操作系统A复习要点：进程管理、内存分配与I/O控制

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理硬件资源、提供用户接口以及支持多任务并发执行。在2020-2021年的操作系统复习课程中，涵盖了多个重要的知识点，包括： 1. **操作系统的功能与四大特征**：操作系统的主要功能包括处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口等。四大基本特征包括并发性、共享性、虚拟性和封闭性，它们共同确保了系统的高效和安全性。 2. **进程与线程的区别**：进程是系统独立运行的基本单位，拥有自己的内存空间；线程则是进程中可并发执行的子任务，共享同一进程的资源。进程间通信（IPC）与线程间通信（TTC）是区分两者的关键。 3. **进程的七态模型与进程控制模块**：进程通常经历创建、就绪、执行、阻塞、唤醒、等待和终止这七个状态。进程控制模块如进程调度器、中断处理机制等直接影响进程状态转换。 4. **原语概念**：原语是操作系统中的不可分割的基本操作，具有原子性和不可中断性，常用于实现同步和互斥。 5. **信号量与临界区**：信号量用来同步多个进程对共享资源的访问，信号量的值代表资源数量；临界区是指一段代码，在执行过程中不允许其他线程同时进入，通过互斥锁或信号量实现。 6. **通道的概念与作用**：通道是一种高级的进程通信方式，它提供了一种低级的数据交换机制，无需涉及进程地址空间。 7. **预防与避免死锁策略**：预防死锁通过资源预分配、避免循环等待；避免死锁则依赖于死锁检测和死锁恢复机制。 8. **分区分配算法**：常见的算法有首次适应、最佳适应、最坏适应和循环首次适应，用于动态内存管理。 9. **分段与分页的区别**：分段将程序分为逻辑段，每个段有自己的起始地址和长度；分页将程序划分为固定大小的页，每页对应物理内存的一块。 10. **虚拟存储器原理**：基于程序的局部性原理，虚拟内存允许程序使用比实际物理内存更大的地址空间，通过页表进行地址映射。 11. **虚拟设备**：虚拟设备是操作系统模拟真实设备，使用户认为自己是在直接与物理设备交互，提高系统的灵活性和可用性。 12. **I/O控制方式比较**：主要包括DMA、中断驱动和程序直接控制，各有优缺点，适用于不同的应用场景。 13. **分时系统工作原理**：多个终端共享主机资源，按时间片轮转的方式让每个用户获得CPU时间。 14. **文件的逻辑结构与物理结构**：逻辑结构关注文件内容的组织，物理结构描述文件在磁盘上的布局。 15. **Spooling系统**：分时批处理系统，用于管理和优化打印输出，通过缓冲和延迟处理提高效率。 16. **设备分配流程**：包括设备申请、分配、使用和释放等步骤，确保设备资源的有效管理。 17. **文件目录特点**：不同的文件目录类型如目录树结构、链接列表等，各有其组织方式和性能优势。 18. **磁盘调度算法**：如先来先服务、最短寻道时间优先、最短寻道加旋转等待等，优化磁盘I/O性能。 19. **地址转化在分段分页中**：涉及虚拟地址到物理地址的映射，以及不同内存管理方式下的转换过程。 20. **进程调度算法**：如抢占式调度、非抢占式调度，以及各种优先级队列策略。 21. **信号量的PV操作**：P（wait）操作用于请求资源，V（signal）操作用于释放资源，用于实现同步和互斥。 22. **页面置换算法**：如LRU（最近最少使用）、FIFO（先进先出）、LFU（最少使用）等，用于缓解主存不足问题。 23. **银行家算法**：一种死锁避免策略，通过资源矩阵和安全序列判断系统是否安全，防止死锁的发生。 以上知识点全面且深入地覆盖了操作系统的核心概念和技术，对于理解和掌握操作系统原理有着重要作用。复习时务必结合实例和实践，以便更好地理解和应用这些理论。