操作系统知识点总结

1、 操作系统概念(几种观点) :1)操作系统是硬机器的扩展:虚拟机的观点 2)操作系统 是机器的管理者:资源管理的观点。 “1 按性质把计算机资源分成四类:处理机(即 CPU) ,存储器,外部设备,程序和数据。 前三种属于硬资源,后一种属于软资源。 2 计算机运行对硬资源的使用解决四个问题:记住资源当前状态,制定资源分配策略,实 施资源分配,完成资源回收。 ” 2、 Os 的基本特征和功能:处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 3、 Os 系统的引入和发展(多道程序、批处理系统、分时系统、实时系统 各自特征、存在 问题) 1 批处理系统指用户作业被分批处理。 2“多道”批处理系统,即是在内存中同时存放一批中的几个作业程序,它们对系统资源 进行共享与竞争。具有“多路 共享 自动 封闭”等特点。 3 配有分时操作系统的计算机系统称为分时系统。分时系统采用“时间片轮转”的处理机 调度策略。分时系统的特点多路性 交互性 独立性 及时性 4 实时操作系统是能对来自外部的请求和信号在限定的时间范围内做出及时响应的操作 系统。 (常用于控制系统) 实时系统的特点 高及时性 高可靠性 4、 三种接口类型:1 程序接口:系统调用命令 2 命令接口:命令行和图形用户界面 5、 中断概念 是指在 CPU 执行程序过程中, 由于内部或某个外部事件的发生, CPU 暂时中 让 止正在执行的程序而转向该突发事件的处理,处理完毕后返回被中止的程序继续执行的这样 一个处理过程。 (os”中断驱动” ,中断使 os 重新获得对系统的控制权。典型中断:系统 调用、时间片到、输入/输出完成时) 中断分为两类:由 CPU 进行内部处理或执行特定指令时产生的中断,称为软中断,也称内中 断(例:系统调用) ; 由外部事件引发的中断称为硬中断,也称外中断。硬中断又可细分为可屏蔽中断和不可屏蔽 中断两种类型。 具体中断源的种类 1 外部设备中断 2 程序中断 3 时钟中断 4 硬件失效中断 第二章 进程与线程 1、 进程和程序的概念及比较(区别和联系) 。 “进程”是指一个程序在给定数据集合上的一次执行过程,是系统进行资源分配和运行调度 的独立单位。 进程是一个动态的概念,强调的是程序的一次“执行”过程;程序则是一组有序指令的集合, 在多道程序设计环境下,它不涉及“执行” ,是一个静态的概念。 不同进程可执行同一个 程序。由进程的定义可知,区分进程的条件一是所执行的程序,二是数据集合。即使多个进 程执行相同的一个程序,只要它们运行在不同的数据集合上,它们就是不同的进程。 2、 进程的特征

。 进程是一个动态的概念, 不同进程可执行同一个程序 每个进程都有自己的 生命期。进程之间具有并发性 会相互制约。 3、 (重点)进程的状态: 三种基本状态(引起状态转换的典型事件,会画状态转换图) 1 就绪:进程已具备运行的条 件,只要有机会获得 CPU,它就可以投入运行。 2 运行:进程获得 CPU 正在被执行中。若系 统只有一个 CPU,那么任何时候系统中最多只有一个进程处于运行状态。 3 阻塞:进程正在

等待某事件(如 I/O 完成)的发生。在事件到来之前,即使把 CPU 分配给这个进程,它也无 法运行。阻塞状态有时也被称为等待状态。阻塞队列可以有多个。 、五种状态、(1)创建状态(New)(2)结束状态(Exit) 。 七种状态 就绪/挂起(静止就绪) 阻塞/挂起(静止阻塞) 4、 进程控制块(包含哪些信息)标识信息、现场保护区信息、调度信息以及管理信息 。* 5、 进程控制,处理机的执行状态。例:创建进程原语和撤销进程原语工作内容。 创建进程原语 为新进程申请一个 PCB 分配一个标识 填写 PCB 将进程置为就绪或就绪/挂 起状态,到相应队列排队。 撤消进程原语 1 根据进程标识,找到相应的 PCB,若该进程正在运行,则立即终止运行; 2 释放该进程使用的所有资源(如程序、数据所占用的存储空间等) ; 3 若有子孙进程,终止它们,释放资源; 4 归还所占用的 PCB 空间。 6、 线程的定义、分类,进程和线程区别。 线程的定义指进程中实施处理机调度和分配的基本单位。 、 分类:1 用户级线程方法 2 内核级线程方法 3 组合方法 , 进程和线程区别。1 地址空间,2 通信关系 3 调度切换看详细内容

第三章 处理机管理 1、 处理机调度基本概念(高级调度“作业调度” 、中级调度、低级调度“进程调度”, ) 各级调度的目的。1 高级调度决定哪个后备作业可进入系统去接受处理。 2 中级调度与实施进程的内、外存交换有关(进程获得处理机) 3 低级调度真正决定 CPU 下一次执行哪一个进程 2、 调度算法, 每种调度算法的特点, 计算使用不同的调度算法 ***平均带权周转时间*** 重要算法 。@@@@@@@@@@@@@@@ 作业调度算法 1 先来先服务调度算法 FCFS 2 短作业优先调度算法 SJF 3 最短剩余时间优先 调度算法 SRTF 4 高响应比优先调度算法 进程调度算法 1 先来先服务调度算法 2 轮转调度算法 3 优先级调度算法 HPF 4 多级队列调 度算法 MQ)5 多级反馈队列调度算法 MFQ 实时处理与实时调度算法 1 最早截止时间优先调度算法 2 速率单调调度算法

第八章 并发性:互斥和同步 1、 进程同步概念 是指某进程执行到一点时, 若有关进程已完成某种操作, 那么该

进程就可 运行下去;否则必须暂停下来,等待有关进程操作的完成,然后才继续运行。暂停下来等待 的那点,称为“同步点” ;等待完成的操作,称为“同步条件” 。这时称该进程要与有关进程 在同步点取得同步。 临界区 进程程序中,涉及访问共享资源的 程序段 ,称为“临界区(CS), ” 临界资源 只能排他使用的资源称为“临界资源” 。 、同步机制的四条准则、 信号量机制(记录型信号量\利用信号量实现互斥等) 2、 经典进程同步问题 (生产者、 消费者问题; 哲学家就餐问题, 变形问题) @@@@@@@@@@@@@@@

3、 管程定义 一个管程 (monitor) 定义了一种数据结构和并发进程在该数据结构上执行的 一组操作,这组操作用来实现进程间的同步和改变管程中的数据 第九章死锁 1. 产生死锁的原因及充分必要条件。会分析多个进程竞争资源是否会发生状态。 死锁是两个或更多的进程占有资源而又请求其他资源时引起的一种状态。 充分必要条件 1“互斥”条件 2“占有并等待”条件 3“不可抢占”条件 4“循环等待”条 件 前三个条件是死锁产生的必要条件,只要系统出现循环等待,则一定出现死锁。 2. 处理死锁的基本方法(每种方法具体措施) 。 1 忽略死锁:系统中任凭出现死锁,出现死锁时,就重新启动系统。 2 预防死锁:上述四个条件是死锁存在的必要条件,通过破坏四个必要条件之一,就可使系 统不具备产生死锁的温床(即条件) 。 3 避免死锁:小心对待进程提出的每个资源请求,只有在能确保所提出的资源请求不会招致 死锁时,才接受进程提出的资源请求。 4 检测死锁并恢复:允许系统出现死锁,能通过一定的办法加以发现和恢复。 拒绝分配资源”法即有名的“银行家算法@@@@@@@@@@@@


 

第二篇:操作系统知识点总结

第一章 操作系统概论

? 什么是操作系统

? 操作系统的功能和主要特征 ? 操作系统的结构 ? 操作系统的分类 ? 多道程序设计的概念 什么是操作系统?

操作系统是人与计算机之间的接口

操作系统是软件与硬件的接口 操作系统可以:屏蔽细节、统一管理硬件、防止违法操作,使计算机的使用更加方便、简单、高效…

? 操作系统是管理硬件的软件… “目录”管理的是什么硬件?

? 操作系统是管理文件和其它软件的软件… 用户发出命令谁来执行?

? 操作系统是解释执行用户命令的控制软件… 操作系统是管理软件和控制软件 操作系统管理什么?控制什么? ? 管理所有硬件资源

冯?诺依曼认为,计算机由五大部件组成:

输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器 OS需要管理CPU(运算器、控制器) 进程管理 OS需要管理memory(内存)内存管理 OS需要管理disk(外存) 文件系统

OS需要管理I/O(输入/输出设备)I/O系统 监控用户对计算机的使用

eg.用户按下ctrl+c时,该用户的当前任务将被kill; 用户写一个文件时,OS需检查是否有权限 操作系统提供接口

向用户和应用软件提供使用接口

eg.用户输入ls时,OS需要将当前目录下的文件列出; 应用程序调用new()时,OS需要分配内存

管理

关键词?

控制 接口

资源 流程

人机

操作系统的定义

操作系统是计算机系统中的一个系统软件,它是这样一些程序模块的集合——

它们管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源,合理的组织计算机的工作流程,以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作环境,从而在计算机与用户之间起到接口作用。

操作系统的功能和主要特征 操作系统做什么?

? 用户告诉操作系统执行hello程序 用户界面 ? 操作系统找到该程序,检查其类型 用户界面 ? 文件系统找到存储该程序的磁盘块 文件管理、设备管理 ? 操作系统将该程序从磁盘上装入内存,父进程创建一个新的子进程,执行hello程序 存储管理、处理机管理 ? 操作系统检查字符串的位置是否正确

? 操作系统找到字符串被送往的设备 设备管理 ? 你在屏幕上看到hello world

操作系统的功能

处理机管理 存储管理 文件管理 设备管理

用户界面

操作系统的结构

进程管理、内存管理、文件系统、IO系统

这四个部分就能使操作系统运转起来

四个基本部分的组合方式…

“微内核”式操作系统结构

? 压缩内核: 将文件系统、设备驱动等部分从操作系统中移出…怎么调用这些功能? 将文件读写变成服务(C/S),内核提供通信

“虚拟机”式操作系统结构

? 使用硬件最复杂的地方就是多个任务(程序)共同使用,从而互相影响 如果让一个程序独占整个机器,复杂度大幅降低 VM/370采用虚拟机结构 一台虚拟机器

操作系统的结构

整体或模块结构或强内核

分层结构或虚拟机

客户/服务器模型或微内核结构

“操作系统做什么”是动态变化的

? 操作系统的任务会随环境而变化

如实时操作系统—任务响应需满足一定的时限要求 某些场合要求很严格的时限,如导弹控制 某些场合要求不能太久,如键盘响应 某些场合没有时限要求,如屏保

? 操作系统的任务会随时间而变化

Moore定律表明: 设备体积迅速变小、能力迅速增强 出现了嵌入式设备和嵌入式操作系统

各部分的设计和实现也多种多样

硬件在发展、应用在扩展,实现技术也得跟上 早期的计算机非常昂贵…(1948-1970) 计算机使用原则: 尽量让计算机满载 此时操作系统的典型特征: 批处理(Batch system)

各部分设计都以执行作业的数量的最大化为目标:如内存管理应尽量简单

CPU尽量忙才能尽可能多的完成作业 但操作I/O设备时CPU会等待很长时间(如读作业)

调度处理办法: 等待I/O设备时CPU去执行别的作业

前提是内存中有多个作业: 多道程序 Multics: 19xx年开始开发,1969使用

多个程序“同时执行”需要进程调度、内存管理、磁盘存储等多个部分的配合(操作系统大幅改变) 批处理操作系统使用在现在的大型机上

硬件不断发展,越来越便宜

? 1970-1985,$1000能买一个便宜的终端 用户可以坐在终端设备前思考问题了

此时计算机能响应用户,典型特征: 交互(Interactive) 怎么才能做到及时响应? 分时系统

将时间分成时间片。分时影响了进程调度和时钟处理 分时操作系统也常使用在现在的带有多个终端的大型机上(如银行)

操作系统的分类

批处理操作系统(多道批处理) 分时操作系统 实时操作系统 嵌入式操作系统 个人计算机操作系统 网络操作系统 分布式操作系统

批处理操作系统 工作方式:

? 用户将作业交给系统操作员 ? 系统操作员将许多用户的作业组

? 一批作业之后输入到计算机中,在 ? 系统中形成一个自动转接的连续的 ? 作业流

? 启动操作系统

? 系统自动、依次执行每个作业 ? 最后由操作员将作业结果交给用户 典型的

FMS JOB 结构

批处理操作系统特点 多道:

系统中同时有多道作业,同时处于运行状态。 成批处理:

用户自己不能干预自己作业的运行,一旦发现作业错误不能及时改正,并延长开发软件时间,所以适用于成熟的程序。

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