《現代作業系統》知識點目錄

《現代作業系統》知識點目錄

p2 作為擴充機器的作業系統

p3 作為資源管理者的作業系統

略

p12 處理器

p14 存儲器

p15 磁盤

p16 I/O裝置

p18 總線

p19 啟動計算機

p22 程序

p22 位址空間

p22 程序表

p22 程序間通信

p23 警告信号

p23 UID

p23 位址空間

p23 檔案

p23 目錄

p24 根目錄和工作目錄

p24 檔案描述符

p25 特殊檔案

p25 輸入輸出

p25 保護

p25 shell

p28 作業系統的兩種功能

p28 read系統調用

p29 TRAP指令

p30 常用的POSIX系統調用

p31 用于程序管理的系統調用

p31 fork系統調用

p31 程序辨別符

p31 waitpid系統調用

p31 execve系統調用

p32 UNIX程序的存儲空間劃分：正文段、資料段和堆棧段

p32 用于檔案管理的系統調用

p32 lseek調用

p32 用于目錄管理的系統調用

p32 mkdir和rmdir系統調用

p32 link系統調用

p33 i-編号和i-節點

p33 mount系統調用

p48 程序模型

p48 程序的概念

p48 多道程式設計

p49 程序的建立

p49 四種導緻程序建立的主要事件

p50 守護程序

p50 fork系統調用

p50 寫時複制機制

p51 程序的終止

p51 導緻程序終止的條件

p51 程序的層次結構

p51 程序組

p51 程序的狀态

p52 程序的三種狀态：運作态、就緒态、阻塞态

p52 作業系統最底層是排程程式

p53 程序的實作

p53 程序表

p53 中斷向量

p53 中斷發生後作業系統底層的工作步驟

p54 多道程式設計模型

p54 CPU使用率

p54 線程的使用

p54 使用多線程的理由

p56 高速緩存

p56 使用分派程式和工作線程的Web伺服器設計

p57 有限狀态機

p57 經典的線程模型

p57 線程的概念

p59 每個線程有自己的堆棧

p60 POSIX線程

p60 在使用者空間中實作線程

p61 運作時系統是一個管理線程的過程的集合

p61 線程表

p62 包裝器

p63 在核心中實作線程

p63 混合實作

p64 排程程式激活機制

p64 上行調用

p65 彈出式線程

p66 使單線程代碼多線程化

p67 競争條件

p68 臨界區

p68 互斥

p68 臨界區

p68 忙等待的互斥

p68 屏蔽中斷

p68 鎖變量

p69 嚴格輪換法

p69 忙等待和自旋鎖

p69 Peterson解法

p70 TSL指令

p71 測試并加鎖

p71 睡眠與喚醒

p72 優先級反轉問題

p72 生産者-消費者問題

p73 喚醒等待位

p73 信号量

p73 用信号量解決生産者-消費者問題

p74 二進制信号量

p74 用信号量實作同步

p74 互斥量

p76 快速使用者去互斥量futex

p76 pthread中的互斥量

p76 條件變量

p78 管程

p78 死鎖

p78 管程的概念

p81 消息傳遞

p81 消息傳遞系統的設計要點

p81 用消息傳遞解決生産者-消費者問題

p82 屏障

p83 避免鎖：讀-複制-更新

p84 讀端臨界區

p84 寬限期

p84 排程簡介

p85 程序切換會使記憶體高速緩存失效

p85 程序行為

p85 I/O活動

p86 計算密集型和I/O密集型應用

p86 何時排程

p86 非搶占式排程算法和搶占式排程算法

p86 排程算法分類

p87 排程算法的目标

p87 吞吐量

p87 周轉時間

p87 CPU使用率

p87 最小響應時間

p87 均衡性

p88 批處理系統中的排程

p88 先來先服務

p88 最短作業優先

p89 最短剩餘時間優先

p89 互動式系統中的排程

p89 輪轉排程

p89 時間片

p89 優先級排程

p90 多極隊列

p91 最短程序優先

p91 保證排程

p91 彩票排程

p92 公平分享排程

p92 實時系統中的排程

p92 實時系統

p92 硬實時和軟實時

p92 周期性時間

p92 可排程系統

p93 政策和機制

p93 排程機制和排程政策分離

p93 線程排程

p94 哲學家就餐問題

p94 饑餓

p96 讀者-寫者問題

p102 存儲管理器

p104 把實體位址暴露給程序的問題

p104 位址空間的概念

p104 位址空間

基址寄存器和界限寄存器

p106 交換技術

p106 處理記憶體超載的通用常用方法：交換和虛拟記憶體

p106 記憶體緊縮

p107 空閑記憶體管理

p107 使用位圖的存儲管理

p108 使用連結清單的存儲管理

p108 首次适配算法

p108 最佳适配算法

p108 最差适配算法

p109 快速适配算法

p109 虛拟記憶體的基本思想

p110 分頁

p110 虛拟位址和虛拟位址空間

p110 記憶體管理單元MMU

p110 頁框

p111 缺頁中斷和缺頁錯誤

p111 頁表

p112 頁表

p112 頁表項的結構

p112 加速分頁過程

p112 分頁系統的兩個主要問題

p113 轉換檢測緩沖區TLB

p114 軟體TLB管理

p114 TLB軟失效和硬失效

p114 針對大記憶體的頁表

p114 多級頁表

p116 倒排頁表

p117 最優頁面置換算法

p118 最近未使用頁面置換算法

p118 先進先出頁面置換算法

p118 第二次機會頁面置換算法

p119 時鐘頁面置換算法

p119 最近最少使用頁面置換算法

p120 用軟體模拟LRU

p120 最不常用算法NFU

p120 老化算法

p121 工作集頁面置換算法

p121 請求調頁

p121 局部性通路

p121 工作集

p121 颠簸

p121 工作集模型和預先調頁

p122 目前實際運作時間

p122 生存時間

p123 工作集時鐘頁面置換算法WSClock

p124 頁面置換算法小結

p124 局部配置設定政策與全局配置設定政策

p125 局部頁面置換算法和全局頁面置換算法

p125 缺頁中斷率算法PFF

p125 缺頁中斷率随着配置設定的頁面增加而降低

p126 對于工作集算法和WSClock算法，隻有局部政策有意義

p126 負載控制

p126 減少競争記憶體地程序數的一個好方法是将一部分程序交換到磁盤

p126 頁面大小

p126 内部碎片

p127 分離的指令空間和資料空間

p127 I空間和D空間

p128 共享頁面

p128 寫時複制

p128 共享庫

p129 未定義外部函數

p130 位置無關代碼

p130 記憶體映射檔案

p130 清楚政策

p130 分頁守護程序

p130 虛拟記憶體接口

p130 分布式共享記憶體

p131 與分頁有關的工作

p131 缺頁中斷處理

p131 缺頁中斷發生時的時間順序

p132 指令備份

p132 鎖定記憶體中的頁面

p132 釘住頁面

p132 I/O寫記憶體時頁面恰被移出的問題

p133 後備存儲

p134 政策和機制的分離

p134 控制系統複雜度的一種重要方法是政策和機制的分離

p135 段

p136 分頁和分段的比較

p136 純分段的實作

p136 棋盤形碎片或外部碎片

p147 長期存儲資訊的三個基本要求

p147 檔案和檔案系統

p148 檔案命名

p149 檔案結構

p149 三種檔案結構：位元組序列、記錄序列和樹

p149 檔案類型

p150 字元特殊檔案和塊特殊檔案

p150 目錄

p150 普通檔案分為ASCⅡ檔案和二進制檔案

p150 魔數

p151 檔案通路

p151 順序通路

p151 随機通路檔案

p151 檔案屬性

p151 一些常用的檔案屬性

p152 檔案操作

p152 使用檔案系統調用的一個示例程式

p154 一級目錄系統

p154 層次目錄系統

p154 路徑名

p154 絕對路徑名

p155 相對路徑名

p155 工作目錄

p156 目錄操作

p157 檔案系統布局

p157 主引導記錄

p157 分區表

p157 引導塊

p157 超級塊

p157 檔案的實作

p157 連續配置設定

p159 連結清單配置設定

p159 采用記憶體中的表進行連結清單配置設定

p159 檔案配置設定表

p160 i節點

p160 目錄實作

p161 在何處存放檔案屬性

p161 在目錄中處理長檔案名的兩種方法：在行中、在堆中

p162 加快檔案查找速度的方法是在每個目錄中使用散清單

p162 共享檔案

p162 連結

p162 符号連結

p163 日志結構檔案系統

p164 日志檔案系統

p165 幂等的

p165 原子事務

p165 虛拟檔案系統

p165 POSIX接口

p166 VFS接口

p167 磁盤空間管理

p167 塊大小

p168 資料率和空間使用率

p169 記錄空閑塊

p170 磁盤配額

p170 打開檔案表

p170 配額記錄

p170 磁盤配額檔案

p171 檔案系統備份

p171 增量轉儲

p172 實體轉儲和邏輯轉儲

p173 邏輯轉儲算法執行的四個階段

p174 從轉儲錄音帶上恢複檔案系統

p174 不應該被轉儲的檔案（特殊檔案、命名管道等等）

p174 檔案系統的一緻性

p174 兩種一緻性檢查：塊的和檔案的

p174 塊丢失

p174 塊重複

p175 檔案系統校驗程式檢查目錄系統

p176 檔案系統性能

p176 高速緩存

p176 緩沖區高速緩存資料結構

p177 系統調用sync

p177 通寫高速緩存

p177 塊提前讀

p177 減少磁盤臂運動

p177 不用塊而用連續塊簇來跟蹤磁盤存儲區

p178 在磁盤中部而不是開始處存放i節點

p178 将磁盤分成多個柱面組

p178 磁盤碎片整理

p189 I/O裝置

p189 塊裝置和字元裝置

p190 裝置控制器（擴充卡）

p190 磁盤輸出的實際是串行的比特流

p190 前導符和錯誤矯正碼

p190 記憶體映射I/O

p190 CPU如何與裝置的控制寄存器和資料緩沖區進行通信

p190 I/O端口和I/O端口空間

p191 記憶體映射I/O

p192 直接存儲器存取

p193 使用DMA的過程

p193 總線能以兩種模式操作：每次一字和塊模式

p194 周期竊取

p194 突發模式

p194 飛越模式

p194 為什麼需要内部緩沖區

p194 重溫中斷

p194 硬體層面的中斷工作

p195 中斷向量

p195 大多數CPU在堆棧中儲存資訊

p196 精準中斷和不精準中斷

p196 I/O軟體的目标

p196 裝置獨立性

p197 統一命名

p197 錯誤處理

p197 同步和異步傳輸

p197 緩沖

p197 共享裝置和獨占裝置

p197 程式控制I/O

p198 輪詢（忙等待）

p198 中斷驅動I/O

p199 使用DMA的I/O

p199 I/O軟體系統的層次

p199 中斷處理程式

p200 中斷處理程式執行步驟

p200 裝置驅動程式

p201 裝置驅動程式的若幹功能

p202 驅動程式必須是重入的

p202 與裝置無關的I/O軟體

p202 裝置驅動程式的統一接口

p203 裝置驅動程式特殊檔案的i節點包含了主裝置号和次裝置号

p202 緩沖

p202 緩沖設計方案

p204 雙緩沖

p204 循環緩沖區

p205 錯誤報告

p205 配置設定與釋放專用裝置

p205 與裝置無關的塊大小

p205 使用者空間的I/O軟體

p206 守護程序

p206 I/O系統的層次以及每一層的主要功能

p206 盤硬體

p207 磁盤

p207 重疊尋道

第五章後面部分暫時省略

p245 需要排他使用的對象稱為資源

p245 可搶占資源和不可搶占資源

p245 可搶占資源

p246 不可搶占資源

p248 資源擷取

p249 死鎖的規範定義

p249 資源死鎖的條件

p249 死鎖的四個必要條件：互斥、占有和等待、不可搶占、環路等待

p249 死鎖模組化

p251 四種處理死鎖的政策：忽略、檢測并恢複、仔細對資源配置設定、破壞死鎖四個必要條件之一

p252 每種類型一個資源的死鎖檢測

p252 一個檢測有環圖的簡單算法

p253 每種類型多個資源的死鎖檢測

p254 死鎖檢測算法

p254 從死鎖中恢複

p254 利用搶占恢複

p255 利用復原恢複

p255 通過殺死程序恢複

p255 資源軌迹圖