操作系统的定义
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操作系统（operating system，OS）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬
件系统的首次扩充，其主要作用是管理硬件设备，提高它们的利用率和系统吞吐量，并为
用户和应用程序提供一个简单的接口，以便于用户和应用程序使用硬件设备。
基本特性
- 共享、并发、异步、虚拟
操作系统的基本类型及特征
- 批处理系统
- 分时系统
- 分布式系统
- 嵌入式系统
操作系统的功能及特征
- 处理机管理
- 存储器管理
- 设备管理
- 文件管理
- 接口管理
操作系统结构
- 简单结构
- 模块化结构
- 分层式结构
- 微内核结构
- 外核结构
进程
进程的定义、特征
- 进程是程序的执行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
- 特征
- 动态性
- 异步性
- 并发性
- 独立性
进程基本状态及其转换原因
进程互斥、同步（三个同步问题）
生产者-消费者问题
读者-写者问题
哲学家问题
何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？
- 死锁：各进程互相等待对方手里的资源，导致各进程都阻塞，无法向前推进
产生死锁的必要条件
- 互斥条件：必须互斥使用的资源的争抢
- 不剥夺条件：进程保持的资源只能主动释放，不可强行剥夺
- 请求和保持条件：保持某些资源不放，同时请求其他资源
- 循环等待条件：存在一种进程资源的循环等待链
预防死锁方法、避免死锁
进程控制块的内容、作用
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作用
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作为独立运行基本单位的标志
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实现间断性运行方式
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提供进程管理所需要的信息
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提供进程调度所需要的信息
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实现与其他进程的同步与通信
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8． 用信号量和PV操作机制实现进程的同步和互斥（119）
引入线程的目的
- 是使多个程序能并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量，那么，在OS中再引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空（时间和空间）开销，以使OS具有更好的并发性
调度
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作业：一个具体任务
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高级调度（作业调度）
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中级调度（内存调度，置换）
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低级调度（进程调度/处理机调度）
调度算法评判指标
- CPU利用率【忙碌时间 / 总时间】
- 系统吞吐量【完成作业量 / 花费时间】
- 周转时间【作业完成时间 - 作业提交时间】
- 平均周转时间【周转时间和 / 作业数】
- 带权周转时间【作业周转时间 / 作业实际运行时间】
- 平均带权周转时间【带权周转时间之和 / 作业数】
- 等待时间
- 响应时间【用户提交请求到首次产生响应所用时间】
调度算法
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先来先服务【FCFS】
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短作业优先【SJF】
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高响应优先【HRRN】
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时间片轮转【RR】
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优先级调度算法
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多级反馈队列调度算法
连续分配原理和特点
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内存空间是连续的：在连续分配中，操作系统将可用的内存空间划分为若干块，每个块都是连续的一段内存空间。这种连续性可以方便程序的访问和管理。
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分配效率高：由于内存空间是连续的，因此在分配内存时，只需要记录空闲块的起始地址和长度即可，分配效率比较高。
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碎片化严重：连续分配容易出现碎片化问题，即已分配的内存块和未分配的内存块之间形成许多零散的空间，这些空间无法被利用。碎片化会降低内存利用率，使得系统无法分配足够的内存给新的进程，因此需要采取一些措施来减少碎片化问题。
连续分配算法
- 首次适应算法
- 最佳适应算法（容量递增排序，优先选取差值最小分区）（产生很多碎片）
- 最坏适应算法（容量递减排序，优先选取最大分区）
- 邻近适应算法（从上次首次适应算法结束位置开始检索，减少查找开销）（容易无大）
虚拟存储器概念、理论基础
- 特征：多次性
页面置换算法
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缺页率 = 缺页中断次数 / 访问页面次数
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最佳置换算法（淘汰之后长时间不使用的页面）
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先进先出置换算法【FIFO】（淘汰最早进入内存页面）（Belady异常：进程分配的物理块数增大时，缺页次数不减反增）
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最近最久未使用置换算法【LRU】
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时钟置换算法【CLOCK】【NRU】
- 改进：优先淘汰未修改页面（访问位 & 修改位同0）
设备
设备分配时应考虑的因素
- 固有属性：独占设备、共享设备、虚拟设备（SPOOLing技术）
- 分配算法
- 安全性
磁盘读写操作所需时间
磁盘的调度算法
- 先来先服务【FCFS】
- 最短寻找时间优先【SSTF】
- 缺点：可能产生饥饿
- 扫描算法【SCAN】
- 电梯算法
- 只有磁头移动到最外侧磁道的时候才能向内移动，移动到最内侧磁道的时候才能向外移动
- 缺点：对于各磁道的响应频率不平均
- 循环扫描算法【C-SCAN】
- 优点：各磁道的响应频率平均
- 缺点：平均寻找时间大
- 【LOOK】算法
- 磁头方向无请求则转向
- 【C-LOOK】算法
- 磁头移动方向无请求则返回
22． 打开文件、关闭文件的操作
23． 文件的物理结构（顺序结构、链接结构（隐式、显式）、索引结构（单级、多级、增量式））
24． UNIX系统多级混合（增量式）索引结构
25． 文件存储空间的管理方法-空闲表法、位示图、空闲块链法
26． 系统调用的过程
27． 系统调用与一般过程调用的区别
《操作系统R》试卷题型
一、选择题（每题2分，共40分）
二、判断题(每题1分，共10分)
三、简答题(每题5分，共20分)
四、应用题（每题10分，共30分）
可采用哪几种方式将程序装入，它们分别适用于何种场合？
- 绝对装入
- 计算机系统很小，且仅能运行单道程序（驻留在内存中的位置确定）
- 可重定位装入
- 多道程序环境（根据内存的具体情况，将装入模块装入内存的适当位置）
- 动态运行时装入
- 在运行过程中程序在内存中的位置可能经常要改变
有哪几种I/O控制方式
引入缓冲的主要原因
- 为了解决不同设备之间的速度不匹配和处理器与I/O设备之间的速度不匹配问题
