軟件設(shè)計(jì)師之操作系統(tǒng)筆記(已修改)
2025-08-17 17:16 本頁面
【正文】 軟件設(shè)計(jì)師之操作系統(tǒng)筆記( )軟件設(shè)計(jì)師之操作系統(tǒng)筆記( )三、操作系統(tǒng)知識(shí)操作系統(tǒng)的定義：是管理計(jì)算機(jī)中各種軟件、硬件資源的程序和相關(guān)文檔的集合，是一種系統(tǒng)軟件?！ 〔僮飨到y(tǒng)能有效的組織和管理系統(tǒng)中的各種軟、硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，控制程序的執(zhí)行，并且向用戶提供一個(gè)良好的工作環(huán)境和友好的接口?！ 〔僮飨到y(tǒng)的兩個(gè)重要作用： 通過資源管理，提高系統(tǒng)的使用效率； 改善人機(jī)界面，向用戶提供友好的工作環(huán)境。 操作系統(tǒng)的4個(gè)特征：并發(fā)性、共享性、虛擬性、不確定性?！ 〔僮飨到y(tǒng)的5個(gè)管理功能：進(jìn)程管理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理 操作系統(tǒng)的分類： 批處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)、順序地執(zhí)行作業(yè)流產(chǎn)生的每一個(gè)作業(yè)，以節(jié)省人工操作時(shí)間和提高機(jī)器的使用效率。分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是同一批內(nèi)的各作業(yè)次次執(zhí)行，改善了cpu,io的使用效率，提高了吞吐量。缺點(diǎn)是磁盤需要人工裝卸，作業(yè)需要人工分類，監(jiān)督程序易受用戶程序破壞，缺少交互性。 分時(shí)系統(tǒng)， 具有如下特征：多路性、獨(dú)立性、交互性、及時(shí)性。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)，分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)。主要特點(diǎn)有：快速的響應(yīng)時(shí)間、有限的交互能力、高可靠性 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)更有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需各種服務(wù)的軟件和有關(guān)協(xié)議的集合。 分布式操作系統(tǒng)，是由多個(gè)分散的計(jì)算機(jī)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接而成，各主機(jī)無主次之分。為分布式計(jì)算機(jī)配置的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。 微機(jī)操作系統(tǒng) 嵌入式操作系統(tǒng)研究操作系統(tǒng)的觀點(diǎn) 資源管理的觀點(diǎn)：從這種觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)的管理對(duì)象是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，操作系統(tǒng)則是管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序集合。這種觀點(diǎn)是在共享的前提下以資源分配、使用和回收為出發(fā)點(diǎn)，考慮操作系統(tǒng)各部分程序的功能和算法。 虛擬機(jī)的觀點(diǎn)：操作系統(tǒng)加裸機(jī)構(gòu)成虛擬計(jì)算機(jī)。虛擬機(jī)的觀點(diǎn)是從功能分解的角度出發(fā)，考慮操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將操作系統(tǒng)分成若干層次，每一層完成特定的功能。 順序程序執(zhí)行時(shí)的特征：順序性、封閉性、可再現(xiàn)性； 并發(fā)程序執(zhí)行時(shí)的特征：非封閉性、程序和機(jī)器執(zhí)行程序的活動(dòng)不在一一對(duì)應(yīng)、并發(fā)程序間的相互制約性。 引入進(jìn)程的原因：由于程序并發(fā)執(zhí)行破壞了程序的封閉性和可再現(xiàn)性，使得程序和執(zhí)行程序的活動(dòng)不在一一對(duì)應(yīng)，此時(shí)用靜態(tài)的程序概念已經(jīng)不能描述系統(tǒng)中程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行的過程，所以引入了進(jìn)程。進(jìn)程的定義：就是程序的一次執(zhí)行，該程序可以和其它程序并發(fā)執(zhí)行?！ ∵M(jìn)程的組成：進(jìn)程通常是由程序、數(shù)據(jù)及進(jìn)程控制塊（PCB）組成的。 進(jìn)程的程序部分是進(jìn)程執(zhí)行時(shí)不可修改部分，它描述了進(jìn)程需要完成的功能； 進(jìn)程的數(shù)據(jù)部分是進(jìn)程的可修改部分； 進(jìn)程控制塊是進(jìn)程的描述信息和控制信息，是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志。 進(jìn)程和程序的區(qū)別是：進(jìn)程具有狀態(tài)而程序沒有。進(jìn)程的狀態(tài)及狀態(tài)間的切換 三態(tài)模型：運(yùn)行、就緒、阻塞?！ ∥鍛B(tài)模型：新建態(tài)、終止態(tài)、運(yùn)行、就緒、阻塞?！ ⌒陆☉B(tài)：對(duì)應(yīng)于進(jìn)程剛剛被創(chuàng)建時(shí)還沒有被提交，并等待系統(tǒng)完成創(chuàng)建進(jìn)程的所有必要信息的狀態(tài)。整個(gè)過程分為兩個(gè)階段，一是為一個(gè)新建進(jìn)程創(chuàng)建必要的管理信息，另一是讓進(jìn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)。因?yàn)橛辛诵陆☉B(tài)，操作系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)的性能和主存的容量限制而推遲新建態(tài)的提交。 終止態(tài)也分為兩個(gè)階段，一是等待操作系統(tǒng)進(jìn)行善后處理，另一是釋放主存?！ 【哂袙炱馉顟B(tài)的進(jìn)程狀態(tài)：當(dāng)系統(tǒng)資源不能滿足所有進(jìn)程的運(yùn)行要求時(shí)，必須將某些進(jìn)程掛起，放在磁盤對(duì)換區(qū)，暫時(shí)不參加調(diào)度，以平衡系統(tǒng)負(fù)載。有這樣幾個(gè)狀態(tài)：活躍就緒、靜止就緒、活躍阻塞、靜止阻塞。進(jìn)程的控制，就是對(duì)系統(tǒng)中所有進(jìn)程從創(chuàng)建到消亡的全過程實(shí)施有效的控制。操作系統(tǒng)的內(nèi)核為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程控制和存儲(chǔ)管理提供了有效的控制機(jī)制。 大多數(shù)操作系統(tǒng)內(nèi)核均包含支撐功能和資源管理功能。 支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、原語操作。 原語是由若干條機(jī)器指令構(gòu)成的，用于完成特定功能的一段程序。內(nèi)核在執(zhí)行某些基本操作時(shí)往往是通過原語操作實(shí)現(xiàn)的。原語在執(zhí)行過程中不可分割。內(nèi)核中包含的原語有進(jìn)程控制、進(jìn)程通信、資源管理等。 資源管理功能：進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理。進(jìn)程間通信 進(jìn)程間的同步：一般來說，一個(gè)進(jìn)程相對(duì)于另一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行速度是不確定的，即進(jìn)程是在異步環(huán)境下運(yùn)行。每個(gè)進(jìn)程都以各自獨(dú)立的不可預(yù)知
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