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操作系统基础知识总结（连载）

2019年04月01日  | 移动技术网科技  | 我要评论

水巨蜥,五个统筹,天禽老祖

-------------------------------------------------------第一章------------------------------------------------------------------

  • 操作系统的定义：控制和管理计算机软硬件资源、合理组织计算机工作流程，以方便用户使用计算机的程序的集合。
  • 操作系统的目标：方便性、有效性、可扩充性、开放性
  • 操作系统的五个基本功能：存储管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接口
  • 操作系统的发展过程：

　　　　未配置操作系统的计算机系统：人工操作方式、脱机输入输出方式

　　　　批处理系统：单打批处理系统、多道批处理系统

　　　　分时系统：分时系统的特征：多路性，交互性，独立性，及时性

　　　　实时系统：实时任务的类型:周期性实时任务/非周期性实时任务、硬实时任务/软实时任务

　　　　　　　　　实时系统的特征：多路性、交互性、独立性、及时性、可靠性

　　　　微机操作系统：单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统、多用户多任务操作系统

　　　　多处理机操作系统：模式：非对称多处理模式、对称多处理模式

　　　　网络操作系统：模式：客户-服务器模式（cs模式）、对等模式（p2p模式）

　　　　分布式操作系统：与网络os的比较：分布性、并行性、透明性、共享性、健壮性

　　　　嵌入式操作系统

  • 操作系统的五个基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性、随机性
  • 操作系统结构：传统结构：无结构os（第一代）、模块化os（第二代）、分层式结构os（第三式）

　　　　　　　　　　现代结构：微内核结构os

　　

-------------------------------------------------------第二章------------------------------------------------------------------

  • 前趋图：有向无环图
  • 程序顺序执行：特征：顺序性、封闭性、可再现性
  • 程序并发执行：只有不存在前趋关系的程序之间才有可能并发执行。

　　　　　　　　　　特征：间断性、失去封闭性、不可再现性

  • 进程：一个具有一定独立功能的可并发执行的程序，在一个数据集合上的运行过程。
  • 进程的特征：动态性、并发性、独立性、制约性、异步性、结构特征
  • 进程的结构特征：进程=程序+数据+pcb
  • 进程控制块（pcb）：为了使参加并发执行的每个程序（含数据）都能独立的运行，在操作系统中为之配置的一个专门的数据结构。pcb是进程存在的唯一标志。

　　　　　　pcb的组织方式：线性方式、链接方式、索引方式

  • 进程的三种基本状态：就绪状态（ready）、执行状态（running）、阻塞状态（block）

　　　　　       新引入状态：创建状态（new）、终止状态（teminated）

　　         

　　　　　　　新操作引入：挂起、激活。新操作的引入使得：就绪->活动就绪、静止就绪

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　阻塞->活动阻塞、静止阻塞

  • 引起进程创建的事件：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求
  • 进程的创建：申请空白pcb、为新进程分配资源、初始化pcb、将新进程插入就绪队列
  • 进程的终止：正常结束、异常结束、外界干预

　　　　

  • 线程的定义：进程中的一个实体，是能够被系统独立调度和分配的基本单位。线程是进程的一个组成部分，线程由进程创建，一个进程中至少存在一个线程，线程还可以创建其他线程。可以当作轻型进程为线程，重型进程为进程。
  • 线程的组成（nt为例）：唯一的标识：客户id、一组处理及状态寄存器、分别在用户态和核心态下使用的两个堆栈、一个私用寄存器。
  • 线程的实现方式：内核支持线程kst、用户级线程ult、组合方式

　　

-------------------------------------------------------第三章------------------------------------------------------------------

  • 进程同步：对多个相关进程在执行次序上进行协调，使并发执行的诸进程之间能按照一定的规则或时序共享系统资源。
  • 进程关系：间接制约/互斥关系、直接制约/同步关系
  • 临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源。死锁就是在进程申请同时使用多个临界资源时候，临界资源处理不当的情况。
  • 临界区：进程中访问临界资源的代码成为临界区
  • 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
  • 互斥问题的解决办法：可以将临界区的标准看成是一个锁，显然为了防止多个进程同时测试大锁为打开的情况，测试和关锁必须是连续的，不允许分开进行。

　　　　　　软件方法：有一定难度并且有局限性

　　　　　　关中断：实现互斥最简单办法

　　　　　　ts实现互斥：借助一条硬件指令，这条指令可以看作一个函数过程，执行过程不可分割及一条原语。

　　　　　　利用swap指令进行互斥：有效，但是其他访问不停地进行测试，处于忙等状态，不符合让权等待的原则。

 

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