随笔分类 - 课程 / 操作系统 / 操作系统介绍
摘要：一、位运算符 （一）真值表 位运算符作用于位，并逐位执行操作。“与” “&”、“或” “|” 和 “异或” “^" 的真值表如下所示： pqp&qp|qp^q 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 （二）例子 假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以
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摘要：一、硬件结构 冯诺依曼模型 存储器的层次结构 中断是什么 什么是软中断？ 二、操作系统结构 内核 三、内存管理 为什么要有虚拟内存？ 四、进程管理 进程 线程 调度 进程间有哪些通信方式？ 竞争与协作 互斥与同步的实现和使用 经典同步问题 死锁的概念 五、调度算法 进程调度算法（调度） 内存页面置换
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摘要：键盘可以说是我们最常使用的输入硬件设备了，但身为程序员的你，你知道「键盘敲入A 字母时，操作系统期间发生了什么吗」？ 那要想知道这个发生的过程，我们得先了解了解「操作系统是如何管理多种多样的的输入输出设备」的，等了解完这个后，我们再来看看这个问题，你就会发现问题已经被迎刃而解了。 一、设备控制器 我
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摘要：一、空闲空间管理 前面说到的文件的存储是针对已经被占用的数据块组织和管理，接下来的问题是，如果我要保存一个数据块，我应该放在硬盘上的哪个位置呢？难道需要将所有的块扫描一遍，找个空的地方随便放吗？ 那这种方式效率就太低了，所以针对磁盘的空闲空间也是要引入管理的机制，接下来介绍几种常见的方法： 空闲表法
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摘要：文件的数据是要存储在硬盘上面的，数据在磁盘上的存放方式，就像程序在内存中存放的方式那样，有以下两种： 连续空间存放方式 非连续空间存放方式 其中，非连续空间存放方式又可以分为「链表方式」和「索引方式」。 不同的存储方式，有各自的特点，重点是要分析它们的存储效率和读写性能，接下来分别对每种存储方式说一
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摘要：我们从用户角度来看文件的话，就是我们要怎么使用文件？首先，我们得通过系统调用来打开一个文件。 fd = open(name, flag); # 打开文件 ... write(fd,...); # 写数据 ... close(fd); # 关闭文件 上面简单的代码是读取一个文件的过程： 首先用 ope
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摘要：文件系统的种类众多，而操作系统希望对用户提供一个统一的接口，于是在用户层与文件系统层引入了中间层，这个中间层就称为虚拟文件系统（Virtual File System，VFS）。 VFS 定义了一组所有文件系统都支持的数据结构和标准接口，这样程序员不需要了解文件系统的工作原理，只需要了解 VFS 提
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摘要：文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，说简单点，就是负责把用户的文件存到磁盘硬件中，因为即使计算机断电了，磁盘里的数据并不会丢失，所以可以持久化的保存文件。 文件系统的基本数据单位是文件，它的目的是对磁盘上的文件进行组织管理，那组织的方式不同，就会形成不同的文件系统。 Linux 最经典的一
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摘要：我们来看看磁盘的结构，如下图： 常见的机械磁盘是上图左边的样子，中间圆的部分是磁盘的盘片，一般会有多个盘片，每个盘面都有自己的磁头。右边的图就是一个盘片的结构，盘片中的每一层分为多个磁道，每个磁道分多个扇区，每个扇区是 512 字节。那么，多个具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面，如上图
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摘要：在了解内存页面置换算法前，我们得先谈一下缺页异常（缺页中断）。 当 CPU 访问的页面不在物理内存时，便会产生一个缺页中断，请求操作系统将所缺页调入到物理内存。那它与一般中断的主要区别在于： 缺页中断在指令执行「期间」产生和处理中断信号，而一般中断在一条指令执行「完成」后检查和处理中断信号。 缺页中
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摘要：进程调度算法也称 CPU 调度算法，毕竟进程是由 CPU 调度的。 当 CPU 空闲时，操作系统就选择内存中的某个「就绪状态」的进程，并给其分配 CPU。 什么时候会发生 CPU 调度呢？通常有以下情况： 当进程从运行状态转到等待状态；（阻塞状态） 当进程从运行状态转到就绪状态； 当进程从等待状态转
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摘要：在多线程编程中，我们为了防止多线程竞争共享资源而导致数据错乱，都会在操作共享资源之前加上互斥锁，只有成功获得到锁的线程，才能操作共享资源，获取不到锁的线程就只能等待，直到锁被释放。 那么，当两个线程为了保护两个不同的共享资源而使用了两个互斥锁，那么这两个互斥锁应用不当的时候，可能会造成两个线程都在等
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摘要：一、哲学家就餐问题 先来看看哲学家就餐的问题描述： 5 个老大哥哲学家，闲着没事做，围绕着一张圆桌吃面； 巧就巧在，这个桌子只有 5 支叉子，每两个哲学家之间放一支叉子； 哲学家围在一起先思考，思考中途饿了就会想进餐； 奇葩的是，这些哲学家要两支叉子才愿意吃面，也就是需要拿到左右两边的叉子才进餐；
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摘要：在进程/线程并发执行的过程中，进程/线程之间存在协作的关系，例如有互斥、同步的关系。 为了实现进程/线程间正确的协作，操作系统必须提供实现进程协作的措施和方法，主要的方法有两种： 锁：加锁、解锁操作； 信号量：P、V 操作； 这两个都可以方便地实现进程/线程互斥，而信号量比锁的功能更强一些，它还可以
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摘要：在单核 CPU 系统里，为了实现多个程序同时运行的假象，操作系统通常以时间片调度的方式，让每个进程执行每次执行一个时间片，时间片用完了，就切换下一个进程运行，由于这个时间片的时间很短，于是就造成了「并发」的现象。 另外，操作系统也为每个进程创建巨大、私有的虚拟内存的假象，这种地址空间的抽象让每个程序
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摘要：直接开讲！ 每个进程的用户地址空间都是独立的，一般而言是不能互相访问的，但内核空间是每个进程都共享的，所以进程之间要通信必须通过内核。 Linux 内核提供了不少进程间通信的机制，我们来一起瞧瞧有哪些？ 一、管道 如果你学过 Linux 命令，那你肯定很熟悉「|」这个竖线。 $ ps auxf |
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摘要：进程都希望自己能够占用 CPU 进行工作，那么这涉及到前面说过的进程上下文切换。 一旦操作系统把进程切换到运行状态，也就意味着该进程占用着 CPU 在执行，但是当操作系统把进程切换到其他状态时，那就不能在 CPU 中执行了，于是操作系统会选择下一个要运行的进程。 选择一个进程运行这一功能是在操作系统
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摘要：在早期的操作系统中都是以进程作为独立运行的基本单位，直到后面，计算机科学家们又提出了更小的能独立运行的基本单位，也就是线程。 一、为什么使用线程？ 我们举个例子，假设你要编写一个视频播放器软件，那么该软件功能的核心模块有三个： 从视频文件当中读取数据； 对读取的数据进行解压缩； 把解压缩后的视频数据
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摘要：我们编写的代码只是一个存储在硬盘的静态文件，通过编译后就会生成二进制可执行文件，当我们运行这个可执行文件后，它会被装载到内存中，接着 CPU 会执行程序中的每一条指令，那么这个运行中的程序，就被称为「进程」（Process）。 现在我们考虑有一个会读取硬盘文件数据的程序被执行了，那么当运行到读取文件
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