| 名词 |
功能 |
特点 |
备注 |
| 处理机 |
执行程序 |
按单程序流执行 |
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| 操作系统现状及特征 |
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支持多任务、并发、共享、虚拟、异步性 |
互斥共享、同时共享 |
| 主机操作系统 |
提供批处理、事物处理、分时处理服务 |
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脱机用户接口——批处理作业 |
| 虚拟存储器 |
具有请求调入和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统 |
进程无需全部装入，只要装入一部分 （虚拟存储技术优点）提高内存利用率、提高多道程序度、把逻辑地址空间和物理地址空间分开 （虚拟存储特征）离散性、多次性、对换性、虚拟性 |
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| 进程 |
是独立运行和资源调度的基本单位 |
并发性、动态性、独立性、异步性、结构特征 由程序、用户数据、进程控制块构成 拥有资源的基本单位 |
是程序的一次执行 |
| 进程控制块 PCB |
携带信息：P47 |
实体、数据结构、进程实体存在标志、操作系统感知进程存在的唯一标志 |
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| 内核 |
支撑、资源管理功能 |
计算机硬件的第一次扩充、执行频率高，常驻内存 |
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| 管程 |
是描述共享资源的数据结构和数据结构上的共享资源管理程序的集合 |
每次只有一个进程调用管程执行、，（把对共享资源访问的功能放在里面） |
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| 线程 |
把进程的任务划分成更小、具有独立功能的单位，以线程的方式并发执行 |
TCP线程控制块。是程序执行的基本单位 |
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| 段表 |
由操作系统维护的用于支持分段存储管理地址映射的数据结构 |
由表项构成，表项包含：段号、段基址、段长 |
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| 页表 |
系统为进程建立的数据结构、实现从页号到页框号的映射 |
分页存储：页、叶匡、分页存储、页内碎片、页表 物理地址=叶匡大小*页匡号+页内偏移量 |
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| 分段、分页区别：页按物理单位划分，目的为提高内存利用率和支持虚拟存储。段按逻辑单位划分，目的为方便程序员编程；页大小固定、分页的地址空间是一维的，段地址是二维的：段号+段内偏移 |
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概念类：
| 系统发展 |
新概念 |
特点 |
器件 |
| 无操作系统 |
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电子器件 |
| 单道批处理系统 |
作业：用户及程序处理 吞吐量：单位时间内完成的作业数 |
开始使用磁性设备、驻留一道作业、CPU独占、依次独条指令执行 |
晶体管 |
| 多道程序系统 |
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早期不具交互功能、可提高利用率和吞吐量 |
集成电路芯片 |
| 微机操作系统 |
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| 分时操作系统 |
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多路性、独立性、及时性、交互性 |
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| 实时操作系统 |
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实时计算的正确性既依赖逻辑结果又依赖产生正确结果时间、+比分时系统更可靠 |
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| 系统结构 |
代表 |
备注 |
| 简单的监控程序模型 |
FMS、IB-SYS、 |
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| 单体结构模型 |
UNIX系统、MS-DOS、Linux、MacOS X、BSD |
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| 层次结构模型 |
Dijkstra、THE系统 |
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| 客户/服务器模型与微内核结构 |
Mach、Vxworks |
里程碑 |
| 动态可扩展结构模型 |
VINO |
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算法类：
进程调度算法
| +调度算法 |
英文 |
特点 |
备注 |
| 先来先服务 |
FCFS |
适合长进程，不利于短进程；有利于CPU繁忙型进程，不利于I/O繁忙型进程 |
运行时间与性能计算 |
| 短进程优先 |
SPF |
对长进程不理、不能保证紧迫进程及时处理、不一定能真正做到短进程优先 |
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| 优先权 |
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无穷阻塞（饥饿问题） |
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| 时间片轮换 |
RR |
较小时间单位：10—100ms，Linux2.4是50ms |
因素：系统对响应时间的要求、就绪队列中进程的数目、系统的处理能力、此算法的性能评价 |
| 多级队列 |
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将就绪队列分成多个独立队列、对低优先权进程存在饥饿问题 |
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| 多级反馈队列 |
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弥补多级队列调度的不足 |
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| 进程调度方式 |
优缺点 |
备注 |
| 自调度 |
易移植、利于提高CPU利用率；瓶颈问题、低效性、线程切换频繁 |
进程阻塞后再重新就绪时只能进入唯一的公共就绪队列 |
| 成组调度 |
减少线程切换，改善系统性能、减少调度开销 |
时间分配：面向所有程序平均分配处理器时间；面向所有线程平均分配处理器时间 |
| 专用处理器分配 |
程序执行期间得到一组处理器，每个线程一个，直至程序完成 |
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实时调度算法：
| +算法 |
英文 |
特点 |
备注 |
| 最早截止时间优先 |
EDF |
以开始截止时间确定优先级 |
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| 最低松弛度优先 |
LLF |
越紧迫越优先 |
L=T-Tc-Ts：松弛度、完成截止时间、当前时间、还需要的时间 |
| 动态分区分配算法 |
英文 |
特点 |
备注 |
| 首次适应算法 |
FF |
空闲分区以地址递增顺序链接、搜索分区链时间开销大、从链首开始顺序查找 |
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| 循环首次适应算法 |
NF |
从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找、空闲区分布均匀、查找开销小、易使系统缺乏大空闲区 |
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| 最佳适应算法 |
BF |
避免大材小用、提高内存利用率、易留下难以利用的小空闲区 |
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| 页置换算法 |
特点 |
备注 |
| 最佳置换算法 |
未来最长时间内不再被访问的页作为换出页、主要用于理论研究 |
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| 先进先出页置换算法，FIFO |
选择进入内存时间最早的页作为换出页、实现简单，效率较低，缺页率较高 |
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| 最近最久未使用置换算法，LRU |
选择最近最久使用的页换出、性能优于FIFO算法，但较最佳置换算法差 |
寄存器、栈、计数器 |
| 其他算法：附加引用、简单Clock置换、改进型Clock、最少使用置换、页缓冲 |
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| 实现文件 |
方式 |
特点 |
备注 |
| 连续分配 |
把文件作为一连串连续数据块存储 |
实现简单，簇仅需两个数字：第一块的磁盘地址，文件的块数 |
随着时间推移，磁盘会变得零碎、删除文件时所占簇被释放，这些空闲的连续簇会形成“空洞” |
| 使用磁盘链接表分配 |
为每个文件构造簇的链接表，每个簇开始的几个字节存放下个簇的簇号，簇的其他部分存放数据 |
可以充分利用每个簇、管理简单、存取相当缓慢，每次要从头开始读取前面的n-1块 |
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| 使用内存的链接表分配 |
将文件所在的磁盘簇号存放在内存表中 |
必须把整个表都存在内存中，不适合大容量磁盘 |
MS-DOS |
| i-结点 |
为每个文件赋予一个被称为i结点的数据结构 |
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文件属性和文件块的磁盘地址 |
| I/O系统的结构 |
微机I/O系统：CPU可与内存直接进行信息交换，但不能与设备直接进行信息交换，必须经过设备控制器 |
主机I/O系统：包括主机、通道、控制器、设备 |
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| 设备控制器 |
CPU与I/O的接口，是可编址设备 |
接收和识别命令、数据交换、设备状态的了解和报告、地址识别、数据缓冲、差错控制 |
组成 与处理机接口：数据线、控制线、地址线 与设备接口：数据、状态、控制信号 I/O逻辑：指令译码器、地址译码器 |
| I/O通道 |
特殊的处理机 |
是大型主机系统中专门用于I/O的专用计算机 |
使CPU与I/O并行工作，提高CPU利用率和系统的吞吐量 |
| I/O控制方式 |
轮询：忙、闲状态
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中断：
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DMA控制方式：提高CPU与I/O的并行度、包括：主机与DMA接口、DMA与设备接口、及I/O控制逻辑 |
| 缓冲 |
处理数据流的生产者与消费者间的速度差异、协调传输数据大小不一致的设备 |
单缓冲：位于主存的缓冲区 双缓冲 循环缓冲：多个缓冲区、多个指针 |
缓冲池： 3种类型的缓冲区、3种队列、4种工作缓冲区（p181） |
| 磁盘（区分CPU） |
固定头磁盘：所有磁头在一个刚性臂中、主用于大容量磁盘 |
移动头磁盘：每个盘仅一个磁头、磁头必须移动并进行寻道 |
磁盘访问时间：寻道时间、旋转延迟时间、传输时间 |
| 磁盘调度 |
p193 |
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