《操作系统原理》复习大纲 - 下载本文

第一章 引论

基本知识点: 操作系统的定义和功能,操作系统的基本类型及其特点,多道程序设计技术。 重点:

多道程序设计,操作系统的定义、特点、功能及分类。 难点:

分析多道程序运行的时间关系。

主要内容:

操作系统的目标和作用

1、 什么是操作系统

2、 操作系统的目标和作用 3、 操作系统的功能 操作系统的发展过程

1、 操作系统的产生 2、 操作系统的发展 操作系统的类型

1、 单道批处理系统 2、 多道批处理系统 3、 分时系统 4、 实时系统

5、 分布式操作系统 操作系统的特征

1、 并发性(Concurrence) 2、 共享性(Sharing) 3、 虚拟性(Virtual)

4、 异步性(Asynchronism) 操作系统的结构

1、 整体式结构 2、 层次结构 3、 虚拟机系统

4、 客户-服务器系统 5、 微内核

例题:

1. 简述操作系统的五大管理功能。

2. 什么叫多道程序?试述多道程序涉及技术的基本思想及特征,为什么对作业进行多道批

处理可以提高系统效率? 3. 分时系统和实时系统有何不同?

第二章 进程管理

基本知识点:

程序的执行,进程的定义及特征,进程状态,进程控制及线程。临界资源、进程互斥、进程同步、信号量、管程、进程通信。 重点:

进程的定义及特征,进程与程序的异同,进程的及引起状态转换的典型原因。临界资源的定义及操作原则,同步与互斥的概念,用信号量描述进程同步,经典进程同步算法的理解。 难点:

进程的状态及引起进程状态转换的典型原因。用信号量描述进程互斥与同步,判断对临界区操作算法的正确性。

主要内容:

程序执行基本概念

1、 程序顺序执行的特征 2、 程序并发执行时的特征

3、 并发执行时的条件(Bernstein 条件) 进程

1、 进程的定义与特征 2、 进程的基本状态 3、 进程的挂起状态 4、 进程控制块

i. PCB(Process Control Block)的定义 ii. 数据结构 5、 进程的队列 进程的控制

1、 进程控制机构

a) 负责控制进程从创建到撤消的自动执行与协调 b) OS内核——常驻内存

c) 进程管理模块:由相关的原语组成 d) 原语操作(Atomic Operation) : i. 操作系统内核中由若干条指令构成用于完成特定功能的小过程。 ii. 原语过程在执行时是不可分割的,可以看成是机器指令的延伸。一般用屏蔽

中断来实现

e) OS内核中的进程管理模块

2、 进程创建(包括对fork函数的理解) 3、 进程撤消

i. 引起进程终止的事件 ii. 进程撤消的过程 4、 进程阻塞

i. 引起阻塞的事件 ii. 进程阻塞的过程

5、 进程唤醒

i. 引起唤醒的事件 ii. 进程唤醒的过程

进程互斥与同步的基本概念

1、 进程互斥与同步的基本概念

i. 间接相互制约:源于进程对硬件资源的共享 ii. 直接相互制约:源于进程间的合作 iii. 进程互斥: iv. 进程同步: v. 同步应遵循的规则

空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待

2、 临界区(临界段)

3、 信号量机制(只考整形、记录型) 4、 经典进程同步问题(重点考查)

i. 生产者-消费者问题 ii. 读者-写者问题(包括读优先、写优先) iii. 哲学家就餐问题(包括改进的方法) 5、 管程(不考)

进程通信

1、 进程通信的概念和类型

i. 低级通信(互斥、同步)

a) 利用信号量机制实现进程间的数据传递。 b) 缺点:效率低;对用户不透明。

ii. 高级通信(进程通信)

a) 进程之间利用OS 提供的一组通信命令,高效地传送大量数据的信息

交换方式。

b) 优点:高效;方便,简化了通信程序的设计。

2、 进程通信的类型

i. 共享存储器系统

a) 基于共享数据结构的通信方式——低级 b) 基于共享存储区的通信方式——高级

ii. 消息传递系统

a) 消息(Message 报文) b) 消息传递通信的实现方法

直接通信方式

源进程利用OS提供的发送命令原语,直接把消息发送给目标。 Send(Receiver,message)、Receive(Sender,message) 间接通信方式

进程之间通过一个作为共享数据结构的中间实体——信箱,以消息暂存方式实现的通信。

iii. 管道通信系统

a) 管道(Pipe文件):用于连结一个读进程和一个写进程以实现他们之

间通信的一个共享文件。

线程

1、 线程的基本概念

i. 线程的引入 ii. 线程的定义 2、 线程与进程的比较

i. 拥有资源 ii. 调度 iii. 并发性 iv. 系统开销

3、 内核支持线程和用户级线程 例题

1、 什么是进程?说明进程的结构、特征和基本状态。 2、 什么是临界区?什么是临界资源?

3、 通常有哪几种创建进程的方法?创建一个新进程要做哪些工作? 4、 一个进程入睡时其断点落在何处?它被唤醒后从何处继续原来的执行? 5、 试说明进程互斥、同步和通信三者之间的关系?

6、 进程之间有哪些基本的通信方式?它们分别有什么特点?适用于哪些场合?

第三章 处理机调度与死锁

基本知识点: 调度的层次,进程调度方式,各种进程调度算法,死锁的概念,死锁产生的原因和必要条件,处理死锁的方法。 重点:

各种进程调度算法的实现思想及其特点,死锁的概念,银行家算法执行结果的描述和判断。 难点:

对各种调度算法的理解并掌握其应用场合。死锁产生原因的分析,对银行家算法的理解及对相关实例的理解。

处理机调度的基本概念

1、 高/中/低级调度 2、 调度队列模型

3、 调度方式和算法的选择准则 调度算法(包括优缺点、性能评价)

1、 先来先服务

2、 短作业(进程)优先 3、 优先级 4、 时间片轮转

5、 多级反馈队列(能够阐述其思想) 实时调度

1、 实现实时调度的基本条件

i. 提供必要的信息:就绪时间、开始截止时间和完成截止时间、处理时间、资源

要求、优先级。 ii. 系统处理能力强 iii. 采用抢占式调度机制 iv. 具有快速切换机制 2、 实时调度算法的分类 3、 常见的几种实时调度算法

i. 最早截止时间优先EDF(Earliest Deadline First)算法 ii. 最低松弛度优先LLF(Least Laxity First)算法

死锁

1. 死锁的概念 2. 产生死锁的原因 3. 产生死锁的必要条件 4. 预防死锁的方法 5. 避免死锁

银行家算法

6. 检测与解除死锁(方法) 例题:

1、 作业调度和进程调度有何区别?作业调度算法应考虑的主要因素是什么?