软件设计师之操作系统知识

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1、操作系统知识操作系统内核的功能和基本组成功能：中断处理、时钟管理、存储管理、设备管理还冇与进程控制和管理冇关的其他支撑功能。组成：与硬件紧密相关的功能模块、运行频率高的功能模块以及公用的一些基本操作，这些常驻内存部分即组成了操作系统内核(Kernel)。内核与用户程序的运行方式差别内核操作段作为原语，不允许并发执行；闪核运行、屮断挽制的基本知识中断控制是最基木的支撑功能，是操作系统运行的基础进程、线程等基本概念程序顺序执行和并发执行的基本特征进程：是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的

2、一个独立单位。线程：是进程内一个相对独立、可调度的执行单位，是进程中一个单一的控制线索。顺序执行：顺序性、封闭性、可再现性。并发执行：间断性、失去封闭性、失去可再现性、程序与程序的执行不再一一对应。进程的基本组成进程的基本状态及状态间的切换三态模型与五态模型从结构上看：进程实体由程序、数据及进程控制块3部分组成。进程的基本状态：就绪态(Ready)、执行态(Running)、阻塞态(Blocked)。状态间转换：就绪态一一执行态：当进程调度程序为之分配了处理器后。执行态……就绪态：在进程的执行过程中，因分配给它的一个时间片已经用

3、完或被更高优先级的进程抢占，而不得不让出处理器时。这是，原来占有处理器的进程将被中断。执行态______阻塞态：正在执行的进程因等待某种时间发生但尚未发生，或等待某个I/O完成单尚未完成而无法继续执行时。这个转换时进程自行启动的。阻塞态------就绪态：处于阻塞态的进程，若其等待的时间己经发生或I/O己经完成时。这个过程称为“唤醒”是由其它进程启动的。三态模型：五态模乳进i间的通信同步与互斥、临界资源、临界区、信号量、pv操作H进程通信是指进程之间的信息交换。伍括低级通信方式和高级通信方式：信号量机制为进程的低级通信机制；高级

4、通信方式可归结为：共享存储区系统、管道通信系统和消息传递系统。共享存储区方式：在内存中开辟一块共享存储区域作为进程通信区。分为建立、附接、读写、断接儿个步骤。常用于对通信速度有较高要求的场合。管道通信系统：这是在文件系统上形成的，利用共享文件实现进程通信的一种方式。所谓管道是指用于连接多个读写进程，以实现它们之间通信的共享文件。首创于UNIX系统。此通信开销小、交换信息量大且信息保存期长。但在通信过程中I/O操作的次数较多，同步和控制也较为复杂。消息传递系统：在单机系统、多机系统和M络环境下，进程的高级通信广泛采用消息传递方式。

5、这种通信方式中，进程间的数据交换以消息为单位，在计算机网络屮，消息也成为报文。可分为直接通信和间接通信。1:直接通信：发送和接收进程都必须以显示方式提供目标进程标识符，以表明向发送或从谁那里接收消息。通常，系统提供两条通信原语：Send:将消息message发送个进程ReceiverReceive:接收由进程Sender发来的'消息message.2:间接通信：进程之间需要通过某种屮间实体來暂存消息。这一屮间实体被形象地称为信箱。当两个进程有一个共享信箱事，它们就能进行通信。一个进程可以分别与多个进程共享多个不同的信箱，这样，一

6、个进程可以同时和多个进程进行通信。操作系统提供了若干原语：用于创建和撤销信箱、发送和接收消息等。临界资源（CR）:—次仅允许一个进程使用的资源叫临界资源。临界区（CS）:每个进程屮访问临界资源的那段程序代码称作临界区。同步机制：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。互斥：当一个进程进入临界区使用临界资源时，另外的进程必须等待；当其退出后，另一个进程才被允许进入其临界区。这就是进程间的互斥关系。信号量:它是联系某类临界资源的数据结构，不同取值表示临界资源的不同状态。按信号量的用途的不同，可把信号量分为两类：1：公用信号量，其初值

7、仅允许取值为0或1，主要用于控制进程互斥地进入临界区，也成为互斥信号量。2：私有信号量，其初值为初始资源数，主要用于控制进程间的同步运行，也成为同步信号量。PV操作：P即等待，V即发信号。管程的概念I进程调度方式及常用的进程调度算法II方式：非剥夺调度和剥夺调度1:非剥夺调度（非抢占方式）优点：简单、系统开销小缺点：可能导致系统性能的恶化，表现为：（1）:当一个紧急任务到达时，不恩能够立即投入运行，从而延误时机。（2）：若干个后到的短进程，需要等待先到的长进程运行完毕后才能运行，致使短进程的周转时间较长。它通常不适用于具有多个竞

8、争的通用系统，但对于专用系统是很合理的。2：剥夺调度（抢占方式）剥夺原则：优先权原则、短进程优先原则、时间片原则进程调度算法：FCFS、短作业（进程）优先调度算法（SJF）、时间片轮转调度算法（RR）、高优先权优先调度算法（FPF）、最高响应比优先调度算法（HR