1、操作系統總結,第一章 緒論,操作系統的概念 定義 從科普、功能、用戶、管理員、軟件的觀點理解操作系統 操作系統的基本類型 批處理、分時、實時、個人計算機、網絡、分布式、嵌入式,第一章 緒論,操作系統的功能 處理機管理、存儲管理、設備管理、文件管理、用戶接口 操作系統的特征 并發、共享、虛擬、異步 現代操作系統特征 微內核、多線程、對稱多處理、分布式、面向對象,第二章 用戶接口與作業管理,程序的啟動和結束 程序的啟動（命令方式、批處理方式、EXEC方式、硬件裝入程序、自啟程序） 程序的結束（正常結束、異常結束） 作業的基本概念 作業（用戶角度、系統角度） 作業組織（作業、說明書、控制語言）,第二

2、章 用戶接口與作業管理,作業的建立 包括：作業的輸入、作業控制塊的建立 作業輸入方式 聯機輸入、脫機輸入、直接耦合、Spooling、網絡 作業控制塊的建立 用戶接口 程序級接口、操作級接口、圖形用戶接口 系統調用（類、功能、實現過程）,第三章 進程管理,進程的概念 程序的順序執行和并發執行 定義、條件、特點 進程的定義、特性、與程序的區別 進程的描述 進程的組成（程序+數據+PCB） 進程控制塊PCB（作用、所包含信息） 進程上下文（用戶級、寄存器級、系統級）,第三章 進程管理,進程的描述 PCB的組織方式（鏈表、索引表） 進程的狀態及轉換 核心態和用戶態 內存中3種基本狀態（轉換、條件）

3、擴展：3狀態、5狀態、7狀態（狀態、轉換、條件、數據結構等） 進程控制 功能、原語、UNIX進程管理,第三章 進程管理,線程 進程與線程的關系 線程引入的作用 線程的應用 線程的狀態及轉換 操作系統對線程的實現方式 進程與線程的比較 線程舉例,第三章 進程管理,進程的互斥與同步 進程間的關系（同步、互斥） 互斥算法（臨界資源的使用） 信號量（信號量和P、V原語） 經典進程同步問題（特別復雜的互斥與同步）,第三章 進程管理,死鎖 死鎖的定義、現象、發生原因、發生條件 死鎖的預防、避免、 死鎖的檢測與恢復 解決死鎖的綜合方法,第四章 處理機調度,分級調度 調度層次（與狀態轉換、與時間周期、操作系統

4、類型聯系） 作業與進程的關系（從調度的角度） 作業調度 作業調度功能 作頁調度中狀態的轉換 目標與性能,第四章 處理機調度,進程調度 進程調度的功能、時機、上下文切換、性能評價 調度算法 先來先服務（FCFS） 短作業優先（SJF） 最高響應比優先（HRR） 時間片輪轉（RR）,第五章 存儲管理,存儲管理的功能和目標 虛擬存儲器 存儲管理的功能 地址變換 內外存數據傳輸的控制 內存的分配與回收 內存信息的共享與保護,第五章 存儲管理,分區存儲管理 原理 固定分區 動態分區 分配、釋放 最先匹配 下次匹配 最佳匹配 最壞匹配 碎片及解決,第五章 存儲管理,覆蓋與交換 原理、實現、特點 頁式和段式

5、存儲管理 簡單頁式（原理、數據結構、地址變換、特點） 簡單段式（原理、數據結構、地址變換、特點） 簡單頁式、段是管理的比較,第五章 存儲管理,虛擬存儲器 原理 虛擬頁式 與簡單頁式管理的關系 缺頁中斷 請求調入和預調入 虛擬段式 與簡單段式的關系 特點,第五章 存儲管理,虛擬存儲器 段頁式 地址變換 高速聯想寄存器 調入、分配策略 置換算法（最佳OPT、最近最久未使用LRU、先進先出FIFO、輪轉、最不常用LFU）,第六章 文件系統,引言 文件管理的目的 基本概念（文件、目錄、文件分類） 文件系統的結構和功能元素 文件的組織 文件的組織 邏輯結構 物理結構,第六章 文件系統,文件存儲空間管理

6、存儲設備 空間分配 磁盤空閑空間管理 文件卷 文件系統層次模型 文件系統舉例（DOS、Windows、UNIX）,第七章 設備管理,引言 外設管理的重要性 外設的類型和特征 外設管理的目的和功能 外設管理結構 I/O控制技術 程序控制方式（查詢、中斷） DMA方式（工作原理、與中斷的區別） 通道方式（定義、原理、3種通道、）,典型題型分析,生產者/消費者問題 (the producer/consumer problem),問題描述：若干進程通過有限的共享緩沖區交換數據。其中，生產者進程不斷寫入，而消費者進程不斷讀出；共享緩沖區共有N個；任何時刻只能有一個進程可對共享緩沖區進行操作。,設信號量：

7、 full是“滿”數目，初值為0， empty是“空”數目，初值為N。實際上，full和 empty是同一個含義：full + empty = N mutex用于訪問緩沖區時的互斥，初值是1,習題,上述的生產者和消費者之間是互斥的，生產者與 生產者之間以及消費者與消費者之間也是互斥的， 是否可以實現生產者和消費者之間的并行？如何 實現？ 解：使用循環隊列，并且設置隊首和隊尾指針 head, tail 設信號量：full = 0, avail = N, muttail = 1, muthead =1,Producer: begin 生產數據data; P(avail); P(muttail);

8、data 放入隊尾指針指向的緩沖區； 修改隊尾指針； V(full); V(Muttail); End;,Consumer: begin P(full); P(muthead); 從隊首指針指向的緩沖區取數據data ； 修改隊尾指針； V(avail); V(Muthead); 處理data數據； End;,習題,另一種解法,Producer: begin 生產數據data; P(avail); 選擇一個空的單元 i P(muttaili); data 放緩沖區 i； V(full); V(Muttaili); End;,Consumer: begin P(full); 選擇一個滿的單元 i

9、 P(muttaili); 從緩沖區 i 取數據data ； V(avail); V(Muttaili); 處理data數據； End;,某系統有同類資源m個，最多有n個進程可以并發執行， 而每個進程申請該類資源的最大值為x(1 x m),需要滿 足什么關系，它們不會發生死鎖？ 只要不等式n(x-1)+1 m成立，則系統一定不會發生死鎖。 因為進程最多申請x個資源，最壞的情況是每個進程都已得到了(x-1)資源，現均申請最后一個資源。只要系統至少還有一個 資源就可使其中一個或幾個進程 得到所需的全部資源，在它們執行結束后歸還的資源可供其他進程使用。因而不可能發生死鎖。,習題,解出上述不等式，可以

10、得到： x=1,當m n時 x=1+m-1/n,當m n時 因此，如果在設計系統時，能預測到進程并發執行和申請資源量的情況，只要每個進程所需資源的最大量不超過x,則可不必受任何的資源分配策略的限制，只要有空閑資源就可分配給申請者，系統不會有死鎖現象。,習題,有一頁式存儲管理系統，向用戶提供的邏輯地址空間最大為16頁，每頁2048字節，內存共有8個存儲塊，問：邏輯地址至少應為多少位？內存空間多大？ 有8頁的邏輯空間，每頁有1024字節，它們被映射到32塊的物理存儲區中，則邏輯地址的有效位（ ）位，物理地址至少是（ ）位。,習題,一分頁存儲管理系統，邏輯地址長度 為16位，頁面大小為2048字節，

11、對應 的頁表如下，邏輯地址0A5CH和2F6AH 經地址變換后的物理地址各是多少？,習題,給出段號和段內地址，完成段式管理中的地址變換過程 對于段號，段內地址形式，計算0,430 1,10 2,500 3,400的內存地址 存取主存中的一條指令或數據至少要訪問幾次主存？,第2段頁表,某進程在內存中分配三個頁面，初始為空，頁面走向為4，3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5。,堆棧,第五章 存儲管理,第五章 存儲管理,某os采用可變分區分配方法管理，用戶區主存 512KB(0-511KB),自由區由空閑分區表管理。假 設分配時采用分配自由區的低地址部分的方案， 假設初始時全為空。對于下述申請次序： req(300KB),re