第一章 操作系統(tǒng)概述

1.一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的

2.計算機軟件是指程序和與程序相關(guān)的文檔的集合

3.按功能分，可把軟件分為：系統(tǒng)軟件 和 應(yīng)用軟件

4.操作系統(tǒng)是在“裸機”上加載的第一層軟件，操作系統(tǒng)可以被看作是計算機系統(tǒng)的核心：1）統(tǒng)管整個系統(tǒng)資源、制定各種資源的分配策略。2）調(diào)度系統(tǒng)中的用戶程序，，協(xié)調(diào)他們對資源的需求，協(xié)調(diào)它們對資源的需求。使整個系統(tǒng)在高效、有序的環(huán)境里工作。

5.操作系統(tǒng)的定義：控制和管理軟硬件資源，協(xié)調(diào)調(diào)度用戶程序的一個大型程序

6.操作系統(tǒng)的功能：1）進程管理：進程管理、調(diào)度，CPU分配 。2）存儲器管理：內(nèi)存分配，地址映射等。3）設(shè)配管理：I/O設(shè)備等。4）作業(yè)管理：負責(zé)處理用戶提交的任何要求。5）文件管理：目錄管理，讀寫管理和保護。

7.操作系統(tǒng)的種類：1）單道批處理系統(tǒng)；2）多道批處理系統(tǒng)；3）分時系統(tǒng)；4）實時系統(tǒng)；

第二章 進程管理

1.進程是計算機中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過程，是一個動態(tài)的概念，是資源分配和調(diào)度的基本單位。

2.程序是一個在時間上嚴格有序的指令集合

3.如何理解“并發(fā)”、“并行”、“串行”？

并行：從宏觀上看是并行的，同時在內(nèi)存的多個進程都在執(zhí)行，互不影響

串行：從微觀上看是串行的，任何時刻CPU都只能執(zhí)行一個進程，這些進程對CPU的使用是輪流的、交替的

并發(fā)：邏輯上相互獨立的進程，在執(zhí)行時間上相互重疊，這種特性稱為程序執(zhí)行的并發(fā)性。

4.進程的特性：1）動態(tài)性；2）并發(fā)性；3）獨立性；4）異步性

5.進程的狀態(tài)：1）創(chuàng)建；2）就緒；3）運行；4）阻塞

6.進程的組成：程序，數(shù)據(jù)集合，進程控制塊。其中，進程控制塊（PCB）是進程存在的唯一標(biāo)識，包含：進程標(biāo)識符、處理機狀態(tài)、進程調(diào)度信息、進程控制信息。

7.通過進程調(diào)度程序來分配CPU，常見的進程調(diào)度算法有：
? ?1）先來先服務(wù)；2）時間片輪轉(zhuǎn)；3）優(yōu)先級調(diào)度；4）多級隊列調(diào)度

8.將CPU分配給某個進程后，處理其能占用多長時間的方式有兩個：1）可剝奪方式；2）不可剝奪方式

9.對進程直接操作（創(chuàng)建，就緒，運行，阻塞）的程序稱為原語，具有不可分割性，通常利用屏蔽中斷的方法實現(xiàn)。

10.CPU指令系統(tǒng)中指令分為兩類：
? ?1）非特權(quán)指令，操作系統(tǒng)和用戶
? ?2）特權(quán)指令，僅限操作系統(tǒng)

11.CPU的兩種工作狀態(tài)：
? ?1）管態(tài)，可執(zhí)行特權(quán)和非特權(quán)指令
? ?2）目態(tài)，僅能執(zhí)行非特權(quán)指令

12.訪管指令：
? ? 首先，系統(tǒng)調(diào)用命令的程序?qū)儆诓僮飨到y(tǒng)，所以只能工作在管態(tài)，然而用戶程序工作在目態(tài)，進制使用特權(quán)指令，即無法執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用。因此需要調(diào)用訪管指令，將目態(tài)轉(zhuǎn)換為管態(tài)，進而實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用的功能。
? ??因為訪管指令工作在目態(tài)，因此屬于非特權(quán)指令。
? ? 原理：是執(zhí)行它就會產(chǎn)生一個軟中斷，促使中央處理機由目態(tài)轉(zhuǎn)為管態(tài)，進入操作系統(tǒng)并處理該中斷

13.作業(yè)提交給系統(tǒng)后，系統(tǒng)會分配一個JCB（作業(yè)控制塊），以便記錄作業(yè)信息。

14.作業(yè)狀態(tài)：1）提交狀態(tài)，2）后備狀態(tài)，3）運行狀態(tài)，4）完成狀態(tài)

15.作業(yè)調(diào)度算法：1）先來先服務(wù)算法，2）短作業(yè)優(yōu)先，3）優(yōu)先級調(diào)度。

16.死鎖：至今成因競爭資源而造成的的互相等待，若無外力作用，這些進程都將無法向前推進。

17.死鎖產(chǎn)生的條件：1）互斥；2）不可剝奪；3）請求和保持；4）循環(huán)等待

18.死鎖的處理策略：1）預(yù)防死鎖，破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件之一；2）避免死鎖，在資源的動態(tài)分配過程中，用某種方法組織系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)，從而避免死鎖，例：銀行家算法；3）死鎖的檢測及解除，資源剝奪法 、撤銷進程法和進程回退法。

19.程序執(zhí)行過程：1）編譯，2）鏈接，3）裝入

第三章 存儲管理

1.計算機系統(tǒng)的存儲器：1）寄存器，2）高速緩存，3）內(nèi)存，4）輔存

2.高速緩存的作用：緩和內(nèi)存與CPU速度不匹配問題

3.數(shù)據(jù)交換單位：1）高速緩存--內(nèi)存：以 塊 為單位，2）CPU--高速緩存：以 字 為單位

4.存儲器管理的功能：1）內(nèi)存的分配與回收，2）存儲的保護和共享，3）地址定位，4）存儲擴充

5.地址重定位：指用戶程序指令中的相對地址變?yōu)榇鎯ζ髦薪^對地址空間的過程稱為重定位

6.常見的重定位方式：1）絕對定位。2）靜態(tài)重定位，即程序運行之前，完成邏輯地址與物理地址的轉(zhuǎn)換，很明顯不適合多道程序。3）動態(tài)重定位，程序運行過程中，進行邏輯地址與物理地址的轉(zhuǎn)換。

7.靜態(tài)重定位再裝入之前一次性將程序指令中所有要轉(zhuǎn)換的地址加以轉(zhuǎn)換，由軟件完成；動態(tài)重定位則是在每執(zhí)行一條指令，就對其抵制加以轉(zhuǎn)換，由硬件完成。

8.分頁式存儲管理，需要多次訪問內(nèi)存，目的是提高內(nèi)存利用率。
? ?舉個例子，如何計算物理地址：頁面大小4096B，那頁內(nèi)需要12位才bai能表示，邏輯地址16位，也就是4位頁地址加12位頁內(nèi)偏移地址組成，那16位邏輯地址中dao前面的4位就是頁號。
? ?i.?頁號=邏輯地址/頁面大小（塊大小）
? ?ii.查頁表通過頁號得到塊號
? ?ii.塊內(nèi)偏移=頁內(nèi)偏移=邏輯地址%頁面大小（塊大小）
? ?i.?物理地址=塊的大小*塊號+塊內(nèi)偏移

9.分段式存儲管理，要求用戶將自己的整個作業(yè)程序以多個相互獨立的稱為“段”的地址空間提交給系統(tǒng)，每個段都是一個從0開始的一維地址空間，長度不一，操作系統(tǒng)按照段長為作業(yè)分配內(nèi)存空間。
? ? 段表的組成：段號、段長、該段在內(nèi)存的基址
? ? 計算邏輯地址和物理地址的方法：
? ? 1）邏輯地址 = 段號&段內(nèi)地址，&為連接符，表示段號為高某位
? ? 2）由段表通過段號查詢基址
? ? ? ? ??物理地址 = 基址+段內(nèi)偏移，+就是加。

10.分段和分頁的區(qū)別：
? ? ?1）前者大小唯一，由系統(tǒng)指定；后者大小不等，由用戶確定。
? ? ?2）分頁，用戶向系統(tǒng)提供的是一維邏輯地址空間，因為用戶通過編譯鏈接程序，將各程序段鏈接成一個相對0編址的線性空間，程序中是通過地址編號來確定空間中的位置的；分段，則是一個二維的邏輯地址空間。用戶不把各程序段鏈接成一個相對于0進行編制的一維線性空間，各程序段之間是通過{段號，段內(nèi)位移}進行訪問的。具體如下圖：
分頁：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ?

分段：

11.在上述兩種辦法的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了基本段頁式存儲方式（三次訪存）：用戶程序先分段，每個段內(nèi)部分頁，原理一致。

12.虛擬存儲器：是具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴充的一種存儲器系統(tǒng)，其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和決定，其運行速度接近于內(nèi)存。

13.缺頁中斷：指的是指令在執(zhí)行期間，發(fā)現(xiàn)所要訪問的執(zhí)令或數(shù)據(jù)所在的頁面不在內(nèi)存時，便立即產(chǎn)生和處理缺頁中斷信號，以便及時將缺頁調(diào)入內(nèi)存。

14.頁面置換算法：1）先進先出算法(FIFO)，2）最近最久未使用頁面置換算法(LRU)，3）最近最少用頁面置換算法(LFU)，4）最優(yōu)頁面置換算法(OPT)。

第四章 設(shè)備管理

1.‘設(shè)備’泛指計算機系統(tǒng)中的各種外部設(shè)備，指計算機中用以在機器之間進行傳送和接收信息，完成用戶I/O操作的那些部件。

2.I/O設(shè)備分類：1）按傳輸速率；2）按信息交換單位；等

3.I/O子系統(tǒng)層次（從上到下）：
? ?1）用戶層I/O軟件，實現(xiàn)用戶操作
? ?2）設(shè)備獨立性軟件，實現(xiàn)用戶程序與設(shè)備驅(qū)動器的統(tǒng)一接口，設(shè)備命令等
? ?3）設(shè)備驅(qū)動程序，與硬件直接相關(guān)，負責(zé)具體實現(xiàn)系統(tǒng)對設(shè)備發(fā)出的操作指令
? ?4）中斷處理程序，用于處理終端相關(guān)事項
? ?5）硬件設(shè)備，①執(zhí)行I/O功能的機械部件，即I/O設(shè)備；②執(zhí)行控制I/O的電子部分，又稱設(shè)備控制器，本質(zhì)是CPU與外圍設(shè)備之間的接口，可編程設(shè)備，每一個地址對應(yīng)一個設(shè)備。

4.設(shè)備管理的功能（I/O核心子系統(tǒng)）：1）I/O調(diào)度；2）進行設(shè)備的分配和回收；3）對緩沖區(qū)進行管理；4）磁盤高速緩存
? ?1）I/O調(diào)度，確定一個順序來執(zhí)行I/O請求
? ?2）設(shè)備的分配和回收：①設(shè)備分類：i.獨享式設(shè)備，ii.分時共享設(shè)備，iii.SPOOLing技術(shù)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?②分配原則：既要發(fā)揮設(shè)備效率，又要避免進程死鎖，還需將用戶程序和具體設(shè)備隔離
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?③分配方式：i.靜態(tài)分配，ii.動態(tài)分配
? ?3）緩沖區(qū)管理：單緩沖、雙緩沖、循環(huán)緩沖、緩沖池
? ?4）磁盤高速緩存：1）內(nèi)存中開辟的一個單獨的存儲空間，2）未利用的內(nèi)存空間作為一個緩沖池，共分頁和磁盤I/O共享。

5.I/O控制方式：1）程序直接控制方式(循環(huán)測試)；2）中斷驅(qū)動方式，允許I/O設(shè)備向CPU發(fā)出請求打斷CPU當(dāng)前工作進程。3）DMA方式，基本思想是在I/O設(shè)備和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。

6.DMA（Direct Memory Access）方式的特點：1）基本單位是數(shù)據(jù)塊；2）所傳送的數(shù)據(jù)是直接在內(nèi)存和I/O設(shè)備之間交換的；3）僅在傳送一個或多個數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束時，才需要CPU的干涉，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在DMA控制器的控制下完成的。

7.實現(xiàn)DMA需設(shè)置的四類寄存器：1）命令/狀態(tài)寄存器；2）內(nèi)存地址寄存器（目標(biāo)內(nèi)存地址和內(nèi)存源地址）；3）數(shù)據(jù)寄存器；4）數(shù)據(jù)計數(shù)器。

8.DMA工作方式的過程：1）I/O設(shè)備發(fā)出DMA請求，CPU響應(yīng)后給I/O控制器發(fā)出一條命令，啟動DMA控制器后將控制操作委托給DMA控制器；2）DMA控制器直接與存儲器交互，傳送數(shù)據(jù)塊，每次傳送一個字；3）傳送完成后DMA發(fā)送一個中斷信號給處理器。

9.DMA控制方式與中斷驅(qū)動方式的主要區(qū)別：1）后者在每一個數(shù)據(jù)需要傳輸時中斷CPU，而DMA控制方式是在一批數(shù)據(jù)全部傳送結(jié)束后中斷CPU；2）后者數(shù)據(jù)傳送由CPU實現(xiàn)，前者則由DMA控制器完成。

10.周期竊取(周期挪用)：1）周期（總線）竊取，即在I/O設(shè)備需要傳送一批數(shù)據(jù)時，發(fā)出DMA請求，CPU接收后，釋放總線控制權(quán)，DMA控制器獲得總線控制權(quán)，數(shù)據(jù)傳輸完畢后，DMA通知CPU，此時CPU重新獲得總線控制權(quán)。這稱為周期竊取。

11.磁盤調(diào)度算法：1）先來先服務(wù)算法；2）最短尋找時間優(yōu)先算法；3）掃描算法（又稱電梯算法），要求已知初始磁頭位置，和移動方向；4）循環(huán)掃描算法。

第五章 文件管理

1.什么是文件：是以計算機硬盤為載體存儲在計算機上的信息集合，可以是文本文檔、圖片、程序等。

2.在用戶進行的輸入輸出中，是以文件為基本單位的。

3.文件的基本屬性；1）文件名，2）標(biāo)識符，3）類型，4）位置，5）大小，6）保護等

4.文件系統(tǒng)類型：1）FAT32，2）NTFS，3）ext2，4）ext3，4）ext4

5.文件共享的兩種方案：1）基于索引節(jié)點（硬鏈接）：共享文件指向同一個索引節(jié)點
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2）給予符號鏈接（軟連接）：共享文件的路徑

6.目錄結(jié)構(gòu)：1）單級目錄結(jié)構(gòu)，2）兩級目錄結(jié)構(gòu)，將文件目錄分為主文件目錄和用戶文件目錄，3）多級目錄結(jié)構(gòu)

7.目錄實現(xiàn)方式：1）線性列表，2）哈希表

持續(xù)更新~

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统知识点复习的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。