计算机操作系统复习资料第一章操作系统引论1.1 操作系统的目标和作用操作系统的目标：⑴有效性(提高系统资源利用率；提供系统的吞吐量) ⑵方便性⑶可扩充性⑷开放性操作系统的作用：①OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口②OS作为计算机系统资源的管理者③OS实现了对计算机资源的抽象1.2 操作系统的发展过程①无操作系统的计算机系统②单道批处理系统⒈由于系统对作业的处理都是成批地进行的，且在内存中始终只保持一道作业，故称此系统为单道批处理系统。
⒉特征：⑴自动性⑵顺序性⑶单道性③多道批处理系统⒈后备队列：用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列。
⒉OS引入多道程序设计技术的好处：⑴提高CPU的利用率⑵提高内存和I/O设备利用率⑶增加系统吞吐量⒊优缺点：⑴资源利用率高⑵系统吞吐量大⑶平均周转时间长⑷无交互能力⒋设计多道批处理系统时，首先要考虑的是系统效率和吞吐量。
④分时系统⒈定义：在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
⒉特征：⑴多路性（同时性）⑵独立性⑶及时性⑷交互性⒊通常采用时间片轮转法⑤实时系统⒈定义：指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。
⒉实时系统通常采用抢占式的优先数高者优先算法。
从可靠性上看，实时系统更强；从交互性上看，分时系统更强。
1.3 操作系统的基本特性①并发性⒈并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事情在同一时间间隔内发生。
⒉在操作系统中引入进程的目的，就是为了使多个程序能并发执行。
⒊在操作系统中引入进程概念的关键在于共享资源。
②共享性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。
③虚拟技术④异步性进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
1.4 操作系统的主要功能操作系统的主要任务：为多道程序的运行提供良好的运行环境，以保证多道程序能有条不紊地、高效地运行，并能最大程度地提高系统中各种资源的利用率和方便用户的使用。
操作系统的主要功能：⑴处理机管理功能⑵存储器管理功能⑶设备管理功能⑷文件管理功能⑸与用户之间的接口第二章 进程管理2.1 进程的基本概念①程序顺序执行时的特征：⑴顺序性 ⑵封闭性 ⑶可再现性②前趋图③程序并发执行时的特征：⑴间断性 ⑵失去封闭性 ⑶不可再现性④进程实体：是由程序段、相关的数据段和PCB(进程控制块)三部分构成。
⑤进程的特征：⑴动态性 ⑵并发性 ⑶独立性 ⑷异步性⑥进程的定义：⑴进程是程序的一次执行 ⑵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单位。
⑦进程与程序区别：⑴进程是动态，程序是静态的；⑵进程是独立运行的单位，程序不能作为运行单位；⑶各进程间在并发执行过程中会产生相互制约关系，而程序由于是静态的，所以不存在异步特征。
⑧进程的三种基本状态（非常重要）⑨当一个进程完成了特定的任务后，系统收回这个进程所占的资源和取消该进程的PCB 就撤销了该进程。
2.3 进程同步①临界区：是指在每个进程中访问临界资源的那段代码。
②同步机制应遵循的规则：⑴空闲让进 ⑵忙则等待 ⑶有限等待 ⑷让权等待③利用信号量实现前趋关系 P54～P552.5 进程通信①信号量机制作为同步工具是卓有成效的，但作为通信工具，则不够理想，主要表现为：⑴效率低 ⑵通信对用户不透明。
②进程通信的类型：⑴共享存储器系统 ⑵消息传递系统 ⑶管道通信第三章 处理机调度与死锁3.1 处理机调度的层次①高级调度(作业调度)⒈主要功能：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。
⒉当一个作业执行结束进入完成状况时，系统负责回收分配给它的资源，撤销它的作业控制块(JCB)。
②低级调度(进程调度)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把处理机分配给该进程的具体操作。
③中级调度(中程调度)按一定的算法将外存中已具备运行条件的进程换入内存，而将内存中处于阻塞状态的某些进程换出至外存。
就绪 阻塞 执行 I/O 完成 I/O 请求 进程调度 时间片完④作业调度和进程调度不同点：⑴作业调度是宏观调度，它决定了哪一个作业能进入主存。
进程调度是微观调度，它决定各作业中的哪一个进程占用中央处理机⑵作业调度是选符合条件的(收容态)作业装入内存。
进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。
3.2 调度队列模型和调度准则①周转时间P90 ②带权周转时间P903.3 调度算法①先来先服务(FCFS)调度算法(非常重要) P91~P92比较有利于长作业(进程)，而不利于短作业(进程)；有利于CPU繁忙型的作业，而不利用I/O繁忙型的作业。
②短作业优先(SJF)调度算法(非常重要) P91~P93有利于短作业，不利于长作业。
③高优先权优先调度算法(非常重要) P93~P94是一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法。
④基于时间片的轮转调度算法(掌握) P95~P96多用于分时操作系统。
3.5 产生死锁的原因和必要条件①死锁：是指因相互竞争资源并且各进程推进不当使得系统中有多个阻塞进程相互等待的情况。
②产生死锁的原因：⑴竞争资源⑵进程间推进顺序非法③可剥夺性资源，是指某进程在获得这类资源后，该资源可以再被其他进程或系统剥夺，如CPU和主存。
不可剥夺性资源，是指当系统把这类资源分配给某进程后，再不能强行收回，只能在进程用完后自行释放，如磁带机、打印机。
④产生死锁的必要条件：⑴互斥条件：进程对所分配到的资源进行排他性使用。
⑵请求和保持条件：进程在保持资源的同时，又去申请新的资源。
⑶不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺。
⑷环路等待条件：存在资源-进程的循环链。
⑤处理死锁的基本方法⑴预防死锁⑵避免死锁⑶检测死锁⑷解锁死锁3.6 预防死锁的方法①死锁的防止是系统预先确定一些资源分配策略，进程按规定申请资源，系统按预先规定的策略进行分配，从而防止死锁的发生。
②死锁的避免是当进程提出资源申请时系统测试资源分配，仅当能确保系统安全时才把资源分配给进程，使系统一直处于安全状态之中，从而避免死锁。
③安全状态：在系统中的若干并发进程，如果存在一个进程的顺序序列，按照这个顺序去执行，每个进程都能获得自己所需的资源而执行，那么当前进程所处于的状态就是安全状态。
④银行家算法（非常重要）P108~P1113.7 死锁的检测与解除解除死锁方法：⑴剥夺资源。
从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态。
⑵撤销进程。
最简单的撤销进程的方法是使全部死锁进程都夭折掉；稍微温和一点的方法是按照某种顺序逐个地撤销进程，直至有足够的资源可用，使死锁状态消除为止。
第四章存储器管理4.1 存储器的层次结构①可分为寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质。
②主存储器是CPU能直接访问的惟一的存储空间。
4.2 程序的装入和链接①重定位：把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。
4.3 连续分配方式①单一连续分配②固定分区分配③动态分区分配⒈数据结构：⑴空闲分区表⑵空闲分区链⒉分配算法：⑴首次适应算法(地址从小到大)⑵循环首次适应算法⑶最佳适应算法(尺寸从小到大)⑷最坏适应算法(尺寸从大到小)⑸快速适应算法⒊回收内存的四种情况(选择题) P125④可重定位分区分配⒈不能被利用的小分区称为“零头”或“碎片”。
⒉通过移动内存中作业的位臵，以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法，称为“拼接”或“紧凑”。
⒊可重定位分区分配的目的：解决碎片问题。
⒋支持虚拟存储系统的有分页请求系统和请求分段系统。
4.4 基本分页存储管理方式①由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内碎片”。
②分页地址中的地址结构：页号位移量访问内存。
③由于页表是存放在内存中的，这使CPU在每存取一个数据时，都要两次．．4.5 基本分段存储管理方式①分段地址中的地址结构：段号段内地址②分页和分段的主要区别P1384.6 虚拟存储器的基本概念①虚拟存储器：是指具有请求调入功能和臵换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定，其运行速度接近于内存速度，而每位的成本却又接近于外存。
②特征：⑴多次性⑵对换性⑶虚拟性4.8 页面臵换算法①最佳(Optimal)臵换算法（非常重要）P150②先进先出(FIFO)页面臵换算法（非常重要）P150~P151③最近最久未使用(LRU)臵换算法（非常重要）P151～P152第五章设备管理5.1 I/O系统I/O设备类型：①按设备的使用特性分类⑴存储设备⑵输入/输出设备②按传输速率分类⑴低速设备⑵中速设备⑶高速设备③按信息交换的单位分类⑴块设备⑵字符设备④按设备的共享属性分类⑴独占设备⑵共享设备⑶虚拟设备5.2 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④I/O通道控制方式5.3 缓冲管理在设备管理中，引入缓冲区的主要原因：⑴缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾⑵减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制⑶提高CPU和I/O设备之间的并行性5.4 I/O软件设备独立性的概念P1845.5 设备分配①设备分配中的数据结构P186~P187②设备分配时应考虑的因素：⑴设备的固有属性⑵设备分配算法⑶设备分配时的安全性⑷设备独立性③SPOOLing技术是对脱机输入、输出系统的模拟。
相应地，SPOOLing系统必须建立在具有多道程序功能的操作系统上，而且还应有高速随机外存的支持，通常采用磁盘存储技术。
④SPOOLing系统主要有三部分组成：⑴输入井和输出井（在磁盘上开辟两个大存储空间）⑵输入缓冲区和输出缓冲区（在内存中开辟两个缓冲区）⑶输入进程SP i和输出进程SP O⑤SPOOLing系统的特点：⑴提高了I/O的速度⑵将独占设备改造为共享设备⑶实现了虚拟设备功能5.6 磁盘存储器的管理磁盘调度：①先来先服务(FCFS)(非常重要) P194②最短寻道时间优先(SSTF)(非常重要) P195③扫描(SCAN)算法（电梯调度算法）P196SSTF算法可能导致某个进程发生“饥饿”现象。
而SCAN算法可防止老进程出现“饥饿”现象。
④循环扫描(CSCAN)算法（了解）P196。