① 操作系统的类型、特征和功能。
② 顺序程序和并发程序的特征，进程的定义及特征、进程控制块(PCB)、进程与线程的基本概念。
③ 进程状态的转换(三态模型、五态模型)、进程调度、协调和通信的原理与实施技术。
④ 死锁的概念、产生死锁的原因、产生死锁的四个条件解决死锁的策略和方法。
⑤ 存储管理的基本概念，分区存储管理、分页存储管理、分段存储管理的实现原理，虚拟存储管理、页面调度算法。
⑥ 文件的概念与文件系统的组织、辅助存储器的管理。

软考程序类专题二：操作系统(20070810)在线专题授课音视频

本章重点：
1．操作系统的一些基本概念、特征及其功能。
2．操作系统的五大管理功能
3．操作系统的处理机管理，特别是进程管理，同步与互次，进程的死锁。
4．存储管理，理解分区式，分页式，分段式，段页式等的基本思想，虚拟存储管理
5．常用的一些UNIX命令，系统变量。

1. 操作系统的5大管理功功能
　　（1）进程管理：包括进程控制、进程同步、进程通信、文件管理。
　　（2）文件管理：包括文件存储空间管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制、软件管理
　　（3）存储管理：包括对主存储器“空间”进行管理包括存储分配与回收、存储保护、地址映射（变换）。
　　（4）设备管理：实质是对硬件设备的管理。
　　（5）作业管理：包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实等。

2. 进程产生死锁的4个必要条件
　　（1）互斥条件
　　（2）请求保持条件
　　（3）不可剥夺条件
　　（4）环路条件

3. 通道的分类

　　 根据信息交换方式的不同将通道分为3类：
　　（1）字节多路通道（byte multiplexor channel）通常都含有许多非分配型子通道，每一个子通道连接一台I/O设备。主通道采用时间片轮转法，轮流地为各个子通道服务。
　　（2）数组选择通道（block selector channel）这种通道的传输速率高，但由于该通道仅含有一个可分配型通道。因些，在某一段时间内只能执行一个通道程序，为一台设备进行输入输出。可见这种通道的利用率很低。
　　（3）数组多路通道 既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率，其数据传输是按数级方式进行的。

4. 程序的局部性原理

　　程序在执行时将呈现出局部性规律，即在一段时间内，程序的执行仅局限于某个部分。程序的局限性表现在时间局限性和空间局限性两个方面。
　　（1）时间局限性：某条指令一旦执行，则不久的将来该指令可能再次被执行；如果某个存储单元被访问，则不久的将来该存储单元可能再次被访问。产生时间局限性的的原因是在程序中存在大量的循环操作。
　　（2）空间局限性：访问了某个存储单元，则在不久的将来，其附近的存储单元也最有可能被访问。

5. 进程的同步与互斥

　　多个进程可以并发执行，因此进程间必然存在共享资源和相互合作的问题。
（1）进程间的同步
　　相互合作的进程需要在某些确定点上协调它们的工作，当一个进程到达了这些点后，除非另一个进程已终完成了某些操作，否则就应该停下来等待这些操作结束。这就是进程间的同步。
（2）进程间的互斥
　　有些资源一次只能供一个进程使用，称为临界资源。这样，进程间必须互斥地使用该临界资源。通常同步是进程间的直接制约问题，互斥是进程间的间接制约问题。
（3）临界区管理的原则
　　临界区（critical section,CS）是进程中对临界资源实施操作的那段程序。对互斥临界区管理的原则是：
　　1）有空即进
　　2）无空则等
　　3）有限等待
　　4）让权等待

6. 信号量机制：信号量机制是一种卓有成效的进程同步与互斥的工具。

（1）整型信号量与PV操作
　　信号量是一个整型变量，根据控制对象的不同赋不同的值。
　　1）公用信号量：实现进程间的互斥，初值=1或资源的数目
　　2）私用信号量：实现进程间的同步，初值=0或某个正整数。

　　信号量S的物理意义是S≥0表示某资源的可用数，S<0 其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。
　　PV 操作是实现进程同步与互斥的常用方法，P操作和V操作是低级通信原语，在执行期间不可分割。其中，P操作表示申请一个资源，V操作表示释放一个资源。
　　P操作定义：S：=S-1，若 S≥0，则执行P操作的进程继续执行，否则若S<0，则置该进程为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。
　　V 操作定义：S：=S+1，若S>0,则执行V操作的进程继续执行;否则若S≤0,则从阻塞状态唤醒一个进程,并将其插入就绪队列,然后执行V操作的进程继续。

（2）利用PV操作实现进程的互斥
　　令信号量mutex的初值为1,当进入临界区时执行P操作,退出临界区时执行V操作。 （未完……本课程正式学员可登录学习系统，进入对应课程，在窗口左边的“课程资料室”内进行在线浏览。）