【软考总结】——再学操作系统

概述

       在软考视频中，再次学习了操作系统，但是这次学习操作系统没有以前的那么系统，主要是复习软考中 的考点，所以没有之前学得那么全面，但是也算是巩固了一遍知识。所以这次总结是视频讲到的内容为主。视频看了很久了，就是没有为这一章写个总结，所以很多知识都快忘得差不多了，所以需要自己到网上查找资料，但也从中学到了很多知识。

     

           

进程及状态变化。

 

       进程这个概念有些忘得差不多了，但是别担心，网上搜搜就知道了。进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。进程可以申请和拥有系统资源，是一个活动的实体，它不只事程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。它是一个动态的概念，所以动态是变化的，在变化的过程中呈现出不同的状态，而这些状态是不断地变化。

      1、就绪状态：进程已得到运行所需资源，只等待CPU的调度可运行；

      2、运行状态：进程已得到运行所需资源，并且得到了CPU的调度；

      3、等待状态：不具备运行条件、等待时机的状态，等待状态也称阻塞状态。

       就绪状态和等待状态的区别是：就绪是等待CPU的调度，而等待状态是除了等待CPU调度以外的等待。一个进程处于等待状态时，即使处理器资源分配给它，它也无法运行。

 

      下图是进程的状态变化，如一个进程的初始状态是等待状态，当进程满足所需的条件，进入就绪态，等待cpu的调度；当这个进程被CPU调度后，进入运行态，当进程进入运行的时候，系统分给它的时间片用完了，但是进程还没有运行完，进程再次进入就绪态，如果在时间片内进程运行完，之后，进程再次等待某个事件发生，进入阻塞态。

 

死锁

进程管理是操作系统的核心，但如果设计不当，就会出现死锁的问题。如果一个进程在等待一个不可能发生的事，则进程就死锁了。而如果一个或多个进程产生死锁，就会造成系统死锁。

 

      死锁发生的必要条件：

      1、互斥条件：即一个资源每次只能被一个进程使用，在操作系统中这是真实存在的情况。如在水房洗漱，你占用一个水龙头，其他人就不能使用了。

     2、保持和等待条件：有一个进程已获得了一些资源，但因请求其它资源被阻塞时，对已获得的资源保持不放。如在水房有一些人用自的盆子占着一个水龙头，其他人就不能使用这个水龙头了，但是这个水龙头又没有人使用。

     3、不剥夺条件：有些系统资源是不可剥夺的，当某个进程已获得这种资源后，系统不能强行收回，只能由进程使用完时自己释放。如你用水龙头接水，扭开了水龙头，水是一直在流的，这些水是不能被收回的，只用当你接满水，把水龙头关上，你离开了，别人才可以在这个水龙头上接水。

     4、环路等待条件：若干个进程形成环形链，每个都占用对方申请的下一个资源。如你在使用水龙头，别人在等你使用完后再用，所以你占用着他即将要使用的这个水龙头。

    解决死锁的策略

     1、死锁预防：如要求用户申请资源时一起申请所需的全部资源，这就破坏了保持和等待条件，将资源分层，得到上一层资源后，才能够申请下一层资源，它破坏了环路等待条件。预防通常会降低系统的效率。

     2、死锁避免：避免是指进程在每次申请时判断这些操作是否安全，典型算法是“银行家算法”。但这种算法会增加系统的开销。

     3、死锁检测：前两者是事前措施，而死锁的检测是判断系统是否处于死锁状态，如果是，则执行死锁解除策略。

    4、死锁解除：这是与死锁检测结合使用的，它使用的方式就是剥夺，即将资源强行分配给别的进程。

 

前趋图

     前趋图（Precedence Graph）是一个有向无循环图，记为DAG（Directed Acyclic Graph）,用于描述进程之间执行的前后关系。图中的每个结点可用于描述一个程序段或进程，乃至一条语句：结点建的有向边则用于表示结点之间存在的偏序（Partial Order）或前趋关系（Precedence Relation）。

PV操作

在PV操作中，主要的内容就是同步和互斥，其它内容基本上就是这两点的延伸。

互斥

      在视频中讲到一个很有趣的例子，互斥就是千军万马过独木桥。我过了，别人就不能过了，再加一个人不是桥塌就是两个人都掉下去。

 

同步

      同步就如田径场上的赛跑，甲乙丙丁四个人一起赛跑，终点一样，同时进行，但是速度和距离终点的长度也不一样。

 

存储

     存储分为实存和虚存。

实存

     在存储中涉及到程序的装入，也就是重定位，而重定位分为静态重定位和动态重定位。静态重定位是在许空间程序执行之前由装配程序完成地址影射工作。动态重定位是在程序执行过程中，在CPU访问内存之前，将要访问的程序或数据地址转换为内存地址。

    存储管理的任务是存储空间的分配与回收，操作系统中通常有单一连续分配、固定分区分配、可变分区分配。

在可变分区分配方式中，当有新作业申请分配内存时所采用的存储分配算法有以下四种：

      1、最佳适应法：选择等于或最接近作业需求的内存自由区进行分配。这种方法可以减少碎片，但同时也可能带来更多小得无法再用的碎片。

     2、首次适应法：从主存地址开始，寻找一个可用（即大于等于作业需求的内存）的自由区。这种方法可实现快速分配，缩短查找时间。

     3、最差适应法：选择整个主存中的最大的内存自由区。

     4、循环首次适应算法：是首次适应法的一个变种，也就是不再是每次都从头开始匹配，而是连续向下匹配。

 

虚存

       虚存是局部性原理，一个是时间局部性和空间局部性。记得在5楼学习牛津词典的时候，有时候打不开牛津词典，提示内存不足，解决办法是增加电脑里的虚拟内存。可能这个和虚存多少也有点关系吧。

 

 

作业管理

      作业管理主要是作业调度的问题，作业的调度算法有先来先服务、最短作业优先、最高响应比优先算法、定时轮转和优先数

 

文件目录

 

       为实现“按名存取”，必须建立文件名与辅存空间中物理地址的对应关系，体现这种对应关系的数据结构称为文件目录。文件目录分为一级和二级目录，当文件目录这样一级一级往下存下去的时候，就形成了树形目录。

总结

     

       再学一遍操作系统，觉得很熟悉，挺有共鸣，但还是有很多问题没有得到理解和掌握，接下来还会再接触，再学习，相信自己能把不理解的、理解起来有困难的知识点学透。