操作系统重点知识总结

1、第一章引论5.可靠性 : 实时系统对可靠性的要求更高, 否则经济损失及后果无法预料。1、操作系统定义（ P1）操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。2、操作系统的作用（ P2）1. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口2. OS 作为计算机系统资源的管理者3. OS 实现了对计算机资源的抽象3、推动操作系统发展的主要动力（ P4）1. 不断提高计算机资源的利用率2. 方便用户3. 器件的不断更新迭代4. 计算机体系结构的不断发展4、多道批处理系统的特征及优缺点（ P8）特征：多道性、无序性、调度性优点：1. 资源利用率高2. 系统吞吐量大缺点：1. 平均周转时间长2. 无交互能力（单道、多道都是）5、分时系统和实时系统特征的比较（ P12）1. 多路性（实时系统的多路性主要表现在系统周期性地对多路信息的采集、以及对多个对象或多个执行机制进行控制。分时系统中的多路性则6、操作系统的基本特征（ P14）（并发、共享、虚拟和异步其中并发特征是操作系统最重要的特征是其他特

2、征的前提）1. 并发性2. 共享性 （互斥共享方式、同时访问方式）3. 虚拟性（时分复用技术 （虚拟处理机技术、虚拟设备技术） 、空分复用技术 （虚拟磁盘技术、虚拟存储器技术） ）4. 异步性 （进程的异步性：进程是以人们不可预知的速度向前推进的）7、操作系统的主要功能（ P18）1. 处理机管理功能 （进程控制（ 1、进程互斥方式：进程或者线程在对临界资源进行访问时，应采取互斥方式； 2、进程同步方式：相互合作去完成共同任务的诸进程货线程） 、进程通信、 调度（作业调度、进程调度） ）2. 存储器管理功能 （内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充）3. 设备管理功能 （缓冲管理、设备分配、设备处理）4. 文件管理功能 （文件存储空间的管理、目录管理、文件的读 / 写管理和保护）5. 用户接口 （命令接口（联机用户接口、脱机用户接口）、程序接口、图形接口）第二章进程管理1、程序顺序执行时的特征（ P34）1.顺序性 ：严格按照程序所规定的次序执行。和用户有关，时多时少。 ）2.封闭性 ：程序在封闭环境下运行，系统中2. 独立性所有资源的状态只有本程序才能改变它。3.及时性 : （实时系

3、统对及时性的要求更严格,3.可再现性 ：只要初始条件相同，无论怎样实时控制系统以控制对象要求的开始截止时间或执行，其结果都是相同的。完成截止时间来确定。）4. 交互性 : 实时系统的交互性仅限于访问某些专用服务程序。2、程序并发执行时的特征（提高了系统吞吐量）（ P36）1. 间断性 ：并发执行的实体之间相互制约，造成程序的执行出现间断，而不连续。2. 非封闭性 ：多个程序共享系统资源，因而其状态有多个程序改变，从而失去封闭性。3. 不可再现性 ：封闭性的失去必然导致不可再现性。3、进程及其特征（ P37）进程是进程实体的运行过程， 是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。进程是程序的一次执行进程实体 ：由程序段、相关的数据段和PCB构成特征：结构特征动态性（ 进程最基本的特征）并发性（ 引人进程的目的：为了使其进程实体能和其他的进程实体并发执行；而程序（没有建立PCB）不能并发执行）独立性异步性4、进程的基本状态及其转换图（ P38）1. 就绪 (Ready) 状态2. 执行状态3. 阻塞状态 （典型事例：请求 I/O 、申请缓冲空间等）就绪时间片完I/O完成进程调度阻塞执行I/O请

4、求5、引入挂起状态的原因（ P39）1. 终端用户的请求2. 父进程请求3. 负荷调节的需要4. 操作系统的需要6、具有挂起状态的进程状态及其转换图执 行挂/O起I求请激 活活 动静 止放就 绪挂 起就 绪释激 活放活 动静 止释阻 塞挂 起阻 塞7、进程控制块及其作用（ P41）PCB是一种数据结构，是进程实体的一部分，记录了操作系统所需的、用于描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。作用：1. 使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序 ( 含数据 ) ，成为一个能独立运行的基本单位，一个能与其它进程并发执行的进程。 或者说， OS是根据 PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。2. PCB是进程存在与否的唯一标志 , 随着进程的建立而建立 , 随着进程的撤消而撤消。创建进程就是创建 PCB。8、 进程之间的两种制约关系（P48）1. 间接制约竞争资源进程互斥2. 直接制约相互合作进程同步9、临界资源 （ P48）OS 中把一次只能被一个进程使用的资源成为临界资源。10、临界区 （ P50）进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。11、同步机构应遵循的规则（ P50）空闲让进

5、、忙则等待、有限等待、让权等待12、利用信号量实现前驱关系算法P(54) P(55)13、经典同步算法（生产者消费者问题,哲学家就餐问题和读者写者问题）略14、进程通信的类型（P65）低级：信号量进程通信共享存储器系统（基于共享数据结构 或存储区 的通信方式）高级消息传递系统（直接、间接）管道通信系统（必须提供的协调能力：互斥、同步、确定对方是否存在）15、线程的定义（ P72）现代 OS引入的比进程更小的可以独立运行、调度的基本单位，是轻型实体，不拥有资源 。16、线程和进程比较线程又称为轻型进程， 通常一个进程都拥有若干个线程，至少也有一个（多线程OS 中的进程不是一个可执行的实体）1、调度：传统 OS中，进程是拥有资源的基本单位，独立调度、分派的基本单位。引入线程后，则把线程作为调度和分派的基本单位，而进程作为拥有资源的基本单位2、并发性 ：引入线程的OS中，进程之间可以并发执行，在一个进程中的多个线程之间也可以；这样使得OS具有更好的并发性，从而能更加有效的提高系统资源的利用率和吞吐量3、拥有资源 ：线程不能拥有资源4、系统开销 ：就切换代价而言，进程远高于线程17、线程的属性

6、（ P73）1. 轻型实体2. 独立调度和分派的基本单位3. 可并发执行4. 共享进程资源第三章处理机调度与死锁1、高级调度 （ P84）又称为 作业调度 。即从外存的后备队列中选择一个作业，为它创建进程 ，分配必要的 资源，并将新进程 插入主存的 就绪队列 上。注意： 分时系统和实时系统无作业调度。JCB（作业控制块）；是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息2、低级调度 （ P86）又称进程调度 或短程调度 ，即从就绪队列中选择一个进程进入运行状态（非抢占方式、可抢占方式）。调度的对象是进程（多批道处理、分时、实时三种类型的OS中都有）3、中级调度 （ P87） 中程调度为了提高内存利用率和系统吞吐量（引入目的），为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源，而将它们调至外存。适当时机再将其调回内存。这种调度称为中级调度。4、进程调度的两种方式（ P86）1、非抢占方式（一旦给进程分配处理机，一直让他运行下去，直到完成再把处理机分配给其他进程）2、抢占方式（允许调度程序根据某些原则去暂停某个正在执行的进程，将已分配给该进程的处理机重新分配给另一

7、个进程）5、抢占的原则（ P87）1. 优先权原则2. 短作业（进程）优先原则3. 时间片原则6、操作系统选择调度方式和调度算法的若干准则 （P90）1. 面向用户的准则 （周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准则）2. 面向系统的准则 （系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用）7、周转时间 （P92）周转时间：是指从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔周转时间 = 完成时间 -到达时间待权周转时间=周转时间 /服务时间8、针对各种调度算法（先来先服务，短进程优先，优先权） ，计算周转时间、带权周转时间 ,平均周转时间、 平均带权周转时间9、吞吐量指在单位时间内系统所完成的作业数10、多级反馈队列调度算法的原理、性能该算法用于 进程调度 ，主要是为解决前面各种进程调度算法存在的各种不同问题而设计的一种考虑综合因素的调度算法。其思想如下：1、设置多个就绪队列，不同队列具有不同优先级，第一个队列优先级最高，以后次之。给不同队列分配不同大小的时间片，第一个队列最小，以后次之（皆为前者的二倍）。有的系统也将最后一级队列不划分时间片。2、当有一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按 FCFS（先来先服务） 原则排队等待调度。当轮到该进程执行时，如果它能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；若不能则将它放在第二列的队尾。 。3、仅当前一级队列为空时才调度下一级队列中的进程。算法采用抢占式调度策略。执行的进程在规定的时间片内为执行完毕，则进入下一级队列的队尾，新进程则进入第一级队列的队尾。性能：（较好的性能， 能满足各种类型的用户）1、终端型作业用户2、短批处理作业用户3、长批处理作业用户11、死锁、产生死锁原因、必要条件（ P103）死锁 是指两个或多个进程由于资源竞争 而造成的一种僵局，若无外力作用，这些

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