1章操作系统
2020-06-05 14:18:55 3 举报AI智能生成
操作系统
作者其他创作
大纲/内容
操作系统的类型与结构
定义
管理硬件和软件资源，合理的让他工作和有效的利用资源
操作系统分类
批处理（BPOS）
批处理
分时（TSOS）
时间片轮转
实时
及时可靠
网络（NOS）
分布式
负载平衡
嵌入式
系统硬件与软件一体化
微内核
windows
操作系统基本原理
进程管理
存储管理
页式
优点
利用高、内存碎片小、分配管理简单
缺点
要硬件支持、开销大、算法不好会抖动
段式
优点
共享内存、存储器的保护、互不影响
缺点
内存利用率低、碎片大
段页式
(（(x）+s）+p)*2^n+d
设备管理
文件管理
位示图
为管理磁盘空闲存储的一种方法
作业管理
常用计算
校验码海明码
2^k>=n+k+1
流水线的执行时间
（t1+t2+...tk）+(n-1)*t
流水线的吞吐率=指令执行条数/流水线执行时间
流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间
ta=Hc*tc+（1-Hc）tm
CRC
基础知识
CPU的功能
程序控制功能
操作控制
时间控制
数据处理
运算器
算术逻辑单元ALU：数据的算术运算和逻辑运算
累加寄存器AC：通用寄存器，为ALU提供一个工作区，用在暂存数据
数据缓冲寄存器DR：写内存时，暂存指令或数据
状态条件寄存器PSW：存状态标志与控制标志
控制器
程序计数器PC：存储下一条要执行指令的地址
指令寄存器IR：存储即将执行的指令
指令译码器ID：对指令中的操作码字段进行分析解释
地址寄存器AR：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址
时序部件：提供时序控制信号
计算机系统结构的分类
指令流
指机器执行的指令序列
数据流
指由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果，但不包括输出数据
单指令流单数据流
SISD 其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机，其指令部件每次只对一条指令进行译码，并只对一个操作部件分配数据
单指令流多数据流
SIMD 以并行处理机（矩阵处理机）为代表，并行处理机包括多个重复的处理单元，由单一指令部件控制，按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同数据
多指令流单数据流
MISD一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入
多指令流多数据流
MIMD 是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统。如多核处理器、多处理机属于 MIMD
指令系统
复杂指令系统CISC
指令数量众多
指令使用频率相差悬殊
支持很多种寻址方式
变长的指令
指令可以对主存单元中的数据直接进行处理
以微程序控制为主
精简指令系统RISC的特点
指令数量少
指令的寻址方式少
指令长度固定，指令格式种类少
以硬布线逻辑控制为主
单周期指令执行，采用流水线技术
优化的编译器
CPU 中的通用寄存器数量多
进制转换
进制转成10进制
10转2进制
2进制转8或16
cache
写回法
只修改cache的内容不立即写入主存，只当此行被换出时才写回主存
写直达法
又称全写法，写透。是当cache写命中时，cache与主存同时发生写修改
标记法
cache与主存
直接映像
全相联映像
组相联映像
进程
进程通常由程序、数据集合、进程控制块 PCB 组成
PCB是进程存在的唯一标识
设备管理
程序控制方式
无条件传送方式
程序查询方式
中断方式
并行工作，发送消息通知，提高了CPU使用效率
DMA(直接内存存取)方式
直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预
通道控制方式
在一定的硬件基础上利用软件手段实现对I/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入，使主机和外设并行工作程度更高
I/O处理机
指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件
文件管理
文件逻辑结构
顺序文件
（key）顺序文件常用于批处理应用，对于查询或更新某个记录的处理性能不太好
索引顺序文件
直接文件
（Hash）直接文件常用 于需要高速访问文件而且每次仅访问一条记录的应用中
索引文件
文件物理结构
顺序分配
链接分配
索引分配
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