操作系統知識點總結1、操作系統的定義操作系統是控制和管理計算機系統內各種硬件和軟件資源，有效地組織多道程序運行的系統軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。2、操作系統的主要功能存儲管理功能處理機管理功能設備管理功能文件管理功能用戶接口3、多道程序設計的基本思想是在內存中同時存放多道程序，在管理程序的控制下交替地執行。這些作業共享CPU和系統中的其他資源。多道程序的這種交替運行稱做并發執行。在一段給定的時間內，計算機所能完成的總工作量（稱為系統吞吐量）。多道批處理系統的特征：多道性；無序性；調度性，共享性。多道批處理系統：作業在外存排成一個“后備隊列”；由作業調度程序從中選擇若干個作業調入內存，使它們共享CPU和系統中的各種資源。優點：（1）提高CPU的利用率。(2)提高內存和I/O設備利用率。(3)增加系統吞吐量。缺點：①用戶作業的等待時間長②沒有交互能力4、什么是分時系統、實時系統。A、分時系統指的是：在這個操作系統下有多個用戶終端，分時共享主機資源。所謂分時，就是對時間的共享，主要是指若干并發程序對CPU時間的共享，分享的時間單位叫時間片。所謂并行是指在同一時刻有兩個或兩個以上的活動發生。B、實時系統(Real-TimeSystem)是指系統能及時(或即時)響應外部事件的請求，在規定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致地運行。對時間有嚴格的限制和要求：實時控制；實時信息處理。5、并發與共享、不確定性并發是指兩個或多個活動在同一給定的時間間隔中進行。宏觀概念。如CPU共享。（并行性是指兩個或多個事件在同一時刻發生；而并發性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。）共享是指計算機系統中的資源被多個進程所共用。如CPU、硬盤、內存、數據等。共享分如下兩種：互斥地共享：某進程申請資源、若空閑、分配、運行，下一個進程只能等待，直到前一進程釋放資源。宏觀上同時訪問、微觀上并發執行的共享：如硬盤上文件的訪問。不確定性是指系統中各種事件發生順序的不可預測性。只有進程在獲得所需的資源后方能執行，所以進程的執行通常都不是“一氣呵成”，而是以“停停走走”的方式運行。6、進程概念進程是進程實體的運行過程，是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。進程最根本的屬性是動態性和并發性。進程（簡單定義）為：程序在并發環境中的執行過程。7、進程的5種基本狀態及其轉換8、進程隊列的連接方式PCB的組織方式：線性隊列，鏈接，索引。9、進程和線程的關系線程（Thread）是進程中實施調度和分派的基本單位。①一個進程可以有多個線程，但至少要有一個線程；而一個線程只能在一個進程的地址空間內活動。②資源分配給進程，同一進程的所有線程共享該進程的所有資源。③處理機分配給線程，即真正在處理機上運行的是線程。④線程在執行過程中需要協作同步。不同進程的線程間要利用消息通信的辦法實現同步。10、進程同步、互斥的含義，信號量的含義，P/V操作的基礎知識同步——同步進程通過共享資源來協調活動，在執行時間的次序上有一定約束。在協調動作的情況下，多個進程可以共同完成一項任務。雖然彼此不直接知道對方的名字，但知道對方的存在和作用。互斥--邏輯上這兩個進程本來完全獨立，不知對方的存在，毫無關系，只是由于競爭同一個物理資源而相互制約。P操作表示測試；V操作表示增加。信號量是一種解決進程同步、互斥問題的機制。信號量的實現有三種：1）整型信號量2）結構型信號量一般是由兩個成員組成的數據結構。其中一個成員是整型變量，表示該信號量的值；另一個是指向PCB的指針。3）二值信號量對信號量的操作有如下嚴格限制：信號量可以賦初值，且初值為非負數。信號量的值可以修改，但只能由P和V操作來訪問。11、同步機制的原則（1）空閑讓進。忙則等待。有限等待。讓權等待。12、死鎖的定義所謂死鎖，是指在一個進程集合中的每個進程都在等待僅由該集合中的另一個進程才能引發的事件而無限期地僵持下去的局面。（是指系統中多個進程無限制地等待永遠不會發生的狀態；）13、產生死鎖的根本原因與四個必要條件計算機系統產生死鎖的根本原因就是資源有限，且操作不當。個必要條件：1．互斥條件2．占有且等待條件3．不可搶占條件4．循環等待條件14、安全狀態、安全序列的概念針對當前分配狀態來說，系統至少能夠按照某種次序分配資源(直至最大需求)，并且使它們依次成功地運行完畢，這種進程序列{P1,P2,??,Pn}就是安全序列；在當前分配狀態下，進程的安全序列{P1,P2,?,Pn}是這樣組成的：若對于每一個進程Pi（1≤in），它需要的附加資源可被系統中當前可用資源與所有進程Pj（j＜i）當前占有資源之和所滿足，則{P1,P2,?,Pn}為一個安全序列。這時系統處于安全狀態。進程可以按安全序列的順序一個接一個的完成，即便某個進程Pi因所需的資源量超過系統當前所剩余的資源總量，但可以等待前面所有進程Pj(j<i)運行完畢，釋放所占有的資源，從而滿足Pi的需求；存在安全序列時不會死鎖；但系統進入不安全狀態也未必產生死鎖；死鎖是不安全狀態的特例；15、三級調度各指的什么（1）高級調度:又稱為“作業調度”。從用戶工作流程的角度。從輸入的一批作業中選出若干作業，為其分配必要的內存，建立相應的用戶進程和系統進程，然后將程序和數據調入內存，等待進程調度。時間上通常是分鐘、小時或天。（2）中級調度:從存儲器資源的角度。將進程的部分或全部換出到外存上，將當前所需部分換入到內存。(指令和數據必須在內存里才能被CPU直接訪問。)中級調度的功能是在內存使用情況緊張時，將一些暫時不能運行的進程從內存對換到外存上等待；(第5章介紹)（3）低級調度:又稱為“微觀調度”、“進程調度”。從CPU資源的角度。時間上通常是毫秒。因為執行頻繁，要求在實現時達到高效率。它是指根據一定的算法，將CPU分派給就緒隊列中的一個進程。這級調度是必須有的。執行低級調度功能的程序稱做進程調度程序。進程調度是操作系統中最基本的一種調度。調度策略的優劣直接影響系統的性能。16、中斷的概念所謂中斷是指CPU對系統發生的某個事件做出的一種反應，它使CPU暫停正在執行的程序，保留現場后自動執行相應的處理程序，處理該事件后，如被中斷進程的優先級最高，則返回斷點繼續執行被“打斷”的程序。這部分看看書17、地址重定位、動態地址重定位的含義。邏輯地址和物理地址的概念重定位---把作業地址空間中使用的邏輯地址變換成內存空間中的物理地址的過程。又稱地址映射。動態重定位:在程序運行過程中要訪問數據時再進行地址變換。由地址變換機構進行的地址變換，硬件上需要重定位寄存器的支持。用戶程序經編譯之后的每個目標模塊都以0為基地址順序編址，其余指令中的地址都相對于首地址而編址。這種地址稱為相對地址或邏輯地址；內存中各物理存儲單元的地址是從統一的基地址開始順序編址的，這種地址稱為絕對地址或物理地址。18、碎片、拼湊的含義，內存管理保護措施經過一段時間的分配回收后，內存中存在很多很小的空閑塊。它們每一個都很小，不足以滿足分配要求；但其總和滿足分配要求。這些空閑塊被稱為碎片。在一個分區內部出現的碎片（即被浪費的空間）稱做內部碎片，如固定分區法會產生內部碎片。在所有分區之外新增的碎片稱做外部碎片。移動某些已分配區的內容，使所有進程的分區緊挨在一起，而把空閑區留在另一端。這種技術稱為緊縮（或拼湊）。存儲保護——防止地址越界——防止地址越界防止操作越權19、基本分頁和分段的原理（地址轉換會計算）分頁技術：允許一個進程的存儲空間不必連續，可以分散地放在各個空閑的內存區域中。詳見P142分段詳見P15320、虛擬存儲器的概念考慮只把當前運行需要的部分程序和數據裝入內存，即啟動程序，其他部分暫放在外存上，需要時再調入。這樣，用戶編制程序時不必考慮內存容量的限制。在一定容量的內存中就可同時裝入更多的進程借助于外存空間，允許一個進程在其運行過程中部分裝入內存。虛擬存儲系統將內存和外存有機結合在一起，從而得到一個容量相當于外存，速度接近于內存的存儲體系。實現思想：當進程運行時，先將一部分程序裝入內存，另一部分暫時留在外存，當要執行的指令不在內存時，由系統自動完成將它們從外存調入內存工作。虛擬存儲器容量主要受兩方面的限制：指令中表示地址的字長：如：若CPU的有效地址長度為32位，則程序可以尋址范圍是0～(2^32)-1，即虛存容量為4GB。外存的容量。虛擬存儲器的特征①虛擬擴充。② 部分裝入。③ 離散分配。④多次對換。21、請求分頁原理、頁面置換算法FIFO、OPT和LRU請求分頁缺頁率的計算請求分頁存儲管理技術是在單純分頁技術基礎上發展起來的，二者的根本區別在于請求分頁提供虛擬存儲器。基本思想是：當一個進程的部分頁面在內存時就可調度它運行；在運行過程中若用到的頁面尚未在內存，則把它們動態換入內存。頁面置換算法詳見 P16322、抖動的概念在虛存中，頁面在內存與外存之間頻繁調度，以至于調度頁面所需時間比進程實際運行的時間還多，此時系統效率急劇下降，甚至導致系統崩潰。這種現象為“抖動或顛簸Thrashing）”。23、文件系統的功能①文件管理。②目錄管理。③文件存儲空間管理。④文件的共享和保護。⑤提供方便的接口24、文件系統目錄的作用文件目錄：為了加快對文件的檢索，往往將文件控制塊集中在一起進行管理。這種文件控制塊的有序集合稱為文件目錄。文件控制塊就是其中的目錄項。完全由目錄項構成的文件稱為目錄文件。文件目錄實現文件名與存放盤塊之間的映射。主要目錄操作：p193。25、UNIX系統中目錄分解的意義，課后題會計算MS-DOS目錄項示意圖UNIX目錄項示意圖26、按使用性質對設備的分類存儲設備：計算機用來存儲信息的主要設備。輸入/輸出設備：字符設