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1、名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载第一章运算机系统概述1、什么是高速缓存？为加快CPU 与内存的交互速度而增加的一层位于内存和CPU 之间的缓冲储备器；2、定义 I/O操作的三种技术：可编程 IO ：处理器正在执行程序并遇到与I/O 相关的指令时，它给相应的I/O 模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成；可中断 IO ：当处理器正在执行程序并遇到与I/O 相关的指令时，它给相应的I/O 模块发布命令，并连续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O 模块中断；假如它
2、对于 进程等待 I/O 的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中；否就，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行；DMA ：DMA 模块掌握主存与I/O 模块间的数据交换；处理器向DMA 模块发送一个传送数据块的恳求， （处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断；3、空间局部性和时间局部性的区分空间局部性：指最近被拜访的元素的四周的元素在不久的将来可能会被拜访；时间局部性：指最近被拜访的元素在不久的将来可能会被再次拜访；4、内存层次的各个元素间的特点是什么？答：价格，容量和拜访时间；5、什么是中断？其他模块（ I/O，储备器）中断处理器正常处理过程的机制；6、多中断的处理
3、方式是什么？答：处理多中断有两种方法；第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断；其次种方法是定义中断优先级，答应高优先级的中断打断低优先级的中断处理 器的运行；1、操作系统设计的目标：其次章：操作系统概述操作系统是掌握应用程序执行的程序，并充当应用程序和运算机硬件之间的接口；它有三个设计目标：便利、有效和扩展才能；2、操作系统的功能（即供应的服务）：程序开发、程序运行、I/O 设备拜访、文件拜访掌握、系统拜访、错误检测和响应、记 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资
4、料欢迎下载账；3、操作系统开发中的四个重要的理论进展（主要成就）： 进程、内存治理、信息爱护和安全、调度和资源治理；4、现代操作系统的特点：微内核体系结构、多线程、对称多处理、分布式操作系统、面对对象设计；5、对称多处理器运算机的操作系统设计考虑因素：并发进程或线程、调度、同步、内存治理、牢靠性和容错性；1、进程的并发性与并行性：第五章并发性：互斥和同步并行性是指： 两个或多个大事在同一时刻 发生； 两个或多个大事宏观上同时进行，且微观上也同时进行；并发性：是指 两个或多个大事在同一时间段内发生； 宏观上并行，微观上串行；并行性是指多处理机系统中的情形，而并发性指的是单处理机系统中的情形并行性
5、包含并发性与同时性；2、进程间的相互作用：在多道程序环境中，多个进程运行在运算机中；进程之间存在着如下竞争与合作的关系：-进程中的资源争用：当并发进程竞争使用同一资源使，他们之间会发生冲突；为了防止冲突， 当一个进程获得资源时，另一个进程必需等待；这种情形需要通过互斥机制 来解决；-进程间通过共享的合作：一个进程等待另一个进程的执行，并且以另一个进程的结果作为本进程的执行条件，就形成了同步机制 ；-进程间通过通信的合作：通信供应了同步和和谐各种活动的方法，例如：各种类型的消息、发送或接收消息的原语或者程序 以及由操作系统内核供应的通信功能；3、互斥：如干进程拜访同一资源，任何时刻只答应一个进程
6、使用，其他进程必需等待，直到占用者释放该资源；4、同步：系统中多个进程发生的大事存在某种时序关系，需要相互合作，共同完成一项任务；-经典进程同步互斥问题：生产者-消费者问题、哲学家进餐问题；5、临界区5 1 临界资源：一次只答应一个进程拜访的资源；例如打印机、变量等；5.2 临界区：进程中拜访临界资源的一段程序代码；只有让使用临界资源的进程互斥的进入临界区，才能保证某一进程单独的使用临界资源；假如能够保证诸进程互斥的进入自己的临界区，便可实现它们对临界资源的互斥拜访； 为此：5 3 进入区：在某进程进入临界区之前，检查可否进入临界区的一段代码；假如可以进入临界区，设置“正在拜访临界区”标志；5
7、. 4 退出区： 在临界区后面加上一段退出区代码，将临“界区正在被拜访”的标志复原为“未被拜访”标志；5.5 、互斥执行应当遵循的准就：-闲暇就入：没有进程处于临界区-忙就等待：已经有一个进程处于其临界区-有限等待：等待进入临界区的进程不能无限等待 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载-让权等待：不能进入临界区的进程，应当释放CPU（如转换到堵塞状态） ，不阻挡其他进程进入；5.6 、进入临界区的进程必需满意如下关系：处于临界区的进程不行多于一个、进入临界区的进程
8、要在有限时间内退出；6、信号量多道程序的并发执行需要一个位置高于进程的治理者来解决共有资源的使用问题；OS系统可以从进程治理者的角度处理互斥问题；信号量就是OS 供应的治理共有资源的有效手段；6.1 信号量：用于进程间传递信号的一个整数值；也称为计数信号量或一般信号量；是一中卓有成效的进程同步机制-每个信号量S 除一个整数值S.count（计数）外，仍有一个进程等待队列S.queue,队列中是堵塞在该信号量的各个进程的标识；-信号量只能通过初始化和两个标准的原语来拜访-初始化指定为一个非负整数值，表示闲暇资源总数（又称为“资源信号量”），假如当前值为非负值表示当前的闲暇资源总数，如为负值其肯定
9、值表示当前等待临界区的进程数；6.2 信号量分类：6.2.1 二元信号量：答应取值为“ 0”和“ 1”，主要用作互斥变量（类似于二元信号量，关键区分在于为其加锁（设定值为 0）的进程和为其解锁（设定值为 1）的进程必需为同一个进程）6.2.2 一般信号量：答应取值为非负整数，主要用于进程间的同步问题；6.3 用信号量解决互斥与同步问题；（明白）7、管程信号量临界资源的拜访分散在各进程之中，不便于系统对临界资源的掌握盒治理，也无法发觉和订正分散在用户程序中不正确使用同步原语的操作等问题；7.1 管程：由局部于管程内的数据和一个或多个内部过程所组成的模块或程序 包；它作为治理进程间同步的机制，保证
10、进程互斥的拜访共享变量，并且供应了一个便利的堵塞和唤醒进程的机构；7.2 管程内的数据结构只能被管程内的过程所拜访，不能被管程外的过程对其进行操作；反之，管程内的过程只能拜访管程内的数据结构；因此管程相当于文强一样把共享变量（数据结构）和对它进行的如干操作过程围了起来； 进程要拜访共享资源（进入围墙使用某操作过程）就必需经过管程（围墙的门）才能进入，每次只答应一个进程进入管程内，即互斥的拜访共享资源；7.3 用管程的方法实现同步问题；（明白）8、进程交互时，必需满意两个基本的要求：同步和通信（进程间的信息交换）；第六章并发：死锁和饥饿1、死锁的定义：各并发进程彼此相互等待对方所拥有的资源，并且
11、这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源，从而造成无法向前推动的状态；2、产生死锁的缘由：并发进程对互斥资源的共享以及并发执行的次序不当；例如：双方都拥有部分资源，同时恳求对方已占有的资源；3、死锁发生的充分必要条件：-资源互斥：任何时刻只答应一个进程使用资源；（不行防止）-占有且等待：进程在恳求其余资源时，不主动释放已经占用的资源； 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载-不行剥夺性：进程已经占用的资源，不会被强制剥夺；-循环等待：环路中的每一条边
12、均是进程在恳求另一进程已经占有的资源；只有以上四个条件都满意时才会显现死锁；前三个条件是死锁的必要条件但不充分；第四个包蕴了前三个条件的成立； 4、处理死锁的基本方法：-死锁的预防：防止前三个必要条件中的任何一个发生、防止第四个条件的发生占有且等待的预防：一是要求每个进程在运行之前申请它所需要的全部资源， 这样在运行时就不需要再申请资源；二是规定每个进程在恳求新的资源之前必需释放所占有的资源；不行剥夺性：破坏非剥夺性； 循环等待： 为确保系统在任何时候都不会进入循环等待的状况，将全部资源分类线性编码排序；-死锁的防止：动态预防；在系统动态安排资源的过程中，模拟测算出死锁发生的可能性并加以预防；
13、进行模拟安排的测算算法为“银行家算法” （资源安排拒绝策略） ：当进程恳求一组资源时， 假设同意该恳求， 从而转变系统状态， 然后确定其结果是否仍处在安全状态，假如是，同意该恳求； 否就， 堵塞该恳求直到同意该恳求后仍是安全的；-死锁的检测：使系统定时监测系统是否发生了死锁，假如有死锁发生时就设法解除死锁；5、死锁的解除方法：-终止进程：终止一个或多个进程的执行；-回退：假如存在预先设置某些检查点，就回到这些检查点重新运行；-连续取消死锁进程直到不再发生死锁为止；-抢夺资源：从涉及死锁的一个或多个进程中抢夺资源；检测和解除死锁要付出很大的代价，一般来说，每种死锁的处理方法都有其优点和缺点；所以
14、操作系统采纳的是综合的解决策略：-把资源分成几组不同的资源类-为预防在资源类之间由于循环等待产生死锁，可以使用前面定义的线性排序策略；-在一个资源类中，使用该类资源最适合的算法；第七章内存治理操作系统必需有效的安排内存资源来保证有适当数目的就绪进程可以占用可用的处理器时间，依此来提高主存的利用效率；内存治理的目的（功能）：主存的安排与回收：为每道程序安排内存空间，使它们“各得其所”；提高主存的的利用率：削减不行用的储备空间，答应多道程序动态共享主存；储备爱护：确保每道程序都在自己的内存空间运行，互不干扰；内存扩充： 从规律上扩充内存容量，使用户系统所拥有的内存空间远比其实际的内存空间（硬件RAM）大得多；1、 内存治理的需求（治理内存时需要考虑的问题）：-重定位：把相对地址转换成内存中的肯定地址的过程称为地址重定位地址 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料欢迎下载
