软件设计师笔记之操作系统基础知识

操作系统基础知识 考点梳理

操作系统作为计算机科学最为基本的理论基础和分支领域之一是软考中必须重点掌握的知识。

（1）操作系统的内核。

（2）操作系统的五大管理功能：进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。

（3）网络操作系统和嵌入式操作系统基础知识。

（4）操作系统配置。

本章主要对进程状态转换图、信号量与PV操作、死锁问题、银行家算法、段页式存储、页面置换算法、磁盘调度、树形文件系统等知识点进行梳理。

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目录

一、进程管理

1. 进程状态转换图

2. 信号量与PV操作

3. 前趋图

4.死锁问题

4.银行家算法

二、存储管理

1. 页式存储组织

2. 段式存储组织

3. 段页式存储组织

4. 快表

5. 页面置换算法

6. 局部性原理

7. 磁盘工作原理

三、设备管理

1．数据传输控制方式

2．虚设备与SPOOLING技术

3.设备驱动程序

四、文件管理

1. 树型目录结构

2. 空闲存储空间管理

3. 索引文件

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一、进程管理

进程管理也称为处理机管理，该部分内容是整个操作系统部分的考查重点，主要知识点有：进程状态转换图、信号量与PV操作、死锁问题、银行家算法。

1. 进程状态转换图

进程状态转换图用于展现进程的状态，以及各种状态之间的转换。最为常见的有：三态模型和五态模型，其后又提出了七态模型。在软件设计师考试中我们需要掌握五态模型。五态模型是对三态模型的扩展（即五态模型已经包含了三态模型）。

左边为三态模型，右边为标准的五态模型

从该图可以看出，五态模型中的五态为：执行状态（运行状态）、活跃就绪状态、活跃阻塞状态、静止就绪状态、静止阻塞状态；其中执行状态、就绪状态、阻塞状态组成三态模型。

执行状态：指进程占有处理机正在CPU上执行的状态。在单CPU系统中，每一时刻只有一个进程处于执行状态。

活跃就绪状态：指进程分配到除处理机以外的必需的资源（已经具备了执行的条件）的状态。

进程被创建后处于就绪状态，处于就绪状态的进程可以有多个。

活跃阻塞状态：指进程因等待某个事件的发生而放弃处理机进入等待状态。系统中处于这种状态的进程可以有多个。

静止就绪状态：指进程被移至磁盘镜像区中，此时进程只缺处理机资源。

静止阻塞状态：指进程被移至磁盘镜像区中，此时进程除了缺处理机资源，还缺其它资源。

2. 信号量与PV操作

临界资源：诸进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，如打印机、磁带机等。

临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

信号量：一种特殊的变量

PV操作