计算机操作系统期末复习资料.
计算机操作系统期末复习资料
第一章操作系统引论
★作系统的目标
1.有效性
2.方便性
3.可扩充性
4.开放性
★操作系统的作用
1.os作为用户与计算机硬件系统之间的接口
2.os作为计算机系统资源的管理者
3.os实现了对计算机资源的抽象
★操作系统的基本特性
1.并发性
2.共享性
3.虚拟技术
4.异步性
★操作系统的主要功能
1.处理机管理功能
2.存储管理功能
3.设备管理功能
4.文件管理管理功能
5.用户接口管理功能
第二章进程管理
★进程和程序的区别
进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的独立单位。程序是指令的有序序列。进程与程序的区别在于:①进程是动态的,程序是静态的;②进程是短暂的,程序可以永远保存;③进程与程序之间不具有一一对应关系:一个程序可以对应一个进程,也可以对应多个进程;一个进程可以对应一个程序,或者对应一段程序。
★进程和它与程序相比的特征
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。它是操作系统动态执行的基本单元,在传统的操作系统中,进程既是基本的分配单元,也是基本的执行单元。
进程与程序的主要区别:①程序是永存的;进程是暂时的,是程序在数据集上的一次执行,有创建有撤销,存在是暂时的;②程序是静态的观念,进程是动态的观念;③进程具
有并发性,而程序没有;④进程是竞争计算机资源的基本单位,程序不是。⑤进程和程序不是一一对应:一个程序可对应多个进程即多个进程可执行同一程序;一个进程可以执行一个或几个程序。
★进程的三种基本状态
1.就绪状态
2.执行状态
3.阻塞状态
4.挂起状态
5.创建状态
6.终止状态
★引起创建进程的事件 1.用户登录 2.作业调度 3.提供服务 4.应用请求
★临界资源和临界区
临界资源:在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。临界区:把在每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。
★同步机制应遵循的规则
(1空闲让进当无进程处于临界区时,表明临界资源处于空闲状态,应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区,以有效地利用临界资源。
(2忙则等待当已有进程进入临界区时,表明临界资源正在被访问,因而其它试图进入临界区的进程必须等待,以保证对临界资源的互斥访问。
(3有限等待对要求访问临界资源的进程,应保证在有限时间内能进入自己的临界区,以免陷入“死等”状态。
(4让权等待当进程不能进入自己的临界区时,应立即释放处理机,以免进程陷入“忙等”状态。
进程的五种基本状态及转换
例题:进程同步(下列代码仅供参考
假定系统有两个并发进程read,move共享缓冲器B1。进程read负责将一条记录存放到缓冲器B1中。进程move从缓冲器B1中取出一记录。缓冲器B1每次只能存放一个记录。要求两个进程协调完成任务,既保证进程move不重复读取同一记录,又保证进程read不覆盖未取出的记录。请用PV操作,写出它们的并发程序。
解:
begin SR,SM: semaphore;
B1: record;
SR:=1; SM:=0
cobegin
process read
X:record;
begin R:(接收一个记录
X:=接收的一个记录;
P(SR;
B1:=X;
V(SM;
goto R;
end;
process move
Y:record;
begin M:P(SM
Y:=B1;
V(SR;
goto M;
end;
coend;
end;
第三章处理机调度与死锁
★处理机调度的层次
(1高级调度
高级调度又称为作业调度或长程调度,其主要功能是根据某种算法,把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存,它的调度对象是作业。
(2低级调度(运行频率最高
通常也把低级调度称为进程调度或短程调度,它所调度的对象是进程(或内核级线程,其主要功能有:①保存处理机的现场信息;②按某种算法选取进程;③把处理器分配给进程。
(3中级调度
中级调度又称中程调度,它来决定把外存上那些具备运行条件的就绪进程重新调入内存,并修改其状态为就绪状态,挂在就绪队列上等待进程调度。
★调度算法
(1先来先服务调度算法
在进程调度中采用FCFS算法时,则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。
特点:FCFS算法比较有利于长作业(进程,而不利于短作业(进程;FCFS算法有利于CPU繁忙型的作业,而不利于I/O繁忙型的作业(进程。
(2短作业(进程优先调度算法
短作业(进程优先调度算法SJ(PF,是指对短作业或短进程优先调度的算法。
特点:该算法对长作业不利;不能保证紧迫性作业(进程会被及时处理;该算法不一定能真正做到短作业优先调度。
(3高优先权优先调度算法
响应比=作业响应时间/作业执行时间
=(作业执行时间+作业等待时间/作业执行时间
=1+作业等待时间/作业执行时间
(4基于时间片的轮转调度算法
★死锁
所谓死锁(Deadlock,是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。
★产生死锁的原因
(1系统提供的资源有限;
(2进程间推进顺序不当
★产生死锁的必要条件
①互斥条件
②请求和保持条件
③不剥夺条件
④环路等待条件
★处理死锁的基本方法
①预防死锁
②避免死锁
③检测死锁
④解除死锁
例题:银行家算法(解答仅供参考
某系统中有10台打印机,有三个进程P1,P2,P3分别需要8台,7台和4台。若P1,P2,P3已申请到4台,2台和2台。试问:按银行家算法能安全分配吗?请说明分配过程。
解:
按银行家算法可以安全分配,由题意知,资源的分配情况如下表所示:
从表中可知,可用的资源数为2,因此分配过程如下:
(1把剩下的2台打印机分配给P3,此时P3获得足够资源,可以运行;
(2P3运行完后释放占用的4台打印机,把它们分配给P1,此时P1获得足够资源,可
以运行;
(3P1运行完后释放占用的8台打印机,把其中的5台分配给P2,此时P2获得足够资
源,可以运行。
第四章存储器管理★程序的装入 1. 绝对装入方式 2. 可重定位装入方式 3. 动态运行时装入方式★程序的链接 1. 静态链接 2. 装入时动态链接 3. 运行时动态链接★什么是重定位？重定位的方式有哪两种？比较它们的不同。答：重定位是把程序中相对地址变换为绝对地址。对程序进行重定位的技术目前按重定位的时机区分为两种：静态重定位和动态重定位。静态重定位是要把程序中所有与地址有关的项在程序运行前（确切地说是在程序装入主存时）修改好，它是在程序装入主存时由连接装入程序进行重定位；动态重定位不是在程序装入过程中进行。在处理器每次访问主存时，由动态地址变换机构（硬件）自动进行把相对地址转换为绝对地址。★基本分页存储管理方式与基本分段存储管理方式的主要区别（1）页是信息的物理单位，分页是为了实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高
内存的利用率。或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要而不是用户的需要。段则是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好地满足用户的需要。（2）页的大小固定且由系统决定，由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的。而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序。（3）分页的作业地址空间是一维的；而分段的作业地址空间则是二维的。★虚拟存储实现的原理及实现的主要形式
★页面置换算法 1. 最佳（Optimal）置换算法其所选择的被淘汰页面，将是以后永不使用的，或许是在最长（未来）时间内不再被访问的页面。 2. 先进先出（FIFO）页面置换算法该算法总是淘汰最先进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。 3. 最近最久未使用（LRU：Least Recently Used）置换算法该算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰。 4. 最少使用（LFU：Least Frequently Used）置换算法该算法选择在最近时期使用最少的页面作为淘汰页。★例题：页面置换算法在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第 0 页已经装入主存，现分配给该作业的主存共 300 字，页的大小为 100 字，请回答下列问题：（1）按 FIFO 调度算法将产生次缺页中断，依次淘汰的页号为，缺页中断率为。（2）按 LRU 调度算法将产生次缺页中断，依次淘汰的页号为，缺页中断率为。解：（1）按 FIFO 调度算法将产生 5 次缺页中断（2 分）；依次淘汰的页号为：0，1，2（2 分）；缺页中断率为：
5/10=50%（1 分）（2）按 LRU 调度算法将产生 6 次缺页中断（2 分）；依次淘汰的页号为：2，0，1，3（2 分）；缺页中断率为：6/10=60%（1 分）第五章设备管理★设备驱动程序的主要功能（1）将接收到的抽象要求转换为具体要求；（2）检查用户 I/O 请求的合法性，了解 I/O 设备的状态、传递有关参数、设置设备的工作方式；（3）发出 I/O 命令，启动分配到的 I/O 设备，完成指定的 I/O 操作；（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据中断类型调用相应的中断处理程序；（5）对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的 I/O 请求，自动地生成通道程序。★ I/O 设备类型（1）按使用特性分为：①存储设备；②输入/输出设备（2）按传输速率分为：①低速设备；②中速设
备；③高速设备（3）按信息交换的单位分为：①块设备；②字符设备（4）按设备的共享性分为：①独占设备；②共享设备；③虚拟设备
★信号线 1. 设备控制器与处理机的接口中的三类信号线：数据线、地址线和控制线。 2. 设备控制器与设备的接口中的三类信号线：数据信号线、控制信号线和状态信号线。★ I/O 控制方式①程序 I/O 方式；②中断驱动 I/O 控制方式③直接存储器访问（DMA）I/O 控制方式★ I/O 设备的工作方式①联机②脱机③假脱机★ SPOOLing 系统的组成①输入井和输出井②输入缓冲区和输出缓冲区③输入进程和输出进程