操作系統(tǒng)知識點

1、操作系統(tǒng)知識點第一章操作系統(tǒng)引論1.1.1 操作系統(tǒng)的目標(biāo)方便性、有效性、可擴充性、開放性1.1.2 操作系統(tǒng)的作用作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口作為計算機系統(tǒng)資源的管理者實現(xiàn)了對計算機資源的抽象1.1.3 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程(1)未配置操作系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)人工操作方式脫機輸入/輸出系統(tǒng)方式(2)單道批處理系統(tǒng)(3)多道批處理系統(tǒng)(4)分時系統(tǒng)(5)實時系統(tǒng)1.3 操作系統(tǒng)的基本特性(1)并發(fā)(2)共享(3)虛擬(4)異步1.4 操作系統(tǒng)的的主要功能(1)處理機管理功能(2)存儲器管理功能(3)設(shè)備管理功能(4)文件管理功能(5)操作系統(tǒng)與用戶之間的接口第二章進程的描述與控制2.1 程序執(zhí)

2、行2.1.2 程序順序執(zhí)行時的特征順序性封閉性可再現(xiàn)性2.1.3 程序并發(fā)執(zhí)行時的特征間斷性失去封閉性不可再現(xiàn)性2.2 進程的描述2.2.2 進程的定義(D進程是由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)段和PCB勾成的進程實體。進程是程序的一次執(zhí)行進程是一個程序及其數(shù)據(jù)在處理機上順序執(zhí)行時所發(fā)生的活動進程是具有獨立功能的程序在一個數(shù)據(jù)集合上運行的過程，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。進程是進程實體的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。(2)進程的特征動態(tài)性并發(fā)性獨立性異步性2.2.3 進程的基本狀態(tài)1、進程的三種基本狀態(tài)(1)就緒狀態(tài)(2)執(zhí)行狀態(tài)(3)阻塞狀態(tài)進程控制塊的組織方式(1)線

3、性方式(2)鏈接方式(3)索引方式2、三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換(就緒I/O請求2.4.1進程同步的基本概念1、兩種制約關(guān)系(1)間接相互制約(2)直接相互制約2、臨界資源一次只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源。例如打印機，磁帶機等。3、臨界區(qū)人們把在每個進程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)4、同步機制應(yīng)遵循的規(guī)則(1)空閑讓進(2)忙則等待(3)有限等待(4)讓權(quán)等待2.4.3信號量機制1、信號量定義信號量是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信號量的值與相應(yīng)的資源使用情況有關(guān)信號量的值僅由P、V操作改變2、信號量分類(1)整型信號量(2)記錄型信號量1.1 ANW信號量2.5 經(jīng)典進程同步問題(1)生產(chǎn)者一消費者問題利用

4、記錄型信號量解決(2)哲學(xué)家進餐問題利用記錄型信號量解決(3)讀者寫者問題利用記錄型信號量解決2.6 進程通信2.6.1 進程通信的類型(1)共享存儲器系統(tǒng)(2)管道通信系統(tǒng)(3)消息傳遞系統(tǒng)(4)客戶機-服務(wù)器系統(tǒng)2.6.2 消息傳遞通信的實現(xiàn)方式1、直接消息傳遞系統(tǒng)2、信箱通信2.7 線程的基本概念線程的引入是為了更好的提高程序并發(fā)執(zhí)行的程度進程是一個可擁有資源的獨立單位進程同時又是一個可獨立調(diào)度和分派的基本單位第三章處理機調(diào)度與死鎖2.7.1 處理機調(diào)度的層次1、高級調(diào)度高級調(diào)度又稱長程調(diào)度或作業(yè)調(diào)度，它的調(diào)度對象是作業(yè)。決定將外存上處于后備隊列中的哪幾個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，為它們創(chuàng)建進程、分

5、配必要的資源，并將它們放入就緒隊列。高級調(diào)度主要用于多道批處理系統(tǒng)中，而在分時和實時系統(tǒng)中不設(shè)置高級調(diào)度。2、低級調(diào)度低級調(diào)度又稱為進程調(diào)度或短程調(diào)度，其所調(diào)度的對象是進程。主要功能是，根據(jù)某種算法，決定就緒隊列中的哪個進程獲得處理機，并由分派程序?qū)⑻幚頇C分配給被選中的進程。在多道批處理、分時、實時三種類型的OS中，必須配置這級調(diào)度3、中極調(diào)度中級調(diào)度又稱為內(nèi)存調(diào)度。主要目的是提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。把暫時不能運行的進程，調(diào)至外存等待，此時進程狀態(tài)稱為就緒駐外狀態(tài)(掛起狀態(tài))。2.7.2 批處理系統(tǒng)的目標(biāo)(1)平均周轉(zhuǎn)時間短平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間W=1/n求和Ti/Ts(2)系統(tǒng)吞吐量高(3)處

6、理機利用率高3.2.3先來先服務(wù)和短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法1、先來先服務(wù)調(diào)度算法既可用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進程調(diào)度按照作業(yè)到達的先后次序來進行調(diào)度，優(yōu)先考慮等待時間最長的作業(yè)，從后備隊列中選擇幾個最先進入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存，為它們分配資源和創(chuàng)建進程。然后把它們放入就緒隊列。2、短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法根據(jù)作業(yè)的長短計算優(yōu)先級，作業(yè)越短，優(yōu)先級越高。作業(yè)的長短是以作業(yè)所要求的運行時間來衡量的?？梢杂糜谧鳂I(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。將從外存的作業(yè)后備隊列中選擇若干個估計運行時間最短的作業(yè)，優(yōu)先將它們調(diào)入內(nèi)存運行。3.5死鎖3.5.2 計算機系統(tǒng)中的死鎖1、競爭不可搶占性資源引起死鎖2、競爭可消耗資源引起死鎖3

7、、進程推進順序不當(dāng)引起死鎖3.5.3 死鎖的定義、必要條件和處理方法1、死鎖的定義如果一組進程中的每一個進程都在等待僅由該組進程中的其它進程才能引發(fā)的事件，那么該組進程就是死鎖的。2、產(chǎn)生死鎖的必要條件(1)互斥條件(2)請求和保持條件(3)不可搶占條件(4)循環(huán)等待條件3、處理死鎖的方法(1)預(yù)防死鎖(2)避免死鎖(3)檢測死鎖(4)解除死鎖第四章存儲器管理4.3連續(xù)分配存儲管理方式4.3.1 單一連續(xù)分配整個內(nèi)存的用戶空間由該程序獨占4.3.2 固定分區(qū)分配將整個用戶空間劃分為若干個固定大小的區(qū)域，每個分區(qū)中只裝入一道作業(yè)。4.3.3 動態(tài)分區(qū)分配4.3.4 基于順序搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法

8、(1)首次適應(yīng)算法(2)循環(huán)首次適應(yīng)算法(3)最佳適應(yīng)算法(4)最壞適應(yīng)算法4.5 分頁存儲管理方式1、頁面和物理塊將進程的邏輯地址空間分成若干個頁，也把內(nèi)存的物理地址空間分成若干個塊。2、頁表頁表的作用是實現(xiàn)邏輯頁號到物理塊號的地址映射。4.6 分段存儲管理方式特點：方便編程信息共享信息保護動態(tài)增長動態(tài)鏈接分段和分頁的主要區(qū)別(1)頁是信息的物理單位(2)頁的大小固定且由系統(tǒng)決定(3)分頁的用戶程序地址空間是一維的第五章虛擬存儲器5.1.1 常規(guī)存儲器管理方式的特征(1) 一次性是指作業(yè)必須一次性全部裝入內(nèi)存后方能開始運行(2)駐留性是指作業(yè)被裝入內(nèi)存后，整個作業(yè)都一直駐留在內(nèi)存中，其中任何

9、部分都不會被換出，直至作業(yè)運行結(jié)束5.1.2 虛擬存儲器的特征(1)多次性是指一個作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)無需在作業(yè)運行時一次性地全部裝入內(nèi)存，而是允許被分成多次調(diào)入內(nèi)存運行，即只需當(dāng)前要運行地那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存即可開始運行(2)對換性是指一個作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)，無須在作業(yè)運行時一直常駐內(nèi)存，而是允許在作業(yè)的運行過程中進行換進、換出。(3)虛擬性是指能夠從邏輯上擴充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠大于實際內(nèi)存容量5.2.3缺頁率計算f=F/A5.3頁面置換算法5.3.1最佳置換算法和先進先出置換算法1、最佳置換算法(無法實現(xiàn))2、先進先出頁面置換算法3、最近最久未使用和最少使用置換算法第六章

10、輸入輸出系統(tǒng)6.2.4I/O通道I/O通道是一種特殊的處理機。它具有執(zhí)行I/O指令的能力，并通過執(zhí)行通道(I/O)程序來控制I/O操作。指令類型單一，沒有自己的內(nèi)存，與CPU#享內(nèi)存6.4.3對I/O設(shè)備的控制方式1、使用輪詢的可編程I/O方式2、使用中斷的可編程I/O方式3、直接存儲器訪問方式4、I/O通道控制方式6.6.2假脫機系統(tǒng)1、假脫機技術(shù)在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作的技術(shù)稱為SPOOLin激術(shù)，或稱為假脫機技術(shù)。2、SPLOOing勺組成(1)輸入井和輸出井。這是在磁盤上開辟出來的兩個存儲區(qū)域。(2)輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)這是在內(nèi)存中開辟出來的(3)輸入進程和輸出進程3、SPLO

11、Oin笄統(tǒng)的特點(1)提高了I/O的速度(2)將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備(3)實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能第七章文件管理7.1.1數(shù)據(jù)項、記錄和文件1、數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項是最低級的數(shù)據(jù)組織形式(1)基本數(shù)據(jù)項(2)組合數(shù)據(jù)項2、記錄記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項的集合3、文件文件是指由創(chuàng)建者所定義的，具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件7.2 文件的邏輯結(jié)構(gòu)(1)文件的邏輯結(jié)構(gòu)(2)文件的物理結(jié)構(gòu)，又稱文件的存儲結(jié)構(gòu)2、按文件的組織方式分類(1)順序文件，指由一系列記錄按某種順序排列所形成的文件(2)索引文件，指為可變長記錄文件建立一張索引表(3)索引順序文件，為一組記錄中的第一個記錄建立一個索引表項7.3 文件目錄對于目錄管理