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操作系统学习总结
绪论
操作系统的定义
操作系统的特征
操作系统的功能
操作系统的分类
硬件
处理机的状态及分类
管态(uperitor Mode )
核态( Kemel Mode )
管态
用户态(User Mode)
指令分类
特权指令
非特权指令
中断的定义
用户接口
用户接口的定义及分类
定义
分类
操作接口
程序接口
系统调用的定义及实现
定义
实现
进程管理、调度
进程的定义
进程的组成
进程的状态以及之间的转换
进程控制块的作用
进程控制由什么来实现: 有哪些原语
互斥、同步的概念
同步
互斥
临界资源和临界区
采用信号量和wait,signal原语来实现进程的互斥和同步
原语，wait,signal原语的物理意义
原语
wait,signal原语的物理意义
进程的通信方式
消息通信
管道
线程的定义，与进程的区别
线程
进程和线程的区别和联系
处理机调度的层次：宏观调度（作业调度）、中级调度（挂起与解挂）、微观调度（进程调度）
.高级调度
. 低级调度
.中级调度
调度算法（先来先服务、最短作业优先，最高优先比算法，最高优先级优先算法…，如何计算各种算法下的平均周转时间、带权周转时间等
死锁的定义、产生的根本原因和必要条件
预防死锁的方法，死锁的避免，死锁的检测与解除
死锁的检测
死锁的解除
预防死锁的方法
主存管理
分区分配算法：最先适应算法（空闲分区地址递增排序）、最佳适应算法（空闲分区大小递增排序）、最坏适应算法（空闲分区大小递减排序）
（1）.首次适应算法（first fit，FF）
（2）.循环首次适应算法（next fit，NF）
(3）.最佳适应算法（best，BF）
(4).最坏适应算法（worst，WF）
页式管理的原理、地址结构、地址转换 访问数据或者指令至少访问2次内存
原理
地址结构
地址转换
段式管理的原理、地址结构、地址转换访问数据或者指令至少访问2次内存
原理
地址结构
地址转换
段式和页式的区别
虚拟存储器的定义、理论基础和容量以及实现的方法
定义
.虚拟存储器的实现方法
(1)请求分页系统
(2)请求分段系统
页面置换算法（最近最久未使用算法、先进先出、理想置换算法）
最近最久未使用算法
先进先出
理想置换算法
段页式管理的基本原理：访问数据或者指令至少访问3次内存。
设备管理
I/O设备的类型
I/O控制方式：程序轮询 中断 DMA 通道
程序轮询
中断驱动方式
DMA
通道
缓冲区的作用
SPOOLing技术和组成
SPOOLing技术
组成
磁盘上数据的地址表示
磁盘的访问时间
磁盘调度算法：FCFS SSTF SCAN FSCAN
FCFS
SSTF
SCAN
FSCAN
文件系统
文件和文件系统的定义
文件的定义
文件系统
文件的结构：逻辑结构和物理结构，文件存取方式
文件的逻辑结构
文件的物理结构代表了数据的存储方式，常见有以下几种
1）连续文件
2）串联文件
3）文件映照
4）索引文件
文件目录管理的功能
文件存储空间的管理 ：空闲文件目录、位示图、链接法（成组链接法）
空闲文件目录（空闲块表 ）
链接法
位示图
绪论
操作系统的定义
操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源zhi包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。 操作系统的特征1、并发性 2、共享性 3、虚拟性 4、不确定性 操作系统的功能1、处理机管理 2、文件管理 3、存储管理 4、设备管理 5、作业管理 操作系统的分类1、批处理操作系统 2、分时操作系统 3、实时操作系统 4、网络操作系统 5、分布式操作系统 6、微机操作系统 7、嵌入式操作系统 硬件 处理机的状态及分类操作系统，至少需要区分两种状态:管态和用户态。 管态(uperitor Mode )又称为系统态，是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。在此 状态下中央处理机可以使用全部机器指令，包括组特权指令 (例如。涉及外部设备的输入输出指令、改变机器状态或修改存储保护的指令), 可以使用所有的资源，允许访问整个存储区。 有的系统还将管理程序执行时的机器状态进一步分为核态和管态。 核态( Kemel Mode )就具有上述管态所具有的所有权限。 管态管态的权限有所变化，管态允许使用些在用户态 下所不能使用的资源，但不能使用修改机器的状态指令。而无核态的系统，管态执行核态的全部功能。管志比核态权限要低，用户态更低。 用户态(User Mode):又称为目态，是用户程序执行时机器所处的状态。在此状态下禁止使用特权指令，不能直接取用资源与改变机器状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。 指令分类 特权指令是指有特权权限的指令，由于这类指令的权限最大，如果使用不当，将导致整个系统崩溃。比如：清内存、置时钟、分配系统资源、修改虚存的段表和页表，修改用户的访问权限等。 为了保证系统安全，这类指令只能用于操作系统或其他系统软件，不直接提供给用户使用。因此，特权执行必须在核心态执行。 非特权指令为了防止用户程序中使用特权指令，用户态下只能使用非特权指令，核心态下可以使用全部指令。当在用户态下使用特权指令时，将产生中断以阻止用户使用特权指令。所以把用户程序放在用户态下运行，而操作系统中必须使用 特权指令的那部分程序在核心态下运行，保证了计算机系统的安全可靠。从用户态转换为核心态的唯一途径是中断或异常。 中断的定义中断是指程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止CPU上现行程序的运行，转去执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回原程序被中断处或调度其他程序执行的过程 用户接口 用户接口的定义及分类 定义操作系统的用户接口是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制。用户能够借助这种机制和系统提供的手段来控制用户所在的系统。 分类 操作接口用户通过这个操作接口来组织自己的 工作流程和控制程序的运行; 程序接口任何个用户程序在其运行过程中， 可以使用操作系统提供的功能调用来请求操作系统的服务(如申请主存、使用各种外设、创建进程或线程等)不论哪类操作系统都必须同时提供操作接口和程序接口。 系统调用的定义及实现 定义在计算机中，系统调用（英语：system call），又称为系统呼叫，指运行在使用者空间的程序向操作系统内核请求需要更高权限运行的服务。系统调用提供了用户程序与操作系统之间的接口（即系统调用是用户程序和内核交互的接口）。 通俗来说 就是应用程序有时会需要一些危险的、权限很高的指令，如果把这些权限放心地交给用户程序是很危险的(比如一个进程可能修改另一个进程的内存区，导致其不能运行)，但是又不能完全不给这些权限。于是有了系统调用，危险的指令被包装成系统调用，用户程序只能调用而无权自己运行那些危险的指令。 实现为了实现系统调用，操作系统设计者必须完成的工作如下。 ①编写并调试好能实现各种功能的例行子程序，如sub.、 sb. … sb. … subo ②编写并调试好访管中断处理程序，其功能是:做常规的现场保护后，取i值，然后安排条 转移指令，按A +i单元中的内容转移。 ③构造例行子程序入口地址表。假定该表首址为4,每个例行子程序的入口地址占1个字长， 将各例行子程序的入口地址#subo、#subj、 … #subj、 . #subm(即ao、 21、 . a… am)分别 送入A+0、A+1、… A+i、… A+m单元中。 在用户程序中，需要请求操作系统服务的地方安排一条系统调用。这样，当程序执行到这一-条命令时，就会发生中断，系统由用户态转为管态，操作系统的访管中断处理程序得到控制权，它将按系统调用的功能号，借助例行子程序入口地址表转到相应的例行程序去执行，在完成了用户所需要的服务功能后，退出中断，返回到用户程序的断点继续执行。 进程管理、调度 进程的定义所谓进程就是一个程序在给定的活动空间和初始环境下，在一个处理机上的执行过程 1)进程是并发程序的一次执行过程 2)进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动 进程的组成进程实体由三部分构成：由程序段、数据段、进程控制块PCB 进程的状态以及之间的转换1)就绪态->运行态 2)运行态->就绪态 3)运行态->阻塞态 4)阻塞态->就绪态 1)每个进程有唯一的PCB。 2)操作系统根据PCB对进程实施控制和管理。 3)进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的。 4)PCB是进程存在的唯一标志。 进程控制由什么来实现: 有哪些原语(1)进程控制原语:对进程的行为进行控制 (2)最基本的进程控制原语：进程建立、进程调度、进程等待、进程唤醒、进程撤消 (3)进程建立中, 父进程在调用创建原语之前必须准备的参数：进程标识符、进程优先级以及进程程序的起始地址 互斥、同步的概念 同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系(进程之间的一种协调配合关系) 互斥若干进程竞争进入临界段时，相互之间所形成的排它性关系(从广义上讲它也属于同步关系的范畴) 临界资源和临界区临界资源（critical resource）：是一次只能被一个进程使用的资源 临界段/临界区(critical section)：是使用临界资源的程序段 采用信号量和wait,signal原语来实现进程的互斥和同步示例 执行过程中不可中断的、实现某种独立功能的、可被其他程序调用的程序 wait,signal原语的物理意义一个信号量通常对应一类临界资源，在使用前，信号量必须经过定义并赋适当的初值。 每次对它进行wait操作意味着申请一个单位的该资源，signal操作操作意味着归还一个单位的该类资源。当S.value>0时，它的值表示系统中该类资源当前可用的数目；S.value |
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