操作系统
2021-06-09 12:54:54 4 举报AI智能生成
操作系统是计算机系统中的核心软件，它负责管理和控制计算机硬件和软件资源。操作系统的主要功能包括：进程管理、内存管理、文件系统管理、设备驱动等。其中，进程管理是指操作系统对计算机中的进程进行调度和管理，以保证多个进程能够协调地运行；内存管理是指操作系统对计算机中的内存进行分配和回收，以充分利用内存资源；文件系统管理是指操作系统对计算机中的文件进行管理，包括文件的创建、读取、写入和删除等操作；设备驱动是指操作系统对计算机中的外部设备进行管理和控制，以实现外部设备与计算机之间的数据传输。
作者其他创作
大纲/内容
作业
是用户提交给系统的一项相对独立的工作
作业控制块 JCB
它是作业在系统中存在的标志，其中保存了系统对作业进行管理和调度所需的全部信息。
包含
作业标识
用户名称
用户账号
作业类型 (CPU 繁忙型、 I/O 繁忙型、批量型、终端型 )
作业状态
调度信息 ( 优先级、作业运行时间 )
资源需求 ( 预计运行时间、要求内存大小等 )
资源使用情况等
作业运行
三个阶段：收容、运行和完成
三种状态：“后备状态”、“运行状态”和“完成状态”
调度算法
先来先服务（ FCFS ）
短作业 ( 进程 ) 优先调度算法 SJ(P)F
高优先权优先调度算法
非抢占式优先权算法
抢占式优先权算法
高响应比优先调度算法
基于时间片的轮转调度算法
操作系统
死锁
定义
如果一组进程中的每个进程都在等待仅由该组进程中 ٭的其它进程才能引发的事件， 能引发的事件，那么该组进程是死锁的
当一组进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
必要条件
互斥条件（资源的临界性）
请求和保持条件
不可抢占条件
循环等待条件
原因
竞争不可抢占性资源引起死锁
通常系统中所拥有的不可抢占性资源其数量不足以满足多个进程运行的 多个进程运行的需要
竞争可消耗资源 -
进程推进顺序不当
处理死锁
预防死锁
破坏 4 个条件之一：有效，使资源利用率低。
互斥条件是资源固有属性，不仅不能改变，还应加以保证。
破坏请求和保持条件
全分配，全释放（ AND ）
1 ）延迟进程运行，或使进程发生饥饿现象
2 ）资源严重浪费
先仅分配运行初期所需要的资源，然后再逐步释放掉已用毕的全部资源，再请求新的所需资源
破坏“不可抢占”条件
当一个已经保持了某些不可被抢占资源的进程，提出新的资源请求而不能得到满足时
已占有的资源会被暂时地释放，或者说是被抢占了
破坏“循环等待”条件
对系统所有资源类型进行线性排序，并赋予不同的序号。 进程必须按序号递增的顺序请求资源。
新增资源不便，（原序号已排定）
用户不自由
资源与进程使用顺序不同造成浪费
避免死锁
防止进入不安全态
检测死锁
检测到死锁再清除
解除死锁
与“检”配套
周转时间
指从作业被提交给系统开始，到作业完成为止的这段时间间隔。
包括
驻外等待调度时间
驻内等待调度时间
执行时间
阻塞时间
吞吐量
它与批处理作业的平均长度有关
资源
可重用性资源
一种可供用户重复使用多次的资源。▪ 计算机中大多数资源都 算机中大多数资源都属于可重用性资源。
可消耗性资源
源又称为临时性资源，如进程间通信的 时性资源，如进程间通信的消息
可抢占性资源
可抢占性资源，如 CPU 和内存
不可抢占性资源
不可抢占性资源，如 不可抢占性资源，如刻录机、打印机、磁带机等。
存储器管理
主存
单道程序系统
一部分供OS使用
一部分供当前正在执行的程序使用
多道程序系统
适应多个进程的要求。
细分的任务由操作系统动态实现，称作存储器管理
主要任务
是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器
是提高存储器的利用率以及从逻辑上扩充内存
功能
内存分配
内存保护
地址映射
内存扩充
存储器
要求
速度非常快
容量非常大
价格很便宜
层次结构
存储管理管辖
CPU寄存器
寄存器（可执行存储器）
高速缓存
备份主存中较常用的数据
减少处理机对主存储器的访问次数
主存储器（可执行存储器）
保存进程运行时的程序和数据
速度慢，引入寄存器与高速缓存
磁盘缓存
暂时存放频繁使用的一部分磁盘数据和信息
减少访问磁盘的次数
利用主存中的部分存储空间
主存也可以看作是辅存的高速缓存
设备管理管辖
辅存
固定磁盘
可移动存储介质
程序的链接
静态链接
装入时动态链接
运行时动态链接
程序的装入
绝对装入方式
编译后，装入前产生地址
地址产生
由编译器完成，将程序中的符号地址转换为绝对地址
程序员直接赋予
只适用于单道程序环境
可重定位装入方式
在装入时对目标程序中指令和数据地址的修改过程称为重定位
静态重定位
装入时一次完成的，以后不再改变
动态运行时的装入方式
装入内存后的所有地址都仍是相对地址
程序真正要执行时才进行相对--绝对地址的转换
设备管理
I/O系统
管理对象
I/O设备
相应的设备控制器
完成用户提出的I/O请求
提高I/O速率
提高设备的利用率
能为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段
基本功能
隐藏物理设备的细节
与设备的无关性
提高处理机和I/O设备的利用率
对I/O设备进行控制
确保对设备的正确共享
错误处理
中断处理程序
设备驱动程序
设备独立性软件
接口
块设备接口
流设备接口
网络通信接口
机械部分
一般的I/O设备
执行控制I/O的电子部件
设备控制器或适配器(adapter)
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