操作系统期末复习丁善镜的考试要点.docx

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操作系统期末复习丁善镜的考试要点

第1章引论

1.OS（OperatingSystems）定义

计算机硬件系统上配置的第一个大型软件，称为计算机操作系统，如果该软件满足：

1）管理计算机系统的硬件和软件；

2）控制计算机系统的工作流程；

3）为其他软件和用户提供安全、方便的运行、操作环境；

4）提高计算机系统的效率。

2.多道程序设计并发执行与现代操作系统的关系（p5，例子）

多道程序设计是指：

在内存同时存放多道程序，这些程序可以并发执行。

多道程序的并发执行（Concurrence），是指：

在多道程序设计环境下，处理器在开始执行一道程序的第一条指令后，在这道程序完成之前，处理器可以开始执行另一道程序、甚至更多的其他程序。

这种工作流程的外在表现就是多任务，现代的计算机操作系统都采取了并发执行的工作流程。

顺序执行是指：

处理器在开始执行一道程序后，只有在这道程序执行结束（程序指令运行完成，或程序执行过程出现错误而无法继续运行），处理器才能开始执行下一道程序。

这种工作流程的外在表现就是单任务，早期的计算机系统是所采用顺序执行的工作流程。

例子：

假定某计算机系统需要执行两道程序A、B，程序A、B的任务描述如下：

程序A：

程序B：

2msCPU12msCPU

10msI/O5msI/O

2msCPU2msCPU

在同样假定程序A先运行的情况，如果分别按顺序执行和并发执行的工作方式，那么，系统的工作过程怎样？

3.OS基本类型及特征

1.批处理系统及其特征

批处理系统的特征

Ø批量处理，减少手工操作

Ø自动执行，资源利用率高

Ø缺少人-机交互能力

2.分时系统及其特征

分时系统具备如下四个特征

Ø同时性

Ø独立性

Ø及时性

Ø交互性

3.实时系统及其特征

实时系统的特征

Ø高及时性

Ø高可靠性

4.OS的基本功能

操作系统的主要功能

Ø用户接口及作业管理

Ø处理器管理

Ø存储器管理

Ø文件系统

Ø设备管理

第2章操作系统接口

1.OS用户接口类型

命令接口和程序接口

2.系统调用含义

什么是系统调用

1）一组操作系统设计人员事先编写的子程序，这些子程序作为内核的一部分；

2）程序员使用这组子程序的方法。

访管指令及其功能

3.OS内核组成、基本特点

内核的主要组成

Ø与硬件密切相关的操作

Ø关键数据结构

Ø基本中断处理程序

Ø使用频繁的功能模块

内核基本特点

Ø常驻内存

Ø运行在核心态

第3章进程管理

1.多道程序设计、并发执行和顺序执行的含义

第一章中有

2.进程定义、进程基本特征

1）.进程定义

一道程序在一个数据集上的一次执行过程，称为一个进程（Process）

2）.进程的主要特征

Ø动态性

Ø并发性

Ø独立性

Ø结构性

Ø异步性

3.进程基本状态及转换

4.进程的表示（PCB）及作用

进程控制块（PCB）（ProcessControlBlock）

5.进程管理的5个功能

进程管理的主要功能

对处理器的管理转化为对进程的管理

Ø控制

Ø同步

Ø通信

Ø调度

Ø死锁

6.进程控制的原语（创建的主要操作，阻塞、唤醒对进程状态的变化）

进程创建原语（Create）

Ø创建进程的时机

Ø创建原语的主要操作

◆建立一个PCB

◆生成pid

◆初始化PCB各项内容（进程状态为就绪状态）

◆加入合适的就绪队列

Ø进程树

进程撤销原语（Destroy）

Ø进程撤销的时机

Ø撤销原语的主要操作

进程阻塞原语（Blocked）

Ø进程阻塞意义：

减少CPU等待时间

Ø阻塞原语的主要操作

进程唤醒原语（Wakeup）

Ø唤醒原语的主要操作

◆从等待队列中移出进程

◆修改PCB的进程状态为就绪状态

◆进程加入合适的就绪队列

7.临界资源、临界区含义

临界区（CriticalSection，或CriticalRegion）是指进程对应的程序中访问临界资源的一段程序代码，就是进程在资源的一次使用过程中，从申请开始至归还为止的一段程序代码。

8.信号量机制的含义（P,V操作定义）

9.互斥关系和PC问题（一般PC问题和复杂PC问题）

10.进程通信的含义,为什么需要通信

进程通信的含义：

两个或多个进程之间交换数据的过程称为进程通信，其中提供数据的一方称为发送进程，得到数据的一方称为接收进程。

为什么需要进程通信

1）任务协作

2）进程的独立性

11.进程通信方式

Ø共享存储区通信

Ø消息缓冲通信

Ø信箱通信

Ø管道通信

12.什么是线程?

引入的目的，线程的两种类型

Ø什么是线程

把进程细化成若干个可以独立运行的实体，每一个实体称为一个线程（Thread）

Ø引入线程的目的--引入线程可以减小系统的基本工作单位粒度

实现进程内部的并发执行，提高并行程度

减少处理器切换带来的开销

简化进程通信方式

第4章进程调度与死锁

1.操作系统中的几种调度

Ø作业调度

Ø进程调度

Ø交换调度

Ø设备调度

2.作业的四个状态（批处理系统作业的四个阶段）

3.作业调度基本算法的周转时间、平均周转时间的计算（P98例2）

4.进程调度两种方式

Ø非抢占方式（NonpreemptiveScheduling）

Ø抢占方式（PreemptiveScheduling）

常见的原则有：

时间片原则、优先级原则、任务紧迫性、重要性原则等等。

5.进程调度基本算法[RR（P102例）,优先级]

6.进程死锁的含义，产生原因、四个必要条件

1）死锁的含义：

见课本109

2）死锁产生的根本原因

Ø系统拥有的资源数量小于各进程对资源的需求总数

3）死锁的四个必要条件

◆互斥条件

◆不剥夺条件

◆请求与保持条件

◆环路等待条件

7.死锁预防的含义及预防方法

Ø含义：

在资源分配上采取一些限制措施，来破坏死锁产生的4个必要条件。

Ø方法

◆互斥条件

原则上不能被破坏，打印等个别资源可以采取虚拟技术

◆不剥夺条件

原则上不能被破坏。

◆请求与保持条件

静态分配：

具有一般性，但事先很难准确地估计进程运行所要全部资源，且降低了资源的利用率

资源暂时释放：

仅限于个别资源的操作；进程不稳定，

◆环路等待条件

按序分配：

具有一般性，但存在与静态分配的问题，且编号管理困难。

单请求方式：

不适用于复杂任务的进程

8.安全状态的判断

9.死锁判断例子（P123例2）

第5章存储器管理

1.存储管理主要功能.

1）存储空间的分配和回收

2）重定位

3）存储空间的共享与保护

4）虚拟存储器

2.重定位、两种方式含义

Ø重定位（Relocation）

Ø静态重定位（StaticRelocations）

Ø动态重定位（DynamicRelocation）

3.固定分区基本思想的数据结构、固定表现

4.动态分区基本思想，FF、BF、FF分配算法

5.静态分页基本思想及例子（P158）

6.虚拟存储器思想、请求分页的扩充页表的结构，其中A、M位的作用

7.FIFO、LRU算法的思想及淘汰页面的计算例子（P166-167）

8.二次机会置换算法的思想及淘汰页面的计算

9.抖动现象和Belady现象

10.段页存储管理中段页和页表的关系及重定位过程

11.分页与分段的主要区别

1）存储空间的分配单元粒度

2）虚拟地址空间的维数

3）内存分配

4）碎片

第6章文件管理

1.按名存取的含义

2.文件逻辑结构的分类

1）流式文件

2）记录式文件

3.三种文件物理结构及其主要特点

Ø连续结构

Ø链接结构

Ø索引结构

4.FAT结构理解

5.二级目录的名称及结构关系图

6.二级目录访问过程

7.文件保护的含义和方法

Ø文件保护（Protection）含义

Ø文件保护的措施：

文件的备份（Backup）和恢复（Restore）

8.文件保密的含义和基于存取权限的访问控制方式

第7章设备管理

1.分类（按数据组织方式、固有属性的分类原则）

◆按设备的数据组织分类：

•字符设备（CharacterDevice）

•块设备（BlockDevice）

◆按设备的固有属性分类

•独占设备

•共享设备

•虚拟设备

2.设备独立性含义、PNP技术

3.I/O控制方式

1）程序查询方式

2）中断方式

3）DMA方式

4）通道方式

4.缓冲技术及其引入的目的

1）什么缓冲技术：

在设备的I/O操作过程中，利用一种存储部件或其中的部分（如内存的一个区域），暂时存放要交换的数据，将来再把数据传输到目标位置，这种数据暂存的技术称为缓冲技术。

2）引入缓冲的目的

◆缓解设备和处理器之间的速度不匹配的矛盾，提高系统工作的并行程度

◆减少I/O操作的次数

◆减少中断次数

◆提高系统的及时性，方便用户操作

5.磁盘驱动调度组成

◆移臂调度（DiskArmSchedulingAlgorithm）

◆旋转调度

6.移臂调度算法例子（P269-272,SSTF、SCAN、电梯）