计算机操作系统概述知识框架

一张图了解计算机操作系统。此图从进程管理、内存管理、I/O管理、文件管理四方面进行梳理讲述，可用于大学课程计算机操作系统方面知识点梳理，考研知识点梳理等。

计算机操作系统

• 概论
  • 特征
    • 特征
    • 共享
    • 最基本
    • 虚拟
    • 异步
  • 目标和功能
    • 计算机资源的管理者
    • 用户与计算机系统之间的接口
      • 命令接口
      • 程序接口
      • GUI
    • 扩充机器
  • 发展
    • 批处理操作系统
    • 分时操作系统
    • 实时操作系统
    • 网络和分布式操作系统
  • 运行机制
    • 中断和异常
    • 系统调用
  • 体系结构
    • 大内核
    • 微内核
• 进程管理
  • 进程
    • 概念
      • 与程序的区别
    • 特征
      • 动态性、并发性、独立性、异步性、结构性
    • 状态
      • 运行、就绪、阻塞、创建、结束
    • 控制
      • 创建、终止、阻塞和唤醒、切换
    • 组织
      • 进程控制块PCB、程序段、数据段
    • 通信
      • 共享储存、消息传递、管道通信
  • 线程
    • 概念、与进程的比较、属性
    • 线程的实现方式
  • 处理机调度
    • 概念
    • 三级调度
      • 作业调度
      • 中级调度
      • 进程调度
    • 调度方式
      • 剥夺式
      • 非剥夺式
    • 调度准则
      • CPU利用率
      • 吞吐量
      • 周转时间
      • 等待时间
      • 响应时间
    • 算法
      • 先来先服务
      • 短作业（SJF）优先
      • 优先级
      • 高响应比优先
      • 时间片轮转
      • 多级反馈队列
  • 进程同步
    • 概念
      • 临界资源
      • 同步
      • 互斥
    • 实现方式
      • 软件实现
      • 硬件实现
    • 信号量
      • 增型
      • 记录型
    • 经典问题
      • 生产者-消费者问题
      • 读者-写者问题
      • 哲学家进餐问题
  • 死锁
    • 定义
    • 原因
      • 系统资源竞争
      • 进程推进顺序非法
    • 条件
      • 互斥
      • 不剥夺
      • 请求
      • 保持
      • 循环等待
    • 策略
      • 预防死锁
      • 避免死锁
      • 死锁的检测与解除
• 内存管理
  • 程序执行过程
    • 编译、连接、装入
    • 逻辑地址和物理地址
  • 扩充内存
    • 覆盖与变换
  • 连续分配
    • 单一连续分配
    • 固定分区分配
      • 内部碎片
    • 动态分区分配
      • 外部碎片
      • 分配算法
        • 首次
        • 最佳
        • 最坏
        • 邻近适应
  • 非连续分配
    • 页式储存管理
      • 概念
        • 页面
        • 地址结构
        • 页表
      • 地质变化机构及变换过程
      • 快表
    • 段式储存管理
      • 段表
      • 地址变换机构
      • 段的共享与保护
    • 段页式储存管理
      • 段表
      • 页表
  • 虚拟内存
    • 概念
      • 局部性原理
      • 特征
        • 多次性
        • 对换性
        • 虚拟性
    • 请求分页
      • 组成
        • 页表机构
        • 页面中断机构
        • 地址变换机构
      • 页面置换算法
        • 最佳置换OPT
        • 先进先出FIFO
          • Belady异常
        • 最近最久为使用
        • 时钟CLOCK算法
      • 页面分配策略
        • 预调页策略
        • 请求调页策略
      • 抖动、工作集
• 文件管理
  • 概念
    • 定义
    • 属性
    • 基本操作
    • 打开与关闭
  • 文件逻辑结构
    • 无结构文件（流式文件）
    • 有结构文件（记录式文件）
      • 顺序文件
      • 索引文件
      • 索引顺序文件
  • 目录结构
    • 文件控制块（FCB）、索引结点
    • 单级目录结构
      • 两级目录结构
        • 树形目录结构
          • 图形目录结构
  • 文件共享
    • 基于索引结点（硬链接）
    • 利用符号链实现（软连接）
  • 文件保护
    • 访问类型
    • 访问控制
  • 实现
    • 层次结构
    • 目录实现
      • 线性列表
      • 哈希表
    • 文件分配
      • 连续分配
      • 链接分配
      • 索引分配
        • 索引连接
        • 多层索引
        • 混合索引
    • 文件存储空间管理
      • 空闲表法
      • 空闲链表法
      • 位示图法
      • 成组链接法
  • 硬盘
    • 访问时间
      • 寻道时间
      • 延时时间
      • 传输时间
    • 调度算法
      • 先来先服务FCFS
        • 公平
      • 最短寻找时间优先SSTF
        • “饥饿”现象
      • 扫描算法SCAN
      • 循环扫描C-SCAN
    • 磁盘的管理
      • 初始化
      • 引导快
      • 坏块
• I/O管理
  • 概述
    • I/O设备分类
    • I/O控制方式
      • 程序直接控制
      • 中断驱动方式
      • DMA方式
      • 通道方式
    • I/O层次结构
      • 用户层I/O
      • 设备独立性软件
      • 设备驱动层
      • 中断处理层
      • 硬件层
  • 缓冲区
    • 单缓冲
    • 双缓冲
    • 循环缓冲
    • 缓冲池
    • 缓冲区与告诉缓存的对比
  • 设备分配
    • 概述
      • 独占设备-独占式使用
      • 共享设备-分时式共享
      • 虚拟设备SPOOLing方式
    • 数据结构
      • DCT
      • COCT
      • CHCT
      • SDT
    • 策略
      • 静态分配
      • 动态分配
    • 逻辑设备名到物理设备名的映射
  • SPOOLing系统（虚拟设备技术）
    • 组成
    • 实例