操作系统期末复习知识点 谁践踏了优雅 2022-10-07 02:59 218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 目录 FCB 目录、FCB 分解 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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