计算机操作系统复习知识点汇总
第一章  绪论
1、操作系统的定义、目标、作用
1OS是配置在计算机硬件上的第一层软件;是对硬件系统的首次扩充..
2OS的主要目标是：方便性;有效性;可扩充性和开放性.
3OS的作用可表现为：
a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；一般用户的观点
b. OS作为计算机系统资源的管理者；资源管理的观点
c. OS实现了对计算机资源的抽象.
2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别
脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.
由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式；反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式
联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..
3、多道批处理系统需要解决的问题
处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题
4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么
a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.
b. 其中最基本特征是并发和共享. 
c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..
5、并行和并发
    并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..
6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能
  a. 处理机管理功能：
    进程控制;进程同步;进程通信和调度.
  b. 存储管理功能：
    内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等
  c. 设备管理功能：
    缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等
  d. 文件管理功能：
    对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护
7、操作系统与用户之间的接口
  a. 用户接口：是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务
  b. 程序接口：是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..
第二章  进程管理
1、进程的定义、特征;进程实体的组成
1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..
2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..
3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..
2、进程的三种基本状态及其转换
  运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..
3、引起进程进入挂起状态的原因如下：
  a. 终端用户的请求      b. 父进程请求
  c. 负荷调节的需要      d. 操作系统的需要
进程间通信最快的方式  具有挂起状态的进程转换图— P39
4、创建进程的主要步骤
  a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..
  b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..
5、进程控制块PCB的作用
  1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..
    2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志
    3进程与PCB是一一对应的
    为什么说PCB是进程存在的唯一标志
    在进程的整个生命周期中;系统总是通过其PCB对进程进行控制;系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的;所以说;PCB是进程存在的唯一标志..
6、进程控制块的组织方式
  链接方式、索引方式
7、原语的定义、组成、作用
    原语是由若干条指令组成的;用于完成一定功能的一个过程;与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..
    原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..
8、引起创建进程的事件
用户登录、作业调度、提供服务、应用请求
9、引起进程终止的事件
    正常结束、异常结束、外界干预
10、引起进程阻塞和唤醒的事件
    请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做
11、临界资源和临界区
    1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..
  属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸
进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..
    2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;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..
12、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
13、进程通信的类型
    进程间通信机制包括：共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..
14、线程的定义、属性
在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..
线程具有下述属性：1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..
2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..
15、进程和线程的比较
a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位；
b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性；
c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源；
d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..
16.进程与程序的区别
①程序是静态的;进程是动态的;
② 进程更能真实地描述并发;而程序不能;
③ 进程具有创建其他进程的功能;而程序没有
④ 进程只是一次执行过程;有生命周期；而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;
进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;
17.进程互斥与同步的基本概念
i.进程互斥：由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..
ii.进程同步：在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..
18、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
19.常用的几种信号量机制
整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..
第三章  处理机调度
1、高级调度与低级调度的区别
    高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长；低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..
    引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量
2、低级调度的功能
    保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程
3、进程调度方式
1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境
2抢占方式——原则：优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则
4、同时具有三级调度的调度队列模型
当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..
5、调度算法▲
1、先来先服务FCFS
2、短作业进程优先SJFSPF
3、高优先权优先
4、高响应比优先调度算法HRN..
5、时间片轮转法
1 要求：掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;
      周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间 
2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价：
a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..
b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..
c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..
6  高响应比优先调度算法
　优先权＝等待时间＋要求服务时间＼要求服务时间
　响应比＝等待时间＋要求服务时间/要求服务时间＝响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法
  该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..
8、何谓死锁 产生死锁的原因和必要条件是什么
a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进；
b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法；
c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..
互斥条件 ：一个资源一次只能被一个进程使用..
请求和保持条件：保留已经得到的资源;还要求其它的资源..
不剥夺条件：资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..
环路等待条件：系统中的进程形成了环形的资源请求链..
９、处理死锁的基本方法
１预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件
２避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件
３检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生

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