操作系统复习重点.docx

OS的特征
并发、共享(互斥共享、同时访问)、虚拟、不确定(随机性)
OS的功能
存储管理、进程管理、设备管理、文件管理、用户接口
OS的类型(批处理、分时、实时)
批处理:
单道批处理(作业的完成顺序与进驻内存的顺序相关)
多道批处理(作业的完成顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系)
优点:资源利用率高、系统吞吐量大
缺点:平均周转时间长、无交互能力
分时:
允许多个终端用户同时使用计算机,在这样的系统中,用户感觉不到其他用户的存在,好象独占计算机一样。
类型:简单分时系统、具有前后台的分时系统、多道分时系统
特征:多路性、独立性、交互性、及时性
实时:
对外部输入的信息,实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。
类型:闭环——实时控制系统、开环——实时信息处理系统
特殊要求:高可靠性、过载保护、对截止时间的要求
进程的概念
进程是程序的一次执行
进程是可以和别的计算并发执行的计算
进程可以定义为一个数据结构及能在其上进行操作的一个程序
进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动
进程是程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
一个进程就是一个正在执行的程序,包括指令计数器、寄存器和变量的当前值
进程的状态及其转换
PCB
PCB是进程实体的一部分,是OS中最重要的数据结构
PCB
栈
程序
数据
进程控制块是进程存在的唯一标识
引入PCB的作用:就是使程序能成为独立运行的单位,并可和其他进程并发执行。
线程的概念
线程是进程的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位。线程表示进程中的一个控制点,执行一系列指令。
线程也称轻型进程。每个线程都有一个线程控制器(TCB),用于保存自己私有信息。
进程是资源的拥有者,线程不拥有资源,只有TCB及堆栈
临界资源和临界区
那些在某段时间内只允许一个进程使用的资源称为临界资源,每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区
临界区进入准则:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待
同步与互斥(信号量机制)
互斥是指多个进程不能同时使用一个资源
同步是指多个进程中发生的时间存在着某种时序关系,某些进程的执行必须先于一些进程
P操作意味着进程请求一个资源, = -1; < 0时,表示资源已经分配完毕,||表示等待队列的进程数
V操作意味着进程释放一个资源, = + 1; ≤ 0,表示在该信号量的等待队列中有等待该资源的进程被阻塞
调度类型
高级调度:也称作业调度。它决定哪个程序可以进入到系统中处理,因此它控制多道程序的道数
中级调度:也称对换程序。引入中级调度的目的是为了提高内存的利用率和系统的吞吐量
低级调度:又称进程调度。它决定就绪队列中的哪个进程获得处理机,然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作
调度的性能准则(周转时间,带权周转时间)
响应时间:响应时间是指用户提交一个请求到系统响应(通常是系统有一个输出)的时间间隔
周转时间:周转时间是指一个用户作业被提交到完成的时间间隔
周转时间Ti
平均周转时间:
带权周转时间:
平均带权周转时间:
调度算法(FCFS,SJF,RR,HRRN,基于优先权的算法,抢占与非抢占)
FCFS(先来服务调度算法):对于作业调度,从后备作业中选择最先进入该队列的作业,将他们调入内存,为它们分配资源、创建进程,然后放入就绪队列。
对于进程调度,从就绪队列中选择最先进入该队列的进程,分配处理机,使之运行。调度方式是非剥夺方式
特点:易于实现、有利于长作业,不利于短作业
SJF(短作业优先调度算法):短作业优先是从后备队列中选择估计运行时间最短的作业,将它们调入内存。
短进程优先是从就绪队列中选择估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使之执行并一直到完成或因发生某事件而阻塞放弃处理机时,再重新调度。
特点:在极端情况下,长作业得不到调度;作业或进程的长短只能估计,不准确;完全不考虑紧迫程度,使紧急事件得不到处理
SRT(最短剩余时间优先调度算法)
HRRN(响应比高者优先调度算法):响应比=(等待时间+要求执行时间)/要求执行时间
RR(时间片轮转调度算法):进程按FCFS在就绪队列排队,调度程序把CPU分配给队首进程,令其执行一个时间片,一个时间片执行完毕将进程排在队尾
响应时间T=用户数目N*时间片q
优先权调度算法:从后备队列中选择若干优先权最高的作业,将它们调入内存。
或从就绪队列中选择优先权最高的进程,将处理机分配给它。
特点:综合考虑各