计算机操作系统

机械式系统

电子式系统<br>

并发性

共享性

随机性

软件的观点<br>

资源管理的观点

进程的观点<br>

虚机器的观点<br>

服务提供者的观点<br>

进程管理

储存管理

文件管理

设备管理

用户接口

内核

硬件抽象层（HAL）<br>

执行体

系统进程与系统线程

内核层<br>

系统调用层<br>

应用层

内核

shell<br>

文件系统<br>

应用程序

应用程序<br>

应用框架<br>

本地库和运行环境

linux内核<br>

功能设计

算法设计

结构设计

可靠性<br>

高效性<br>

已维护性<br>

可移植性<br>

安全性

简明性

运算器

控制器<br>

寄存器

高速缓存

一个周期

指令分类

管态<br>

目态<br>

储存器类型<br>

储存最小单位<br>

最小编址单位<br>

内存分配最小单位

界地址储存器<br>

设计考虑的问题

系统中和系统外发送异步事件的响应

时钟中断<br>

输入输出中断<br>

控制台中断<br>

硬件故障<br>

程序性中断<br>

访管指令异常

组成<br>

过程

运行在不同的系统状态<br>

状态转换

返回问题<br>

嵌套调用

进程控制类系统调用

文件操作类系统调用<br>

进程通信类系统调用<br>

设备管理类系统调用<br>

信息维护类系统调用<br>

陷入指令自带参数<br>

通用寄存器来传递参数<br>

堆栈来传递参数<br>

系统进行资源分配和调度的独立单位<br>

程序

数据

进程控制块<br>

并发性

动态性<br>

独立性

交往性<br>

异步性

结构性

运行状态

就绪状态

等待状态

创建

就绪<br>

运行

阻塞

结束

创建

就绪

就绪挂起

阻塞

阻塞挂起

运行

结束

PCB组织<br>

进程的队列<br>

原语<br>

UNIX操作系统的进程创建操作fork

调度时间是以进程为单位<br>

调度时间是以线程为单位

抢占式

非抢占式

先来先服务算法（FCFS）<br>

最短进程优先算法（SJF）<br>

最短剩余时间优先算法（SRTN）

最高响应比算法（HRRF）<br>

轮转算法（RR）<br>

最高优先级算法（HPF）

多级反馈队列算法<br>

有空让进<br>

无空等待

多种选一<br>

有限等待

让权等待<br>

管程名称<br>

共享数据的说明<br>

对数据进行操作的一组过程

对共享数据赋初值的语句

共享内存<br>

消息机制<br>

通过共享文件进行通信（管道通信）<br>

系统资源不足

进程推进顺序不合理

互斥条件

不可剥夺条件，又称不可抢占或不可强占

请求和保持条件，又称部分分配或占有申请

循环等待条件，又称环路等待

破坏互斥条件

破坏不可剥夺条件

破坏请求和保持条件

破坏循环等待条件

检测死锁的实质是确定是否存在“循环等待”条件

剥夺资源<br>

撤销进程

内存空间组成

主要任务

地址转换

紧缩技术（压缩技术）

实现

内存分配表

空闲区分配策略

分区的回收

分区保护

以进程为单位

减少交换的信息量

储存管理部件<br>

虚拟页号

页内地址

未分配

已分配

剩余空闲物理页

多级页表

散列页表<br>

反置页表<br>

高速缓冲储存器

访问页面不在内存产生缺页异常<br>

处理

调入策略

置页策略<br>

置换策略

理想页面置换算法（OPT）<br>

先进先出页面置换算法（FIFO）

第二次机会页面置换算法

时钟页面置换算法（Clock）

最近最少使用页面置换算法（LRU）

当分配给进程的物理页面数增加时，缺页次数反而增加

不要求进程的程序段和数据在内存中连续存放，解决了碎片问题，提供内存利用率<br>

存在页面空间的浪费问题，最后一页内总有一部分空间得不到利用

一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列

建立在储存器空间里

抽象机制，用户不必关心文件实现的细节<br>

操作系统中统一管理信息资源的一种软件

组成

分类<br>

按用途

按组织形式

流式文件<br>

记录式文件

顺序结构

链式结构

索引结构

所有文件控制块有机的组合起来形成了文件目录

用于管理文件的基本数据结构<br>

一个目录项必定对呀一个文件<br>

FAT文件系统中目录项就是文件控制块<br>

目录项的有序集合<br>

记录式文件

符号目录项<br>

基本目录项

适合顺序结构的文件系统<br>

文件控制块<br>

共享记数

修改标志

文件描述符<br>

打开方式<br>

读写指针<br>

系统打开表文件入口

建立文件<br>

打开文件

读文件<br>

写文件<br>

关闭文件

删除文件

指针定位

create<br>

delete

opendir

closedir

readdir<br>

rename

link<br>

unlink

减少设备访问次数

记录的成组和分解

缓冲区的长度=成组的最大逻辑记录长度X&nbsp;成组的块因子

解决两个问题<br>

文件可以同时使用

文件不能同时使用<br>

建立副本<br>

定时转储<br>

存取权限

隐藏文件目录<br>

设置口令

使用密码<br>

病毒防范

输入设备<br>

输出设备

交互式设备

储存设备<br>

字符设备<br>

块设备<br>

独占设备

共享设备

虚拟设备

处理器及内存

适配器<br>

设备控制器

外围设备

从功能上看，设备独立层是I/O软件的主要部分

从代码量上看，设备驱动层是I/O软件的主要部分

用户进程直接控制<br>

处理器利用率低<br>

无法异常响应<br>

需要硬件支持

不经过处理器，直接在内存和io设备之间进行<br>

分类<br>

分配方式

独占设备的分配（静态分配）

共享设备分配

信息传输时间

移臂调度算法<br>

磁盘驱动调度

旋转调度优化

解决I/O设备和处理器的处理速度不匹配

单缓冲

双缓冲<br>

多缓冲

缓冲池

三种队列<br>

四种工作缓冲区

是多道程序设计系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间

输入程序模块

输出程序模块

作业调度程序

当进程开始运行时，先将一部分程序装入内存，另一部分暂时留在外存；<br>当要执行的指令不在内存时，由系统自动完成将它们从外存调入内存的工作；<br>当没有足够的内存空间时，系统自动选择部分内存空间，将其中原有的内容交换到磁盘上，并释放这些内存<br>空间供其他进程使用。这样做的结果使程序的运行丝毫不受影响，使程序在运行中感觉到拥有一个不受内存容量约束的、虚拟的、能够满足自己需求的存储器<br>