操作系统_段页区别_先来先服务_SSTF_LRU_最近最久未使用_信号量_进程

操作系统（系统软件）

1. 定义：管理计算机硬、软件资源，组织控制用户程序的流程与执行，为用户提供友好界面和各种服 务的大型系统软件称为OS。
2. 主要目标：提高资源利用率和方便用户使用。
3. 基本特性：并发性、共享性、虚拟性、异步性。
4. 基本类型：批处理操作系统 分时操作系统 实时操作系统。
5. 基本功能：处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 为用户提供操作接口
6. 三种界面：命令界面、图形界面、系统调用界面
7. 作用：用户与计算机硬件系统之间的接口，计算机系统资源的管理者，实现了计算机资源的抽象
8. MS-DOS（微软操作系统）：单用户连续存储管理。

虚拟存储器

1. 含义：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储系统；
2. 特征：多次性（最基本特征）、虚拟性、对换性；
3. 作用：提高内存利用率；
4. 理论依据：程序局部性原理：根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现出高度的局限性包括时间局部性和空间局部性；
5. 时间局部性：指若一条指令被执行，在不久的将来，它可能再被执行。
6. 空间局部性：指一个存储单元被访问，它附近的单元也将很快被访问。

处理机调度

1. 高级调度（作业调度）：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，再将新创建的进程排在就绪队列上。
2. 中级调度：包括抢占调度和非抢占调度。
3. 低级调度（进程调度）：用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机，再由分派程序把处理机分配给该进程的具体操作。

信号量（S）

1. S>0 表示系统中可用资源数目；
2. S=0 表示系统中无可用资源；
3. S<0 丨S丨表示等待此种资源的进程数目；
4. P（wait减操作）：S:=S-1，若S大于0则表示有临界资源可供使用，没有进程被阻塞在这个资源上，不需要唤醒阻塞；否则，若S<0,则设置该进程为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。
5. V（signal加操作）：S:=S+1,若S>0,则继续执行；否则，若s<=0,则从阻塞状态唤醒另一个进程，并将其插入就绪队列。

死锁

1. 死锁定义：死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将无法再向前推进
2. 死锁原因：资源竞争和进程推进次序非法。满足 （w-1）*n < m 不会出现死锁：
   w（每个进程对R最大需求），n（并发进程数），m为同类资源R的数目
3. 必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不可抢占条件和循环等待条件。
4. 解决途径：预防死锁（资源有序分配法） 避免死锁（银行家算法） 检测（资源分配图化简法）和解除死锁（撤销进程法）

磁盘

1. 磁盘信息的存取：固定长数据块；
2. 磁盘访问时间：寻道时间 旋转延迟 数据传输时间；
3. 磁盘双工功能：两台磁盘控制器；
4. 磁盘镜像功能：两台磁盘驱动器；
5. 位示图：查看磁盘的使用情况；

进程

1. 进程定义：进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
2. 进程组成：进程控制块（或PCB）、程序段 和 数据段， 进程控制块（或PCB）是唯一标识。
3. 进程目的：为了使内存中的多道程序能正确的并发执行。
4. 进程特征：进程的性质：结构特征、动态性、并发性、独立性、异步性。
5. 

段页

1. 段式、页式取指令访问主存2次，段页式访问主存3次。

2. 页表的作用：实现页号与物理块号的转换。

3. 地址转换：地址空间的逻辑地址转换成内存空间的物理地址。

页	段
信息的物理单位	信息的逻辑单位
分页的目的是为了提高内存的利用率	分段的目的是为了更好的满足用户的需要
页的大小固定且由系统决定	段的长度不固定，由用户编程决定
分页的地址空间是一维的	分段的地址空间是二维的

文件

1. 文件：是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的有序序列。
2. 文件系统：是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的的文件以及为实施文件管理所需的一些数据结构的总称。
3. 文件访问的方式： 顺序访问和随机访问。
4. 目录管理要求：① 按名存取（最基本功能）② 提 高 目 录 的 检 索 速 度（ 最 重 要 的 目 标 ） ③ 文件共享与允许重名
5. 文件系统的功能： 文件组织、 文件命名 、 文件管理 、 文件共享与保护
6. 文件组织方式分类：逻辑文件和物理文件
7. 文件逻辑结构分类：字符流式和记录式
8. 文件存储方法： 逻辑结构

内存分配方法

1. 首次适应算法 ：低址（把最先能够满足要求的空闲区分配给作业）
2. 循环首次适应算法 ：下一个地址,（标记后,从上一次刚分配过的空闲区的下一块开始寻找）
3. 最佳适应算法 ：最小空闲地址。
4. 最坏适应算法：最大空闲地址。

LRU，OPT，FIFO，LFU：

LRU（最近最久未使用）：从当前位置为止开始，以前最久未使用的被替换。
OPT（最佳置换算法）：从当前位置开始。未来最久未使用的被替换。
FIFO：先进先出。
LFU：最少使用。

银行家算法

1. 尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
2. 安全状态：没有死锁的状态。
3. 非安全状态：有可能有死锁的状态。
4. 利用安全性算法对T时刻的资源分配情况进行分析可知，在T时刻存在着一个安全序列{ }，故系统是安全的。
5. ① P请求资源：发出请求向量Request{ }，系统按银行家算法进行检查
   ② 判断 Request { } <=Need { }
   Request { } <= Available { }
   ③系统先假定可以为P分配资源，并修改 Available，Need ，Allocation（写出修改后的）
   ④ 进行安全性检测：Available是否满足进程分配。（是否存在安全序列，写出存在序列）

FCFS，SSTF，SCAN，CSCAN

1. FCFS:55,58,39,18,90,160,150,38,184;平均寻道长度：55.3
2. SSTF(先到距离最短的):90,58,55,39,38,18,150,160,184;平均寻道长度：27.6
3. SCAN（从当前位置到端点后，再从开始位置往另一个位置动）:
   150,160,184,90,58,55,39,38,18；平均寻道长度：27.8
4. CSCAN（从一个端点到另一个端点）:150,160,184,18,38,39,55,58,90;平均寻道长度：35.8
5. 平均寻道长度 = 移动距离 / 移动次数

零碎知识

1. 设备管理数据结构：设备控制表 控制器控制表 系统设备表
2. 抖动现象跟原因：在请求调页系统中，反复进行页面换进和换出的现象称为抖动。产生原因主要是置换算法选用不当。
3. I/O系统的控制方式：① 程序I/O方式 ② 中断驱动I/O控制方式 ③ I/O通道控制方式
   ④ DMA I/O控制方式：允许I/O设备和内存之间直接交换数据。
4. 同步：并发进程之间存在的直接制约关系。
5. 互斥：进程共享某一资源时，任何时刻只允许一个进程使用，间接制约关系。
6. 互斥规则（同步原则，临界区使用原则）：①空闲让进 ②忙则等待 ③有限等待 ④ 让权等待
7. 局部性原理：CPU访问存储器时，无论是存取指令还是存取数据，所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。包括空间局部性和 时间局部性。
8. 通道分类：字节多路通道 数组选择通道 数组多路通道
9. 碎片：（原因：连续存储）是指内存中出现的一些零散的小空闲区域。解决碎片的方法是移动所有占用区域，使所有的空闲区合并成一片连续区域。这一过程称为紧凑。