操作系统是计算机系统的核心组成部分,它负责管理和控制计算机的硬件资源,同时为用户提供方便的服务。以下是对操作系统复习资料中涉及的关键知识点的详细说明: 1. **进程通信**:进程通信是不同进程间交换信息的方式,主要包括消息通信、共享内存和管道。消息通信通过发送和接收消息进行通信;共享内存允许进程直接读写同一块内存区域;管道则是一种半双工通信方式,数据只能单向流动。 2. **文件分配方式**:在磁盘空间分配中,连续分配将文件连续存储;链接分配使用链表结构连接分散的磁盘块;索引分配通过索引表查找文件的各个部分。 3. **银行家算法**:这是一种预防死锁的策略,通过预先分配资源,确保系统不会进入无法解决的死锁状态。 4. **死锁的四个必要条件**:互斥,即资源在一段时间内只能由一个进程使用;占有并等待,已获得某些资源的进程等待其他资源;非抢占,资源不能被强制从一个进程转给另一个;循环等待,存在一个等待环路,每个进程都在等待环路中的下一个进程所占有的资源。 5. **操作系统基本功能**:处理机管理涉及进程调度和分配;存储器管理涵盖内存分配和管理;设备管理处理输入/输出设备的控制;文件管理负责文件的创建、读写和删除;用户接口允许用户与操作系统交互。 6. **逻辑地址结构**:在分页存储系统中,逻辑地址由页号和页内偏移量组成,用于映射到物理地址。 7. **磁盘访问时间**:磁盘访问时间包括寻道时间(找到目标磁道的时间)、旋转延迟时间(等待数据所在扇区旋转到磁头下方的时间)和传输时间(实际读写数据的时间)。 8. **I/O控制方式**:轮询是通过不断检查设备状态来触发操作;中断是设备完成操作后通知CPU;DMA(直接内存访问)允许设备直接与内存交换数据,不经过CPU。 9. **P/V操作**:P操作表示申请资源,V操作表示释放资源,信号量初值应大于等于零以确保资源可用。 10. **进程控制块(PCB)**:操作系统通过PCB来跟踪和控制进程的状态;系统调用是用户程序请求操作系统服务的手段。 11. **页面淘汰算法**:最佳算法无法在实际系统中实现,因为它需要预知未来;先进先出算法选择最早进入内存的页面进行淘汰。 12. **I/O设备分类**:按从属关系分为系统设备和用户设备,按传送单位分为块设备和字符设备。 13. **I/O型和CPU型进程**:I/O型进程主要时间消耗在I/O操作上,而CPU型进程则主要进行计算工作。 14. **文件物理块需求**:9130字节的文件需要3个4096字节的物理块存储,因为9130不能被4096整除,但3个4096字节的块可以覆盖9130字节。 15. **P/V操作应用**:互斥时,P/V操作在同一进程中;同步时,它们在不同进程中。 16. **文件逻辑结构**:文件逻辑结构分为无结构的字符流式文件和有结构的记录式文件。 17. **P/V操作规则**:P/V操作必须成对出现,保证资源的正确使用。 18. **文件目录组织**:目录组织形式包括单级、二级和树型目录,便于文件的查找和管理。 19. **地址重定位**:逻辑地址转换为物理地址的过程称为地址重定位,确保程序能在内存的任何位置执行。 20. **临界资源**:一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源,通常需要通过互斥机制来保护。 21. **操作系统用户界面**:现代操作系统提供命令界面、图形用户界面和程序界面供用户使用。 22. **线程分类**:按作用范围分为用户级线程和系统级线程。 23. **进程调度方式**:可剥夺式和不可剥夺式调度决定进程何时获得CPU。 24. **计算机系统资源**:包括CPU、存储器、I/O设备和文件系统。 25. **信号量含义**:信号量的值表示资源的状态,正数表示可用资源数量,负数表示等待的进程数。 26. **缓冲技术**:引入缓冲技术是为了缓解CPU和外部设备速度不匹配的问题,提高系统效率。 27. **存储管理单位**:页面是物理单位,由操作系统确定;分段是逻辑单位,由用户程序确定。 28. **操作系统结构**:单块结构、层次结构和微内核结构是常见的操作系统设计方式。 29. **进程状态**:进程创建后初始为就绪状态,调度后变为运行状态。 30. **信号量管理**:信号量的值只能通过PV操作改变,与资源的使用情况紧密关联。 31. **互斥实现**:设置信号量mutex,初值为1,P(mutex)用于进入临界区,V(mutex)用于退出临界区。 32. **内存管理方法**:包括分区管理、页式管理、段式管理和段页式管理。 33. **地址映射硬件支持**:需要基址寄存器和限长寄存器来实现逻辑地址到物理地址的映射。 34. **可变分区分配**:若空闲块大于进程需求,分配时从高端开始分配。 以上内容涵盖了操作系统中的关键概念,包括进程管理、存储管理、I/O管理、文件系统、死锁处理、资源分配以及操作系统架构等多个方面,是复习操作系统基础知识的重要参考资料。
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