操作系統(tǒng)1

1、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)第一章1.操作統(tǒng)統(tǒng)的目標(biāo)操作統(tǒng)統(tǒng)的目標(biāo)（1）有效性提高系統(tǒng)資源利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量；（2）方便性就是說，配置了操作系統(tǒng)后，使用計(jì)算機(jī)容易使用；（3）可擴(kuò)充性O(shè)S采用模塊結(jié)構(gòu)，這樣便于擴(kuò)充；（4）開放性是指OS能遵循國際標(biāo)準(zhǔn)（特別是遵循OSI所制定的“開放系統(tǒng)互連參考模型”，要求所開發(fā)的硬件軟件能彼此兼容，可方便實(shí)現(xiàn)互連。2.操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)的功能（1）處理機(jī)管理:分配和控制CPU。（2）存儲(chǔ)器管理:內(nèi)存分配與回

2、收。（3）設(shè)備管理:IO設(shè)備的分配與操縱。（4）文件管理:文件的存取、共享和保護(hù)。(5)方便用戶使用的用戶接口(包括組織作業(yè)的運(yùn)行。等我們講了“進(jìn)程的狀態(tài)”，同學(xué)們就更明白了。）3.操作系統(tǒng)的基本特性（1）并發(fā)性并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指在一段時(shí)間內(nèi)，宏觀上有多個(gè)程序在同時(shí)運(yùn)行，但在單處理機(jī)系統(tǒng)中，每一時(shí)刻卻僅能有一道程序執(zhí)行，故微觀上這些程序是分時(shí)交替執(zhí)行。（2）共享性指系統(tǒng)中的資源可供

3、內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。（3）虛擬性是指通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。物理實(shí)體是實(shí)的，即實(shí)際存在的，而邏輯的則是虛的，是用戶感覺上的東西。（4）異步性是指進(jìn)程以異步的方式執(zhí)行，進(jìn)程是以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。（因?yàn)檫M(jìn)程要執(zhí)行，就必須要獲得系統(tǒng)資源，系統(tǒng)資源有限，進(jìn)程可能會(huì)執(zhí)行—阻塞…..）并發(fā)是最重要的特征，其它特征都以并發(fā)為前提。4.內(nèi)核的定義（從廣義上講）及功能內(nèi)核的定義（從廣義上講）及功能定義：

4、是完成客戶與服務(wù)器間的通信，即由內(nèi)核接收客戶的請(qǐng)求，再將該請(qǐng)求送到服務(wù)器，同時(shí)也接收服務(wù)器的應(yīng)答，并將此應(yīng)答送給客戶。功能：（1）進(jìn)程管理。①把進(jìn)程作為資源分配的基本單位。②允許一個(gè)進(jìn)程擁有若干個(gè)線程。③把線程作為獨(dú)立運(yùn)行和調(diào)度的基本單位。④在同一進(jìn)程中的各線程可以共享進(jìn)程所擁有的資源。⑤允許這些線程并發(fā)執(zhí)行。⑥實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間和線程間的同步。（2）存儲(chǔ)器管理①提供了虛擬存儲(chǔ)器管理功能，例如頁式存儲(chǔ)管理。每頁固定大?。?KB8KB）。②用于為

5、進(jìn)程分配和回收運(yùn)行空間。③從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存的容量，以滿足更多用戶的需求。（3）進(jìn)程通信管理：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的通信，在微內(nèi)核中采用了消息傳遞機(jī)構(gòu)，即進(jìn)程之間是以消息（Message）作為交換單位。（4）IO設(shè)備管理在微內(nèi)核中，為每一個(gè)連接到主機(jī)上的IO設(shè)備配置一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，用以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的IO處理，因此，通常在微內(nèi)核中都有若干個(gè)IO設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。第二章1.進(jìn)程實(shí)體的組成數(shù)據(jù)、程序和PCB2.進(jìn)程的三種基本狀態(tài)進(jìn)程的三種基本狀態(tài)（1）就緒

6、狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程已分配到除CPU外的所有資源后，只要再獲得CPU就可立即執(zhí)行。在一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，通常將它們排成一個(gè)隊(duì)列就緒隊(duì)列。（2）執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程已獲得CPU，其程序正在執(zhí)行（單CPU系統(tǒng)中僅一個(gè)進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，多CPU系統(tǒng)中有多個(gè)進(jìn)3、周轉(zhuǎn)時(shí)間是指從作業(yè)提交到作業(yè)完成間的時(shí)間間隔。帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間是指作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間與作業(yè)運(yùn)行實(shí)際時(shí)間的比。4、作業(yè)有提交、后備、運(yùn)行和完成4種狀態(tài)。提交是指作業(yè)由輸入設(shè)備向系統(tǒng)外存輸入。后備

7、是指作業(yè)在外存后備隊(duì)列中等待調(diào)度。運(yùn)行是指作業(yè)在CPU中運(yùn)行。完成是指作業(yè)完成了其計(jì)算任務(wù)，正準(zhǔn)備撤離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。5、進(jìn)程調(diào)度方式：搶占和非搶占方式。、進(jìn)程調(diào)度方式：搶占和非搶占方式。?搶占方式是指當(dāng)一進(jìn)程正在處理機(jī)上執(zhí)行時(shí)，若有某個(gè)更為重要或緊迫的進(jìn)程需要使用計(jì)算機(jī)，則立即暫停正在執(zhí)行的進(jìn)程，將處理機(jī)分配給更重要或緊迫的進(jìn)程。它是基于以下三個(gè)原則的：優(yōu)先權(quán)原則短作業(yè)(進(jìn)程)優(yōu)先原則時(shí)間片原則?非搶占方式是指當(dāng)某一個(gè)進(jìn)程正在處理機(jī)上執(zhí)行

8、時(shí)，即使有某個(gè)重要或緊迫的進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列需要使用計(jì)算機(jī)，仍然讓正在執(zhí)行的進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行，直到該進(jìn)程完成或發(fā)生某種事件而進(jìn)入組塞狀態(tài)時(shí)，才把處理機(jī)分配給重要或緊迫的進(jìn)程。6、常見的調(diào)度算法?先來先服務(wù)短作業(yè)優(yōu)先優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法?時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法?高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法?多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法?多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法?7、死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源或相互通信而處于永久阻塞狀態(tài)，若無外力的作用，這些進(jìn)程將無法推進(jìn)。8、死鎖產(chǎn)生的原因是競(jìng)爭(zhēng)資源競(jìng)爭(zhēng)資

9、源和進(jìn)程推進(jìn)順序非法進(jìn)程推進(jìn)順序非法。9、死鎖產(chǎn)生有4個(gè)必要條件：互斥條件、不剝奪條件、請(qǐng)求和保持條件、循環(huán)等待條件。10、死鎖的處理方法：忽略死鎖、預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測(cè)及解除死鎖。11、死鎖的預(yù)防是通過設(shè)置某些限制條件以破壞產(chǎn)生死鎖的4個(gè)必要條件之一來實(shí)現(xiàn)的，但互斥條件不能破壞。12、死鎖的避免、死鎖的避免是通過某種方法防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。銀行家算法是典型的死所避免算法。13、通過對(duì)資源分配圖的簡(jiǎn)化可檢測(cè)系統(tǒng)是否存在死鎖

10、。常用的解除死鎖方法有：資源剝奪法、撤消進(jìn)程法。通過對(duì)資源分配圖的簡(jiǎn)化可檢測(cè)系統(tǒng)是否存在死鎖。常用的解除死鎖方法有：資源剝奪法、撤消進(jìn)程法。（系統(tǒng)分配資（系統(tǒng)分配資源怎樣防止死鎖）源怎樣防止死鎖）。14.多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法：多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法：一、調(diào)度算法多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法實(shí)施過程如下：（1）應(yīng)設(shè)置多個(gè)就緒隊(duì)列，并為各個(gè)隊(duì)列賦予不同的優(yōu)先級(jí)。（2）當(dāng)一個(gè)新進(jìn)程進(jìn)入內(nèi)存后，首先將它放入第一隊(duì)列的末尾，按FCFS原則排隊(duì)等待調(diào)度。當(dāng)輪

11、到該進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，如它能在該時(shí)間片內(nèi)完成，便可準(zhǔn)備撤離系統(tǒng)；如果它在一個(gè)時(shí)間片結(jié)束時(shí)尚未完成，調(diào)度程序便將該進(jìn)程轉(zhuǎn)入第二隊(duì)列的末尾，再同樣地按FCFS原則等待調(diào)度執(zhí)行；如果它在第二隊(duì)列中運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片后仍未完成，再依次將它放入第三隊(duì)列，……。（3）僅當(dāng)?shù)谝魂?duì)列空閑時(shí)，調(diào)度程序才調(diào)度第二隊(duì)列中的進(jìn)程運(yùn)行；15.多級(jí)反們隊(duì)列調(diào)度算法的性能：多級(jí)反們隊(duì)列調(diào)度算法的性能：多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法具有較好的性能，能較好地滿足各種類型用戶的需要。（1）終