第一章引论
1.操作系统是一个介于应用程序和计算机硬件之间的系统软件,负责管理计算机系统内的
一切资源,为所有的应用程序提供资源访问服务。
2.三类操作系统:
a)多道批处理系统:多道、宏观上并发执行、微观上串行执行、未实现人机交互
b)分时系统:人机交互、共享主机、便于用户上网、可靠度低(UNIX,时间片)
c)实时系统:实时控制、实时信息处理、可靠度高
3.在多道批处理系统中,作业从进入到退出系统大致分为四个阶段(p9)
4.操作系统的基本特征
a)并发性:两个或多个事件在同一时间间隔内发生
b)共享性:系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程同时使用(互斥访问、同时
访问)
c)虚拟技术:(虚拟处理机技术、虚拟存储技术、虚拟设备技术)
d)异步性:进程是以人们不可预知的速度向前推进的。
5.操作系统的基本功能:
a)进程管理:进程控制、进程同步、进程通信、调度
b)存储器管理:内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充
c)设备管理:缓冲管理、设备分配、设备处理
d)文件管理:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读写控制、文件保护
e)操作系统与用户之间的接口:命令接口、程序接口
6.UNIX系统的特点:
a)精巧的核心与丰富的实用层
b)使用灵活的用户界面
c)树形结构的文件系统
d)文件和设备统一看待
e)良好的移植性
第二章并发进程
1.进程和程序的区别与联系:
a)进程是执行程序的动态过程,程序是进程运行的静态文本
b)一个进程可以执行一个或几个程序,同一程序也可能由多个进程同时执行
2.进程的特征:动态性、并发性、不确定性
3.PCB(进程控制块):进程存在的唯一标志、应常驻内存
4.进程状态转换图(p32、p33、p35)
5.原语:由若干条指令组成,用于完成一定功能的一个过程。
是一个不可分割的基本单位,
在执行过程中不允许被中断。
6.一些原语:
a)阻塞原语block
b)唤醒原语wakeup(使用了阻塞原语必须使用唤醒原语)
c)挂起原语suspend
d)激活原语active
e)创建原语create
f)终止原语terminate
g)发送原语send
h)读消息原语read
7.周转时间:从创建成功到进程完成。
包括进程在就绪队列上等待调度的时间、进程在CPU
上执行的时间、进程等待I/O完成的时间
8.进程调度算法:
a)先来先服务(FCFS):周转时间=完成时间-到达时间,带权周转时间=周转时间/服务
时间
b)短进程优先(SPF):【批处理系统】
c)高优先权优先
d)基于时间片的轮转调度算法:时间片轮转;多级反馈队列调度算法【分时系统】
9.同步与互斥
10.互斥机制规则:空闲让进;忙则等待;有限等待;让权等待
11.解决同步、互斥的一般方法:信号量和p、v操作(p44、p45)
12.经典的进程通信问题:(p48~p51)
a)生产者-消费者问题
b)读者-写者问题
13.进程管理的类结构(p62~p67)
a)Process类的成员函数
b)Process类的数据成员
c)User类的成员函数
d)User类的数据成员
e)Text类的数据成员
f)Processmanager类的成员函数
g)Processmanager类的数据成员
第三章中断
1.中断源:发出中断请求信号的外设控制器(也可以认为是引起中断发生的事件)
中断号:系统为每一个中断源分配的唯一标识符
中断或中断响应:接收到中断请求信号的处理机将暂停正在执行额程序,转去处理IO 完成事件的过程。
断点:程序的暂停点。
中断处理程序:中断响应后,具体处理IO完成事件的子程序
中断向量:相应的中断处理程序的入口地址和中断处理时处理机的状态字。
中断嵌套:开中断情况下,低优先级终端年处理程序运行时可以被高优先级的中断打断
2.中断是多道程序并发的硬件基础
3.中断处理的5个步骤:
(1)、硬件中断响应
(2)、保存现运行进程的现场,可细分为硬件现场保护和软件现场保护两部分
(3)、调用执行中断处理函数
(4)恢复现场,可细分为软件现场恢复和硬件现场恢复两个部分
(5)、中断返回
4.UNIX V6++中断过程图(p77)
5.UNIX V6++中主要的系统调用和名称(p80)
6.时钟中断的处理过程图(p83)
第四章存储管理
1.存储管理的功能:
a)提供内存空间的管理策略
b)提供有效的地址重定位机制
c)提供有效的手段,实现对物理内存的扩充,从逻辑上满足大作业和多进程并发的需
求
d)提供有效的内存共享和内存保护机制
2.空闲内存空间的管理:索引表管理、位示图表示法、链式队列管理
3.内存的扩充:覆盖、交换、虚拟内存器
4.信息的共享与保护:界限寄存器方法(上下界寄存器、基址限长寄存器)、存储保护键
方法
5.可变分区的分配算法:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法(找能满足的
最小的,要求空闲分区从小到大排列)、最坏适应算法(找最大的,要求空闲分区从大到小排列)
6.页(逻辑页、页面、虚页):用户程序的逻辑地址空间分成的固定大小(1k)的区域。
页框(物理块):内存空间分成的存储块。
7.分页存储管理的程序地址字结构(p97)
8.页表:每个进程都有一张页表,进程执行时,页表的起始地址和长度从PCB存入内存的
页表寄存器(PTR)中。
9.快表(联想寄存器):为了提高地址变换速度,在地址变换机构中增设的一个具有并行
查找能力的特殊高速缓冲寄存器。
10.请求分页中的页面置换算法(P101)
a)最佳置换法:
b)先进先出页面置换算法(FIFO)
c)最近最久未使用页面置换算法(LRU)
d)Clock置换算法
11.分段存储地址结构(p104)
12.完整的UNIIX V6++进程图像
第五章进程管理
1.UNIX V6++进程的调度状态(p118)
2.进程优先数的计算公式:p_pri=min{255,p_cpu/16+PUSER(100)+p_nice}。