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操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)總結(jié)
操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)總結(jié)一
經(jīng)過(guò)一天半的戰(zhàn)斗，終于把操作系統(tǒng)概論這本書給拿下了。對(duì)于曾經(jīng)專業(yè)課學(xué)過(guò)一些電腦硬件知識(shí)的我來(lái)說(shuō)，這本書更加吸引我，以前一些聽(tīng)過(guò)的名詞或高大上的詞語(yǔ)在這本書上被詳細(xì)介紹了，看的非常有收獲。下面來(lái)總結(jié)下自己的收獲：
首先第一章引論，在這里首先介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括了軟件和硬件兩部分。
接下來(lái)就是第一章的'重點(diǎn)：操作系統(tǒng)。如下圖：
當(dāng)前流行的操作系統(tǒng)有windows、unix、linux等。微軟的windows系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的過(guò)程；從ms-dos---windows3---windows95---windows98---windowsnt---windows2000，再到現(xiàn)在win7、8甚至win10，微軟始終在進(jìn)步。unix是一個(gè)通用的交互式分時(shí)操作系統(tǒng)，有at&t公司下屬的bell實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，在誕生后，源代碼就一直公開(kāi)，用戶可以參與到unix的升級(jí)中。unix的特點(diǎn)：1.短小精悍；2.可裝卸的多層次文件系統(tǒng)；3.可移植性好；4.網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)。linux是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)品，繼承于unix，并做了很多改進(jìn)。
第一章總領(lǐng)了全書，后面的二三四五六章都是講的計(jì)算機(jī)的各種管理，總結(jié)如下圖：
在這里我把每章中的重點(diǎn)用紅色的顏色標(biāo)記出來(lái)了，這樣在精讀的時(shí)候就可以有重點(diǎn)的向外擴(kuò)散，抓住考點(diǎn)，征服考試。第一遍閱讀畫的有點(diǎn)粗糙，在精讀的時(shí)候再大大的豐富下。
操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)總結(jié)2
這里的設(shè)備指的是i/o設(shè)備，即馮若依曼所提出的計(jì)算機(jī)五大部件的輸入/輸出部件，在五大部件中占其二，可想其重要行了，現(xiàn)在，開(kāi)始我的總結(jié)之旅了
i/o系統(tǒng)可以分為：微機(jī)i/o設(shè)備和主機(jī)i/o設(shè)備。這兩個(gè)之間的區(qū)別和聯(lián)系，我還是不太清楚。感覺(jué)微機(jī)i/o比主機(jī)i/o要簡(jiǎn)單。
對(duì)i/o系統(tǒng)的管理有以下幾種管理方式：
程序控制方式：這種方式好比學(xué)51單片機(jī)編匯時(shí)反復(fù)去檢測(cè)一個(gè)端口是否有要求的信號(hào)來(lái)一樣，簡(jiǎn)單，但對(duì)cpu利用率太太太太太低了。
中斷方式：這種方式應(yīng)該用的比較多吧，曾經(jīng)有老師在課堂上這樣形象地描繪中斷這個(gè)東西，比如說(shuō)你編程，突然，你的朋友來(lái)了個(gè)電話，很明顯，你不能置之不理，所以，你接了這個(gè)電話，掛電話之后，你就會(huì)返回剛才編程思路被打斷的地方，繼續(xù)編程了。但這種方式的致命缺點(diǎn)就是，每次傳送的數(shù)據(jù)量太少了，若要傳輸大量的設(shè)備，很明顯，設(shè)備將要進(jìn)行n多次的中斷，我們知道，我一次中斷，會(huì)保存當(dāng)前的psw，register等等信息，所以，是有開(kāi)銷的，若進(jìn)行很多次中斷，cpu的利用率同樣很多，因?yàn)�，很多cpu時(shí)間用到對(duì)中斷的處理上了。
dma方式：這種方式是現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的管理方式了，向我們現(xiàn)在聽(tīng)說(shuō)的什么打開(kāi)dma啊之類的就是指的這個(gè)東西。dma全稱是directmemoryaccess(直接內(nèi)存讀寫)。它的優(yōu)點(diǎn)不用說(shuō)，因?yàn)橛衐irect，所以，是很快的。cpu僅僅是干預(yù)開(kāi)始和結(jié)束，其他一概由dma控制器來(lái)完成，所以，大大的節(jié)省了大量的cpu時(shí)間。
通道方式：通道完成主存儲(chǔ)器和外設(shè)之間的信息傳輸，由于通道這種東西平時(shí)沒(méi)看到過(guò)，對(duì)這種方式?jīng)]有什么理解，按照書上所說(shuō)，這加大了i/o和cpu并行工作的程度。想想也是，cpu僅僅控制通道，通道就可以控制mm和i/o設(shè)備之間的信息傳輸，在后面的章節(jié)中，課本對(duì)通道的工作過(guò)程有了更詳細(xì)的描述，就是cpu僅僅給出通道所要執(zhí)行的通道程序在內(nèi)存中的首地址，其余#url#的事情就有通道完成了，好像通道是一個(gè)附加的cpu，專門用來(lái)完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ�，的確加大了并行工作的程度。
設(shè)備管理的目標(biāo)：提高設(shè)備利用率，為用戶提供方便，統(tǒng)一的界面。這里值得我好好理解。
這里的方便，指的是屏蔽設(shè)備的物理特性，用戶只需要知道操作而不必知道每一個(gè)設(shè)備具體的工作原理。這里的統(tǒng)一指的`是不同的設(shè)備用統(tǒng)一的操作方式，這樣，用戶在操作的時(shí)候，對(duì)不同的設(shè)備，好像是用同一種操作命令，如winxp中對(duì)硬盤和u盤的操作好像是一樣的，比如同樣的復(fù)制命令等等，統(tǒng)一、簡(jiǎn)化了用戶的使用。把方便和統(tǒng)一結(jié)合起來(lái)看，就是讓用戶面對(duì)的不再是一個(gè)個(gè)的物理設(shè)備，而是一組具有相同特征的邏輯設(shè)備。
設(shè)備管理的主要技術(shù)：中斷技術(shù)，dma技術(shù)，通道技術(shù)，緩沖技術(shù)
androidlogcat如何獲取輸出所有內(nèi)容？想要的東東沒(méi)有輸出。我覺(jué)得前三個(gè)主要是通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而緩沖技術(shù)，借助硬件，主要是以某種算法，以軟件實(shí)現(xiàn)的。
前面一直再說(shuō)硬件，現(xiàn)在開(kāi)始說(shuō)軟件了。
設(shè)備管理軟件的基本思想是分層構(gòu)造。想想也是#url#，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的目標(biāo)：為用戶提供方便，統(tǒng)一的界面，如果不通過(guò)分層的思想，層層抽象，是達(dá)不到這個(gè)目的的。
設(shè)備管理軟件的目標(biāo)：設(shè)備獨(dú)立性和統(tǒng)一命名。設(shè)備獨(dú)立性可以這樣來(lái)理解，當(dāng)最底層的物理設(shè)備變化的時(shí)候，面向用戶的那一層軟件并不用變，因?yàn)椋南聦拥能浖堰@種變化屏蔽了，具體的情況就是，當(dāng)硬件變化后，我們僅僅改變了驅(qū)動(dòng)程序，但驅(qū)動(dòng)程序與上層軟件的接口并沒(méi)有變，所以，我們的上層軟件就不用變化了。提高了軟件的復(fù)用。這個(gè)原理很像我們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)的三級(jí)模式，兩級(jí)映像，不光提供了物理獨(dú)立性，還提供了邏輯獨(dú)立性。統(tǒng)一命名比較難懂，通過(guò)例子來(lái)說(shuō)明吧，在winxp中，西部數(shù)據(jù)和邁拓的硬盤被當(dāng)作同樣的硬盤設(shè)備來(lái)使用，在unix中，i/o設(shè)備被當(dāng)作文件來(lái)處理，這樣，可以通過(guò)路徑來(lái)訪問(wèn)i/o設(shè)備。
操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)總結(jié)3
1.聯(lián)機(jī)命令的類型：系統(tǒng)訪問(wèn)類型；磁盤操作類型；文件操作類型；目標(biāo)操作類型；通信類；其他命令
2.操作系統(tǒng)的目標(biāo)：方便性、有效性、可擴(kuò)充性、開(kāi)放性。
3.操作系統(tǒng)的作用：os作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；os作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者；os用作擴(kuò)充機(jī)器。
4.操作系統(tǒng)的基本特性：并發(fā)、共享、虛擬、異步。
5.操作系統(tǒng)的功能：處理機(jī)管理（進(jìn)程控制、進(jìn)程通信、調(diào)度）、存儲(chǔ)器管理（內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充。）、設(shè)備管理（緩沖管理、設(shè)備管理、設(shè)備處理）、文件管理（文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護(hù)）。
6.常見(jiàn)的操作系統(tǒng)接口有：命令接口、程序接口、圖形接口。
7.單緩沖和雙緩沖的區(qū)別：兩臺(tái)機(jī)器之間的通信，配置單緩沖則在任意時(shí)刻都只能實(shí)現(xiàn)但方向的數(shù)據(jù)傳輸，絕不允許雙方同時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送數(shù)據(jù)。在兩臺(tái)機(jī)器中設(shè)置兩個(gè)緩沖區(qū)，一個(gè)用作發(fā)送緩沖區(qū)，另一個(gè)用作接受緩沖區(qū)，可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸。
8.操作系統(tǒng)的定義：是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理的對(duì)各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度以及方便用戶使用的程序集合。
9.高級(jí)調(diào)度（長(zhǎng)度調(diào)度或作業(yè)調(diào)度）：用于決定把外存上處于后備隊(duì)列中那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為他們創(chuàng)建進(jìn)程，分配必要的資源，然后再將新創(chuàng)建的進(jìn)程排列到就緒隊(duì)列上，準(zhǔn)備執(zhí)行。
10.低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度）：用來(lái)決定就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)獲得處理機(jī)，然后再由分派程序執(zhí)行把處理機(jī)分配給該進(jìn)程的具體操作。
11.中級(jí)調(diào)度（中程調(diào)度）引入目的：為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。
12.進(jìn)程通信的類型：共享存儲(chǔ)系統(tǒng)，消息傳遞系統(tǒng)，管道通信，信號(hào)量通信。
13.產(chǎn)生死鎖的原因：競(jìng)爭(zhēng)資源，進(jìn)程間推進(jìn)順序非法
14.產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件，請(qǐng)求和保持條件，不剝奪條件，環(huán)路等待條件。
15.預(yù)防死鎖：（1）摒棄“請(qǐng)求和保持”條件：若系統(tǒng)有足夠的資源分配給某進(jìn)程，便可把其需要的所有資源分配給該進(jìn)程，則該進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行期間，便不會(huì)提出資源請(qǐng)求，從而摒棄了請(qǐng)求條件，在分配資源時(shí)只要有一種資源不能滿足其進(jìn)程的要求，即使其余所需的各資源都空閑，也不分配給該進(jìn)程，而該進(jìn)程等待。由于該進(jìn)程的等待時(shí)間，他并未占有任何資源，因而也摒棄了保持條件，從而可以避免發(fā)生死鎖。（2）摒棄“不剝奪”條件：當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，在提出新的資源請(qǐng)求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持了的.所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)，即某一進(jìn)程已經(jīng)占有的資源，在運(yùn)行中會(huì)被暫時(shí)的釋放掉，也可被認(rèn)為是被剝奪了，從而摒棄了不剝奪條件。（3）摒棄“環(huán)路等待”條件：所以進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按資源序號(hào)遞增的次序提出，這樣在所形成的資源分配圖中，不可能在出現(xiàn)環(huán)路，因而摒棄了環(huán)路等待條件。
16.為什么引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？
答：為了在程序執(zhí)行過(guò)程中，每當(dāng)訪問(wèn)指令或數(shù)據(jù)時(shí)，將要訪問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，所以引入了動(dòng)態(tài)重定位.可在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位寄存器，用它來(lái)裝入(存放)程序在內(nèi)存中的起始地址，程序在執(zhí)行時(shí)，真正訪問(wèn)的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重定位.
17.進(jìn)程的三種基本狀態(tài)：就緒狀態(tài)，執(zhí)行狀態(tài)，和阻塞狀態(tài)。
18.進(jìn)程控制塊（pcb）的作用：使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序（數(shù)據(jù)），成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。
19.進(jìn)程控制塊的定義：是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
20.引入進(jìn)程的目的：為了使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。
21.引入線程的目的：為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的空開(kāi)銷，使操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性。
線程的屬性：輕型實(shí)體，獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位，可并發(fā)執(zhí)行，共享進(jìn)程資源。
22.分時(shí)系統(tǒng)的特征：多路性，獨(dú)立性，及時(shí)性和交互性。
23.進(jìn)程的特征：結(jié)構(gòu)特征，動(dòng)態(tài)性，并發(fā)性，獨(dú)立性和異步性。
24.多道批處理系統(tǒng)的特征：（1）提高cpu的利用率（2）提高內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備的利用率（3）增加系統(tǒng)吞吐量：多道性，無(wú)序性和調(diào)度性（4）宏觀上并行微觀上串行
優(yōu)缺點(diǎn)：資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大，平均周期長(zhǎng)，無(wú)交互能力；需解決的問(wèn)題：處理機(jī)管理問(wèn)題，內(nèi)存管理問(wèn)題，輸入輸出設(shè)備管理問(wèn)題，作業(yè)管理問(wèn)題
25.單道批處理系統(tǒng)含義：由于系統(tǒng)對(duì)作業(yè)的處理都是成批地進(jìn)行的，且在內(nèi)存中始終只保持一道作業(yè)。單批道處理系統(tǒng)者在提高系統(tǒng)資源后利用率和系統(tǒng)吞吐量。
26.分時(shí)系統(tǒng)的定義：在一臺(tái)主機(jī)上接連了多個(gè)帶有顯示器和鍵盤的終端，同時(shí)允許多個(gè)用戶通過(guò)自己的終端以交互方式使用計(jì)算機(jī)共享主機(jī)中的資源。分時(shí)系統(tǒng)是為了滿足用戶要求所形成的一種新型os.
27.實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致的運(yùn)行。
28.傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：模塊化的os結(jié)構(gòu)，分層式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，微內(nèi)核操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（能有效地支持多處理機(jī)運(yùn)行，所以非常適用于分布式系統(tǒng)環(huán)境，具有以微內(nèi)核為操作系統(tǒng)核心，以客戶/服務(wù)為基礎(chǔ)，并采用了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法的特征）。
29.程序的并發(fā)執(zhí)行的實(shí)質(zhì)：宏觀下程序并行和微觀下程序串行
30.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法：周轉(zhuǎn)時(shí)間=完成時(shí)間-到達(dá)或提交時(shí)間
帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=周轉(zhuǎn)時(shí)間/服務(wù)時(shí)間
31.常用的幾種實(shí)時(shí)調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即edf算法，最低松弛優(yōu)先即llf算法
32.多處理器系統(tǒng)的類型：緊密耦合mps和松弛耦合mps，對(duì)稱多處理器系統(tǒng)和非對(duì)稱多處理器系統(tǒng)
34.死鎖的解除：剝奪資源，撤銷進(jìn)程
35.內(nèi)存的連續(xù)分配方式：?jiǎn)我贿B續(xù)分配；固定分區(qū)分配；動(dòng)態(tài)分區(qū)分配；動(dòng)態(tài)重定位分配。
36.動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法間的區(qū)別：（1）首次適應(yīng)算法ff:分配內(nèi)存時(shí)，順序查找，直到找到滿足要求的空閑分區(qū)為止，優(yōu)先利用內(nèi)存中的低址空閑區(qū)為大作業(yè)的內(nèi)存空間創(chuàng)造了條件，每次都從開(kāi)頭找，增加查找空閑分區(qū)時(shí)的開(kāi)銷。（2）循環(huán)首次適應(yīng)算法：從上次找到的空閑分區(qū)的下一個(gè)空閑分區(qū)開(kāi)始查找，直到找到一個(gè)能滿足要求的空閑分區(qū)，從中劃出一塊與請(qǐng)求大小相等的的內(nèi)存空間分配給作業(yè)，使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布均勻，減少查找空閑分區(qū)的開(kāi)銷，但會(huì)缺乏大的空閑分區(qū)。（3）最佳適應(yīng)算法：所有空閑分區(qū)按容量從小到大順序排列，每次分配內(nèi)存時(shí)，把能滿足要求且最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè)。但會(huì)留下許多難以利用的小空閑區(qū)。
37.引起進(jìn)程阻塞和喚醒的事件：請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)；啟動(dòng)某種操作；新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；無(wú)新工作可做。
38.阻塞原語(yǔ)：block；喚醒原語(yǔ)：wakeup；掛起原語(yǔ)：suspend；激活原語(yǔ)：active。
39.臨界區(qū)：每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼。
40.進(jìn)程同步機(jī)制應(yīng)遵循的規(guī)則：空閑讓進(jìn)；忙則等待；有限等待；讓權(quán)等待。
41.p、v操作：wait(s):whiles≤0dono-op
s:=s-1;
signal(s):s:=s+1;
42.文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)所觀察到的文件組織形式，也就是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性。有記錄式文件和流式文件。
43.文件的物理結(jié)構(gòu)則是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。有連續(xù)文件、串連文件、索引文件。
44.什么是分頁(yè)？什么是分段？二者主要有何區(qū)別？
答：分頁(yè)是將一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干大小相等的部分，每一部分稱作頁(yè)面。
分段是一組邏輯信息的集合，即一個(gè)作業(yè)中相對(duì)獨(dú)立的部分。
分頁(yè)和分段的主要區(qū)別是：分頁(yè)和分段都采用離散分配的方式，且都要通過(guò)地址映射機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點(diǎn)；不同點(diǎn)：頁(yè)是信息的物理單位，段是信息的邏輯單位；頁(yè)的大小是由系統(tǒng)固定的，段的長(zhǎng)度因段而異，由用戶決定；分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的，分段的作業(yè)地址空間是二維的
45.spooling（假脫機(jī)操作）定義：在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作。
46.spooling技術(shù)是對(duì)脫機(jī)輸入、輸出系統(tǒng)的模擬。
47.spooling系統(tǒng)的特點(diǎn)：提高了i/o的速度；將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備；實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。
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