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第一章：操作系统引论
第二章：进程的描述与控制
未完待续。。。。。接
第三章：处理机调度与死锁
第四章：存储器管理
第五章：虚拟存储器
第六章：第八节 磁盘存储器的性能和调度
第一章：操作系统引论
操作系统的目标：方便性、有效性、可扩充性、开放性
操作系统的三个作用：
（1）操作系统（OS）作为用户与计算机硬件系统之间的接口
（2）操作系统（OS）作为计算机系统资源的管理者
（3）操作系统（OS）实现了对计算机资源的抽象
推动操作系统发展的主要动力：
- 不断提高计算机资源利用率
- 为什么方便用户
- 器件的不断更新迭代
- 计算机体系结构的不断发展
- 不断提出新的应用需求
操作系统的发展过程
- 为什么提出多道批处理？为了进一步提高系统资源的利用率和系统吞吐量；
- 为什么提出分时系统？为了满足用户对人-机交互的需求；
- 为什么提出实时系统？保证系统的可靠性。
操作系统的基本特性：并发、共享、虚拟、异步
- 并行 与 并发 的区别：并行性：指两个或多个事件在同一时刻发生。并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
- 为什么引入并发的概念？为了提高资源利用率。
- 怎么实现并发？引入进程。
- 为什么引入进程？为了使得程序能够并发的执行。
- 共享的两种方式：
- 互斥共享方式
- 同时访问方式
并发和共享是四个特性中最基本的两个特征；虚拟：对资源进行逻辑上的抽象、虚拟化；异步：程序（进程）以不可预知的速度进行推进
第二章：进程的描述与控制
程序的执行方式：顺序执行、并发执行
顺序执行的特征：
- 顺序性：处理机按照程序所规定的顺序进行执行；
- 封闭性：程序运行时独占全机资源，资源的状态（除初始状态外）只有本程序才能改变，程序一执行，执行结果不受外界影响；
- 可再现性：只要程序执行时的环境和初始条件一致，程序重复执行，都可得相同的结果。
并发执行的特征：
- 间断性：程序“走走停停”
- 失去封闭性：程序并发执行，征用资源
- 不可再现性：因为程序要并发执行征用资源，导致运行结果可能不一样，即运行结果不可再现性；
- 为了实现结果可再现性，所以要对并发执行加以控制，如何加以控制？------->进程
进程的定义
- 进程是程序的一次执行；
- 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动；
- 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
进程的特征
- 动态性
- 独立性
- 并发性
- 异步性
（在内存中）进程的三种基本状态（重点）（三种状态的切换）
- 就绪状态（Ready）
- 执行状态（Running）
- 阻塞状态（Block）
（在外存中）进程的状态：创建状态和终止状态
进程中的挂起操作
- 挂起：将一个进程从内存转到外存
- 激活：将一个进程从外存转到内存
- 挂起操作引入的原因：
- 终端客户的需要
- 父进程请求
- 负荷调节的需要
- 操作系统的需要
引起创建进程的事件：
（1）用户登录 （2）作业调度 （3）提供服务 （4）应用请求
引起进程终止的事件：
（1）正常结束 （2）异常结束 （3）外界干预
引起进程阻塞和唤醒的事件：
- 向系统请求共享资源失败；
- 新数据尚未到达；
- 等待某种操作的完成；
- 等待新任务的到达。
进程的阻塞是自己阻塞自己，唤醒要靠别的唤醒
进程同步（重点）
- 进程同步的基本概念：对多个相关进程在执行次序上进行协调、使并发执行的诸进程之间能按照一定的规则共享系统资源，并能很好地相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。
- 进程之间的关系：
- 间接相互制约关系：互斥竞争
- 直接相互制约关系：同步合作
什么是临界资源？许多硬件资源如打印机、磁带机等都属于临界资源。
什么是临界区？每个进程中访问临界资源的那段代码。
访问临界资源的循环进程描述为：
while(TURE){
进入区 //资源检查
临界区 //资源访问
退出区 //释放资源
剩余区 //剩余资源
}
同步机制应遵循的原则：
（1）空闲让进 （2）忙则等待 （3）有限等待 （4）让权等待
信号量机制
（1）整型信号量 （整型信号量定义为一个用于表示资源数目的整型量S，除初始化外，仅能通过两个标准的原子操作Wait(S)和Signal(S)来访问。这两个操作被分别称为P、V操作。）
（2）记录型信号量 （多个进程等待访问同一临界资源的情况）
（3）AND型信号量（要么把它请求的资源全部分配到进程，要么一个也不分配。）
（4）信号量：（用于表示资源数目）对资源的描述（若信号量初始值为一个非负的整数，代表当前系统中可利用的空闲资源的总数，信号量一旦定义了初始值之后，信号量就只能通过PV操作来改变它的值，对于信号量的初值通过PV操作不断地去改变之后，信号量的值还是一个非负的整数，还是代表当前可利用的空闲资源的总数；如果信号量的值是一个负值，负值的绝对值就代表当前系统中等待这个资源的进程数量，比如：经过一系列的PV操作之后，信号量S的值为-3，那就说明当前系统中等待这个资源的进程数有3个）
（5）P操作：申请资源，如果申请到了资源，就批准，如果不能申请到资源，就阻塞（比如说有个进程通过P操作去申请资源，没有申请得到资源，就阻塞自己）
（6）V操作：释放资源、唤醒进程，使得资源的数量加一，如果当前系统正好有进程在等待这个资源，就可以唤醒这个正在等待资源的进程
经典的同步问题（大题第一题，写出PV操作）
生产者-消费者问题
解：
缓冲区1：full1 = 0，empty1 = 1
缓冲区2：full2 = 0，empty2 = 1
PA（）{ PB（）{
磁盘读一个记录 P(full1);
P(empty1); 从缓冲区1中取记录
将记录放入缓冲区1中 v(empty1);
V(full1); p(empty2);
} 将缓冲区1中的内容复制到缓冲区2中
V(full2);
}
PC（）{
P(full2);
从缓冲区2中取记录
V(empty2);
打印记录；
}
未完待续。。。。。接
第三章：处理机调度与死锁
第四章：存储器管理
第五章：虚拟存储器
第六章：第八节 磁盘存储器的性能和调度
一、性能衡量指标：
1、磁盘的寻道时间
（1）一个扇区默认512字节
（2）柱面数 ＝ 磁道数
（3）磁盘容量 = 磁头数+磁道（柱面）数+每道扇区数+每扇区字节数
（4）磁盘的类型：
（5）磁盘的访问时间：
① 寻道时间（与读取数据量无较大关）
② 旋转延迟时间（与硬件有关）
③ 传输时间
（6）早期的磁盘调度算法
① 先来先服务（FCFS）根据进程的请求访问磁盘的先后次序（进程数不多用）
② 最短寻道时间优先（SSTF）要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短，可能导致优先级的进程发生“饥饿”现象，为了解决这个问题，提出了基于扫描的磁盘调度算法
③ 基于扫描的磁盘调度算法
- 扫描算法（SCAN）考虑欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑磁头当前移动的方向（从外向里->从里向外->从外向里）（大中小型机器和网络）（编号小的在最外层）
- 循环扫描算法（CSCAN）（从外向里->从外向里）（最里面编号最大）
- NStepSCAN算法（防磁壁粘着）（N很大时，）
- FSCAN算法（磁道请求队列被分成两个长队列）
2、磁盘I/O速度
3、磁盘系统的可靠性
