软考中级设计师知识笔记整理--操作系统知识 我就是我 2021-07-04 20:45 432阅读 0赞 # **四、操作系统知识** # ## **章节梳理** ## 1. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70][] 2. 操作系统具有并发性,共享性,虚拟性和不确定性4个基本特征 3. 操作系统的类型有:批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统,网络操作系统,分布式操作系统,微机操作系统,嵌入式操作系统 4. 进程通常由程序,数据,以及进程控制块(PCB)组成的。三态模型最基本有三种:运行,就绪,阻塞。如下图: 5. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][] 6. 同步和互斥:同步是合作进程间的直接制约问题,互斥是申请临界资源进程间的间接制约问题。 7. 进程间的同步:相互合作的进程需要在默写确定点上协调它们的工作,当一个进程到达这些点后,除了另一个进程已经完成某些操作,否则就不得不停下来等待这些操作结束。(有速匹配要求) 8. 临界资源:在多道程序系统中,各进程可以共享各类资源,但有些资源一次只能供一个进程使用。(间接产生制约问题--互斥)。临界区是进程中对临界资源实施操作的那段程序。互斥临界区管理原则是:有空即进,无空则等,有限等待,让权等待。 9. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][] 10. P,V操作是实现进程同步与互斥的常用方法。 11. P操作的定义:S:=S-1,若S大于等0,则执行P操作的进程继续执行;否则,若S小于0,则置该进程为阻塞状态,并将其插入阻塞队列。 12. V操作的定义:S:=S+1,若S大于0,则执行V操作的进程继续执行;否则,若S小于或等于则从阻塞状态唤醒一个进程,并将其插入就绪队列,执行V操作的进程继续执行。 13. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][] 14. 箭头起点是V操作,箭头指向是P操作 15. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][] 16. 死锁:指的是两个以上的进程互相都因要求对方已经占有的资源,导致无法运行下去的现象。死锁是系统的一种出错状态,所以应该尽量避免和预防。 17. 产生死锁的原因:是资源竞争和进程推进顺序非法。 18. 死锁产生4个必要条件:互斥条件,请求保持条件,不可剥夺条件,环路条件 19. 死锁处理:最著名是银行家算法(\*)如下图: 20. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][] 21. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][] 22. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][] 23. 分区存储管理:!固定分区!可变分区(动态分区方式,存储空间的划分是在作业装入时进行的,故分区的个数可以变的,分区的大小刚好等于作业的大小,不过产生碎块多,系统利用空闲分区表来管理主存中的空闲分区,请求和释放分区可以采用最佳适应算法,最差适应算法,首次适应算法,循环首次适应算法4种分配 )!可重定位分区 24. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][] 25. 页式存储组织(分页存储管理):系统将进程的地址空间划分成若干个大小相等的区域称为页。同样地,将主存空间划分成与页相同大小的若干物理块,称为块或页框。页表:系统为每个进程建立了一张页面映射表,作用是实现从页号到物理块号的地址映射,简称页表。 26. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][] 27. 快表:在地址映射机智中增加一个小容量的联想寄存器(相联存储器),它由一个组高速存储器组成,称为快表。快表用来存放当前访问最频繁的少数活动页的以及相关信息。 28. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][] 29. 分段式存储管理(段式存储):作业地址空间按程序自身的逻辑关系划分成为若干个程序段,每个段是一组完整的逻辑信息。每个段都有自己的段名,且有一个段号。段号从0开始,每一段也从0开始编址,段内地址是连续的,各段长度不等的。 30. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][] 31. 段页式存储管理:结合了分段存储管理和分页存储管理的优点,克服两者的缺点。(不过缺点:由于管理软件增加,复杂性和开销也随之增加,需要的硬件以及占用的内容也有所增加使得执行速度大大下降) 32. 页面置换算法:请求分页系统的核心问题是选择合适的页面置换算法。常用的四种:1、最佳置换算法(Optimal),一种理想化算法,这种算法的性能最好,但在实际中难以实现,常用来评价其他算法。2、先进先出(FIFO)置换算法:该算法总是最先淘汰最先进入主存的页面,即选择在主存中驻留时间最久的页面淘汰。这是一种最直观,也是性能最差的算法。它有Belady异常(就是有可能产生抖动)。3、最近最久未使用(LRU)置换算法:该算法是选择最近最久未使用的页面淘汰,在实现时需要硬件的支持(寄存器或栈)4、最近未使用置换算法:该算法将最近一段时间未使用过的页面换出,是一种LRU的近似算法。 33. “没有使用快表”;说明每读一次需要读表,每个块需要两次内存访问。 34. 指令只产生一次缺页中断,操作数产生两次缺页中段。 35. 文件的物理结构:连续结构,链接结构,索引结构。UNIX文件系统采用的是三级索引结构,inode是文件系统中基本的构件,它表示文件系统形结构的节点。UNIX有直接,一级间接,二级间接,三级间接4种寻址方式。 36. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][] 37. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 13][] 38. ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 14][] 39. 文件存取方法:1、顺序存取2、随机存取3、按键存取 40. 文件存储空间的管理:常用的空闲空间管理方法有空闲区表、位示图(\*)、空闲块链、成组链接法。 41. 位示图:![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 15][] 42. 位示图特点:位示图的大小由磁盘空间的大小(物理块总数)决定,位示图的描述能力强,适合各种物理结构。 ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 16][] ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 17][] 1. ## **错题整合** ## * 盘块大小/盘块号=索引块含N盘块号 * 逻辑地址和物理地址的转化:先用逻辑地址/页面大小等于物理地址。(一般页面大小和逻辑地址都要转换成二进制,2^13=8192即8k 2^12=4096即4k) * 关于位示图大小计算:(磁盘容量\*(1024/物理块大小))/系统字长 * 实时操作系统是保证在一定时间限制内完成特定功能的操作系统。分为硬实时和软实时,硬实时要求在规定的使劲按内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能完成操作即可。 * 当有进程运行时,其他进程访问信号量,信号量就会减一。 * 键盘设备作为输入设备,每当用户按下或释放某一按键时,会产生一个中断。 * 单缓冲区和双缓冲区的计算:单{每个盘块读入时间+送至用户区时间}\*文件大小+处理时间 双:每个盘块读入时间\*文件大小+送至用户时间+处理时间 * 系统初始化过程分为3个主要环节,按照自底向上,从硬件到软件的次序依次为:片级初始化,板级初始化,系统级初始化。 * 设计操作系统时不需要考虑语言编译器的设计实现。 * (\*)信号量的值小于0时,表示没有可用资源,其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。 * 全文件名应该从根目录开始 * PV操作是操作系统提供的具有特定功能的原语。利用PV操作可以实现资源的互斥使用 [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210704/106760e6e4ff42d1ab7bb3f40e52ca76.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210704/ebdf2f609f98485999b54b700c91bb9e.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20210704/32d9d91e00ab4c938ec7505e91fb5613.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20210704/4c506ba743fd40449144fde754f6c602.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20210704/1d8a43b77a0a4e7c858de677fba99c3f.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20210704/859fcbfdc9fc45078c5b50e8215dcc67.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20210704/d0954656cc1c43a9aad687db256e33fa.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20210704/c7c2bf2dd75e438e865a9b1daa50a144.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20210704/0cc2def628cd41a9b7e6caab76fbc5f3.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20210704/85b9eea52bf74c60968ff11a0844d209.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20210704/95c3e77359a04de48199f96b7a442784.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20210704/c27c05a36c8e4b418bfdabe667790c9f.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20210704/f879a7c895874b4fa356ff2babf5db7c.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20210704/44e2713d03eb449c812e0e1d71e95e9b.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20210704/ce97a564c58b49da8a0786ab7730dee5.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20210704/c485904eefc9484ea3617952fb3275dd.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20210704/c64c4481d5724a17a7bcf13c62a1ca8e.png [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dUV1pldXM_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]: /images/20210704/fd0b31b28d8a41f780b38294a1a953a9.png
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