操作系统复习要点

操作系统总复习

第1章 引论

1．操作系统的定义

2．操作系统的地位和主要作用

3．单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统（各系统的特征） 4．推动操作系统发展的主要动力 5．操作系统的几种观点 6．操作系统的功能

7．操作系统的特征（并发、共享（两个最基本特征）、虚拟、异步） 8．操作系统的结构设计

第2章 用户接口和作业管理

1．用户接口 （1）命令接口

1）联机命令接口（终端处理程序具有哪些功能） 2）脱机命令接口

（2）程序接口（系统调用）

1）系统调用与一般过程调用的区别 2）系统调用的执行过程 （3）图形接口 2．作业管理

（1）基本功能（作业调度和作业控制） （2）作业控制块（JCB）（批处理作业存在的标志）

（3）作业的建立、作业的调度、作业的执行、作业的终止与撤销

（4）批处理作业的作业调度算法（算法思想，计算周转时间、平均周转时间） 1）先来先服务

2）最短作业优先 3）响应比最高者优先 4）优先数调度算法 5）分类调度算法

第3章 进程管理

1．进程并发执行的特征 2．多道程序设计

3．进程的概念（系统进行资源分配和调度的独立单位） 4．进程与程序的区别和联系

5．进程的特征（动态性、并发性、独立性、异步性、结构特征）

6．进程的基本状态及其转换（如：可以从其他两种基本状态转变过去的基本状态是：就绪状态）（挂起状态） 7．进程控制块PCB （1）PCB的作用

（2）PCB中的信息（进程标识符信息、处理机状态信息、进程调度信息、进程控制信息，各类信息中又包含哪些内容）

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（3）PCB的组织方式（链接方式、索引方式） 8．进程控制

（1）操作系统内核（概念，进程控制一般由操作系统内核实现） （2）进程的创建（进程图（了解进程间家族关系的原因）、引起创建进程的事件、创建进程的过程）

（3）进程的终止（引起进程终止的事件、进程终止的过程）

（4）进程的阻塞与唤醒（引起进程阻塞与唤醒的事件、进程阻塞与唤醒的过程） （5）进程的挂起与激活（引起进程挂起与激活的事件、进程挂起与激活的过程） 9．进程调度

（1）高级调度（作业调度）、中级调度、低级调度（进程调度） （2）调度方式（非剥夺方式、剥夺方式）

（3）进程调度算法（算法思想，计算平均周转时间） 1）先进先出算法（常作为一种辅助调度算法） 2）最短处理机执行期优先调度算法 3）最高响应比优先调度算法 4）优先级调度算法 5）时间片轮转调度算法

6）前后台调度算法

7）多级反馈队列轮转算法 （4）进程调度的时机 10．线程

（1）线程的定义

在引入线程的系统，线程是独立调度和分派的基本单位，进程是拥有资源的独立单位。 （2）线程与进程的比较

（3）线程的实现机制（用户级线程和内核支持级线程的比较）

第4章 进程同步与通信

1．临界资源、临界区概念

2．同步机制应遵循的准则（空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待） 3．利用软件方法、硬件方法解决进程互斥问题 4．信号量机制

（1）记录型信号量机制

（2）信号量集机制（AND型信号量集机制、一般信号量集机制）

用信号量机制解决进程同步问题（经典的进程同步问题及变形、练习、习题） 5．管程机制

（1）管程的基本概念

（2）利用管程来解决进程同步问题 6．进程通信

（1）低级通信（进程的同步和互斥）

（2）高级通信（共享存储器系统、消息传递系统、管道通信（管道的概念）） 7．死锁

（1）死锁的定义

（2）产生死锁的原因（竞争资源、进程推进顺序不当）

（3）产生死锁的必要条件（互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件）

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（4）解决死锁的基本方法（预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁） （5）预防死锁（摒弃必要条件中的后3个）

（6）避免死锁（安全与不安全状态，银行家算法（含安全性算法），例题、习题） 能写出数据结构、相应方案或算法

（7）检测死锁（死锁定理，死锁检测算法） （8）解除死锁（剥夺资源、撤销进程） （9）死锁相关证明题（习题）

第5章 存储器管理

1．程序的链接（静态链接方式、装入时动态链接、运行时动态链接）

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） 3．连续存储管理方式

（1）单一连续分配（用于单用户、单任务操作系统） （2）分区分配

1）固定分区 2）可变分区

分区分配算法（首次适应、循环首次适应、最佳适应、最差适应）（能够写出数据结构及算法）；

分区分配和回收操作（能够写出内存分配回收方案（包括数据结构和分配、回收内存空间的基本方法）） （3）紧凑

4．覆盖技术与交换技术（各自的特点）

（1）覆盖技术（主要用于系统程序的内存管理） （2）交换技术

5．离散存储管理方式 （1）分页

1）引入页式存储管理的目的 2）基本思想 3）页表

4）动态地址变换（访问内存的次数） 5）快表的作用

6）两级和多级页表（解决页表太大的两种方法：离散分配方式、只将部分页表调入内存）

7）内存分配与回收（位示图，计算）（能够写出内存分配回收方案（包括数据结构和分配、回收内存空间的基本方法）） （2）分段

1）引入段式存储管理的目的 2）基本思想 3）段表

4）动态地址变换（访问内存的次数） 5）分页和分段的区别 （3）段页式

1）基本思想（每个进程一张段表，每个段一张页表） 2）地址变换

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6．虚拟存储器管理

（1）局部性原理（时间局部性、空间局部性） （2）虚拟存储器的定义 （3）分页虚拟存储管理

1）基本原理（页表的内容） 2）缺页中断和一般中断的区别

3）页面置换算法（最佳置换算法、先进先出、最近最少使用（LRU）、简单Clock置换算法、改进型Clock置换算法）

基本思想；计算缺页次数和缺页率；能够写出各算法。

4）物理块分配策略（固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换） 5）调页策略（请求调页、预调页）

6）抖动问题（产生抖动的原因，工作集，预防抖动的方法） （4）分段虚拟存储管理（基本原理，可重入代码的概念）

第6章 文件管理

1．文件的逻辑结构（定义，包括记录式文件、流式文件） 2．存储介质

（1）顺序存储设备（磁带机）

（2）直接（随机）存储设备（磁带机）

磁盘盘块号与柱面号、磁头号、扇区号的对应关系。 3．文件的物理结构（定义） 磁盘文件的物理结构：

（1）连续文件（使顺序访问效率最高）

（2）链接文件（可解决碎片问题，但不支持随机访问） 1）隐式链接

2）显式链接（FAT文件分配表，计算FAT占用的存储空间）

（3）索引文件（一级索引、二级索引、混合索引分配方式，计算允许文件的最大长度） （4）直接文件

以上物理结构，为了能够查找到文件的位置，在目录中需要登记哪些内容。 4．文件目录

（1）文件控制块FCB（即文件目录，包含哪些内容）

（2）文件目录结构（一级文件目录结构、二级文件目录结构、多级文件目录结构） （3）目录的查找（线性检索、哈希检索）

（4）目录的改进（目录分解法，将目录项分为符号目录项和基本目录项，计算分解前后访问磁盘的次数）

5．打开文件表（系统打开文件表、用户打开文件表） 6．外存空间管理 （1）空闲块表法 （2）空闲链表法 （3）位示图法

（4）成组链接法（空闲块分配与回收算法）

给定一种物理文件结构（如显示链接文件或索引文件），能够写出磁盘空间管理方案，包括数据结构和分配、回收磁盘空间的基本方法。

7．文件共享（绕道法、链接法、基本文件目录、利用符号链、基于索引结点）

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8．文件系统的安全性和数据一致性

（1）防止人为因素、自然因素、系统因素造成的文件不安全性采取的措施（磁盘容错技术的级别）

（2）文件系统的数据一致性（块的一致性检查、文件一致性检查） 7．磁盘调度

（1）磁盘I/O时间（查找时间、等待时间、传输时间） （2）磁盘移臂调度算法

1）先来先服务

2）最短查找时间优先

3）扫描算法（电梯调度算法） 4）循环扫描策略

以上算法的基本思想，计算寻道时间。

第7章 设备管理

1．I/O硬件特点

（1）I/O系统的三级结构（通道控制控制器，设备在控制器控制下工作）

（2）I/O控制方式（程序查询方式、I/O中断方式、直接存储器访问（DMA）方式、I/O通道方式）

（3）缓冲技术

1）引入缓冲的原因 2）缓冲池的组成

3）能够给出缓冲池的实现方案，包括组成和基本操作 2．I/O软件的组成

（1）I/O软件分为4层（中断处理程序、设备驱动程序、独立于设备的软件、用户级软件） （2）设备驱动程序的功能 3．设备分配

（1）数据结构（设备控制表DCT、控制器控制表COCT、通道控制表CHCT、系统设备表SDT）

利用系统调用打开I/O设备时，通常使用逻辑设备名。

（2）设备独立性（定义，实现设备独立性的原因，如何实现设备独立性） （3）设备分配

1）应考虑哪些因素（设备的固有属性、设备分配算法、设备分配中的安全性） 2）独占设备的分配程序（具有通道的系统中独占设备的一般分配过程） （4）能够设计独占设备分配和回收的方案，要求满足设备独立性 4．虚拟设备

（1）Spooling技术（什么是Spooling系统，Spooling系统的组成） （2）共享打印机的工作流程

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