操作系统期末复习资料

一．主要知识点：

1.PCB(进程控制块)：使并发执行的每个程序都能独立运行。

1.1PCB已成为进程存在于系统中的唯一标志。

1.2由程序段、相关的数据段和PCB构成了进程实体。

2.进程控制一般由OS的内核中的原语来实现的。

3.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。

4.四种信号量：整形型信号量、记录型信号量、AND型信号量、信号量集。

5.死锁：指多个进程在运行时因争夺资源而造成的一个僵局。

6.引起死锁的原因：竞争资源、进程推进顺序不当。

7.产生死锁的必要条件：互斥、请求和保持、不可抢占、循环等待。

8.处理死锁的方法：预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁。

9.程序的三种装入方式：

（1）绝对装入方式：只适用于单道程序环境，只能将目标模块装入到内存中事先指定的位置；（2）可重定位装入方式：可用于多道程序环境，但不允许在程序运行时在内存中移动位置；（3）动态运行时的装入方式：可移动在内存中的位置。

注：装入内存后，并不立即把其逻辑地址转换为物理地址，而是在程序真正执行时才能进行地址转换。

10.对换空间的管理：

（1）对文件区空间的管理采取离散分配的方式

（2）对对换空间的管理采取连续分配方式

11.四种连续分配方式：

（1）单一连续分配：单道程序环境；

（2）固定分区分配：多道程序环境；

（3）动态分区分配：涉及到所用的数据结构、分配算法、分区的分配和回收操作；

重点：基于顺序搜索的动态分区分配算法

首次适应算法：空闲分区以地址递增的次序链接

最佳适应算法：空闲分区以容量大小递增的次序链接

最坏适应算法：空闲分区以容量大小递减的次序链接

（4）动态可重定位分区分配：与动态分区分配的差别是，增加了紧凑的功能。

12.三种离散分配方式：

（1）分页存储管理：逻辑地址分为页号和页内地址两部分。页表（作用是实现从页号到物理块号的地址映射）。页表寄存器（存放页表在内存中的始址和页表的长度）。需要2次访问内存。为了提高速度，采用了快表。

（2）分段存储管理：逻辑地址分为段号和段内地址。段表（作用是实现从逻辑段到物理内存区的地址映射）。段表寄存器（存放段表在内存中的始址和段表的长度）。

（3）段页式存储管理：地址结构由段号、段内页号、页内地址组成。段表寄存器（存放段表在内存中的始址和段表的长度）。需要访问3次内存。

13.虚拟存储器特征：1）多次性2）对换性 3）虚拟性

①虚拟性即不是物理上而是逻辑上扩充了内存容量

②多次性即每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分

③对换性即所需的全部程序和数据要分成多次调入内存

④虚拟存储器都是建立在离散分配的基础上的

⑤虚拟存储器：具有请求调入功能和置换功能

14.虚拟存储器的三种实现方法：

（1）分页请求系统：增加了请求调页功能和页面置换功能。

硬件支持：请求分页的页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。

（2）请求分段系统

（3）段页式虚拟存储器系统

15.页面置换算法：

①FIFO：总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。（看最先进入）

②LRU：选择最近最久未使用的页面予以淘汰（向后看）。硬件支持：栈、寄存器。

③最佳置换：保证最低的缺页率（向前看）

16.六个基本功能：

1)隐藏物理设备的细节

2)与设备的无关性

3)提高处理机和I/O设备的利用率

4)对I/O设备进行控制

5)确保对设备的正确共享

6)错误处理

其中，对I/O设备的四种控制方式：1）轮询的可编程的I/O方式；2）中断的可编程的I/O 方式（打印机、键盘）；3）直接存储器访问方式（磁盘、光盘）；4）I/O通道方式

17.I/O软件的层次结构：

1)用户层I/O软件

2)设备独立性软件

3)设备驱动程序

4)中断处理程序

18.I/O系统的分层：

1)设备独立性软件

2)设备驱动程序

3)中断处理程序

19.I/O系统的接口：

1)块设备接口：块设备——数据的存取和传输都是以数据块为单位的设备。典型的块

设备是磁盘，其I/O采用DMA方式（直接存储器访问方式）。

2)流设备接口：字符设备——数据的存取和传输都是以字符为单位的设备。如键盘、

打印机。不能寻址，故采用顺序存取方式。采用中断驱动方式。

3)网络接口

20.I/O通道：

（1）是一种特殊的处理机，但与一般处理机不同的是：指令类型单一，没有自己的内存。（2）类型：字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道。

（3）由于通道不足造成了瓶颈问题——办法：增加设备到主机间的通路而不增加通道。21.设备控制器：

（1）分类：用于控制字符设备的控制器、用于控制块设备的控制器；

（2）组成：

①设备控制器与处理机的接口

②设备控制器与设备的接口

③I/O逻辑

22.为了实现设备独立性，必须再在设备驱动程序之上设置一层软件，称为与设备无关的I/O 软件，或设备独立性软件。

23.SPOOLing假脱机的特点：

（1）提高了I/O的速度

（2）将独占设备改造为共享设备

（3）实现了虚拟设备功能

24.分时系统的特征：1）多路性 2）独立性 3）及时性 4)交互性

25.三种调度方式：

①高级调度（作业调度）：用于多道批处理系统，在分时和实时系统中不设高级调度。

②低级调度（进程调度）：最基本的一种调度，在三种OS中都必须配置。

③中级调度（内存调度）：实际上就是存储器管理的对换功能。

26.进程和程序的三个主要区别：

①前者是动态的，后者是静态的；

②前者是并发的，后者是顺序执行的；

③前者是能独立运行的，后者不能

26.虚拟存储器特征：1）多次性2）对换性 3）虚拟性

①虚拟存储器都是建立在离散分配的基础上的