操作系统基础知识

操作系统基础知识，

1.操作系统的四个特性：

　　并发：同一段时间内多个程序执行（注意区别并行和并发，并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。而并发性是指两个或者多个事件在同一时间间隔发生。在多道程序环境下，并发性是指在同一段时间内宏观上有多道程序在同时运行，但是在单处理系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故在微观上这些程序只能是分时交替执行。倘若在计算机系统中有多个处理机，这些可以并发执行的程序便可以被分配到多个处理机上，实现并行执行）；

　　共享：系统中的资源可以被内存中多个并发执行的进线程共同使用；　

　　虚拟：通过时分复用（如分时系统）以及空分复用（如虚拟内存）技术实现把一个物理实体虚拟为多个；

　　异步：系统中的进程是以走走停停的方式执行的，且以一种不可预知的速度推进；

2.内核的功能-内存管理

　　内存分配调用：包括静态分配方式，动态分配方式；

　　内存保护：确保每个程序在子的内存空间运行，互不干扰。方法是使用界限寄存器或者存储保护键；

　　内存映射：实现程序的逻辑地址与存储器的物理地址之间的映射功能；

　　内存扩充：从逻辑上扩充物理内存，以允许比物理内存更大的程序在机器内运行，为此操作系统必须具有：请求调入功能与置换功能；

3.内核的功能-进程管理

　　进程控制：包括进程创建，进程撤销，进程阻塞，进程唤醒；

　　进程协调：由于进程运行的异步性，因此进程同步的任务是对诸进程的运行协调，包括两种方式：进程互斥方式与进程同步方式；

　　进程通信：主要完成同一台机器上的不同进程间通信和不同机器上进程间的通信，以共同完成一相同的任务；

　　进程调度：操作系统按照一定的规则对等待运行的多道程序进行调度，以保证每个程序都有机会得到运行，并最终完成；

4.内核的功能-文件管理

　　文件存储空间的管理：为每一文件分配必要的外存空间。为提高为外部存储空间的利用率，系统应设置相应的数据结构，用于记录文件存储空间的使用情况；

　　目录管理：为了方便对于用户的文件进行管理，对文件系统建立一定结构的目录结构，同时要求快速的目录查询手段；

　　文件的读，写管理和存取控制：利用一定的系统调用对文件进行读写操作。同时，为了防止系统中的文件被非法访问和窃取，文件系统中必须需提供有效存取控制功能；

5.内核功能-设备管理

　　缓冲管理：管理各种内省的缓冲区，如字符缓冲区和块缓冲区，以缓和cpu和i/o速度不匹配的矛盾，最终达到提高CPU和i/o设备的利用率，进而提高系统吞吐量的目的；

　　设备分配：根据用户的i/o请求，为之分配其所需要的设备；

　　设备处理：又称为设备驱动程序，任务是实现CPU和设备控制器之间的通信

　　设备独立性和虚拟设备：一方面保证用户程序独立于物理设备，另一方面保证多个进程能并发地共享同一设备；