操作系统设计的设计知识点总结.docVIP

.. 1、操作系统的定义 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源， 有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合）， 是用户与计算机之间的接口。 操作系统的主要功能 存储管理功能 处理机管理功能 设备管理功能 文件管理功能 用户接口 3、多道程序设计的基本思想是在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替地执行。这些作业共享CPU和系统中的其他资源。 多道程序的这种交替运行称做并发执行。 在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量（称为系统吞吐量）。 多道批处理系统的特征：多道性；无序性；调度性，共享性。 多道批处理系统：作业在外存排成一个 “后备队列”；由作业调度程序从中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。 优点：（1）提高CPU的利用率。 (2) 提高内存和I/O设备利用率。 (3) 增加系统吞吐量。 缺点： ① 用户作业的等待时间长 ② 没有交互能力 4、什么是分时系统、实时系统。 A、分时系统指的是：在这个操作系统下有多个用户终端，分时共享主机资源。 所谓分时，就是对时间的共享，主要是指若干并发程序对CPU时间的共享，分享的时间单位叫时间片。 所谓并行是指在同一时刻有两个或两个以上的活动发生。 B、实时系统(Real-Time System)是指系统能及时(或即时)响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。 对时间有严格的限制和要求：实时控制；实时信息处理。 并发与共享、不确定性 并发是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。宏观概念。如CPU共享。 （并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 ） 共享是指计算机系统中的资源被多个进程所共用。如CPU、硬盘、内存、数据等。 共享分如下两种： 互斥地共享：某进程申请资源、若空闲、分配、运行，下一个进程只能等待，直到前一进程释放资源。 宏观上同时访问、微观上并发执行的共享：如硬盘上文件的访问。 不确定性是指系统中各种事件发生顺序的不可预测性。 只有进程在获得所需的资源后方能执行，所以进程的执行通常都不是“一气呵成”，而是以“停停走走”的方式运行。 6、进程概念 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 进程最根本的属性是动态性和并发性。 进程（简单定义）为：程序在并发环境中的执行过程 。 7、进程的5种基本状态及其转换 进程队列的连接方式 PCB的组织方式：线性队列，链接，索引。 9、进程和线程的关系 线程（Thread）是进程中实施调度和分派的基本单位。 ① 一个进程可以有多个线程，但至少要有一个线程；而一个线程只能在一个进程的地址空间内活动。 ② 资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 ③ 处理机分配给线程，即真正在处理机上运行的是线程。 ④ 线程在执行过程中需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。 10、进程同步、互斥的含义，信号量的含义，P/V操作的基础知识 同步——同步进程通过共享资源来协调活动，在执行时间的次序上有一定约束。在协调动作的情况下，多个进程可以共同完成一项任务。 虽然彼此不直接知道对方的名字，但知道对方的存在和作用。 互斥--逻辑上这两个进程本来完全独立，不知对方的存在，毫无关系，只是由于竞争同一个物理资源而相互制约。 P操作表示测试；V操作表示增加。 信号量是一种解决进程同步、互斥问题的机制。 信号量的实现有三种： （1）整型信号量 （2）结构型信号量一般是由两个成员组成的数据结构。其中一个成员是整型变量，表示该信号量的值；另一个是指向PCB的指针。 （3）二值信号量 对信号量的操作有如下严格限制： 1. 信号量可以赋初值，且初值为非负数。 2. 信号量的值可以修改，但只能由P和V操作来访问。 同步机制的原则 （1）空闲让进。 (2) 忙则等待。 (3) 有限等待。 (4) 让权等待。 12、死锁的定义 所谓死锁，是指在一个进程集合中的每个进程都在等待仅由该集合中的另一个进程才能引发的事件而无限期地僵持下去的局面。 （是指系统中多个进程无限制地等待永远不会发生的状态；） 产生死锁的根本原因与四个必要条件 计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限，且操作不当。 4个必要条件： 1．互斥条件