1、 操作系统概念（几种观点）：1）操作系统是硬机器的扩展：虚拟机的观点 2）操作系统是机器的管理者：资源管理的观点。

“1按性质把计算机资源分成四类：处理机（即CPU），存储器，外部设备，程序和数据。前三种属于硬资源，后一种属于软资源。

2计算机运行对硬资源的使用解决四个问题：记住资源当前状态，制定资源分配策略，实施资源分配，完成资源回收。 ”

2、 Os的基本特征和功能：处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理

3、 Os系统的引入和发展（多道程序、批处理系统、分时系统、实时系统 各自特征、存在问题）

1批处理系统指用户作业被分批处理。

2“多道”批处理系统，即是在内存中同时存放一批中的几个作业程序，它们对系统资源进行共享与竞争。具有“多路 共享 自动 封闭”等特点。

3配有分时操作系统的计算机系统称为分时系统。分时系统采用“时间片轮转”的处理机调度策略。分时系统的特点多路性 交互性 独立性 及时性

4实时操作系统是能对来自外部的请求和信号在限定的时间范围内做出及时响应的操作系统。 （常用于控制系统）

实时系统的特点 高及时性 高可靠性

4、 三种接口类型：1程序接口：系统调用命令 2命令接口：命令行和图形用户界面

5、 中断概念 是指在CPU执行程序过程中，由于内部或某个外部事件的发生，让CPU暂时中止正在执行的程序而转向该突发事件的处理，处理完毕后返回被中止的程序继续执行的这样一个处理过程。 （os”中断驱动”，中断使os重新获得对系统的控制权。典型中断：系统调用、时间片到、输入/输出完成时）

中断分为两类：由CPU进行内部处理或执行特定指令时产生的中断，称为软中断，也称内中断（例：系统调用）；

由外部事件引发的中断称为硬中断，也称外中断。硬中断又可细分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种类型。

具体中断源的种类 1外部设备中断 2程序中断 3时钟中断 4硬件失效中断

第二章 进程与线程

1、 进程和程序的概念及比较（区别和联系）。

“进程”是指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和运行调度的独立单位。

进程是一个动态的概念，强调的是程序的一次“执行”过程；程序则是一组有序指令的集合，在多道程序设计环境下，它不涉及“执行”，是一个静态的概念。 不同进程可执行同一个程序。由进程的定义可知，区分进程的条件一是所执行的程序，二是数据集合。即使多个进程执行相同的一个程序，只要它们运行在不同的数据集合上，它们就是不同的进程。

2、 进程的特征。进程是一个动态的概念，不同进程可执行同一个程序 每个进程都有自己的生命期。进程之间具有并发性 会相互制约。

3、 （重点）进程的状态：

三种基本状态(引起状态转换的典型事件，会画状态转换图) 1就绪：进程已具备运行的条件，只要有机会获得CPU，它就可以投入运行。 2运行：进程获得CPU正在被执行中。若系统只有一个CPU，那么任何时候系统中最多只有一个进程处于运行状态。 3阻塞：进程正在

等待某事件（如I/O完成）的发生。在事件到来之前，即使把CPU分配给这个进程，它也无法运行。阻塞状态有时也被称为等待状态。阻塞队列可以有多个。

、五种状态、(1)创建状态(New)(2)结束状态(Exit) 。 七种状态 就绪/挂起（静止就绪） 阻塞/挂起（静止阻塞）

4、 进程控制块（包含哪些信息）标识信息、现场保护区信息、调度信息以及管理信息 。*

5、 进程控制，处理机的执行状态。例：创建进程原语和撤销进程原语工作内容。

创建进程原语 为新进程申请一个PCB 分配一个标识 填写PCB 将进程置为就绪或就绪/挂起状态，到相应队列排队。

撤消进程原语 1根据进程标识，找到相应的PCB，若该进程正在运行，则立即终止运行； 2释放该进程使用的所有资源（如程序、数据所占用的存储空间等）；

3若有子孙进程，终止它们，释放资源；

4归还所占用的PCB空间。

6、 线程的定义、分类，进程和线程区别。

线程的定义指进程中实施处理机调度和分配的基本单位。、

分类：1用户级线程方法 2内核级线程方法 3组合方法 ，

进程和线程区别。1地址空间，2通信关系 3调度切换看详细内容

第三章 处理机管理

1、 处理机调度基本概念（高级调度“作业调度”、中级调度、低级调度“进程调度”）， 各级调度的目的。1高级调度决定哪个后备作业可进入系统去接受处理。

2中级调度与实施进程的内、外存交换有关(进程获得处理机）

3低级调度真正决定CPU下一次执行哪一个进程

2、 调度算法，每种调度算法的特点，计算使用不同的调度算法 ***平均带权周转时间***重要算法 。@@@@@@@@@@@@@@@

作业调度算法 1先来先服务调度算法FCFS 2短作业优先调度算法SJF 3最短剩余时间优先调度算法SRTF 4高响应比优先调度算法

进程调度算法 1先来先服务调度算法 2轮转调度算法 3优先级调度算法HPF 4多级队列调度算法MQ）5多级反馈队列调度算法 MFQ

实时处理与实时调度算法 1最早截止时间优先调度算法 2速率单调调度算法

第八章 并发性：互斥和同步

1、 进程同步概念 是指某进程执行到一点时，若有关进程已完成某种操作，那么该进程就可运行下去；否则必须暂停下来，等待有关进程操作的完成，然后才继续运行。暂停下来等待的那点，称为“同步点”；等待完成的操作，称为“同步条件”。这时称该进程要与有关进程在同步点取得同步。

临界区 进程程序中，涉及访问共享资源的 程序段 ，称为“临界区（CS）”，

临界资源 只能排他使用的资源称为“临界资源”。

、同步机制的四条准则、

信号量机制（记录型信号量\利用信号量实现互斥等）

2、 经典进程同步问题（生产者、消费者问题；哲学家就餐问题，变形问题）@@@@@@@@@@@@@@@

3、 管程定义 一个管程（monitor）定义了一种数据结构和并发进程在该数据结构上执行的一组操作，这组操作用来实现进程间的同步和改变管程中的数据

第九章死锁

1. 产生死锁的原因及充分必要条件。会分析多个进程竞争资源是否会发生状态。 死锁是两个或更多的进程占有资源而又请求其他资源时引起的一种状态。

充分必要条件 1“互斥”条件 2“占有并等待”条件 3“不可抢占”条件 4“循环等待”条件 前三个条件是死锁产生的必要条件，只要系统出现循环等待，则一定出现死锁。

2. 处理死锁的基本方法（每种方法具体措施）。

1忽略死锁：系统中任凭出现死锁，出现死锁时，就重新启动系统。

2预防死锁：上述四个条件是死锁存在的必要条件，通过破坏四个必要条件之一，就可使系统不具备产生死锁的温床（即条件）。

3避免死锁：小心对待进程提出的每个资源请求，只有在能确保所提出的资源请求不会招致死锁时，才接受进程提出的资源请求。

4检测死锁并恢复：允许系统出现死锁，能通过一定的办法加以发现和恢复。

拒绝分配资源”法即有名的“银行家算法@@@@@@@@@@@@

第二篇：操作系统知识点总结

操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

虚拟机：在裸机的基础上，每增加一层新的操作系统的软件，就变成了功能更为强大的虚拟机或虚机器。

操作系统的目标：1. 方便性2. 有效性 3. 可扩充性4. 开放性

操作系统的作用：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资源的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象（作扩充机器）。

操作系统的特征：并发性；共享性；虚拟性；异步性

推动操作系统发展的主要动力：不断提高计算机资源利用率 ；方便用户；器件的不断更新换代 ；计算机体系结构的不断发展 。

人工操作方式的特点：用户独占全机；CPU等待人工操作；独占性；串行性。缺点:计算机的有效机时严重浪费；效率低

脱机I/O方式的主要优点:减少了CPU的空闲时间;提高I/O速度。

单道批处理系统的特征:自动性 ; 顺序性 ;单道性

多道批处理系统原理：用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。

多道批处理系统的优缺点 资源利用率高 ；系统吞吐量大 ；可提高内存和I/O设备利用率；平均周转时间长；无交互能力

多道批处理系统需要解决的问题（1）处理机管理问题（2）内存管理问题（3）I/O设备管理问题4）文件管理问题（5）作业管理问题

分时系统：在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

时间片：将CPU的时间划分成若干个片段,称为时间片，操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务

实时系统与分时系统特征的比较：多路性；独立性；及时性；交互性；可靠性

操作系统的特征：并发性；共享性；虚拟性；异步性

操作系统的主要功能：处理机管理；存储器管理；设备管理；文件管理；作业管理

对处理机管理，可归结为对进程的管理：进程控制（创建，撤消，状态转换）；进程同步（互斥，同步）；进程通信；进程调度（作业调度，进程调度）。

存储器管理功能：内存分配（最基本）；内存保护；地址映射；内存扩充

设备管理功能：设备分配；设备处理（相当于启动）；缓冲管理 ；虚拟设备

文件管理功能：文件存储空间管理；目录管理；文件读写管理；文件保护。

用户接口：命令接口；程序接口；图形接口

传统的操作系统结构：无结构OS；模块化OS结构 ；分层式OS结构

模块化操作系统结构：操作系统是由按其功能划分为若干个具有一定独立性和大小的模块。每个模块具有某个方面的管理功能，规定好模块之间的接口。

微内核的基本功能：进程管理-存储器管理-进程通信管理-I/O设备管理

进程的特征：动态性（最基本）；并发性；异步性；独立性；结构特征（程序段，数据段，进程控制块PCB）

进程的基本属性：可拥有资源的独立单位；可独立调度和分配的基本单位。

进程控制块的基本组成：进程标识符；处理机的状态；进程调度所需信息；进程控制信息。 进程控制一般是由操作系统的内核中的原语来实现

临界资源：如打印机、磁带机等一段时间内只允许一个进程进行使用的资源。

信号量：整型，记录型，and型，信号量集。实现进程互斥，前趋关系，进程同步。 semaphore

进程通信的类型：共享存储器系统；消息传递系统；管道通信

管道通信：用于连接一个读进程和一个写进程以实现他们通信的一个共享文件，又名Pipe文件，本身提供了互斥和同步进程的能力。

next:指向下一个消息缓冲区的指针

线程的属性：轻型实体；独立调度和分派的基本单位；可并发执行；共享进程资源 作业的状态 “进入” 或“提交” “后备”“运行” “完成”

决定作业调度的两个因素：

多道程序度；调度算法

周转时间：完成时间-到达时间

带权周转时间：周转时间/执行时间

先来先服务 (FCFS)

短作业（进程）优先SJ(P)F

高响应比优先调度算法HRRN：响应比R = （1+T-到达时间）/服务时间

时间片轮转法RR

准则：面向用户的准则（周转时间短；反应时间快；截止时间的保证；优先权准则 ）；面向系统的准则（系统吞吐量高；处理机利用率好；各类资源的平衡利用）

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。

程序的链接：1、静态链接：程序运行前先链接，再装入内存：1）对相对地址的改变2）变换外部调用符号

2、装入时动态链接：装入内存时，边装入边链接。

3、运行时动态链接：某些模块的链接推迟到执行时才执行，用不到的模块可以不调入内存。

产生死锁的原因竞争资源：可剥夺和非剥夺性资源/临时性资源；进程间推进顺序非法。 死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。

处理死锁的基本方法：预防死锁；避免死锁；检测死锁；解除死锁

产生死锁的必要条件互斥条件：资源本身的特性；请求和保持条件：在请求不到新资源的时候进程不释放原来的资源 ；不剥夺条件：进程获得的资源，为使用完前不可被剥夺 ；环路等待条件：进程对资源的请求形成一个请求环形链

预防死锁

1、打破请求和保持条件：要求进程一次性申请到全部资源后再运行，不会产生死锁，但效率降低

2、打破不剥夺条件：要求进程提出新资源要求不被满足后，必须释放原来的保持的资源，损失代价严重；

3、打破环路等待条件：对资源进行线性排序编号，要求每个进程必须从低号到高号申请资源，而不考虑进程实际申请资源的先后顺序。

死锁的解除剥夺资源；撤消进程

拼接或紧凑：通过移动内存中作业的位置，以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法。

虚拟存储器的特征：多次性；对换性；虚拟性

银行家算法：主要用来判断在当前状态下如果有进程提出资源请求request[]，看是否能满足该请求：

a： 判断请求的合法性，是否满足小于NEED矩阵中的向量；

b：请求的可满足性判断，是否小于available[]向量；

c：试探分配，修改相应的参数 available[]\allocation\need;

d：进行安全性检查，若分配后安全，则进行分配，若判断从此进入了不安全状态，则恢复原来数据，对进程请求不予满足。

安全性算法检查：

虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定的。

动态分区分配算法：首次适应算法：按地址递增的顺序；循环首次适应算法：从上次找到的空闲分区的下一个开始；最佳适应算法：按大小递增的顺序；最坏适应算法：按地址递减的顺序

地址为A，页面大小L页号P，页内地址d：

p=int(A/L)

d=AmodL

分段系统的基本原理： 分段：将作业的逻辑地址空间分为若干个段，每个段内定义一组逻辑信息。作业的地址空间分为段号（名）+段内地址两部分。

段表：将不同的段分配到内存不连续的存储空间，当然，具体每个段，因为长度可能不同，但是需连续的存储空间，因此，段表内需确定段号、段的长度、段在内存的起始地址。 分页与分段区别：（1）页是信息的物理单位，为了提高内存利用率引入的；段是信息的逻辑单位，是考虑用户编程需要分成的段。（2）页的大小固定，段的大小不确定（3）页的逻辑地址是1维的，段的逻辑地址是2维的。

段页式存储管理方式

基本原理：首先用户程序分成若干个段，每个段内再实施分页，为每个段赋予一个段名。在段页式系统中，其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分组成。

页号、物理块号、状态位p、访问字段A、修改位M、外存地址

页表机制：页号和物理块号，状态位P（0表示在外存，没有调入，1表示在内存）；访问字段A（一段时间内访问次数或是否被访问过，供页面置换出去时参考）；修改位M（一段时间内是否被修改过，置换时需要回写到外存对换区）；外存地址（将来调入内存时使用）； 物理块的分配策略

（1）固定分配局部置换（2）可变分配全局置换（3）可变分配局部置换

物理块分配算法

（1）平均分配算法（2）按比例分配算法（3）考虑优先权的分配算法

最佳置换算法（Optimal）

先进先出置换算法（FIFO）

最近最久未使用（LRU）

Clock置换算法

设备控制器是在CPU和I/O设备之间的接口，一个设备控制器控制几个设备。

设备控制器的功能接收和识别命令；数据交换；标识和报告设备的状态；地址识别；数据缓冲；差错控制

通道是通过执行通道程序，并与设备控制器共同实现对I/O设备的控制的。通道程序是由一系列通道指令所构成的。

通道程序每条指令： （1）操作码（2）内存地址（3）计数（4）通道程序结束位（5）记录结束标志。

设备分配中的数据结构

1、设备控制表DCT

2、控制器控制表COCT、通道控制表CHCT

3、系统设备表

联机命令的类型

系统访问类（login）；磁盘操作类format、diskcopy；文件操作类type；目录操作类mkdir；其它命令

spooling 系统组成

（1）输入井和输出井

（2）输入缓冲区和输出缓冲区（3）输入进程spi和输出进程spo

SPOOLING 系统的特点

提高了I/O的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能

设备处理程序通常又称为设备驱动程序。是I/O进程与设备控制器之间的通信程序，以进程的形式存在，故称为设备驱动进程。

连续分配的优缺点：

（1）顺序访问容易（2）顺序访问速度快（3）要求有连续的存储空间（4）必须事先知道文件的长度。

显示链接是把链接文件个物理块的指针显式的存放在内存的一张链接表中，整个磁盘仅设置一张

混合索引分配方式：UNIX系统V的索引结点中：

直接寻址iaddr(0)-iaddr(9)；

一次间接寻址iaddr(10)；

多次间接寻址iaddr(11) iaddr(12)

对目录管理的要求如下：

（1）实现“按名存取”（2）提高对目录的检索速度（3）文件共享（4）允许文件重名 文件与文件控制块一一对应，人们把文件控制块的有序集合称为文件目录

多级目录结构

（1）提高了检索目录的速度（2）在不同的用户目录中，可以使用相同的文件名

（3）不同用户还可以使用不同的文件名来访问同一个共享文件。

系统调用的类型 位，转换为相应的盘块号

（1）进程控制类 b=n(i-1)+j（n为每行位数）

（2）文件操纵类 (3)修改位示图，令

map[i,j]=1 （3）进程通信类

盘块的回收:

对对象操纵和管理的软件1、 将回收的盘块号转换为

集合是文件管理系统的核行号和列号

心部分。

Hash函数，可将记录键值

转换为相应记录的地址。

盘块的分配：

（1）顺序扫描位示图，找

出值为0的二进制位进行分

配。（2）将所找到的每一个