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计算机操作系统（慕课版）第一章思维导图

计算机组成原理 第三版内容总结。一章一个具体内容，合成一章大的思维导图 内容详细

王道操作系统思维导图无水印版

概念 局部性原理 时间局部性 程序中的某条指令一旦执行，不久后该指令可能再次执行； 某数据被访问过，不久后该数据可能再次被访问。 产生时间局部性的典型原因是程序中存在大量循环操作 空间局部性 一旦程序访问了某个存储单元，在不久后，其附近的存储单元也将被访问。 即程序在一段时间内访问的地址，可能集中在一定的范围之内，因为指令通常是顺序存放、顺序执行的，数据也一般是以向量、数组、表等形式簇聚存储的。 传统存储管理方式的特征 一次性 驻留性 虚拟存储器的特征 多次性 对换性 虚拟性 虚拟存储器的容量取决于地址空间的大小，而不是由实际的内存容量决定 虚拟内存技术的实现 需要的支持 一定容量的的内存和外存 页表机制(或段表机制)，作为主要的数据结构。 中断机构，当用户程序要访问的部门尚未调入内存时，产生中断 地址变换机构，逻辑地址到物理地址的变换

进程【动态的】 概念 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位 程序顺序执行 封闭性 程序在封闭的环境下运行，即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它，程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素影响 顺序性 可再现性 程序并发执行 间断性 失去封闭性 不可再现性 进程的组织 【进程是一个独立的运行单位， 是OS进行资源分配和调度的基本单位】 进程映像（进程实体） 【静态的】 PCB【进程存在的唯一标志】 进程的管理者 (OS)所需要的数据都在PCB中 进程描述信息 进程标识符【PID】 用户标识符【UID】 进程控制和调度信息 进程当前状态 进程优先级 ... 资源分配清单 用于说明有关内存地址空间或虚拟空间的状况， 所打开文件的列表和所使用的输入输出设备信息 处理机相关信息 主要指处理机中个寄存器的值 PCB的组织方式 线性方式 链接方式 索引方式

调度的基本概念 从就绪队列中按照一定的算法选择一个进程并将处理机分配给它运行，以实现进程并发地执行 调度的层次 作业调度（高级调度） 长程调度 每个作业只调入一次、调出一次 执行频率低 外存 --> 内存（面向作业） 内存调度（中级调度） 外存 --> 内存（面向进程） 进程调度（低级调度）短程调度 频率高 内存 --> CPU 调度时机、切换与过程 时机 什么时候需要进程调度 主动放弃 进程正常终止 运行过程中发生异常而终止 主动阻塞（比如等待I/O） 被动放弃 时间片用完 有更紧急的事情处理（I/O中断） 有更高优先级的进程进入就绪队列 什么时候不能进行进程调度 处理中断的过程中 进程在操作系统内核程序临界区中 原子操作过程中 切换与过程 切换过程 保存原进程当前切换点的现场信息（对原来运行进程各种数据的保存） 对新的进程各种数据的恢复 进程调度、切换是有代价的 调度的基本准则 CPU利用率 CPU“忙碌”的时间占总时间的比例

多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（相互等待） 若无外力作用，这些进程都将无法向前推进 死锁产生的原因 系统资源的竞争 进程推进顺序非法 死锁产生的必要条件 互斥条件 进程要求对所分配的资源进行排他性控制 不剥夺条件 请求保持条件 进程至少保持了一个资源，但又提出了新的资源请求 循环等待条件 存在一种进程资源循环等待链，链中每个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。 处理策略 死锁预防 设置限制条件，破坏死锁产生的4个必要条件之一 互斥条件一般无法破坏 摒弃请求保持条件 规定所有进程都必须一次性申请其在运行过程中所需的全部资源 简单易行，但可能会造成资源严重浪费 摒弃不剥夺条件 规定一个已经保持资源的进程 在提出新的请求时若不能立即满足 则释放其所有资源 摒弃环路等待条件 将系统中的资源按类型赋予不同的序号 并规定所有的进程必须严格按照序号递增的顺序申请资源 避免死锁 在资源的动态分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态 系统安全状态 银行家算法 死