广西科技大学操作系统复习重点：概念、技术与算法解析

"该资源是2022年广西科技大学操作系统课程的复习要点，涵盖了操作系统的基本概念、核心技术以及算法，并提供了期末考试的题型和复习重点。内容包括但不限于进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和I/O操作等。" 操作系统是计算机科学中的核心课程，它管理并协调计算机硬件和软件资源，提供高效、可靠的服务给用户。本复习要点旨在帮助学生掌握操作系统的基本原理和实践应用。 一、基本概念 操作系统的基本概念包括用户界面、系统调用、多道程序设计、进程、线程、原子性、临界区、工作集、互斥、同步、死锁、地址空间、虚拟内存、地址翻译、TLB（ Translation Lookaside Buffer）、文件、目录、文件的逻辑结构和物理结构、块设备与字符设备、设备的独立性以及假脱机技术（spooling）和RAID（冗余磁盘阵列）。 二、核心技术 1. 进程状态转换：理解进程从新建到就绪、运行、阻塞和终止的转换过程。 2. PV操作：利用信号量机制解决进程间的互斥和同步问题，如银行家算法。 3. 内存空间分配：探讨如何有效地分配内存，避免内存碎片。 4. 分页、分段和段页式管理：理解地址翻译的过程，包括页表、段表的构建和查找。 5. 文件的物理实现：讨论文件在磁盘上的存储方式，如连续分配、链接分配、索引分配等。 三、算法 1. 进程调度算法：分析各种调度策略（FCFS、SJF、Priority、RR、多级队列等）的优缺点，计算平均周转时间和等待时间。 2. TLB的引入：理解TLB如何加速虚拟地址到物理地址的转换，以及其在性能提升中的作用。 3. 页面置换算法：学习FIFO、LRU、OPT等算法的运作，以及它们的优缺点。 4. 磁盘调度算法：了解FCFS、SSTF、SCAN、C-LOOK等算法，分析它们如何减少磁盘访问时间。 四、简答题重点 1. 操作系统的重要性在于提供用户友好的接口，保护资源安全，提高系统效率。 2. 多道程序设计并不总是提高CPU利用率，当进程切换开销过大时，可能导致效率下降。 3. 进程与线程的生命周期可以类比于人的生命周期，探讨它们的创建、执行和结束过程。 4. 引发进程调度的原因包括时间片耗尽、优先级改变、进程阻塞等。 5. 线程间的资源共享可能导致资源竞争，通过同步机制可避免竞争条件。 6. 页表通常存放在内存中，因为快速访问是必要的，但部分页表项可驻留在磁盘以节省内存。 7. 分页存储管理的局限性包括内存碎片、地址转换开销等。 8. 忙等待是循环等待资源导致CPU空转，可以通过信号量或条件变量避免。 9. 线程引入减少了进程上下文切换的开销，实现了轻量级并发。线程与进程共享资源，但拥有独立的执行路径。 10. I/O控制方式包括程序控制、中断驱动、DMA（直接内存访问）和I/O通道。 五、综合题案例 综合题可能涉及实际进程调度场景的模拟，需要计算和分析不同进程调度策略下的运行情况。 这个复习文件为学生提供了一个全面的复习框架，覆盖了操作系统的核心知识点，有助于他们准备期末考试。学生应深入理解和掌握这些概念、技术和算法，以便能够灵活应用到实际问题中。