操作系统教程

A级： 死锁： ***定义：一个进程集合内 每个进程都在等待 只能由此集合中的 其他进程才能引发的事件 ，而 无限期僵持 的现象 ***死锁产生的原因： 进程推进顺序不当 PV使用不妥 资源分配不均 资源使用不加限制 ***死锁的条件： 互斥 占有和等待 不剥夺 循环等待 ***解决方法： 死锁防止，死锁避免，死锁检测和恢复 死锁预防 ： 静态分配 ——破坏条件 占有和等待 按序分配，层次分配 ——破坏 循环等待 死锁避免 银行家算法 —— 循环等待 死锁检测和恢复 资源剥夺 进程回退 进程撤销 系统重启 进程同步与互斥的解决： 信号量，管程，消息传递 *** 临界区 ：进程中用于 访问临界资源 的代码。一次只允许一个程序访问 信号量PV： 信号中包括一个整形变量，和两个原子操作P和V，其原子性由操作系统保证，这个整形变量只能通过P操作和V操作改变。 P意味着信号量值减1，减完之后如果信号量值小于0，则说明资源不够用的，把进程加入等待队列。 V意味着信号量值加1，加完之后如果信号量值小于等于0，则说明等待队列里有进程，那么唤醒一个等待进程 管程 把 分散在各进程中的临界区集中起来进行管理 ，防止进程有意或无意的违法同步操作，便于用高级语言来书写程序 使用 条件变量 ， wait() , signal() 管程的定义：管程是由局部于自己的若干公共变量

存储管理 存储 分配 地址 映射 存储 保护 存储 共享 存储 扩充 存储器层次：寄存器，缓存，内存，磁盘，磁带 寄存器：速度最快最贵 **源程序运行的三个阶段： 编译 ：生成目标代码 链接 静态链接 ：装载前将目标模块与库函数链接装配成一个完整的可执行程序 动态链接 ：程序装载时一边装载一边链接 运行时链接 ：目标模块与库函数的链接推迟到执行时才进行 装载 ：装入物理空间 绝对装载 ：始终与内存地址相同 可重定位装载 ：根据内存当前状况决定放入的物理位置。使用的地址为相对地址 动态运行时装载 ：允许内存的程序换出到磁盘，适当时再换入内存。前后物理位置可不同。即允许进程的内存映像不同时候在不同位置 **重定位 ： 逻辑地址变物理地址 静态地址重定位 动态地址重定位 使用两个控制寄存器：基址寄存器和限长寄存器 运行时链接地址重定位 连续存储管理： 固定分区 缺点： 必须使用覆盖技术 内存利用率不高 无法动态扩充 限制多道程序的道数 动态分区 可变分区分配算法： 最先适应 ：未分配区表或链表中的空闲区按地址从小到大排列 下次适应 ：上次扫描结束处顺序查找 最优适应 ：满足要求的 最小分区 最坏适应 ：总是挑 一个最大的空闲区 给作业使用 快速适应 ：经常用到的长度的空闲区设立 单独的空闲区链表 管理的数据结构：已分配区表，未分配区表 空闲区管理办法：链表 内存不足处理技术 移动

外部设备： 存储型设备 I/O设备 设备管理的功能： 设备 中断处理 缓冲区管理 设备 分配和去配 设备 驱动调度 实现 虚拟设备 I/O控制方式 轮询 ：查询指令——读写指令——转移指令 会中止原程序的执行。主机不能充分发挥功效，整个系统效率很低 中断 核心思想： 允许I/O设备主动打断CPU的运行 不必忙式轮询 响应中断请求后必须停止现行程序 DMA （Direct Memory Access） 直接存储器存取 无需CPU干预， 只有当整个数据块传送结束后，处理器才被中断 CPU总是把总线占有权让给DMA，“周期窃取”，降低CPU处理效率 每发出一次 I/O指令只能读写一个数据块 通道（ I/O处理器 ） 完成内存和设备之间的信息传送， 与CPU并行工作 CPU需要完成一组相关的读写操作与有关控制时， 只需要向通道发送一条 I/O指令。通道完成传送时向CPU发送中断请求 通道程序是由一系列通道指令所构成的 DMA与通道的区别：（通道的自主权更大） DMA需要CPU来控制传输的数据块大小，内存位置。通道则自行控制 DMA控制器对应一台设备与内存传递数据。通道控制多台设备与内存的数据交换 独立于设备的I/O软件 设备命名与保护 提供与设备无关的块尺寸 缓冲技术 设备分配和状态跟踪 错误处理和报告 设备驱动程序 ： 逻辑I/O转化为物理 I/O 缓冲技术： 目的：

操作系统资源管理技术：复用，虚拟和抽象 复用：时分复用，空分复用 虚拟：物理资源与逻辑资源的对应。如SPOOLing，虚拟内存，VFS 时间换空间：虚拟存储技术 空间换时间：SPOOLing 抽象：资源体现为接口，接口表现为一组操作 操作系统最基础的抽象：进程抽象，虚存抽象，文件抽象 进程抽象：进入内存的执行程序在处理器上操作的状态集的一个抽象。对于用户来说，就是fork(),wait()和exec()，不关心细节操作 文件抽象：设备的一种抽象。open(),write(),read()，不关心细节操作 操作系统： 管理系统资源 控制程序运行 改善人机界面 提供各种服务 组织工作流程 为用户提供良好运行环境的一种系统软件 操作系统的作用：（接口与服务，进程调度，虚拟机，管理资源） 用户接口与公共服务：改善人机界面，提供各种服务 进程执行的控制者和协调者：控制程序运行，组织工作流程 扩展机与虚拟机 资源的管理者和控制者：管理系统资源 操作系统管理的资源：（CPU，硬盘，打印机，文件，网络） 处理器 存储 设备 文件 联网与通信 系统调用：使用系统服务 作用：保证系统安全性，提供一致性接口 系统调用的分类： 1.进程管理 2.文件管理 3.设备管理 4.存储管理 5.进程通信 6.信息维护：系统信息 操作系统的分类 批处理操作系统：批中作业输入作业队列，依次执行 关键机制是