基于 计算机操作系统（第三版）考试重点和复习指南

第一章 操作系统引论

操作系统的定义

1.操作系统是用来管理计算机系统的。

2.操作系统对用户来说就是一台虚拟机，帮助用户解决问题的设备。

多道程序设计特点

1.多道，计算机内存同时存放多道相互独立的程序。

2.宏观上并行，同时进入系统的多道程序同时运行。

3.微观上串行，单处理机环境下，多道程序轮流占用CPU，交替运行。

操作系统的特征

1.并发性，两个或两个以上事务同一时间间隔发生.

2.共享性，计算机的各种资源供在其上运行的程序共同享用。

3.虚拟性，通过技术手段把一个物理实体变成多个逻辑上的对应物。

4.不确定性，操作系统的运行在一个不确定的环境中运行。

批处理系统

1.单道批处理操作系统

主要特征：

1.自动性，磁带上的作业自动逐一进行，无需人工干预。

2.顺序性，磁带上的作业进入内存的顺序和完成顺序相同，先进先完成。

3.单道性，内存中只有一个作业，完成之后进下一个。

2.多道批处理操作系统

对比单道的优点：

1.CPU利用率高。 2.提高内存和输入设备的利用率。 3.提高系统吞吐量。

主要特征：

1.多道，内存中同时多道作业，并发执行。

2.无序，作业进入的顺序，和完成的顺序无严格的对应关系。

3.调度，提交到完成要进行两次调度，作业调度和进程调度。

第二章 进程和线程

程序并发执行的条件

大题：p46

进程的概念

进程可以定义为：并发执行的程序在一个数据集合上的执行过程。

进程与程序的区别

1.进程的动态性和程序的静态性。

2.进程的并发性和程序的顺序性。

3.进程的暂时性和程序的永久性。

4.结构特征，进程由程序、数据和进程控制块组成。

5.进程和程序密切相关。

进程的基本状态

运行状态 就绪状态 阻塞状态

进程的挂起状态

挂起对应激活

1.内外存对换的需要

2.用户调试程序的需要

3.实时系统中调节负载的需要

进程控制

核心态和用户态

1.核心态又称为系统态，有着较高的权限，能运行一切指令，访问所有区域。

2.用户态具有较低权限的运行状态。

内核和原语

内核是在计算机硬件上扩充的第一层软件，内核用原语实现。

原语由若干条指令构成，是用于完成一功能的进程。是用原子操作构成的，原语在执行过程中不可以被中断。

线程的引入

线程是进程的一个实体，是被独立调度和分派的基本单位，表示进程中的一个控制点，执行一系列指令。

第三章 进程同步与通信

进程互斥，多个进程不能同时使用一个资源

进程同步，多个进程中发生的事存在某种时序关系，必须按规定时序执行，以共同完成一项任务。

临界区进入准则： 1.空闲让进 2.忙则等待 3.有限等待 4.让权等待

信号量和PV操作

p77大题

第四章 调度和死锁

调度类型

高级调度（作业调度）：决定哪个程序可以进入系统中处理，控制多道程序的道数。一旦程序进入系统，一个作业或程序就成为一个进程，被放入低级调度序列使用的队列中。

中级调度（对换程序）：提高内存的利用率和系统的吞吐量。将暂时不运行的进程调到外存等待，挂起状态。

初级调度（进程调度）：决定队列中哪个进程获得处理机，分派程序执行把处理机分配给该进程。

调度性能准则

大题

响应时间 周转时间

先来先服务调度算法FCFS

短作业优先调度算法SPN

时间片轮转调度算法RR

死锁的基本概念

死锁定义：一组竞争资源或相互通信的进程相互的“永久”堵塞。

死锁产生的原因

1.资源不足是产生死锁的原因之一

2.进程的推进次序非法是导致死锁的第二原因

死锁的必要条件

1.互斥条件：进程对所分配的资源进行排他性的使用。

2.请求和保持：进程占有了一个资源，新资源无法获取，进程堵塞，但原资源保存不放。

3.不可剥夺条件：未使用完不能被剥夺，只能自己释放。

4.环路条件：存在一个进程和资源的环形链，每个进程都在等待一个被占用的资源。

死锁的预防

1.互斥：一个进程使用完，另一个进程才可以用。

2.请求和保持：使用资源预先静态分配法，及要求进程一次性请求所有所需的资源，如果资源不能满足，就阻塞，直到所有进程得到满足。

3.不可剥夺：请求资源被拒绝时，停止请求，释放资源。

4.环路：采用有序分配资源的策略破坏产生死锁的环路条件。

大题p121

死锁的避免

银行家算法大题p115

第五章 存储管理

重定位

地址重定位：相对地址（逻辑地址）转化为内存（物理地址）的绝对地址。

细分

静态重定位：在程序执行前进行重定位。

动态重定位：在程序执行过程中进程地址重定位。

可变分区

可变分区是指进程进入内存时，把可用内存空间“切出”一个连续的区域分配给该进程，以适应进程大小的需要。

1.首次适应算法

2.下次适应算法

3.最佳适应算法

4.最坏适应算法

大题

页式存储管理

段式存储管理

段页式存储管理

第六章 虚拟存储管理

局部性原理

具体：

1.程序执行时，顺序执行指令占大多数。

2.过程调用的深度一般不超过5。

3.程序中的循环使得多条指令被重复执行。

4.程序中包括许多对数组、记录等数据结构的处理，这些操作一般也局部与内存的一个很小范围内。

局部性：

1.空间局部性，程序执行时访问的内存储单元会局部在一个比较小的范围内。这反映了程序顺序执行的特征，也反映了程序顺序访问数据结构的特征。

2.时间局部性，程序中执行的某些指令会在不久后再次被执行，程序访问的数据结构也会在不久后再次被访问。程序大量循环操作是原因。

虚拟存储器的特征

1.离散型。进程不连续的进入内存的多个不同的区域中。

2.多次型。一个进程分多次调入内存。

3.对换型。进程在运行过程中，允许将部分程序和数据换进换出。

4.虚拟型。从逻辑上扩充内存容量，使用户感觉到的内存容量远远大于实际的内存容量。

请求页式存储管理的页面置换算法

大题p155

1.最佳置换算法：替换不再使用或最长时间不再使用的页。

2.先进先出算法：先进先出。

3.最近最久未使用算法：替换最久未用页。

第七章 设备管理

程序直接操作方式（看一下）

程序直接控制就是由用户进程直接控制CPU与外设之间的信息传递。

缺点：

1.CPU与外设之间只能串行工作。

2.CPU在一段时间内只能与一台外设交换数据信息。

3.程序直接控制方式是依靠测试设备的状态来控制数据和传送，因此无法发现处理设备和其他硬件所产生的错误。

只适用于CPU执行速度慢且外设较少的系统。

中断控制方式

减少CPU的等待时间，提高系统并行工作的程度，采用中断控制方式。

缺点：

1.易多次发生中断，消耗CPU的大量处理时间

2.外设都通过中断的方式进行数据传输则会急剧增加中断次数CPU无法及时响应，出现数据丢失现象。

硬盘的访问

寻道时间：Ts

旋转时间：Tr

传输时间：Tt

总访问时间：T=Ts+1/2r+b/rN (b为字节数)

磁盘调度

大题p190

1.先来先服务

2.最短寻道时间优先

3.扫描算法

4.循环扫描算法