操作系统总复习资料

第一章

计算机系统

计算机软件

计算机硬件系统软件支撑软件应用软件（操作系统、编译程序）

（软件开发工具）

（特定应用领域的专用软件）

（CPU+存储器+输入/输出控制系统+输入/输出设备）操作系统

概念作用

功能（软件）

资源管理者

用户的接口扩充硬件

（资源管理者：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理）

操作系统基本类型

批处理

分时

实时（特点：即时响应和高可靠性）

单道

多道

无交互能力

Unix(特点：交互性、及时性、多路性、独立性）

用户与操作系统

接口

作业控制命令图形界面

系统调用

作业说明书

● 操作系统中引入多道程序设计的好处

一是提高了CPU 的利用率，

二是提高了内存和I/O 设备的利用率， 三是改进了系统的吞吐率， 四是充分发挥了系统的并行性。 其主要缺点是:作业周转时间延长。

● 试从独立性、多路性、交互性和及时性等方面比较批处理系统、分时系统、

实时系统，并分别说明它们各自适用于什么场合？

● 分布式操作系统

系统中的若干台机器可互相协作完成同一个任务，具有较好的容错性和健壮性

第二章 了解 第三章

多道程序设计

程序的顺序执行程序的并发执行（顺序性、封闭性、 可再现性）

（异步性 、 相互制约 、竞争性、与速度有关）进程的概念

进程的定义（程序的一次执行、组成：进程控制块+程序+数据）

引入进程的原因

提高资源的利用率正确描述程序的执行情况

进程的属性

动态性

可有相同程序状态

等待态（等待新资源）就绪态（等待CPU)运行态

● 进程和程序是两个既有联系又有区别的概念：

(1) 进程是一个动态概念，而程序则是一个静态概念。

(2) 进程具有并行特征，而程序没有。由进程的定义可知，进程具有并行特征的两个方面，即独立性和异步性。

(3) 进程是分配计算机系统资源的基本单位。

(4) 不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同。 ● 作业和进程的关系

(1) 作业是用户向计算机提交任务的任务实体。作业在外存中的作业等待队列中等待执行。而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本

单位。进程在于内存中。

(2) 一个作业可由多个进程组成。且必须至少由一个进程组成，但反过来不成立。 (3) 作业的概念主要用在批处理系统中。而进程的概念则用在几乎所有的多道系统中。

● 把系统态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语。

● 用于进程控制的原语有：创建原语、撤消原语、阻塞原语、唤醒原语等。

进程的并发性

进程的顺序性

进程的并发性

与时间有关的错误临界区与pv 操作

临界区的设计有如下原则

有空让进。无空等待。多中择一。

有限等待

临界资源：公共变量

临界区： 临界区是使用临界资源的程序段互斥：若干进程竞争进入临界区时互斥

P 、V 操作原语

同步概念

生产者与消费者

同步与互斥混合进程通信

信件信箱

通信原语

死锁的形成：

死锁发生的必要条件：

死锁的防止：破坏必要条件

系统资源不足、进程运行推进的顺序不合适。互斥条件、占有并等待条件、非剥夺条件、循环等待条件

死锁

线程的概念

概念

为何引入线程线程的属性

第4章处理机调度

处理器调度

处理机的两级调度

作业调度算法进程调度算法

先来先服务算法

时间短的作业优先算法响应比高者优先算法

●衡量调度策略的最常用的几个指标是：周转时间、吞吐率、响应时间以及设备利用率等。

●周转时间是指将一个作业提交给计算机系统后到该作业的结果返回给用户所需要的时间。

●吞吐率是指在给定的时间内，一个计算机系统所完成的总工作量。

●响应时间则是指从用户向计算机发出一个命令到计算机把相应的执行结果返回给用户所需要的时间。

●设备利用率主要指输入输出设备的使用情况。

●要求熟悉常用的作业调度和进程调度算法.

作业调度:

1.先来先服务

2.计算时间短的作业优先算法

3.响应比高者优先算法

响应比=等待时间/计算时间+1

4.优先级调度算法

5.均衡调度算法

作业调度轮流从不同类的作业中去挑选作业，尽可能地使得使用不同资源的作业同时执行。

第5章 存储管理

存储器（寄存器+高速缓冲存储器+内存（主存）+外存（硬盘））

重定位

绝对地址（内存）、相对地址（程序中）

静态重定位（定位后程序不能移动，定位时间：程序运行

前）

动态重定位（由软件和硬件地址映射机构完成。定位方式是指令执行过程中进行）

单用户连续存储管理（DOS、单道批处理系统、采用对换方式，时间片轮转方法使用内存、采用静态定位

固定分区存储管理

地址转换：

下限地址<=绝对地址<=上限地址、

采用静态重定位存储保护:各分区的大小和个数在操作系统启动时确定，一个分区存放一个作业，可变分区存储管理

内存空间分配算法：最先（地址从小到大）、最优（内存空闲块从小到大）、

最差（内存空闲块从大到小）地址转换：

采用动态重定位存储保护:

基址寄存器内容<=绝对地址<=限长寄存器内容移动技术：采用动态重定位方法，紧凑。

作用：1.集中分散的空闲区 2.便于作业动态扩充内存页式虚拟存储管理

页式存储管理页式内存分块, 作业分页, 页面大小=块的大小，页表

地址转换：地址变换机构

页式虚拟存储管理：局限性（时间、空间）

页式虚拟存储管理实现：

原理：修改页表

页面淘汰算法先进先出最近最久未使用(LRU)置换算法

最近最不经常（LFU)置换算法

● 覆盖与交换技术

● 抖动(thrashing)现象。 ● Belady 现象

● 理想型淘汰算法OPT ● 页式管理的优缺点 ● 段式与段页式管理

段式管理的基本思想是: 把程序按内容或过程(函数)关系分成段，每段有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间，也就是一个二维虚拟存储器。 分页和分段的区别