目录

一，进程

1. 进程三大核心

2，死锁

3. PV 操作（同步 + 互斥，高频计算题）

（1）P 操作（申请资源）

（2）V 操作（释放资源）

二，存储管理

1. 离散存储三大方式

2. 虚拟内存

3. 页面置换算法

三，文件管理

1，文件物理结构顺序结构

2，文件权限常规权限

3，磁盘调度算法（减少磁头寻道时间）

4，位示图

（1） 计算位示图的大小

（2）物理块号与位示图位置的转换

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一，进程

1. 进程三大核心

1. 进程定义：系统资源分配和调度的基本单位；线程是调度执行最小单位，共享进程资源。
2. 进程五状态：就绪，运行，阻塞（等待），挂起就绪，挂起阻塞
3. 状态转换核心：

（1）运行→就绪：时间片到 / 有更高优先级进程运行

（2）阻塞：请求 I/O、等待资源阻塞

（3）就绪：I/O 完成、资源到达

2，死锁

死锁四大必要条件（同时满足才会死锁）

• 互斥：资源同一时刻仅一个进程使用
• 请求与保持：进程已持有资源，又申请新资源
• 不剥夺：资源不能被强行抢占
• 环路等待：进程间形成资源循环等待

3. PV 操作（同步 + 互斥，高频计算题）

（1）P 操作（申请资源）

• S=S−1 
• S≥0 正常运行
• S<0 阻塞等待，绝对值 = 等待进程数

（2）V 操作（释放资源）

• S=S+1
• S≤0 唤醒 1 个等待进程

互斥信号量初值固定 = 1

同步信号量初值一般 = 0

（3）箭头 A → B，A 做完写 V，B 开头写 P

举例子：
P1→P2

• P1 结束：V (S1)
• P2 开头：P (S1)

二，存储管理

1. 离散存储三大方式

（1）分页存储

• 页号 =逻辑地址 ÷ 页面大小 
• 偏移量 =逻辑地址 % 页面大小
• 物理地址 = 物理块号 × 页面大小 + 偏移量
• 页面大小固定，无内部碎片、有外部碎片，对用户透明
• 依靠页表实现地址映射

（2）分段存储

• 按逻辑功能划分（代码段、数据段），段长不固定
• 逻辑地址 = 段号 + 段内偏移，用户可见，方便共享、保护
• 存在外部碎片

（3）段页式存储：先分段、再分页；结合两者优点，系统开销最大，企业级系统常用。

2. 虚拟内存

• 虚拟内存一定不是连续分配
• 一定要 分页、分段、段页 这种不连续的
• 虚拟内存大小 看系统地址线，不是看硬盘、不是看内存

3. 页面置换算法

（1）最优 OPT：淘汰最久不使用页面，理论最优，无法实现

（2）FIFO 先进先出：按进入内存顺序淘汰，简单，存在Belady 异常（页面增多，缺页率反而上升）

（3）LRU 最近最少使用：淘汰最久未访问页面，性能接近 OPT，硬件开销大（真题最爱考）

（4）时钟算法 CLOCK：LRU 简易实现，性价比最高

三，文件管理

1，文件物理结构顺序结构

顺序结构：连续存放，读写快，增删慢，易产生碎片

链接结构：离散存放，分为隐式链接、显式链接（FAT 表）

索引结构：单独建立索引表，随机访问效率高，占用额外存储空间

2，文件权限常规权限

读（4-r）、写（2-w）、执行（1-x）

Linux 权限：所有者、同组用户、其他用户 三类权限分开控制

3，磁盘调度算法（减少磁头寻道时间）

（1）FCFS 先来先服务：按请求顺序访问，无优化，寻道时间长

（2）SSTF 最短寻道优先：优先访问磁道距离最近请求，易产生饥饿

（3）SCAN 电梯算法：磁头单向移动，到边界折返，均衡性能，考试高频

（4）C-SCAN 循环扫描：单向循环访问，只单向折返，请求等待时间更均匀

4，位示图

（1） 计算位示图的大小

要计算管理整个磁盘需要多大的位示图（以“字”为单位），可以遵循以下步骤：

• 计算物理块总数：磁盘总容量 / 物理块大小
• 计算所需字数：物理块总数 / 字长（结果通常需要向上取整）

举个例子：
一个磁盘容量为1024GB，物理块大小为4MB，计算机字长为64位。

• 物理块总数 = (1024 GB × 1024 MB/GB) / 4 MB = 262144 个
• 位示图所需字数 = 262,144 / 64 = 4096 个字

（2）物理块号与位示图位置的转换

即已知物理块号，求它在位示图中的具体位置（哪个字的哪一位）。

通用公式（假设所有编号均从0开始）：

• 块号 → 字号和位号：
  • 字号 i = b / n (整除)
  • 位号 j = b % n (取余)
• 字号和位号 → 块号：
  • 块号 b = i * n + j

举个例子：
系统字长为32位，物理块和字号都从0开始编号。请问2053号物理块在位示图的什么位置？

• 字号 i = 2053 / 32 = 64
• 位号 j = 2053 % 32 = 5
  所以，2053号物理块的状态由位示图中第64号字的第5位来描述。

5，inode 文件系统

（1）固定套路

1. 一个磁盘块 1KB 或 4KB（1KB = 1024 字节 (Byte)）
2. 每个地址项占 4 字节
3. 一块能放多少地址 = 块大小 ÷ 4

• 1KB 块 → 256 个
• 4KB 块 → 1024 个

（2）直接、一级、二级分界

1KB 版本

• 0～4 号块：直接地址
• 5～260：一级间接
• 再往后：二级间接

4KB 版本

• 0～5：直接
• 6～1029：一级
• 1030 往后：二级

（3）文件最大长度

总块数 = 直接个数 + 一级个数 + 二级个数

总大小 = 总块数 × 每块大小