操作系統(tǒng)知識(shí)總結(jié)

操作系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合——它們管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作的流程，以便有效的利用這些資源為用戶提供一個(gè)具有足夠的功能、使用方便、可擴(kuò)展、安全和可管理的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)與其用戶之間起到接口的作用。分時(shí)技術(shù):就是把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理及分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。系統(tǒng)調(diào)用：系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口。編程人員利用系統(tǒng)調(diào)用，在源程序一級動(dòng)態(tài)請求和釋放系統(tǒng)資源，調(diào)用系統(tǒng)中已有的系統(tǒng)功能來完成那些與機(jī)器硬件部分相關(guān)的工作以及控制程序的執(zhí)行速度等。系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過程：用戶在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，給出體統(tǒng)調(diào)用名和函數(shù)后，即產(chǎn)生一條相應(yīng)的陷入指令，通過陷入處理機(jī)制調(diào)用服務(wù)，引起處理機(jī)中斷，然后保護(hù)處理機(jī)現(xiàn)場，取系統(tǒng)調(diào)用功能號(hào)尋找子程序入口，通過入口地址表來調(diào)用系統(tǒng)子程序，然后返回用戶程序繼續(xù)執(zhí)行。進(jìn)程：并發(fā)執(zhí)行的程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位互斥與同步：一組并發(fā)進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)程序段，因共享某一共有資源而導(dǎo)致它們必須以一個(gè)不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行，也就是說，不允許兩個(gè)以上的共享資源的并發(fā)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)成為互斥。而所謂的同步是指，把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程，因直接制約而互相發(fā)送消息而進(jìn)行互相合作、互相等待。使得各進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的過程成為進(jìn)程間的同步。輪轉(zhuǎn)法的基本思路：是讓每個(gè)進(jìn)程在就緒隊(duì)列中的等待時(shí)間與享受服務(wù)的時(shí)間成比例。輪轉(zhuǎn)法的基本概念是將CPU的處理時(shí)間分成固定大小的時(shí)間片。如果一個(gè)進(jìn)程在被調(diào)用選中之后用完了系統(tǒng)規(guī)定的時(shí)間片，但未完成要求的任務(wù)，則它自行釋放自己所占有的CPU而排到就緒隊(duì)列的末尾，等待下一次調(diào)度。同時(shí)，進(jìn)程調(diào)度程序又去調(diào)度當(dāng)前就緒隊(duì)列中的第一個(gè)進(jìn)程或作業(yè)。8.虛擬存儲(chǔ)器的概念與特點(diǎn)：由進(jìn)程中的目標(biāo)代碼,數(shù)據(jù)等的虛擬地址組成的虛擬空間稱為虛擬存儲(chǔ)器.虛擬存儲(chǔ)器不考慮物理存儲(chǔ)器的大小和信息存放的實(shí)際位置,只規(guī)定每個(gè)進(jìn)程中相互關(guān)聯(lián)信息的相對位置.每個(gè)進(jìn)程都擁有自己的虛擬存儲(chǔ)器,且虛擬存儲(chǔ)器的容量是由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)和尋址方式來確定.實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器要求有相應(yīng)的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),以便把指令的虛擬地址變換為實(shí)際物理地址;另外,由于內(nèi)存空間較小,進(jìn)程只有部分內(nèi)容存放于內(nèi)存中,待執(zhí)行時(shí)根據(jù)需要再調(diào)指令入內(nèi)存.動(dòng)態(tài)分區(qū)式管理的常用內(nèi)存分配算法有哪幾種？比較它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。動(dòng)態(tài)分區(qū)式管理的常用內(nèi)存分配算法有最先適應(yīng)法（FF）,最佳適應(yīng)法(BF)和最壞適應(yīng)法(WF).優(yōu)缺點(diǎn)比較:從搜索速度上看最先適應(yīng)法最佳,最佳適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法都要求把不同大小的空閑區(qū)按空閑區(qū)大小進(jìn)行排隊(duì).從回收過程來看,最先適應(yīng)法也是最佳的,因?yàn)樽罴堰m應(yīng)法和最壞適應(yīng)法都必須重新調(diào)整空閑區(qū)的位置.最佳適應(yīng)法找到的空閑區(qū)的大小是最佳的,但是會(huì)造成內(nèi)存碎片較多,影響了內(nèi)存利用率,而最壞適應(yīng)法的內(nèi)存碎片最少,但是對內(nèi)存請求較多的進(jìn)程有可能分配失敗.總之,三種算法各有所長,針對不同的請求隊(duì)列,它們的效率和功能是不一樣的.文件系統(tǒng)：操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)成為文件系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)為用戶建立、撤銷、讀寫、修改和復(fù)制文件，還負(fù)責(zé)完成對文件的按名存取和進(jìn)行存取控制。文件的物理結(jié)構(gòu)：是指文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存取方法。事實(shí)上，由于文件的物理結(jié)構(gòu)決定了文件信息在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)位置，因此，文件信息的邏輯塊號(hào)到物理塊號(hào)的變換也是由文件的物理結(jié)構(gòu)決定的。為什么串聯(lián)文件不適宜隨機(jī)存?。河捎诖?lián)文件結(jié)構(gòu)只能按隊(duì)列中的串聯(lián)指針順序搜素，因此，串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)的搜素效率較低，串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)一般只適用于邏輯上連續(xù)的文件，且存取方法應(yīng)該是順序存取的，否則，為了讀取某個(gè)信息塊而造成的磁頭大幅度移動(dòng)將花去較多時(shí)間，因此，串聯(lián)文件結(jié)構(gòu)不適宜隨機(jī)存取。簡述DMA方法的基本思想：在外圍設(shè)備和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路，在DMA方式中，I/O控制器具有比中斷方式和程序直接控制方式時(shí)更強(qiáng)的功能。另外，除了控制狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器之外，DMA控制器中還包括傳送字節(jié)計(jì)數(shù)器、內(nèi)存地址寄存器等。這是因?yàn)镈MA方式竊取或挪用CPU的一個(gè)工作周期把數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)直接送到內(nèi)存地址寄存器所指向的內(nèi)存區(qū)域中的緣故。通道：是一個(gè)獨(dú)立于CPU的專管輸入輸出控制的處理機(jī)，它控制設(shè)備與內(nèi)存直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它有自己的通道指令，這些通道指令受CPU啟動(dòng)，并在操作結(jié)束時(shí)向CPU發(fā)送中斷信號(hào)。DMA方式與通道方式的比較：通道控制方式與DMA方式相類似，也是一種以內(nèi)存為中心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和內(nèi)存直接交換數(shù)據(jù)的控制方式。與DMA方式不同的是，在DMA方式中，數(shù)據(jù)的傳達(dá)方向、存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存始址以及傳送的數(shù)據(jù)塊長度等都有CPU控制，而在通道方式中，這些都由專管輸入輸出的硬件——通道來進(jìn)行控制。另外，與DMA方式時(shí)每臺(tái)設(shè)備至少一個(gè)DMA控制器相比，通道控制方式可以做到一個(gè)通道控制多臺(tái)設(shè)備與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而，通道方式進(jìn)一步減輕了CPU的工作負(fù)擔(dān)和增加了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行工作程度。為什么要引入緩沖技術(shù)：為了匹配外設(shè)與CPU之間的處理速度，為了減少中斷次數(shù)和CPU的中斷處理時(shí)間，同時(shí)也是為了解決DMA或通道方式時(shí)的瓶頸問題，在設(shè)備管理中引入了用來暫存數(shù)據(jù)的緩沖技術(shù)。用戶界面分為哪幾類：用戶界面是操作系統(tǒng)的重要組成部分。用戶界面負(fù)責(zé)用戶和操作系統(tǒng)之間的交互。即操作系統(tǒng)通過用戶界面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提交服務(wù)需求，計(jì)算機(jī)通過用戶界面向用戶提供用戶所需的服務(wù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶有兩類，一類是使用和管理計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的用戶，也就是被服務(wù)者。這類用戶又可進(jìn)一步分為普通用戶和管理員用戶。操作系統(tǒng)為普通用戶與管理員用戶提供不同的用戶界面。另一類用戶是程序開發(fā)人員。死鎖：是指各并發(fā)進(jìn)程彼此互相等待對方所擁有的資源，且這些并發(fā)進(jìn)程在得到對方的資源之前不會(huì)釋放自己所擁有事務(wù)資源，從而造成大家都想得到資源而又都得不到的資源，各并發(fā)進(jìn)程不能繼續(xù)向前推進(jìn)的狀態(tài)。死鎖的起因及必要條件：死鎖的起因是并發(fā)進(jìn)程的資源競爭，產(chǎn)生死鎖的根本原因在于系統(tǒng)提供的資源個(gè)數(shù)少于并發(fā)進(jìn)程所要求的該類資源數(shù)。其必要條件包括互斥條件、不剝奪條件、部分分配、環(huán)路條件。引起進(jìn)程調(diào)度的原因：（1）正在執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行完畢（2）執(zhí)行中進(jìn)程自己調(diào)用阻塞原語將自己阻塞起來進(jìn)入睡眠等待狀態(tài)（3)執(zhí)行中進(jìn)程調(diào)用了P原語操作，從而因資源不足而被阻塞；或調(diào)用了V原語操作激活