操作系統(tǒng)原理知識(shí)總結(jié)

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1、第一章操作系統(tǒng)的定義：操作系統(tǒng)是一個(gè)大型的程序系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作，控制協(xié)調(diào)多個(gè)任務(wù)的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息的存取保護(hù)，并提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境。操作系統(tǒng)的基本功能：存儲(chǔ)器管理功能、處理機(jī)管理功能、設(shè)備管理功能和文件管理功能。操作系統(tǒng)的特征：并發(fā)特征、共享特征、虛擬特征、不確定性。（并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本特征，它們互為存在條件。）操作系統(tǒng)的分類：（1）單道與多道批處理系統(tǒng)，分時(shí)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)。（2）單用戶單任務(wù)操作

2、系統(tǒng)，單用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)，多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)。批處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)：?jiǎn)蔚琅幚恚河捎谕坏雷鳂I(yè)的可并發(fā)的進(jìn)程不多，大多數(shù)進(jìn)程是有同步關(guān)系的，這樣系統(tǒng)中仍有較多的空閑資源，致使系統(tǒng)的性能較差。多道批處理：（1）資源利用率高（優(yōu)點(diǎn)）（2）系統(tǒng)吞吐量大（優(yōu)點(diǎn)）（3）平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)（4）無(wú)交互能力。第二章作業(yè)：作業(yè)時(shí)有程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說(shuō)明書(shū)組成的，系統(tǒng)通過(guò)作業(yè)說(shuō)明書(shū)控制以文件形式存在的程序和數(shù)據(jù)，并運(yùn)行執(zhí)行。作業(yè)調(diào)度時(shí)，操作系統(tǒng)調(diào)度程序遵循原則：?jiǎn)挝粫r(shí)間應(yīng)并發(fā)運(yùn)行盡可能多的用戶作業(yè)；使CPU盡可能保持“忙”，不空閑，

3、以提高CPU資源的利用率；I/O設(shè)備應(yīng)盡可能保持“忙”，不空閑，以提高設(shè)備資源的利用率；各類型的作業(yè)平等。作業(yè)調(diào)度的原則體現(xiàn)在一個(gè)指標(biāo)-------各作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間上。設(shè)i作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間為T(mén)i=Tci-Tsc（Tci為作業(yè)完成的時(shí)間，Tsc為作業(yè)的提交時(shí)間）平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：T=（∑Ti）/n平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：W=（∑Ti/Tri）/n（其中Tri為作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間。）響應(yīng)比為：Rp=1+（作業(yè)等待時(shí)間）/（作業(yè)執(zhí)行時(shí)間）第三章進(jìn)程：它是指程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度運(yùn)行的一個(gè)獨(dú)

4、立單位，有時(shí)也稱活動(dòng)、路勁或任務(wù)。進(jìn)程的分類：系統(tǒng)進(jìn)程、用戶進(jìn)程。進(jìn)程的狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)、就緒狀態(tài)。（在具有掛起和激活的系統(tǒng)中，又增加了兩種基本的進(jìn)程狀態(tài)：靜止就緒和靜止阻塞。）進(jìn)程三狀態(tài)的特征：運(yùn)行狀態(tài)：進(jìn)程正在處理機(jī)上運(yùn)行的狀態(tài)，該進(jìn)程已經(jīng)獲得必要的資源，也獲得了處理機(jī)，用戶程序正在處理機(jī)上運(yùn)行。阻塞狀態(tài)：進(jìn)程等待某種事件完成而暫時(shí)不能運(yùn)行的狀態(tài)，處于該狀態(tài)的進(jìn)程不能參加競(jìng)爭(zhēng)處理機(jī)，此時(shí)，即使分配給它處理機(jī)，他也不能運(yùn)行。就緒狀態(tài)：該進(jìn)程運(yùn)行所需的一切條件都得到滿足，但因?yàn)樘幚頇C(jī)資源個(gè)數(shù)少于進(jìn)程個(gè)

5、數(shù)，所以該進(jìn)程不能運(yùn)行，而必須等待分配處理機(jī)資源，一旦獲得處理機(jī)就立即投入運(yùn)行。6進(jìn)程的結(jié)構(gòu)組成：程序段、私有數(shù)據(jù)塊、進(jìn)程控制塊(PCB)、緩沖區(qū)。原語(yǔ)：不可中斷的進(jìn)程叫做原語(yǔ)。線程的類型：內(nèi)核支持線程、用戶級(jí)線程。進(jìn)程狀態(tài)演變圖：進(jìn)程調(diào)度的方式：非剝奪式、剝奪式。剝奪式：指當(dāng)系統(tǒng)按照某種原則發(fā)現(xiàn)一個(gè)比現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程更合適、更應(yīng)該占用CPU的進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)將強(qiáng)迫處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程將CPU的使用權(quán)交給這個(gè)更適合的進(jìn)程。常見(jiàn)的剝奪原則有優(yōu)先權(quán)原則、短進(jìn)程優(yōu)先原則、時(shí)間片原則。非剝奪式：指一旦某個(gè)進(jìn)程占用了CPU，除非是

6、由于它自身原因自動(dòng)放棄CPU，否則它將一直運(yùn)行下去直到完成。臨界資源：某段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。臨界區(qū)：一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源的那段程序代碼。信號(hào)量：有時(shí)被稱為信號(hào)燈，是在多線程環(huán)境下使用的一種設(shè)施，是可以用來(lái)保證兩個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵代碼段不被并發(fā)調(diào)用。P/V操作：（P表示通過(guò)的意思，V表示釋放的意思。）P/V操作由P操作原語(yǔ)和V操作原語(yǔ)組成，其意思是指，在一個(gè)整型變量S（亦稱信號(hào)燈或信號(hào)量）上定義的兩個(gè)操作。線程的分類：內(nèi)核支持線程、用戶級(jí)線程。內(nèi)核支持線程：依賴于內(nèi)核。即無(wú)論是在用戶進(jìn)程中的

7、線程，還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程，他們的創(chuàng)建、撤銷和切換都是由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)。用戶級(jí)線程：僅存于用戶級(jí)中，對(duì)于這種線程的創(chuàng)建、撤銷和切換，都不利用系統(tǒng)功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而這種線程與內(nèi)核無(wú)關(guān)。生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題：生產(chǎn)者與消費(fèi)者可以通過(guò)一個(gè)環(huán)形緩沖池聯(lián)系起來(lái)，環(huán)形緩沖池由幾個(gè)大小相等的緩沖塊組成，每個(gè)緩沖塊容納一個(gè)產(chǎn)品。每個(gè)生產(chǎn)者可以不斷地每次往緩沖池送一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品，而每個(gè)消費(fèi)者則可不斷地每次從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品。當(dāng)緩沖池全滿時(shí)，表示供過(guò)于求，生產(chǎn)者必須等待，同時(shí)喚醒消費(fèi)者；當(dāng)緩沖池全空時(shí)，表示供不應(yīng)求，消費(fèi)者應(yīng)等待，同時(shí)

8、喚醒生產(chǎn)者。死鎖產(chǎn)生的原因：①系統(tǒng)提供的資源不能滿足每個(gè)進(jìn)程的使用；②多道程序運(yùn)行時(shí)，進(jìn)程推進(jìn)程序不合理。死鎖的條件：互斥條件、不剝奪條件、請(qǐng)求和保持條件、環(huán)路等待條件。預(yù)防死鎖：破壞“請(qǐng)求和保持條件”、破壞環(huán)路條件、資源受控動(dòng)態(tài)分配。第四章地址重定位：我們把用戶程序裝入內(nèi)存時(shí)，對(duì)有關(guān)指令的邏輯地址部分的修改定義為地址重定位，即地址重定位是建立用戶程序的邏輯地址與物理地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（分為靜態(tài)地