操作系统基础知识概要

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 23:43:01

第一章
操作系统os是所有软件中最靠近硬件的系统软件,常被看做是计算机硬件的第一层扩充。
命令,图标,窗口?
操作系统的作用:1. 计算机和用户之间起到接口作用
2管理和控制计算机系统的硬件和软件资源(计算机系统中各种各样的硬件和软件资源归纳起来可分为四类:处理器、存储器、 I/O设备以及信息(数据和程序)。
3组织计算机的工作流程
4. 为用户提供工作环境(从虚拟机器的观点看)
操作系统为用户提供了三种类型的用户接口,分别是 命令 接口、 程序接口和图形接口。
操作系统分类1.单道批处理系统(系统的特征: (1) 自动性。(2) 顺序性。 (3) 单道性。 (4) 无交互性。))
2. 多道批处理系(系统特征:多道性。 无序性。 调度性。)
3. 分时操作系统(系统特征:多路性。(2) 独立性。 (3) 及时性。 (4) 交互性)
4.实时系统 (特征:及时性;交互性;安全可靠性;多路性)
操作系统的基本特征:并发共享虚拟异步
并发和共享是操作系统的两个最基本的特征,它们又是互为存在的条件。
第二章
2.1前驱图和程序的执行


程序的顺序执行:必须按照某种先后次序顺序执行,仅当前一操作(程序段)执行完后才能执行后继操作
特征:顺序性,封闭性,可再现性

并发执行的特征:间断性,失去封闭,不可再现
2.2进程的描述
为什么引入进程?什么是进程?(简答)
为使程序能并发执行,且为了对并发执行的程序加以描述和控制,引入了进程的概念。
进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
资源分配和独立运行的基本单位是进程
进程的特征(1.结构特征2.动态性3.并发性4独立性)
进程控制块pcb含义(简答)
为使程序(含数据)能独立运行,在操作系统中必须为之配置一个专门的数据结构,进程控制块PCB(Process Control Block)。系统利用PCB描述进程的当前情况以及控制进程运行的全部信息。所说的进程,实际上是指进程实体,例如,所谓创建进程,实质上是创建进程实体中的PCB;而撤消进程,实质上是撤消进程的PCB,
进程与程序的区别(简答)


Pcb的作用


PCB是进程存在的惟一标志
OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的。
进程的三种基本状态
  1. 就绪(Ready)状态(有资源,无处理机)
  2. 执行状态 (有资源,有处理机)
  3. 阻塞状态 (缺资源,无处理机)


    2.3进程控制
    什么是原语?
    原语是在系统核心态下执行的,由一条或若干条机器指令组成的、具有特定功能的程序段,常驻内存。
    进程控制一般是由OS的内核中的原语来实现的。 三对原语及调用
    1阻塞和唤醒
  4. 请求系统服务2) 启动某种操作3) 新数据尚未到达 4) 等待新任务的到达 发现上述某事件时,调用阻塞原语block把自己阻塞。进程的阻塞是进程自身的一种主动行为。
    当被阻塞进程所期待的事件出现时,如I/O完成或其所期待的数据已经到达,则由有关进程,
    调用唤醒原语wakeup( ),将等待该事件的进程唤醒。
    2.挂起和激活suspend() active()
    2.4进程同步
    进程同步:进程与进程之间有序合作 进程互斥:进程与进程之间共享临界资源
    临界资源也称为独占资源、互斥资源,它是指某段时间内只允许一个进程使用的资源。

    如果S->value的初值为1,表示只允许一个进程访问临界资源,此时的信号量转化为互斥信号量,用于进程互斥
    signal(S)操作可描述为: signal(semaphore *S){   S->value++;   if(S->value<=0) wakeup(S->list); } P原语为wait原语,称V原语为signal原语。
    用pv操作描述前驱图(应用题)


    2.5生产者消费者


    2.6进程通信
    进程通信是指进程之间的信息交换。 低级通信:进程之间交换控制信息的过程。进程之间的互斥和同步是一种低级通信,
    高级通信:进程之间交换批量数据的过程
    2.7线程
    线程与进程的比较


    第三章
    3.1 三级调度
    高级调度:它的调度对象是作业。把外存上处于后备队列中的哪几个作业调入内存。为它们创建进程,分配必要的系统资源,并将新创建的进程插入就绪队列。 低级调度:调度的对象是进程。决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机。
    中程调度:那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源,而将它们调至外存上去等待,
    3.2处理机的调度算法
    先来先服务调度算法


    短作业(进程)优先调度算法 判断就绪进程队列中哪一个进程的预期执行时间最短,或后备作业队列中哪一个或几个作业的预期执行时间最短,就调度谁。
    周转时间=完成时间-到达时间
    带权周转时间


    最高响应比优先调度算法



时间片轮转调度算法


最高优先权优先调度算法


多级反馈队列调度算法


3.5死锁概述
什么是死锁?死锁产生的原因(简答)
所谓死锁(Deadlock),是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。
原因:竞争资源。进程间推进顺序非法。
产生死锁的必要条件


处理死锁的基本方法 预防死锁。 避免死锁。 检测死锁。解除死锁。
3.6预防死锁
摒弃“请求和保持”条件
摒弃“不剥夺”条件
摒弃“环路等待”条件
3.7避免死锁
避免死锁之银行家算法


检测死锁的依据和解除方法:S为死锁状态的充分条件是:当且仅当S状态的资源分配图是不可完全简化的。该充分条件被称为死锁定理。
剥夺资源。撤消进程
第四章
地址变换是将用户程序地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。
什么是地址重定位
当一个程序的相对地址装入到与其逻辑地址空间不一致的绝对地址空间中时,为了保证程序的正确运行,必须把指令和数据的逻辑地址转换为物理地址,
连续分配方式可进一步分为:单一连续分配 固定分区分配 动态分区分配 动态重定位分区分配 连续分配方式会形成许多“碎片”如果允许将一个进程直接分散地装入到许多不相邻接的分区中,则无须再进行“紧凑”。基于这一思想而产生了离散分配方式。
如果离散分配的基本单位是页,则称为分页存储管理;如果离散分配的基本单位是段,则称为分段存储管理。 如果不具备页面对换功能,则称为基本的分页存储管理方式。它不具有支持实现虚拟存储器的功能,它要求把每个作业全部装入内存后方能运行。 分段系统:以段为单位分配内存,一个段占有一个连续的内存区域。一个进程的各段可以存放在不连续的区域内。数据结构――段表
第五章
虚拟存储器都是建立在离散分配的存储管理方式的基础上



页面置换算法:
最佳置换算法:其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的,或许是在最长(未来)时间内不再被访问的页面。
先进先出(FIFO)页面置换算法
最近最久未使用(LRU)置换算法
刚被淘汰的页面又马上被调回内存,调回内存不久后又被淘汰出去,如此频繁进行,这种现象称为抖动(或称颠簸)。
第六章
i/o的控制方式(填空简答)
I/O设备控制方式可分为4种:程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、直接存储器访问DMA方式和I/O通道控制方式
设备独立性
其基本含义是: 应用程序独立于具体使用的物理设备。
设备分配时用到的数据结构
(分配:设备、控制器和通道)系统设备表SDT
数据结构――设备控制表DCT 数据结构――控制器控制表COCT、 通道控制表CHCT、
缓冲区的四个分类
单缓冲,双缓冲,循环缓冲区,缓冲池
虚拟设备
spooling系统的构成
为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性间的矛盾,引入spooling技术


SPOOLing系统的特点 (1)提高了I/O的速度。 (2) 将独占设备改造为共享设备。 (3) 实现了虚拟设备功能。
如何把打印机变成共享设备(简答)
磁盘的四种调度算法





第七章
什么是文件,什么是文件系统
文件是指由创建者所定义的、 具有文件名的一组相关元素的集合。可分为无结构文件和有结构文件两种。
文件系统:是操作系统中负责管理和存取文件的程序模块。
文件的逻辑结构分类有结构文件 无结构文件
逻辑记录顺序:串结构 顺序结构 对比
文件的物理结构文件的物理结构, 又称为文件的存储结构, 是指文件在外存上的存储组织形式。 不仅与存储介质的存储性能有关,而且与所采用的外存分配方式有关。
文件目录和文件控制块
为了能对一个文件进行正确的存取,必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构――文件控制块(FCB)。
文件控制块的有序集合――文件目录。
文件控制块的分类 基本信息类 :存取控制信息类: 使用信息类:
文件目录分类单级目录结构 两级目录结构 多级目录结构
建文件目录的目的
建多级目录的目的对于大型文件系统,通常采用三级或三级以上的目录结构,以提高对目录的检索速度和文件系统的性能。
共享文件的方法
文件共享要解决两个问题,一是如何实现文件共享;二是对各类需共享文件的用户如何进行存取控制,以保护文件的使用安全。
基于索引结点的共享方式
利用符号链接实现文件共享
文件保护可通过文件访问实施控制实现。常见的访问控制类型有:读、写、执行、添加、删除、修改等。
第八章
成组连接,。。。。
文件储存空间的管理
第九章
接口
用户接口和程序接口
用户接口分为联机用户接口和脱机用户接口
Cpu的两种工作状态
管态:可执行特权和非特权指令 系统程序
目态:可执行非特权指令 用户程序
文章来源: https://blog.csdn.net/xn_n_ing/article/details/92684525
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