计算机操作系统核心总结.docx

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1、第一章操作系统引论★计算机操作系统是方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）。1.OS的目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性2.OS的作用：1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；★（用户使用计算机的三种方式：命令、系统调用、图标窗口）2）OS作为计算机系统资源的管理者；3）OS实现了对计算机资源的抽象。3.OS发展过程：1）无操作系统的计算机系统★2）单道批处理系统（单道、顺序、自动性）★3）多道批处理系统（多道、无序、调度性）动力：提高资源利用率和系统吞吐量优缺：资源利用率高、系统吞吐量大、平均

2、周转时间长、无交互能力4）分时系统（多路、独立、及时、交互性）动力：用户的需求5）实时系统（多路、独立、及时、交互、可靠性）6）微机操作系统4.★★★OS基本特性：1）并发：并行性（多处理器）并发性（双端口存储器、流水线技术）进程：拥有资源独立运行的基本单位2）共享：互斥共享（打印机、磁带机）同时访问（磁盘）并发导致的共享3）虚拟：时分复用（虚拟处理机、虚拟设备）空分复用（虚拟存储器技术）4）异步：（速度不可知）5.★★★OS主要功能：1）处理机管理（进程控制、同步、通信、调度）2）存储器管理（内存分配、内存保护、地址映射、

3、内存扩充）3）设备管理（缓冲管理、设备分配、设备处理）4）文件管理（存储空间的管理、文件目录管理、文件共享与安全）5）用户接口（用户接口、程序接口）6）现代OS新功能（系统安全、网络的功能和服务、支持多媒体）第二章进程的描述与控制1.前趋图：有向无循环图2.程序的顺序执行（单）特征：顺序、封闭、可再现性3.程序的并发执行（多）特征：执行的间断、失去封闭、不可再现性4.进程描述：是程序的一次执行，使程序能够正确地并发执行。1）特征：动态性、并发性、独立性、异步性2）★★三状态（画图）：就绪（只差CPU）、执行（获得CPU）、阻

4、塞就绪（进程调度/时间片完）执行（I/O请求）阻塞（I/O完成）就绪3）挂起：（交换技术）暂时不能运行的进程换出到外存，以腾出足够的内存空间，已具备运行条件的进程换入内存。进程被交换到外存，状态变为挂起状态。4）★★五状态（画图）：执行（时间片完/调度）活动就绪（挂起/激活）静止就绪（无/释放）静止阻塞（激活/挂起）活动阻塞（无/请求I/O）6）进程管理中的数据结构（进程控制块PCB）程序段+相关数据段+PCB=进程实体PCB的作用就是将程序变成可并发执行的进程。PCB常驻内存5.进程控制：通过原语来实现1）原语：由若干条指

5、令组成、用来实现某个特定操作的一个过程。常驻内存2）★★原子操作：原语的执行具有原子性，不可分割的基本单位。3）进程控制原语：创建create与终止、阻塞block与唤醒wakeup、挂起suspend与激活active6.★进程同步：多个相关进程在执行次序上进行协调，使系统中诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行上具有可再现性。1）同步机制：用来实现同步的机制2）两种形式的制约关系：互斥→间接制约关系（资源共享）同步→直接制约关系（合作）3）临界资源：系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界

6、资源或互斥资源或共享变量。临界区（互斥区）：在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区4）★★★同步准则（使用互斥区原则）：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待7.信号量机制1）整型信号量s:资源的数量P操作（wait阻塞原语）V操作（signal唤醒原语）2）★★★记录型信号量：Value：用于代表资源数目的整型变量进程链表List：用于链接所有等待进程如果value初值为1，表示只允许一个进程访问临界资源，此时的信号量转化为互斥信号量。3）AND型信号量：将进程在整个运行过程中需要的所有资源，一次性全部地分配给进程，待进程

7、使用完后再一起释放。8.信号量的应用1）类型：互斥信号量、资源信号量2）★★★利用信号量实现前趋关系：（根据图写出并发代码）P1(){S1;signal(a);}P2(){wait(a);S2;signal(c);}P3(){wait(b);S3;}main(){semaphorea,b,c,d,e,f,g;a.value=b.value=c.value=0cobegin(表示并发执行)p1();p2();p3();coend}3）P.V操作必须成对出现，有一个P操作就一定有一个V操作。一个同步P操作与一个互斥P操作在一起时

8、同步P操作在互斥P操作前。9.经典进程的同步问题1）★★★生产者—消费者问题intin=0,out=0;itembuffer[n];semaphoremutex=1,empty=n;semaphorefull=0;voidproceducer(){do{produceranitemnext