操作系统学习第二天

1.最近最久未使用算法(LRU)：是对最优页面置换算法的一个近似。可以用链表实现，链首页面是最近访问的；或者使用栈。 

2.时钟页面置换算法：是对LRU的近似，对FIFO的一种改进。操作系统会定期对页面项中的访问位置0。因此若某页面访问位0，说明它比较久没被访问，可以被置换出去。

3.二次机会法。dirty bit，最近被写操作，置为1。同时使用脏位和使用位来指导置换。二次的含义是：如果两个位同时为1，那么它有两次机会让指针经过他，让他有更多的机会留在内存中。

4.最不常用算法。选择访问次数最少的那个页面淘汰之。计数器。

5.Belady现象。LRU算法满足栈的性质，不会产生，但FIFO算法不满足。时钟页面置换法是LRU和FIFO之间的折中，FIFO是LRU的特例。

6.局部页面替换算法的问题：程序不同运行阶段，不能动态的分配不同大小的逻辑页面。工作集模型：证明局部性原理，定量分析局部性。工作集大小随时间的变化；常驻集，此刻进程实际驻留在内存当中的页面集合。常驻集大小到达某个数目后，缺页率不会明显下降。

7.两个全局置换算法：工作集页面替换算法，当一个页不在工作集窗口内，就换出去，不论页面是不是够用。可以在系统的层面减小置换的次数；缺页率页面置换算法。各个并发进程竞争地使用物理页面。，前后两次缺页时间差大于阈值的话，从工作集移除该时间段没有被引用的页面。

8.抖动问题。分配给一个进程的物理页面太少，不能包含整个工作集，进程会造成很多的缺页中断，速度很慢。需要找到一个进程数目的最优值。 

9.进程的定义。一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。

10.进程的组成。程序与进程的联系。进程是动态的，进程有核心态/用户态，程序是静态的。进程是暂时的，程序是永久的。 进程包括程序、数据和进程控制块。

11.进程的特点：动态性，并发性（并行和并发的时间粒度是不一样的），独立性（正确性，页表保证），制约性。

12.描述进程的数据结构：进程控制块(PCB)，进程存在的唯一标志。组成：进程标识信息，处理机状态信息保存区，进程控制信息。用链表来将同一状态的PCB连接。

13.进程的生命期原理：创建，执行，等待，唤醒和结束。进程状态变化模型：运行态，就绪态和阻塞态。

14.进程挂起。阻塞挂起和就绪挂起状态。状态队列。

15.线程。更小的独立运行的基本单位。实体之间可以并发的执行，实体之间共享相同的地址空间。这就是thread。

16.定义。进程当中的一条执行流程。一个进程可以有多个线程，共享进程的资源平台。线程控制块(TCB)。线程=进程-共享资源。线程缺点：一个崩溃，其余全崩。（浏览器用进程还是线程打开网页的区别）。线程独占（寄存器和栈）和共享的资源。

17.进程是资源分配单位，线程是CPU调度单位。线程能减少并发执行的时间和空间开销（创建和终止时间更短，同一进程内线程切换时间比进程短，彼此之间可以进行不经过内核的通信）。

18.线程的实现。用户线程，内核线程，轻量级线程。用户线程缺点：线程对操作系统不可见，一个线程运行时，不主动交出cpu，其它线程无法运行；每个贤臣分到的时间片更少等。内核线程由操作系统管理。轻量级线程，有内核支持的用户线程。

19.上下文切换。

20.进程的创建。fork函数，返回两个值，大于0代表返回的是父进程，返回值是子进程ID，等于0返回的是子进程。复制父进程的内存和CPU寄存器到子进程。

21.加载和执行进程,exec。当前进程的代码，内存被新的程序的数据代替，exe后面的代码不会被执行。

22.fork后大概率执行exec，fork复制的内容被覆盖了，所以可以优化，vfrok。copy on write技术(COW)。只有当写的时候才复制，fork不立即复制。

23.等待和终止进程。父进程用wait()来等待子进程结束。父进程帮助子进程PCB等资源释放掉。

24.僵尸态进程。exit()执行完毕到wait()执行结束之前的状态。

 

25.cpu调度。用户态和内核态的是否可抢占。

26、调度原则。cpu利用率，吞吐量，周转时间，等待时间，响应时间。低延迟和高带宽是独立的。分别对应操作系统的响应时间和吞吐量。

27.调度算法。FIFO队列，短任务优先（最优平均等待时间），最高相应比优先，轮循调度（较多的上下文切换）,多级队列。多级反馈队列（一个进程可以在不同优先级的队列中移动）。公平共享调度。

28.实时调度。在保证的时间内完成重要任务。RM速率单调调度（周期越短优先级越高，静态）。EDF最早期限调度（动态）。

29.多处理器调度和优先级反转。可以用优先级继承和优先级天花板的方法解决优先级反转的问题。

30.同步。独立线程和合作线程。计算机需要合作。两个进程一起fork()，并发执行可能会出错。