操作系统复习：页面调度算法详解

"该资源是一份关于计算机操作系统期末复习的PPT，重点讲解了页面调度算法，包括随机数淘汰、轮转法、FIFO、LRU、LFU、NUR和OPT算法。此外，还涵盖了操作系统的基础知识，如操作系统的定义、特征、功能，以及操作系统的类型和特点。复习内容涉及第1、2、3、4、5、8、9章，特别是第2、3、4、5、8章。" 操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理硬件和软件资源，提供用户接口，并确保计算机系统的有效运行。其主要特征有并发性、资源共享性和异步性。操作系统的主要功能包括处理机管理（进程管理）、存储管理、设备管理、文件系统管理和用户接口。其中，处理机管理涉及到进程的生命周期，包括进程的创建、执行、同步和通信。 页面调度算法是操作系统存储管理中的关键部分，用于决定当物理内存不足时，应该替换哪个页面到磁盘的对换空间。这些算法包括： 1. 随机数淘汰页面算法：简单地选择一个随机页面进行淘汰，这种方法往往缺乏效率，但实现起来较为简便。 2. 轮转法（RR法）：将所有活动进程放入一个队列，每次分配一小段时间（时间片）给每个进程，时间片结束后，进程被移到队列末尾，继续等待下一轮执行。这种方法可以实现公平的资源分配，但可能会因为进程切换开销而导致性能下降。 3. 先进先出算法（FIFO算法）：按照进程进入内存的顺序淘汰最早进入的页面，但可能导致“Belady异常”，即比其他算法更频繁地淘汰页面。 4. 最近最久未使用页面淘汰法（LRU算法）：淘汰最近最长时间未被访问的页面，假设最近使用的页面在未来更可能被再次使用。 5. 最不经常使用页面淘汰法（LFU算法）：淘汰最不常使用的页面，但需要记录页面使用频率，实现起来相对复杂。 6. 最近没有使用页面淘汰法（NUR算法）：与LRU相似，但只考虑页面是否最近被使用，而不考虑使用频率。 7. 理想型淘汰法（OPT算法）：理论上的最优算法，总是知道未来将要访问的页面，实际中无法实现，但作为其他算法的性能基准。 复习内容还包括操作系统的不同类型，如批处理系统（主要用于后台处理，无用户交互）、分时系统（允许多个用户同时交互使用）和实时系统（强调响应时间和可靠性）。多道程序设计使得多个进程可以共享处理器，提高了资源利用率。 用户界面是操作系统与用户交互的桥梁，包括操作命令接口和系统调用接口。前者允许用户通过命令控制作业流程，后者则为程序员提供了调用系统服务的能力。 进程是操作系统中并发执行的实体，具有独立性和随机性。程序在并发执行时，表现出非确定性，而进程管理的目标是有效地控制和协调并发执行，保证资源的公平分配和正确调度。