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 [程序员]操作系统部分
读书笔记
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| 操作系统
1 操作系统的分类
批量处理系统
分时操作系统
时间片：在分时系统中允许一个终端用户占用的CPU时间的长短。
特征： 多路性、独立性、交互性、及时性。
实时操作系统
实时控制系统和实时信息处理系统
网络操作系统
分布式操作系统
分布式操作系统能直接对系统中各类资源进行动态分配、 调度、任务
划分和协调信息传输等工作，并为用户提供一个统一的界面和标准的接口。
微机操作系统
嵌入式操作系统
2 处理机管理
进程是由程序,数据及进程控制块(PCB)组成的.PCB是进程的描述信息和
控制信息,是进程存在的唯一标志.
进程是资源分配和独立运行的基本单位.
程序顺序执行时的特征: 顺序性 封闭性 可再现性
程序并发执行的特征: 失去封闭性 程序和机器执行程序的活动不再一一对应.
并发程序间的相互制约性
通常将与硬件密切相关的模块放在紧挨硬件的软件层中,并使它们常驻内存,以
便提高操作系统的运行效率,称之为操作系统的内核.
操作系统内核的功能包含
支撑功能: 中断处理,时钟管理,原语操作
资源管理功能: 进程管理,存储器管理,设备管理.
临界资源(Critical Resource,CR): 一次只能提供一个进程使用的资源.
临界区(Critical Section,CS): 进程中对临界资源实施操作的那段程序.
对互斥临界区管理的原则是:有空即进,无空则等.有限等待和让权等待.
信号量机制:
PV操作
P操作表示申请一个资源,P操作定义: S := S - 1，若S >= 0,则 执行P操作的进程进程继续执行;若S < 0,则置该进程为阻塞状态(因 为无可用资源),并将其插入阻塞队列.
P操作可用如下过程表示：
Procedure P(Var S: Semaphore);
begin
S: = S - 1;
if S < 0 then
W(S) //执行P操作的进程等待插入队列
end;
V操作表示释放一个资源,V操作定义: S := S + 1,若S > 0,则执 行V操作的进程继续执行;若 S <= 0（表示还有进程申请了资源）,则 从阻塞状态唤醒一个进程,并将其插入就绪队列,然后执行V操作的进 程继续执行。
V操作可用如下过程表示：
Procedure V(Var S: Semaphore);
begin
S := S + 1；
if S <= 0 then
R(S) //从阻塞队列中唤醒一个进程
end;
利用PV操作实现进程的互斥
令信号量mutex的初值为1，当进入临界区时执行P操作，退出临 界区时执行V操作。进入临界区的代码如下：
P(mutex)
临界区
V(mutex)
进程高级通信的类型有：
共享存储系统
消息传递系统
管道通信 管道是指用于连接两个进程之间的一个待开的共享文件
产生死锁的四个必要条件
互斥条件
请求保持条件
不可剥夺条件
环路条件
死锁的处理
鸵鸟政策：一种不理睬策略
预防策略：破坏产生死锁的条件
避免策略
检测与解除死锁
例：
一个生产者和一个消费者，缓冲区可存放n件物品。生产者不断地生
产产品，消费者不断地消费产品。如何用PV操作实现生产者和消费者的同步。
设置两个信号量S1、S2。其中S1表示是否可以将物品放入缓冲区，初值
为“n”；S2表示缓冲区是否有物品，初值为“0”；K指针指向生产者向缓冲区放
物品的相对位置；T指针指向消费者向缓冲区取物品的相对位置，则生产者和
消费者共享容量为n的缓冲区时的同步过程描述如下,其中在Cobegin与Coend
之间的进程为可并发执行的。
begin
B: Array[0..n-1] of integer；
K，T: integer;
S1, S2: Semaphore;
K = 0;
T = 0;
S1 = n;
S2 = 0;
Cobegin
Process Producer
begin
L1: Produce a Product;
P(S1);
B[K] := Product;
K := (K + 1) mod n;
V(S2);
GOTO L1
end;
Process Consumer
begin
L2: P(S2);
Take a Product From B[t];
T := (T + 1) mod n;
V(S1);
Consume;
GOTO L2
end;
Coend;
end;
3 存储管理
地址重定位
重定位：程序的逻辑地址被转换成主存的物理地址的过程。
静态重定位：在程序装入主存时已经完成了逻辑地址到物理地址的变换，
在程序的执行期间将不会再发生变化。
动态重定位：在程序运行期间完成逻辑地址到物理地址的变换。
存储管理的目的
对主存空间进行分配和管理
提高主存空间的利用率
"扩充"主存容量
信息保护
分区存储管理
固定分区
可变分区
最佳适应算法
最差适应算法
首次适应算法
循环首次适应算法
可重定位分区
移动所有已分配好的分区，使之成为连续区域。
分区的保护
采用上界和下界寄存器；基址寄存器和限长寄存器。
采用上界/下界寄存器保护法时，上界寄存器中存放的是作业的装入地址 |
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00oo.. 发表于 2005/10/20 23:16:00
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huqing(游客)发表评论于2006/3/19 0:32:27
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