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操作系统原理重点知识点

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注意：大题必看否则很难及格！ 1、 什么是操作系统： 操作系统是配置在计算机硬件上带第一层软件，是对硬件系统的首 次扩充。 2、 操作系统的作用： OS作为用户与计算机硬件系统之间带接口、OS作为计算机系统资 源带管理者、OS实现啦对计算机资源带抽象 3、 操作系统的目标： 有效性、方便性、可扩充性、开放性 4、 操作系统基本特征（并发性 共享性 虚拟性 异步性）其中最重要的特征是 并发性 5、 操作系统带主要功能：处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 用户接口 6、进程的三种基本状态：就绪---（进程调度）---执行---（I/O请求）---阻塞---（I/O完成）---就绪 执行---（时间片用完）---就绪 （P38页） 7、进程的特征：动态性 并发性 独立性 异步性 8、批处理系统带特征：脱机 多道 成批处理 9、分时系统带特征：多路性 独立性 及时性 交互性 10、常用I/O控制方式有：程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式、通道方式。 11、为什么要引入缓冲区？(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CPU中断响应时间的限制。(3) 提高CPU和I/O设备之间的并行性 12、SPOOLing系统由哪几部分组成？以打印机为例说明如何利用该技术实现多个进程对打印机的共享？ 组成：输人井和输出井 输入缓冲区和输出缓冲区 输入进程和输出进程 对所有提出输出请求的用户进程，系统接受它们的请求时，并不真正把打印机分配给它们，而是由输出进程在输出井中为它申请一空闲缓冲区，并将要打印的数据卷入其中，输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印请求表，并将用户的打印请求填入表中，再将该表挂到打印机队列上。 这时，用户进程觉得它的打印过程已经完成，而不必等待真正的慢速的打印过程的完成。当打印机空闲时，输出进程将从请求队列队首取出一张打印请求表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传到内存输出缓冲区，再由打印机进行输出打印。打印完后，再处理打印队列中的一个打印请求表，实现了对打印机的共享。 13、什么是死锁？产生死锁的必要条件有哪些？处理死锁的方法？ 所谓死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成带一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，他们都将无法再向前推进。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 处理方法：预防死锁 避免死锁 检验死锁 解除死锁 以上为简答题可能出带部分 以下全为计算题 做题时照猫画虎就差不多 计算过程比较简单 有不懂得同学赶快在考试之前问一下懂的同学保证你考试能打60分以上。 呵呵 应用题 1、 调度算法（FCFS/SPF 高度优先权 时间片轮转） 有5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们的创建时刻、运行时间和优先数见下表。规定进程的优先数越小其优先级越高。试描述在采用下述调度算法时，各进程的运行过程，并计算平均周转时间（假设忽略进程的调度时间，时间单位为ms）。 （1）先来先服务算法。 （2）剥夺式优先级调度算法。（此问可去掉。增加非剥 答： 1）先来先服务调度算法：程序的运行过程如下图： 可知：每个进程的周转时间为：T1=3ms； T2=9-2=7ms； T3=13-4=9ms； T4=18-6=12ms； T5=20-8=12ms。 系统平均周转时间为：T=（3+7+9+12+12）/5=8.6ms 2）剥夺式优先级调度算法：程序的运行过程如下图： 时间（ms） 可知：每个进程的周转时间为：T1=3-0=3ms； T2=20-2=18ms； T3=8-4=4ms； T4=13-6=7ms； T5=15-8=7ms 系统平均周转时间为：T=（3+18+4+7+7）/5=7.8ms 2、 银行家算法 在银行家算法中，T时刻的状态如下表，试问： （1）T时刻是否安全？ （2）若P2提出请求（1，2，2，2）后，系统能否分配资源？ 要求：写出判断的过程。 找到一个安全序列｛P0,P3，P1, P2,P4｝，所以T 时刻系统是安全的。 （2）P2发出请求向量Request(1,2,2,2)后，系统按银行家算法进行检查： ①Request(1,2,2,2)≤Need(2,3,5,6) ②Request(1,2,2,2) ≤Available(1,6,2,2) ③系统进行资源的试分配，并修改相应变量的值 Available＝(0,4,0,0) Allocation＝（2,5,7,6） Need=(1,1,3,4) ④进行安全性检查：此时对所有进程Need≤ Available＝(0,4,0,0)都不成立，系统进入不安全状态。 系统不能将资源分配给P2。 3、 动态分区 .对下图所示的内存分配情况（空白部分表示空闲块）若要申请一块40K的内存，按照最先适应算法、最佳适应算法、最差适应算法分配的首地址分别为什么？能使首地址最大的分配策略是什么？ 4、 基本分页/段储存管理 1.某分页系统的用户空间共有32个页面，每页1KB，主存空间为16KB，试问： 1） 逻辑地址的有效位是多少？格式如何？物理地址需多少二进制位表示？. 2） 假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为2、10、4、7，试将逻辑地址1023（十进制）转换为对应的物理地址？并以逻辑地址1023（十进制）为例 画出地址变换过程。 答：1）法一：用户空间共有32个页面，故逻辑地址中的页号须用5位来描述。(页号范围:0~31);每页1KB，故页内地址须用10位描述。(页内地址范围:0~1023) 所以逻辑地址共有：5+10=15位。 法二：用户空间大小为32页*1KB/页=32 KB，32 KB=215 B，所以逻辑地址共有 15 位。 其格式为： 内存空间大小为 14位。 2)●逻辑地址（1023）D 页号=int(1023/1024)=0 页内地址=1023%1024=1023，由页表得，P=0对应的P’=2 其物理地址=1024*2+1023=3071 （注：若求出的页号超过页表长度，则可以直接判断是非法的逻辑地址） 以逻辑地址1023为例的地址变换过程如图： 2、在一段式存储管理系统中，段表如下，试求出下列逻辑地址对应的物理地址？ （0，430） ） 答：逻辑地址（0，430）或写成[0，430]的物理地址=210+430=640 逻辑地址（1，10）的物理地址=2350+10=2360 逻辑地址（2，500）的物理地址=100+500=600 ╳ 因为500>90，所以属于段内地址越界引起的非法地址访问 √ 逻辑地址（3，400）的物理地址=1350+400=1750 逻辑地址（4，122），因为122>95，所以属于段内地址越界引起的非法地址访问 逻辑地址（5，132），因为5>4，所以属于段号越界引起的非法地址访问 5、 页面置换算法（OPT/FIFO/LUR 最佳置换/先进先出/最近最久未使用） 在一个请求分页中若一个作业的页面访问顺序为：432143543215，当系统分配给该作业的物理块数M分别为3和4（且初始均为空）时，分别采用FIFO置换法和OPT置换法求缺页中断率，并比较得到的结果。（此类题要注意初始时，内存块是否为空？还是预先调入若干页。） 答案：（1）FIFO法(M=3): 序列而定） （2）OPT法： (M=3) 注意：若初始时，预先调入4，3，2页，则前3次不缺页。（视具体调入的页号与访问 （3）OPT法：m=3时，缺页中断7次，m=4时，缺页中断6次，可见，增加分配给作业 的内存块数，可降低缺页率。 FIFO法：m=3时，缺页中断9次，m=4时，缺页中断10次，可见，增加分配给作 业的内存块数，反而提高了缺页率。 FIFO页面淘汰算法会产生异常现象，对特定的访问序列，当分配给进程的物理页面数增加时，缺页次数反而也增加。称为Belady异常。 注：如何判断一个页是否在内存---根据扩充页表的状态位P。 可以计算每种算法下调页耗费的时间：次数*每页调入的时间。 6、 磁盘调度算法(FCFS/SSTF/SCAN/CSCAN 先来先服务/最短寻道时间优先/扫描算法/循环 扫描) 某一磁盘先后有4个进程提出了磁盘访问请求，按申请到达的先后顺序依次为：43，66， 26，88。系统中磁头停留在磁道号为68的磁道上，且移动臂正沿磁道号递减的方 向移动。求出分别采用FCFS、SSTF和SCAN磁盘调度算法时，磁道的访问顺序及其所需寻道长度（走过多少柱面）。(会描述对应的算法思想) 答：1）FCFS磁盘调度算法： 顺序：43，66，26，88 寻道长度：（68-43）+（66-43）+（66-26）+（88-26）=150 2）SSTF算法： 顺序：66，88，43，26 寻道长度：（68-66）+（88-66）+（88-43）+（43-26）=86 3）SCAN算法： 顺序：66，43，26，88 寻道长度：（68-66）+（66-43）+（43-26）+（88-26）=104 7、 外存分配（显示连接 FAT/NTFS 索引分配） (a)索引分配:存放在某个磁盘上的文件系统,采用混合索引分配方式(13个地址项,同UNIX系统的i结点结构),若每个盘块大小为512字节,磁盘块需用3个字节描述,则: 1)该文件系统允许文件的最大长度是多少? 析：512／3＝170余2，每个盘块最多存放170个盘块地址，所以索引表中表项最多 170个。文件限制最大长度（10＋170＋170^2＋170^3）块＊512字节＝2471040KB 2）将文件的字节偏移量5000，15000，150000转换为物理块号和块内偏移量。 析：5000／512＝9余392，所以字节偏移量5000对应逻辑块号为9（从0开始算的），块内偏移量为392，由于9<10，故可以直接从文件的FCB 的第9个地址项处得到 物理盘块号，块内偏移量为392。 15000／512＝29余152，所以字节偏移量15000对应逻辑块号为29（从0开始算的），块内偏移量为1592，由于10<=29<10+170，而29-10=19，故可以直接从文件的FCB 的第10个地址项处得到一次间址块的地址，并从次间址块的第19项（即该块的第57~59这3个字节处）中获得对应得物理盘块号，块内偏移量为152。 （有关150000，略） 3)假定某文件的FCB已在内存,但其它信息均在外存，试分析:为访问该文件中某个位置的内容,最少需要几次启动磁盘?最多需要几次启动磁盘? 析：由于文件的FCB已在内存，为访问文件中的某个位置，最少需要1次启动磁盘（直 接地址）；最多需要4次启动磁盘（三次间址）。 注：若文件所有信息均在外存？则查找FCB操作也要算一次启盘。故最少需要2次启动磁

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操作系统知识点总结

操作系统知识点总结

操作系统知识点总结一个好的操作系统是计算机系统中不可或缺的部分，它负责协调和管理计算机硬件与软件资源，为用户提供简洁高效的工作环境。

为了更好地理解操作系统的重要性和功能，本文将对操作系统的各个知识点进行总结。

一、操作系统概述操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的核心软件，它负责管理和控制计算机系统的硬件和软件资源，提供良好的用户界面和服务。

操作系统分为批处理系统、分时系统和实时系统等多种类型，不同类型的操作系统适用于不同的场景和需求。

二、进程管理进程是操作系统中最基本的执行单位。

操作系统通过进程管理来控制和协调各个进程的执行。

进程管理包括进程的创建、撤销、调度和同步等操作，以及进程间的通信和资源共享。

通过合理的进程管理，可以提高系统的并发性和响应性。

三、内存管理内存管理是操作系统中重要的任务之一，主要负责管理计算机系统的内存资源。

内存管理包括地址映射、内存分配和回收、内存保护和虚拟内存等操作。

通过有效地管理内存资源，可以提高计算机系统的运行效率和内存利用率。

四、文件系统文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的部分。

它通过文件的创建、读取、写入和删除等操作，提供对文件的方便访问和管理。

文件系统还负责文件的存储管理、目录结构和文件权限等功能，确保文件的安全性和可靠性。

五、设备管理设备管理是操作系统中管理和控制计算机系统中各种硬件设备的重要任务。

设备管理包括设备的分配、访问和控制，以及设备驱动程序的开发和管理。

通过高效地设备管理，可以提高系统的稳定性和设备的利用率。

六、文件系统安全文件系统安全是操作系统中至关重要的一部分。

它包括对文件和文件夹的权限管理、用户身份验证和访问控制等操作，以保护用户的隐私和系统的安全。

通过合理的文件系统安全设置，可以有效地防止未授权的访问和数据泄露。

七、网络管理随着计算机网络的普及和发展，网络管理成为操作系统中必不可少的一部分。

网络管理包括网络配置、连接管理和数据传输等操作，以及网络安全和性能的优化。

山西省考研计算机专业操作系统原理重点整理

山西省考研计算机专业操作系统原理重点整理

山西省考研计算机专业操作系统原理重点整理在计算机科学与技术领域中，操作系统是一个至关重要的概念。

它是计算机系统中的核心软件，负责管理和协调计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个方便和有效的工作环境。

山西省考研计算机专业中，操作系统原理是一个重要的考点，下面将重点整理操作系统原理的相关内容。

一、操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心程序，它管理计算机硬件和软件资源，为用户和应用程序提供一个接口。

操作系统具有以下主要功能：1. 资源管理：操作系统管理计算机的硬件资源，包括CPU、内存、磁盘和网络等，合理分配这些资源，增加系统的利用率。

2. 进程管理：操作系统控制进程的创建、调度、撤销以及进程间的通信与同步，保证进程能够高效地并发执行。

3. 存储管理：操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收和虚拟内存技术的支持。

4. 文件管理：操作系统管理计算机的文件系统，提供对文件的创建、读取、写入和删除等操作，保证用户数据的安全性和可靠性。

5. 设备管理：操作系统管理各种外部设备的使用，包括输入输出设备、打印机和网络设备等。

1. 进程与线程进程是计算机程序的执行实体，代表了计算机执行任务的一个过程。

线程是进程中的一个执行单元，进程可以包含多个线程。

进程之间拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。

2. 内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责将进程的地址空间映射到实际的内存物理地址。

常用的内存管理技术有分页式存储管理和分段式存储管理，还有最近流行的虚拟内存技术。

3. 文件系统文件系统是操作系统管理磁盘和文件的一种机制。

文件系统提供了对文件的创建、读取、写入和删除等操作，保证用户数据的安全性和可靠性。

常见的文件系统有FAT、NTFS、EXT等。

4. 进程调度进程调度是操作系统的核心任务之一，它决定了系统中各个进程的运行顺序和调度方式。

常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转（RR）等。

操作系统知识点总结

操作系统知识点总结

操作系统知识点总结操作系统知识点总结一、操作系统概述1.什么是操作系统操作系统是一种管理和控制计算机硬件和软件资源的软件系统。

它提供了用户与计算机硬件之间的接口，并协调和组织计算机系统的工作。

2.操作系统的功能●进程管理：负责创建、终止和切换进程，以及对进程的调度和同步。

●内存管理：管理计算机的内存资源，包括内存分配和回收、虚拟内存管理等。

●文件系统：提供对存储设备上的文件的管理和访问。

●设备管理：管理计算机的硬件设备，包括设备的分配、调度和驱动程序的管理。

●用户界面：提供用户与计算机系统之间的交互方式，如图形用户界面（GUI）和命令行界面（CLI）等。

二、进程管理1.进程与线程的概念和区别●进程是一个正在执行中的程序，由程序、数据和控制块组成，拥有独立的地质空间。

●线程是进程的执行单位，是进程内的一个独立执行流程，共享进程的资源。

2.进程调度算法●先来先服务（FCFS）调度算法●最短作业优先（SJF）调度算法●优先级调度算法●时间片轮转调度算法●多级反馈队列调度算法3.进程同步与互斥●临界区问题与解决方法●互斥量（Mutex）与信号量（Semaphore）●管程（Monitor）及其实现三、内存管理1.内存分配方法●连续分配：固定分区、可变分区、动态分区●非连续分配：分页、分段、段页式2.虚拟内存管理●页表和页表项●页面置换算法：FIFO、LRU、Clock等●页面置换策略：全局置换、局部置换四、文件系统1.文件系统的组成●文件和文件类型●目录结构：单级目录、多级目录、树形目录、索引目录等2.文件的存储管理●文件的物理结构：连续分配、链式分配、索引分配●文件的逻辑结构：顺序文件、索引文件、哈希文件五、设备管理1.设备的分类与组成●输入设备、输出设备、存储设备、通信设备●设备控制器、设备驱动程序2.设备分配与处理●设备分配算法：先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等●中断处理和设备驱动程序六、用户界面1.图形用户界面（GUI）●窗口管理●鼠标、键盘和触屏操作●图形界面设计规范2.命令行界面（CLI）●常用命令和参数●命令管道和重定向●Shell脚本编程附件：●无附件法律名词及注释：●无法律名词及注释。

操作系统重点知识总结

操作系统重点知识总结

《操作系统》重点知识总结请注意：考试范围是前6章所有讲授过内容，下面所谓重点只想起到复习引领作用。

第一章引论1、操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机软件和硬件合理进行作业调度方便用户管理的程序的集合2、操作系统的目标有效性、方便性、可扩充性、开放性、3、推动操作系统发展的主要动力不断提高计算机资源的利用率、方便用户、器件的不断更新和换代、计算机体系结构的不断发展4、多道批处理系统的特征及优缺点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，使他们共享cpu和系统内存。

优点：资源利用率高、系统吞吐量打缺点：平均周转时间长、无交互能力5、操作系统的基本特征并发性（最重要的特征）、共享性、虚拟性、异步性6、操作系统的主要功能设别管理功能、文件管理功能、存储器管理功能、处理机管理功能7、O S的用户接口包括什么？用户接口、程序接口（由一组系统调用组成）第二章进程管理1、程序顺序执行时的特征顺序性、封闭性、可再现性2、程序并发执行的特征间断性、失去封闭性、不可再现性3、进程及其特征进程是资源调度和分配的基本单位，是能够独立运行的活动实体。

由一组机器指令、数据、堆栈等组成。

特征：结构特征、动态性、并发性、独立性、异步性4、进程的基本状态及其转换p385、引入挂起状态的原因终端用户请求、父进程请求、负荷调节需要、操作系统的需要6、具有挂起状态的进程状态及其转换p397、进程控制块及其作用进程数据块是一种数据结构，是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。

作用：使在一个多道程序环境下不能独立运行的程序成为一个能够独立运行的基本单位，能够与其他进程并发执行8、进程之间的两种制约关系直接相互制约关系、间接相互制约关系9、临界资源是指每次只能被一个进程访问的资源10、临界区是指每次进程中访问临界资源的那段代码11、同步机构应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待12、利用信号量实现前驱关系p55/ppt13、经典同步算法p58/ppt14、进程通信的类型共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统15、线程的定义是一种比进程更小，能够独立运行的基本单位用来提高系统内程序并发执行的程度，从而进一步提高系统的吞吐量16、线程和进程比较p7317、线程的属性轻型实体、独立调度和分配的基本单位、可并发执行、共享进程资源第三章处理机调度与死锁1、高级调度主要功能是根据某种算法，把外存中处于后备队列中的作业调入内存2、低级调度主要功能是根据某种算法，把外存中处于后备队列中的进程调入内存3、中级调度把外存上那些具备运行条件的就绪进程重新调入内存并修改其状态为就绪状态4、进程调度的两种方式抢占式调度、非抢占式调度5、抢占的原则优先权原则、短作业（进程）优先原则、时间片原则6、操作系统选择调度方式和调度算法的若干准则面向用户准则：1、周转时间短2、响应速度快3、截止时间的保障4、优先权原则面向系统准则：1、系统吞吐量高2、处理机利用率好3、各类资源平衡利用7、周转时间是指作业从进入系统至完成并退出系统所经历的时间8、针对各种调度算法，计算周转时间、带权周转时间, 平均周转时间、平均带权周转时间p92/ppt9、吞吐量是指单位时间内系统完成作业的总量10、多级反馈队列调度算法的原理、性能p96/ppt11、死锁、产生原因、必要条件死锁是指进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局状态时，若无外力作用，他们都将再无法向前推进。