第一篇：操作系統(tǒng)原理術(shù)語解析總結(jié)

1.死鎖：各并發(fā)進程彼此互相等待對方所擁有的資源，且這些并發(fā)進程在得到對方的資源之前不會釋放自己所擁有的資源。從而造成大家都想得到資源而又都得不到資源，各并發(fā)進程不能繼續(xù)向前推進的狀態(tài)。

2.設(shè)備驅(qū)動程序：驅(qū)動物理設(shè)備和DMA控制器或I/O控制器等直接進行I/O操作的子程序的集合。負責設(shè)置相應(yīng)設(shè)備的有關(guān)寄存器的值，啟動設(shè)備進行I/O操作，指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。

3.SPOOLING系統(tǒng)：外圍設(shè)備同時聯(lián)機操作。在SPOOLING系統(tǒng)中多臺外圍設(shè)備通過

通道或DMA器件和主機與外存連接起來。作業(yè)的輸入輸出過程由主機中的操作系統(tǒng)控制。

4.覆蓋技術(shù)：一個程序并不需要一開始就把他的全部指令和數(shù)據(jù)都裝入內(nèi)存后在執(zhí)

行。在單CPU系統(tǒng)中，每一時刻事實上只能執(zhí)行一條指令。因此可以把程序劃分為若干個功能上相對獨立的程序段，按照程序的邏輯結(jié)構(gòu)讓那些不會同時執(zhí)行的程序段共享同一塊內(nèi)存區(qū)。通常，這些程序段都被放在外存中，當有關(guān)程序段的先頭程序段已經(jīng)執(zhí)行結(jié)束后，再把后續(xù)程序段調(diào)入內(nèi)存覆蓋前面的程序段。

5.交換技術(shù)：先將內(nèi)存某部分的程序或數(shù)據(jù)寫入外存交換區(qū)，再從外存交換區(qū)調(diào)入指

定 的程序或數(shù)據(jù)到內(nèi)存中來，并讓其執(zhí)行的一種內(nèi)存擴充技術(shù)。

6.進程：并發(fā)執(zhí)行的程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位。

7.通道：一個獨立于CPU的專管輸入輸出控制的處理機，他控制設(shè)備與內(nèi)存直接進

行數(shù)據(jù)交換。他有自己的通道指令，這些通道指令受CPU啟動，并在操作結(jié)束后向CPU發(fā)中斷信號。

8.線程：他是進程的一部分，有時被成為輕權(quán)進程或輕量級進程，也是CPU調(diào)度的基本單位。

9.臨界區(qū)：不允許多個并發(fā)進程交叉執(zhí)行的一段程序。

10.臨界資源：臨界區(qū)占用的資源

11.塊設(shè)備：將信息存儲在固定大小的塊中，每個塊都有自己的地址。

12.字設(shè)備：在I/O傳輸過程中以字符為單位進行傳輸?shù)脑O(shè)備。

13.作業(yè)：在一次應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始到輸出結(jié)束，用戶要求計算機所做的有關(guān)該次業(yè)務(wù)處理的全部工作稱為一個作業(yè)。

14.文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)稱為文件系統(tǒng)。他負責為用戶

建立撤銷讀寫修改和復(fù)制文件，還負責完成對文件的按名存取和進行存取控制。

15.互斥：不允許兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)

16.同步：異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程，因直接制約而互相發(fā)送消息而進行互相合作、互相等待，使得各進程按一定的速度執(zhí)行的過程。

17.抖動：由于內(nèi)存頁面置換算法選擇不當，致使剛被調(diào)出內(nèi)存的頁又要馬上被調(diào)回內(nèi)

存，調(diào)回內(nèi)存不久又馬上被調(diào)出內(nèi)存，如此反復(fù)的局面。

18.虛擬存儲器：將進程中的目標代碼、數(shù)據(jù)等的虛擬地址組成的虛擬空間成為虛擬存

儲器。

19.中斷：是指計算機在執(zhí)行期間，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生任何非尋常的或非預(yù)期的急需處理事件，使得CPU暫時中斷當前正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序，帶處理完畢后又返回原來被中斷處繼續(xù)執(zhí)行或調(diào)度新的進程執(zhí)行的過程。

20.局部性原理：程序總是趨向于使用最近使用過的數(shù)據(jù)和指令，也就是程序執(zhí)行時所

訪問的存儲器地址不是隨機的，而是相對的簇集，這種簇集包含數(shù)據(jù)和指令兩部分。程序局部性包括時間局部性和空間局部性。程序的時間局部性：程序即將用到的信息可能就事目前正在使用的信息。程序的空間局部性：程序即將用到的信息可能與

21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.目前正在使用的信息在空間上相鄰或臨近。進程控制塊（Process Control Block）：PCB是 系統(tǒng)為了管理進程設(shè)置的一個專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用它來記錄進程的外部特征，描述進程的運動變化過程。文件控制塊（FCB）：文件控制塊是操作系統(tǒng)為管理文件而設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了為管理文件所需的所有有關(guān)信息。資源分配圖：用于分析死鎖的一種圖，由資源結(jié)點、進程結(jié)點、分配邊和請求邊組成。競態(tài)：多個并發(fā)進程共享數(shù)據(jù)的結(jié)果錯誤，其值不可確定，取決這些進程執(zhí)行的相對速度。i-節(jié)點：UNIX型文件系統(tǒng)中，一種用于存儲文件控制信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個文件對應(yīng)擁有一個這樣的數(shù)據(jù)塊，組織并存儲于外存特定的一些盤塊中。內(nèi)核：實現(xiàn)操作系統(tǒng)的最基本功能、常駐內(nèi)容并要求CPU在核心態(tài)方式下運行的代碼和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。信號量：操作系統(tǒng)內(nèi)容定義和管理的一種特殊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供了初始化、增值和減值等操作供進程調(diào)用，以實現(xiàn)進程互斥或同步。邏輯地址：程序設(shè)計員在程序中使用的地址。管程：一個管程定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進程所執(zhí)行（在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上）的一組操作，這組操作能同步進程和改變管程中的數(shù)據(jù) 管道：是連接讀寫進程的一個特殊文件，允許進程按先進先出方式傳送數(shù)據(jù)，也能使進程同步執(zhí)行操作。驅(qū)動調(diào)度：系統(tǒng)運行時，同時會有很多個訪問輔助儲存器的進程請求輸入輸

出操作，操作系統(tǒng)必須采取一種調(diào)度策略，使其能按最佳的次序執(zhí)行各訪問請求。

第二篇：《操作系統(tǒng)原理》算法總結(jié)

《操作系統(tǒng)原理》算法總結(jié)

一、進程(作業(yè))調(diào)度算法

? 先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS）：每次調(diào)度是從就緒隊列中，選擇一個最先進入就緒隊列的進程，把處理器分配給該進程，使之得到執(zhí)行。該進程一旦占有了處理器，它就一直運行下去，直到該進程完成或因發(fā)生事件而阻塞，才退出處理器。特點：利于長進程，而不利于短進程。

? 短進程（作業(yè)）優(yōu)先調(diào)度算法(SPF)：它是從就緒隊列中選擇一個估計運行時間最短的進程，將處理器分配給該進程，使之占有處理器并執(zhí)行，直到該進程完成或因發(fā)生事件而阻塞，然后退出處理器，再重新調(diào)度。

? 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 ：系統(tǒng)將所有的就緒進程按進入就緒隊列的先后次序排列。每次調(diào)度時把CPU分配給隊首進程，讓其執(zhí)行一個時間片，當時間片用完，由計時器發(fā)出時鐘中斷，調(diào)度程序則暫停該進程的執(zhí)行，使其退出處理器，并將它送到就緒隊列的末尾，等待下一輪調(diào)度執(zhí)行。

? 優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法 ：它是從就緒隊列中選擇一個優(yōu)先權(quán)最高的進程，讓其獲得處理器并執(zhí)行。

? 響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法：它是從就緒隊列中選擇一個響應(yīng)比最高的進程，讓其獲得處理器執(zhí)行，直到該進程完成或因等待事件而退出處理器為止。特點：既照顧了短進程，又考慮了進程到達的先后次序，也不會使長進程長期得不到服務(wù)，因此是一個比較全面考慮的算法，但每次進行調(diào)度時，都需要對各個進程計算響應(yīng)比。所以系統(tǒng)開銷很大，比較復(fù)雜。

? 多級隊列調(diào)度算法 基本概念：

作業(yè)周轉(zhuǎn)時間（Ti）＝完成時間(Tei)－提交時間(Tsi)

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間(T)＝周轉(zhuǎn)時間/作業(yè)個數(shù)

作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間（Wi）＝周轉(zhuǎn)時間/運行時間

響應(yīng)比＝（等待時間＋運行時間）/運行時間

二、存儲器連續(xù)分配方式中分區(qū)分配算法

? 首次適應(yīng)分配算法（FF）：對空閑分區(qū)表記錄的要求是按地址遞增的順序排列的，每次分配時，總是從第1條記錄開始順序查找空閑分區(qū)表，找到第一個能滿足作業(yè)長度要求的空閑區(qū)，分割這個空閑區(qū)，一部分分配給作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)。

? 循環(huán)首次適應(yīng)算法：每次分配均從上次分配的位置之后開始查找。

? 最佳適應(yīng)分配算法(BF)：是按作業(yè)要求從所有的空閑分區(qū)中挑選一個能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)，這樣可保證不去分割一個更大的區(qū)域，使裝入大作業(yè)時比較容易得到滿足。為實現(xiàn)這種算法，把空閑區(qū)按長度遞增次序登記在空閑區(qū)表中，分配時，順序查找。

三、頁面置換算法

? 最佳置換算法（OPT)：選擇以后永不使用或在最長時間內(nèi)不再被訪問的內(nèi)存頁面予以淘汰。

? 先進先出置換算法（FIFO）：選擇最先進入內(nèi)存的頁面予以淘汰。

? 最近最久未使用算法（LRU）：選擇在最近一段時間內(nèi)最久沒有使用過的頁，把它淘汰。

? 最少使用算法（LFU）：選擇到當前時間為止被訪問次數(shù)最少的頁轉(zhuǎn)換。

四、磁盤調(diào)度

? 先來先服務(wù)（FCFS）：是按請求訪問者的先后次序啟動磁盤驅(qū)動器，而不考慮它們要訪問的物理位置

? 最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）：讓離當前磁道最近的請求訪問者啟動磁盤驅(qū)動器，即是讓查找時間最短的那個作業(yè)先執(zhí)行，而不考慮請求訪問者到來的先后次序，這樣就克服了先來先服務(wù)調(diào)度算法中磁臂移動過大的問題

? 掃描算法（SCAN）或電梯調(diào)度算法：總是從磁臂當前位置開始，沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的那個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，就改變磁臂的移動方向。在這種調(diào)度方法下磁臂的移動類似于電梯的調(diào)度，所以它也稱為電梯調(diào)度算法。

? 循環(huán)掃描算法（CSCAN）：循環(huán)掃描調(diào)度算法是在掃描算法的基礎(chǔ)上改進的。磁臂改為單項移動，由外向里。當前位置開始沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的哪個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，再回到最外，訪問柱面號最小的作業(yè)請求。

第三篇：操作系統(tǒng)總結(jié)

什么是OS，OS有哪幾個特征？其最基本的特征是什么？

答：操作系統(tǒng)是為了達到方便用戶和提高利用率的目的而設(shè)計的，控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理的組織計算機工作流程的程序的集合它具有并發(fā)，共享，虛擬，異步性四個基本特征。其中最基本的特征為并發(fā)性

2什么是進程及與程序的區(qū)別與聯(lián)系，為什么PCB是進程存在的唯一標志？

進程是程序的一次執(zhí)行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位。

區(qū)別：（1）進程是動態(tài)的，程序是靜態(tài)的。（2）進程具有并發(fā)性，而程序沒有（3）進程是資源分配和處理機調(diào)度的獨立單位，其并發(fā)性受系統(tǒng)制約（4）一個程序多次執(zhí)行，對應(yīng)多個進程，不同的進程可以包含同一程序PCB：因為在進程的整個生命期中，系統(tǒng)總是通過PCB對進程進行控制的3處理機三級調(diào)度分別完成什么工作？

（1）高級調(diào)度：就是作業(yè)調(diào)度，用于決定把外存上處于后備隊列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進程，分配必要的資源，然后，再將新創(chuàng)建的進程排在就緒隊列上，準備執(zhí)行

（2）低級調(diào)度：就是進程調(diào)度，它決定就緒隊列中的哪個進程將獲得處理機，然后由分派程序執(zhí)行把處理機分配給該進程的操作

（3）中級調(diào)度：實際上就是存儲器管理中的對換功能試說明引起進程調(diào)度的時機是什么？

（1）進程完畢（2）時間片用完（3）I/O請求發(fā)生某個事件（4）原語：wait操作，阻塞（5）高優(yōu)先者進入 5什么是臨界資源和臨界區(qū)？

一次僅允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源。訪問臨界資源的代碼段稱為臨街區(qū)

6試修改下面生產(chǎn)者---消費問題中，如果將兩個wait操作即wait(full)和wati(mutex)互換 位置，或者將signal(mutex)與signal(full)互換位置，結(jié)果會如何？

（1）wait(full)和wait(mutex)互換位置后，因為mutex在這兒是全局變量，執(zhí)行完wait(mutex)，則mutex賦值為0，倘若full 也為0，則該生產(chǎn)者進程就會轉(zhuǎn)入進程鏈表進行等待，而生產(chǎn)者進程會因全局變量mutex為0 而進行等待，使full 始終為0，這樣就形成了死鎖.（2）而signal(mutex)與signal(full)互換位置后，從邏輯上來說應(yīng)該是一樣的.7什么是死鎖?死鎖產(chǎn)生的有哪些

死鎖是因多個進程因競爭資源而造成的一種僵局（1）互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。（2）請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

（3）不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。（4）環(huán)路等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。同步機制應(yīng)遵循的基本準則是什么?

(1)空閑讓進（2）忙則等待（3）有限等待（4）讓權(quán)等待.程序有幾種連接方式

（1）靜態(tài)鏈接方式（2）裝入時動態(tài)鏈接（3）運行時動態(tài)鏈接

10什么是動態(tài)重定位方式及為什么要引入動態(tài)重定位方式及如何實現(xiàn)？

程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存時需對目標程序中的地址進行修改。這種把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程叫重定位

11什么是分頁，什么是分段，在存儲管理中兩者的區(qū)別

（1）分頁是將一個進程的邏輯地址空間分成若干大小相等的部分，每一部分稱作頁面，內(nèi)存劃分成與頁面大小相等的物理塊，進程的任何一頁可放入內(nèi)存的任何一個物理塊中,段是信息的邏輯單位，含有一組意義相對完整的信息，更好的來滿足用戶的需要。

（2）分段是一組邏輯信息的集合，即一個作業(yè)中相對獨立的部分。多個段在內(nèi)存中占有離

散的內(nèi)存單元，對每個段，在內(nèi)存占有一連續(xù)的內(nèi)存空間，其內(nèi)存的分配與回收同可變分區(qū)的內(nèi)存分配與回收辦法

分頁與分段的主要區(qū)別是？

（1）頁是信息的物理單位，分頁是為了實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率（2）頁的大小固定，并且有系統(tǒng)決定，而段的長度不固定決定于用戶所編寫的程序（3）分頁作業(yè)的地址空間是一維的，段是二維的。

12動態(tài)分區(qū)存儲管理中內(nèi)存的回收方式

13.什么是對換，對換的分類及主要用途在進程換出時應(yīng)遵循什么原則

對換是把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)出到外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，再把因具備運行條件的進程或者進程所需要的程序或數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存。

分類：（1）整體對換（進程對換）：以整個進程為單位（2）頁面對換（分段對換/部分對換）：以頁和段為單位

規(guī)則：內(nèi)存空間不夠用才換出。系統(tǒng)處于阻塞狀態(tài)，且優(yōu)先級最低的進程最先換出。若換入：系統(tǒng)處于就緒狀態(tài)，且優(yōu)先級最高的進程最先換入，直至無可換入的進程為止。

14.什么是虛擬存儲器虛擬存儲器具有哪些特性，最基本的特性是什么？虛擬存儲器的容量受哪兩方面的限制？

虛擬存儲器：是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。

特征：（1）離散性（最基本的特征）（2）多次性（3）對換性（4）虛擬性

虛擬存儲器的容量主要受指令中表示地址的字長和外存的容量的限制。

15.在沒有快表的分頁存儲管理中取一條指令需訪問幾次內(nèi)存及訪問內(nèi)存的目的，及具有快表的分頁存儲管理系統(tǒng)的地址變換過程。

兩次。第一次：訪問內(nèi)存中的頁表，從中找到頁的物理塊號，再將塊號與頁內(nèi)偏移量W拼接，形成物理地址。第二次：從第一次所得的物理地址中獲得所需數(shù)據(jù)

地址變換過程：CPU給出有效地址后，地址變換機構(gòu)將頁號與快表中的所有頁號進行比較，若有與此相匹配的頁號，則表示所訪問的頁在快表中，從中讀出物理塊號與頁內(nèi)地址相拼接，得到物理地址；若訪問的頁不在快表中，則要訪問在內(nèi)存中的頁表，從頁表中讀出物理塊號與頁內(nèi)地址相拼接，得到物理地址，同時，還應(yīng)將此頁表項寫入快表中，若此時快表已滿，則OS必須找到一個老的并且被認為不再需要的頁表項將它換出。

16.什么是緊湊技術(shù)及為什么要引入

緊湊：把原來多個分散的小分區(qū)拼接成一個大分區(qū)的方法

引入：提高內(nèi)存的利用率，讓大容量的作業(yè)可以裝入并且減少零頭或碎片

17程序的局部性原理是什么局限性的兩個主要表現(xiàn)方面

局部性原理：（1）程序執(zhí)行時，除少部分轉(zhuǎn)移和過程調(diào)用指令外，大多數(shù)條件下任是順序執(zhí)行的（2）過程調(diào)用將會使程序的執(zhí)行軌跡由一部分區(qū)域轉(zhuǎn)至另一部分區(qū)域，但經(jīng)驗就看出過程調(diào)用的深度在大多數(shù)情況下不會超過5（3）程序中存在許多循環(huán)結(jié)構(gòu)，這些雖然只能由少數(shù)指令構(gòu)成但它們將多次執(zhí)行（4）程序中還包括許多對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理

主要表現(xiàn)在：（1）時間局限性（2）空間局限性

18.什么是spooling技術(shù)spooling系統(tǒng)有哪些組成Spooling技術(shù)是對脫機輸入，輸出系統(tǒng)的模擬。

組成：（1）輸入井和輸出井（2）輸出緩沖區(qū)和輸入緩沖區(qū)（3）輸入進程SPi和輸出進程SPo（4）請求打印隊列

特點：（1）提高了I/O的速度（2）將獨占設(shè)備改為共享設(shè)備（3）實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能

第四篇：操作系統(tǒng)總結(jié)

第一部分概述

一、導(dǎo)論

1.操作系統(tǒng)做什么

① 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)

② OS角色：對上：控制程序正確執(zhí)行，使用方便；對下：資源分配器

③ 核心功能：進程管理，內(nèi)存管理，文件管理，輸入輸出，保護和安全

2.計算機系統(tǒng)組織

① 中斷

② 存儲結(jié)構(gòu)：寄存器→高速緩存→主存→電子磁盤→光盤→磁帶

③ I/O結(jié)構(gòu)：I/O的同步、異步；慢速設(shè)備（中斷）快速設(shè)備（DMA）

3.操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：多道（使CPU總有一個任務(wù)執(zhí)行）、分時（高頻率切換任務(wù)）

4.進程管理

① 進程有其生命周期，進程是執(zhí)行中的程序

② 管理活動：創(chuàng)建或刪除用戶或系統(tǒng)進程；掛起或重啟進程；防死鎖；提供進程

同步、通信機制

③ 目的：使進程可以運行，相互協(xié)調(diào)不死鎖

5.內(nèi)存管理

① 目標：內(nèi)核健壯

② 保護方法：獨立操作模式:用戶模式，內(nèi)核模式；計數(shù)器定時中斷防止死循環(huán)

6.存儲管理

① 解決問題：速度匹配→緩存（緩存的命中率）

② 等級問題：一致性；多處理器下各緩存的一致性

二、操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.操作系統(tǒng)服務(wù)：用戶界面，程序執(zhí)行，I/O操作，文件系統(tǒng)操作，通信，錯誤檢測，資源分配，統(tǒng)計，保護和安全。

2.操作系統(tǒng)的用戶界面：命令解釋程序，圖形用戶界面

3.系統(tǒng)調(diào)用類型：進程控制，文件管理，設(shè)備管理，信息維護，通信

4.系統(tǒng)程序分類：文件管理，狀態(tài)信息，文件修改，程序設(shè)計語言支持，程序裝入和

執(zhí)行，通信，系統(tǒng)工具，應(yīng)用程序。

5.操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

① 簡單結(jié)構(gòu)(MS-DOS)：小空間多功能，應(yīng)用程序直接操作硬件，不安全，無模塊，接口和功能層次沒有區(qū)分

② 分層法：難劃分，效率低，但是構(gòu)造和調(diào)試簡單化

③ 微內(nèi)核：包括最小的進程和內(nèi)存管理以及通信，便于擴充操作系統(tǒng)。

④ 模塊化：動態(tài)加載模塊，允許內(nèi)核提供核心服務(wù)，也能動態(tài)的實現(xiàn)特定的功能 ⑤ 組合結(jié)構(gòu)

第二部分進程管理

一、進程

1.進程的概念

① 進程通常包括：程序計數(shù)器，棧，數(shù)據(jù)段

② 進程狀態(tài)：新建，運行，等待，就緒，終止

③ 進程控制塊PCB：進程狀態(tài)，程序計數(shù)器，CPU寄存器，CPU調(diào)度信息，內(nèi)存

管理信息，記賬信息，I/O狀態(tài)信息

④

2.進程調(diào)度

① 調(diào)度隊列：作業(yè)隊列，就緒隊列，設(shè)備隊列P80

② 調(diào)度程序：長期調(diào)度程序（作業(yè)調(diào)度程序）：從作業(yè)池中選擇進程，并裝入內(nèi)存

準備執(zhí)行。短期調(diào)度程序（CPU調(diào)度程序）：從準備執(zhí)行的進程中選擇進程，并為之分配CPU時間。中期調(diào)度程序：能將進程從內(nèi)存中移出。

長短期的區(qū)別是執(zhí)行頻率；長期調(diào)度控制多道程序設(shè)計的程度，中期調(diào)度可以降低多道。

③ I/O綁定進程，CPU綁定進程

④ 上下文切換：將CPU切換到另一個進程需要保存當前進程的狀態(tài)和恢復(fù)另一進

程的狀態(tài)。

3.進程操作

① 進程創(chuàng)程：創(chuàng)建新進程的執(zhí)行方式（父子進程并發(fā)執(zhí)行；父進程等待直到某個

或全部子進程執(zhí)行完畢）

新進程地址空間（子進程是父進程的副本；子進程裝入另一個新程序）

資源共享（所有/子集/不共享）

② 進程終止

父進程終止子進程的原因（子進程使用了超過它分配的資源；分配給子程序的任務(wù)不需要了；父進程結(jié)束）

4.進程間通信

① 通信基本模型：共享內(nèi)存，消息傳遞

② 共享內(nèi)存：消費者可能等待生產(chǎn)者；無限緩沖區(qū)，有限緩沖區(qū)的區(qū)別

③ 消息傳遞：

命名：直接通信（對稱尋址：接受者命名發(fā)送者；非對稱尋址：接受者不需要命名發(fā)送者）間接通信（郵箱、端口的參與）

同步：阻塞與非阻塞（發(fā)送，接收），同步與異步

緩沖：零容量（無緩沖）；有限容量、無限容量（自動緩沖）

5.客戶機-服務(wù)器通信：套接字SOCKET，RPC遠程調(diào)用，RMI遠程方法調(diào)用

二、線程

1.概述：多線程優(yōu)點：響應(yīng)度高，資源共享，經(jīng)濟，多處理器體系結(jié)構(gòu)的利用

2.多線程模型：用戶層的用戶線程或內(nèi)核層的內(nèi)核線程，用戶線程受內(nèi)核支持，而無

需內(nèi)核管理，而內(nèi)核線程由操作系統(tǒng)直接支持和管理，這兩種方法支持多線程。① 多對一模型（效率比較高，阻塞系統(tǒng)調(diào)用的后果）

② 一對一模型（更好的并發(fā)功能，缺點是創(chuàng)建一個用戶線程就需要一個內(nèi)核進程）③ 多對多模型（用戶可以創(chuàng)建任意多的線程；二級模型=多對多+一對一）

3.多線程問題

① 系統(tǒng)調(diào)用fork().exex()

② 線程取消異步取消（立即終止），延遲取消（檢查是否應(yīng)該終止）

③ 信號處理：信號必須有一個處理程序

④ 線程池：優(yōu)點（處理請求速度快，線程數(shù)量可控制）

三、CPU調(diào)度

1.基本概念

① CPU區(qū)間和I/O區(qū)間的概念

② 搶占與非搶占調(diào)度的概念（發(fā)生在：一個進程從運行切換到等待、運行切換到

就緒、等待切換到就緒、以及終止，1,4非搶占，2,3搶占）

2.調(diào)度準則：CPU利用率（使CPU盡量忙），吞吐量（測量工作的方法），周轉(zhuǎn)時間（從

進程提交到完成的時間），等待時間，響應(yīng)時間

3.調(diào)度算法

① 先到先服務(wù)調(diào)度FCFS（非搶占的）

② 最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度SJF（搶占，最優(yōu)算法，難知道下一CPU區(qū)間長度，用于長

期調(diào)度）

③ 最短剩余時間優(yōu)先調(diào)度SRTF（強占式的SJF，適合長期調(diào)度）

④ 優(yōu)先級調(diào)度（問題：無窮阻塞或饑餓，老化來解決；非搶占方式不用占用CPU

切換）

⑤ 輪轉(zhuǎn)調(diào)度RR（專為分時系統(tǒng)設(shè)計，是可搶占的，時間片過大變?yōu)镕CFS，時間片

過小等待時間段，但是切換頻繁）

⑥ 多級隊列調(diào)度（前臺與后臺的調(diào)度算法不同，RR與FCFS）？

⑦ 多級反饋隊列調(diào)度

⑧ 實時調(diào)度：硬實時（在特定硬件上保證時間），軟實時：盡力而為，優(yōu)先級不變，沒有饑餓現(xiàn)象

4.算法評估

① 確定性模型甘特圖

② 排隊模型 N=入*W（N平均隊列長度，W為隊列的平均等待時間，入為新進程

到達隊列的平均到達率）

③ 模擬

④ 實現(xiàn)

四、進程同步

1． 背景：競爭條件：共享內(nèi)存，共享變量

2． 臨界區(qū)問題

① 臨界區(qū)解決方案：進入去，臨界區(qū)，退出區(qū)，剩余區(qū)

② 效果：互斥，有空讓進，有限等待

③ 證明：1.互斥，臨界區(qū)一個時間只能有一個進程2.前進，臨界區(qū)內(nèi)無進程執(zhí)行，那么只有那些不在剩余區(qū)內(nèi)執(zhí)行的進程可參加選擇，這種選擇不能無限延遲3.有限等待，從一個進程做出進入臨界區(qū)的請求，知道該請求允許為止，其他進程允許進入其臨界區(qū)的次數(shù)有上限。

④ PETERSON算法

3． 信號量：計數(shù)信號量，二進制信號量

① 技術(shù)信號量用于控制訪問：當每個線程需要使用資源時，需要對該信號量執(zhí)行

acquire()操作，當線程釋放資源時，需要對該信號執(zhí)行release()操作。

② 用信號量解決同步問題

4． 管程：管程結(jié)構(gòu)確保一次只有一個進程能在管程內(nèi)活動

5． 經(jīng)典同步問題

① 生產(chǎn)者消費者問題

② 讀者寫者問題

③ 哲學家吃飯問題

五、死鎖

1.死鎖特征

① 必要條件：互斥，占有并等待，非搶占，循環(huán)等待

② 資源分配圖：分配圖沒有環(huán)則沒有死鎖，有環(huán)則有死鎖；有環(huán)則可能有死鎖。

2.死鎖預(yù)防

① 互斥：通常不能通過否定互斥條件來預(yù)防死鎖：有的資源本身就是非共享的。② 占有并等待：協(xié)議一：每個進程在執(zhí)行前申請并獲得所有資源；協(xié)議二，允許

進程在沒有資源時才可以申請資源。協(xié)議缺點：資源利用率低，可能發(fā)生饑餓。③ 非搶占：協(xié)議：如果一個進程占有資源并申請另一個不能立即分配的資源，那

么其現(xiàn)在已分配的資源都可被搶占。

④ 循環(huán)等待：對所有資源類型進行完全排序，且要求每個進程按遞增順序來申請

資源。

3.死鎖避免

① 安全狀態(tài):如果系統(tǒng)能按某個順序為每個進程分配資源并能避免死鎖，那么系統(tǒng)

狀態(tài)就是安全的。

② 單實例：資源分配圖：申請邊，分配邊，需求邊

③ 多實例：銀行家算法Available(向量),Max（矩陣）,Allocation（矩陣），Need(矩

陣),4.死鎖檢測

① 單實例：等待圖：當且僅當?shù)却龍D中有一個環(huán)時，系統(tǒng)存在死鎖

② 多實例：類似銀行家算法

5.死鎖恢復(fù)

① 進程終止：終止所有死鎖進程；一次只終止一個進程，直到取消死鎖循環(huán)為止 ② 資源搶占：問題：選擇一個犧牲品；回滾；饑餓

第三部分內(nèi)存管理

一、內(nèi)存管理

1.背景

① 地址綁定：編譯時（編譯時就知道進程將在內(nèi)存中的駐留地址，那么就可以生

成絕對代碼），加載時（生成可重定位的代碼），運行時（如果進程在執(zhí)行時可以從一個內(nèi)存段移到另一個內(nèi)存段，那么綁定必須延遲到執(zhí)行時才進行）

② 邏輯地址（CPU所生成的地址）物理地址（內(nèi)存單元所看到的地址）

③ 動態(tài)加載（子程序只在調(diào)用時加載，優(yōu)點不用的子程序絕不會被加載）④ 動態(tài)鏈接與共享庫（將連接延遲到運行時）

2.交換（沒看）

3.連續(xù)內(nèi)存分配：單分區(qū)，多分區(qū)

4.非連續(xù)內(nèi)存分配：分頁（分頁技術(shù)不會產(chǎn)生外部碎片）

5.動態(tài)存儲分配問題：首次適應(yīng)，最佳適應(yīng)，最差適應(yīng)

6.頁表結(jié)構(gòu)：層次頁表，哈希頁表，反向頁表

二、虛擬內(nèi)存

1.背景

① 多道盡可能多的程序，這也是內(nèi)存管理的目標

② 虛擬內(nèi)存好處：可以運行比物理內(nèi)存大的程序；更快的啟動和響應(yīng)（載入更快）；

更多的多道；更容易的共享文件盒地址空間；更少的輸入輸出。

2.按需調(diào)頁：在需要時才調(diào)入頁

① 有效位-無效位來來確定頁是否在內(nèi)存

② 有幀就加入，無幀就換頁，頁錯誤處理流程：檢查內(nèi)部表確定引用是否合法→

非法則終止，合法則調(diào)入→找到空閑幀，裝入內(nèi)存→修改內(nèi)部表→重啟指令 ③ 按需調(diào)頁的有效訪問時間：effective access time=(1-p)*ma+p*處理頁錯誤的時間

3.頁面置換（引用串）

① FIFO 先入先出

② 最優(yōu)算法：向后看，換頁的時候看內(nèi)存中哪個頁最晚用；是所有算法中產(chǎn)生頁

錯誤最低的算法；問題：需要引用串的未來知識

③ LRU最近最少使用算法：往前看，內(nèi)存中哪頁在列表序列中離的最遠，無Belady

異常

④ 算法實現(xiàn)：計數(shù)器（最近最少使用：換計數(shù)器值最小的）代價大：系統(tǒng)級，可

能溢出，一定會寫全表

頁碼堆棧：每當引用一個頁，該頁就從棧中刪除并放在棧頂。嚴格實現(xiàn)，但是代價高。

二次機會：引用位，引用時改為1,；換頁時，是1則置零，是0則換

計數(shù)算法：LFU最不經(jīng)常使用，MFU最經(jīng)常使用（可采用老化）

4.幀分配

① 分配策略限制：所分配的幀不能超過可用幀的數(shù)量，大于最小需求

② 每個進程幀的最少數(shù)量是由體系結(jié)構(gòu)決定的，而最大數(shù)量幀是由可用物理內(nèi)存

決定的。

③ 當指令完成之前出現(xiàn)頁錯誤，該指令必須重新執(zhí)行

④ 幀分配方法：

固定分配：平均分配、按比例分配

優(yōu)先級分配：全局置換（幀數(shù)可變），局部置換（固定）；全局置換算法的一個問題是進程不能控制其頁錯誤率，但是全局置換通常會有更好的系統(tǒng)吞吐量，且更為常用。

5.系統(tǒng)顛簸

① 顛簸產(chǎn)生的原因：搶幀→I/O上升→CPU使用率降低→多道繼續(xù)增加→忙于換頁 ② 工作集合策略防止了顛簸，并盡可能的提高了多道程序的程度，可以通過頁錯

誤頻率PFF來直接測量和控制頁錯誤以防止顛簸。上限之上分配更多，下限之下，減少幀數(shù)

6.其他問題

① 預(yù)調(diào)頁關(guān)鍵問題：采用預(yù)調(diào)頁的成本是否小于處理響應(yīng)頁錯誤的成本。② 頁大小問題：最佳頁大小的選擇，大頁，小頁

③ 優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)

第四部分存儲管理

一、文件系統(tǒng)接口

1.文件概念

① 文件是邏輯外存的最小分配單元，即數(shù)據(jù)除非在文件中，否則不能寫到內(nèi)存中。② 文件操作：寫，讀，重定位，刪除，截短

③ 文件加鎖：共享鎖，專用鎖；強制，建議文件加鎖機制

2.訪問方法：順序訪問，直接訪問，其他方法（索引）

3.目錄結(jié)構(gòu)

① 目錄操作：創(chuàng)建文件，刪除文件，遍歷目錄，重命名文件，跟蹤文件系統(tǒng) ② 評價目錄結(jié)構(gòu)：命名（不同文件同名），分組（同一文件不同命名）

③ 單層結(jié)構(gòu)目錄（命名，分組均無），雙層結(jié)構(gòu)目錄（可命名不可分組），樹狀結(jié)

構(gòu)（絕對，相對路徑；可命名分組），無環(huán)圖目錄（硬鏈接，軟鏈接），通用圖目錄

二、文件系統(tǒng)實現(xiàn)

1.文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：應(yīng)用程序→邏輯文件系統(tǒng)→文件組織模塊→基本文件系統(tǒng)→I/O控

制→設(shè)備

2.目錄實現(xiàn)：線性列表（編程簡單，運行費時，查找文件需要線性搜索）

哈希表（采取策略避免沖突）

3.分配方法

① 連續(xù)分配：每個文件在磁盤上占有一組連續(xù)的塊；困難時為新文件找到空間，外部碎片問題也可能很大，確定文件分配多大空間，② 鏈接分配：解決了連續(xù)分配的所有問題；必須順序訪問文件，指針需要空間，由于指針分配在整個磁盤，可靠性就成了一個問題。

FAT文件分配表：改善了隨機訪問時間，但是需要大量磁頭尋道時間

③ 索引分配：把所有指針都放在一起，構(gòu)成索引塊；支持直接訪問，且沒有外部

碎片問題，但是會浪費空間；索引塊分多大是個問題

鏈接方案（一個索引塊可以指向另一索引塊構(gòu)成鏈接）

多層索引（第一個索引塊指向第二個索引塊，第二個指向文件數(shù)據(jù)塊）

組合方案P404 N級間接塊（計算）

4.空閑空間管理：為向量（1空0滿）塊號碼計算：（值為0的數(shù)字）*（一個字的位

數(shù)）+第一個值為1的位的偏移；鏈表（所有空閑的塊用鏈表鏈接起來）；組（將N個空閑塊的地址存儲在第一個空閑塊中）；計數(shù)（）

第五篇：操作系統(tǒng)總結(jié)

操作系統(tǒng)基本基礎(chǔ)概念

多任務(wù)是指用戶可以在同一時間內(nèi)運行多個應(yīng)用程序,每個應(yīng)用程序被稱作一個任務(wù)。像Windows、LINUX就是支持多任務(wù)的操作系統(tǒng)。每個任務(wù)使用由操作系統(tǒng)分配的短暫的時間片(Timeslice)輪流使用CPU,由于CPU對每個時間片的處理速度非?？?在用戶看來好像這些任務(wù)在同時執(zhí)行，這叫做時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法。還有更多的多任務(wù)調(diào)度方法。

實時系統(tǒng)

（REAL TIME system）是指系統(tǒng)能及時的響應(yīng)外部時間的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致的運行。分為硬實時任務(wù)和軟實時任務(wù)，系統(tǒng)對任務(wù)的截止時間有要求否則會出現(xiàn)難以預(yù)測的結(jié)果，這就是硬實時任務(wù)，反之要求不是很嚴格則為軟實時任務(wù)。

操作系統(tǒng)的基本特性

并發(fā)與并行：并發(fā)性是兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生。而并行性是兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。

進程：為了使多個程序能并發(fā)的執(zhí)行，系統(tǒng)必須為每個程序建立進程（process）。簡單說來~進程是指在操作系統(tǒng)中能獨立運行并作為資源分配的基本單位。他是由一組機器指令數(shù)據(jù)、堆棧等組成的，是一個能獨立運行的活動實體。多個進程之間可以并發(fā)的執(zhí)行和交換信息。一個進程在運行時需要一定的資源，如CPU、內(nèi)存空間、IO設(shè)備等。

我的注解：進程很重要。Linux的進程之間的關(guān)系可以這樣描述：一個完整的main函數(shù)運行的時候，在linux里是以進程的形式存在的。系統(tǒng)啟動之后運行的第一個進程的進程號是1，叫做init進程，一切進程都從它派生出來，一個父進程可以派生另一個進程，即為子進程，這倆進程為并行關(guān)系。子進程也可以創(chuàng)建子進程。

進程的創(chuàng)建在linux里邊用fork（）函數(shù)它有兩個返回值，一個是在父進程中返回，返回的是子進程號，一個是在子進程中返回，如果子進程創(chuàng)建成功，則返回的是0。子進程是父進程的一個拷貝，現(xiàn)代的進程創(chuàng)建都用vfork（）創(chuàng)建子進程之后，并不拷貝全部的進程空間，只有在用到時才拷貝，叫做寫時復(fù)制技術(shù)（copy on write）。

Linux里邊這樣創(chuàng)建子進程：

pid_t pid=fork();//這里的pid_t是一種數(shù)據(jù)類型（如int），這里代表進程號（實質(zhì)上也是個整形變量int）

If(pid==0){這里邊就是子進程代碼}

Else if(pid>0){這里邊是父進程代碼，pid的值是子進程的進程號PID}

線程：通常在一個進程中可以包含若干個線程，他們可以利用進程所擁有的資源。在引入線程的操作系統(tǒng)中，一般都把進程作為分配資源的基本單位。而把線程作為獨立運行和獨立調(diào)度的基本單位。優(yōu)點：運行效率更高。

進程的狀態(tài)：一般分為就緒狀態(tài)。執(zhí)行狀態(tài)。阻塞狀態(tài)。

操作系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖的原因：1.競爭資源。2.進程間推進順序非法。比如說：一個進程占有一個資源A，當他運行到需要用到被另一個進程占用的資源B時，沒有得到，于是進入等待退出運行，而這個占有資源B的進程還想得到資源A，但是占有A的進程此刻在休眠，也沒得到，所以這個進程也進入等待退出運行。這樣兩兩相互等待造成了死鎖。解決方法：1.在進程運行開始時就把所有資源占好。2.按順序加鎖。比如要得到資源B首先要對A加鎖，如果得不到就不能加鎖。所有進程都按照這個方法進行。