操作系統(tǒng)選擇題總結(jié)

1、923 操作系統(tǒng)選擇題知識點總結(jié)一、引論部分單道批處理系統(tǒng)的缺點：系統(tǒng)中的資源得不到充分的利用多道批處理系統(tǒng)優(yōu)點：資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大缺點：平均周轉(zhuǎn)能力強、無交互能力計算機，共享主機資源特征：多路性、獨立性、及時性、交互性間的處理特征：多路性、獨立性、及時性、交互性、可靠性并行：同一時刻發(fā)生并發(fā)：同一時間間隔發(fā)生進程：系統(tǒng)中能獨立運行并作為資源分配的基本單位進程共同使用互斥共享方式：同一時間段只能一個進程使用，如：打印機同時訪問方式：允許一個時間內(nèi)由多個進程“同時”對他們進行訪問，如：磁盤設(shè)備OS務(wù)，提高資源利用率空分復(fù)用技術(shù)：利用存儲器的空閑空間分區(qū)存放和運行其他多道（存儲器功能）異步

2、：進程以人們不可預(yù)知的速度向前推進處理機管理功能：進程控制、進程同步、進程通信、調(diào)度存儲器管理功能：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射、內(nèi)存擴充設(shè)備管理功能：緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理和保護操作系統(tǒng)與用戶之間的接口用戶接口：方便用戶直接或間接控制自己的作業(yè)程序接口：用戶程序訪問系統(tǒng)資源傳統(tǒng)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1）2）模塊化結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)：內(nèi)聚（內(nèi)聚性越高，模塊獨立性越強、耦合（模塊間相互聯(lián)系和相互影響程度，耦合越低，獨立性越好）優(yōu)點：增強 OS 可適應(yīng)性，加速 OS 開發(fā)過程，提高 OS 設(shè)計的正確性、可理解性和可維護性3）分層式結(jié)構(gòu)OS現(xiàn)代操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微內(nèi)核OS 結(jié)構(gòu)基本功能：進程管理、低級存儲器管理、中

3、斷和陷入處理優(yōu)點：提高OS 可擴展性、增強OS 可靠性、可移植性強、提供對分布式系統(tǒng)的支持、融入面向?qū)ο蠹夹g(shù)二、 處理機管理、進程調(diào)度和死鎖進程控制快（PCB）PCBPCB實質(zhì)是創(chuàng)建PCBPCB進程的特征：動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、異步性進程三種基本狀態(tài)：就緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)加入創(chuàng)建狀態(tài)和終止狀態(tài)的五種基本狀態(tài)轉(zhuǎn)換：的需要、操作系統(tǒng)的需要進程掛起：suspend進程激活：active具有掛起狀態(tài)的程序轉(zhuǎn)換圖具有創(chuàng)建、終止和掛起狀態(tài)的進程狀態(tài)圖PCBPCB程控制信息求PCB為新進程分配運行所需的資源初始化進程控制塊（PCB）如果進程就緒隊列可以容納新進程則將新進程插入就緒隊列14.進程終止

4、過程：根據(jù)標識符檢索 PCB 從中讀出進程的狀態(tài)若該進程處于運行狀態(tài)則立即終止進程執(zhí)行若進程有子孫進程還應(yīng)將其子孫進程全部終止將被終止的進程所擁有的全部資源歸還給其父進程或者系統(tǒng)將被終止進程 PCB 從所在隊列拿出向系統(tǒng)請求共享資源失敗 等待某種操作的完成新數(shù)據(jù)尚未到達 進程阻塞原語：block 17.進程喚醒原語：wakeup進程之間按照一定的次序或者規(guī)則共享系統(tǒng)資源進程訪問臨界區(qū)：訪問臨界資源的那一段代碼等待硬件同步機制：關(guān)中斷，TS（Test-and-Set）指令，Swap 指令TS：Swap：信號量機制（重點大題部分：整型信號量，記錄型信號量整型信號量未遵循“讓權(quán)等待”原則。進程通信類

5、型共享存儲器系統(tǒng)（共享某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者存儲區(qū)） 管道通信系統(tǒng)（通過 pipe 文件進行交互）消息傳遞系統(tǒng)（將通信的數(shù)據(jù)封裝在格式化的消息中） 客戶機-服務(wù)器系統(tǒng)引入線程后線程成為操作系統(tǒng)的基本調(diào)度和分派單位線程運行的三個基本狀態(tài)：執(zhí)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)、阻塞狀態(tài)處理機調(diào)度層次高級調(diào)度（作業(yè)調(diào)度：主要用于多道批處理系統(tǒng)低級調(diào)度（進程調(diào)度中級調(diào)度（內(nèi)存調(diào)度：提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量處理機調(diào)度算法的共同目標：資源利用率、公平性、平衡性、策略強制執(zhí)行批處理系統(tǒng)的目標：平均周轉(zhuǎn)時間短、系統(tǒng)吞吐量高、處理機利用率高分時系統(tǒng)的目標：響應(yīng)時間快、均衡性實時系統(tǒng)的目標：截止時間的保證、可預(yù)測性作業(yè)控制塊（B：作業(yè)

6、在系統(tǒng)中存在的標志JCB 內(nèi)容：作業(yè)標識、用戶名稱、用戶賬號、作業(yè)類型I/O 繁忙型、批量型、終端型、作業(yè)狀態(tài)、調(diào)度信息（優(yōu)先級、作業(yè)運行時間、資源需求（預(yù)計運行時間、要求內(nèi)存大小、資源使用情況作業(yè)運行三階段：收容階段、運行階段、完成階段作業(yè)運行三狀態(tài)：后備狀態(tài)、運行狀態(tài)、完成狀態(tài)先來先服務(wù)（FCFS）缺點：不利于短作業(yè)短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法缺點：對長作業(yè)不利會產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象、人機無法實現(xiàn)交互、未考慮作業(yè)緊迫程度優(yōu)先級調(diào)度算法（PSA）優(yōu)先級類型：靜態(tài)優(yōu)先級、動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法類型：非搶占式、搶占式高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法（HRRN）優(yōu)先權(quán) =等待時間+ 要求服務(wù)時間要求服務(wù)時間優(yōu)點：作業(yè)等待

7、時間相同，則短作業(yè)優(yōu)先要求服務(wù)時間相同則等待時間長的作業(yè)優(yōu)先級高對長作業(yè)有較好的折中缺點：每次調(diào)度前都要計算響應(yīng)比，增加系統(tǒng)開銷進程調(diào)度方式：搶占方式、非搶占方式時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR）根據(jù) FCFS 進行時間片輪轉(zhuǎn)，可保證就緒隊列中所有進程在一個確定的時間段內(nèi)都能夠獲得一次 CPU 執(zhí)行時間片太長則退化為 FCFS 算法FCFS 算法、按隊列優(yōu)先級調(diào)度死鎖：多個進程阻塞無法得到自己需要的資源且無法釋放已有的資源產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥、請求和保持、不可搶占、循環(huán)等待處理死鎖的方法：預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測死鎖、解除死鎖預(yù)防死鎖破壞不可搶占條件破壞循環(huán)等待條件避免死鎖系統(tǒng)狀態(tài)可分為安全狀態(tài)和

8、不安全狀態(tài)利用銀行家算法可避免死鎖（找到一個安全隊列）死鎖定理：將資源分配圖簡化來檢測是否處于死鎖狀態(tài)死鎖的解除：終止進程存儲管理可執(zhí)行存儲器：寄存器和主存儲器（內(nèi)存中）程序處理過程：編譯連接裝入程序的裝入絕對裝入方式：用戶程序經(jīng)編譯后，將產(chǎn)生絕對地址的目標代碼可重定位裝入：在裝入時確定指令和數(shù)據(jù)地址動態(tài)運行時裝入方式：裝入程序?qū)⒛K裝入內(nèi)存時并不并不立即把邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址，而是等到程序真正執(zhí)行時才轉(zhuǎn)換程序的鏈接靜態(tài)鏈接：在程序運行之前先將各模塊及他們所需的庫函數(shù)連接成一個完整的裝配模塊，以后不再拆開裝入時動態(tài)鏈接：邊裝入邊連接運行時動態(tài)鏈接：對某些模塊的鏈接推遲到程序執(zhí)行時才進行連續(xù)分

9、配管理方式（內(nèi)存）單一連續(xù)分配：內(nèi)存分為用戶區(qū)和系統(tǒng)區(qū)兩部分，系統(tǒng)區(qū)留給 OS 使用，用戶區(qū)僅裝入一道程序固定分區(qū)分配：將整個用戶空間劃分為若干個大小相同的區(qū)域，每個分區(qū)只裝入一道作業(yè)。分區(qū)大小可相等可不等動態(tài)分區(qū)分配：動態(tài)地分配內(nèi)存使用空間基于順序搜索的動態(tài)分區(qū)方法首次適應(yīng)（FF）算法：從鏈首順序查找直到找到大小滿足的分區(qū)循環(huán)首次適應(yīng)（NF）算法：從上次查找到的空閑分區(qū)的下一個開始查找最佳適應(yīng)（BF）算法：把滿足要求且最小的空間分配給作業(yè)最壞適應(yīng)（WF）算法：挑選一個最大的分區(qū)給作業(yè)動態(tài)可重定位分區(qū)分配：緊湊：移動內(nèi)存中所有作業(yè)，整合分散的小分區(qū)動態(tài)重定位動態(tài)重定位分區(qū)算法OS0頁面過短導(dǎo)致

10、頁表過長占用大量內(nèi)存頁面過長使業(yè)內(nèi)碎片增大分段和分頁的區(qū)別：頁是信息物理單位，段是信息邏輯單位頁的大小通常由系統(tǒng)決定，段的大小通常由用戶所編程序確定分頁是系統(tǒng)所為用戶地址空間是一維。分段是用戶所為用戶地址空間是二維段頁式系統(tǒng)中獲得一條指令或數(shù)據(jù)須三次訪問內(nèi)存請求分頁頁表機制頁號頁號物理塊號PA修改位 M外存地址狀態(tài)位：指示該頁是否已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存訪問字段 A：記錄本頁在一段時間內(nèi)訪問次數(shù)修改位 M：標識該頁調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過請求分頁系統(tǒng)中所訪問頁面不再內(nèi)存就會產(chǎn)生缺頁中斷，請求頁面調(diào)入內(nèi)存頁面置換算法最佳（Optimal）置換算法：最長時間內(nèi)不再被訪問（理想算法） 先進先出（FIFO）頁面置換

11、算法：最先淘汰先進入的頁面最近最久未使用（LRU）置換算法頻率，選擇在最近時期最少使用頁面作為淘汰頁ClockClock“抖動”：頻繁缺頁并進行頁面置換請求分段的段表項段名段名段長段基址存取方式訪問字段A修改位M存在位P增補位外存始址存取方式：判斷可讀可寫可執(zhí)行訪問字段 A：記錄該段被訪問的頻繁程度存在位 P：記錄該段是否已存在內(nèi)存增補位：標識本段在運行過程中是否做過動態(tài)增長外存始址：本段在外存中的起始地址設(shè)備管理輸入輸出系統(tǒng)I/OI/OI/O 系統(tǒng)的主要任務(wù)：完成用戶提出的I/O 請求，提高I/O 速率，提高設(shè)備利用率設(shè)備管理器：控制一個或多個 I/O 設(shè)備，以實現(xiàn) I/O據(jù)交換I/O輯I/

12、OI/OCPU通道類型：字節(jié)多路通道、數(shù)組選擇通道、數(shù)組多路通道中斷：中斷源來自外部，CUPI/O理程序陷入：中斷源來自內(nèi)部，又稱內(nèi)中斷中斷的兩種處理方式屏蔽中斷：處理機在處理一個中斷時將屏蔽掉所有中斷嵌套中斷：中斷時還可以發(fā)生中斷，如果終端優(yōu)先等級高，則轉(zhuǎn)去處理新中斷程序設(shè)備分配的兩種算法：先來先服務(wù)、優(yōu)先級高者優(yōu)先I/O庫函數(shù)：用戶通過系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用庫函數(shù)假脫機（SPOOLing）I/OI/OSPOOLing輸入井和輸出井：在磁盤上開辟的兩個存儲區(qū)域輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：在內(nèi)存中開辟的兩個緩沖區(qū)輸入進程和輸出進程井管理程序SPOOLingI/O引入緩沖區(qū)的原因：緩和 CPU 與 I/O 設(shè)

13、備之間速度不匹配的矛盾、減少對CPUCPUI/O磁盤調(diào)度算法先來先服務(wù)（S最短尋道時間優(yōu)先（F：要訪問磁道與當前磁頭距離最近掃描（SCAN）算法：電梯調(diào)度算法循環(huán)掃描（CSCAN）算法：磁頭單向移動NstepSCANNFCFSSCANFSCAN 算法：NstepSCAN 算法的簡化，只有兩個隊列，所有請求組成一個隊列，用 SCAN 算法處理，掃描期間新出現(xiàn)的請求組成一個隊列。文件管理文件由記錄構(gòu)成，記錄由數(shù)據(jù)項構(gòu)成位置文件打開（：在用戶和指定文件中建立一個連接文件關(guān)閉（：斷開連接（有結(jié)構(gòu)文件（結(jié)構(gòu)文件）從邏輯結(jié)構(gòu)上按文件的組織方式可分為：順序文件、索引文件、索引順序文件順序文件排列方式：串結(jié)構(gòu)

14、、順序結(jié)構(gòu)文件控制塊（B：文件名文件名擴展名屬性備用時間日期第一塊號盤塊數(shù)MS-DOS 文件控制塊DAG利用索引節(jié)點實現(xiàn)共享利用符號鏈接實現(xiàn)文件共享外存組織方式連續(xù)組織方式鏈接組織方式隱式鏈接：顯式鏈接空閑表法序號第一空閑盤塊號空閑盤塊數(shù)12429331554不同，可以把鏈表分成兩種形式：空閑盤塊鏈和空閑盤區(qū)鏈位示圖法：0112345678910111213141516110010110101101012101011101101101016成組鏈接法北京交通大學考試題小知識點總結(jié)控制信息I/O（復(fù)習和程序）件說明、狀態(tài)位（表明是否空閑）進程間低級通信方式：PV（信號量機制）進程間高級通信方式：共享通信、消息傳遞、管道通信系統(tǒng)調(diào)用：操作系統(tǒng)為用戶提供的一系列操作接口庫函數(shù)是操作系統(tǒng)提供給程序設(shè)計人員的編程接口資源按序分配可以破壞死鎖的循環(huán)等待條件線程可共享進程的資源進程同步最主要的目的是：使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性微內(nèi)核的基本功能：進程（線程）管理、低級處理器管理、中斷和陷入處理設(shè)備獨立性軟件層應(yīng)提供：緩沖機制在存儲管理中，采用覆蓋與交換技術(shù)的目的是：節(jié)省主存空間方便性和有效性是設(shè)計 OS由于計算機系統(tǒng)非常昂貴，在有效性顯得