《操作系统教学资料》Operation System Review.docVIP

Operating System Review 第1章 计算机系统概述 指令的执行（指令周期） 加入中断以后指令的执行过程 存储体系 第2章 操作系统概述 操作系统的主要功能 坦尼伯母把操作系统的功能归结为两点： 自顶向下看(Top-down) ，操作系统作为虚拟机(Virtual Machine)，Programming Interface) 自底向上看(Bottom-up) ，操作系统作为一个资源管理器(Resource Manager)，Convenience Efficiency Ability to evolve 操作系统的发展历史 程序（Program）、作业（Job）、进程（Process）、多道（Multiprogramming）、多任务 操作系统的体系结构（Architecture） 整体式结构、微内核结构、分层结构、客户/服务器结构、分布式结构 第3章 进程描述和控制 进程的概念/定义（Process） 进程状态及进程状态转换图（Process Transition Diagram） 进程的属性（如何来描述进程） 进程表（Process Table） 进程表表项（Process Table Entry）、进程控制块（Process Control Block） 进程如何被创建？ 进程何时会被切换？ 进程何时会终止？ 第4章 线程、SMP和微内核 引入线程（thread）的目的 线程和进程的关系 线程的生命期（线程状态） 线程的不同实现方式，不同的实现方式对调度的影响 并发与并行、并发的实现机制（interleaving和overlapping） 微内核（Microkernel） 操作系统和进程间的关系 第5章 并发：互斥与同步 共享资源（Shared Resource） 竞争条件（race condition） 临界区（critical section/region） 硬件解决方案：关中断、TSL和Exchange指令 信号量（Semaphore，1965, Dijkstra ） 生产者-消费者问题（Producer-Consumer Problem） 原语（Primitive） 生产者-消费者问题中信号量解决方案中信号量的用途（同步、互斥） 管程（Monitor） 消息传递（Message Passing） 读者-写者问题 第6章 并发：死锁与饥饿 死锁的概念（Deadlock） 资源的类型可重用资源和可消耗资源（Reusable /Consumable） 资源分配图（Resource Allocation Diagram） 资源轨迹图 死锁的四个条件（） 死锁的四个处理策略 忽略（Ignorance） 预防（Prevention） 避免（Avoidance）： 单种/多种资源银行家算法（Banker algorithm）： 安全状态（Safe State），非安全状态（Unsafe State） 银行家算法的不足 检测与破坏（Detection and Destroy） 第7章 内存管理 存储体系（Storage Hierarchy） 地址的分类：逻辑地址、物理地址（实地址）、虚地址 内存管理的基本功能 内存分区（Memory Partitioning） 固定分区：等大小/不等大小 动态分区 内部、外部碎片/零头（Internal/External Fragmentation）– compaction 放置/适配算法（Placement algorithms） 分页（paging） 分段（segmentation） 第8章 虚拟内存管理 虚地址（Virtual Address）、虚地址空间（Address Page Table） 页（page）、页框（page frame）、页表（page table） 页表表项（page table entry，PTE）的主要内容 虚地址到物理地址的映射/转换（mapping/translation） MMU（Memory Management Unit） 虚拟存储器带来的问题： 页表很大 – 多级页表（multi-level page table） 增加了一次对内存中页表的访问 – TLB（Translation Lookaside Buffer） 地址空间更大 – 逆向页表（Inverted page table） 访问的局部性原理（Principle of Locality） 虚拟存储器的设计问题（Design Issues） 工作集（Working Set） 页面的大小（Page Size