完整word版,os复习提纲

第一章、引言
操作系统的概念，操作系统的分类，基本特征和主要功能。

操作系统是：指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程、方便用户使用的程序集合。

操作系统分类：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统
基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性(不确定性)
主要功能：处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理，用户接口
多道程序的概念，采用多道程序的目的。

概念：内存中同时存放几道相互独立互斥运行的程序。

目的：提高CPU的利用率，提高系统吞吐量，平均周转时间。

第二章、进程管理
进程的概念、特征、组成
进程的概念：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的一次运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

进程的特征：(1) 动态性（2）异步性（3）独立性（4）并发性
进程的组成（1）程序段（2）数据段（3）PCB
PCB（进程控制块）
进程控制块的作用：是进程存在的唯一标志；PCB (process control block) 常驻内存
进程控制块中的信息：标识、处理机状态，进程调度信息，进程控制信息
进程的基本状态及之间的变迁
(1)就绪状态（2）执行状态（3）阻塞状态
原语、原子操作
原语操作：所谓原语就是由若干条指令组成，用于完成一定功能的一个过程原语操作有五种：创建、终止、挂起、激活、阻塞。

原子操作：所谓原子操作是指一个操作所有的动作要么全做要么不做，换言之，它是一个不可分割的基本单位。

进程间的制约关系
（1）间接制约关系（互斥）
多个程序在并发执行时，由于共享系统资源，致使在这些并发执行的程序之间形成相互制约的关系。

进程间要通过某种中介发生联系，是无意识安排的，可发生在相交进程之间，也可发生在无关进程之间
（2）直接制约关系（同步）
多个进程将为完成同一项任务而相互合作。

从而引起的相互制约关系。

进程间的相互联系是有意识的安排的，直接作用只发生在相交进程间
信号量的物理意义、信号量机制
基本思想：为一类资源设置一个信号量，以表示该类资源的使用情况。

另外设置两个原语Wait 和Signal。

Wait用以申请资源，Signal用以归还资源并唤醒因该资源而阻塞的进程。

物理意义：
P（S, Q）
P（s）<0 阻塞
P（s）>=0 继续
V (s)>0 唤醒
V（s）<=0
临界资源、临界区
临界资源:一次仅供一个进程使用的资源。

在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区
进程间有哪两类通信方式,几种常用通信方式的特点
1.共享存储器系统
a.共享数据结构的通信方式（效率低，适用于少量数据的传送，属于低级通信）
b.共享存储区的通信方式（高效，速度快。

属于高级通信）
2.管道通信系统（大量的数据发收）
3.消息传递系统（具有透明性，还能很好地支持多处理机系统、分布式系统和计算机网络）
a.直接通信方式
b.间接通信方式
4.客户机服务系统（是目前网络通信的主流）
系统态、用户态
系统态：又称管态，具有较高的特权，能执行一切指令，访问所有寄存器和存储器，OS在此运行。

用户态：又称目态，它具有较低的特权的执行状态，仅能执行规定的指令，访问指定的寄存器和存储器
进程的定义
进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的一次运行过程，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

线程的定义
有时被称为轻量级进程，拥有资源的基本单位，是程序执行流的最小单元。

线程的特点
1、独立调度和分派的基本单位2.可并发执行3.共享进程资源
引入的原因
为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性
第三章、调度和死锁
调度的层次、各层的含义
调度的层次、各层的含义
调度对象功能
高级调度作业作业调入内存，分配资源
中级调度进程分配处理机
低级调度具备运行条件就绪的程序对换
调度机调度的层次分为：(1) 高级调度（2）中级调度（3）低级调度
高级调度也称为作业调度或宏观调度高级调度的时间尺度通常是分钟、小时或天。

作业调度需做出的决定：接纳多少个作业；接纳哪些作业。

中级调度涉及进程在内外存间的交换，从存储器资源管理的角度来看，把进程的部分或全部换出到外存上，可为当前运行进程的执行提供所需内存空间，将当前进程所需部分换入到内存。

指令和数据必须在内存里才能被处理机直接访问
低级调度也称微观调度，从处理机资源分配的角度来看，处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态，低级调度的时间尺度通常是毫秒级的。

由于低级调度算法的频繁使用，要求在实现时做到高效
各种调度算法的特点，调度算法的两种方式
先来先服务(FCFS)算法：简单，有利于长作业即CPU繁忙性作业
最短作业（进程）优先调度算法：对长作业不利，有可能得不到服务（饥饿）
轮转法：时间片长度的选择非常重要，将直接影响系统开销和响应时间
优先权调度算法：总是把处理机分配给就绪队列中具有最高优先权的进程
多级反馈队列：长、短作业兼顾，有较好的响应时间
两种方式：抢占式和非抢占式
死锁的概念和产生死锁的必要条件以及死锁的解决方案
概念：两个以上的并发进程由于共享资源而引起的彼此之间无休止的等待现象称为死锁。

产生的必要条件：互斥条件（资源的临界性）、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待
解决方法：
（1）预防死锁（事前）
（2）避免死锁（事中）
（3）检测死锁
（4）解除死锁
第四章、存储管理
分页与分段的区别
分页和分段有许多相似之处，比如两者都不要求作业连续存放。

但在概念上两者
完全不同，主要表现在以下几个方面：
（1）页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位。

（2）页的大小固定且由系统确定，逻辑地址划分为页号和页内地址由机器硬件实现；而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序。

（3）分页的作业地址空间是一维的；分段的地址空间是二维的。

主要的存储管理策略的基本思想，分区存储管理的动态分区方案
页式、段式存储管理中的分页与分段以及地址变换
页式存储管理的进程地址空间是一维的，段式存储管理的进程地址空间是二维的，而段页式存储管理的进程地址空间是二维的。

请求页式存储管理的原理，页面置换的相关问题，空间大小与位数的关系计算
第五章、设备管理
设备的分类
（1）按使用特性分
①存储设备也称外存、辅存
②I/O设备也称输入输出设备
（2）按传输速率分
①低速设备
②中速设备
②高速设备
通道的概念，引入通道的目的
通道是一种特殊的处理机，他具有执行I/O指令的能力，并通过执行通道I/O来控制I/O操作。

目的：
1、缓和CPU与I/O设备间不匹配的矛盾
2、减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制。

引入缓冲的目的，缓冲池的基本原理
引入缓冲区的目的：
（1）缓和CPU与I/O设备间匹配的矛盾
（2）减少对CPU的中断频率，放宽对CPU的响应限制
（3）解决数据粒度不匹配的问题。

（4）提高CPU与IO设备之间的并行性。

缓冲池的基本原理：收容输入，提取收入，收容输出，提出输出
设备的分配原则及采用的数据结构
设备分配的数据结构
控制表DCT
控制器控制表COCT
通道控制表CHCT
设备系统表SDT
SPOOLING技术的组成和作用
输入井和输出井
输入缓冲区和输出缓冲区
输入进程和输出进程
井管理程序
作用：（1）提高了I/O速度
（2）将独占设备改造为共享设备
（3）实现了虚拟设备的功能
设备的独立性、设备控制方式
设备独立性，又称设备无关性，指用户程序独立于所使用的具体物理设备，即用户只使用逻辑设备名
对于I/O设备的控制方式
（1）轮询的可编程i/o方式
（2）中断的可编程I/O方式
（3）直接存储器访问方式
（4）I/O通道控制方式
第六章、文件管理
文件和文件系统的概念，文件的分类
文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关元素的集合
文件的分类：
按是否有结构分
一类是有结构文件，这是指由一个以上的记录构成的文件，故又称为记录式文件。

另一类是无结构文件，这是指由字符流构成的文件，故又称为流式文件按文件的组织形式分类
从文件的组织方式来分：可分为顺序文件，索引文件、索引顺序文件。

目录文件的概念，目录管理的目标
目录文件是为了实现对文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存，这个文件就叫目录文件
目录管理的目标：
（1）实现“按名存取”
（2）提高对目录的检索速度
（3）文件共享
（4）允许文件重名。

从文件管理的角度来看，文件的组成部分
从FCB的角度下来看文件由三类组成既基本信息、存取控制信息及使用信息。

（1）基本信息包括：文件名，文件的物理位置，文件的逻辑结构，文件的物理结构
（2）存取控制信息：文件主的存取权限、标准用户的存取权限、一般用户的存取权限
（3）使用信息类：包括文件的建立日期和时间，文件上一次的使用时间、文件修改日期及时间等。

文件的逻辑结构和物理结构
（1）文件的逻辑结构是从用户观点出发所观察到的文件组织形式，即文件是由一些逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构，他独立于文件的物理特性，又称为文件组织。

（2）文件的物理结构，又称为文件的存储结构。

这是指系统将文件存储在外存上所形成的一种存储组织形式，是用户看不见的。

文件的物理结构不仅与存储介质的存储性能有关，而且与所采用的外存分配方式有关。

无论是文件的逻辑结构还是其物理结构，都会影响对文件的检索速度。

位示图
建立位示图，以反映整个存取空间的分配情况
方法：
用一串二进制位反映磁盘空间中分配使用情况, 每个物理块对应一位, "1"表示对应的物理块已分配，"0"表示其对应的块未分配。

申请物理块时，可以在位示图中查找为0的位，返回对
应物理块号。

归还时；将对应位转置0
特点：描述能力强，适合各种物理结构
第七章、接口
操作系统提供的接口有哪些
两大类：操作类和编程类
三大接口：命令系统接口、系统功能调用接口、图形用户接口
第十章、UNIX
UNIX系统文件的分类，shell的作用
UNIX将文件分为三类：普通文件；目录文件；特殊文件（设备文件）。

Shell是作为操作系统的最外层，是用户及应用程序与操作系统的接口，他是命令语言、命令解释程序及程序设计语言的统称。

Shell作用为一个命令解释程序，用于对从标准输入或文件中读入的命令进行解释执行。

大题：
信号量机制的应用，页式存储管理的地址变换原理及计算，银行家算法安全状态的判定，磁盘调度算法，请求页式存储管理的缺页率和置换率，Unix文件系统字节对应的磁盘寻址的计算，周转时间、带权周转时间的计算。