操作系统知识点.

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1、处理器状态管态:(系统态操作系统管理程序运行的状态目态:(用户态用户程序运行的状态进程有许多各式各样的定义(1进程是可以并发执行的计算部分(2进程是一个独立的可以调度的活动(3进程是一个抽象的实体，当它执行某个任务时，将要分配和释放各种资源(4行为的规则叫程序，程序在处理机上执行的活动称为进程。(5 一个进程是一系列逐一执行的操作，而操作的确切含义则有赖于以何种详尽 程度来描述进程。进程:一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和分配资源的基本单位。(在这里,程序指一组操作序列，而数据集则是接受程序规定操作的一组存储单元 的内容。从结构上看，进程是由程序段、数据段及进程控制块三部

2、分组成。1进程控制块:用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。2程序段:是进程中能被进程调度程序在 CPU上执行的程序代码段。3数据段:一个进程的数据段，可以是进程对应的程序加工处理的原始数据，也可 以是程序执行后产生的中间或最终数据。PCB常用的组织方式有两种：链接方式、索引方式OS内核原语:系统状态下执行的某些具有特定功能的程序段称为原语。原子操作：一个操作中的动作要么全做，要么全不做。操作系统中，通常把进程控制用程序段做成原语。用于进程控制的原语有：创建 原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语等。临界资源:一段时间内只允许一个进程访问的资源（独占资源临界区:每个进程中访问临界资源的那段

3、代码（critical sectio n。（不允许多个并发进程交叉执行的那段程序临界区的管理计算机专家Dijkstra 1965年提出临界区设计原则，即一组并发进程互斥执行时 必须满足： 每次至多有一个进程处于临界区 当若干进程同时要求进入它们的临界区时，应在有限时间内使一进程进入临 界区，而不应相互堵塞而致使彼此不能进入临界区 进程仅在临界区内逗留有限的时间。同步机制的准则有:1空闲让进;2忙则等待;3让权等待;4有限等待；信号量机制：由Dijskstra提出的一种解决进程的同步与互斥的工具。信号量一一用于表示资源数目或请求使用某一资源的进程个数的整形量S是与临界区内所使用的公用资源有关的信

4、号量。S （可供并发进程使用的资源数S0正在等待使用临界区的进程数信号量是一个记录型的数据结构，包含两个数据项，一是记数值域，另一是等待该 信号量的进程队列首指针域。描述如下：typedef struct semaphoreint value;PCB *p;步骤：信号量的设置；给信号量赋初值（常用的互斥和同步信号量值的大小；P、 V操作安排的位置（其中,P的顺序不能颠倒，V的顺序任意产生死锁的原因：1竞争资源。（根本原因当系统中供多个进程所共享的资源，不足以同时满足它 们的需要时，引起它们对资源的竞争而产生死锁；2进程推进的顺序不当。进程在运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，导致 进程的死锁

5、。产生死锁的四个必要条件互斥条件（必须满足:进程访问的是临界资源，那个资源一次只能被一个进程所 使用。不剥夺条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被其他进程剥夺。部分分配：（请求和保持条件一个进程在请求新的资源的同时，保持对某些资源 的占有环路等待条件：存在一个进程的环路链，链中每一个进程占用有着某个或某些 资源,又在等待链中的另一个进程占有的资源。死锁定理：系统中某个时刻S为死锁状态的充要条件是S时刻系统的资源分配图是不可 完全简化的。在经过一系列的简化后，若能消去图中的所有边，使所有的进程都成为孤立结点 则称该图是可完全简化的；反之的是不可完全简化的。逻辑地址（相对地址一一程序用来

6、访问信息所用的一系列的地址单元。物理地址（绝对地址一一主存中一系列存储物理单元。地址空间是逻辑地址的集合。存储空间是物理地址的集合。一个是虚的概念,一个是实的物体。分区分配算法：最先适应（首次适应算法FF首地址递增最佳适应（BF:空闲区由小到大最坏适应（WF:空闲区由大到小所谓覆盖，是指同一主存区可以被不同的程序段重复使用覆盖技术的主要特点是打破了必须将一个作业的全部信息装入主存后才能运行 的限制。在一定程度上解决了小主存运行大作业的矛盾。把程序执行时并不要求同时装入主存的覆盖组成一组 ，叫覆盖段,并分配同一个主存区。这样，覆盖段与覆盖区一一对立。交换，就是系统根据需要把主存中暂时不运行的某个

7、（或某些作业部分或全部移 到外存，而把外存中的某个（或某些作业移到相应的主存区，并使其投入运行。交换的 时机通常在以下情况发生：作业的进程用完时间片或等待输入输出；作业要求扩 充存贮而得不到满足时。原理：同覆盖技术一样，交换技术也是利用外存来逻辑地扩 充主存。它的主要特点是打破了一个程序一旦进入主存便一直运行到结束的限制局部性原理：程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一较短的时间内，程序的执 行仅局限于某个部分；相应地，它所访问的存储空间也局限于某个区域。具体地表现 为:时间的局限性，如果程序中的某条指令一旦执行，则不久以后该指令可能再次执 行;某个数据被访问，则不久以后该数据可能被再次访问。

8、原因是在程序中存在着大 量的循环操作。空间的局限性，一旦程序访问了某个存储单元，在不久以后，其附近 的存储单元也被访问，即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定的范围 内。原因是程序的顺序执行。虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存进行扩充的 一种存储器系统。实际上，用户所看到的大容量只是一种感觉，是虚的,其逻辑容量由 内存和外存容量之和决定，其运行速度接近于内存的速度，而成本接近于外存虚拟存储器具有：多次性交换性离散性。按照I/O数据传输控制能力的强弱程度，以及CPU与外设并行处理程度的不同, 将I/O系统中信息的传输控制方式分为四类：1程序直接控制方式（CPU直接询

9、问方式适用于简单的、外设很少的计算机系统，缺点耗费大量的CPU时间,且设备和 CPU、设备和设备之间只能串行工作，现在已较少使用。2中断方式引入了中断机构，在某种程度上使CPU摆脱了等待I/O设备空转现象,主机和外 设可并行工作，提高了主机的利用率。缺点中断次数多，每次中断都要作现场保护和 恢复工作，系统开销大,占据CPU时间仍然较多，且能并行操作的设备的台数也受到 中断处理时间的限制。3DMA方式采用了外存与内存直接交换数据的方式。只有在一段数据传送结束时，才发出中断信号要求CPU做善后处理，从而大大减少CPU的负担。4通道方式采用了外设和内存直接交换数据的方式。 DMA方式与通道方式的区别

10、在 于:DMA方式要求CPU执行设备驱动程序启动设备,给出存放数据的内存起始地址 以及操作方式和传送字节长度等；通道则是在CPU发出I/O启动命令后，由通道程序 来完成这些工作。中断处理过程：一旦CPU响应中断，转入中断处理程序，系统就开始进行中断处 理,过程为：1 CPU检查响应中断的条件是否满足，如果条件不满足,则中断处理无法进行。2如果CPU响应中断，则CPU关中断，使其进入不可再次响应中断的状态。3保存被中断进程现场。4分析中断原因，调用中断处理子程序。在多个中断请求同时发生时 ，处理优先 级最咼的中断源发出的中断请求。5执行中断处理子程序。6退出中断,恢复被中断进程的现场或调度新进程

11、占据处理机。7开中断,CPU继续执行在设备管理中，引入缓冲的原因可归结为:1缓和CPU和I/O设备间速度不匹配 的矛盾;2减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求;3提高CPU、通道和I/O设 备间的并行性，从而使系统的资源利用率及吞吐量增高。缓冲的种类按组织方式分为单缓冲、双缓冲、多缓冲及缓冲池。设备的独立性（无关性:用户编制程序使用的逻辑设备独立于系统实际配置的物 理设备，这就是设备的独立性。设备分配算法的数据基，常采用的数据基主要含下述四张表，即1系统设备表SDT:SDT表在整个系统中只有一张，全面反映了系统中的外设资 源的类型、数量、占用情况等。每个表项的内容有 :1 DCT指针，该

12、指针指向有关设 备的设备控制表；2正在使用设备的进程标识;3设备类型和设备标识符。2设备控制表DCT:系统中的每台设备都有一张 DCT,其内容如下：1、设备标识 符,用来区别设备；2、设备类型，反映设备的特性；3、设备地址和设备号；4、设备状 态;5、等待队列指针；6、I/O控制器指针。3控制器控制表COCT:每个控制器都有一张COCT,具体表项如下：控制器标识; 控制器状态;CHCT指针4通道控制表CHCT :系统中的每个通道一张 CHCT。其内容如下：通道标识符； 通道状态;通道等待队列首；通道等待队列尾等。这四张表在分配算法中形成了一个有机整体，有效地记录了外设资源在系统中 的情况，设备

13、的每一次分配调用都与这四张表有关。移臂调度算法：1.先来先服务查找算法（FCFS:2.最短查找时间优先的算法（SSFT,Shortest-Seek-Time-First3扫描算法（SCAN文件按逻辑结构分为字符流式文件（无结构文件连续的记录式文件（有结构文件连续结构、多重结构、转置结构、顺序结构文件系统的层次模型最低层:对象及其属性中间层:对对象进行操纵和管理的软件集合最高层:文件系统提供给用户的接口文件的存取方法：顺序存取法、直接存取法、按键存取法常用的文件存储空间管理方法：空闲文件目录，空闲块链,位示图文件保护则指文件本身需要防止文件的拥有者本人或其他用户破坏文件内容。文件共享方法：绕道法、基于索引结点的共享方法、基本文件法、链接法文件保密指未经文件拥有者许可，任何用户不得访问该文件。作业的概念和组成：是用户提交给计算机进行加工的一个任务，由用户程序、数据和作业说明书三部分组成操作系统提供的接口 ：命令接口、程序接口、图形接口SPOOLING系统的特点提高了 I/O速度将独占设备改造为共享设备实现了虚拟设备功能