操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)-丁善鏡的考試要點(diǎn)說課材料

1、第1章引論1.OS （Operating Systems）定義計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)上配置的第一個(gè)大型軟件，稱為計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，如果該軟件滿足:1）管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件；2）控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作流程；3）為其他軟件和用戶提供安全、方便的運(yùn)行、操作環(huán)境；4）提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率。2.多道程序設(shè)計(jì)并發(fā)執(zhí)行與現(xiàn)代操作系統(tǒng)的關(guān)系（p5,例子）多道程序設(shè)計(jì) 是指：在內(nèi)存同時(shí)存放多道程序，這些程序可以并發(fā)執(zhí)行。多道程序的并發(fā)執(zhí)行（Concurrence）,是指：在多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，處理器在開始執(zhí)行一道程序的第一條指令后，在這道程序完成之前， 處理器可以開始執(zhí)行另一道程序、甚至更多的其他程序。這種工作流程的

2、外在表現(xiàn)就是多任務(wù)，現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)都采取了并發(fā)執(zhí)行的工 作流程。順序執(zhí)行 是指：處理器在開始執(zhí)行一道程序后，只有在這道程序執(zhí)行結(jié)束（程序指令運(yùn)行完成，或程序執(zhí)行過程出現(xiàn)錯(cuò)誤而無法繼續(xù)運(yùn)行），處理器才能開始執(zhí)行下一道程序。這種工作流程的外在表現(xiàn)就是單任務(wù)，早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是所采用順序執(zhí)行的工作流 程。例子：假定某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要執(zhí)行兩道程序A、B ,程序A、B的任務(wù)描述如下：程序A :程序B :2msCPU12msCPU10msI/O5msI/O2ms CPU2ms CPU在同樣假定程序 A先運(yùn)行的情況，如果分別按順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行的工作方式，那么， 系統(tǒng)的工作過程怎樣？國1-2對序式行譙度

3、圖的捌子圖1-守井制丸行調(diào)度圖的例子一個(gè)資源在指定時(shí)間段的利用率定義：指定時(shí)間段中具體工作時(shí)間的總和指定時(shí)間段時(shí)間長度如圖1-2所示的順序執(zhí)行方式，CPU的利用率為：(2+2+12+2)/33=54.5%如圖1-3所示的并發(fā)執(zhí)行方式，CPU的利用率為：(2+12+2+2)/21=857%T 多道程序是如何提高cpu的利用率？ 1在以后的學(xué)習(xí)中.還將介紹多道程序并發(fā)執(zhí)行工作方式的其他優(yōu)點(diǎn)，但是，多道程序的并發(fā)執(zhí)行是一種復(fù)雜的工作方式，甚至導(dǎo)致一些程序運(yùn)行后出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果.可是，人們正是對老道程序并發(fā)執(zhí)行工作方式的復(fù)雜性和存在問題的研究及解決，形成了;操作系統(tǒng)原理的核心內(nèi)容。，0a - - =-

4、- - - - -1= - =-=- - - - =- - - =- =-=S基本類型及特征.批處理系統(tǒng)及其特征批處理系統(tǒng)的特征? 批量處理，減少手工操作?自動(dòng)執(zhí)行，資源利用率高? 缺少人-機(jī)交互能力.分時(shí)系統(tǒng)及其特征分時(shí)系統(tǒng)具備如下四個(gè)特征? 同時(shí)性? 獨(dú)立性? 及時(shí)性? 交互性.實(shí)時(shí)系統(tǒng)及其特征實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征? 高及時(shí)性? 高可靠性S的基本功能操作系統(tǒng)的主要功能? 用戶接口及作業(yè)管理? 處理器管理? 存儲(chǔ)器管理? 文件系統(tǒng)? 設(shè)備管理第 2 章操作系統(tǒng)接口1.OS 用戶接口類型命令接口和程序接口2.系統(tǒng)調(diào)用含義什么是系統(tǒng)調(diào)用1) 一組操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員事先編寫的子程序，這些子程序作為內(nèi)核的一

5、部分；2)程序員使用這組子程序的方法。訪管指令及其功能3.OS 內(nèi)核組成、基本特點(diǎn)內(nèi)核的主要組成? 與硬件密切相關(guān)的操作? 關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)? 基本中斷處理程序? 使用頻繁的功能模塊內(nèi)核基本特點(diǎn)? 常駐內(nèi)存? 運(yùn)行在核心態(tài)第 3 章進(jìn)程管理.多道程序設(shè)計(jì)、并發(fā)執(zhí)行和順序執(zhí)行的含義第一章中有.進(jìn)程定義、進(jìn)程基本特征. 進(jìn)程定義一道程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行過程，稱為一個(gè)進(jìn)程.進(jìn)程的主要特征? 動(dòng)態(tài)性? 并發(fā)性? 獨(dú)立性? 結(jié)構(gòu)性3.進(jìn)程基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換部分;(Process)? 異步性.進(jìn)程的表示（PCB）及作用進(jìn)程控制塊（PCB） （Process Control Block）.進(jìn)程管理的5個(gè)功能

6、 進(jìn)程管理的主要功能對處理器的管理轉(zhuǎn)化為對進(jìn)程的管理? 控制? 同步? 通信? 調(diào)度? 死鎖.進(jìn)程控制的原語（創(chuàng)建的主要操作，阻塞、喚醒對進(jìn)程狀態(tài)的變化）進(jìn)程創(chuàng)建原語（Create）? 創(chuàng)建進(jìn)程的時(shí)機(jī)? 創(chuàng)建原語的主要操作建立一個(gè)PCB生成pid初始化PCB各項(xiàng)內(nèi)容（進(jìn)程狀態(tài)為就緒狀態(tài)） 加入合適的就緒隊(duì)列? 進(jìn)程樹進(jìn)程撤銷原語（Destroy）? 進(jìn)程撤銷的時(shí)機(jī)? 撤銷原語的主要操作進(jìn)程阻塞原語(Blocked)? 進(jìn)程阻塞意義：減少CPU 等待時(shí)間? 阻塞原語的主要操作進(jìn)程喚醒原語(Wakeup)? 喚醒原語的主要操作從等待隊(duì)列中移出進(jìn)程修改 PCB 的進(jìn)程狀態(tài)為就緒狀態(tài)進(jìn)程加入合適的就緒

7、隊(duì)列.臨界資源、臨界區(qū)含義臨界區(qū) (Critical Section ，或 Critical Region) 是指進(jìn)程對應(yīng)的程序中訪問臨界資源的一 段程序代碼，就是進(jìn)程在資源的一次使用過程中，從申請開始至歸還為止的一段程序代碼。.信號量機(jī)制的含義(P,V 操作定義 ).互斥關(guān)系和PC 問題 (一般 PC 問題和復(fù)雜PC 問題 ).進(jìn)程通信的含義,為什么需要通信進(jìn)程通信的含義： 兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程之間交換數(shù)據(jù)的過程稱為進(jìn)程通信， 其中提供數(shù)據(jù)的一方稱為發(fā)送進(jìn)程，得到數(shù)據(jù)的一方稱為接收進(jìn)程。為什么需要進(jìn)程通信1)任務(wù)協(xié)作2)進(jìn)程的獨(dú)立性.進(jìn)程通信方式? 共享存儲(chǔ)區(qū)通信? 消息緩沖通信? 信箱通信? 管

8、道通信.什么是線程?引入的目的，線程的兩種類型? 什么是線程把進(jìn)程細(xì)化成若干個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)體，每一個(gè)實(shí)體稱為一個(gè)線程(Thread)? 引入線程的目的- 引入線程可以減小系統(tǒng)的基本工作單位粒度實(shí)現(xiàn)進(jìn)程內(nèi)部的并發(fā)執(zhí)行，提高并行程度減少處理器切換帶來的開銷簡化進(jìn)程通信方式0用尸級線程threads napkgSI J、1圖？-1:5線程的類纓“kemel第4章進(jìn)程調(diào)度與死鎖1.操作系統(tǒng)中的幾種調(diào)度? 作業(yè)調(diào)度? 進(jìn)程調(diào)度? 交換調(diào)度? 設(shè)備調(diào)度2.作業(yè)的四個(gè)狀態(tài)（批處理系統(tǒng)作業(yè)的四個(gè)階段）圖4 T乍業(yè)狀態(tài)及其璜換.作業(yè)調(diào)度基本算法的周轉(zhuǎn)時(shí)間、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間的計(jì)算（P98例2）.進(jìn)程調(diào)度兩種方式?

9、非搶占方式（Nonpreemptive Scheduling）?搶占方式（Preemptive Scheduling）常見的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先級原則、任務(wù)緊迫性、重要性原則等等。.進(jìn)程調(diào)度基本算法RR (P102 例) ,優(yōu)先級 .進(jìn)程死鎖的含義，產(chǎn)生原因、四個(gè)必要條件1 )死鎖的含義：見課本1092)死鎖產(chǎn)生的根本原因? 系統(tǒng)擁有的資源數(shù)量小于各進(jìn)程對資源的需求總數(shù)3)死鎖的四個(gè)必要條件互斥條件不剝奪條件請求與保持條件環(huán)路等待條件.死鎖預(yù)防的含義及預(yù)防方法? 含義：在資源分配上采取一些限制措施，來破壞死鎖產(chǎn)生的 4 個(gè)必要條件。? 方法互斥條件原則上不能被破壞，打印等個(gè)別資源可以采取虛

10、擬技術(shù)不剝奪條件原則上不能被破壞。請求與保持條件靜態(tài)分配：具有一般性，但事先很難準(zhǔn)確地估計(jì)進(jìn)程運(yùn)行所要全部資源，且降低了資源的利用率資源暫時(shí)釋放：僅限于個(gè)別資源的操作；進(jìn)程不穩(wěn)定，環(huán)路等待條件按序分配：具有一般性，但存在與靜態(tài)分配的問題，且編號管理困難。單請求方式：不適用于復(fù)雜任務(wù)的進(jìn)程.安全狀態(tài)的判斷.死鎖判斷例子(P123例2)AA* l 父匚-7上 八-Fz H.P AA? 丁口4第 5 章存儲(chǔ)器管理1.存儲(chǔ)管理主要功能.) 存儲(chǔ)空間的分配和回收) 重定位) 存儲(chǔ)空間的共享與保護(hù)) 虛擬存儲(chǔ)器.重定位、兩種方式含義? 重定位 (Relocation)?靜態(tài)重定位(Static Reloc

11、ations)?動(dòng)態(tài)重定位(Dynamic Relocation).固定分區(qū)基本思想的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、固定表現(xiàn).動(dòng)態(tài)分區(qū)基本思想， FF 、 BF、 FF 分配算法.靜態(tài)分頁基本思想及例子(P158).虛擬存儲(chǔ)器思想、請求分頁的擴(kuò)充頁表的結(jié)構(gòu)，其中 A、M位的作用.FIFO、LRU算法的思想及淘汰頁面的計(jì)算例子（P166-167）.二次機(jī)會(huì)置換算法的思想及淘汰頁面的計(jì)算.抖動(dòng)現(xiàn)象和Belady現(xiàn)象.段頁存儲(chǔ)管理中段頁和頁表的關(guān)系及重定位過程.分頁與分段的主要區(qū)別1）存儲(chǔ)空間的分配單元粒度2）虛擬地址空間的維數(shù)3）內(nèi)存分配4）碎片第6章文件管理.按名存取的含義.文件邏輯結(jié)構(gòu)的分類1）流式文件2）記錄式

12、文件.三種文件物理結(jié)構(gòu)及其主要特點(diǎn)? 連續(xù)結(jié)構(gòu)? 鏈接結(jié)構(gòu)? 索引結(jié)構(gòu).FAT結(jié)構(gòu)理解圖的例子.二級目錄的名稱及結(jié)構(gòu)關(guān)系圖二級目錄用戶文件目錄(UFD)和系統(tǒng)主目錄(MFD)用尸的UFO用尸5的UFD克胖的文拜葭的辛品用戶 u2aguF： 文件區(qū)的FCB 文件心的FCEi二級目錄也具有結(jié)構(gòu)簡單、 容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)， 激少了檢索的開銷。二級目錄結(jié)構(gòu)還解訣不同用 戶之間的重名問題在一級目錄結(jié)構(gòu)中.容易實(shí) 現(xiàn)用戶之間的文件共享.二級目錄訪問過程.文件保護(hù)的含義和方法?文件保護(hù)(Protection)含義?文件保護(hù)的措施：文件的備份(Backup)和恢復(fù)(Restore).文件保密的含義和基于存取權(quán)限的訪問控制方式第7章設(shè)備管理.分類(按數(shù)據(jù)組織方式、固有屬性的分類原則 ) 按設(shè)備的數(shù)據(jù)組織分類：?字符設(shè)備(Character Device)?塊設(shè)備(Block Device)按設(shè)備的固有屬性分類? 獨(dú)占設(shè)備? 共享設(shè)備? 虛擬設(shè)備.設(shè)備獨(dú)立性含義、PNP技術(shù)3.I/O控制方式程序查詢方式 中斷方式DMA方式通道方式緩沖技術(shù)及其引入的目的1)什么緩沖技術(shù)：在設(shè)備的I/O操作過程中，利用一種存儲(chǔ)部件或其中的部分(如內(nèi)存的一個(gè)區(qū)域)