操作系统复习总结

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1、第一章1操作系统的定义管理电脑硬件和软件资源的程序，是计算机系统的内核和基石。同时，也是控制其他程序运行、管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。2操作系统的特征1 ）、并发性：两个或两个以上的事件在同一时间间隔内发生。2）、共享性：同时共享访问方式、互斥共享访问方式3）、虚拟技术：时分复用技术、空分复用技术4 ）、异步性3操作系统的功能一、 处理机管理功能：1、进程控制；2、进程同步；3、进程通信；、4、调度二、 存储器管理功能：1、内存分配；2、内存保护；3、地址映射；4、内存扩充三、 设备管理功能：1、缓冲管理；2、设备分配；3、设备处理四、 文件管理功能：1、文件存储空间的管

2、理；2、目录管理；3、文件的读写管理和保护五、 操作系统与用户之间的接口：1、用户接口； 2、程序接口第二章1进程的定义进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 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。2进程的组成由三部分组成：程序段、相关的数据段、PCB （进程控制块）3进程的状态以及之间的转换三种基本状态：1、就绪状态：当进程已分配到除 CPU以外的所有必要资源后，只要再获得CPU，便可立即执行，进程的这种状态称为就绪状态；2、执行状态：进程已获得 CPU，其程序正在执行；3、正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法继续执行时，便放弃处理机而

3、处于暂停状态，亦即进程的执行收到阻塞，把这种暂停状态叫做阻塞状态 新加入的三种状态： 挂起状态：引入原因：1）、终端用户的请求；2）、父进程请求；3）、负 荷调节的需要；4）、操作系统的需要创建状态：保证进程的调度必须在创建工作完成后进行，以确保进程控制块操作的完整性终止状态：进程三种基本状态的转换：处于就绪状态的进程，在调度程序为之分配了处理机之后，该进程就可执行，有就绪状态转变为执行状态正在执行的进程，如果因为分配给它的时间片已完而被暂停执行时，该进程由执行状态转变为了就绪状态如果因发生某事件而导致进程的执行受阻，使之无法执行，该 进程将由执行状态转变为阻塞状态4进程控制块的作用使一个在多

4、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，一个能与其他进程并发执行的进程5进程控制由什么来实现进程控制是进程管理的最基本的功能进程控制一般由 os的内核中的原语 来实现6进程的生命周期进程由创建而生，由调度而执行，由撤销而亡7互斥、同步的概念互斥：两个或两个以上的进程，不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能发生与时间有关的错误，这种现象被称作进程互斥.同步：指两个或两个以上随时间变化的量在变化过程中保持一定的相对关系。进程同步：我们把异步环境下的一组并发进程因直接制约而互相发送消息而进行互相合 作、互相等待，使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间的

5、同步。8临界资源和临界区临界区：多进程存在时必须互斥访问的资源。也就是某一时刻不允许多个进程同时访问，只能单个进程的访问。我们把这些程序的片段称作临界区或临界段。每个进程中访问临界资源的那段代码称为 临界区。临界资源：每次仅允许一个进程访问的资源。9信号量的含义(有时也称信号灯)在多线程环境下使用的一种设施，是可以用来保证两个或多个关键代码段不被并发调用。10采用信号量和P,V原语来实现进程的互斥和同步利用信号量实现进程互斥：Var mutex;semaphore:=1;beginparbegi nprocess1:begi nrepeat wait(mutex); critical sect

6、i on sig nal(mutex); rema in der seeti on un til false;endprocess 2:begi nrepeatwait(mutex);critical secti on sig nal(mutex); rema in der sect ion un til false;endpare ndPV原语实现进程互斥：begin s:semaphore; s:=1;cobegi n process A beginL1: P(s); 拣黑子；V(s); goto L1; en d;process B begin L2:P(s);拣白子；V(s); got

7、o L2; en d;coend; en d;PV原语实现进程同步：begin s1,s2:semaphore; s1:=1;s2:=0;cobegi n process AbeginL1: P(s1);拣黑子；V(s2);goto L1;en d;process B beginL2:P(s2);拣白子；V（s1）;goto L2;en d;coend; en d;11进程的通信方式一、 直接通信方式：发送进程利用OS所提供的发送命令，直接把消息发送给目标进程二、 间接通信方式：进程之间的通信需要通过作为共享数据结构的实体。该实体用来暂存发 送进程发送给目标进程的消息；接收进程则从该实体中取出

8、对方发送给自己的消息12线程的定义，与进程的区别线程的定义：作为利用CPU的基本单位，是花费最小开销的实体与进程的区别：1 ）、调度：在引入线程的操作系统中，线程是调度和分派的基本单位，进 程作为资源拥有的基本单位。在同一进程中，线程的切换不会引起进程 的切换；而从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程，则会引起 进程的切换。2）、并发性：在引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间亦可并发执行，使得操作系统具有更好的并发性，从而能更加有效地提高系统资源利用率和系统的吞吐量。3） 、拥有资源：进程可以拥有资源，是系统中拥有资源的一个基本单位，线程自己不拥有

9、系统资源（也有一点必不可少的资源），但它可以访问其隶属于进程的资源4）、系统开销：、操作系统在创建或撤销进程时所付出的开销明显大于 线程创建或撤销时的开销。、就切换代价而言，进程也是远高于线程 的。、此外，在同步和通信的实现方面，线程也比进程容易。第三章高级调度（也称作业调度或长程调度）低级调度（也称进程调度或短程调度）1处理机调度的方式和层次:1）、决定接纳多少个作业 （取决于多道程序度）；2）、 决定接纳哪些作业:1 ）、三个基本机制：、排队器；、分派器；、 上下文切换机制2 ）、调度方式：、非抢占方式： 优点是实现简单， 系统开销小，适用于大多数的批处理系统环境。、 抢占方式：基于如下原

10、则：、优先权原则；、 短作业（进程）优先原则；、时间片原则中级调度（又称中程调度）：1）、目的：提高内存利用率和系统吞吐量；2 ）、运行频率比较：低级调度最高，中级调度其次，高级调度 最低2调度算法（先来先服务、最短作业优先）1）、先来先服务调度算法（FCFS ）:既可用于作业调度也可用于进程调度，i、作业调度：每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列；ii、进程调度：每次调度是从就绪队列中选择一个最先 进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运 行，该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后 才放弃处理机2）、

11、短作业（进程）优先（SJ （ P） F）:指对短作业或短进程优先调度的算法。可分别作用于作业调度和进程调度i、短作业优先（SJF）:从后备队列中选择一个或多个 估计运行时间最短的作业，将他们调入内存运行；ii、短进程优先（SPF）:从就绪队列中选择出一个估计 运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执 行并一直执行到完成，或发生某事件而阻塞放弃处理机 时再重新调度。3死锁的定义、原因和条件定义：指多个进程在运行时因争夺资源而造成的一种僵局原因：、竞争资源。当进程中国多个进程共享的资源如打印机、公用队列等，其数目不足 以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁；、进程间推进顺

12、序非法：进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样 会产生进程死锁。条件：I、互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排他性使用，即在一段时间内某资源只 由一个进程占用n、请求和保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已经被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源 保持不放。川、不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用 完后由自己释放。w、环路等待条件：指发生死锁时，必然存在一个进程一一资源的环形链。4、预防死锁的方法1）、摒弃“请求和保持”条件：系统规定所有进程在开始运行时，都必须一次性地申请其在整个运行过程中

13、所需的全部资源优点：简单、易于实现且很安全。缺点：资源被严重浪费、使进程延迟运行2）、摒弃“不剥夺”条件：某一进程已经占有的资源，在运行过程中会被暂时地释放掉特点：实现复杂，代价大，进程执行被无限地推迟，延长了进程 周转时间，增加了系统开销，降低了系统吞吐量3）、摒弃“环路等待”条件：系统将所有资源按类型进行线性排队，并赋予不同的序号。所有进程对资源的请求必须严格按照资源序号递增的次序提出， 这样就在所形成的资源分配图中，不可能再出现环路。优点： 较前两种策略，资源利用率和系统吞吐量有明显的改善。缺点：限制了新类型设备的增加；造成资源浪费；限制了用户简单、自主编程。第四章1分区分配算法1）、首

14、次适应算法（first fit）:要求空闲分区链以地址递增的次序链接。2）、循环首次适应算法（next fit）:从首次适应算法演变而来。为进程分配空间时，不再每次从链首开始查找，而是从上次找到的空闲分区的下一 个空闲分区开始查找。3）、最佳适应算法（best fit）：把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，避免“大材小用”。为加速寻找，该算法要求将所有的空闲分区按其 容量从小到大的顺序形成一空闲分区链。4）、最坏适应算法（worst fit）：扫描整个空闲分区链表，总是挑选一个最大的空闲分区分割给作业使用，优点是：可使剩下的空闲区不至于太小，产生 碎片的几率最小，对中、小作业有利，同时

15、查找效率很高。5）、快速适应算法（quick fit）：又称分类搜索法，是将空闲分区根据其容量大小进行分类，对于每一个相同容量的所有空闲分区，单独设立一个空 闲分区链表。查找效率高，但是在分区归还主存时算法 复杂，系统开销大。2页式管理的特点、地址结构、地址转换特点：允许将一个进程直接分散地装入到许多不相邻的分区中，无须再进行紧凑”。地址结构：3112110页号P位移量W它含有两部分：前一部分为页号P后一部分为位移量（或称为页内地址）。图中地址长度为32位，其中011为页内地址，即每页的大小为4KB ； 1231位为页号，地址空间最多允许有1M页。P=INTA/T d=AMOD LA : 一个逻辑地址空间中的地址L :页面的大小P：页号d:页内地址地址转换：将用户地址空间中的逻辑地址变换为内存空间中的物理地址，设地址变