声明：本文内容是对zst账号所讲的往年常考知识点的汇总，若喜欢看视频学习可移步b站

题号：23~28  分值：6分

计算机系统层次结构图：

• 系统软件：汇编程序、编译程序和Java解释器

一、进程管理

1、前趋图

考的频率较高

• 有向无循环图
• 程序顺序执行
• 程序顺序执行时的主要特征：顺序性、封闭性和可再现性
• 相关考点：PV操作，上P下V

2、前驱图

• 程序并发执行
• 程序并发执行时的主要特征：
  • 失去了程序的封闭性
  • 程序和机器的执行程序的活动不再一一对应
  • 并发程序间的相互制约性

3、进程的三态模型

进程	CPU	资源
运行	√	√
就绪	×	√
阻塞（等待）	×	×

4、进程的通信

4.1  同步

• 相互合作
• 是合作进程间的直接制约问题

4.2  互斥

• 互斥
• 是申请临界资源进程间的间接制约问题

5、PV操作

5.1  同步

• 两个流程中的信号量是交叉的为同步

5.2  互斥

• 信号量为1
• 一个流程中信号量成对的为互斥

6、死锁

6.1  同类资源分配不当引起死锁

• 引起死锁：当系统中有m个资源被n个进程共享，当每个进程都要求k个资源，m<nk时，即资源数小于进程所要求的总数时，可能会引起死锁
• 满足m  n(k-1)+1时，可避免死锁

6.2  死锁的处理

所讲内容只针对软考，有其他策略，但不常考（鸵鸟策略-不理睬策略）

• 避免策略：
  • 死锁预防：预先静态分配法、资源有序分配法（设法破坏死锁的四个必要条件）
  • 死锁避免：银行家算法（Dijkstra）

6.2.1  银行家算法

• 在分配资源后加以检测，进入不安全状态，则不予分配
• 安全状态：指系统按照某个顺序为每个进程分配所需资源，知道最大需求，使每个进程都可顺序完成
• 判断是否安全的逻辑：
  • 计算每个进程的仍需以及分配资源后的可用资源（只考虑单个进程）
  • 依次给满足仍需资源的进程分配资源，得出分配资源的进程顺序
  • 若所有进程均分配完成则安全
• 考点：什么执行顺序可保证系统状态是安全的

7、进程资源图

• 先分配资源再申请资源
• 考点：
  • 哪个进程是阻塞状态，哪个进程是非阻塞状态
    • 答题逻辑：分配好资源后，进程申请的资源不足使，进程进入阻塞状态（不考虑进程运行完释放的资源）
  • 进程资源图是否可以化解？是的话，化解的顺序是什么？
    • 答题逻辑：能否化解看可运行的进程，运行完后释放资源，其他进程可否满足资源申请，进而运行；
    • 可化解就是非死锁的

8、线程

8.1  属性

• 可拥有资源的独立单位
• 可独立调度和分配的基本单位
• 线程可于同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源

二、存储管理

• 局部性原理：空间局部性、时间局部性
• 页号的状态位、访问位和修改位都为0时，说明当前页号不在内存中，则不能淘汰，淘汰包含0的
• 状态位含义：0表示不在内存，1表示在内存
• 访问位含义：0表示未访问过，1表示访问过
• 修改位含义：0表示未修改过，1表示修改过

1、分页存储管理

地址结构

• 结构：页号+页内地址（2进制的位数）
• 页面大小 = 2的页内地址次方
• 页面变换（针对页面是4K大小的）：
  • 将给出的逻辑地址（十六进制）对应到分页地址结构中的页号和页内地址（一位十六进制对应四位2进制）
  • 逻辑地址中对应的页号转为十进制，再根据给出的页号和物理块号对应关系找到物理块号
  • 物理块号和十六进制的页内地址拼接后得到物理地址
• 页帧号也就是物理块号

2、段式存储管理

16年之后就没再考过了

地址结构

• 结构：段号(s)+段内页号(p)+页内地址(w)
• 考点：
  • 最多有多少个段
  • 每个段最大允许有多少个页
  • 页的大小（单位是K）

三、设备管理

主要是计算题

1、单缓冲区

• n个作业的处理时间：n(T+M)+C
• 其中T>C

2、双缓冲区

• n个作业的处理时间：n*T+M+C
• 其中T>C+M

3、磁盘调度算法

3.1  先来先服务（FCFS）

3.2  最短寻道时间优先（SSTF）

3.3  扫描算法（SCAN）或电梯调度算法

• 先选择离磁头最近的请求的方向，直到这个方向没有请求访问再回头

3.4  循环扫描算法（CSCAN）单向扫描算法

• 保持自里向外移动，直到没有请求访问，回头开始再自里向外

4、旋转调度算法

• 旋转速度为Ams/周，处理记录的时间是Bms，计算处理n个记录的最长时间：
  • 计算每个记录的读取时间：A/n = C
  • 计算公式：(n-1)(A+C)+C+B
• 对存储数据的排列顺序进行优化，处理n个记录的最少时间为：
  • n(B+C)

四、文件管理

1、多级索引结构

• 直接索引：地址和块一一对应
• 一级索引：一个地址占4B，一个磁盘索引块占1KB，共有256块
• 二级索引：256*256块

2、目录结构

• 相对路径：后续路径/文件名
• 绝对路径：/当前文件/后续目录/文件名

3、位示图

• 用二进制的一位来表示一个物理块的适用情况，n个物理块就有n位
• 主要特点是位示图的大小由磁盘空间的大小决定
• 计算机系统中字长有16位、32位和64位
• 考点：物理块号在位示图的第几个字中表示

五、作业管理

其他

• 在磁盘调度管理中通常先进行移臂调度，再进行旋转调度