操作系統(tǒng)總復(fù)習(xí)

試卷題型選擇40分填空10分判斷10分簡(jiǎn)答20分解答（計(jì)算）20分試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)緒論、接口約10分處理機(jī)管理約40分存儲(chǔ)管理約30分IO管理約15分文件管理約5分一、操作系統(tǒng)的概述1、操作系統(tǒng)的基本概念、特征、功能和提供的服務(wù)。2、操作系統(tǒng)的發(fā)展和操作系統(tǒng)分類(lèi)3、操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài)系統(tǒng)調(diào)用4、操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)為什么要采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)？

提供給用戶的接口？提供給程序員的接口？

四大特征？最基本的特征？

什么是分時(shí)？什么是實(shí)時(shí)？

os結(jié)構(gòu)？

二、進(jìn)程管理（一）進(jìn)程與線程進(jìn)程的概念進(jìn)程的狀態(tài)與轉(zhuǎn)換進(jìn)程的控制進(jìn)程組織進(jìn)程通信線程概念、多線程模型狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、原因

為什么引入進(jìn)程?為什么引入線程？

進(jìn)程的結(jié)構(gòu)，pcb的作用、內(nèi)容

進(jìn)程與線程的比較

創(chuàng)建進(jìn)程的事件，過(guò)程

撤銷(xiāo)進(jìn)程的事件，過(guò)程

（二）處理機(jī)調(diào)度

調(diào)度的基本概念調(diào)度時(shí)機(jī)、切換與過(guò)程進(jìn)程調(diào)度的基本準(zhǔn)則進(jìn)程調(diào)度方式進(jìn)程調(diào)度算法調(diào)度類(lèi)型、目標(biāo)（準(zhǔn)則）

調(diào)度算法（必須掌握周轉(zhuǎn)時(shí)間、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間、響應(yīng)比的計(jì)算）

實(shí)時(shí)調(diào)度的特點(diǎn)

（三）進(jìn)程互斥與同步

進(jìn)程同步的基本概念實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)互斥的基本方法軟件實(shí)現(xiàn)方法硬件實(shí)現(xiàn)方法信號(hào)量方法管程方法經(jīng)典進(jìn)程互斥與同步問(wèn)題原語(yǔ)、信號(hào)量、臨界區(qū)、臨界資源

信號(hào)量值的含義

信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥算法

信號(hào)量實(shí)現(xiàn)前趨圖算法

信號(hào)量實(shí)現(xiàn)三大經(jīng)典同步問(wèn)題

（四）死鎖死鎖的概念、引起死鎖的原因死鎖處理的策略預(yù)防死鎖避免死鎖：安全狀態(tài)、銀行家算法檢測(cè)并解除死鎖三、內(nèi)存管理（一）內(nèi)存管理基礎(chǔ)內(nèi)存管理的概念程序鏈接與程序裝入、邏輯地址與物理地址空間、內(nèi)存保護(hù)交換與覆蓋連續(xù)存儲(chǔ)管理方式非連續(xù)存儲(chǔ)管理分頁(yè)式存儲(chǔ)管理、分段式存儲(chǔ)管理、段頁(yè)式存儲(chǔ)管理。放（Placement），如何放入內(nèi)存？連續(xù)不連續(xù)多道固定分區(qū)存放多道可變分區(qū)存放單道連續(xù)存放分頁(yè)存放分段存放段頁(yè)式存放放程序的裝入與鏈接

邏輯地址、物理地址

連續(xù)分配算法（有哪些、還要理解）

緊湊技術(shù)，內(nèi)零頭、外零頭

分頁(yè)技術(shù)

頁(yè)、頁(yè)框、頁(yè)表

地址轉(zhuǎn)換

分段和段頁(yè)（二）虛擬內(nèi)存管理虛擬內(nèi)存的基本概念請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理頁(yè)面分配策略固定分配局部置換、可變分配全局置換、可變分配局部置換

頁(yè)面置換先進(jìn)先出、最佳置換（OPT）、最近最少使用置換（LRU）和時(shí)鐘置換算法（Clock）抖動(dòng)局部性原理

請(qǐng)求分頁(yè)技術(shù)

內(nèi)存分配策略、物理塊分配算法

頁(yè)面置換算法（要求會(huì)計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率）

請(qǐng)求分段五、輸入輸出（I/O）管理（一）I/O管理概述1、I/O控制方式2、I/O軟件層次結(jié)構(gòu)（二）I/O核心子系統(tǒng)1、I/O調(diào)度概念2、高速緩沖與緩沖區(qū)3、設(shè)備分配和回收4、假脫機(jī)處理（Spooling）5、出錯(cuò)處理設(shè)備、設(shè)備控制器、通道

IO控制方式

設(shè)備分配過(guò)程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

spooling技術(shù)

虛擬設(shè)備

磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間

磁盤(pán)調(diào)度算法四、文件管理（一）文件系統(tǒng)基礎(chǔ)1、文件概念2、文件的邏輯結(jié)構(gòu)順序文件、索引順序文件、索引文件、3、目錄結(jié)構(gòu)文件控制塊和索引結(jié)點(diǎn)、單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、兩級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)、圖型目錄結(jié)構(gòu)4、文件共享5、文件保護(hù)：訪問(wèn)類(lèi)型、訪文控制操作系統(tǒng)概念第一章操作系統(tǒng)引論

操作系統(tǒng)的目標(biāo)、作用和模型

l

操作系統(tǒng)——是裸機(jī)上的第一層軟件，它是對(duì)硬件系統(tǒng)功能的首次擴(kuò)充，是填補(bǔ)人與機(jī)器之間的鴻溝。用戶計(jì)算機(jī)OS

OS的作用●計(jì)算機(jī)用戶需要的用戶命令由OS實(shí)現(xiàn)的所有用戶命令所構(gòu)成的集合常被人們稱(chēng)為OS的Interface(用戶接口)；有時(shí)也稱(chēng)為命令接口。

命令的表示形式： 字符形式：較靈活但因繁瑣而難記；

菜單形式：(試圖在字符終端上提供友好的用戶界面)

圖形形式：因直觀而易記但不靈活?！駪?yīng)用軟件需要的SystemCall(系統(tǒng)調(diào)用)

由OS實(shí)現(xiàn)的所有系統(tǒng)調(diào)用所構(gòu)成的集合被人們稱(chēng)為程序接口或應(yīng)用編程接口(ApplicationProgrammingInterface,API)。操作系統(tǒng)資源管理功能操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理者。1、處理機(jī)管理：分配和控制CPU。2、存儲(chǔ)器管理：內(nèi)存分配與回收。3、I/O設(shè)備管理：I/O設(shè)備的分配與操縱。4、文件管理：文件的存取、共享和保護(hù)。操作系統(tǒng)用作擴(kuò)充機(jī)器功能，使其便于使用的機(jī)器，這種機(jī)器又稱(chēng)為虛擬機(jī)。管態(tài)和目態(tài)管態(tài)——當(dāng)CPU處于管態(tài)時(shí)可執(zhí)行包括特權(quán)在內(nèi)的一切機(jī)器指令。目態(tài)——當(dāng)CPU處理目態(tài)時(shí)，不允許執(zhí)行特權(quán)指令。

單道批處理系統(tǒng)1、在內(nèi)存中僅存一道作業(yè)運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束或出錯(cuò)，才自動(dòng)調(diào)另一道作業(yè)運(yùn)行。2、單道批處理系統(tǒng)主要特征：自動(dòng)性、順序性、單道性。3、單道批處理系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：減少人工操作，解決了作業(yè)的自動(dòng)接續(xù)。4、單道批處理系統(tǒng)主要缺點(diǎn)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)有交互能力。多道批處理系統(tǒng)一、多道程序的概念：在內(nèi)存中存放多道作業(yè)運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束或出錯(cuò)，自動(dòng)調(diào)度內(nèi)存中的另一道作業(yè)運(yùn)行。●多道程序帶來(lái)的好處：1、提高CPU的利用率。2、提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率。3、增加系統(tǒng)吞吐率。

分時(shí)系統(tǒng)一、分時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)生用戶需要：人機(jī)交互、共享主機(jī)、便于用戶上機(jī)二、分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法簡(jiǎn)單分時(shí)系統(tǒng)具有“前臺(tái)”和“后臺(tái)”的分時(shí)系統(tǒng)多道分時(shí)系統(tǒng)三、分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵問(wèn)題：及時(shí)接收：實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的信息及時(shí)接收。及時(shí)處理：及時(shí)控制作業(yè)的運(yùn)行。實(shí)時(shí)系統(tǒng)●所謂實(shí)時(shí)系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致的運(yùn)行。一、實(shí)時(shí)系統(tǒng)分為兩類(lèi)

1、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

2、實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)二、實(shí)時(shí)任務(wù)的類(lèi)型

1、按任務(wù)執(zhí)行是否為周期性來(lái)化分

2、按截止時(shí)間來(lái)化分操作系統(tǒng)的基本特征現(xiàn)代OS的四個(gè)基本特征：1、并發(fā)2、共享3、虛擬4、異步并發(fā)是最重要的特征，其它特征都以并發(fā)為前提。虛擬所謂虛擬是指通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。虛擬處理機(jī)：分時(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備：SPOOLING技術(shù)虛擬存儲(chǔ)器：虛擬存儲(chǔ)管理實(shí)現(xiàn)

異步性異步性——

是指進(jìn)程以異步的方式執(zhí)行，進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。

模塊化OS結(jié)構(gòu)

(1)模塊化結(jié)構(gòu)使用分塊結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)包含若干module（模塊）；其中，每一塊實(shí)現(xiàn)一組基本概念以及與其相關(guān)的基本屬性。塊與塊之間的相互關(guān)系：

-所有各塊的實(shí)現(xiàn)均可以任意引用其它各塊所提供的概念及屬性。分層式OS結(jié)構(gòu)

使用分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含若干layer（層）；其中，每一層實(shí)現(xiàn)一組基本概念以及與其相關(guān)的基本屬性。層與層之間的相互關(guān)系：

-所有各層的實(shí)現(xiàn)不依賴(lài)其以上各層所提供的概念及其屬性，只依賴(lài)其直接下層所提供的概念及屬性；

-每一層均對(duì)其上各層隱藏其下各層的存在。

微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)

微核結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想：盡最大努力剔除核心子系統(tǒng)中的多余成份，并把它們移到核外子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，核心子系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)一些必要的簡(jiǎn)單的概念及其屬性，從而保持核心子系統(tǒng)簡(jiǎn)潔高效?！癞?dāng)前比較流行的、能支持多處理機(jī)運(yùn)行的OS，幾乎全部都采用了微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，第二章

進(jìn)程的描述與控制

一、

相關(guān)概念

1、

前趨圖——有向無(wú)循環(huán)的圖。表示程序執(zhí)行的偏序關(guān)系。

2、程序的順序執(zhí)行——嚴(yán)格按照程序給定的順序執(zhí)行，僅當(dāng)前一個(gè)執(zhí)行結(jié)束才執(zhí)行后一個(gè)。

3、

程序的順序的特征：①順序性②封閉性③可再現(xiàn)性

4、程序的并發(fā)執(zhí)行——是指兩個(gè)或兩個(gè)以上程序段在執(zhí)行的時(shí)間上是重疊的，即使這種重疊只有一小部分，則稱(chēng)這些程序?yàn)楣残袌?zhí)行。5、程序并發(fā)執(zhí)行的特征：①間斷性②失去封閉性③不可再現(xiàn)性二、

進(jìn)程的基本概念

1、進(jìn)程的定義——可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程。

2、進(jìn)程的基本特征①

動(dòng)態(tài)性②

并發(fā)性③

獨(dú)立性④

異步性⑤

結(jié)構(gòu)特征

3、進(jìn)程的基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)變進(jìn)程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換

帶有掛起狀態(tài)進(jìn)程五狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

4、

進(jìn)程控制塊——描述和控制進(jìn)程運(yùn)行，系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程定義的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。①

進(jìn)程控制塊的內(nèi)容②

進(jìn)程控制塊的作用③

進(jìn)程控制塊的組織方式三、

進(jìn)程控制1、進(jìn)程管理進(jìn)程圖：表明進(jìn)程的創(chuàng)建關(guān)系，創(chuàng)建的進(jìn)程和被創(chuàng)建的進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行。2、引起進(jìn)程創(chuàng)建的原因①用戶登錄：為終端用戶建立進(jìn)程。②作業(yè)調(diào)度：選中的作業(yè)建立進(jìn)程。③提供服務(wù)：為用戶提供的服務(wù)進(jìn)程。例如：I/O進(jìn)程等。④應(yīng)用請(qǐng)求：應(yīng)用程序自己創(chuàng)建的進(jìn)程。3、原語(yǔ)：由若干條指令構(gòu)成，用于完成一定功能的一個(gè)過(guò)程。4、原子操作（原子性）：一個(gè)操作中的所有動(dòng)作，要么全做，要么全不做。是一個(gè)不可分割的操作。四、進(jìn)程組織

進(jìn)程控制塊的組織方式1）鏈接方式把具有同一狀態(tài)的PCB，用其中的鏈接字鏈接成一個(gè)隊(duì)列。2）索引方式系統(tǒng)根據(jù)所有進(jìn)程的狀態(tài)建立幾張索引表。1）鏈接方式2）索引方式5、

線程的基本概念（1）線程：一個(gè)被調(diào)度和分派的基本單位并可獨(dú)立運(yùn)行的實(shí)體。（2）線程分類(lèi)：①內(nèi)核支持線程：依賴(lài)于內(nèi)核進(jìn)行控制和管理。②用戶級(jí)線程：在用戶級(jí)創(chuàng)建、撤消和切換。（3）在引入線程的O.S系統(tǒng)中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源的擁有的基本單位。（4）在同一進(jìn)程中的線程切換不會(huì)引起進(jìn)程切換。（5）在不同一進(jìn)程中的線程切換會(huì)引起進(jìn)程切換。線程狀態(tài)(1)線程的狀態(tài)有:執(zhí)行狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)等。(2)在線程切換時(shí)保存的線程信息:①一個(gè)執(zhí)行棧。②每個(gè)線程靜態(tài)存儲(chǔ)局部變量。③對(duì)存儲(chǔ)器和其進(jìn)程資源的訪問(wèn)，并與該進(jìn)程中的其他線程共享這些資源。注意（一）:1、在單線程進(jìn)程模型中，包括它的進(jìn)程控制塊和用戶地址空間，以及用戶棧和內(nèi)核棧。2、在多線程環(huán)境中，仍然有一個(gè)與進(jìn)程相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程控制塊和用戶地址空間，但是每個(gè)線程都有一個(gè)獨(dú)立的棧和獨(dú)立的控制塊，包含寄存器值。優(yōu)先級(jí)和其他與線程相關(guān)的狀態(tài)信息。3、進(jìn)程中的所有線程共享該進(jìn)程的狀態(tài)和資源，它們駐留在同一塊地址空間中，并且可以訪問(wèn)到相同的數(shù)據(jù)。4、線程阻塞不會(huì)引起進(jìn)程阻塞。注意（二）:5.

在同一進(jìn)程中的線程切換不會(huì)引起進(jìn)程切換。6.在不同一進(jìn)程中的線程切換會(huì)引起進(jìn)程切換。圖示：?jiǎn)尉€程和多線程模式

五、進(jìn)程同步的基本概念1、進(jìn)程的相互制約①間接相互制約——資源共享引起②

直接相互制約——相互合作引起2、臨界資源：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱(chēng)為臨界資源。3、臨界區(qū)：訪問(wèn)臨界資源的那段代碼稱(chēng)為臨界區(qū)。4、同步機(jī)制應(yīng)遵循的準(zhǔn)則：①空閑讓進(jìn)——

充分利用資源②忙則等待——

保證同步與互斥③有限等待————

防止陷入“死等”④讓權(quán)等待——

防止陷入“忙等”

互斥與同步的解決策略互斥與同步的解決方法:軟件方法、硬件方法、信號(hào)量方法、管程的方法。軟件方法是指由進(jìn)程通過(guò)執(zhí)行相應(yīng)的程序指令，實(shí)現(xiàn)與其他進(jìn)程的互斥與同步。很難正確控制進(jìn)程間的同步與互斥，而且大幅度增加系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)。硬件方法是指通過(guò)屏蔽中斷（單CPU）或采用專(zhuān)門(mén)的機(jī)器指令控制互斥與同步。由于太強(qiáng)的硬件約束條件可能導(dǎo)致進(jìn)程的饑餓與死鎖現(xiàn)象。專(zhuān)用機(jī)器指令：TestandSet和ExchangeInstruction信號(hào)量機(jī)制

1、經(jīng)典信號(hào)量——表示資源的物理實(shí)體。

2、記錄型信號(hào)量——更有效的利用資源，解決忙等的問(wèn)題。

3、AND型信號(hào)量機(jī)制——防止系統(tǒng)出現(xiàn)不安全性。①AND型信號(hào)量機(jī)制的概念化②Swait操作（SP操作）③Ssignal操作（SV操作）

4、信號(hào)量應(yīng)用實(shí)例①互斥②前趨③同步經(jīng)典進(jìn)程的同步問(wèn)題

生產(chǎn)者一消費(fèi)者問(wèn)題MMMMMMP1P2PnC1C2CninoutVarmutex，empty，full：semaphore：=1，n，0；

buffer：array[0，…，n-1]ofitem；

in，out：integer：＝0，0；

beginparbeginproceducer：beginrepeat┇produceranitemnextp；┇

wait（empty）；

wait（mutex）；

buffer（in）：=nextp；

in：=（in十1）modn；

signal（mutex）；

signal（full）；

unti1false；

end

consumer：beginrepeatwait(full);wait（mutex）；

nextc：=buffer(out)；

out：=（out十1）modn;signal（mutex）；

signal（empty）；

consumertheiteminnextc;untilfalse；

endparendend互斥與同步解決方法:管程雖然信號(hào)量機(jī)制是一種既方便、又有效的進(jìn)程同步機(jī)制，但每個(gè)要訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程都必須自備同步操作wait（S）和signal（s）。這就使大量的同步操作分散在各個(gè)進(jìn)程中。這不僅給系統(tǒng)的管理帶來(lái)了麻煩，而且還會(huì)因同步操作的使用不當(dāng)而導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖。這樣，在解決上述問(wèn)題的過(guò)程中，便產(chǎn)生了一種新的進(jìn)程同步工具——管程。管程的定義當(dāng)共享資源用共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示時(shí)，資源管理程序可用對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過(guò)程來(lái)表示(例如，資源的請(qǐng)求和釋放過(guò)程request和release)，我們把這樣一組相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過(guò)程一并稱(chēng)為管程。Hansan為管程所下的定義是：“一個(gè)管程定義了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程所執(zhí)行（在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上）的一組操作，這組操作能同步進(jìn)程和改變管程中的數(shù)據(jù)”。管程的主要特點(diǎn)：局部數(shù)據(jù)變量只能被管程的過(guò)程訪問(wèn)，任何外部過(guò)程都不能訪問(wèn)。一個(gè)進(jìn)程通過(guò)調(diào)用管程的一個(gè)過(guò)程進(jìn)入管程。在任何時(shí)候，只能有一個(gè)進(jìn)程在管程中執(zhí)行，調(diào)用管程的任何其他進(jìn)程都被掛起，以等待管程變成可用的。管程必須包含同步工具為進(jìn)行并發(fā)處理，管程必須包含同步工具。例如，假設(shè)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程，它在管程中時(shí)，不能執(zhí)行,須被掛起，直到滿足某些條件時(shí)才恢復(fù)。這就需要一種機(jī)制，使得該進(jìn)程不僅被掛起，而且能釋放這個(gè)管程，以便某些別的進(jìn)程可以進(jìn)入。以后，當(dāng)條件滿足并且管程再次可用時(shí)，需要恢復(fù)該進(jìn)程并允許它在掛起點(diǎn)重新進(jìn)入管程。管程操作函數(shù)管程通過(guò)使用條件變量提供對(duì)同步的支持，這些條件變量包含在管程中，并且只有在管程中才能被訪問(wèn)。有兩個(gè)函數(shù)可以操作條件變量：①cwait(c)：調(diào)用進(jìn)程的執(zhí)行在條件c上掛起，管程現(xiàn)在可被另一個(gè)進(jìn)程使用。②csignal(c)：恢復(fù)在cwait之后為某些條件而掛起的進(jìn)程的執(zhí)行。如果有多個(gè)這樣的進(jìn)程，選擇其中一個(gè)；如果沒(méi)有這樣的進(jìn)程，什么也不做。六、進(jìn)程通信

進(jìn)程通信的類(lèi)型：低級(jí)通信和高級(jí)通信(1)高級(jí)通信方式：①共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)：共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共享存儲(chǔ)器區(qū)通信方式②消息傳遞系統(tǒng)：直接通信方式——通過(guò)收發(fā)原語(yǔ)間接通信方式——通過(guò)信箱實(shí)現(xiàn)信息交換③管道通信（2）管道通信具有三方面的協(xié)調(diào)能力：①雙方同時(shí)存在②

同步關(guān)系③

互斥使用管道第三章

調(diào)度與死鎖一、調(diào)度的類(lèi)型

1、高級(jí)調(diào)度

2、

低級(jí)調(diào)度：非搶占式、搶占式搶占式原則：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先原則

3、

中級(jí)調(diào)度二、面向用戶的準(zhǔn)則1、

周轉(zhuǎn)時(shí)間短：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間2、

響應(yīng)時(shí)間快3、

截止時(shí)間的保證4、

優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則

三、面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則1、

系統(tǒng)的吞吐量2、

CPU的利用率好3、

各類(lèi)資源平衡使用調(diào)度的算法1、

先來(lái)先服務(wù)調(diào)度的算法2、

短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度的算法3、

時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度的算法（分時(shí)）或簡(jiǎn)單輪轉(zhuǎn)調(diào)度的算法4、

優(yōu)先權(quán)調(diào)度的算法：非搶占式、搶占式①靜態(tài)優(yōu)先權(quán)

②動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)5、

響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度的算法：

RP=1+等待時(shí)間/服務(wù)時(shí)間6、多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法：例如，前臺(tái)、后臺(tái)7、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法

在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，廣泛采用搶占式調(diào)度方式

死鎖的基本概念1、

何謂死鎖？2、產(chǎn)生死鎖原因：①

競(jìng)爭(zhēng)資源②

推進(jìn)順序不當(dāng)3、產(chǎn)生死鎖的必要條件①互斥②請(qǐng)求和保持③不剝奪④環(huán)路等待條件

4、處理死鎖的基本方法①預(yù)防死鎖：設(shè)置某些限制條件，破壞四個(gè)條件。②

避免死鎖：資源動(dòng)態(tài)分配，防止進(jìn)入不安全狀態(tài)。

③檢測(cè)死鎖：設(shè)置檢查機(jī)構(gòu)，定時(shí)檢查系統(tǒng)是否出現(xiàn)死鎖。④解除死鎖：已出現(xiàn)死鎖。第四章

存儲(chǔ)器管理

一、程序的裝入

1、絕對(duì)裝入方式直接用物理地址編制程序。

2、可重定位裝入方式（靜態(tài)重定位）

重定位——把在裝入時(shí)對(duì)目標(biāo)程序中的指令和數(shù)據(jù)地址的修改過(guò)程稱(chēng)為重定位。

3、動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式（動(dòng)態(tài)重定位）

作業(yè)在存儲(chǔ)空間的位置，也是裝入時(shí)確定的，但在作業(yè)運(yùn)行過(guò)程中，每次存訪內(nèi)存之前，將程序的地址（邏輯地址）變?yōu)閮?nèi)存的物理地址。這種變換是依靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)、自動(dòng)連續(xù)實(shí)施，這樣程序在內(nèi)存的地址是可變的，可申請(qǐng)臨時(shí)空間。二、程序的鏈接1、

靜態(tài)鏈接——事先進(jìn)行鏈接，以后不再拆開(kāi)的鏈接方式，稱(chēng)為靜態(tài)鏈接。2、

裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接——編譯后的目標(biāo)模塊，是在裝入內(nèi)存時(shí)，邊裝入，邊鏈接的。3、運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接——將某些目標(biāo)模塊的鏈接推遲到執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行，即在執(zhí)行過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時(shí)，再由操作系統(tǒng)去找到該模塊，將它裝入內(nèi)存，并把它鏈接到調(diào)用者模塊上。4、靜態(tài)鏈接需要共享目標(biāo)模塊的拷貝，而動(dòng)態(tài)鏈接不需要共享目標(biāo)模塊的拷貝。三、連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式1、固定式分區(qū)2、動(dòng)態(tài)分區(qū)分配——根據(jù)用戶實(shí)際需要，動(dòng)態(tài)的分配連續(xù)空間。拼接技術(shù)3、動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配——采用動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)的分區(qū)分配。緊湊技術(shù)4、

多重定位分區(qū)分配——可為一個(gè)作業(yè)分多個(gè)區(qū)。四、分區(qū)管理的算法1、首次適應(yīng)算法：每個(gè)空白區(qū)按地址順序鏈接在一起，表頭指向第一個(gè)空白區(qū)。2、

循環(huán)首次適應(yīng)算法：將空白區(qū)構(gòu)成循環(huán)鏈表。表頭指向當(dāng)前開(kāi)始查找的第一個(gè)空白區(qū)。3、

最佳適應(yīng)算法：空白區(qū)按尺寸大小遞增順序構(gòu)成隊(duì)列。表頭指向第一個(gè)空白區(qū)。4、最差適應(yīng)算法五、對(duì)換技術(shù)（交換技術(shù)）

就是將主存中的信息以文件的形式寫(xiě)入到輔存，接著將指定的信息從輔存讀入主存，并將控制轉(zhuǎn)給它，讓其在系統(tǒng)上運(yùn)行。五、覆蓋技術(shù)什么叫覆蓋？什么叫覆蓋段？什么叫覆蓋區(qū)？覆蓋技術(shù)示意圖采用覆蓋技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小空間運(yùn)行大作業(yè)。六、分頁(yè)存儲(chǔ)器管理1、在分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式中，一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)大小相等的片，稱(chēng)為頁(yè)面。內(nèi)存空間也分成與頁(yè)相同大小的存儲(chǔ)塊，并將進(jìn)程的每一個(gè)頁(yè)面離散地存儲(chǔ)在內(nèi)存的任一物理塊中，建立相應(yīng)的頁(yè)表，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的正確運(yùn)行。2、快表——為了提高地址變換速度，可在地址變換機(jī)構(gòu)中，增設(shè)一個(gè)具有并行查尋能力的特殊高速緩沖存儲(chǔ)器，稱(chēng)為快表。七、分段存儲(chǔ)管理①在分段存儲(chǔ)管理方式中，一個(gè)作業(yè)的地址空間分成若干個(gè)段，每一段定義了一組邏輯信息，則為每個(gè)段分配連續(xù)的分區(qū)，而進(jìn)程中的各段可以離散地存儲(chǔ)在內(nèi)存中不同的分區(qū)中，建立相應(yīng)的段表，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的正確運(yùn)行。

②分頁(yè)與分段存儲(chǔ)管理的區(qū)別？八、段頁(yè)式管理（1）

基本思想（2）地址變換機(jī)構(gòu)

虛擬存儲(chǔ)管理1、虛擬存儲(chǔ)器的概念？

使用虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)，用戶將會(huì)感覺(jué)到系統(tǒng)的內(nèi)存空間比實(shí)際內(nèi)存大。系統(tǒng)的可用內(nèi)存空間并非計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際物理內(nèi)存，它包含物理內(nèi)存及一部分磁盤(pán)空間。習(xí)慣上，人們把這種用戶感覺(jué)上存在但實(shí)際上并不存在的內(nèi)存稱(chēng)為虛擬內(nèi)存。注意：

虛擬存儲(chǔ)的特性交換性:對(duì)換性是指作業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行換進(jìn)、換出，換進(jìn)和換出能有效地提高內(nèi)存利用率。多次性:多次性是指一個(gè)作業(yè)被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行，在作業(yè)運(yùn)行時(shí)只需將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存即可；當(dāng)要運(yùn)行時(shí)尚未調(diào)入的那部分程序時(shí)，再將它調(diào)入。虛擬性虛擬性是指能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。以CPU時(shí)間與外存空間換取昂貴內(nèi)存空間，這是操作系統(tǒng)中的資源轉(zhuǎn)換技術(shù)2、

請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式基本思想

在請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式中，不限定把進(jìn)程的整個(gè)地址空間全部裝入主存，而只要求把當(dāng)前需要的一部分裝入主存，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的正確運(yùn)行，其它的頁(yè)面當(dāng)需要時(shí)才去調(diào)用。這樣實(shí)現(xiàn)了主存的“擴(kuò)充”。地址變換機(jī)構(gòu)(3)頁(yè)面的管理：①頁(yè)面調(diào)入策略●請(qǐng)求式調(diào)頁(yè)●預(yù)先調(diào)頁(yè)②頁(yè)面置換算法：

●FIFO

●最近最久不用頁(yè)面置換算法LRU3、系統(tǒng)抖動(dòng)？3、

請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式（1）基本思想在請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理方式中，把作業(yè)的所有分段的副本保存在輔存中，當(dāng)其運(yùn)行時(shí)，只要求把當(dāng)前需要的一段或數(shù)段裝入主存，其它的段當(dāng)需要時(shí)才裝入，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的正確運(yùn)行。這樣實(shí)現(xiàn)了主存的“擴(kuò)充”。（2）地址變換機(jī)構(gòu)

分段保護(hù)：越界檢查（段長(zhǎng)值）存取控制檢查第五章

設(shè)備管理一、I/O系統(tǒng)的組成

1、I/O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（1）

設(shè)備①獨(dú)占設(shè)備——在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶訪問(wèn)的設(shè)備。②共享設(shè)備——在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)用戶訪問(wèn)的設(shè)備。③虛擬設(shè)備——將一臺(tái)獨(dú)占物理設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯設(shè)備。（2）設(shè)備控制器①是CPU與I/O設(shè)備之間的接口，它接收從CPU發(fā)來(lái)的命令，并控制I/O設(shè)備工作。②設(shè)備控制器是可編址設(shè)備。當(dāng)用于控制多臺(tái)設(shè)備時(shí)，則具有多個(gè)地址。（3）通道

●通道控制方式的引入①DMA方式顯著地減少了CPU的干預(yù)。②當(dāng)CPU要完成一組相關(guān)的讀（或?qū)懀┎僮骷坝嘘P(guān)控制時(shí)，只需向I/O通道發(fā)送一條I／O指令。③通道接到該指令后，通過(guò)執(zhí)行通道程序便可完成CPU指定的I／O任務(wù)。④可實(shí)現(xiàn)CPU、通道和I／O設(shè)備三者的并行操作，從而更有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的資源利用率。⑤而當(dāng)我們需要一次去讀多個(gè)數(shù)據(jù)塊且將它們分別傳送到不同的內(nèi)存區(qū)域，或者相反時(shí)；則須由CPU分別發(fā)出多條I／O指令及進(jìn)行多次中斷處理，才能完成?！裢ǖ婪诸?lèi)：①字節(jié)多路通道②數(shù)組選擇通道——按數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，但在一段時(shí)間內(nèi)只能為一臺(tái)設(shè)備占用，執(zhí)行一道通道程序。③數(shù)組多路通道——按數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，但能為多臺(tái)設(shè)備占用，高速的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。二、

I/O控制方式1、程序I/O方式（查詢(xún)方式）2、中斷驅(qū)動(dòng)方式3、DMA方式通道是通過(guò)執(zhí)行通道程序，并與設(shè)備控制器共同實(shí)現(xiàn)對(duì)I／O設(shè)備的控制的。通道程序是由一系列通道指令（或稱(chēng)為通道命令）所構(gòu)成的。通道又稱(chēng)為特殊的處理機(jī)。三、緩沖管理●

引入緩沖原因（1）緩和CPU與I／O設(shè)備間速度不匹配的矛盾。（2）減少對(duì)CPU的中斷頻率，放寬對(duì)CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的限制。（3）提高CPU和I／O設(shè)備之間的并行性。例如：

單緩沖、

雙緩沖、

循環(huán)緩沖、

緩沖池緩沖技術(shù)是以空間換取時(shí)間，而且只能在設(shè)備使用不均衡時(shí)起到平滑作用。四、設(shè)備分配設(shè)備管理是通過(guò)一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其設(shè)備進(jìn)行管理和控制的。1、

設(shè)備控制表、通道控制表、系統(tǒng)設(shè)備表、控制器控制表2、設(shè)備分配中應(yīng)考慮的若干因素（1）設(shè)備的固有屬性：獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備（2）設(shè)備分配算法：FIFO、優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先（3）設(shè)備分配中的安全性3、設(shè)備固有屬性不同，其分配算法不同4、SPOOLING技術(shù)可將一臺(tái)物理設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯設(shè)備，可為多個(gè)用戶所共享。

SPOOLing技術(shù)的核心思想是：在快速輔助存儲(chǔ)設(shè)備中建立I/O緩沖區(qū)用于緩存從慢速輸入設(shè)備流入內(nèi)存的數(shù)據(jù)或緩存從內(nèi)存流向慢速輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)。五、設(shè)備處理1、設(shè)