1. 操作系统的设计目标及作用
设计目的自制室内单杠：(方便性和有效性是设计操作系统时最重要的两个目标)
1．有效性：提高系统资源利用率；提高系统吞吐量。
2．方便性：配置OS后可使计算机系统更容易使用。
3．可扩充性：现代OS应采用新的结构，以便于方便的增加新的功能和模块。
4．开放性：系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。
作用：1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口。
2.OS作为计算机系统资源管理者。
3.OS实现了对计算机资源的抽象。
2. 单道批处理系统和多道批处理系统特点及区别
单道批处理系统特点：
自动性 顺序性 单道性。
多道批处理系统特点（优缺点）：
1. 资源利用率高。
2. 系统吞吐量大。
3. 平均周转时间长。
4. 无交互能力。
★☆单道批处理系统中，内存中仅有一道作业，无法充分利用系统资源。多道批处理系统中，作业按一定算法从外存的“后备队列”中调入内存，使它们共享各种资源。
1. 分时系统和实时系统的特点
特征比较：
1>．多路性。实时信息处理系统也按分时原则为多个终端用户服务。实时控制系统的多路性则主要表现在系统周期性地对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。而分时系统中的多路性则与用户情况有关，时多时少。
2>． 独立性。实时信息处理系统中的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立地操作，互不干扰；而实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰。
3>．及时性。实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定的；而实时控制系统的及时性，则是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微秒。
4>．交互性。实时信息处理系统虽然也具有交互性，但这里人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理和资源共享等服务。
5>．可靠性。分时系统虽然也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度
的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是无法预料的灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性。
4. 操作系统的基本特征
并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。
1. 进程的基本状态及变迁
运行中的进程具有的三种基本状态:就绪状态、执行状态、阻塞状态。
另外还有挂起状态、创建状态、终止状态。
3. 如果发生某事件使进程的执行受阻，（如，进程请求访问某临界资源，而该资源正被其他进程发问时）使之无法继续。
2. 进程的创建、终止
创建进程：（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()。
（2）申请空白PCB。 （3）为新进程分配资源。 （4）初始化进程控制块。
（5）将新进程插入就绪队列。
终止进程：
（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程状态。
（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，并置调度标志真，用于指示该进程被 终止后应重新进行调度。
（3）若该进程还有子进程，应将所有子孙进程终止，以防它们成为不可控进程。
（4）将被终止进程拥有的全部资源，归还给父进程，或归还给系统。
（5）将被终止进程PCB 从所在队列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。
3.进程同步
a) 临界资源及临界区的概念
临界资源：临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源。属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等，诸进程间应采取互斥方式，实现对这种资源的共享
临界区：不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区（Critical Section）
b) 同步机制应遵循的原则
空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。
4.信号量机制
c) 理解整型、记录型信号量的机制
信号量S是一个整数，S大于等于零是代表可供并发进程使用的资源实体数，当S小于零时则表示正在等待使用临界区的进程数。
Dijkstra同时提出了对信号量操作的PV原语。
P原语 （或Wait(S)）操作的动作是：
（1）S减1；
（2）若S减1后仍大于或等于零，则进程继续执行；
（3）若S减1后小于零，则该进程被阻塞后进入与该信号相对应的队列中，然后转进程调度。
V原语（或signal（S））操作的动作是：
方便盒（1）S加1；
（2）若相加结果大于零，则进程继续执行；
（3）若相加结果小于或等于零，则从该信号的等待队列中唤醒一等待进程，然后再返回原进程继续执行或转进程调度。
PV操作对于每一个进程来说，都只能进行一次，而且必须成对使用。在PV原语执行期间不允许有中断的发生。
@整型信号量是一种最简单的信号量，主要用于解决并发程序互斥访问临界资源问题。
@记号信号量在整型信号量的举出上进行了改进，让不能进入临界区的进程“让权等待”，即进程状态有运行转换为阻塞状态，进程进入阻塞队列中等待。S.value的初值表示系统中某类资源的数目，因而又称为资源信号量。（P51）
2. 经典的同步问题
生产者——消费者问题
哲学家进餐问题
读者——写者问题
3. 进程通信
进程通信的概念：是指进程之间的信息交换，其所交换的信号量少者是一个状态或数值，多者则是成千上万个字节。
进程通信的类型 ：共享存储器系统、消息传递系统、管道通信。
4. 线程
oel
金桥通联轴器为什么需要线程：在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具 有更好的并发性，提高CPU的利用率。进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位。
线程与进程的区别和联系
（1）调度性。线程在OS 中作为调度和分派的基本单位，进程只作为资源拥有的基本单位。 柴油抗磨剂
（2）并发性。进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。
（3）拥有资源。进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的资源，本 身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。
（4）系统开销。操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著大于线程。
第三章 处理机调度与死锁
1.处理机调度的层次
a) 高级、中级、低级，它们的特点及区别
高级调度又称为作业调度或长程调度，调度对象是作业，作业调度往往发生于一个（批）作业运行完毕，退出系统，而需要重新调入一个（批）作业进入内存时，故作业调度的周期长；
b) 低级调度又称为进程调度和短程调度，调度对象为进程（或内核级线程），进程调度的运行频率最高，是最基本的一种调度，多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度。低级调度的功能：保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程。
c) 引入中级调度的主要目的：是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量。
2.处理机调度算法
d) 理解各种调度算法的原理及应用场景
e) 先来先服务、短作业优先、高优先权优先
f) 周转时间及带权周转时间的概念及计算方法
1>.先来先服务调度算法
FCFS调度算法是一种最简单的调度算法，可用于作业调度和进程调度。每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或者发生某事件而阻塞后放弃处理机。FCFS算法有利于长作业（进程）。
周转时间=完成时间 — 到达时间
带权周转时间=周转时间 / 服务时间
2>.短作业（进程）调度算法
是指对短作业（进程）优先调度的算法，可分别用于作业调度和进程调度。SJF（SPF）是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业（进程），为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或者发生某事件而阻塞后放弃处理机。
3>.高优先权优先调度算法
宏大自动络筒机了
为了照顾紧迫性作业，引入FPF调度算法，常被用于批处理系统，可用于作业调度和进程
调度。该算法把处理机分配给优先权最高的进程或作业。
4>.高响应比优先调度算法：
用于批处理系统，为每个作业引入动态优先权，并使作业优先级随着等待时间的增加而已速率a提高，则长作业在等待一定时间后，必然有机会分配到处理机。响应比：
Rp =（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间=响应时间/要求服务时间。
g) 实时调度算法的分类及应用场景
按调度方式的不同分类：
非抢占式调度算法 非抢占式轮转调度算法：用于工业生产的控制系统。
（小型实时系统、要求不太 非抢占式优先调度算法：实时系统中存在着较为
严格的实施控制系统） 严格的任务。
抢占式调度算法 基于时钟中断的抢占式优先权调度算法：某实时任务
（在要求较为严 到达后，该任务的优先级高于当前任务的优
格的实时系统） 先级， 用于大多数实时系统。
立即抢占的优先权调度算法：要求系统具有快速响应外部时间中断的能力。
3. 处理机死锁
死锁的概念：死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
产生死锁的原因： 竞争资源、 进程间推进顺序非法。
产生死锁的必要条件：互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。
