考试操作系统重点整理(西安电子科技大学出版社第三版)

1.临界资源临界区

临界资源（Critical Resource）:把一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源

临界区（Critical Section）:每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区

2.为什么要引入缓冲区

（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。

（2）减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制

（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。

3.页表定义

（1）在分页系统中，允许进程的每一页离散地存储在内存的任一存储块中，为方便查找，系统为每一进程建立一张页面映像表，简称页表

（2）页表实现了从页号到物理块号的地址映射。在页表表项中常设置一存取控制字段，对存储块内容加以保护。

（3）状态位P ：指示该页是否已调入内存。

访问字段A ：用于记录本页在一段时间内被访问的次数，或记录本页最近已有多长时间未被访问。

修改位M ：表示该页在调入内存后是否被修改过。

外存地址：用于指出该页在外存上的地址。

4.spooling技术

（1）为缓和CPU的高速性与I/O设备低速性间的矛盾而引入了脱机输入、脱机输出技术。该技术是利用专门的外围控制机，将低速设备上的数据传送到高速磁盘上；或者相反。这样就可以在主机的直接控制下实现脱机输入输出。此时外围操作与CPU对数据的处理同时进行，我们把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing（Simultaneaus Periphernal Operating On—Line），或称为假脱机操作。

（2）SPOOLing系统的组成

主要有三大部分：

a)输入井和输出井。是磁盘上开辟的两个大存储空间。

b)输入缓冲区和输出缓冲区。在内存中开辟两个缓冲区，输入缓冲区暂存由输入设备送来

的数据，后送输入井；输出缓冲区暂存从输出井送来的数据，后送输出设备。

c)输入进程和输出进程。利用两个进程模拟脱机I/O时的外围处理机。

5.虚拟存储器

（1）是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却接近于外存。

（2）虚拟存储器的特征：

a)多次性：一个作业被分成多次调入内存运行

b)对换性：允许在作业的运行过程中进行换进、换出。

c)虚拟性：能够从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。

6.进程创建与阻塞过程（P45）

（1）进程的创建过程：

a)申请空白PCB

b)为新进程分配资源

c)初始化进程控制块

d)将新进程插入就绪队列

（2）进程的阻塞过程

a)调用阻塞原语阻塞自己；

b)将PCB中的状态改为阻塞，并加入阻塞队列；

c)转进程调度

7.分页和分段有何区别?

a.分页和分段都采用离散分配的方式，且都要通过地址映射机构来

实现地址变换，这是它们的共同点；

b.对于它们的不同点有三，第一，从功能上看，页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率，即满足系统管理的需要，而不是用户的需要；而段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息，目的是为了能

更好地满足用户的需要；第二页的大小固定且由系统确定，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序；第三分页的作业地址空间是一维的，而分段的作业地址空间是二维的。

8.四种i/o控制方式

I/O控制方式：程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMAI/O控制方式、I/O通道控制方式。程序I/O方式适用于早期的计算机系统中，并且是无中断的计算机系统；中断驱动I/O 控制方式是普遍用于现代的计算机系统中；DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O控制方式；当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式，但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器。

9.死锁

（1）死锁（Deadlock）：是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

（2）产生死锁的原因可归结为如下两点：

a)竞争资源。当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等，其数目不足以满足

诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。

b)进程间推进顺序非法。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致

产生死锁。

（3）死锁产生的必要条件

a)互斥条件：进程访问的是临界资源，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此

时还有其他进程请求该资源，则请求者只能等待，直至占有该资源的进程用完释放。

b)请求和保持条件：一进程在请求新的资源的同时，保持对已分配资源的占有。

c)不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由

自己释放。

d)环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程--资源的环形链。即进程集合

{P0,P1,P2,…,Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待一个P2占用的资源，……，Pn正在等待一个已被P0占用的资源。

（4）处理死锁的基本方法

a)预防死锁

b)避免死锁

c)检测死锁

d)解除死锁

（5）预防死锁

a.摒弃"请求和保持"条件：系统规定所有进程开始运行之前，都必须一次性地申请其在整个运行过程所需的全部资源，但在分配资源时，只要有一种资源不能满足某进程的要求，即使其它所需的各资源都空闲，也不分配给该进程，而让该进程等待；

b.摒弃"不剥夺"条件：系统规定，进程是逐个地提出对资源的要求的。当一个已经保持了某些资源的进程，再提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持了的所有资源，待以后需要时再重新申请；

c.摒弃"环路等待"条件：系统将所有资源按类型进行线性排序，并赋予不同的序号，且所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出，这样，在所形成的资源分配图中，不可能再出现环路，因而摒弃了"环路等待"条件。

（6）银行家算法（P115 22题）

（7）解除死锁

剥夺资源：从其他进程剥夺足够数量的资源给死锁进程以解除死锁状态。

撤销进程：最简单的是让全部进程都死掉；温和一点的是按照某种顺序逐个撤销进程，直至有足够的资源可用，使死锁状态消除为止。

（8）检测死锁

a)资源分配图

b)死锁定理（P112）