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张小明 2026/1/11 9:07:09
商城网站前置审批,成都建设诚信网站,wordpress 在线教育 模板,wordpress自动标签插件操作系统概述操作系统的作用:通过资源管理提高计算机系统的效率;改善人机界面向用户提供友好的工作环境。操作系统的特征:并发性、共享性、虚拟性、不确定性。操作系统的功能: 进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。操作系统的分类:批处理操作系统、分时操作系统…操作系统概述操作系统的作用:通过资源管理提高计算机系统的效率;改善人机界面向用户提供友好的工作环境。操作系统的特征:并发性、共享性、虚拟性、不确定性。操作系统的功能: 进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。操作系统的分类:批处理操作系统、分时操作系统轮流使用CPU工作片)、实时操作系统快速响应、网络操作系统、分布式操作系统物理分散的计算机互联系统、微机操作系统Windows、嵌入式操作系统。计算机启动的基本流程为:BIOS-主引导记录-操作系统。进程管理进程的组成和状态进程的组成:进程控制块PCB(唯一标志、程序描述进程要做什么、数据存放进程执行时所需数据。进程基础的状态是下左图中的三态图这是系统自动控制时只有三种状态而下右图中的五态是多了两种状态:静止就绪和静止阻塞需要人为的操作才会进入对应状态,活跃就绪即就绪,活跃阻塞即等待。可知当人为干预后进程将被挂起进入静止状态此时需要人为激活才能恢复到活跃状态,之后的本质还是三态图。前趋图前趋图:用来表示哪些任务可以并行执行哪些任务之间有顺序关系具体如下图:可知ABC可以并行执行但是必须ABC都执行完后才能执行D这就确定了两点:任务间的并行、任务间的先后顺序。进程资源图进程资源图:用来表示进程和资源之间的分配和请求关系如下图所示:P代表进程,R代表资源,R方框中有几个圆球就表示有几个这种资源,在图中R1指向P1表示R1有一个资源已经分配给了P1P1指向R2表示P1还需要请求一个R2资源才能执行。阻塞节点:某进程所请求的资源已经全部分配完毕无法获取所需资源该进程被阻塞了无法继续。如上图中P2。非阻塞节点:某进程所请求的资源还有剩余可以分配给该进程继续运行。如上图中P1、P3。当一个进程资源图中所有进程都是阻塞节点时即陷入死锁状态。真题在如下所示的进程资源图中,**P1、P2是阻塞节点**、P3是非阻塞节点 ;该进程资源图是可以化简的顺序为P3-P1-P2或P3-P2-P1同步与互斥互斥:某资源即临界资源在同一时间内只能由一个任务单独使用使用时需要加锁,使用完后解锁才能被其他任务使用;如打印机。同步:多个任务可以并发执行只不过有速度上的差异在一定情况下停下等待不存在资源是否单独或共享的问题;如自行车和汽车。临界资源:各进程间需要以互斥方式对其进行访问的资源。临界区:指进程中对临界资源实施操作的那段程序。本质是一段程序代码。互斥信号量:对临界资源采用互斥访问使用互斥信号量后其他进程无法访问初值为1。同步信号量:对共享资源的访问控制初值一般是共享资源的数量。PV操作P操作:申请资源SS-1若So则执行P操作的进程继续执行;若s0则置该进程为阻塞状态因为无可用资源并将其插入阻塞队列。V操作:释放资源SS1若S0则执行V操作的进程继续执行;若s0则从阻塞状态唤醒一个进程并将其插入就绪队列此时因为缺少资源被P操作阻塞的进程可以继续执行然后执行V操作的进程继续。例题进程调度死锁死锁产生的条件当一个进程在等待永远不可能发生的事件时就会产生死锁若系统中有多个进程处于死锁状态,就会造成系统死锁。死锁产生的四个必要条件:资源互斥每个进程占有资源并等待其他资源系统不能剥夺进程资源进程资源图是一个环路。解决死锁的方法死锁产生后,解决措施是打破四大条件有下列方法:死锁预防:采用某种策略限制并发进程对于资源的请求破坏死锁产生的四个条件之一使系统任何时刻都不满足死锁的条件。死锁避免:一般采用银行家算法来避免银行家算法就是提前计算出一条不会死锁的资源分配方法才分配资源否则不分配资源相当于借贷考虑对方还得起才借钱,提前考虑好以后,就可以避免死锁。死锁检测:允许死锁产生但系统定时运行一个检测死锁的程序若检测到系统中发生死锁则设法加以解除。死锁解除:即死锁发生后的解除方法如强制剥夺资源撤销进程等。死锁计算问题:系统内有n个进程每个进程都需要R个资源那么其发生死锁的最大资源数为n*(R-1)。其不发生死锁的最小资源数为n*(R-1)1。线程传统的进程有两个属性:可拥有资源的独立单位;可独立调度和分配的基本单位。引入线程后线程是独立调度的最小单位进程是拥有资源的最小单位线程可以共享进程的公共数据、全局变量、代码、文件等资源但不能共享线程独有的资源如线程的栈指针等标识数据。存储管理分区存储页式存储将进程空间分为一个个页假设每个页大小为4K同样的将系统的物理空间也分为一个个4K大小的物理块(页帧号)这样每次将需要运行的逻辑页装入物理块中运行完再装入其他需要运行的页就可以分批次运行完进程而无需将整块逻辑空间全部装入物理内存中。优点:利用率高、碎片小只在最后一个页中有)、分配及管理简单。缺点:增加了系统开销,可能产生抖动现象。页面置换算法有时候进程空间分为100个页面而系统内存只有10个物理块。无法全部满足分配就需要将马上要执行的页面先分配进去而后根据算法进行淘汰使100个页面能够按执行顺序调入物理块中执行完。缺页表示需要执行的页不在内存物理块中需要从外部调入内存会增加执行时间因此缺页数越多,系统效率越低。最优算法:OPT理论上的算法无法实现是在进程执行完后进行的最佳效率计算用来让其他算法比较差距。原理是选择未来最长时间内不被访问的页面置换这样可以保证未来执行的都是马上要访问的。先进先出算法:FIFO先调入内存的页先被置换淘汰会产生抖动现象即分配的页数越多缺页率可能越多即效率越低缺页计算如下:最近最少使用: LRU在最近的过去进程执行过程中过去最少使用的页面被置换淘汰根据局部性原理,这种方式效率高,且不会产生抖动现象。快 表是一块小容量的相联存储器由快速存储器组成按内容访问速度快并且可以从硬件上保证按内容并行查找一般用来存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号。快表是将页表存于cache中;慢表示将页表存于内存上。因此慢表需要访问两次内存才能取出页而快表是访问一次Cache和一次内存因此更快。段式存储将进程空间分为一个个段每段也有段号和段内地址与页式存储不同的是每段物理大小不同分段是根据逻辑整体分段的.地址表示:(段号段内偏移):其中段内偏移不能超过该段号对应的段长否则越界错误而此地址对应的真正内存地址应该是:段号对应的基地址段内偏移段页式存储对进程空间先分段,后分页,具体原理图和优缺点如下:优点:空间浪费小、存储共享容易、能动态连接。缺点:由于管理软件的增加复杂性和开销也增加,执行速度下降文件管理索引文件计算机系统中采用的索引文件结构如下图所示:系统中有13个索引节点0-9为直接索引即每个索引节点存放的是内容假设每个物理盘大小为4KB共可存4KB*104 0KB数据;10号索引节点为一级间接索引节点大小为4KB存放的并非直接数据而是链接到直接物理盘块的地址假设每个地址占4B则共有1024个地址对应1024个物理盘可存1024*4KB4098KB数据。二级索引节点类似,直接盘存放一级地址,一级地址再存放物理盘快地址,而后链接到存放数据的物理盘块,容量又扩大了一个数量级,为102410244KB数据。树形目录空闲存储管理空闲区表法:将所有空闲空间整合成一张表即空闲文件目录。空闲链表法:将所有空闲空间链接成一个链表根据需要分配。成组链接法:既分组每组内又链接成链表是上述两种方法的综合。位示图法:对每个物理空间用一位标识为1则使用为0则空闲,形成一张位示图。设备管理I/O软件输入输出技术SPOOLING技术磁盘特殊的操作系统微内核操作系统嵌入式操作系统
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