操作系统

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操作系统：管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序
作用：
通过资源管理提高计算机效率
改善人机界面向用户提供良好的工作环境
操作系统四大特征：
并发性
共享性
虚拟性
不确定性
五大功能：
处理机管理
对处理机的时间管理进程控制，进程同步，进程通信，进程调度
文件管理
文件存储空间，目录，文件的读写存
存储管理
对主存管理，分配，回收，存储保护，地址映射，主存扩充
设备管理
对硬件管理 包括对io设备的分配启动完成和回收
作业管理
包括任务 界面管理 图形界面等
促使发展因素：
1. 硬件的不断升级
2. 新的服务需求
3. 操作系统自身错误
操作系统分类：
批处理操作系统

分时操作系统
多路及时独立交互
实时操作系统

网络操作系统
服务器 系统
分布式操作系统
透明 可靠 高性能
微机操作系统

嵌入式操作系统
微型 可定制 实时 可靠 易移植
处理机管理：
程序与进程：
顺序执行
顺序、封闭、可再现
并发执行：
失去封闭性，不在一一对应，并发程序的互相制约
进程由程序 数据 进程控制块PCB组成
PCB内容

三态：
运行、阻塞、就绪
五态
新建 终止
进程的控制：
由kernel控制 来自原语
进程通信：
同步 互斥、只能供一个进程使用较临界资源CR
临界区CS:
有空即进
无空则等
有限等待
让权等待
信号量机制：
整机信号量和PV操作
公用信号量 主机值为1或资源数目
私用信号量 实现线程同步 初值为0或某个正整数
P和V是低级原语
P表示申请资源 V表示 释放资源
信号量S的物理意义S≥0表示资源可用数 S<0表示该进程阻塞中等待数
P操作 s=s-1;
v操作 s=s+1;
高级通信原语言：
PV缺点：
编程难度大 效率低
高级通信方式分为：
共享存储模式；
消息传递模式；
管程：
管程结构：
类似java多线程

进程调度：
三级调度：
高级调度 作业只经过一次高级调度，做就绪进程
中级调度 决定交换区哪个可以调入内存对cpu竞争把阻塞进程调出交换区
低级调度 决定哪个进程可以占用cpu 最活跃
调度算法：
先来先服务 FCFS
时间片轮转
固定时间片
可变时间片
优先级调度
静态优先级
动态优先级
多级反馈调度：
以上混合版本
死锁:互相持有对方资源
死锁产生的四个必要条件
互斥、请求保持条件、不可剥夺条件和环路条件
死锁的处理：
预先静态分配
资源有序分配
死锁避免：
银行家算法
死锁检查
定时检查
死锁解除
资源剥夺
撤销进程
线程：
多核心处理

存储管理
存储的对象是主存；
虚拟地址
地址空间
存储空间

静态地址重定位
动态地址重定位

分区存储管理：
固定分区
可变分区
算法：
最佳适应性算法： 缺点碎片
最差适应性算法： 总是装大空位
首次适应算法
循环首次适应算法
可重定位分区：
有地址重定位问题

分区保护
上界/下界寄存器保护法
上界寄存器≤物理地址≤下界寄存器
基址/限长寄存器保护法
基址地址≤物理地址≤基址寄存器+限长寄存器

分页存储管理
纯分页存储
快表
两级页表
分段存储管理：
作业地址分为若干段
段页式存储结构：

虚拟存储管理：
程序局部性原理：
时间局限性
空间局限性
调用的东西很有可能再次被调用
虚拟存储三种方式：
分段 分页 段页式
页面置换算法：
最佳置换算法：性能最好 难于实现
先进先出算法：最直观 性能最差
最近最少使用算法LRU
最近未用算法NUR：

工作集：

I/O系统：
由设备、控制器、通道、总线和I/O软件组成
设备的分类：
按数据分：
块设备、字符设备
资源分配角度;
独占、共享、虚拟
按数据传输分：
低速设备、中速设备、高速设备
I/O软件：
P129页图
通道技术：
io到cpu的通道
DMA技术：
主存与IO的传送不需任何cpu干涉
缓冲技术：
Spooling技术：
速度匹配
磁盘调度
FCFS
SSTF最短寻路
扫描算法sacn
单向扫描调度算法cscan
旋转调度算法