计算机操作系统复习提纲.doc

### 计算机操作系统复习知识点 #### 一、操作系统概论 **1.1 操作系统目标** - **操作系统目标**：控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效地组织多道程序运行，实现资源的高效利用。 - **操作系统的作用**：作为用户与计算机硬件之间的接口，提供方便的操作环境；合理组织计算机工作流程；有效管理资源。 **1.2 发展历程与分类** - **单道批处理系统**：系统中只能运行一个程序，提高了CPU的利用率。 - **多道批处理系统**： - **优点**：提高系统吞吐量、提高资源利用率。 - **缺点**：无交互能力、响应时间长。 - **分时系统**：支持多个终端用户同时登录并交互式地使用计算机。 - **实时系统**：对外部事件能够及时响应并作出处理。 **1.3 操作系统基本特征** - **并行**：指两个或多个处理单元同时执行任务。 - **并发**：指两个或多个任务在宏观上同时执行，在微观上交替执行。 - **共享**：指多个任务共享资源和信息。 - **虚拟**：指通过软件手段将物理实体转变为若干个逻辑上的对应物。 **1.4 操作系统功能** - **处理机管理**：负责对处理机进行分配和调度。 - **存储管理系统**：包括内存分配、地址映射等功能。 - **设备管理**：包括设备分配、缓冲区管理等。 - **文件管理**：负责文件的存储、检索等操作。 - **用户接口**：提供用户与操作系统之间的交互方式。 #### 二、进程的描述和控制 **2.1 进程的基本概念** - **前趋图**：表示进程间的执行顺序。 - **程序顺序执行**：单道程序环境下，程序按顺序执行。 **2.2 进程的状态及转换** - **进程的基本状态**：就绪、运行、阻塞。 - **状态转换**：通过调度算法实现状态的改变。 **2.3 进程控制** - **进程的创建**：初始化进程控制块、分配必要资源等。 - **进程的撤销**：回收进程占用的资源。 **2.4 进程同步** - **临界资源**：一次仅允许一个进程访问的资源。 - **同步机制原则**：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。 **2.5 经典进程同步问题** - 如生产者-消费者问题、读者-写者问题等。 **2.6 进程通信** - 包括直接通信和间接通信两种方式。 **2.7 线程** - **线程**：比进程更轻量级的执行单位，同一进程内的线程共享内存空间。 #### 三、处理机调度与死锁 **3.1 处理机调度** - **调度层次**：高级调度、中级调度、低级调度。 - **调度算法**：如先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)等。 **3.3 进程调度** - **轮转调度算法**：时间片轮转法。 - **优先级调度算法**：根据进程优先级进行调度。 **3.5 死锁** - **定义**：多个进程因争夺资源而无限期阻塞的现象。 - **必要条件**：互斥条件、请求保持条件、不剥夺条件、循环等待条件。 - **处理方法**：预防、避免、检测与恢复。 #### 四、存储器管理 **4.1 存储器系统** - **多层存储体系**：高速缓存、主存、外存等。 - **高速缓存**：提高数据访问速度。 **4.2 程序的装入** - **绝对装入方式**、**可重定位装入方式**、**动态运行时装入方式**。 **4.3 连续分配存储管理方式** - **固定分区**、**动态分区**。 **4.4 分页存储管理** - 将内存和用户空间划分成相同大小的页。 **4.5 分段存储管理** - 根据逻辑关系将程序划分为多个段。 **4.6 请求分页存储管理** - 在分页的基础上增加请求调页功能。 #### 五、虚拟存储器 **5.1 虚拟存储器概述** - 通过虚拟内存技术扩展可用内存空间。 **5.3 页面置换算法** - **最佳置换算法**：理论上最优，但无法实现。 - **先进先出置换算法**：简单但性能较差。 - **最近最久未使用(LRU)**：基于局部性原理。 - **最少使用置换算法**：较少使用的页先替换。 **5.4 抖动** - 由于频繁地进行页面置换导致系统性能下降的现象。 #### 六、输入输出系统 **6.2 I/O 设备和设备控制器** - **设备控制器**：连接I/O设备与主机的硬件部件。 **6.7 缓冲区管理** - **缓冲区**：用于暂存数据的存储区域，可以减少I/O次数。 #### 七、文件管理 **7.1 文件的基本概念** - **文件**：存储在外存上的一组相关信息的集合。 - **文件控制块(FCB)**：记录文件属性和状态的数据结构。 **7.2 文件的逻辑结构** - **流式文件**、**记录式文件**。 **7.3 文件目录** - 用于管理文件名与文件控制块之间映射关系的目录结构。 #### 九、操作系统接口 **9.4 系统调用** - **概念**：用户程序请求操作系统服务的方式。 - **类型**：文件操作、进程控制等。 ### 题目预测 - **计算不同算法的作业调度算法时间**：例如比较FCFS、SJF等算法的平均周转时间和带权周转时间。 - **信号量机制**：理解信号量的工作原理及其在进程同步中的应用。 - **页面置换算法**：如LRU算法的具体实现细节及其性能分析。 - **银行家算法**：用于解决死锁问题的一种算法，了解其工作原理和应用场景。 以上知识点覆盖了《计算机操作系统》第四版的主要内容，有助于理解和掌握操作系统的基本理论和技术。