搜索
深圳大学2015年操作系统期末考试复习提纲红色字体部分为本学期考试大题涉及的内容，不包括选择题本提纲内容搞懂了及部分概念背诵了既可以拿A附加题考了固态硬盘，还用信号量同步制作人：2012170150吴少滨第一章1.操作系统的定义操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理地对各类作业进行调度（有效性），以及方便用户（方便性）的程序的集合2.操作系统的目标方便性：配置OS后可使计算机更容易使用（不需要手工输入0,1码）有效性：有效控制和管理计算机各种软硬件资源，提高资源的利用率可扩充性：便于扩充新功能开放性：不同机型可运行相同的程序3.操作系统的作用：（1）从用户的角度看：OS是用户与计算机硬件系统之间的接口（2）从计算机资源的角度看：OS是计算机系统资源的管理者（3）从功能扩充的角度看：实现计算机资源的抽象，增加了OS的计算机，成为功能更强使用更方便的扩充机器或虚机器4.单道批处理系统特征：自动性、顺序性、单道性。5.多道批处理系统特征：多道性、无序性、调度性6.分时系统特征：多路性、独立性、及时性、交互性目的：提高资源的使用方便性7.操作系统的特征：并发性：多道用户程序可在同一时间间隔中运行共享性：系统资源可供内存中多个并发的进程共同使用（包括互斥共享和同时访问）虚拟性：系统物理资源可虚拟为多个逻辑资源异步性：内存中多个并发的进程以异步方式运行8.操作系统的功能（1）处理机管理：进程控制，进程同步，进程通信，进程调度（2）存储器管理：内存分配，内存保护，地址映射、内存扩充注：虚拟存储技术主要采用请求调入和置换功能实现内存扩充（3）设备管理：缓冲管理，设备分配，设备处理，设备独立性，虚拟设备（4）文件管理：文件存储空间管理，文件系统（5）用户接口：命令接口，程序接口，图形接口第二章1.为什么需要进程为了使程序在并发、共享、异步的环境下能正常运行，必须专门设置一个控制数据区，为程序保留运行的现场2.进程与程序的区别进程是动态的，程序是静态的(是指令的集合)一个程序可以包含多个进程进程可以描述并发活动，程序则不明显进程执行需要处理机，程序存储需要介质进程有生命周期，程序是永存的3.进程的定义进程是程序的一次执行进程是进程实体(包括程序段、数据和PCB)的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位4.进程的特征：结构性，动态性，并发性，独立性，异步性5.进程基本状态转换+6.具有挂起状态的进程状态转换7.进程控制块PCB的作用描述进程的变化过程记录进程的外部特征记录进程与其他进程的联系是进程存在的唯一标志系统通过PCB控制和管理进程8.进程建立9.临界资源：一个时刻只能由一个进程使用的资源10.临界资源使用的同步准则空闲让进：（提高效率）忙则等待：（解决互斥）有限等待：等待进入临界区的要求应在一有限时间满足（以免死等）让权等待：放弃占用CPU（以免忙等）11.信号量：一个整型变量+wait（S）：等待操作（P操作）+signal（S）：发信号操作（V操作）（1）P原子操作（wait）：（2）V原子操作（signal）12.生产者消费者问题（初始化）P5813.哲学家进餐问题P6114.管程的定义（1）一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行（在该数据结构上）的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据（2）管程实际上是一种能实现进程同步的特殊的子程序（函数、过程）的集合15.管程的优点（作用）（1）使用临界资源的进程进行调用时非常简单（2）进程结构清晰（3）易于查错16.进程通信的类型（1）共享存储器系统（无格式）：进程间以共享存储器方式进行数据通信（2）消息传递系统（有格式）：进程间的数据交换以消息（message）为单位操作系统直接提供一组命令（原语）实现通信（3）管道通信系统（相当于文件）：17.线程是调度和执行的基本单位，进程是分配的基本单位18.线程与进程的关系（1）线程是进程中的运行实体（2）一个进程可包含多个线程（3）一个进程中至少包含一个线程，称主线程（4）进程相当于线程的载体19.线程的属性：轻型进程，独立调度和分派的基本单位，可并发执行，共享进程资源考试题型如这道题：（所谓的代码题）第三章1.作业调度的类型、作用及区别（1）高级调度：即作业调度。根据调度算法和计算机当前状态，挑选一个或多个后备作业投入运行为选中的作业分配基本的内存和设备资源为选中的作业建立进程，将进程实体装入内存（2）中级调度：不用则调至内存外等待，用则调入内存中级调度决定哪些进程可参与竞争CPU中级调度将进程从活动态（活动就绪、活动阻塞）变为静止的挂起态（静止就绪、静止阻塞）；或相反中级调度实际上是实现“挂起”和“激活”操作中级调度也称为进程交换调度，通常仅用于分时系统（3）低级调度低级调度即进程(线程)调度低级调度决定哪个进程可获得CPU低级调度从活动就绪队列中挑选一个进程，将它变为运行态，同时启动CPU执行该进程低级调度也称微观调度2.调度队列模型（1）只有低级调度的调度队列模型（2）具有高级调度和低级调度的调度队列模型（3）具有三级调度的调度队列模型3.周转时间：Ti=完成时刻–进入时刻4.带权周转时间：siiiTTW实际运行时间周转时间越小越好≥15.调度原则（1）面向用户的原则周转时间短响应时间快截止时间的保证优先权准则（2）面向系统的原则系统吞吐量高处理机利用率好各类资源的平衡使用6.调度算法（1）先来先服务（FCFS）优点：简单，有利于CPU繁忙型作业（进程），有利于长时间作业（进程）缺点：对短时间作业（进程）不利，对I/O繁忙型作业（进程）不利，对紧迫作业（进程）不利（2）短作业优先（SF）优点：有利于短时作业缺点：对长时间作业（进程）不利未考虑作业（进程）的紧迫程度抢占方式中，最短指总需要时间最短还是剩余时间最短（而且是估计值）在抢占方式下，即使一个长作业（进程）正在运行，但也可能会被长时间地延迟（3）高响应比优先（HRN）响应比RP要求服务时间已等待时间1要求服务时间要求服务时间已等待时间要求服务时间响应时间PR优点：有利于短时作业，也有利于先来者缺点：每次调度前，必须计算Rp，增加系统开销，未考虑作业（进程）的紧迫程度（4）最高优先权（HPF）静态优先权：优先权不变动态优先权：优先权在运行过程发生改变平均周转时间：T=39.6平均带权周转时间：W=8.575优点：可以根据要求，照顾到对系统、用户综合来说最优先的作业（进程）的执行缺点：优先权的计算可能比较复杂，增加系统开销（5）时间片轮转（RR）q=1优点：有利于交互性、事务性进程、有利于I/O繁忙型的进程缺点：调度开销较大，未考虑实时响应要求（6）多级队列调度算法设置多个就绪队列,并从高到低赋予不同的优先级每个队列采用RR算法，时间片长度从高优先级到低优先级依次增加（一般加倍）(S1S2…Sn)特性：同一计算机系统存在多个OS优点：可以同时兼顾到分时及批量处理任务缺点：未考虑紧迫性作业或进程，调度算法比较复杂，调度开销较大例：有一系统，采用三级反馈队列调度算法，时间片大小分别为：4，8，16，现有三个进程，到达时刻分别为0，2，9，执行时间分别为6，8，10，求每个进程的周转时间。7.实时调度（1）非抢占式调度算法：a.非抢占式时间片轮转调度算法b.非抢占式优先调度算法（2）抢占式调度算法：a.基于时间终端的抢占式优先权调度算法b.立即抢占的优先权调度算法8.常用实时调度算法（1）最早截止时间优先（EDF）算法P101根据任务的开始截止时间确定任务的优先级开始截止时间越早，优先级越高（2）最低松弛度优先（LLF）算法松弛度（LF）=完成时间-处理时间-当前时间例：任务A要求每20ms执行一次，执行时间10ms任务B要求每50ms执行一次，执行时间25mst1(0):LF(A1)=20-10-0=10mst2(10):LF(A2)=40-10-10=20msLF(B1)=50-25-0=25ms9.死锁：指多个线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，他们都将无法再向前前进。10.死锁的原因：（1）竞争资源：当两个或以上进程需要两个或以上资源（2）进程间推进顺序非法：请求和释放资源的顺序不当11.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12.预防死锁的方法（1）摒弃“请求和保持”条件（2）摒弃“不剥夺条件”（3）摒弃“环路等待”条件13.银行家算法P109PPT11514.资源分配图PPT126第三章作业第四章1.程序的装入（1）绝对装入方式：将模块装入到内存中事先指定的位置，逻辑地址与物理地址相同（2）可重定位装入方式：从0开始，逻辑地址与物理地址不同（3）动态运行时装入方式：内存的物理地址可发生改变2.程序的链接：静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接3.存储器管理的目的为用户使用存储器提供方便⑴.用户只需在自己的逻辑空间内编程，不需要了解自己将放在内存中的物理位置，也不需要了解其它用户程序在内存中的物理位置⑵.为用户提供充分大的存储空间（虚存管理）充分发挥内存的利用率：让尽量多的用户程序调入内存运行4.存储器管理的内容：（1）内存分配：静态分配和动态分配（2）地址映射：绝对映射、静态映射、动态映射（3）内存保护：a.保护内存不被非法访问b.不非法访问其它用户（包括系统）内存（4）内存扩充：在逻辑上扩充内存的空间5连续分配方式（1）单一连续分配一个用户程序独占连续的内存用户区只能用于单用户、单任务的OS中系统分两个内存区：系统区和用户区（2）固定分区分配：划分多个区域可供多用户、多任务使用①划分分区方法a.分区大小相等：简单，大程序装不下，小程序浪费、b.分区大小不等：将内存区分成多个较小的分区、适量的中等分区和少量的大分区适应性强，特别大的程序可能仍装不下②内存分配：a.首次适应算法(FF)：按序选择第一个满足要求的内存区b.最佳适应算法(BF)：仅当与程序大小相当的分区空闲时才予分配（3）动态分区分配优点：可以按照用户进程实际大小，动态地分配内存空间，提高内存的使用效率缺点：不管采用何种算法，都必将产生小的、不可利用的空闲分区（碎片）①分配所用的数据结构a.空闲分区表b.空闲分区（双向）链表②回收操作无相邻空闲分区自己建立一个新表项回收区与相邻的空闲分区合并以前一个空闲分区地址的首址为新空闲分区的首址③分配算法a.首次适应算法（FF）：优点：保留高地址部分的大空闲区缺点：低地址存在很多小的、无法利用的空闲分区，且查找时间较长b.首次适应循环算法（CF）：从上次找到空闲分区的下一个分区开始，按序选择第一个满足要求的内存区优点：空闲分区在内存中均匀分布,查找时间少缺点：缺乏大的空闲分区c.最佳适应算法（BF）：分区从小到大排列提高效率优点：提高了内存使用效率，保留大的空闲区缺点：存在许多很小的、无法利用的空闲分区d.最坏适应算法（WF）：在整个空闲分区中查找最大空闲分区分割给作业（分区从大到下）优点：不产生很小的碎片，查找效率高缺点：缺乏大的空闲分区e.快速适应算法（QF）将空闲分区按大小分类，同一类设立一个空闲链表，根据进程长度寻找容纳它的最小空闲区链表优点：查找效率高，不分割空闲去，保留大分区缺点：算法复杂，开销大（4）动态重定位分区分配①紧凑（拼接）：空闲分区的搬迁及合并②动态重定位：要有动态定位机制支持6.对换对换是指把内存中暂不能运行的进程，或暂时不用的数据，换出到外存上，以腾出内存空间整体对换：以进程为单位(挂起操作)部分对换：以页或段为单位(虚拟存储器)7.对换空间的管理将外存分为文件区和对换区对换区是连续的外存存储区8.离散分配方式主要包括：分页存储管理、分段存储管理、段页式存储管理9.内存物理块与进程页面：大小相等，页面可任意存放在任何物理快中，最后一页可不放满。10.进程地址与页面地址11.地址转换（1）基本地址变换机构有一基本分页存储管理系统，页面大小为1024B，地址长度为16位，请问该系统共有多少内