《操作系统》复习

（４）动态重定位分区分配 问题的提出：碎片利用。 问题的提出：碎片利用。 解决办法：移动作业位置进行“紧缩”和“重定位”。 解决办法：移动作业位置进行“紧缩” 重定位” 硬件支持：重定位寄存器 存放程序或数据的内存首址 存放程序或数据的内存首址)。 硬件支持：重定位寄存器(存放程序或数据的内存首址 。 访问地址＝重定位寄存器中的地址＋相对地址 访问地址＝重定位寄存器中的地址＋
操作系统的结构设计 第一代操作系统---无结构 整体结构 第一代操作系统 无结构(整体结构 无结构 整体结构) 第二代操作系统---模块化结构 第二代操作系统 模块化结构 第三代操作系统---层次结构 第三代操作系统 层次结构 操作系统的微内核结构 微内核技术---精心设计 的最基本的核心功能组成 微内核技术 精心设计OS的最基本的核心功能组成 精心设计 操作系统的内核。内核常驻内存，不被换出。 操作系统的内核。内核常驻内存，不被换出。 然后在外层添加新的功能。 然后在外层添加新的功能。
（4）实时调度 ） 最早截止时间优先 最低松弛度优先---实施过程 最低松弛度优先 实施过程
（5）死锁原因和必要条件 ） 产生死锁的原因。 产生死锁的原因。 互斥条件 产生死锁的必要条件 请求和保持条件 不剥夺条件 环路条件
（6）死锁处理的基本方法 ） 死锁的预防 破坏四个必要条件中的一个（各自采用的方法） 破坏四个必要条件中的一个（各自采用的方法） 死锁的避免 银行家算法 死锁的检测和解除 资源分配图及死锁定理
（4）线程 ） ●线程的定义 ●线程的作用 ●线程与进程的区别（进程与程序的区别） 线程与进程的区别（进程与程序的区别）
进程同步例题
有三个共行进程P、Q和R以及一对供存数据的缓冲BufI和BufO， P进程把数据输入BufI，R进程输出BufO中的数据。Q地把BufI 中的数据变换后送入BufO，在上述假定之下,使三个进程实现最 大并行性。试在下述类PASCAL程序中虚线位置分别填上信号 量、信号量初值和P、V操作实现三个进程正确的并发执行。
P P(emptyI) 送入BufI 送入 V(fullI)
R P(fullO) 取数据; 从BufO取数据 取数据 V(emptyO)
例题2：桌子上有一只盘子，最多可容纳 一个水果，每次只能放入或取出一个水 果。爸爸专向盘子中放苹果(apple)，妈 妈专向盘于中放桔子(orange)，儿子专等 吃盘子中的桔子，女儿专等吃盘子中的 苹果。请用PV操作来实现爸爸、妈妈、 儿子、女儿之间的同步与互斥关系
2 . 内容 高---作业调度 作业调度 （1）三级调度 ） 中---将暂不运行的进程调到外存 将暂不运行的进程调到外存 低---进程调度 进程调度 （2）调度算法选择的准则 ） 吞吐量 面向系统 准则 面向用户 处理机的利用率 各类资源平衡利用 周转时间 响应时间 截止时间 优先权准则
①先来先服务（FCFS） 先来先服务（ ） ②短作业优（SJ(P)F） 短作业优（ ） ③高优先权优先 （3）进程调度算法 ） （计算） 计算） ④高响应比优先 响应比RP＝（等待时间+要求 响应比RP＝（等待时间+要求 ＝（等待时间 服务时间） 要求服务时间 服务时间）/要求服务时间 响应时间/要求服务时间 ＝响应时间 要求服务时间 ⑤基于时间片的轮转调度
(3) 进程通信 定义： 定义：进程间信息交换 类型(低级通信，高级通信（包括共享存储器、 类型 低级通信，高级通信（包括共享存储器、消息 低级通信 传递、管道） 传递、管道）) 消息传递通信机制： 消息传递通信机制：指以格式化的消息为进程间数 据交换单位的进程通信方式 直接通信：消息缓冲队列通信机制（发送原语， 直接通信：消息缓冲队列通信机制（发送原语， 接收原语流程） 接收原语流程） 流程 间接通信
记录型信号量的P， 操作 记录型信号量的 ，V操作
P（S）（wait（S）） wait（ V（S）（signal（S）） （ ） （ ））
S.V-N
S.V++ N
S.V<0？ ？ Y 阻塞调用进程 插入S.L队列 插入 队列
S.V≤0？ ≤ ？ Y
唤醒S.L队列上进程 唤醒 队列上进程
注意： 注意： S.V >0 表示某类可用资源的数量 <=0 绝对值表示因请求该资源而被阻塞的进程数 S.V的初值为1时，表示只允许一个进程访问临界资 源，此时的信号量转化为互斥信号量。 ④ 用信号量实现同步和互斥的模型 使用信号量的同步机制的应用： ⑤ 使用信号量的同步机制的应用： ●前驱图 生产者---消费者问题 消费者问题（ ， 算法描述 算法描述） ●生产者 消费者问题（P，V算法描述）
第3章 处理机调度与死锁 章
1. 概念： 概念： 处理机调度--按一定的算法将处理机分配给就绪队列上某个 处理机调度 进程。 抢占式的调度和非抢占式的调度 周转时间： 周转时间：是指从作业提交给系统开始，到作业完成为止的 这段时间间隔(称为作业周转时间) 带权周转时间 平均周转时间 响应时间 死锁 系统的安全状态
（１）单一连续分配(单用户，系统区，用户区) 单一连续分配 单用户，系统区，用户区 单用户 （２）固定分区分配 分区大小和数目固定，但大小可相等或不相等。 分区大小和数目固定，但大小可相等或不相等。 数据结构：分区说明表，分区按从小到大排队。 数据结构：分区说明表，分区按从小到大排队。 （３）动态分区分配－分区大小不固定 动态分区分配－ 数据结构：空闲分区表或空闲分区链 数据结构： 首次适应算法－ 首次适应算法－分区首址递增链表 分配算法： 分配算法： 循环首次适应算法 最佳适应算法－ 最佳适应算法－按大小递增链表 分区分配与回收的具体步骤
分时系统---保持多道批处理系统的优点 共享主机 分时系统 保持多道批处理系统的优点(共享主机 ，克 保持多道批处理系统的优点 共享主机)， 服无交互能力的缺点
实现分时系统的关键问题： 实现分时系统的关键问题： 用户与自己的作业进行交互 键入命令能及时接收 及时处理
分时系统的特征： 分时系统的特征： 多路性 一台主机同时联接多台终端为多个用户服务 交互性 人机对话多种服务 独占性 用户感觉独占主机 及时性 用户请求及时响应 实时系统：指能及时响应外部事件请求， 实时系统：指能及时响应外部事件请求，在规定时间内完成对 事件的处理， 事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行的 （与分时系统的比较） 与分时系统的比较）
②处理机状态信息
内部标识符 外部标识符 通用寄存器 指令计数器 程序状态字 用户栈指针 进程状态 进程优先级 事件 其它信息 程序和数据的地址 进程同步和通信机制 资源清单 链接指针
PCB ③进程调度信息
④进程控制信息
（2）进程同步（对进程执行次序的协调） ）进程同步（对进程执行次序的协调） 直接制约和间接制约)。 ①进程之间相互制约的形式(直接制约和间接制约 。 进程之间相互制约的形式 直接制约和间接制约 ②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 空闲让进;忙则等待 有限等待; 让权等待) 空闲让进 忙则等待;有限等待 ③信号量 整形信号量： 整形信号量： P,V操作可描述为： 操作可描述为： 操作可描述为 P(s)： while s≤0 do no-op ： s:＝s一1； ＝一 ； V(s)： s:＝s十1； ： ＝十 ； P操作申请一个资源 操作释放一个资源。 操作申请一个资源 操作释放一个资源 操作申请一个资源,V操作释放一个资源。 缺点: 忙等 忙等” 只要s≤0就不断测试 未遵循“让权等待” 就不断测试， 缺点 “忙等”，只要 就不断测试，未遵循“让权等待”
第2章 进程管理 章
1. 概念
进程（进程的引入、定义、特征） 进程（进程的引入、定义、特征 进程控制块PCB(作用、包含信息、 作用、包含信息、 进程控制块 作用 为什么PCB是进程存在的唯一标志 是进程存在的唯一标志) 为什么 是进程存在的唯一标志 进程的状态(就绪，阻塞，执行，挂起 进程的状态 就绪，阻塞，执行，挂起) 就绪 进程的并发与并行执行 进程同步 临界资源与临界区 信号量 P，V操作 ， 操作 线程（定义，与进程的区别） 线程（定义，与进程的区别）
2 内容
（1）进程控制 ） ① ② ③ ④ ⑤ 程序顺序执行和并发执行的特点 用前趋图描述进程的并发执行。 用前趋图描述进程的并发执行。 进程控制的定义。 进程控制的定义。 进程的三个基本状态及状态变迁图。 进程的三个基本状态及状态变迁图。 进程创建原语和终止原语的过程
附：PCB中的信息 中的信息 ①进程标识符信息
第4章 存储器管理 章
1. 概念 逻辑地址， 逻辑地址，物理地址 地址空间， 地址空间，存储空间 重定位，静态重定位， 重定位，静态重定位，动态重定位 碎片，页表，段表，共享段表，快表 碎片，页表，段表，共享段表， 虚拟存储器， 虚拟存储器，置换算法 抖动 belady现象 现象
2 内容
连续分配： 连续分配：
离散分配—克服动重定位分区分配中进行“紧凑”“拼接” ”“拼接 离散分配 克服动重定位分区分配中进行“紧凑”“拼接”
引起的额外开销，将作业装入离散的分区中。 引起的额外开销，将作业装入离散的分区中。 （1）基本分页存储管理方式：作业一次性装入内存离散区域。 ）基本分页存储管理方式：作业一次性装入内存离散区域。 分页的地址结构
并发 ●OS的特征 的特征 (四个特征 四个特征) 四个特征 共享 虚拟性 异步性
●OS的作用 的作用 (三个作用 三个作用) 三个作用
用户与计算机接口 计算机资源的管理者 机器的扩充(虚拟机 机器的扩充 虚拟机) 虚拟机
OS发展过程 发展过程
单道批处理系统---在解决人机矛盾， 单道批处理系统 在解决人机矛盾，CPU与I/O设备速度不匹 在解决人机矛盾 与 设备速度不匹 配的矛盾中形成。旨在提高资源利用率和系统吞吐量。 配的矛盾中形成。旨在提高资源利用率和系统吞吐量。 单道：内存中ห้องสมุดไป่ตู้保持一道作业。 单道：内存中只保持一道作业。 批处理：一批作业存放在磁带上，由监督程序逐个调 批处理：一批作业存放在磁带上， 入内存运行。 入内存运行。 单道批处理的工作特点是： 单道批处理的工作特点是： 自动性 顺序性 单道性