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操作系统期末复习知识点操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，同时也是计算机系统的内核与基石。
以下是操作系统期末复习的一些重要知识点。
一、操作系统的概念和功能操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，在计算机与用户之间起到接口的作用。
其主要功能包括：1、进程管理：负责进程的创建、调度、终止等操作，确保进程能够合理地共享 CPU 资源。
2、内存管理：管理计算机内存的分配、回收和保护，提高内存的利用率。
3、文件管理：实现对文件的存储、检索、更新和共享等操作。
4、设备管理：对输入输出设备进行有效的分配、控制和调度。
5、提供用户接口：包括命令接口和程序接口，方便用户与计算机进行交互。
二、进程管理进程是程序的一次执行过程，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
进程的状态包括：就绪、运行、阻塞。
进程状态的转换是由操作系统根据资源的可用性和进程的需求进行控制的。
进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）、优先级调度等。
每种算法都有其特点和适用场景。
例如，先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度，简单公平，但可能导致短作业等待时间过长；短作业优先算法优先调度执行时间短的作业，能有效减少平均等待时间，但可能对长作业不利。
进程同步与互斥是多进程环境下的重要问题。
互斥是指多个进程不能同时访问同一临界资源，同步则是指多个进程在执行顺序上存在依赖关系。
实现进程同步与互斥的方法有信号量机制、管程等。
三、内存管理内存管理的主要任务是为程序分配内存空间，并保证内存的高效利用和保护。
内存分配方式有连续分配和离散分配。
连续分配包括单一连续分配和分区分配，离散分配则有分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
分页存储管理将内存空间划分为固定大小的页面，分段存储管理则按照程序的逻辑结构将其划分为不同的段，段页式存储管理结合了分页和分段的优点。
操作系统知识点复习全操作系统是计算机系统中最基本、最核心的系统软件，是控制和管理计算机硬件与软件资源的程序集合。
下面将对操作系统的知识点进行复习。
1.操作系统的定义和功能-操作系统是一种系统软件，用于管理和控制计算机硬件资源，为应用软件提供运行环境和服务。
-主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户界面。
2.进程管理-进程是指计算机中正在运行的程序的实体。
-进程管理包括进程控制、进程同步、进程通信和进程调度。
-进程控制包括创建、撤销、挂起和唤醒进程等操作。
-进程同步是指多个进程之间的调度和协作，常用的同步机制有信号量、互斥量和条件变量。
-进程通信是指进程之间的信息交换，常用的通信方式有管道、共享内存和消息队列。
-进程调度是指根据一定的算法选择就绪队列中的进程来运行。
3.内存管理-内存管理包括内存分配、内存保护和内存回收等操作。
-内存分配是将内存划分给进程使用，常用的分配方式有连续分配、非连续分配和虚拟存储器。
-内存保护是为了保护每个进程的内存空间，防止相互干扰。
-内存回收是回收进程结束后的内存空间，常用的回收方式有垃圾回收算法。
4.文件管理-文件管理是指对文件进行组织、存储和检索的操作。
-文件是存储在存储介质上的命名数据集合。
-文件管理包括文件的创建、打开、关闭、读取和写入等操作。
-文件系统是负责管理文件存储和访问的软件部分，常见的文件系统有FAT、NTFS和EXT等。
5.设备管理-设备管理是对计算机硬件设备的管理和控制。
-设备可以是输入设备、输出设备或存储设备。
-设备管理包括设备驱动程序的开发、设备分配和设备调度等操作。
6.用户界面-用户界面是用户与计算机之间进行交互的界面。
-用户界面可以分为命令行界面和图形用户界面。
-命令行界面通过命令行输入和输出控制计算机的操作。
-图形用户界面通过图形界面提供更加直观和友好的操作方式。
7.操作系统的类型-单用户单任务操作系统：只能同时运行一个用户进程，并且只能执行一个任务。
操作系统〔〕复习要点第一章操作系统：计算机系统中的一组系统软件，由它统一管理计算机系统的各种资源并合理组织计算机的工作流程，方便用户使用。
具有管理与效劳功能操作系统的特征：并发性，共享性，随机性，可重构性，虚拟性。
并发是指计算机系统中同时存在多个程序，宏观上看，这些程序是同时向前推进的。
共享性：批操作系统程序及多个用户程序共用系统中的各种资源虚拟性：物理实体转化为假设干逻辑上的对应物。
操作系统的功能：1，进程管理；2，存储管理；3，文件管理；4，作业管理；5，设备管理；6，其他功能〔系统平安，网络通信〕。
传统中，进程是系统调度的最小单位，是程序的一次执行；而现代中那么是线程，是程序一次相对独立的执行过程。
操作系统的开展历史1,手工操作：穿孔卡片2,监视程序——早期批处理：计算机高级语言出现，单道批处理单道批处理：串行执行作业中，由监视程序识别一个作业，进展处理后再取下一个作业的自动定序处理方式3,多道批处理系统——现代意义上的操作系统多道批处理：允许多个程序同时存在于主存之中，由中央处理机以切换方式为之效劳，使得多个程序可以“同时〞执行。
操作系统分类：批处理，分时，实时，嵌入式，个人计算机，网络，分布式，智能卡。
操作系统类型：批处理，分时，实时，网络，分布式。
分时系统：支持多个终端用户共享一个计算机系统而互不干扰，能实现人机交互的系统。
特点：支持多用户，具有同时性、独立性、及时性、交互性。
实时系统：使计算机系统接收到外部信号后及时进展处理，并且在严格的规定时间内处理完毕、再给出反应信号的系统。
特点：及时响应，快速处理，平安可靠。
宏观与微观两个开展方向：网络、分布式〔大型系统〕、嵌入式〔微机〕研究操作系统的几种视角：软件的视角、用户接口、资源管理、虚拟机、效劳提供者视角第二章作业的定义：用户要求计算机系统处理的一个计算问题。
〔或参考“小结〞〕作业的两种控制方式1，批处理：操作系统按各作业的作业控制说明书的要求，分别控制相应的作业按指定步骤执行。
计算机操作系统复习知识点汇总第一章绪论1、操作系统的定义、目标、作用1OS是配置在计算机硬件上的第一层软件;是对硬件系统的首次扩充..2OS的主要目标是：方便性;有效性;可扩充性和开放性.3OS的作用可表现为：a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；一般用户的观点b. OS作为计算机系统资源的管理者；资源管理的观点c. OS实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式；反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..3、多道批处理系统需要解决的问题处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.b. 其中最基本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..5、并行和并发并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能a. 处理机管理功能：进程控制;进程同步;进程通信和调度.b. 存储管理功能：内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等c. 设备管理功能：缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等d. 文件管理功能：对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护7、操作系统与用户之间的接口a. 用户接口：是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务b. 程序接口：是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..第二章进程管理1、进程的定义、特征;进程实体的组成1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..2、进程的三种基本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..3、引起进程进入挂起状态的原因如下：a. 终端用户的请求b. 父进程请求c. 负荷调节的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图— P394、创建进程的主要步骤a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..5、进程控制块PCB的作用1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志3进程与PCB是一一对应的为什么说PCB是进程存在的唯一标志在进程的整个生命周期中;系统总是通过其PCB对进程进行控制;系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的;所以说;PCB是进程存在的唯一标志..6、进程控制块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用原语是由若干条指令组成的;用于完成一定功能的一个过程;与一般过程的区别在于：它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..8、引起创建进程的事件用户登录、作业调度、提供服务、应用请求9、引起进程终止的事件正常结束、异常结束、外界干预10、引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做11、临界资源和临界区1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;不论是硬件临界资源;还是软件临界资源;多个进程必须互斥地对它进行访问..12、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型进程间通信机制包括：共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..14、线程的定义、属性在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..线程具有下述属性：1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..15、进程和线程的比较a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位；b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性；c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源；d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..16.进程与程序的区别①程序是静态的;进程是动态的;②进程更能真实地描述并发;而程序不能;③进程具有创建其他进程的功能;而程序没有④进程只是一次执行过程;有生命周期；而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;17.进程互斥与同步的基本概念i.进程互斥：由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..ii.进程同步：在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..18、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待19.常用的几种信号量机制整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..第三章处理机调度1、高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长；低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程3、进程调度方式1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式——原则：优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..5、调度算法▲1、先来先服务FCFS2、短作业进程优先SJFSPF3、高优先权优先4、高响应比优先调度算法HRN..5、时间片轮转法1 要求：掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价：a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..6 高响应比优先调度算法优先权＝等待时间＋要求服务时间＼要求服务时间响应比＝等待时间＋要求服务时间/要求服务时间＝响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..8、何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进；b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法；c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..互斥条件：一个资源一次只能被一个进程使用..请求和保持条件：保留已经得到的资源;还要求其它的资源..不剥夺条件：资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..环路等待条件：系统中的进程形成了环形的资源请求链..９、处理死锁的基本方法１预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件２避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件３检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生４解除死锁—撤销或挂起一些进程10、预防死锁的方法a.摒弃"请求和保持"条件b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件11、银行家算法▲要求掌握能够根据安全性检测算法;通过查找安全序列来判断某个时刻系统是否处于安全状态..能利用银行家算法来计算：当某进程提出资源请求时;系统是否分配..12、死锁检测掌握死锁定理的概念：当且仅当一组进程某个状态S的资源分配图是不可完全简化的;则说明S状态为死锁状态..知道在进行死锁的检测常用的工具是资源分配图;并通过对资源分配图的化简判断一组进程是否处于安全状态无环..第四章存储管理１、存储器按存储量、速度怎么划分至少应具有三级：最高层为CPU寄存器、中间为主存、最底层为辅存;较高档点的根据具体功能还可细分为：寄存器；高速缓存、主存储器、磁盘缓存；固定硬盘、可移动存储介质等6层..主存储器简称内存或主存：容量一般为数十MB到数GB;其访问速度远低于CPU执行指令的速度..为此引入寄存器和高速缓存;寄存器访问速度最快;价格昂贵;容量不大；高速缓存容量大于或远大于寄存器;从几十KB到几十MB;访问速度快于主存储器..２、程序的装入方式绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式３、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接４、对换的定义、分类、实现对换是把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调到外存上;以便腾出足够的内存空间;再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存..以整个进程为单位;称为“整体对换”或“进程对换”；以“页”或“段”为单位;分别称为“页面对换”和“分段对换”;又称为“部分对换”为了实现进程对换;系统必须能实现三方面的功能：对换空间的管理、进程的换出;以及进程的换入..６、基本分页存储管理方式重点考查1、分页的基本原理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片;称为页面或页;将这些页面装入到内存一些不连续的内存块中..若将一个进程的所有页面一次全部装入到内存叫基本分页；若按进程的运行情况分多次部分装入到内存叫请求式分页..由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片;称为页内碎片系统为每个进程建立一张页面映像表;简称页表..页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射..2、分页系统的地址变换机构▲掌握：能根据给定的逻辑地址和页表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断页号是否越界;并能掌握地址变换机构图..7 、基本分段存储管理方式1、分段存储管理方式的引入原因引入分段存储管理方式;主要是为了满足用户和程序员的一些需要：方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接2、分段系统的基本原理在分段存储管理方式中;作业的地址空间被划分为若干个二维段;每个段定义了一组逻辑信息;逻辑地址由段号和段内地址组成..每个段在表中占有一个表项;其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”..段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射..将一个作业的这些段装入到内存一些不连续的区域中在分段中一个作业获得的地址空间是不连续的;但是每个段获得的空间是连续的..当将一个作业的所有段一次全部装入到内存的是基本分段；若按作业的运行情况分多次部分装入到内存的是请求式分段..在分段中也会出现碎片..8、分段系统的地址变换机构▲掌握：能根据给定的逻辑地址和段表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断段号和段地位移量是否越界..9、分段和分页的主要区别a. 分页和分段都采用离散分配的方式;且都要通过地址映射机构来实现地址变换;这是它们的共同点；b. 对于它们的不同点有三;第一;从功能上看;页是信息的物理单位;分页是为实现离散分配方式;以消减内存的外零头;提高内存的利用率;即满足系统管理的需要;而不是用户的需要；而段是信息的逻辑单位;它含有一组其意义相对完整的信息;目的是为了能更好地满足用户的需要；c. 页的大小固定且由系统确定;而段长度不固定;决定于用户所编写的程序；d. 分页的作业地址空间是一维的;而分段的作业地址空间是二维的.10、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有多次性;对换性和虚拟性三大主要特征；b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性;它是以多次性和对换性为基础的;而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上..11、页面置换算法▲1、先进先出FIFO2、最佳置换算法OPT3、最近最久未使用LRU置换算法4、Clock置换算法5、最少使用LFU置换算法1要求：掌握算法思想、名称缩写..并能对前3种算法根据算法思想计算缺页中断次数和缺页中断率;参考书P150页和作业题..2掌握先进先出FIFO、最佳置换算法OPT、最近最久未使用LRU置换算法的性能评价–先进先出：实现简单；性能最差;与进程实际的运行不相适应;且有可能会出现Belady现象即在未给进程或作业分配它所要求的全部页面时;有时会出现分配给作业的内存块数增多;缺页次数反而会增多的奇怪现象–最佳置换算法OPT：理论上;性能最佳；实际上;无法实现；通常只用在研究其它算法时;做参考评价..最近最久未使用LRU置换算法：性能较好；实现复杂;需要硬件支持..１2、分段保护采取以下措施保证信息安全：越界检查、存取控制检查、环保护机构第五章设备管理１、Ｉ／Ｏ设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类：存储设备又称外存、后备存储器、辅助存储器；输入输出设备又可具体划分：输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类：低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备；中速设备行式打印机、激光打印机；高速设备磁带机、磁盘机、光盘机..按信息交换的单位分类：块设备磁盘；字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类：独占设备；共享设备磁盘；虚拟设备２、设备控制器的组成设备控制器由以下三部分组成：1设备控制器与处理机的接口;该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信;提供有三类信号线：数据线、地址线和控制线..2设备控制器与设备的接口;可以有一个或多个接口;且每个接口连接一台设备..每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号..3I/O逻辑;用于实现对设备的控制..其通过一组控制线与处理机交互;处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令;I/O逻辑对收到的命令进行译码..３、I/O通道设备如何引入虽然在ＣＰＵ和I/O设备之间增加了设备控制器后;已能大大减少CPU对I/O的干预;但当主机配置的外设很多时;CPU的负担仍然很重;为此;在CPU和设备控制器之间又增设了通道..I/O通道是一种特殊的处理机;它具有执行I/O指令的能力;并通过执行通道I/O程序来控制I/O操作..通道与普通处理机的区别：1没有自己的内存;且与主机共享主机内存2执行的指令单一;主要执行与I/O有关的指令..通道分为：字节多路通道主要连接低速字符设备；数组选择通道主要连接高速块设备；数组多路通道主要连接中高速块设备４、有哪几种I/O控制方式各适用于何种场合1I/O控制方式：程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA I/O控制方式、I/O通道控制方式..2程序I/O方式适用于早期的计算机系统中;并且是无中断的计算机系统；中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中；DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O 控制方式；当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式;但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器..５、ＤＭＡ控制器的组成1DMA控制器由三部分组成：主机与ＤＭＡ控制器的接口、DMA控制器与块设备的接口、I/O控制逻辑..2DMA方式与中断控制方式的区别：相同点是都是以块为单位进行传输..区别是：1CPU处理中断的时间：●中断控制方式：是在数据缓冲寄存器满之后要求CPU进行中断处理●DMA方式：是在所要求转送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理..这就大大减少了CPU进行中断处理的次数..2数据传送的完成者：●中断控制方式：是在中断处理时由CPU控制完成的;●DMA方式：是DMA控制器完成的..６、为了实现主机与控制器之间成块数据的直接交换;需设置ＤＭＡ控制器中四类寄存器DR：数据寄存器;暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR：内存地址寄存器DC：数据计数器;存放本次CPU要读或写的字节数CR：命令＼状态寄存器;接收从CPU发来的I/O命令;或相关控制信息;或设备状态７、缓冲的引入原因操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点：1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾；2减少对CPU的中断频率;放宽对中断响应时间的限制；3提高CPU与I/O 设备之间的并行性..8、缓冲池的组成、工作方式三个队列：空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区：1用于收容输入数据的工作缓冲区；2用于提取输入数据的工作缓冲区；3用于收容输出数据的工作缓冲区；2用于提取输出数据的工作缓冲区；9、SPOLLing系统的定义、组成、特点SPOOLing系统是对脱机I/O工作的模拟;其必须有高速随机外存通常采用磁盘的支持..SPOOLing系统主要有以下四个部分：1输入井和输出井;为磁盘上开辟的两大存储空间;分别模拟脱机输入/出时的磁盘;并用于收容I/O设备输入的数据和用户程序的输出数据；2输入缓冲区和输出缓冲区;在内存中开辟;分别用于暂存由输入设备和输出井送来的数据；3输入进程SPi和输出进程SPo;分别模拟脱机输入/出时的外围控制机;用于控制I/O过程；4I/O请求队列;由系统为各个I/O请求进程建立的I/O请求表构成的队列..SPOLLing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..10、磁盘的类型和访问时间组成磁盘分为两类：固定头磁盘一般为大容量磁盘和移动头磁盘一般为中小型容量磁盘..磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间11、磁盘磁盘调度算法▲1、先来先服务FCFS2、最短寻道时间优先SSTF3、扫描Scan算法又称为“电梯调度算法“4、循环扫描CScan算法1要求：掌握算法思想、名称缩写..并能根据算法思想计算碰头的寻道轨迹;寻道距离和寻道时间;参考书P194页和作业题..2掌握算法性能评价●先来先服务FCFS：公平、简单；平均寻道时间可能较长;●最短寻道时间优先SSTF：平均寻道时间比FCFS算法短;但可能会出现“饥饿现象”和“磁臂粘着”现象..●扫描Scan算法：消除了“饥饿”现象;但可能会出现“磁臂粘着”现象..●循环扫描CScan算法：改进了对于边缘区磁道访问的不公平;但可能会出现“磁臂粘着”现象..5.N-Step-Scan和FSCAN算法：可避免出现“磁臂粘着”现象..第六章文件管理１、文件的定义、属性文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合;可分为有结构文件和无结构文件..文件的属性包括：文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间。
1.操作系统的作用答：操作系统提供了程序执行的环境。
它的职能是管理和控制计算机系统中的所有软硬件资源，合理的组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境与友好的接口。
2.操作系统包括哪些功能答：❝存储器管理功能，主要包括：内存分配、地址映射、内存保护和内存扩充。
❝处理机管理功能，其功能包括：作业和进程调度，进程控制和进程通信。
❝设备管理功能，主要包括：缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性（设备处理）。
❝文件管理功能，其功能包括：文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理，存取控制和保护。
用户接口：命令接口、程序接口、图形接口❝ 3.核心模式和用户模式❝答：核心模式一般指操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别。
❝用户模式一般指用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别。
❝当处理器处于管态时全部指令（包括特权指令）可以执行，可使用所有资源，并具有改变处理器状态的能力。
当处理器处于用户模式时，就只能执行非特权指令。
特权级别不同，可运行指令集合也不同。
特权级别越高，可以运行指令集合越大。
高特权级别对应的可运行指令集合包含低特权级的。
核心模式到用户模式的唯一途径是通过中断。
❝ 4.操作系统提供的服务有哪些❝答：程序执行、I/O 操作、文件系统处理、通信、错误检测、资源分配、户管理、保护❝ 5.系统调用的工作机制❝用户在需要执行特权指令时，调用系统调用，陷入内核（不同的任务，所对应调用的系统调用号也不同，在调用系统调用陷入内核时，会同时向OS内核传入一个系统调用号i）❝进入内核后，根据i查找系统调用表，找到调用号为i的系统调用的处理代码❝内核执行完系统调用处理代码后，从核心态返回用户态❝6操作系统的结构有哪些，各自优缺点❝答：1.简单结构2. 层次化设计3.微内核❝要求：能用简单的语言说明不同结构操作系统的特点❝❝7虚拟机的优点❝答：虚拟机技术主要有两个优点。
❝首先，通过完全的保护系统资源，虚拟机提供了一个健壮的安全保护层。
操作系统复习提纲（大全五篇）第一篇：操作系统复习提纲3．什么是操作系统？操作系统在计算机中的主要作用是什么？操作系统：管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
a>服务用户观点——操作系统作为用户接口和公共服务程序 b>进程交互观点——操作系统作为进程执行的控制者和协调者 c>系统实现观点——操作系统作为扩展机和虚拟机d>资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者10．试述系统调用与函数（过程）调用之间的主要区别。
a>调用形式和实现方式不同。
函数调用所转向的地址是固定不变的，但系统调用中不包括内核服务例程入口地址，仅提供功能号，按功能号调用；函数调用是在用户态执行，只能访问用户栈；系统调用要通过陷阱设置，从用户态转换到内核态，服务例程在内核态执行并访问核心栈。
b>被调用代码的位置不同。
函数调用是静态调用，调用程序和被调用代码处于同一程序内，经链接后可作为目标代码的一部分，这是用户级程序当函数升级或者修改时，必须重新编译和链接；系统调用是动态调用，系统调用的服务例程位于操作系统中，这是系统级程序，这样当系统调用的服务例程升级或修改时与调用程序无关，而且调用程序的长度大为缩减，能减少其所占用的内存空间。
c>提供方式不同。
函数调用通常有编程需要提供，不同语言所提供的函数功能、类型和数量可以不同；系统调用由操作系统提供，一旦操作系统设计好，系统调用的功能、类型和数量便固定不变。
15．什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统的内存并启动交替计算的方法。
特点：多道性、宏观并行、微观串行。
19．在分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？响应时间：从交互式进程提交一个请求（命令）直到获得响应之间的时间间隔。
1.1操作系统的目标：有效性方便性可扩充性开放性1.2操作系统的作用1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（命令方式，系统调用方式，图像和窗口式。
）2.OS作为计算机系统资源的管理者3.OS实现了对计算机资源的抽象1.3操作系统的定义: 操作系统是一组控制和管理计算机硬件呵呵软件资源,合理地对各类作业进行跳读,以及方便用户使用的程序集合.1.4操作系统的基本特性1.并发性2.平行性3.引入进程4.引入线程5.共享性：是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
（互斥共享、同时访问方式）6.虚拟技术是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
分为时分复用和空分复用技术。
7.异步性进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
1.5操作系统的主要功能1.处理机管理功能:进程控制，进程同步，进程通信，调度2.存储器管理功能:内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充3.设备管理功能:缓冲管理、设备分配、设备处理4.文件管理功能:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/管理和保护。
操作系统与用户之间接口用户接口、程序接口时间片以略大于一次典型的交互所需要的时间为宜，这样可使大多数进程在一个时间片内完成。
区分系统态和用户态?在什么情况下进行两种方式的转换?从资源管理和程序控制执行的角度出发，将指令系统分为两大部分：特权指令和非特权指令。
在程序执行时，根据执行程序对资源和机器指令的使用权限，把机器设置为两个状态：核心态和用户态。
也就是说，当系统处于核心态时，就可以使用所有指令、资源，并具备改变CPU状态的能力;而当CPU在用户态时，只能使用非特权指令。
如果CPU执行用户程序时(用户态)出现了中断，系统将自行转到中断处理程序，CPU就由用户态转换到核心态;中断处理结束后，返回继续执行用户程序，此时CPU又由核心态转到用户态。
2.1进程的特征：结构特征:程序段,数据段,进程控制块（PCB）动态性:是程序的一次执行过程，因而是动态的。
第一章1.什么是操作系统：计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）。
操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。
2.基本操作系统类型，处理对象，特征：1.批处理系统：处理作业。
特征：1）用户脱机使用计算机。
2）成批处理。
3）躲到程序处理，2.分时系统：处理时间片。
特征：多路性、交互性、独占性、及时性3.实时系统：处理外部事件。
特征：交互性、独占性、及时性、可靠性4.网络操作系统5.分布式操作系统：与网络OS的比较:分布性、并行性、透明性、共享性、健壮性3.操作系统的特征:并发性,共享性,虚拟性,异步性4.中断的概念及其作用：处理机暂停正在执行的程序，转去处理相应的紧急事件，待处理完毕后再返回原处继续执行，这一过程称为中断。
作用：使得实时处理许多紧急事件称为可能；中断可以增加处理机的执行效率；中断还可以简化操作系统的程序设计；5.多道批处理系统:内存中允许同时有多个用户程序存在假脱机工作方式：SPOOLing系统磁鼓、磁盘上的“作业输入井”后备作业队列、作业调度程序调度运行有I/O操作或完成作业时，调入另一个作业形成源源不断的作业流作业（处理）说明书优点：资源利用率高、系统吞吐量大、系统切换开销小缺点：无交互能力、作业平均周转时间较长第二章1.作业的概念；从用户角度：在一次业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作。
（如编程过程）从系统角度：作业由程序、数据、作业说明书组成2.系统调用：系统调用功能和目的：请求系统中已有的服务，保证系统安全系统调用分类：按管理功能分为6类：设备管理，文件管理，进程控制，进程通信，存储管理，线程管理3.系统调用原理和过程：原理：为了保证系统安全，采用类似中断的处理方式过程：陷入指令调用 保护现场 调用子程序 执行子程序 换回4.UNIX系统的特点：1）多用户的分时操作系统2）为用户提供命令和系统调用两种接口 3）采用树型文件结构4）把所有设备当作文件处理5)主要采用C语言开发，核心用汇编编写5.UNIX的三层结构内层：内核：进程控制和文件控制外层：用户程序中间：Shell命令解释程序，适用程序，库函数等第三章1.程序的顺序执行：特征：顺序性、封闭性、可再现性2.程序的并发执行：定义：一组在逻辑上相互独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在宏观上相互重叠（一个程序执行没结束，另一个程序已开始）的执行方式特征：间断性、失去封闭性、不可再现性条件：当两个程序的读集与写集的交集以及写集与写记的交集都为空时，它们可以并发执行。
操作系统复习重点操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理着计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供服务。
对于学习计算机相关专业的同学来说，操作系统是一门非常重要的课程。
为了帮助大家更好地复习操作系统，以下是一些重点内容。
一、进程管理进程是操作系统中最重要的概念之一。
进程是程序的一次执行过程，它包括了程序代码、数据、堆栈等。
进程管理主要涉及进程的创建、终止、调度、同步和通信等方面。
1、进程的状态进程有三种基本状态：就绪态、运行态和阻塞态。
就绪态表示进程已经准备好执行，只等待 CPU 分配时间片；运行态表示进程正在 CPU 上执行；阻塞态表示进程因为等待某个事件而暂停执行。
2、进程的调度进程调度算法决定了哪个进程可以获得 CPU 资源。
常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）和优先级调度等。
需要理解每种调度算法的特点和适用场景。
3、进程的同步与互斥多个进程在并发执行时可能会出现竞争资源的情况，这就需要进行进程的同步和互斥。
常见的同步机制有信号量、管程等。
互斥是指在同一时刻只允许一个进程访问临界资源，同步则是指多个进程按照一定的顺序执行。
4、进程通信进程之间需要进行信息交换，常见的进程通信方式有共享内存、消息传递和管道等。
需要了解每种通信方式的原理和实现方法。
二、内存管理内存管理的主要任务是合理地分配和回收内存空间，提高内存的利用率。
1、内存分配方式内存分配方式有连续分配和离散分配两种。
连续分配包括固定分区分配和动态分区分配；离散分配包括分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
需要掌握每种分配方式的特点和优缺点。
2、页面置换算法当内存不足时，需要将一些页面置换出内存。
常见的页面置换算法有最佳置换算法（OPT）、先进先出置换算法（FIFO）、最近最少使用置换算法（LRU）和时钟置换算法（CLOCK）等。
3、虚拟内存虚拟内存是操作系统提供的一种内存扩展技术，它使得程序可以使用比实际物理内存更大的内存空间。
操作系统复习提纲一、操作系统基本概念1.操作系统的定义和作用2.操作系统的发展历程3.操作系统的分类及特点二、进程管理1.进程与线程的概念及区别2.进程的状态转换及其对应的活动3.进程调度算法的分类和特点4.进程同步的概念和方法5.进程通信的方式及机制6.死锁的概念和预防、避免、检测与解除方法三、内存管理1.内存管理的需求和基本概念2.内存分配的算法及其优缺点3.页面置换算法的分类和比较4.分段和分页的概念及其在内存管理中的应用5.虚拟内存管理的原理和实现6.内存保护和地址转换的机制四、文件系统1.文件系统的基本概念和功能2.文件的逻辑结构和物理结构3.文件的存储方式和组织结构4.文件的共享和保护机制5.文件系统的目录结构和文件访问方式6.文件系统的缓存机制和缓存替换算法五、输入输出系统1.I/O设备的分类和特点2.I/O控制器和I/O接口的概念和作用3.I/O缓冲区的机制和作用4.I/O设备的驱动程序和设备中断5.用户程序的I/O操作方式6.I/O调度算法的分类和特点六、系统安全与保护1.计算机系统的安全威胁和风险2.计算机病毒和恶意软件的防范与治理3.计算机网络的安全威胁和保护机制4.计算机系统的权限管理和访问控制5.计算机系统的数据备份和恢复策略6.计算机系统的日志和审计机制七、multiprogramming和分时系统1. multiprogramming的概念和作用2.分时系统的概念和特点3.分时系统的实现和调度算法4.分布式系统和集群系统的特点和应用5.多处理器系统的机制和调度算法6.实时操作系统的特点和应用八、操作系统的性能优化1.性能优化的基本原则和方法2.并发控制和资源分配的性能优化3.内存管理和页面置换的性能优化4.文件系统和I/O操作的性能优化5.分布式系统和网络通信的性能优化6.实时系统和嵌入式系统的性能优化以上提纲可作为操作系统复习的参考，包含了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、文件系统、输入输出系统、系统安全与保护、multiprogramming和分时系统、操作系统的性能优化等方面的内容，可以帮助梳理知识点并进行有针对性的复习。
