安徽工业大学操作系统复习提纲

第一章

1、什么是操作系统？

管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。

2、操作系统的运行模式

（1）独立运行的内核模型

（2）在应用进程内执行的模型

（3）作为独立进程运行的模型

3、多道程序设计（时分复用共享）

（1）定义：是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的主存并启动交替计算的方法。

（2）性质：调度性、无序性、多道性

（3）优点：<1>提高CPU、主存和设备的利用率

<2>提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数增加

<3>充分发挥系统的并行性，设备与设备之间，CPU与设备之间均可并行工作

（4）缺点：延长作业的周转时间和无交互能力

4、进程的状态和转换中的三态模型

（1）运行态：进程占用处理器运行的状态

（2）就绪态：进程具备运行的条件，等待系统分配处理器以便其运行的状态

（3）等待态：进程不具备运行条件，正在等待某个事件完成的状态5、OS的特点

（1）并发性（2）共享性（3）异步性

第二章CPU

1、处理器管理

定义：是操作系统的重要组成部分，不择管理、调度和分配计算机的处理器，并控制程序的执行。

2、程序状态字PSW

（1）定义：指在电脑中，一段包含被操作系统和潜在硬件使用的程序状态信息的内存或硬件的区域。

（2）作用：（区分不同的处理器状态。）PSW用来指示处理器状态，控制指令的执行顺序，并且保留和指示与运行程序有关的各种信息，主要作用是实现程序状态的保护和恢复。

3、中断的概念

中断是指在程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止现行程序在CPU上的运行，转而执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回断点或调度其他程序运行。

4、中断优先级

（1）定义：中断装置所预设的响应顺序成为中断优先级。

（2）优先级是按照中断请求的轻重缓急程度，若得不到及时响应将造成计算机出错的严重程度来界定的。其重要性在于，如果系统正在

执行某优先级的中断服务程序，那么只有更高优先级的中断请求才能中断此服务程序。

5、中断屏蔽

（1）定义：指产生并提出中断请求后，CPU允许响应或禁止响应的状态位，大部分中断源均有对应的中断屏蔽位，当被中断装置接收并产生一个中断请求后，如果相应的中断屏蔽位复位，暂时不能被CPU 响应，需等待直至中断屏蔽位置位，被屏蔽的中断才能被CPU响应并获得处理。

（2）作用：暂时禁止对某些中断做出响应，协调中断响应与中断处理间的关系，保证高级中断处理能够打断低级中断处理，反之不然。

6、多重中断事件

（1）定义：在计算机系统的运行过程中，可能同时出现多个中断，或前一个中断尚未处理完，接着又发生新的中断，于是CPU暂停正在运行的中断处理程序，转而执行新的中断处理程序，这就叫做多重中断事件。

7、进程控制块

（1）标识信息

（2）现场信息

（3）控制信息

进程三态模型及其状态转换图（略）

8、进程状态机器状态转换（P95 图2.13）

9、进程切换与模式切换（P102 图2.16）

10、进程与线程的定义与区别

（重点）进程定义：进程是可并发执行的程序在某个数据结合上的以此计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。

进程定义：进程是操作系统中进行除处理器以外的资源分配和保护的基本单位。

线程定义：线程是进程中能并发执行的实体，是进程的组成部分，也是处理器调度和分派的基本单位。

区别：

（1）引入进程的目的是为了使多个程序并发执行，以便改善资源利用率和提高系统效率。引入线程的目的是为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，使得开发粒度更细，并发性更好。

（2）线程是进程的组成部分。

第三章同步、通信与死锁

1、并发程序设计

一个程序被分成若干可同时执行的小程序的程序设计方法称为并发程序设计，每个小程序及其执行时所处理的数据就组成一个进程。采用并发程序设计的目的：

充分发挥硬件的并行性，消除处理器和设备的互等现象，提高系统效率。

2、进程互斥同步

互斥：指由若干进程因相互争夺独占型资源而产生的竞争制约关系。

同步：指为完成共同任务的并发进程基于某个条件来协调其活动，因为需要在某些位置上排定执行的先后次序而等待，传递信号或消息所产生的协作制约关系。

3、信号量与PV操作系统（同步机制）

信号量：一个进程在某一关键点上被迫停止执行直至接收到对应的特殊变量值，通过这一措施，任何复杂的进程交互要求均可得到满足，这种特殊变量就是信号量。

P操作代表挂起进程的操作；

V操作代表唤醒被挂起进程的操作。

4、读者——写者问题（读者优先）

Int readcount=0; //读进程计数

Semaphore writeblock,mutex;

Writeblock =1;mutex=1;

Cobegin

Process reader_i(){ process write_j(){

P(mutex); p(writeblock);

Readcount++; {写文件};

If(readcount==1) v(writeblock);

P(writeblock); }

V(mutex);

{读文件};

P(mutex);

Readcount--;

If(readcount==0)

V(writeblock);

V(mutex);

}

Coend

5、死锁和饥饿的概念

死锁：若一个进程集合中每个进程都在等待只能由此集合中其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面称为死锁。

饥饿：一个可运行进程由于其他进程总是优先于它，而被调度程序无限期地拖延而不能被执行的局面称为饥饿。

一组进程若都获得了部分资源，还想得到其他进程所占有的资源，最终所有进程都将陷入永远等待的状态。

6、银行家算法（能避免死锁的调度方法）

第四章存储管理

逻辑地址：

1、分页存储管理

页面：进程逻辑地址空间分成大小相等的区，每个区成为页面或页，页号从0开始依次编号