第一章 计算机系统概述

考点1 操作系统的概念、特征和功能

1.

2.

考点2 内核态与用户态

1.

2.用户态和内核态之间的切换本质上就是应用程序和操作系统对CPU控制器的切换

考点3 中断和异常

1.

2.

考点4 系统调用

1.

2.

3.C

考点5 操作系统引导

1.

2.

①磁盘的物理格式化：这是厂家做的事。物理格式化就是将磁盘划分扇区，划分好扇区后就可以用柱面号、盘面号和扇区号这三个维度去定位磁盘中的某一个扇区。

物理格式化后就可以去市场上售卖该磁盘了。

②对磁盘进行分区：即将磁盘分为C盘、D盘、E盘等。可以选定分几个分区，每个分区的大小是多少。

③逻辑格式化：对每个分区进行逻辑格式化。逻辑格式化的作用是给每个分区建立好根目录信息，同时初始化每个分区的文件系统相关信息。不同的分区可以安装不同的文件系统，比如C盘可以安装UFS文件系统，D盘可以按照FAT文件系统。对于UFS文件系统，需要建立inode索引节点，而对于FAT文件系统，需要建立FAT表。

④操作系统的安装：一般是在C盘安装操作系统，但也可以安装到D盘、E盘等。

3. 3)磁盘扇区的划分在磁盘的物理格式化中进行，文件系统根目录的建立是在磁盘的逻辑格式化中进行。

4.A

王道书知识点总结

1.1 操作系统的基本概念

1.

2.操作系统的特征

①并发

②.共享

共享性：计算机系统中同时存在着多个运行的程序

并发和共享式操作系统最基本的特征，两者互为存在的条件

③虚拟

④异步

3.操作系统的目标和功能

执行一个程序前需要将该程序放到内存中，才能被CPU处理

①操作系统分为处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理。

②操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口

系统调用类似于函数调用，是应用程序请求操作系统服务的唯一方式

③操作系统实现了对计算机资源的扩充

1.2 操作系统发展历程

1.

2.

①手工处理阶段

②批处理阶段

引入脱机输入/输出技术并由监督程序负责控制作业的输入、输出

3.分时操作系统

4.实时操作系统

5.个人计算机操作系统

1.3 操作系统的运行环境

1.

2.

3.CPU中有一个寄存器叫程序状态字寄存器（PSW），其中有一个二进制位，用于记录是用户态还是内核态。

4.内核态与用户态的切换

内核态-->用户态：执行一条特权指令，即修改PSW的标志位为用户态，这个动作意味着操作系统主动让出CPU的使用权

用户态-->内核态：由中断引发，硬件自动完成变态过程，触发中断信号意味着操作系统将强行夺回CPU的使用权

除了非法使用特权指令外，还有很多事件会触发中断信号。但凡需要用到操作系统介入的地方，都会触发中断信号。

5.通过时钟中断的管理，可以实现进程的切换。

6.中断机制

不同的中断信号，需要用不同的中断处理程序来处理，当CPU检测到中断信号后，会根据中断信号的类型去查询“中断向量表”，以此来找到中断处理程序在内存中的存放位置。

7.原语

8.系统控制的数据结构及处理

9.中断和异常的概念

如果没有中断机制，那么一旦应用程序上CPU运行，CPU就会一直运行这个程序

“中断”是让操作系统内核夺回CPU使用权的唯一途径

①中断和异常的定义

②中断和异常的分类

故障：可能被内核程序修复，修复后会把CPU使用权还给应用程序

终止：由致命错误引起，内核程序无法修复，不再归还CPU的使用权，而是直接终止该应用程序

③中断和异常的处理过程

10.系统调用

操作系统内核对共享资源进行统一管理，并向上提供系统调用。用户进程想要使用诸如打印机这种共享资源，只能通过系统调用向操作系统内核发出请求。

内核会对各个请求进行协调处理。

系统调用可以保证系统的稳定性和安全性，防止用户进行非法操作。

系统调用的处理过程

陷入指令=访管指令=trap指令

1.4 操作系统结构

1.

操作系统内核需要运行在内核态，而非内核功能运行在用户态

2.分层法

分层法是自底向上逐层调试验证

3.模块化

优点：①任何模块都可以直接调用其他模块，而不需要采用消息传递通信，效率高

②支持动态加载新的模块

③模块间逻辑清晰

缺点：①模块间的接口定义未必合理使用

②模块间的接口规定很难满足对接口的实际需求

4.宏内核

包含进程管理、存储器管理、设备管理等功能

5.微内核

只包含时钟管理、中断处理、原语这些最接近硬件的功能

微内核的基本功能

微内核的特点

tip：宏内核和微内核的区别

6.外核

1.5 操作系统引导

1.

1.6 虚拟机

虚拟机=虚拟机管理程序=虚拟机监控程序=Virtual Machine Monitor = Hypervisor

1.第一类虚拟机管理程序

2.第二类虚拟机管理程序

可迁移性更好，只需导出虚拟机镜像文件即可迁移到另一台HostOS上，商业化应用更广泛

1.7 本章疑难点

1.

2.

3.

4.

王道书选择题总结

1.2.7

1.

1.3.4

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

一刷笔记整理：

1.6.2

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

第二章 进程与线程

考点6 进程与线程

1.

2.

3.

4.

考点7 进程状态与进程控制

1.

2.进程状态转换是通过原语完成的

考点8 处理机调度

1.

2.

3.

4.

考点9 进程同步与互斥

1.

①单标志法：违背空闲让进

②双标志先检查法：违背了忙则等待

双标志后检查法：违背了空闲让进、有限等待

③皮特森算法：违背了让权等待

2.信号量机制

考点10 经典同步问题

1.生产者消费者问题

能否改变两个P操作的顺序？

2.读者写者问题

写优先：

3.哲学家进餐问题

王道书知识点总结

2.1 进程与线程

1.

（1）为什么要引入进程？

（2）什么是进程？进程有什么组成？

程序是静态的，而进程是动态的，是程序的一次执行过程（同一个程序多次执行对应多次进程）

2.当进程被创建时，操作系统会为该进程分配一个唯一的、不重复的“身份证号”——PID（即进程ID）

①操作系统要记录PID，进程所属用户ID（UID）[可以让操作系统区分各个进程]

②还要记录给进程分配了哪些资源（如分配了多少内存、正在使用哪些I/O设备、哪些文件）[可用于实现操作系统对资源的管理]

③还要记录进程的运行情况（如CPU使用时间、磁盘使用情况、网络流量使用情况）[可用于实现操作系统对进程的控制调度]

3.进程的特征

4.进程是进程实体的运行过程

一个进程实体（进程映像）由PCB、程序段和代码段组成

进程是动态的，而进程实体（进程映像）是静态的

5.进程的组成

①进程控制块

②程序段

③数据段

注：同时挂3个qq号，会对应3个qq进程，它们的PCB、数据段各不相同，但程序段的内容都是相同的（都是运行相同的qq程序）

PCB、数据段是给进程自己用的，与进程自身的运行逻辑有关

6.进程的状态与切换

7.进程控制

原语的原子性由“关中断指令”和“开中断指令”这两个特权指令实现原子性

CPU执行了关中断指令之后，就不再例行检查中断信号，知道执行开中断指令之后才会恢复检查

8.进程的通信

①共享存储

②消息传递

③管道通信

9.线程和多线程模型

有的进程可能需要同时做很多事，而传统的进程只能串行地执行一系列程序。为此，引入线程，来增加并发度

①线程的基本概念

②线程与进程的比较

引入线程后，进程是资源分配的基本单位，而线程是调度的基本单位

③线程的属性

④线程与进程的状态转换

⑤线程的组织与控制

⑥线程的实现方式

用户级线程

内核级线程

组合方式

⑦多线程模型

王道书选择题总结

2.1.8

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

2.2.7

1.

先来先服务调度算法有利于CPU繁忙型算法，不利于IO繁忙型算法

2.

4.

5.

2.3.8

1.

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8.

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10.

11.

12.

13.

14.

管程

1.

2.4.6

1.

死锁预防只需要破坏死锁产生的四个条件之一即可：

①破坏互斥的条件

②破坏不可剥夺条件

③破坏请求或保持条件

④破坏循环等待的条件

为了破坏循环等待条件，可以采用顺序资源分配法。首先给系统的各类资源编号，规定每个进程必须按编号递增的顺序请求资源，同类资源一次申请完。

也就是说，一个进程只在已经占有小编号的资源时，才有资格申请更大编号的资源。按此规矩，已持有大编号资源的进程不可能再逆向申请小编号的资源，因此不会产生循环等待现象。

2.

死锁产生的两个原因：

①系统资源的竞争

②进程推进顺序非法

3.

4.

5.

我忽略了一种情况，即x=0,y=z=1

6.

资源分配图不能完全简化，称为死锁定理。

死锁定理用于死锁检测。

7.

死锁预防可能会限制用户申请资源的顺序（破坏循环等待条件）

8.

9.

第三章 内存管理

3.1.7

静态重定位在装入时一次完成，动态重定位在执行时进行

1.

2.

3.

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9.

群u锐评：

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14.

16.

3.2 虚拟内存管理

1.虚拟技术的实现

2.虚拟内存的分配

3.调页相关

4.FIFO页面置换算法会出现当进程分配的物理块增多，缺页次数不减反增的异常现象，称为Belady异常

5.CLOCK算法

6.工作集

7.内存映射文件

3.2.10

1.

2.

3.

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5.

6.

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8.

第四章 文件管理

4.1.8

1.

2.

3.

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5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

4.2.7

1.

2.

4.3.7

1.

2.

3.

4.

5.

6.

第五章 输入/输出（I/O）管理

5.1.6

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

5.2 设备独立性软件

1.

①单缓冲

②双缓冲

③循环缓冲

④缓冲池

2.设备分配

3.

4.设备分配步骤

5.逻辑设备名到物理设备名的映射

6.SPOOLing技术

7.设备驱动程序接口

8.

5.2.7

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

5.3.6

1.

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3.

4.

5.

6.

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操作系统强化一轮完毕。祝各位一战成硕！