2020-2021 1学期20212329《计算机科学概论》第五周学习总结

第十章 操作系统

10.1操作系统的角色

现代软件可以分为两类，应用软件和系统软件，反映不同的程序设计目的。应用软件帮助我们解决现实世界问题的程序，系统软件管理计算机系统并与硬件进行交互的程序。提供的功能比硬件多。计算机操作系统是系统软件的核心，管理计算机资源并为系统交互提供界面的系统软件。

计算机硬件靠电线连接，出史诗载入永久性存储器ROM中存储的一小组系统指令。

10.1.1内存、进程与CPU管理

多道程序设计是在主存中同时驻留多个程序的技术，为了能够执行，竞争CPU的访问。内存管理是了解主存中载有多少个程序以及它们的位置的动作。进程是程序执行过程中的动态表示法。进程管理是指了解活动进程的信息和动作。内存管理和进程管理都需要CPU调度，CPU调度是指确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作。

10.1.2批处理

10.1.3分时

分时是指多个交互用户同时共享CPU时间的系统。虚拟机是分时系统创建的每个用户都有专有机器的假象。主机是一个大型的多用户计算机，通常与早期的分时系统相关。哑终端是在早期的分时系统中用户用于访问主机的一套显示器和键盘。

10.1.4其他OS要素

实时系统：应用程序的特性决定了响应时间至关重要的系统
响应时间：收到信号和生成相应之间的延迟时间

10.2内存管理

内存是由特定地址引用的连续的位集合

逻辑地址：对一个存储值的引用，是相对于引用他的程序的
物理地址：主存储设备中的真实地址
地址联编：逻辑地址和物理地址间的映射

10.2.1单块内存管理

单块内存管理：把应用程序载入一段连续的内存区域的内存管理方法
分成两部分的主存：操作系统+应用程序
只要知道程序的起始地址，就可以把逻辑地址转换成物理地址。
优点：实现和管理都很简单
缺点：浪费内存空间，CPU时间

10.2.2分区内存管理

固定分区法：把内存分成特定数目的分区以载入程序的内存管理方法
动态分区法：根据容纳程序的需要对内存分区的内存管理方法
基址寄存器：存放当前分区的起始地址的寄存器
界限寄存器：存放当前分区的长度的寄存器
三种常用分区选择法：最先匹配、最佳匹配、最差匹配。

10.2.3页式内存管理

把进程划分为大小固定的页，载入内容时存储在帧中的内存管理方法
帧：大小固定的一部分主存，用于存放进程页
页：大小固定的一部分进程，存储在内存帧中
页映射表：操作系统用于记录页和帧之间的关系的表。

请求分页：页式内存管理法的扩展，只有当页面被引用（请求）时才会被载入内存。
页面交换：把一个页面从二级存储设备载入内存，通常会使另一个页面从内存中删除
虚拟内存：由于整个程序不必同时处于内存而造成的程序大学没有限制的假象
系统颠簸：连续的页面交换造成的低效处理

10.3进程管理

10.3.1进程状态

在操作系统的管理下，进程历经的概念性阶段
进程的生命周期：

10.3.2进程控制块

PCB：操作系统管理教程信息使用的数据结构
上下文切换：当一个进程移出CPU，另一个进程取代他时发生的寄存器信息交换。

10.4CPU调度

非抢先调度：当当前执行的进程自愿放弃了CPU时发生的CPU调度
抢先调度：当操作系统决定照顾另一个进程而抢占当前执行进程的CPU资源时发生的CPU调度
周转周期：从进程进入准备就绪状态到它最终完成之间的时间间隔。是评估CPU调度算法的标准

确定从准备就绪状态首选哪个程序进入运行状态的方法

10.4.1先到先服务

10.4.2最短作业优先

10.4.3轮询法

时间片：在CPU轮询算法中分配给每个进程的时间量

第11章 文件系统和目录

11.1文件系统

文件：数据的有名集合，用于组织二级存储设备
文件系统：操作系统为它管理的文件夹提供逻辑视图。
目录：文件的有名分组

11.1.1文本文件和二进制文件

文本文件：包含字符的文件
二进制文件：包含特定格式的数据的文件，要求给位串一个特定的解释

11.1.2文件类型

文件类型：文件中存放的关于类型的信息
文件扩展名：文件名中说明文件类型的部分

11.1.3文件操作

创建文件
删除文件
打开文件
关闭文件
从文件中读取数据
把数据写入文件
重定位文件中的当前文件指针
把数据附加到文件结尾
删减文件
重命名文件
复制文件

11.1.4文件访问

顺序文件访问：以线性方式访问文件中数据的方法
直接文件访问：通过指定逻辑记录编号直接访问文件中的数据的方法

11.1.5保护文件

11.2目录

11.2.1目录树

目录树：展示文件系统的嵌套目录组织的结构
根目录：包含其他所有目录的最高层目录
工作目录：当前活动的子目录

11.2.2路径名

路径：文件或子目录在文件系统中的位置的文本名称
绝对路径：从根目录开始，包括所有后继子目录的路径
相对路径：从当前工作目录开始的路径
11.3磁盘调度

磁盘调度：决定先满足那个磁盘I/O请求的操作

11.3.1先到先服务磁盘调度法

11.3.2最短寻道时间优先磁盘调度法

11.3.3SCAN磁盘调度法