操作系统复习

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资源描述

第一章:操作系统资源:处理器,存储器,I\O设备,信息OS的主要功能:处理机管理,存储机管理,I\O设备管理,文件管理多道程序设计技术:在内存中放一个以上的作业或程序,使他们在管理程序的控制下,相等的穿插地进行,共享处理机时间和外部设备等其他资源。。好处:宏观上并行,微观上串行。特点:多道性,无序性,调度性。优缺点:资源利用率高,系统吞吐量大,平均周转时间长,无交互能力操作系统的定义:操作系统是一组控制管理计算机硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序的集合操作系统的基本特性:并发性,共享性,虚拟性,异步性操作系统与用户之间的接口:用户接口,程序接口,图形接口第二章:进程:是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立空间。程序顺利执行时的特征:顺序性,封闭性,可再现性进程实体:由程序段,相关的数据,PCB三部分构成程序并发执行时的特征:间断性,失去封闭性,不可再现性进程的三种基本状态:就绪状态,执行状态,阻塞状态进程控制块的作用:使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序,成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其他进程并发执行的进程。系统总是通过PCB对进程进行控制的,PCB是进程存在的唯一标志进程与程序的比较:进程是指令的有序集合,其本身并无运行的含义,是一个静态的概念,而进程是程序在处理机上的一次执行过程,是动态的。程序可作为一种软件资料长期存在,而进程是有一定生命期的。程序是永久的,进程是暂时的。进程能更真实的描述并发,程序不能。进程具有创建其他进程的功能,程序没有。同一程序同时运行于若干数据集合上,它将玉树若干不同的进程。也就是说同一程序可以对应多个进程。系统的并发度:是指PCB表的大小决定系统中可同时存在的进程个数。原语的作用:是为了实现进程的通信和控制,系统对进程的控制如不使用原语,就会造成其状态的不确定性,从而打不到进程控制的目的。进程同步的主要任务(直接作用):是对多个相关进程在执行次序上进行协调,以使并发执行的诸进程之间能有效的共享资源和相互合作,从而使程序的执行具有可再现性。(间接作用):进程互斥临界资源:一段时间内只允许一个进程访问的资源临界区:在每个进程中访问临界资源的那段代码并发控制的内容:进程互斥-----竞争共享某些资源进程同步-----协作完成任务进程通信-----通过通信进行协作同步机制应遵循的规则(解决互斥):空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待第三章:处理机调度的层次:1,高级调度:又称为作业调度或长程调度,主要功能是根据某种算法,把外存上出于后备队列中的那些作业调入内存。2,低级调度:又称为进程调度或短程调度,用于决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机,然后再由分派程序执行吧处理机分配给该进程的具体操作。3,中级调度:又称为中程调度,主要为了提高内存利用率和系统吞吐量。(指令和数据只有在内存才能被处理和直接访问)面向用户的准则:1周转时间快,2响应时间快,3截止时间的保证,4优先权保证。作业周转时间:是指从作业被提交给系统开始,到作业完成为止的这段时间。包括1,作业在外存后备队列上等待调度的时间,2,进程在就绪队列上等待进程调度的时间,3,进程在CPU上执行的时间,4,进程等待I\O操作完成的时间。响应时间:是从用户通过键盘提交一个请求开始,至系统首次产生响应为止的时间、截止时间:是指某任务必须开始执行的最迟时间。调度算法:1,先来先服务算法(FCFS),2短作业优先算法(SJF,SPF),3高优先权优先算法(FPF),4高响应比优先算法优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间=响应时间/要求服务时间1.作业等待时间相同,要求服务时间越短,优先权越高。有利于短作业2.要求服务时间相同,等待时间越长,优先权越高。实现的是先来先服务3.舱作业的优先级可以随等待时间的增加而提高死锁:是指多个进程在进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(静态策略)即破坏产生死锁条件除了互斥条件,2避免死锁(动态策略),3检测死锁,4解除死锁,安全状态:是指系统能按某种进程顺序(安全序列P1,P2,P3…..Pn),来为每个进程Pi分配其所需资源,直至满足每个进程对资源的最大需求,使每个进程都可以顺利完成。不安全状态:系统无法找到这样一个安全序列。第四章:存储管理:1存储分配和回收,2地址变换(逻辑地址,物理地址,地址映射),3存储共享和保护,4存储器扩充重定位:在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程连续分配方式:是指为一个用户程序分配一个连续的内存空间动态分区分配算法:1,首次适应算法(FF):在分配内存时,从链首开始顺序查找,直至找到一个大小能满足要求的空闲分区为止;然后按照作业的大小,从该分区中划出一块内存空间分配给请求者,余下的空闲分区仍保留在空闲链中。2,循环首次适应算法:从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区加速查找,直至找到一个能满足自己要求的空闲分区,从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。3,最佳适应算法:每次为作业分配内存空间时,总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。这要求将所有的空闲分区按其容量从大到小的顺序形成一空闲分区链。4,最坏适应算法:扫描整个空闲分区表或链表,总是挑选一个最大的空闲分区分配给作业使用5,快速适应算法(分类搜索法):将空闲分区根据其容量大小进行分类,对于每一类具有相同容量的所有空闲分区,单独设立一个空闲分区链表。对换:是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调出到外存上,以便腾出足够的内存空间,再把已具备运行条件的进程货进程所需要的程序和数据调入内存。要实现进程对换,系统必须实现三个功能:对换空间的管理,进程的换出,进程的换入。页表的作用:实现从页号到物理块号的地址映射段表的作用:实现从逻辑块到物理内存区的映射分页和分段的区别:1页是信息的物理单位,2页的大小固定且由系统决定,3分页的作业地址空间时一维的,分段的作业地址空间时二维的分页系统能有效提高内存利用率,分段系统能很好满足用户需要。虚拟存储器:是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。能够提高内存利用率虚存:把内存和外存有机的结合使用,从而得到一个容量很大的“内存”虚拟存储器的特征:多次性(只有虚拟存储器具有此特征),对换性,虚拟性页面置换算法:1,最佳置换算法(Optimal):所选择的的被淘汰页面,将是以后用不使用的,或许是在最长时间内不再被访问的页面。此法可以保证获得最低的缺页率。2,先进先出置换算法(FIFO):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淘汰。3,最近最久未使用置换算法(LRU):选择最近最久未使用的页面淘汰第五章:设备管理的主要功能:缓冲器管理,设备分配,设备处理,虚拟设备,实现设备独立性设备无关性:应用程序独立于具体使用的物理设备SPOOLing系统组成:输入井和输出井,输入缓冲区和输出缓冲区,输入进程SPi和输出进程SPo磁盘访问时间包括:寻道时间,旋转延迟时间,传输时间磁盘调度算法:1,先来先服务2,最短寻道时间优先3,扫描算法:不仅考虑欲访问的磁道与当前磁道间的距离,更优先考虑的是磁头当前的移动方向4,循环扫描算法

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