2014年計算機三級數(shù)據(jù)庫背誦資料：第三章

第三章 操作系統(tǒng)

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

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

　　3、功能：進程管理、存儲管理、作業(yè)管理、文件管理、設備管理

　　4、操作系統(tǒng)類型

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

　　(2)分時操作系統(tǒng)：多路、交互性、獨立性、及時性

　　(3)實時系統(tǒng)(實時控制、實時信息處理)：及時、可靠

　　(4)嵌入式操作系統(tǒng)：高可靠性、實時性、占資源少、智能化、易連接、低成本等。

　　5、操作系統(tǒng)與用戶的接口：程序級接口：系統(tǒng)調(diào)用命令組成。操作級接口：提供操作命令

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

　　(1)CPU：CPU狀態(tài)：管態(tài)(CPU執(zhí)行操作系統(tǒng)程序)和目態(tài)(CPU執(zhí)行用戶程序)

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

　　(2)中斷機制：

　　中斷的實現(xiàn)需要硬件和軟件結合完成。中斷類型：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、時鐘中斷、程序性中斷。

　　自愿性中斷：程序有意安排的訪管指令或系統(tǒng)調(diào)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(guī)定，中斷屏蔽由程序狀態(tài)字的中斷屏蔽位決定。通過中斷屏蔽可以調(diào)整中斷事件的響應次序

　　(3)定時裝置：定時裝置硬件時鐘通常分為兩類：即絕對時鐘和相對時鐘。

　　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(nèi)存存取)：高速外設與內(nèi)存批量處理數(shù)據(jù) 4、通道處理(I/O處理機)

　　7、進程管理

　　(1)進程與程序的區(qū)別與聯(lián)系：a.進程是程序的執(zhí)行，是動態(tài)的;而程序是指令的集合，是靜態(tài)的。

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

　　c.進程包括程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊(PCB)。

　　d.一個程序可以有多個進程，一個進程也可以包含多個程序。

　　進程控制塊PCB是一個數(shù)據(jù)結構，進程在內(nèi)存中存在的唯一標志

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

　　(3)線程：CPU調(diào)度和分派的基本單位。共享進程資源。

　　(4)進程的通信

　　臨界資源是指一次只允許一個進程使用的資源：一個進程中訪問臨界資源的那段程序代碼稱為臨界區(qū)。它們不允許兩個及以上的進程同時訪問或修改。

　　進程同步：多個進程協(xié)同完成任務。進程互斥：多個進程使用同一資源(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(nèi)存，管道)

　　進程(線程)調(diào)度：先來先服務、時間片輪轉、最高優(yōu)先級(緊迫度高的進程)、 多級隊列反饋算法：綜合了FCFS、時間片輪轉和可搶占最高優(yōu)先數(shù)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：進程等待時檢測、定時檢測、系統(tǒng)利用率降低時檢測

　　死鎖的解除：資源剝奪和撤銷進程

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