操作系统原理笔记

2024-05-29

一、操作系统引论

1.4.3 处理机工作的双重模式

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  1. 特权指令(可能引起损害的机器指令)
  2. 非特权指令

1.5 操作系统的主要功能

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1.处理机管理功能

  1. 进程控制:为作业创建进程,撤销(终止)已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换。
  2. 进程同步:对多个进程(含线程)的运行进行协调。
    1. 进程互斥方式:各进程在对临界资源进行访问时,采用互斥方式。
    2. 进程同步方式:在相互合作以完成共同任务的各进程间,由同步机构对它们执行次序加以协调。
  3. 进程通信:实现相互合作进程之间的信息交换。
  4. 调度:按一定算法进行处理器分配
    1. 作业调度:按照一定的算法,从后备队列中选出若干个作业,并为它们分配运行所需的资源;在将这些作业调入内存后,分别为它们建立进程,以使它们都成为可能会获得处理机的就绪进程,并将这些进程插入就绪队列。
    2. 进程调度:按照一定的算法,从进程的就绪队列中选出一个进程,将处理机分配给它,并为它设置运行现场,使其投入执行。

2.存储器管理功能

  1. 内存分配和回收

    内存分配主要任务:

    分配方式:

    1. 静态分配:每个作业的内存空间是在作业装入时确定的,在装入后的整个运行期间,不允许该作业再申请新的内存空间,也不允许该作业在内存中“移动”

    2. 动态分配:每个作业所要求的基本内存空间虽然也是在装入时确定,但允许作业在运行过程中继续申请新的附加内存空间,以适应程序和数据的动态增长,也允许作业在内存中“移动”

  2. 内存保护

    主要任务:

    1. 确保每道用户程序都仅在自己的内存空间中运行,彼此互不干扰
    2. 绝不允许用户程序访问OS的程序和数据,也不允许其转移到非共享的其他用户程序中去执行

    一种比较简单的内存保护机制:

  3. 地址映射

  4. 内存扩充

    1. 请求调入功能:系统允许在仅装入部分用户程序和数据的情况下,便能启动该程序运行:在程序运行过程总中,若发现继续运行所需的程序和数据尚未装入内存,则可向OS发出请求,由OS从磁盘中将所需部分调入内存
    2. 置换功能:若发现在内存中以无足够空间装入需要调入的程序和数据时,则系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至盘上,以腾出内存空间,然后再将所需调入的部分装入内存

3.设备管理功能

  1. 缓冲管理

    1. 单缓冲机制
    2. 能实现双向同时传送数据的双缓冲机制
    3. 能供多个设备同时使用的公共缓冲机制
  2. 设备分配

  3. 设备处理

4.文件管理功能

  1. 文件存储空间管理
  2. 目录管理
  3. 文件操作管理

5.接口管理功能

  1. 用户接口

    1. 联机用户接口(CLI)
    2. 脱机用户接口
    3. 图形用户接口(GUI)
  2. 程序接口

6.现代操作系统的新功能

  1. 保障系统安全
    1. 认证技术
    2. 密码技术
    3. 访问控制技术
    4. 反病毒技术
  2. 支持用户通过联网获取服务
    1. 网络通信
    2. 资源管理
    3. 应用互操作
  3. 可处理多媒体信息
    1. 接纳控制功能
    2. 实时调度
    3. 存储多媒体文件

1.7 系统调用(了解)

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二、进程的描述与控制

2.2.2 进程的基本状态与转换

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2.2.4 进程管理中的数据结构(pcb)

PCB的作用

  1. 作为独立运行基本单位的标志
  2. 实现间断性运行方式
  3. 提供进程管理所需要的信息
  4. 提供进程调度所需要的信息
  5. 实现与其他进程的同步与通信

2.3 进程控制(了解)

  1. 进程创建

    引起进程创建的事件

  2. 进程终止

    1. 正常结束
    2. 异常结束
    3. 外界干预
  3. 进程阻塞与唤醒

  4. 进程挂起与激活

2.4 进程通信(了解)

2.5 线程的概念

三、处理机调度与死锁

作业调度

FCFS先来先服务

SJF短作业优先(SPF短进程优先)

HRRN高响应比优先

RR轮转调度算法

死锁

四、进程同步

临界资源

临界区