第一篇：操作系統總結

1.操作系統的定義: 操作系統是一組控制和管理計算機硬件的軟件資源,合理地對各類作業進行跳讀,以及方便用戶使用的程序集合.2.操作系統的目標: 有效性,方便性,可擴充性,開放性.3.操作系統的基本 :并發性,共享性,虛擬性,異步性.4.操作系統四類資源(主要功能)處理器管理功能存儲器管理功能設備管理功能文件管理功能 5并發的概念: 指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生.6進程的概念: 進程是進程實體的運行過程,是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位.7信號量機制: 整形信號量,記錄性信號量,and性信號量,信號集

8線程 :獨立運行的基本單位

屬性 :1.輕型實體,線程中的實體基本上不擁有系統資源,只有一些必不可少,保證其獨立性運行的資源.2.獨立調度和分派的基本單位3.可并發執行,在一個進程中的多個線程之間可以并發執行,甚至允許在一個進程 中的所有線程都能并發執行,同樣,不同進程中的線程也能并發執行.4.共享進程資源.9進程控制塊PCB的概念 : 它是就弄成實體的一部分.是操作系統中最重要的記錄性數據結構,PCB中記錄了操作系統所需的用于描述進程的當前情況以及控制進程運行的全部信息信號量的應用 : 利用信號量進行實現進程互斥,利用信號量實現前趨關系 1作業調度(高級調度): 主要功能是根據作業控制塊中的信息,審查系統能否滿足用戶作業的資源需求,以及按照一定的算法,從外存的后備隊列中選取某些作業調入內存,并為他們創建進程,分配必要的資源,然后再將新創建的進程插入就緒隊列準備執行 2低級調度定義 :也成為進程調度或者短程調度,他所調度的對象是進程.主要功能: 1.保存處理機的現場信息2按某種算法選取進程3.把處理器分配給進程 3調度算法(搶占.非搶占的區別及聯系):

非搶占方式:在采用這種調度方式時,一旦把處理機分配給某進程,不管他要運行多長時間,都一直讓他運行下去,直到該進程完成,資源釋放處理機.或發生某事件而被阻塞時才把處理機分配給其他進程,這種調度方式實現簡單系統開銷小,但難以滿足緊急任務的要求 搶占方式: 允許調度程序根據某種原則去展廳某個正在執行的進程,將已分配給該進程的處理機重新分配給另一進程.優點是可以防止一個長進程長時間占用處理機,能為對大多數進程提供更公平的服務,特別是能滿足對相應時間有著嚴格要求的實時任務的需求,但搶占方式比非搶占方式調度所需付出的開銷較大,搶占式基于優先權原則,短作業優先原則,時間片原則,4高響應比優先調度算法: 為每個作業引入動態優先權,并使祖業的優先級隨著等待時間的增加而以速率提高,則場作業在等待一定時間后,必然有機會分配到處理機

優先權=(等待時間+要求服務時間)/要求服務時間=響應時間/要求服務時間=Rp;

由上式可看出: 1.有利于短作業2.它實現的是先來先服務3.對于場作業,作業的優先級可以隨等待時間的增加而提高,當其等待時間足夠長,其優先級便可升到很高,從而也可獲得處理機 該算法既照顧了短作業,也考慮了作業到到達的先后次序,不會使長作業長期得不到服務,但每要進行調度之前,都要做相應比的計算,增加系統開銷

5死鎖的概念 : 指多個進程橫在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局,當進程處于這種僵持狀態時,若無外力作業,他們都將無法再向前推進 6產生死鎖的必要條件: 1.互斥條件,2，請求和保持條件3，不剝奪條件4，環路等待條件 7銀行家算法:某系統中有10臺打印機，有三個進程P1 P2 P3分別需要8臺 7臺 4臺 若P1 P2，P3已申請到4臺，2臺和2臺。試問：按銀行家算法能安全分配嗎? 答:申請后 系統把2臺機分配給p3，p3完成后釋放所有的資源4，再分配給p1，p1完成后釋放8，再分配給p2

安全狀態:指體統能按著某種進程順序(p1,p2,...pu)來為每個進程pi分配其所需資源,知道滿足每個進程對資源的最大需求,是每個進程都可順利的完成8快表概念: 具有并行查詢能力的特殊高速緩沖寄存器,用以存放當前訪問的那些頁表項,虛

擬存儲器的基本概念,是指具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲器系統,其邏輯容量,由內容容量和外存容量之和所決定,其運行速度接近于內存速度,而每位的成本卻有接近于外存.局部性原理: 1,.程序執行除了少部分的轉移和過程調用指令外,在大多數情況仍是順序執行的2，過程調用將會使程序的執行軌跡由一部分區域轉至另一部分區域,過程調用的深度在大多數情況下都不超過5，即程序將會在一段時間內部局限在這些過程的范圍內運行3，程序中存在許多循環結構,這些雖然只要有少數指令構成,但是他們將多次執行4，程序中還包括許多對數據結構的處理,如對數組進行操作,他們往往都局限于很小的范圍內.局限性還表現在: 時間局限性,空間局限性

最佳值換算法:先進先出置換算法,最近很久沒使用置換算法:基于分頁和分段的區別: 分頁和分段的區別?

A分頁和分段都采用離散分配的方式,且都要通過抵制映射機構來實現地址變換,這是他們的共同點,B對于他們的不同點有三,第一從功能上頁是信息的物理單位,分頁是實現離散分配方式,以消減內存的外零頭提高內存的利用率,即滿足系統管理的需要而不是用戶的需要,而段式信息的邏輯單位,他含有一組其意義相對完整的信息,目的是為了能更好的滿足用戶的需要,C頁的大小固定且由系統確定,而段的長度卻不固定,決定于用戶所編寫的程序D分頁的組也抵制空間是一維的,而分段的作業抵制空間是二維的.3虛擬設備:指通過虛擬技術將一臺獨占變換為若干臺邏輯設備,供若干個用戶(程)同時使用 1 為何要引入設備獨立性?如何實現設備獨立性?

答:在現代操作系統中,為了提高系統的可適應性和可擴展性,都毫無例外地實現了設備獨立

性也即是設備無關性,其基本含義是應用程序獨立于具體使用的物理設備,即應用程序以邏輯設備名稱來請求使用某類設備,進一步說在實現了設備獨立性的功能后,可帶來兩方面的好處(1)設備分配時的靈活性(2)易于實現I/O重定向(指用于I/O操作的設備可以更換即重方向而不必改變應用程序).為了實現設備的獨立性,應引入邏輯設備和物理設備兩個

概念,在應用程序中,使用邏輯設備名稱來請求使用某類設備,而系統執行時,是使用物理設備名稱,鑒于驅動程序是一個與硬件(或設備)緊密相關的軟件,必須在驅動程序之上設備一層軟件,稱為設備獨立性軟件,以執行所有設備的公有操作,完成邏輯設備名到物理設

備名的轉換(為此應設備一張邏輯設備表)并向用戶層(或文件層)軟件提供統一接口,從 而實現設備的獨立性

通道: 主要目的是為了建立獨立的IO操作,不僅使數據的傳送能獨立于cpu,而且也希望有關對IO操作的組織,管理及結束處理盡量獨立,以保證cpu有更多的時間去進行數據處理磁盤調度算法: 1.先來先服務2最短尋道時間優先3掃描(scan)算法4循環掃描(cscan)算法5NStcpSCAN和FSCAN調度算法

SPOOLing技術:為了緩和cpu的高速型于IO設備低速性間的矛盾而引人了脫機輸入,脫機輸出技術,該技術是利用專門的外圍控制機,將低速IO設備上的數據傳送到高速磁盤上,或者相反,事實上當系統中引人了多道程序技術后,完全可以利用其中的一道程序,來模擬脫機輸入是的外圍控制機功能,把數據從磁盤傳送到低速輸出設備上 SPOOling系統的組成: SPOOLIng系統是對脫機I/O工作的模擬,其必須有高速隨機外存(通常采用磁盤)的支持

SPOOLING系統主要有以下四個部分: 1.輸入井和輸出井,為磁盤上開辟的兩大存儲空間,分別模擬脫機輸入/出時的磁盤并用于收容I/O設備輸入的數據和用戶程序的輸出數據2輸入緩沖區和輸出緩沖區,在內存中開辟,分別用于暫停由輸入設備和輸出井送來的數據3輸入進程SPi和輸出進程SP0分別模擬脫機輸入/出時的外圍控制機,用于控制I/O過程4I/O請求隊列,由系統為各個I/O請求進程建立的I/O請求表構成的隊列

.廉價磁盤冗余陣列:利用一臺磁盤陣列控制器,來統一管理和控制一組磁盤驅動器,組成一個高度可靠的,快速的大容量磁盤系統

索引接點: 索引節點是一個結構,他包含了一個文件的長度,創建及修改時間權限所屬關系磁盤中的位置等信息

FAT表: Allocation Table文件分配表,他的作用是記錄硬盤中有關文件如何被分散存儲在不同扇區的信息

當前目錄: 為了提高文件檢索速度,文件系統向用戶提供了一個當前正在使用的目錄索引文件的優缺點 優點:第一,通過創建唯一性索引,尅保證數據庫表中每一行數據的唯一性,第二可以大大加快數據的檢索速度 第三可以加速表和表之間的連接 第四在使用分組和排序字句進行數據檢索時 同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間 第五 通過

使用索引可以在查詢的過程中 使用優化隱藏器提高系統的性能, 缺點第一創建索引和 維護索引要耗費時間 第二索引需要占物理空間 第三當對表中的數據進行增加刪除和 修改的時候,索引也要動態的維護,這樣子就降低了數據的維護速度

順序文件的優缺點:優點:a對諸記錄進行批量存取時,存取效率最高b只有順序文件才能存儲在磁帶上并能有效的工作

缺點a交互應用時性能差b增加或修改一個記錄比較困難,為了解決這一問題可以為順序文件配置一個運行記錄文件(log file)或稱為事物文件(transactionFile)把試圖增加刪除或者修改的信息記錄于其中,規定每個一定時間例如4個小時,將運行記錄文件于原來的主文件加以合并,產生一個按關鍵字排序的新文件

FAT表的計算:成組鏈接法:將空閑表法和空閑鏈表法相結合形成的一種空閑盤塊管理方法他兼備了這兩種方法的優點而克服了兩種方法均有的表太長的缺點

第二篇：操作系統總結

什么是OS，OS有哪幾個特征？其最基本的特征是什么？

答：操作系統是為了達到方便用戶和提高利用率的目的而設計的，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，共享，虛擬，異步性四個基本特征。其中最基本的特征為并發性

2什么是進程及與程序的區別與聯系，為什么PCB是進程存在的唯一標志？

進程是程序的一次執行過程，是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。

區別：（1）進程是動態的，程序是靜態的。（2）進程具有并發性，而程序沒有（3）進程是資源分配和處理機調度的獨立單位，其并發性受系統制約（4）一個程序多次執行，對應多個進程，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，系統總是通過PCB對進程進行控制的3處理機三級調度分別完成什么工作？

（1）高級調度：就是作業調度，用于決定把外存上處于后備隊列中的哪些作業調入內存，并為它們創建進程，分配必要的資源，然后，再將新創建的進程排在就緒隊列上，準備執行

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

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

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

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

6試修改下面生產者---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，執行完wait(mutex)，則mutex賦值為0，倘若full 也為0，則該生產者進程就會轉入進程鏈表進行等待，而生產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，從邏輯上來說應該是一樣的.7什么是死鎖?死鎖產生的有哪些

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）環路等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環等待資源關系。同步機制應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）讓權等待.程序有幾種連接方式

（1）靜態鏈接方式（2）裝入時動態鏈接（3）運行時動態鏈接

10什么是動態重定位方式及為什么要引入動態重定位方式及如何實現？

程序和數據裝入內存時需對目標程序中的地址進行修改。這種把邏輯地址轉變為內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，即一個作業中相對獨立的部分。多個段在內存中占有離

散的內存單元，對每個段，在內存占有一連續的內存空間，其內存的分配與回收同可變分區的內存分配與回收辦法

分頁與分段的主要區別是？

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

12動態分區存儲管理中內存的回收方式

13.什么是對換，對換的分類及主要用途在進程換出時應遵循什么原則

對換是把內存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數據調出到外存上，以便騰出足夠的內存空間，再把因具備運行條件的進程或者進程所需要的程序或數據調入內存。

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

規則：內存空間不夠用才換出。系統處于阻塞狀態，且優先級最低的進程最先換出。若換入：系統處于就緒狀態，且優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：是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統。

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存及訪問內存的目的，及具有快表的分頁存儲管理系統的地址變換過程。

兩次。第一次：訪問內存中的頁表，從中找到頁的物理塊號，再將塊號與頁內偏移量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據

地址變換過程：CPU給出有效地址后，地址變換機構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，則要訪問在內存中的頁表，從頁表中讀出物理塊號與頁內地址相拼接，得到物理地址，同時，還應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。

16.什么是緊湊技術及為什么要引入

緊湊：把原來多個分散的小分區拼接成一個大分區的方法

引入：提高內存的利用率，讓大容量的作業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方面

局部性原理：（1）程序執行時，除少部分轉移和過程調用指令外，大多數條件下任是順序執行的（2）過程調用將會使程序的執行軌跡由一部分區域轉至另一部分區域，但經驗就看出過程調用的深度在大多數情況下不會超過5（3）程序中存在許多循環結構，這些雖然只能由少數指令構成但它們將多次執行（4）程序中還包括許多對數據結構的處理

主要表現在：（1）時間局限性（2）空間局限性

18.什么是spooling技術spooling系統有哪些組成Spooling技術是對脫機輸入，輸出系統的模擬。

組成：（1）輸入井和輸出井（2）輸出緩沖區和輸入緩沖區（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）將獨占設備改為共享設備（3）實現了虛擬設備功能

第三篇：操作系統總結

第一部分概述

一、導論

1.操作系統做什么

① 馮諾依曼體系結構

② OS角色：對上：控制程序正確執行，使用方便；對下：資源分配器

③ 核心功能：進程管理，內存管理，文件管理，輸入輸出，保護和安全

2.計算機系統組織

① 中斷

② 存儲結構：寄存器→高速緩存→主存→電子磁盤→光盤→磁帶

③ I/O結構：I/O的同步、異步；慢速設備（中斷）快速設備（DMA）

3.操作系統結構：多道（使CPU總有一個任務執行）、分時（高頻率切換任務）

4.進程管理

① 進程有其生命周期，進程是執行中的程序

② 管理活動：創建或刪除用戶或系統進程；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，相互協調不死鎖

5.內存管理

① 目標：內核健壯

② 保護方法：獨立操作模式:用戶模式，內核模式；計數器定時中斷防止死循環

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、操作系統結構

1.操作系統服務：用戶界面，程序執行，I/O操作，文件系統操作，通信，錯誤檢測，資源分配，統計，保護和安全。

2.操作系統的用戶界面：命令解釋程序，圖形用戶界面

3.系統調用類型：進程控制，文件管理，設備管理，信息維護，通信

4.系統程序分類：文件管理，狀態信息，文件修改，程序設計語言支持，程序裝入和

執行，通信，系統工具，應用程序。

5.操作系統結構：

① 簡單結構(MS-DOS)：小空間多功能，應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分

② 分層法：難劃分，效率低，但是構造和調試簡單化

③ 微內核：包括最小的進程和內存管理以及通信，便于擴充操作系統。

④ 模塊化：動態加載模塊，允許內核提供核心服務，也能動態的實現特定的功能 ⑤ 組合結構

第二部分進程管理

一、進程

1.進程的概念

① 進程通常包括：程序計數器，棧，數據段

② 進程狀態：新建，運行，等待，就緒，終止

③ 進程控制塊PCB：進程狀態，程序計數器，CPU寄存器，CPU調度信息，內存

管理信息，記賬信息，I/O狀態信息

④

2.進程調度

① 調度隊列：作業隊列，就緒隊列，設備隊列P80

② 調度程序：長期調度程序（作業調度程序）：從作業池中選擇進程，并裝入內存

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

長短期的區別是執行頻率；長期調度控制多道程序設計的程度，中期調度可以降低多道。

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和恢復另一進

程的狀態。

3.進程操作

① 進程創程：創建新進程的執行方式（父子進程并發執行；父進程等待直到某個

或全部子進程執行完畢）

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不需要了；父進程結束）

4.進程間通信

① 通信基本模型：共享內存，消息傳遞

② 共享內存：消費者可能等待生產者；無限緩沖區，有限緩沖區的區別

③ 消息傳遞：

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

同步：阻塞與非阻塞（發送，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-服務器通信：套接字SOCKET，RPC遠程調用，RMI遠程方法調用

二、線程

1.概述：多線程優點：響應度高，資源共享，經濟，多處理器體系結構的利用

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

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

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

3.多線程問題

① 系統調用fork().exex()

② 線程取消異步取消（立即終止），延遲取消（檢查是否應該終止）

③ 信號處理：信號必須有一個處理程序

④ 線程池：優點（處理請求速度快，線程數量可控制）

三、CPU調度

1.基本概念

① CPU區間和I/O區間的概念

② 搶占與非搶占調度的概念（發生在：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.調度準則：CPU利用率（使CPU盡量忙），吞吐量（測量工作的方法），周轉時間（從

進程提交到完成的時間），等待時間，響應時間

3.調度算法

① 先到先服務調度FCFS（非搶占的）

② 最短作業優先調度SJF（搶占，最優算法，難知道下一CPU區間長度，用于長

期調度）

③ 最短剩余時間優先調度SRTF（強占式的SJF，適合長期調度）

④ 優先級調度（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 輪轉調度RR（專為分時系統設計，是可搶占的，時間片過大變為FCFS，時間片

過小等待時間段，但是切換頻繁）

⑥ 多級隊列調度（前臺與后臺的調度算法不同，RR與FCFS）？

⑦ 多級反饋隊列調度

⑧ 實時調度：硬實時（在特定硬件上保證時間），軟實時：盡力而為，優先級不變，沒有饑餓現象

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

四、進程同步

1． 背景：競爭條件：共享內存，共享變量

2． 臨界區問題

① 臨界區解決方案：進入去，臨界區，退出區，剩余區

② 效果：互斥，有空讓進，有限等待

③ 證明：1.互斥，臨界區一個時間只能有一個進程2.前進，臨界區內無進程執行，那么只有那些不在剩余區內執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的請求，知道該請求允許為止，其他進程允許進入其臨界區的次數有上限。

④ PETERSON算法

3． 信號量：計數信號量，二進制信號量

① 技術信號量用于控制訪問：當每個線程需要使用資源時，需要對該信號量執行

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

② 用信號量解決同步問題

4． 管程：管程結構確保一次只有一個進程能在管程內活動

5． 經典同步問題

① 生產者消費者問題

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，循環等待

② 資源分配圖：分配圖沒有環則沒有死鎖，有環則有死鎖；有環則可能有死鎖。

2.死鎖預防

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

進程在沒有資源時才可以申請資源。協議缺點：資源利用率低，可能發生饑餓。③ 非搶占：協議：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

么其現在已分配的資源都可被搶占。

④ 循環等待：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:如果系統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

狀態就是安全的。

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：當且僅當等待圖中有一個環時，系統存在死鎖

② 多實例：類似銀行家算法

5.死鎖恢復

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

第三部分內存管理

一、內存管理

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（如果進程在執行時可以從一個內存段移到另一個內存段，那么綁定必須延遲到執行時才進行）

② 邏輯地址（CPU所生成的地址）物理地址（內存單元所看到的地址）

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

2.交換（沒看）

3.連續內存分配：單分區，多分區

4.非連續內存分配：分頁（分頁技術不會產生外部碎片）

5.動態存儲分配問題：首次適應，最佳適應，最差適應

6.頁表結構：層次頁表，哈希頁表，反向頁表

二、虛擬內存

1.背景

① 多道盡可能多的程序，這也是內存管理的目標

② 虛擬內存好處：可以運行比物理內存大的程序；更快的啟動和響應（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.按需調頁：在需要時才調入頁

① 有效位-無效位來來確定頁是否在內存

② 有幀就加入，無幀就換頁，頁錯誤處理流程：檢查內部表確定引用是否合法→

非法則終止，合法則調入→找到空閑幀，裝入內存→修改內部表→重啟指令 ③ 按需調頁的有效訪問時間：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 最優算法：向后看，換頁的時候看內存中哪個頁最晚用；是所有算法中產生頁

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，內存中哪頁在列表序列中離的最遠，無Belady

異常

④ 算法實現：計數器（最近最少使用：換計數器值最小的）代價大：系統級，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，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

計數算法：LFU最不經常使用，MFU最經常使用（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量，大于最小需求

② 每個進程幀的最少數量是由體系結構決定的，而最大數量幀是由可用物理內存

決定的。

③ 當指令完成之前出現頁錯誤，該指令必須重新執行

④ 幀分配方法：

固定分配：平均分配、按比例分配

優先級分配：全局置換（幀數可變），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吞吐量，且更為常用。

5.系統顛簸

① 顛簸產生的原因：搶幀→I/O上升→CPU使用率降低→多道繼續增加→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

6.其他問題

① 預調頁關鍵問題：采用預調頁的成本是否小于處理響應頁錯誤的成本。② 頁大小問題：最佳頁大小的選擇，大頁，小頁

③ 優化程序結構

第四部分存儲管理

一、文件系統接口

1.文件概念

① 文件是邏輯外存的最小分配單元，即數據除非在文件中，否則不能寫到內存中。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.目錄結構

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

③ 單層結構目錄（命名，分組均無），雙層結構目錄（可命名不可分組），樹狀結

構（絕對，相對路徑；可命名分組），無環圖目錄（硬鏈接，軟鏈接），通用圖目錄

二、文件系統實現

1.文件系統結構：應用程序→邏輯文件系統→文件組織模塊→基本文件系統→I/O控

制→設備

2.目錄實現：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 連續分配：每個文件在磁盤上占有一組連續的塊；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，第二個指向文件數據塊）

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的數字）*（一個字的位

數）+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（）

第四篇：操作系統總結

操作系統基本基礎概念

多任務是指用戶可以在同一時間內運行多個應用程序,每個應用程序被稱作一個任務。像Windows、LINUX就是支持多任務的操作系統。每個任務使用由操作系統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常快,在用戶看來好像這些任務在同時執行，這叫做時間片輪轉調度法。還有更多的多任務調度方法。

實時系統

（REAL TIME system）是指系統能及時的響應外部時間的請求，在規定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協調一致的運行。分為硬實時任務和軟實時任務，系統對任務的截止時間有要求否則會出現難以預測的結果，這就是硬實時任務，反之要求不是很嚴格則為軟實時任務。

操作系統的基本特性

并發與并行：并發性是兩個或多個事件在同一時刻發生。而并行性是兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。

進程：為了使多個程序能并發的執行，系統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據、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的執行和交換信息。一個進程在運行時需要一定的資源，如CPU、內存空間、IO設備等。

我的注解：進程很重要。Linux的進程之間的關系可以這樣描述：一個完整的main函數運行的時候，在linux里是以進程的形式存在的。系統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，這倆進程為并行關系。子進程也可以創建子進程。

進程的創建在linux里邊用fork（）函數它有兩個返回值，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，如果子進程創建成功，則返回的是0。子進程是父進程的一個拷貝，現代的進程創建都用vfork（）創建子進程之后，并不拷貝全部的進程空間，只有在用到時才拷貝，叫做寫時復制技術（copy on write）。

Linux里邊這樣創建子進程：

pid_t pid=fork();//這里的pid_t是一種數據類型（如int），這里代表進程號（實質上也是個整形變量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度的基本單位。優點：運行效率更高。

進程的狀態：一般分為就緒狀態。執行狀態。阻塞狀態。

操作系統產生死鎖的原因：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。

第五篇：操作系統重點總結

CPU內部結構

8086分為兩個部分：總線接口部件BIU和執行部件EU

BIU主要功能負責CPU與存儲器、I/O接口之間的信息傳遞。

BIU部件包括(1).四個段地址寄存器：代碼段寄存器CS、數據段寄存器DS、堆棧段寄存器ss、附加段寄存器ES、(2).指令指針寄存器IP、(3).20位地址加法器、(4).6B的指令隊列、(5).總線控制邏輯電路。

EU主要功能負責指令的執行。EU部件包括(1).四個通用寄存器：累加器AX、基址寄存器BX、計數器CX、數據寄存器DX。(2).四個專用寄存器：堆棧指針寄存器SP、基址指針寄存器BP、源變址寄存器SI、目的變址寄存器DI。(3).算數邏輯單元ALU。(4).標志寄存器FR。(5).EU控制電路。

CPU寄存器

1.通用寄存器AX,BX,CX,DX,每一個寄存器都是16位的，既可以作為16位，又可以拆成高、低8位，分別作為兩個獨立8位寄存器使用。AX(AH,AL)累加器 BX(BH,BL)基址寄存器 CX(CH,CL)技術寄存器 DX(DH,DL)數據寄存器 2.專用寄存器SP,BP,SI,DI

SP堆棧指針寄存器：在堆棧中存放棧頂偏移指針，永遠指向堆棧的棧頂。BP基址指針寄存器：一般也用來存放訪問內存時的基地址。

SI源變址寄存器、DI目的變址寄存器：它們常常用在變址尋址方式中。3.段寄存器CS,DS,SS,ES CS代碼段寄存器。DS數據段寄存器。SS堆棧段寄存器。ES附加段寄存器。

每一個段寄存器都是16位。4.指令指針寄存器IP

16位的指令指針寄存器IP 用于存放

下一條執行指令的偏移地址。CPU取指令總以CS為段基址，以IP 位段內偏移地址。當CPU從CS段內偏移地址為(IP)的內存單元中取出指令代碼的一個字節后，IP 會自動加1，從而指向代碼的下一個字節，用戶不能直接訪問IP寄存器。5.標志寄存器FR

它是16位寄存器，但只使用其中的9位，這9位包括6個狀態標志位和3個控制標志位。狀態標志記錄了前面算術邏輯運算結果的一些特征；控制標志是用戶自己通過指令設置的，設置后將對其后的操作產生控制作用。

指令、偽指令與宏指令

指令語句是可執行語句，在匯編中要產生對應的機器代碼，與機器指令有一一對應關系，是CPU指令系統中的指令的符號形式，CPU根據這些代碼執行相應的操作。

偽指令語句是不可執行語句，沒有機器指令與其對應，在匯編中不產生機器代碼，是匯編程序支持的一種命令，在匯編程序對匯編語言源程序匯編期間由匯編程序執行，告訴匯編程序如何匯編源程序，可以完成數據的定義、內存的分配等功能。

宏指令語句是以一條宏指令代表一段程序，經過定義之后，在程序中出現該程序段的地方均可用宏指令代替，簡化了程序設計。在匯編時，凡出現宏指令語句的位置都會被換成相應的程序段。

DOS系統功能調用

DOS功能模塊位于BIOS的上層，對硬件的以來較小，DOS功能既可用于操作系統管理，又可用于匯編程序的設計。(1).設置所要調用功能的入口參數(2).在AH寄存器中存入搜要調用功能的功能號。

(3).通過INT n(系統功能調用用INT 21H)指令自動轉入中斷子程序入口。(4).相應中斷子程序運行完畢，可按規

定取得出口參數。

CPU與外設間信息調用

微機與外設之間的信息傳遞實際上是CPU與接口之間的信息傳遞，它們之間信息傳遞的主要方式有以下五種：(1).無條件傳送方式：又稱為同步方式，它所有的操作均由執行程序完成，主要適用于CPU或外圍設備始終是準備好了的情況，或者危機和外設是完全同步的情況。

(2).程序查詢方式：(3).中斷處理方式：(4).DMA控制方式：(5).I/O處理機方式：

8259A工作方式 1.中斷觸發方式(1).邊沿觸發方式。(2).電平觸發方式。2.連接系統總線方式

該方式用來確定系統總線與8259A數據總線之間是否需要進行緩沖。(1).緩沖方式。(2).非緩沖方式。3.屏蔽中斷源的方式

8259A 8個中斷請求線上的每一個都可以根據需要決定是否屏蔽，屏蔽是通過編程使屏蔽寄存器IMR相應位置0或置1，從而允許或禁止該位所對應的中斷。

(1).普通屏蔽方式。(2).特殊屏蔽方式。4.優先級排隊的方式

8259A對中斷優先級的管理是中斷管理的核心問題。(1).全嵌套方式(2).特殊全嵌套方式(3).優先權自動循環方式(4).優先權特殊自動循環方式 5.中斷結束方式(1).自動中斷結束方式。(2).普通中斷結束方式。(3).特殊中斷結束方式。