操作系统重点

引论

OS主要目标

1. 提高资源利用率
2. 方便用户

OS四大基本特征

并发、共享、虚拟、同步

操作系统发展过程

三大基本操作系统

• 批处理
• 分时
• 实时

操作系统的发展动力

• 批处理：提高资源利用率和系统吞吐量
• 分时：方便用户
  • 人机交互
  • 共享主机
  • 便于用户上机
• 微机：计算机硬件的不断升级换代

多道程序设计

将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态

硬件支持：通道和中断机构

前提：大内存

优点：提高资源利用率

并发性与并行性

并发性：同一时间间隔内

并行性：同一时间

微内核

只有OS中最基本的部分，提供最基本的核心功能

提供功能：

• 进程（线程）管理
• 低级存储器管理
• 进程间通信管理
• 中断和陷入处理

优点：

• 提高OS的可拓展性
• 增强OS的可靠性
• 可移植性强
• 提供了对分布式系统的支持
• 融入了面向对象技术

缺点：早期的微内核系统运行效率较低

操作系统的运行环境

管态（核心态）目态（用户态）

特权指令：只能由操作系统才能执行的指令，如I/O指令，内存清零指令，只能在核心态下执行

非特权指令：用户可以去执行的指令，在用户态下执行

进程的描述和控制

为什么要引入进程？

为了并发执行

进程的构成：

程序、数据和PCB

进程的三种基本状态及转换条件

• 就绪
• 执行
• 阻塞

PCB是进程存在的唯一标识

原语 进程控制

了解创建、终止、阻塞、唤醒，触发条件（选择、填空）

进程的同步

临界资源、临界区

临界资源（同步机制）使用原则

• 空闲让进
• 忙则等待
• 有限等待
• 让权等待

进程关系：同步（合作）、互斥（竞争资源）

记录型信号量（小题、大题）

PV原语（大题、不难但不是原题）

管程的组成部分、条件变量

经典进程的同步问题踩分点：

1. 设信号量（数量、类型、初值）
2. 进程数量
3. p(wait)、v(signal)位置

进程通信（1、2小题）

信箱、管道、消息传输对列

为什么要引入线程（引入）

线程和进程的关系

线程的实现方式

课后题根据重点选做

处理机调度与死锁

调度层次

• 高级调度（作业调度）
• 中级调度（内存调度）
• 低级调度（进程调度）

作业调度算法（可能应用题）：

• 先来先服务
• 短作业优先
• 优先级
• 高响应比优先

进程调度算法

时间片轮转

死锁原因、必要条件、解决方法

安全状态、银行家算法、

打印机问题

存储器管理

单一连续分区

固定分区

动态分区、分配算法

• 首次适应
• 最佳
• 最坏

判断伙伴

紧凑、拼接、前提条件有动态可重定位

上下界、限长

页式存储管理、地址变换（计算）

TLB、多级页表计算

段式、地址变换

段页式、地址变换

虚拟存储器

局部性原理

虚拟页式、页表组成、存在位、访问位（简答）

虚拟段式

缺页中断和一般中断的不同

内存的分配策略（选择）

页面置换算法

工作集（选择）

输入输出系统

小题：

IO控制方式（小题）

通道

设备之间单通路与多通路

设备无关性

设备分配

大题：

Spooling的组成、共享打印机

缓冲引入、缓冲池工作原理

磁盘、磁盘访问时间、磁盘调度算法

• 先来先访问
• 最短寻道时间
• 电梯（SCAN）
• 循环扫描（CSCAN）

调度序列、移动磁道数

文件管理

文件的逻辑结构

流式文件

记录式文件

文件控制块、索引结点

文件共享

• 基于结点
• 符号链接

访问权限表

文件的物理结构

FAT

混合索引分配

磁盘存储区的管理

磁盘空间空闲管理

位示图（计算）

成组链接（解答）