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1、操作系统内容要点操作系统内容要点操作 系统基本概念处理机管理设备管理用户接口存储管理文件管理操作系统定义 OS的目标 OS的作用 OS的特征 OS的主要功能 OS的基本类型程序的执行 进程的特征和定义 进程的状态 进程的管理 进程的同步和通信 进程和线程 进程调度 死锁I/O系统 I/O控制方式 缓冲技术 I/O软件组成 设备独立性 设备分配 驱动程序 虚设备技术 通道技术 磁盘调度文件基本概念 文件的逻辑结构 文件的物理结构 文件目录 外存空间管理 文件共享与保护 数据一致性用户接口 作业基本概念 批处理系统作业管理 分时系统作业管理程序的装入与链接 存储管理任务 动态分区分配 交换技术 页
2、式存储管理 段式存储管理 段页式 虚拟存储技术第二、三章 进程管理1、进程和线程的概念 2、进程的基本状态及状态转换的原因 3、PCB的作用 4、进程控制的原语操作 5、进程互斥、临界区、进程同步的基本概念、 同步准则 6、记录型信号量 7、信号量的应用 8、经典进程同步问题；生产者与消费者问题 9、进程间通信的原理和实现方法 信箱进程 进程状态及转换 进程控制块 进程控制 进程特征共享内存 消息缓冲队列 Send/Receive原语 信箱调度的层次 调度算法的准则 算法： 先来先服务 短作业(进程)优先 时间片轮转 基于优先权 高响应比优先 实时调度算法（EDF ）进程同步 进程互斥 临界资
3、源 进程同步机制 信号量 P、V操作 生产者与消费者问题 读者写者问题 哲学家进餐问题死锁的原因 产生死锁的必要条件 死锁预防 死锁避免 死锁检测和解除 安全状态 银行家算法（避免）多道程序设计进程基本概念进程同步互斥进程间通信进程调度死锁顺序执行 并发执行 前趋图进程 管理第二、三章第二、三章 进程管理的典型问题进程管理的典型问题进程的三种基本状态及其转变原因。进程互斥、临界资源三种经典同步问题及其变型 同步约束条件的分析，信号量的初值的设定 单缓冲区的一个生产者一个消费者同步问题 单缓冲区的一个生产者多个消费者同步问题 多个生产者多个消费者多个缓冲区的同步问题页式存储管理 段式存储管理 段
4、页式存储管理虚拟存储器 虚拟存储技术 程序局部性原理 请求分页管理 请求分段管理 页面置换算法 抖动（颠簸）用户程序划分 逻辑地址 内存空间划分 内存分配 管理考虑 硬件支持 地址映射过程程序装入与链接 对换技术 覆盖技术寄存器 高速缓存 内存 磁盘缓存 磁盘单一连续分配 分区分配（固定、 动态） 动态重定位分区分 配存储器的层次结构连续分配方式离散分配方式虚拟存储管理其他存储 管理第四、五章 存储管理的重点、难点n重定位的基本概念：为什么要引入n如何提高内存利用率：离散分配、对换机制、动态链 接、虚拟存储器、存储器共享n动态分区分配方式：分配、回收算法n基本分页存储管理方式：为什么引入；地址
5、变换机构 和过程（含具有快表的情况）n基本分段存储管理方式：为什么引入；地址变换机构 和过程（含具有快表的情况）；信息的共享和保护n虚拟存储器的基本概念：为什么要引入；特征；实现 虚拟存储的关键技术n请求分页系统的基本原理：页表机制；地址变换过程 ；页面置换算法第四、五章的典型问题n存储器管理的基本任务n动态重定位的概念、实现方式，什么情况下需要重定位n比较连续分配与离散分配n基于空闲分区链的内存分配与回收算法的应用实例：首次 适应法，循环首次适应法，最佳适应法n在某分页系统中，给定内存容量和物理块大小，计算物理 块的数量；对给定的进程页表，将给定的逻辑地址，计算 出其对应的物理地址并画出地址
6、变换流程图。n在某分段系统中对给定的进程段表，将给定的逻辑地址， 计算出其对应的物理地址并画出地址变换流程图。n请求分页系统过程的各种问题，并用流程图的方式表示地 址变换过程n对给定的问题，按各种页面置换算法，写页面调入过程， 计算和分析缺页率，并对多种算法的性能作比较分析设备管理重要性 设备独立性 设备分类 设备管理任务 设备管理功能用户进程 与设备无关软件 设备驱动程序 中断处理程序 设备控制器SPOOLing技术 共享打印机设备管理 设备分配回收 独占设备分配 共享设备分配 基本概念I/O软件组成缓冲技术设备处理虚设备技术设备驱动程序设备 管理磁盘访问时间 磁盘调度 l先来先服务l最短寻
7、道时间优先l扫描（电梯算法）lCSCAN磁盘存储管理第六章设备管理的重点、难点nI/O 控制方式：四种I/O 方式的基本原理；四种I/O 方式 由低效到高效的演变 缓冲管理n缓冲的概念，为什么引入缓冲n单缓冲如何提高I/O 速度，它存在哪些不足，双缓冲、循 环缓冲又如何提高CPU 与I/O 设备的并行性n缓冲池是为了解决什么问题而引入，引入缓冲池后系统将 如何处理I/O 设备和CPU 间的数据输送n缓冲池的工作方式及Getbuf和Putbuf过程 设备独立性n什么是设备独立性n如何实现设备独立性 设备驱动程序第六章设备管理的重点、难点虚拟设备和SPOOLing 技术n什么是虚拟设备n什么是假脱
8、机（SPOOLing）技术，SPOOLing系统的组成n如何利用SPOOLing技术实现共享打印机磁盘调度n磁盘调度的目标n磁盘访问时间的计算nFCFS、SSTF、SCAN、CSCAN 等算法的应用及这些调度算法 的演变过程，分别解决了哪些问题；各算法的性能比较第五章设备管理的典型问题n各种I/O 控制方式的比较n为什么引入缓冲区n缓冲如何提高I/O 速度n为什么引入设备独立性，如何实现n什么是虚拟设备，实现虚拟设备的关键技术nSPOOLing技术的组成，如何利用SPOOLing 技术实现共享打 印机n设备处理程序的功能和处理过程n对各种磁盘调度算法，计算访问次序和平均寻道时间，性 能n磁盘访
9、问时间的组成和计算文件控制块 文件目录 目录文件 目录项 树型目录结构 目录查询技术文件 文件系统 文件分类 文件操作 文件逻辑结构 外存分配方式空闲表 空闲链表 位示图文件目录文件基本概念文件存储空间的管理文件共享与保护文件管理第七、八章文件管理的重点、难点文件的逻辑结构：顺序文件、索引文件和索引顺序文件n原理和特征n组织方式、访问方法及各种文件形式的比较 外存分配方式：连续分配、链接分配和索引分配原理、优缺点n显示链接FAT、增量式索引分配 目录管理：目录管理的要求n文件控制块（FCB）n索引结点n目录结构：单级、两级和多级 文件磁盘空间管理n空闲表法和空闲链法n位示图法：分配和回收的具体
10、计算第七、八章第七、八章 文件管理的典型问题文件管理的典型问题画出链接分配方式的链接情况和FAT 的链接情况、FAT长度计 算等。增量式索引分配的的寻址方式、地址转换的计算和索引结点 的地址映射图（书P259)对给定的位示图和文件的分配和回收需求，具体写出分配过 程和回收过程。目录管理的要求；目前广泛采用的目录结构及其优点说明在树形目录结构中线性检索的过程，并画出相应的流程 图文件的共享第九章第九章 操作系统接口操作系统接口联机命令接口 联机命令 终端处理程序 命令解释程序程序接口 系统调用与一般过程调用的区别 中断与陷入图形用户接口一个生产者一个消费者n个缓冲区由于只有一个生产者和一个消费者
11、，不会发 生几个生产者和消费者同时存取同一缓冲单 元的情况，故无须设置互斥信号量。假定系统有3个并发进程get 、copy 和put 共享缓冲器B1和B2。进程get负责从输入设 备上读信息，每读出一条记录后放到B1中 。进程copy从缓冲器B1中取出一条记录拷 贝后存入B2。进程put取出B2中的记录打印 输出。B1和B2每次只能存放一条记录。要 求3个进程协调完成任务，使打印出来的与 读入的记录个数、次序完全一样。请用记 录型信号量写出并发程序。解：解：设置4个信号量，其中empty1对应空闲的缓冲区1 ，其初值为1；full1对应缓冲区1中的记录，其初值为0 ； empty2对应空闲的缓
12、冲区2，其初值为1；full2对应 缓冲区2中的记录，其初值为0。相应进程描述为：get( ) while(ture) 从输入设备读入一条记录; P(empty1); 将记录存入缓冲区1； V(full1); copy( ) while(true) P(full1); 从缓冲区1中取出一条记录; V(empty1); P(empty2); 将取出的记录存入缓冲区2 ； V(full2); put( ) while(1)P(full2); 从缓冲区2中取出一条记录;V(empty2); 将取出的记录打印出来； Main( )parbegin(get,copy,put); 例例一台计算机有10台磁
13、带机被n个进程竞争，每 个进程最多需要3台磁带机，那么n最多为 _时，系统没有死锁的危险？解：n最大为4。补充：关于死锁的公式： 当一个系统有N个并发进程，每个进程都需要M个同类资源，那么最少 需要多少资源才能避免死锁的出现？ （M-1）*N+1 注：每个进程分配M-1个资源，然后再加上一个资源， 该资源无论给哪个进程都可以保证当前系统不会出现死锁。例例在银行家算法中，若出现下述的资源分配情况： ProcessMax AllocationAvailable P00 0 4 40 0 3 21 6 2 2 P12 7 5 01 0 0 0 P23 6 10 101 3 5 4 P30 9 8 4
14、0 3 3 2 P40 6 6 100 0 1 4 试问： 1）该状态是否安全？ 2）若进程P2提出请求Request（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？ 3）如果系统立即满足P2的上述请求，系统是否立即进入死锁状态？解： 1）利用安全性算法对上面的状态进行分 析（如下表所示），找到了一个安全序 列P0，P3，P4，P1，P2或P0，P3， P1，P4， P2，故系统是安全的。 资资源情况进进程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishA B C DA B C D A B C DA B C DP01 6 2 20 0 1 20 0 3 2 1 6
15、5 4TrueP31 6 5 40 6 5 20 3 3 2 1 9 8 6TrueP41 9 8 60 6 5 60 0 1 4 1 9 9 10TrueP11 9 9 101 7 5 01 0 0 02 9 9 10TrueP22 9 9 102 3 5 61 3 5 43 12 14 14True2) P2发出请求向量Request（1，2，2，2）后，系统按照银行家算法进行检查： Request2（1，2，2，2）Need2（2，3，5，6）； Request2（1，2，2，2）Available（1，6，2，2）； 系统先假定可为P2分配资源，并修改Available，Allocat
16、ion2和Need2向量： Availabe=（0，4，0，0）Allocation2=（2，5，7，6） Need2=(1,1,3,4) 进行安全性检查：此时对所有进程，条件Needi Available（0，4，0，0）都不成立，即Available不能满足任何进程的请求，故系统进入不安全状态。因此，当进程P2提出请求Request（1，2，2，2）后，系统不能将资源分配给它。 3）系统立即满足进程P2的请求（1，2，2，2）后，并没有马上进入死锁状态。因为，此时上述进程并没有申请新的资源，并未因得不到资源而进入阻塞状态。只有当上述进程提出新的请求，并导致所有没执行完的多个进程因得不到资源而阻塞时，系统才进入死锁状态。例2：已知某分页系统，主存容量为64K，页面大
