2014年計算機三級數據庫背誦資料：第三章

第三章 操作系統

　　1、操作系統概念：一是管理系統中的各種資源;二是給用戶(hù)提供一個(gè)友好的界面。

　　2、操作系統包括以下3個(gè)基本特征：并發(fā)性、共享性、隨機性。

　　3、功能：進(jìn)程管理、存儲管理、作業(yè)管理、文件管理、設備管理

　　4、操作系統類(lèi)型

　　(1)批處理操作系統：成批、多道，交互性不強。系統目標：提高資源利用率、作業(yè)吞吐量和作業(yè)流程自動(dòng)化。

　　(2)分時(shí)操作系統：多路、交互性、獨立性、及時(shí)性

　　(3)實(shí)時(shí)系統(實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)信息處理)：及時(shí)、可靠

　　(4)嵌入式操作系統：高可靠性、實(shí)時(shí)性、占資源少、智能化、易連接、低成本等。

　　5、操作系統與用戶(hù)的接口：程序級接口：系統調用命令組成。操作級接口：提供操作命令

　　6、操作系統的硬件環(huán)境(CPU、存儲體系、中斷系統、I/O控制和時(shí)鐘)

　　(1)CPU：CPU狀態(tài)：管態(tài)(CPU執行操作系統程序)和目態(tài)(CPU執行用戶(hù)程序)

　　目態(tài)到管態(tài)的轉變的唯一途徑是中斷，通過(guò)修改程序狀態(tài)字實(shí)現管態(tài)和目態(tài)的轉換

　　(2)中斷機制：

　　中斷的實(shí)現需要硬件和軟件結合完成。中斷類(lèi)型：強迫性中斷和自愿性中斷。

　　強迫性中斷：不期望或不可預料的中斷.如：輸入輸出中斷、硬件故障中斷、時(shí)鐘中斷、程序性中斷。

　　自愿性中斷：程序有意安排的訪(fǎng)管指令或系統調用。

　　中斷向量：中斷處理程序的入口地址及運行環(huán)境(程序狀態(tài)字PSW)

　　中斷優(yōu)先級由硬件規定，中斷屏蔽由程序狀態(tài)字的中斷屏蔽位決定。通過(guò)中斷屏蔽可以調整中斷事件的響應次序

　　(3)定時(shí)裝置：定時(shí)裝置硬件時(shí)鐘通常分為兩類(lèi)：即絕對時(shí)鐘和相對時(shí)鐘。

　　CPU對外部設備的控制方式：

　　1、循環(huán)測試I/O 2、中斷 3、DMA(直接內存存取)：高速外設與內存批量處理數據 4、通道處理(I/O處理機)

　　7、進(jìn)程管理

　　(1)進(jìn)程與程序的區別與聯(lián)系：a.進(jìn)程是程序的執行，是動(dòng)態(tài)的;而程序是指令的集合，是靜態(tài)的。

　　b.進(jìn)程有生命周期，即進(jìn)程的存在是有限的，從運行到結束，是暫時(shí)的;而程序則是永久存在的。

　　c.進(jìn)程包括程序、數據和進(jìn)程控制塊(PCB)。

　　d.一個(gè)程序可以有多個(gè)進(jìn)程，一個(gè)進(jìn)程也可以包含多個(gè)程序。

　　進(jìn)程控制塊PCB是一個(gè)數據結構，進(jìn)程在內存中存在的唯一標志

　　(2)進(jìn)程狀態(tài): 運行態(tài), 就緒態(tài),等待狀態(tài)(阻塞狀態(tài))

　　(3)線(xiàn)程：CPU調度和分派的基本單位。共享進(jìn)程資源。

　　(4)進(jìn)程的通信

　　臨界資源是指一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源：一個(gè)進(jìn)程中訪(fǎng)問(wèn)臨界資源的那段程序代碼稱(chēng)為臨界區。它們不允許兩個(gè)及以上的進(jìn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)或修改。

　　進(jìn)程同步：多個(gè)進(jìn)程協(xié)同完成任務(wù)。進(jìn)程互斥：多個(gè)進(jìn)程使用同一資源(臨界資源)。

　　低級通信：少量信息的交換(P操作和V操作)

　　高級通信：大信息交換(消息機制(消息緩沖、信箱通信)、共享內存，管道)

　　進(jìn)程(線(xiàn)程)調度：先來(lái)先服務(wù)、時(shí)間片輪轉、最高優(yōu)先級(緊迫度高的進(jìn)程)、 多級隊列反饋算法：綜合了FCFS、時(shí)間片輪轉和可搶占最高優(yōu)先數算法。

　　(5)死鎖：

　　產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件、不可剝奪條件、部分分配、循環(huán)等待

　　死鎖的預防： 破環(huán)必要條件之一：靜態(tài)預分配(破壞部分分配)、資源有序分配(破壞環(huán)路等待)、 可剝奪資源(破壞不可剝奪性)

　　死鎖的避免：銀行家算法

　　死鎖的檢測：進(jìn)程等待時(shí)檢測、定時(shí)檢測、系統利用率降低時(shí)檢測

　　死鎖的解除：資源剝奪和撤銷(xiāo)進(jìn)程

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