处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理

• 进程的状态及转换：创建、运行、等待、终止。
• 进程调度算法：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）。
• 死锁：互斥、占用并等待、不可抢占、循环等待条件。
• 存储管理方案：分页、分段、段页结合。
• 文件管理：目录结构、文件访问控制、文件系统（如FAT、NTFS、ext4）。
• 作业调度算法：长短交替、优先级调度、时间片轮转。

处理机管理：

• 进程的状态及转换：

  • 创建：进程被创建，分配必要的资源，如内存、CPU 时间等。
  • 运行：进程获得 CPU 资源，正在执行指令。
  • 等待：进程由于等待某些事件（如 I/O 操作完成、资源可用等）而暂时停止执行。
  • 终止：进程完成执行或因异常情况而被终止，释放所占资源。

• 进程调度算法：

  • 先来先服务（FCFS）：按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先获得 CPU 资源。这种算法简单，但可能导致短作业等待时间较长。
  • 最短作业优先（SJF）：选择预计执行时间最短的进程先执行。该算法可以使平均等待时间最短，但需要预知作业的执行时间，且对长作业不利。
  • 轮转调度（RR）：将 CPU 时间分成固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片进行执行。当时间片用完后，进程切换到下一个进程。这种算法可以保证每个进程都能得到一定的 CPU 时间，但频繁的进程切换会带来一定的开销。

• 死锁：

  • 互斥：资源只能被一个进程使用，不能同时被多个进程共享。
  • 占用并等待：进程在占有某些资源的同时，又等待获取其他资源。
  • 不可抢占：进程所占用的资源不能被强制剥夺，只能由该进程主动释放。
  • 循环等待：存在一组进程，每个进程都在等待下一个进程所占有的资源，形成一个循环等待链。

存储管理：

• 分页：将内存空间分成固定大小的页，将程序也分成与页大小相同的页。通过页表将程序的页与内存的页进行映射，实现内存管理。
• 分段：根据程序的逻辑结构，将程序分成若干个段，如代码段、数据段、堆栈段等。每个段有自己的起始地址和长度，通过段表进行管理。
• 段页结合：结合了分段和分页的优点，先将程序按逻辑结构分段，再将每个段分成固定大小的页进行管理。

设备管理：

设备管理的主要任务是对计算机系统中的外部设备进行有效的管理和控制，包括设备的分配、设备的驱动、设备的中断处理等。其目的是提高设备的利用率和系统的性能。

文件管理：

• 目录结构：用于组织和管理文件的一种层次结构，常见的目录结构有单级目录、两级目录和多级目录等。

• 文件访问控制：通过设置文件的访问权限，如读、写、执行等，来限制用户对文件的操作，保证文件的安全性和完整性。

• 文件系统：

  • FAT：文件分配表（File Allocation Table）文件系统，是一种早期的文件系统，简单但效率较低。
  • NTFS：新技术文件系统（New Technology File System），是 Windows 操作系统常用的文件系统，具有较高的安全性和可靠性。
  • ext4：是 Linux 操作系统常用的文件系统之一，具有较好的性能和可扩展性。

作业调度算法：

• 长短交替：结合了长作业和短作业的特点，既考虑了短作业的快速响应，又避免了长作业长时间得不到执行的情况。
• 优先级调度：根据作业的优先级来决定执行顺序，优先级高的作业先执行。
• 时间片轮转：与进程调度中的轮转调度类似，将作业分配到时间片上，每个作业轮流执行一个时间片，以实现公平性和并发性。