操作系统复习笔记（简略）

一、计算机系统概述

操作系统是管理和控制计算机内各种硬件和软件资源的系统软件

处理机管理
存储器管理
文件管理
设备管理

原语：用于完成特定功能的不可分割的程序段

中断和异常
中断：也称为外中断，指CPU执行指令以外的事件的发生
异常：也称为内中断，CPU执行指令时出现的问题，分自愿中断和强迫中断

中断过程：
发出中断请求
判断当前系统是否支持中断
立刻停止当前程序执行，保护现场
转而执行中断处理程序
返回现场，回到一开始被中断的程序

系统调用
系统调用是用户获取系统资源的唯一途径，是用户与操作系统之间的接口

二、进程管理

进程与线程
进程：拥有资源的基本单位
线程：调度的基本单位

一个进程中可以有多个线程，不同进程间的线程转换会导致进程转换，同一进程内的线程转换不会导致进程转换

进程是程序在一个数据集合上执行的一次操作
一个程序中可以有多个进程，多个进程可以同时执行多个程序

进程的通信方式：
共享内存
消息传递
管道通信

进程调度算法：
先来先服务
短作业优先
优先级
时间片轮转
高响应比

同步与互斥
同步：多个进程由于合作使进程的执行有了一定的次序
互斥：多个进程由于争夺同一资源导致产生了竞争关系，同一时刻只能由一个进程能够进入临界区
同步四准则：
空闲让进
忙则等待
有限等待
让权等待

死锁：
两个或两个以上的进程由于互相占有各自需要的资源而陷入的一种等待的情况，并且这种等待永远也不会结束
死锁原因：
1、系统资源不足 2、进程推动顺序不当
死锁产生的必要条件：
1、互斥 2、非剥夺 3、占有并保持 4、循环等待
解决死锁的方法：
1、死锁预防
2、死锁避免（银行家算法）
3、死锁检测与解除

饥饿：在进程执行过程中有一个或多个进程由于某种原因处于永久等待的状态
死锁至少有两个进程

三、内存管理

存储器应该具备的功能：
内存分配与回收
地址变换
内存扩充
存储保护

将用户程序变为可在内存中执行的步骤：
编译 链接 装入

程序的链接方式：
静态链接
装入时动态链接
执行时动态链接

程序的装入方式：
绝对装入
可重定位装入
动态运行装入

内存连续分配管理方式：
单一连续分配
固定分区分配
动态分区分配：分配算法：
首次适应
最佳适应
最差适应
循环首次适应

页面置换算法：
最佳置换
先进先出
最近最久未使用

页表和快表
页面：页号的逻辑地址与内存块号的对应关系
快表：存放在cache中的页表，可以加快访问速率

四、文件管理

磁盘调度算法：
先来先服务
最短寻道时间
扫描
循环扫描

五、输入输出管理

DMA方式（直接存储器访问）：
在设备与内存之间开启一个直接传输数据的通道

SPOOLing包含：
输入井，输出井
输入缓冲区，输出缓冲区
输入进程，输出进程