1，概念
1）操作系统特征
并发性
共享性
虚拟性（把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物）
异步性
2）OS体系结构
单体结构
层次结构
虚拟机结构
C/S结构
微内核架构
3）进制转换
4）全局变量和局部变量
全局变量分配在全局数据段并且在程序开始运行的时候被加载， 局部变量则分配在堆栈里面。
2，进程与线程
1）程序的并发执行特征
①间断性
并发执行中的程序因资源限制，状态为“执行-暂停-执行”。
②失去封闭性
由于资源共享及相同写作，打破了程序单道执行时所具有的封闭性。
③不可再现性
并发执行速度不确定，具有随机性，失去了可再现性。
可能发生与时间有关的错误。
2）进程
①定义
进程是可并发执行的程序在某个数据集合上的一次计算活动，也是OS进行资源分配和运行调度的基本单位。
运行状态的程序以进程的形态存储在内存中。
②进程和程序区别
i>进程是一个动态概念，程序是静态概念。
进程 存在于程序的执行过程中。
ii>进程具有并发特性，程序没有。
iii>进程间相互制约，而程序没有。
（资源的共享和竞争造成进程相互制约）
iv>进程与程序之间存在多对多的联系。
一个程序运行多次形成不同进程，一个进程可以 通过执行某个特定程序来与不同的程序关联。
③进程特征
动态性
并发性
独立性（进程是系统中资源分配、保护和调度的基本单位）
异步性
结构性（进程有一定的结构，由程序、数据集合和进程控制块组成）
④进程控制块（Process Control Block,PCB）
PCB随着进程的创建而建立，随着进程的撤销而取消，PCB是进程存在的唯一标志。PCB是OS用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构。PCB常驻内存，其包括进程执行时的情况以及进程 让出CPU之后所处的状态、断点等信息。
⑤进程状态
3种状态与转换
5种状态与转换
7种状态与转换
3）线程
①特征
i>线程是进程种的一个相对可独立运行的单元
ii>线程是操作系统中的基本调度单位，再线程种包含调度所需要的基本信息。
iii>再具备线程机制的操作系统中，进程不再是调度单位，一个进程中至少包含一个线程，以线程作为调度单位。
iv>线程自己并不拥有资源，它与同进程中的其他线程共享该进程所拥有的资源。由于线程之间涉及资源共享，所以需要同步机制来实现进程内多线程之间的通信。
v>与进程类似，线程还可以创建其他线程，线程也有声明周期，也有状态的变化。
4）处理器调度
①批处理作业调度算法
先来先服务
短作业优先
高响应比调度算法（照顾了短作业，又考虑了作业到达的先后次序，不会使长作业长期得不到服务）
②交互系统进程调度
时间片轮转调度算法
分时系统调度算法，是一种抢占式调度算法。
每个进程只能依次循环轮流运行，如果时间片结束时进程还在运行，CPU将剥夺该进程的使用权转而将CPU分配给另一个进程。如果进程再时间片结束之前阻塞或结束，CPU当即进行切换。
缺点：系统耗费再进程/线程切换上的开销较大，而开销大小与时间片的长短又很大关系。但若时间片太长，每个进程可以再其时间片内完成，该算法退化为先来先服务算法。
优先级调度算法
分为非抢占式优先权调度和抢占式优先调度。
多级反馈队列调度算法（反馈循环队列）
采用动态分配优先数，调度策略是一种抢占式调度方法
5）中断源
①强迫性中断
由随机事件引起而非程序员事先安排。
如：
输入/输出中断（设备出差、执行print语句）、
硬件故障中断（断电）、时钟中断、控制台中断、程序性中断。
②自愿性中断
如：时间片到时。
3，内存管理
1）页式内存管理
运行进程的物理地址空间连续。页面的大小由硬件的地址结构决定。
①基本原理
把用户程序的地址空间划分为若干个大小相等的页，页号从0开始把内存空间划分为若干和页面大小相等的物理块，即内存块。每个物理块有编号，从0开始。
②地址映射
页表
通常 存储再内存中。
页号，物理块号。
实现了逻辑地址到物理地址的映射。
地址结构
逻辑地址由页号和页内偏移地址组成。
物理地址为：块号*块大小 + 偏移地址。
计算
逻辑地址2052，页大小1KB，页表如下，求物理地址。
如图：2052/1024(1KB) = 2；2015%1024=4；分页机构为页号p=2、偏移w=4。
根据页表可知第二页对应物理块号为7.
则物理地址为7*1024+w = 7172
③页面置换策略
④优缺点
分页内存管理不会产生外部碎片，但是会产生内部碎片。
如果进程要求的内存不是页大小的整数倍，那么最后一个物理块就用不完，从而导致页内碎片。
另一个有点是可以共享共同的代码。
⑤快表（联想寄存器）
为了加快逻辑地址和物理地址转换过程中地址变换速度，在地址变换机构中增设一个有并行查询能力的特殊告诉缓冲 存储器，即快表。
快表用来存放当前访问的那些页表项。
变换步骤：
i>在CPU给出的有效地址后，地址变换机构自动将页号p送入高速缓冲寄存器中，并将此页号与高速缓存中的所有页号进行比较。
ii>如果其中有与此页号匹配的，便表示所要访问的页表项在快表中。
iii>直接从快表中读出该页号所对应的物理块号，并送到物理地址寄存器中。
iv>如果在快表中未找到相同的页表号，则必须再访问内存中的页表，从页表中找到该页号所对应的页表项后，把页表项中独处的物理块号送入地址寄存器。
v>同时，将此页号所对应的页表项存入快表中，即重新修改快表。
⑥页面更新算法
2）段式内存管理
3）虚拟内存
能加快虚实地址转换的是：I ．增大块表 (TLB) 容量 II ．让页表常驻内存
4）交叉存储器
交叉存储器实质上是一种模块式存储器，它能并行执行多个独立的读写操作。
交叉存储器的每个模块都有自己的MAR和MDR。
交叉存储器的每个模块的地址是不连续的，相邻地址的单元位于相邻的模块。
4，I/O管理
5，文件管理
6，死锁
1）死锁原因
进程间竞争资源和进程推进顺序非法。
2）死锁必要条件
满足以下4个条件，就会引起死锁。
①互斥条件
指进程对所分配到的资源进行排他性使用，即一个资源每次只能被一个进程使用。
②占有且等待
一个进程在请求新资源而阻塞时，对已获得资源又保持不放。
即：进程不是一次性获得所需所有资源，而是在占有一部分时申请新资源。
③不可抢占条件
以及分配的资源不能从相应的进程中被强制抢占。
即：资源只能在进程完成任务后自动释放。
④环路等待条件
存在一个进程-资源的环状链，循环等待。
不发生死锁的条件：至少保证一个进程获得全部资源。
举例：N个进程共享11台打印机，每个进程要3台，N的取值不超过多少时，系统不会发生死锁？
最坏的情况是1个进程获取3台打印机资源，另外N-1个进程获取到2台打印机，等待获取第3台。所以3+（N-1）*2 = 11，N=5
3）无死锁策略
①死锁的预防
破坏产生死锁的4个条件之一。
②死锁的避免
在资源动态分配过程中使用某种算法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁发生。
③死锁的检查
采取适当措施，从系统中将已发生的死锁清除掉。
④死锁的解除
撤销或挂起一些进程，以便回收一些资源，再将这些资源分配给已处于阻塞态的进程，使之转为就绪态，以继续运行。
4）死锁算法
A.避免死锁
银行家算法
B.解除死锁
消进程法
C.预防死锁
资源静态分配法
D.检测死锁
资源分配图简化法。
所谓化简是指一个进程的所有资源请求均能被满足的话 , 可以设想该进程得到其所需的全部资源 , 最终完成任务 , 运行完毕 , 并释放所占有的全部资源 . 这种情况下 , 则称资源分配图可以被该进程化简 . 加入一个资源分配图可被其所有进程化简 , 那么称改图是可化简的 , 否则称改图是不可化简的
化简的方法如下 :
(1) 在资源分配图中 , 找出一个既非等待又非孤立的进程结点 Pi, 由于 Pi 可获得它所需要的全部资源 , 且运行完后释放它所占有的全部资源 , 故可在资源分配图中消去 Pi 所有的申请边和分配边 , 使之成为既无申请边又无分配边的孤立结点 .
(2) 将 Pi 所释放的资源分配给申请它们的进程 , 即在资源分配图中将这些进程对资源的申请边改为分配边 .
(3) 重复 (1),(2) 两步骤 , 直到找不到符合条件的进程结点
经过化简后 , 若能消去资源分配图中的所有边 , 使所有进程都成为孤立结点 , 则改图是可完全化简的 , 否则不可化简的 .
7，计算
1）原码、反码、补码
①原码
第一位为符号位，其它为值。0为正，1为负。
②反码
正数反码为其本身；
负数反码：符号位不变，其它各位取反。
~10表示10各位取反。
③补码
正数补码：本身。
负数补码：原码的符号位不变，其它各位取反，最后加1.
即：从后数第一个1之后，各位取反。
注意：计算机用补码存储。
④例子
例一：
int i = 5;
int j = 10;
System.out.println(i + ~j); //5+(-11)=-6j = 10，原码为(10)b = 0000 0000 0000 0000, 0000 0000 0000 1010;
(~10) = 1111 1111 1111 1111,1111 1111 1111 0101;（即各位取反）
因为计算机以补码存储，在读取时，补码为(~10)的数原码为：
1000 0000 0000 0000，0000 0000 0000 1011；即-11
例二：
变量a、b是64位有符号正数,a：0X 7FFF FFFF FFFF FFFF;b:0X 8000 0000 0000 0000;则a+b = ？
解答：
a+b = 0X FFFF FFFF FFFF FFFF FFFF；是-1的补码。