现代操作系统读书笔记

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1、第一章：引论操作系统是运行在内核态的软件，为程序猿提供资源集抽象以及管理硬件1.1.2主要任务：记录那个程序在用什么资源，管理资源分配，评估使用代价，调节冲突1.3.11.操作系统必须知道所有的寄存器，以便中断时保存进度2.用户程序在用户态运行时，仅允许执行至灵级的一个子集，一般不能调用IO和内存保护指令3.陷阱：a.用于执行系统调用b.多数由硬件引起，用于警告异常4.超线程：无并行处理，线程切换纳秒级1.3.2存储器1.寄存器（和CPU一样快）-》高速缓存（多级缓存）-》主存（RAMROMEEROM闪存）1.3.3上下文

2、切换：多道程序系统中从一个程序切换到另一个程序1.3.51.设备驱动程序：控制IO设备，与控制器对话并收发命令2.设备存储器：映射到操作空间A．优点：不需要特定IO指令B．缺点：占地址空间（8088）3.实现输入输出的方法：A．忙等待：设备驱动循环检查IOB．操作完成时中断C．使用特殊的直接存储器访问芯片DMA1.3.61.USB：通用串行总线，键盘鼠标等慢速设备1.3.7启动1.加电-》BIOS检查硬件-》BIOS查询启动设备（设备第一扇区用启动签名才可以作为启动设备）-》硬盘第一区（MBR），分区表，超级块等1.5.1

3、进程1.本质：正在执行的程序的实例，地址空间（coreimage进程可读写，有数据和堆栈）。2.相关：资源集（寄存器，报警，文件清单等）3.容许运行一个程序所需要所有信息的容器4.UID与GID1.5.31.IO设备的分类：A．块设备：硬盘，可随机读取B．字符特殊文件：键盘鼠标2．管道：虚文件，连接进程1.6系统调用1.用户程序与操作系统交互：处理抽象2.能进入内核的过程调用用户态切换到核心态三种方法：中断，异常，系统调用3.TRAP指令：副作用切换到内核态1.7.3微内核1.高可靠性，把操作系统划分成小的，定义良好的模块

4、，只有微内核运行在内核，其他是普通用户程序2.设备驱动：崩溃不会导致系统死机3.机制与策略分离第二章：进程与线程2.1进程模型1.多道程序设计：CPU在多个程序之间快速切换2.UNIX:开始是相同，之后不同。Windows：一直不同。3.进程退出的原因：1.正常退出；2.出错退出；（异常处理）3.严重错误；（非法指令，引用错误内存，除零错误）4.被杀死4.进程层次Windows:没有层次的概念，所有进程地位相同Linux：进程及进程的子女们组成进程组5.进程的三种状态：1.运行态（实际占用CPU）2.就绪态（可运行）3.阻

5、塞态（等待外部事件）6.进程表：储存进程状态（程序计数器，堆栈指针，内存分配状况，打开的文件状态。账号等）7.中断向量：与每一个IO类关联1.中断发生时，中断硬件程序将进程表中的重要数据压入堆栈，计算机跳到中断向量的地址2.汇编语言设置新的堆栈（无法用C语言这类高级语言来描述）8.多道程序设计1.假设一个进程等待IO与停留在CPU的时间比为p，n个进程时，CPU使用率为使用率=1–p^n2.2线程（http://www.cnblogs.com/way_testlife/archive/2011/04/16/2018312.

6、html进程与线程）1.定义：传统操作系统中，每个进程有一个地址空间和一个控制线程2.线程将应用程序分解成可以并行运行的多个顺序线程3.使用多线程的原因：1.并行实体共享同一个地址空间和所有可用数据的能力2.线程更轻量级，所以他们比进程更快创建和撤销3.同时需要大量IO和CPU计算时，多线程允许多个活动彼此重叠进行，从而加快执行速度4.多核系统中，多线程可以真正实现并行5.例子：多线程/单线程web服务器1.第三种设计（有限状态机：并行，非阻塞系统调用，【中断】）：唯一的线程对请求进行考察，如果需要IO，则启动一个非阻塞I

7、O，服务器在表格里记录当前请求，然后处理下一个事项。6.线程模型1.进程：集中程序运行的相关资源（地址空间，全局变量等）2.线程：程序计数器，寄存器，堆栈，共享的地址空间，多个线程的执行能力。7.线程之间没有保护：1.不可能2.不需要（线程之间是合作关系）8.每个线程都有自己的堆栈9.thread_yield：不同于进程，线程无法使用时钟中断强制线程让出CPU10.线程引入的问题1.fork系统调用是否应该复制子线程2.共享文件冲突4线程实现1.用户空间实现1．每个进程需要有其专门的线程表，由运行时系统管理2.优点1.可以

8、在不支持线程的操作系统上实现多线程2.线程切换速度快（调用运行时系统的过程，不需要刷新和上下文切换）3.允许每个进程有自己定制的调度算法4.有较好的拓展性（内核县城需要固定的表格空间和堆栈空间）3.缺点1.某个线程进行阻塞调用会引起所有其他线程阻塞1.使用非阻塞系统调用2.阻塞提前通知（select系统