操作系统的主要功能处理机的管理功能存储器的管理功能设备管理功能文件管理功能操作系统与用户之间的接口13、处理机的管理功能（P16）进程控制；进程同步；进程通信；调度。14、前趋图（P32理解概念，掌握P57图2-14，并且理解记忆代码框架）15、程序顺序执行的特征顺序性；封闭性；可再现性。16、程序并发执行的特征间断性；失去封闭性；不可再现性。17、进程的特征动态性；并发性；独立性；异步性。18、进程的三种基本状态及其转换（P36，注意图2-5中箭头的方向，不能多，不能少）19、进程控制块PCB的定义。为了描述控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构----进程控制块（PCBProcessControlBlock），它是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录性数据结构。20、为什么PCB作为独立运行基本单位的标志当一个程序配置了PCB之后，就表示它已经是一个能在多道程序环境下独立运行的合法的基本单位，也就具有取得OS服务的权力。21、进程控制进程控制是进程管理中最基本的功能，主要包括创建新进程、终止已经完成的进程、将因发生异常而无法继续进行的进程处于阻塞状态、负责进程运行中的状态转换等功能。22、进程的挂起与激活（P47读几遍即可）23、临界资源临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源。24、临界区每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（CriticalSection）。每次只准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。25、进程同步机制应遵循的规则空闲让进；忙则等待；有限等待；让权等待。26、信号量的应用（P56，理解，记忆）27、管程代表共享资源的数据结构，以及由对该共享数据结构实施操作的一组过程所组成的资源管理程序，共同构成了一个操作系统的资源管理模块，我们称之为管程。28、生产者--消费者问题（重点是P60，利用记录型信号量解决。理解）29、进程通信的类型共享存储器系统；管道通信系统；消息传递系统；客户机-服务器系统。30、处理机调度的层次高级调度；低级调度；初级调度31、处理机调度算法的目标（P86-87重要，有计算题）32、作业运行的三个阶段和三种状态作业从进入系统到运行结束，通常需要经历收容、运行和完成三个阶段。相应的作业也就有“后备状态”“运行状态”和“完成状态”。33、FCFS、SJF、PSA、HRRN（P89--P90理解多看几遍）34、进程调度的任务保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理机分配给进程。35、进程的调度方式抢占方式、非抢占方式36、抢占方式的主要原则优先权原则、短进程优先原则、时间片原则37、轮转调度算法（P93，理解算法原理。注意图3-3计算题）38、可重用资源（P104）可重用资源是一种可供用户重复使用多次的资源。39、可消耗资源可消耗资源又称临界性资源，它是在进程运行期间，由进程动态的创建和消耗的。40、计算机死锁的原因（P105）竞争不可抢占资源引起死锁竞争可消耗资源引起死锁进程推进顺序不当引起死锁41、死锁的定义如果一组进程中的每一个进程都在等待仅由该组进程中的其它进程才能引发的事件，那么该组进程就是死锁的。42、产生死锁的必要条件互斥条件、请求和保持条件、不可抢占条件、循环等待条件。43、处理死锁的方法预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁。44、安全状态定义（P110）是指系统能按某种顺序如P1,P2,...,Pn(称P1,P2,...Pn序列为安全序列)，来为每个进程分配其所需资源，直到最大需求，使每个进程都可顺序完成。若系统不存在这样一个安全序列，则称系统处于不安全状态。45、银行家算法（P111理解算法原理，结合P119,第31题。计算题）46、死锁的解除方法抢占资源、终止进程47、存储器的多层结构（P120图4-1）48、连续分配存储管理方式单一连续分配；固定分区分配；动态分区分配；动态可重定位分区分配。49、紧凑把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法，称为“拼接”或“紧凑”50、动态重定位在程序运行过程中要访问数据时再进行逻辑地址与物理地址的变换。51、对换所谓“对换“，是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据，调出到外存上，以腾出足够的内存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存。对换是提高内存利用率的有效措施。52、为什么要采用离散分配？连续分配方式会形成许多“碎片”，虽然可以通过“紧凑”的方法将许多碎片拼接成可用的大块空间，但必须为之付出很大的开销。53、分页和分段的主要区别页是信息的物理单位页的大小固定且由系统决定分页的用户程序地址空间是一维的。54、虚拟存储器的定义虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。55、虚拟存储器的特征多次性、对换性、虚拟性。56、页面置换算法（P1625.3.1、5.3.2理解算法注意缺页中断的概念参考P177第13题解答题）57、产生“抖动”的原因在请求分页系统中，若在内存引入过多的进程，会使进程的大部分时间都用于页面的换入/换出的操作，而几乎不能完成任何有效的工作。我们称这时的进程处于“抖动”状态。抖动产生的原因是在内存中引入过多的进程而产生的。58、I/O设备的类型（P183读几遍即可）59、假脱机技术（Spooling）(P2056.6.21、2、3读看几遍，记住定义)为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性之间的矛盾而引入了脱机输入/输出技术。该技术是利用专门的外围控制机，将低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上；或者相反。假脱机的意思是外部设备同时联机操作，又称为假脱机输入/输出操作，是操作系统中釆用的一项将独占设备改造成共享设备的技术。60、缓冲区引入的原因（重要）（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾（2）减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断时间的限制（3）解决数据粒度（数据单元大小）不匹配的问题。61、缓冲区的工作方式（P214）收容输入、提取输入、收容输出、提取输出62、早期的磁盘调度算法（P217很重要）63、基于扫描的磁盘调度算法（P218多读几遍注意P219“磁臂黏着”的概念）64、文件类型（P223判断题看几遍即可）65、文件的层次结构（P224选择题看几遍即可）66、文件逻辑结构的类型（P226看几遍即可）67、常用的外存组织方式连续的组织方式、链接组织方式、索引组织方式68、文件存储空间的管理方法（判断题、选择题）空闲表法和空闲链表法、位示图法、成组链接法（想知道什么意思见P259）69、磁盘数据交付的方式数据交付、指针交付。70、磁盘的置换算法（P264读几遍）71、提高I/O速度的其它方法（P265）提前读、延迟写、优化物理块的分布、虚拟盘72、事务的定义事务是用于访问和修改各种数据项的一个程序单位73、重复数据的数据一致性问题（P275第一段读几遍即可）注：标注页面的表示应该去翻阅课本，没有标注的记住即可。通过请给好评哦~1.先来先服务算法(1)按照作业进入系统的先后次序来挑选作业，先进入系统的作业优先被挑选。算法容易实现，效率不高，只顾及作业等候时间，没考虑作业要求服务时间的长短，不利于短作业而优待了长作业。例如，三个作业同时到达系统并立即进入调度：作业名所需CPU时间作业128作业29作业33采用FCFS算法，三个作业的周转时间分别为：28、37和40，因此，平均作业周转时间T=(28+37+40)/3=352.SJF算法以进入系统的作业所要求的CPU时间为标准，总选取估计计算时间最短的作业投入运行。算法易于实现，效率不高，主要弱点是忽视了作业等待时间。会出现饥饿现象。例如，四个作业同时到达系统并立即进入调度：作业名所需CPU时间作业19作业24作业310作业48假设系统中没有其他作业，现实施SJF调度算法，SJF的作业调度顺序为作业2、4、1、3，平均作业周转时间T=(4+12+21+31)/4=17平均带权作业周转时间W=(4/4+12/8+21/9+31/10)/4=1.98如果对它们施行FCFS调度算法，平均作业周转时间T=(9+13+23+31)/4=19平均带权作业周转时间W=(9/9+13/4+23/10+31/8)/4=2.51SJF的平均作业周转时间比FCFS要小，故它的调度性能比FCFS好。实现SJF调度算法需要知道作业所需运行时间，否则调度就没有依据，要精确知道一个作业的运行时间是办不到的。3.作业进入系统后的等待时间与估计运行时间之比称作响应比，现定义；4.响应比＝1+已等待时间/估计运行时间•短作业容易得到较高响应比，•长作业等待时间足够长后，也将获得足够高的响应比，•饥饿现象不会发生。例如，以下四个作业先后到达系统进入调度：作业名到达时间所需CPU时间作业1020作业2515作业3105作业41510SJF的作业调度顺序为作业1、3、4、2，平均作业周转时间T=（20+25-10+35-15+50-5）/4=25平均带权作业周转时间W=（20/20+15/5+20/10+45/15）/4=2.25如果对它们施行FCFS调度算法，作业调度顺序为作业1、2、3、4，平均作业周转时间T=（20+35-5+40-10+50-15）/4=28.75平均带权作业周转时间W=（20/20+30/15+30/5+35/10）/4=3.125对作业施行HRRF调度算法开始只有作业1，被选中执行时间20；•作业1执行完毕，响应比依次为1+15/15、1+10/5、1+5/10，作业3被选中，执行时间5；•作业3执行完毕，响应比依次为1+20/15、1+10/10，作业2被选中，执行时间15；•作业2执行完毕，作业4被选中，执行时间10；平均作业周转时间T=（20+25-10+40-5+50-15）/4=26.25平均带权作业周转时间W=（20/20+15/5+35/15+35/10）/4=2.46虚拟存储页式管理1、基本思想在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面页表表项：页号、驻留位(中断位)、内存块号、外存地址、访问位、修改位驻留位（中断位）：表示该页是在内存还是在外存访问位：根据访问位来决定淘汰哪页（由不同的算法决定）修改位：查看此页是否在内存中被修改过缺页中断在地址映射过程中，在页表中发现所要访问的页不在内存，则产生缺页中断。操作系统接到此中断信号后，就调出缺页中断处理程序，根据页表中给出的外存地址，将该页调入内存，使