操作系统期末复习知识点

谁践踏了优雅 2022-10-07 02:59 315阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、操作系统引论
 *   *  操作系统的作用
     *   *   *  \*\*单道批处理系统、多道程序设计、分时系统（论述分析题) \*\*
     *  操作系统的主要功能
 *  二、进程管理
 *   *  进程
     *  线程
     *  进程调度
     *  死锁
     *   *   *  形成死锁的四个必要条件
             *  如何破坏这四个条件
 *  三、存储管理
 *   *   *   *  \*\*存储系统的“金字塔”层次结构(论述分析题)\*\*
             *  \*\*页面、物理页面、页表、地址形成机制（包括带快表）（计算题)\*\*
             *  \*\*基于缓存命中率的有效访问时间(计算题)\*\*
             *  多级页表（三级）（计算题）
             *  页面淘汰算法（缺页率，缺页中断次数)
 *  四、设备管理
 *   *  磁盘
     *   *   *  磁盘访问时间计算（计算题)
             *  磁盘调度算法（综合应用题、分析题）
 *  五、文件系统
 *   *   *   *  文件物理存储结构
             *  1.连续
             *  2.链接
             *  3.索引
 *  还没看的

# 一、操作系统引论 #

## 操作系统的作用 ##

作为用户与计算机硬件系统之间的接口  
作为计算机系统资源的管理者  
实现了对计算机资源的抽象

#### \*\*单道批处理系统、多道程序设计、分时系统（论述分析题) \*\* ####

并行与并发

## 操作系统的主要功能 ##

处理机管理功能  
存储器管理功能  
设备管理功能  
文件管理功能  
操作系统与用户之间的接口

# 二、进程管理 #

## 进程 ##

定义及特征  
为了描述程序在并发执行是对系统资源的共享，需要一个程序执行时动态的特征

进程三态及转换、五态和七态图

PCB 的定义、  
系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程

PCB 的作用  
系统利用PCB控制和管理进程  
系统感知进程存在的唯一标志

PCB 结构体包含的内容  
进程描述信息，进程控制信息，所拥有的资源和使用情况，CPU现场保护信息

PCB 的组织方式  
线性、索引、链接

进程创建过程、终止过程  
同步、互斥  
临界资源、临界区和使用临界资源的规则

**信号量及其物理意义，P 操作，V 操作  
（综合应用题、论述分析题)**  
生产者-消费者问题，读者写者问题进程通信  
共享内存

## 线程 ##

线程概念  
线程实现方式  
**内核支持线程 KST、用户级线程 ULT、混合方式（论述分析题)**

## 进程调度 ##

三级调度:高级调度、中级调度、低级调度  
**调度与进程状态转换的关系（论述分析题)**  
评价调度算法性能的指标  
\*\* 调度算法:FCFS、SJF、HRRN、RR(综合应用题、论述分析题)\*\*

## 死锁 ##

死锁的定义  
**死锁的四个必要条件，如何打破这四个条件（论述分析题）**

#### 形成死锁的四个必要条件 ####

1.互斥条件  
2.部分分配条件  
3.不剥夺条件  
4.环路条件

#### 如何破坏这四个条件 ####

破坏第一个条件：  
使资源可同时访问而不是互斥访问

破坏第三个条件：  
剥夺式调度方法

破坏条件二：  
静态分配策略

破坏条件二和四：  
层次分配策略

**银行家算法〈综合应用题)**  
死锁的检测与解除

# 三、存储管理 #

#### **存储系统的“金字塔”层次结构(论述分析题)** ####

成本更低，容量更大：CPU->内存->外存  
速度更快：CPU<-内存<-外存

内存：由存储单元组成的一维连续的地址空间，用来存放当前正在运行程序的代码及数据，是程序中指令本身地址所指的代码及数据、亦即程序计数器所指的存储器（可以由处理器直接访问）

设计原理、各层次存储器的特点、结构的优点

重定位、对换

**分页存储（综合应用题）**

#### **页面、物理页面、页表、地址形成机制（包括带快表）（计算题)** ####

逻辑地址空间最大为16页，页面大小为4096B，现有逻辑地址0x2f6ah,且逻辑页0、1、2分别存放在第10,12,14物理块中，试问响应的物理地址是多少？  
16-》2^4 页号栈4为  
4096-》2^12 页内偏移占12为

0x2f6a=0010 1111 0110 1010  
0010=2->14=1110

0010 1111 0110 1010  
1110  
1110 1111 0110 1010 ->物理地址

#### **基于缓存命中率的有效访问时间(计算题)** ####

例题：  
访问主存时间为100毫微秒，访问相联存储器时间为20毫微秒，相联存储器为32个单元块是快表命中率可达90%，按逻辑地址存取的平均时间为：  
（100+20）x 90%+（100\*2+20）x 10%=130微毫秒

两次访问主存时间：100微毫秒x20+20=220微毫秒

#### 多级页表（三级）（计算题） ####

虚拟存储  
虚拟存储定义  
虚拟存储的页表（与分页的页表作对比）  
缺页中断及其处理过程

#### 页面淘汰算法（缺页率，缺页中断次数) ####

**最佳 Optimal)、先进先出(FFO)、LRU(综合应用题、论述分析题)**

# 四、设备管理 #

IO 系统功能  
隐藏物理设备的细节、设备无关性、提高处理机和 IO 设备的利用率、对 IO  
设备进行控制、错误处理

中断、通道、DMA 概念

IO 设备控制方式  
轮询编程、中断、DMA、

## 磁盘 ##

磁道、扇区  
寻道延迟、旋转延迟和传输时间

#### 磁盘访问时间计算（计算题) ####

例题3：  
磁盘访问时间  
一次访盘时间=寻道时间（启动磁头臂+移动磁头臂）+旋转延迟时间  
\+传输时间

1.寻道时间  
移到指定磁道  
s+m\*n 跨越一个磁道花费时间m,总共跨越n个磁道

2.旋转延迟时间  
定位到目标扇区

3.传输时间  
读写入数据时间  
（1/r）\*(b/n)  
r:磁盘转速 转一圈所需时间1/r  
b:读、写字节数  
n：每个磁道上的字节数

#### 磁盘调度算法（综合应用题、分析题） ####

,FCFS、SSTF、SCAN

# 五、文件系统 #

文件  
定义、文件逻辑结构、文件分类、

#### 文件物理存储结构 ####

**连续、链接、索引（论述分析题）**

#### 1.连续 ####

文件的信息存放在若干连续的物理块中

优点：  
1.简单  
2.支持顺序存储和随机存取  
3.顺序存取速度快  
缺点：  
文件不能动态增长

#### 2.链接 ####

文件的信息不放在若干连续的物理块中，各块通过指针链接前一个物理块指定下一个物理块  
优点：  
提高了磁盘空间利用率  
缺点：  
存取速度慢

#### 3.索引 ####

文件的信息不放在若干连续的物理块中，系统为每个文件建立一个数据结构  
“索引表”，用于存放这些快的块号的磁盘块地址数组，每i个条目指向文件的第i块

优点：  
既能顺序存储又能随机存取，满足文件动态增长  
缺点：  
带来了系统开销

文件操作

# 还没看的 #

多级页表（三级）（计算题）  
调度与进程状态转换的关系（论述分析题)  
P 操作，V 操作

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