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操作系统的学习总结 经过一天半的战斗终于把操作系统概论这本书给拿下了对于曾经专业课学过一些电脑硬件知识的我来说这本书更加吸引我以前一些听过的名词或高大上的词语在这本书上被详细介绍了看的非常有收获下面来总结下自己的收获： 首先第一章引论在这里首先介绍了计算机系统包括了软件和硬件两部分 接下来就是第一章的重点：操作系统如下图： 当前流行的操作系统有windows、unix、linux等微软的windows系统经历了一个从简单到复杂从低级到高级的过程；从msdoswindows3windows95windows98windowsntwindows2000再到现在win7、8甚至win10微软始终在进步unix是一个通用的交互式分时操作系统有att公司下属的bell实验室开发在诞生后源代码就一直公开用户可以参与到unix的升级中unix的特点：1.短小精悍；2.可装卸的多层次文件系统；3.可移植性好；4.网络通信功能强linux是网络时代的产品继承于unix并做了很多改进 第一章总领了全书后面的二三四五六章都是讲的计算机的各种管理总结如下图： 在这里我把每章中的重点用红色的颜色标记出来了这样在精读的时候就可以有重点的向外扩散抓住考点征服考试第一遍阅读画的有点粗糙在精读的时候再大大的丰富下 这里的设备指的是i/o设备即冯若依曼所提出的计算机五大部件的输入/输出部件在五大部件中占其二可想其重要行了现在开始我的总结之旅了 i/o系统可以分为：微机i/o设备和主机i/o设备这两个之间的区别和联系我还是不太清楚感觉微机i/o比主机i/o要简单 对i/o系统的管理有以下几种管理方式： 程序控制方式：这种方式好比学51单片机编汇时反复去检测一个端口是否有要求的信号来一样简单但对cpu利用率太太太太太低了 中断方式：这种方式应该用的比较多吧曾经有老师在课堂上这样形象地描绘中断这个东西比如说你编程突然你的朋友来了个电话很明显你不能置之不理所以你接了这个电话挂电话之后你就会返回刚才编程思路被打断的地方继续编程了但这种方式的致命缺点就是每次传送的数据量太少了若要传输大量的设备很明显设备将要进行n多次的中断我们知道我一次中断会保存当前的pswregister等等信息所以是有开销的若进行很多次中断cpu的利用率同样很多因为很多cpu时间用到对中断的处理上了 dma方式：这种方式是现在广泛运用的管理方式了向我们现在听说的什么打开dma啊之类的就是指的这个东西dma全称是directmemoryaccess(直接内存读写)它的优点不用说因为有direct所以是很快的cpu仅仅是干预开始和结束其他一概由dma控制器来完成所以大大的节省了大量的cpu时间 通道方式：通道完成主存储器和外设之间的信息传输由于通道这种东西平时没看到过对这种方式没有什么理解按照书上所说这加大了i/o和cpu并行工作的程度想想也是cpu仅仅控制通道通道就可以控制mm和i/o设备之间的信息传输在后面的章节中课本对通道的工作过程有了更详细的描述就是cpu仅仅给出通道所要执行的通道程序在内存中的首地址其余url的事情就有通道完成了好像通道是一个附加的cpu专门用来完成数据传输的工作的确加大了并行工作的程度 设备管理的目标：提高设备利用率为用户提供方便统一的界面这里值得我好好理解 这里的方便指的是屏蔽设备的物理特性用户只需要知道操作而不必知道每一个设备具体的工作原理这里的统一指的是不同的设备用统一的操作方式这样用户在操作的时候对不同的设备好像是用同一种操作命令如winxp中对硬盘和u盘的操作好像是一样的比如同样的复制命令等等统一、简化了用户的使用把方便和统一结合起来看就是让用户面对的不再是一个个的物理设备而是一组具有相同特征的逻辑设备 设备管理的主要技术：中断技术dma技术通道技术缓冲技术 androidlogcat如何获取输出所有内容想要的东东没有输出我觉得前三个主要是通过硬件来实现的而缓冲技术借助硬件主要是以某种算法以软件实现的 前面一直再说硬件现在开始说软件了 设备管理软件的基本思想是分层构造想想也是url为了实现设备管理的目标：为用户提供方便统一的界面如果不通过分层的思想层层抽象是达不到这个目的的 设备管理软件的目标：设备独立性和统一命名设备独立性可以这样来理解当最底层的物理设备变化的时候面向用户的那一层软件并不用变因为它的下层的软件把这种变化屏蔽了具体的情况就是当硬件变化后我们仅仅改变了驱动程序但驱动程序与上层软件的接口并没有变所以我们的上层软件就不用变化了提高了软件的复用这个原理很像我们在数据库中学的三级模式两级映像不光提供了物理独立性还提供了逻辑独立性统一命名比较难懂通过例子来说明吧在winxp中西部数据和迈拓的硬盘被当作同样的硬盘设备来使用在unix中i/o设备被当作文件来处理这样可以通过路径来访问i/o设备 1.联机命令的类型：系统访问类型；磁盘操作类型；文件操作类型；目标操作类型；通信类；其他命令 2.操作系统的目标：方便性、有效性、可扩充性、开放性 3.操作系统的作用：os作为用户与计算机硬件系统之间的接口；os作为计算机系统资源的管理者；os用作扩充机器 4.操作系统的基本特性：并发、共享、虚拟、异步 5.操作系统的功能：处理机管理（进程控制、进程通信、调度）、存储器管理（内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充）、设备管理（缓冲管理、设备管理、设备处理）、文件管理（文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护） 6.常见的操作系统接口有：命令接口、程序接口、图形接口 7.单缓冲和双缓冲的区别：两台机器之间的通信配置单缓冲则在任意时刻都只能实现但方向的数据传输绝不允许双方同时向对方发送数据在两台机器中设置两个缓冲区一个用作发送缓冲区另一个用作接受缓冲区可实现双向数据传输 8.操作系统的定义：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源合理的对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序集合 9.高级调度（长度调度或作业调度）：用于决定把外存上处于后备队列中那些作业调入内存并为他们创建进程分配必要的资源然后再将新创建的进程排列到就绪队列上准备执行 10.低级调度（进程调度或短程调度）：用来决定就绪队列中的个进程应获得处理机然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作 11.中级调度（中程调度）引入目的：为了提高内存利用率和系统吞吐量 12.进程通信的类型：共享存储系统消息传递系统管道通信信号量通信 13.产生死锁的原因：竞争资源进程间推进顺序非法 14.产生死锁的必要条件：互斥条件请求和保持条件不剥夺条件环路等待条件 15.预防死锁：（1）摒弃“请求和保持”条件：若系统有足够的资源分配给某进程便可把其需要的所有资源分配给该进程则该进程在整个运行期间便不会提出资源请求从而摒弃了请求条件在分配资源时只要有一种资源不能满足其进程的要求即使其余所需的各资源都空闲也不分配给该进程而该进程等待由于该进程的等待时间他并未占有任何资源因而也摒弃了保持条件从而可以避免发生死锁（2）摒弃“不剥夺”条件：当一个已经保持了某些资源的进程在提出新的资源请求而不能立即得到满足时必须释放它已经保持了的所有资源待以后需要时再重新申请即某一进程已经占有的资源在运行中会被暂时的释放掉也可被认为是被剥夺了从而摒弃了不剥夺条件（3）摒弃“环路等待”条件：所以进程对资源的请求必须严格按资源序号递增的次序提出这样在所形成的资源分配图中不可能在出现环路因而摒弃了环路等待条件 16.为什么引入动态重定位如何实现 答：为了在程序执行过程中每当访问指令或数据时将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地址所以引入了动态重定位.可在系统中增加一个重定位寄存器用它来装入(存放)程序在内存中的起始地址程序在执行时真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的从而实现动态重定位. 17.进程的三种基本状态：就绪状态执行状态和阻塞状态 18.进程控制块（pcb）的作用：使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序（数据）成为一个能独立运行的基本单位一个能与其他进程并发执行的进程 19.进程控制块的定义：是进程实体的一部分是操作系统中最重要的记录型数据结构 20.引入进程的目的：为了使多个程序能并发执行以提高资源利用率和系统吞吐量 21.引入线程的目的：为了减少程序在并发执行时所付出的空开销使操作系统具有更好的并发性 线程的属性：轻型实体独立调度和分派的基本单位可并发执行共享进程资源 22.分时系统的特征：多路性独立性及时性和交互性 23.进程的特征：结构特征动态性并发性独立性和异步性 24.多道批处理系统的特征：（1）提高cpu的利用率（2）提高内存和输入输出设备的利用率（3）增加系统吞吐量：多道性无序性和调度性（4）宏观上并行微观上串行 优缺点：资源利用率高系统吞吐量大平均周期长无交互能力；需解决的问题：处理机管理问题内存管理问题输入输出设备管理问题作业管理问题 25.单道批处理系统含义：由于系统对作业的处理都是成批地进行的且在内存中始终只保持一道作业单批道处理系统者在提高系统资源后利用率和系统吞吐量 26.分时系统的定义：在一台主机上接连了多个带有显示器和键盘的终端同时允许多个用户通过自己的终端以交互方式使用计算机共享主机中的资源分时系统是为了满足用户要求所形成的一种新型os. 27.实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求在规定时间内完成对该事件的处理并控制所有实时任务协调一致的运行 28.传统的操作系统结构：模块化的os结构分层式操作系统结构微内核操作系统结构（能有效地支持多处理机运行所以非常适用于分布式系统环境具有以微内核为操作系统核心以客户/服务为基础并采用了面向对象程序设计方法的特征） 29.程序的并发执行的实质：宏观下程序并行和微观下程序串行 30.先来先服务调度算法：周转时间=完成时间到达或提交时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 31.常用的几种实时调度算法：最早截止时间优先即edf算法最低松弛优先即llf算法 32.多处理器系统的类型：紧密耦合mps和松弛耦合mps对称多处理器系统和非对称多处理器系统 34.死锁的解除：剥夺资源撤销进程 35.内存的连续分配方式：单一连续分配；固定分区分配；动态分区分配；动态重定位分配 36.动态分区分配算法间的区别：（1）首次适应算法ff:分配内存时顺序查找直到找到满足要求的空闲分区为止优先利用内存中的低址空闲区为大作业的内存空间创造了条件每次都从开头找增加查找空闲分区时的开销（2）循环首次适应算法：从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找直到找到一个能满足要求的空闲分区从中划出一块与请求大小相等的的内存空间分配给作业使内存中的空闲分区分布均匀减少查找空闲分区的开销但会缺乏大的空闲分区（3）最佳适应算法：所有空闲分区按容量从小到大顺序排列每次分配内存时把能满足要求且最小的空闲分区分配给作业但会留下许多难以利用的小空闲区 37.引起进程阻塞和唤醒的事件：请求系统服务；启动某种操作；新数据尚未到达；无新工作可做 38.阻塞原语：block；唤醒原语：wakeup；挂起原语：suspend；激活原语：active 39.临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码 40.进程同步机制应遵循的规则：空闲让进；忙则等待；有限等待；让权等待 41.p、v操作：wait(s):whiles0donoop s:=s1; signal(s):s:=s+1; 42.文件的逻辑结构是指从用户的观点出发所观察到的文件组织形式也就是用户可以直接处理的数据及其结构它独立于物理特性有记录式文件和流式文件 43.文件的物理结构则是指文件在外存上的存储组织形式与存储介质的存储性能有关有连续文件、串连文件、索引文件 44.什么是分页什么是分段二者主要有何区别 答：分页是将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的部分每一部分称作页面 分段是一组逻辑信息的集