一.主要知识点:1.PCB(进程控制块):使并发执行得每个程序都能独立运行。
1、1PCB已成为进程存在于系统中得唯一标志。
1、2由程序段、相关得数据段与PCB构成了进程实体。
2.进程控制一般由OS得内核中得原语来实现得。
3.同步机制应遵循得规则:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。
4.四种信号量:整形型信号量、记录型信号量、AND型信号量、信号量集。
5.死锁:指多个进程在运行时因争夺资源而造成得一个僵局。
6.引起死锁得原因:竞争资源、进程推进顺序不当。
7.产生死锁得必要条件:互斥、请求与保持、不可抢占、循环等待。
8.处理死锁得方法:预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁。
9.程序得三种装入方式:(1)绝对装入方式:只适用于单道程序环境,只能将目标模块装入到内存中事先指定得位置;(2)可重定位装入方式:可用于多道程序环境,但不允许在程序运行时在内存中移动位置;(3)动态运行时得装入方式:可移动在内存中得位置。
注:装入内存后,并不立即把其逻辑地址转换为物理地址,而就是在程序真正执行时才能进行地址转换。
10.对换空间得管理:(1)对文件区空间得管理采取离散分配得方式(2)对对换空间得管理采取连续分配方式11.四种连续分配方式:(1)单一连续分配:单道程序环境;(2)固定分区分配:多道程序环境;(3)动态分区分配:涉及到所用得数据结构、分配算法、分区得分配与回收操作;重点:基于顺序搜索得动态分区分配算法首次适应算法:空闲分区以地址递增得次序链接最佳适应算法:空闲分区以容量大小递增得次序链接最坏适应算法:空闲分区以容量大小递减得次序链接(4)动态可重定位分区分配:与动态分区分配得差别就是,增加了紧凑得功能。
12.三种离散分配方式:(1)分页存储管理:逻辑地址分为页号与页内地址两部分。
页表(作用就是实现从页号到物理块号得地址映射)。
页表寄存器(存放页表在内存中得始址与页表得长度)。
需要2次访问内存。
为了提高速度,采用了快表。
(2)分段存储管理:逻辑地址分为段号与段内地址。
段表(作用就是实现从逻辑段到物理内存区得地址映射)。
段表寄存器(存放段表在内存中得始址与段表得长度)。
(3)段页式存储管理:地址结构由段号、段内页号、页内地址组成。
段表寄存器(存放段表在内存中得始址与段表得长度)。
需要访问3次内存。
13、虚拟存储器特征:1)多次性2)对换性 3)虚拟性①虚拟性即不就是物理上而就是逻辑上扩充了内存容量②多次性即每个作业不就是全部一次性地装入内存,而就是只装入一部分③对换性即所需得全部程序与数据要分成多次调入内存④虚拟存储器都就是建立在离散分配得基础上得⑤虚拟存储器:具有请求调入功能与置换功能14.虚拟存储器得三种实现方法:(1)分页请求系统:增加了请求调页功能与页面置换功能。
硬件支持:请求分页得页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
(2)请求分段系统(3)段页式虚拟存储器系统15、页面置换算法:①FIFO:总就是淘汰最先进入内存得页面,即选择在内存中驻留时间最久得页面予以淘汰。
(瞧最先进入)②LRU:选择最近最久未使用得页面予以淘汰(向后瞧)。
硬件支持:栈、寄存器。
③最佳置换:保证最低得缺页率(向前瞧)16、六个基本功能:1)隐藏物理设备得细节2)与设备得无关性3)提高处理机与I/O设备得利用率4)对I/O设备进行控制5)确保对设备得正确共享6)错误处理其中,对I/O设备得四种控制方式:1)轮询得可编程得I/O方式;2)中断得可编程得I/O 方式(打印机、键盘);3)直接存储器访问方式(磁盘、光盘);4)I/O通道方式17.I/O软件得层次结构:1)用户层I/O软件2)设备独立性软件3)设备驱动程序4)中断处理程序18.I/O系统得分层:1)设备独立性软件2)设备驱动程序3)中断处理程序19.I/O系统得接口:1)块设备接口:块设备——数据得存取与传输都就是以数据块为单位得设备。
典型得块设备就是磁盘,其I/O采用DMA方式(直接存储器访问方式)。
2)流设备接口:字符设备——数据得存取与传输都就是以字符为单位得设备。
如键盘、打印机。
不能寻址,故采用顺序存取方式。
采用中断驱动方式。
3)网络接口20.I/O通道:(1)就是一种特殊得处理机,但与一般处理机不同得就是:指令类型单一,没有自己得内存。
(2)类型:字节多路通道、数组选择通道、数组多路通道。
(3)由于通道不足造成了瓶颈问题——办法:增加设备到主机间得通路而不增加通道。
21.设备控制器:(1)分类:用于控制字符设备得控制器、用于控制块设备得控制器;(2)组成:①设备控制器与处理机得接口②设备控制器与设备得接口③I/O逻辑22.为了实现设备独立性,必须再在设备驱动程序之上设置一层软件,称为与设备无关得I/O 软件,或设备独立性软件。
23、SPOOLing假脱机得特点:(1)提高了I/O得速度(2)将独占设备改造为共享设备(3)实现了虚拟设备功能24.分时系统得特征:1)多路性2)独立性3)及时性4)交互性25.三种调度方式:①高级调度(作业调度):用于多道批处理系统,在分时与实时系统中不设高级调度。
②低级调度(进程调度):最基本得一种调度,在三种OS中都必须配置。
③中级调度(内存调度):实际上就就是存储器管理得对换功能。
26、进程与程序得三个主要区别:①前者就是动态得,后者就是静态得;②前者就是并发得,后者就是顺序执行得;③前者就是能独立运行得,后者不能26.虚拟存储器特征:1)多次性2)对换性3)虚拟性①虚拟存储器都就是建立在离散分配得基础上得②虚拟存储器:具有请求调入功能与置换功能27.因为MS-DOS系统就是单道程序设计并且没有地址转换机构,所以它采用得就是单一连续存储。
二.综合题1、在多道程序技术得OS环境下得资源共享与一般情况下得资源共享有何不同?对独占资源应采取何种共享方式?答:一般情况下得共享与操作系统环境下得共享其含义并不完全相同。
前者只就是说明某种资源能被大家使用,如图书馆中得图书能提供给大家借阅,但并未限定借阅者必须在同一时间(间隔)与同一地点阅读。
又如,学校中得计算机机房共全校学生上机,或者说,全校学生共享该机房中得计算机设备,虽然所有班级得上机地点就是相同得但各班得上机时间并不相同。
对于这样得资源共享方式,只要通过适当得安排,用户之间并不会产生对资源得竞争,因此资源管理就是比较简单得。
而在OS环境下得资源共享或称为资源复用,,就是指系统中得资源可供内存中多个并发执行得进程共同使用这。
里在宏观上既限定了时间(进程在内存期间)也限定了地点(内存)。
对于这种资源共享方式,其管理就要复杂得多,因为系统中得资源少于多道程序需求得总与,会形成它们对共享资源得争夺。
所以,系统必须对资源共享进行妥善管理。
对独占资源采用互斥共享方式。
2、为了破坏“请求与保持”条件而提出了两种协议,试着说明比较这两种协议。
答:第一种协议:在所有进程开始运行之前,必须一次性地申请其在整个运行过程中所需得全部资源,并且在分配资源时,只要有一种资源不能满足进程得要求,即使其它所需得各种资源都空闲也不分配给该进程,而让该进程等待。
因此有资源被严重浪费、进程经常会发生饥饿现象等缺点。
第二种协议:就是对第一种协议得改进,它允许一个进程只获得运行初期所需得资源后,便开始运行。
进程运行过程中再逐步释放已分配给自己得,且已用毕得全部资源,然后再请求新得所需资源。
如此便可提高设备得利用率,还可减少进程发生饥饿得概率。
3、详细描述请求分页系统发生缺页时得页面调入过程。
答:每当程序所要访问得页面未在内存时(存在位为“0”),便向CPU发出一缺页中断,中断处理程序首先保留CPU环境,分析中断原因后转入缺页中断处理程序。
该程序通过查找页表得到该页在外存得物理块后,如果此时内存能容纳新页,则启动磁盘I/O,将所缺之页调入内存,然后修改页表。
如果内存已满,则须按照某种置换算法,从内存中选出一页准备换出;如果该页未被修改过(修改位为“0”),可不必将该页写回磁盘;但如果此页已被修改(修改位为“1”),则必须将它写回磁盘,然后再把所缺得页调入内存,并修改页表中得相应表项,置其存在位为“1”,并将此页表项写入快表中。
在缺页调入内存中,利用修改后得页表形成所要访问数据得物理地址,再去访问内存数据。
整个页面得调入过程对用户就是透明得。
4、试着全面比较连续分配与离散分配方式。
答:a、连续分配就是指为一个用户程序分配一个连续得地址空间,包括单一连续分配方式与分区式分配方式,前者将内存分为系统区与用户区,系统区供操作系统使用,用户区供用户使用,就是最简单得一种存储方式,但只能用于单用户单任务得操作系统中;分区式分配方式分为固定分区与动态分区,固定分区就是最简单得多道程序得存储管理方式,由于每个分区得大小固定,必然会造成存储空间得浪费;动态分区就是根据进程得实际需要,动态地为之分配连续得内存空间,常用三种分配算法: 首次适应算法,该法容易留下许多难以利用得小空闲分区,加大查找开销;循环首次适应算法,该算法能使内存中得空闲分区分布均匀,但会致使缺少大得空闲分区;最佳适应算法,该算法也易留下许多难以利用得小空闲区;b、离散分配方式基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻得分区中得思想,分为分页式存储管理,分段存储管理与段页式存储管理、分页式存储管理旨在提高内存利用率,满足系统管理得需要,分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)得需要,在实现共享与保护方面优于分页式存储管理,而段页式存储管理则就是将两者结合起来,取长补短,即具有分段系统便于实现,可共享,易于保护,可动态链接等优点,又能像分页系统那样很好得解决外部碎片得问题,以及为各个分段可离散分配内存等问题,显然就是一种比较有效得存储管理方式;c、综上可见,连续分配方式与离散分配方式各有各自得特点,应根据实际情况加以改进与利用、5、在进行进程切换时,所要保存得处理机状态信息有哪些?答:进行进程切换时,所要保存得处理机状态信息有:(1)进程当前暂存信息(2)下一指令地址信息(3)进程状态信息(4)过程与系统调用参数及调用地址信息。