1、操作系统具备层次结构
层次结构最大特征是整体问题局部化来优化系统,提升系统的正确性、高效性使系统可维护、可移植。
主要优点是有益于系统设计和调试;主要困难在于层次的划分和安排。
2、多道程序设计系统
多道程序设计系统 简称多道系统,即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系统。在多道系统中一点需要的是系统须能进行程序浮动。所谓程序浮动是指程序可以随机地从主存的一个地区移动到另一个地区,程序被移动后仍不影响它的实行。多道系统有哪些好处在于提升了处置器的借助率;充分借助外围设施资源;发挥了处置器与外围设施与外围设施之间的并行工作能力。可以有效地提升系统中资源的借助率,增加单位时间内的算题量,从而提升了吞吐率。
3、程序浮动
若作业实行时,被改变的有效地区依旧能正确实行,则称程序是可浮动的。
4、进程
进程是一个程序在一个数据集上的一次实行。由概念知进程重点组成是程序、数据集。
进程通过一个控制块来被系统所指挥,因此进程由程序、数据集和进程控制块三部分组成。进程控制块是进程存在的唯一标志 .进程是要实行的,据这点可分将进程的状况分为等待态然后是就绪态最后是运行态。
进程的基本队列也就是就绪队列和等待队列,由于进程运行了,也就用不上排队了,也就没运行队列了。
5、重定位
重定位即把逻辑地址转换成绝对地址。
重定位的方法有静态重定位和动态重定位两种。
静态重定位
在装入一个作业时,把作业中的指令地址和数据地址全部转换成绝对地址。这种转换工作是在作业开始前集中完成的,在作业实行过程中不需要再进行地址转换。所以称为静态重定位。
动态重定位
在装入一个作业时,不进行地址转换,而是直接把作业装到分配的主地区中。在作业实行过程中,每当实行一条指令时都由硬件的地址转换机构转换成绝对地址。这种方法的地址转换是在作业实行时动态完成的,所以称为动态重定位。
动态重定位由软件和硬件相互配合来达成。动态重定位的系统支持程序浮动,而静态重定位则不可以。
6、单分区管理
除操作系统占用的一部分存储空间外,其余的用户地区作为一个连续的分区别配给用户用。
固定分区的管理
分区数目、大小固定 设置上、下限寄存器 逻辑地址+下限地址绝对地址。
可变分区的管理
可变分区管理方法不是把作业装入到已经划分好的分区中,而是在作业需要装入主存储器时,依据作业需要的主存量和当时的主存状况决定能否装入该作业。
分区数目大小不定 设置基址、限长寄存器
逻辑地址+基址寄存器的值绝对地址。 基址值绝对地址基址值+限长值
页式存储管理
主存储器分为大小相等的块。程序中的逻辑地址进行分页,页的大小与块的大小一致。 用页表登记块页分配状况 逻辑地址的页号部分页表中对应页号的起始地址与逻辑地址的页中国大陆址部分拼成绝对地址。 由页表中的标志位验证存取是不是合法,依据页表长度判断是不是越界。
段存储管理 程序分段 每一段分配一个连续的主存地区,作业的各段可被装到不相连的几个地区中。 设置段表记录分配状况 逻辑地址中的段号查段表得到本段起始地址+段中国大陆址绝对地址 由段表中的标志位验证存取是不是合法,依据段表长度判断是不是越界。
页式虚拟存储管理 类似页式管理将作业信息保存在磁盘上部分装入主存 类似页式管理:逻辑地址的页号部分页表中对应页号的起始地址与逻辑地址的页中国大陆址部分拼成绝对地址。
若该页对应标志为0,则硬件形成缺页中断先将该页调入主存 类似页式管理。
段式虚拟存储管理
类似段式管理将作业信息保存在磁盘上部分装入主存 类似段式管理。
7、存储介质是指可用来记录信息的磁带、硬磁盘组、软磁盘片、卡片等。 存储介质的物理单位概念为卷。
存储设施与主存储器之间进行信息交换的物理单位是块。块概念为存储介质上存放的连续信息所组成的一块地区。
逻辑上具备完整意义的信息集合称为文件。
用户对文件内的信息按逻辑上独立的意思划分的信息单位是记录,每一个单位为一个逻辑记录。
8、文件的分类
文件可以按各种办法进行分类:
按作用与功效 系统文件、库文件、用户文件
按保护级别 可实行文件、只读文件、读写文件
按信息流向 输入文件、输出文件、输入输出文件
按存放时限 临时文件、永久文件、档案文件
按设施种类 磁盘文件、磁带文件、卡片文件、打印文件
按文件组织结构 逻辑文件、物理文件
9、文件结构
文件结构分为逻辑结构和物理结构
逻辑结构
用户架构的文件称为文件的逻辑结构。如用户的一篇文档、一个数据库记录文件等。逻辑文件有两种形式:流式文件和记录式文件。
流式文件是指用户对文件内信息不再划分的可独立的单位,如大家的word文件,图片文件等。整个文件是以顺序的一串信息组成。
记录式文件:是指用户对文件内信息按逻辑上独立的意思再划分信息单位,每一个单位为一个逻辑记录。记录式文件可以存取的最小单位是记录项。每一个记录可以独立存取。这个在数据库中大家学得比较多,容易理解。
2、物理结构
由文件系统在存储介质上的文件架构方法称为文件的物理结构。物理结构有:
1)顺序结构:在磁盘上就是一块接着一块地放文件。逻辑记录的顺序和磁盘顺序文件块的顺序一致。顺序文件的最大优点是存取速度快。
2)链接结构:把磁盘分块,把文件任意存入其中,再用指针把每个块按顺序链接起来。如此所有空闲块都可以被借助,在顺序读取时效率较高但需要随机存取时效率低下。
3)索引结构:磁盘不分块,文件的逻辑记录任意存放在磁盘中,通过一张索引表指示每一个逻辑记录存放地方。如此,访问时依据索引表中的项来查找磁盘中的记录,既合适顺序存取记录,也可以随机存取记录,并且容易达成记录的增删和插入,所以索引结构被广泛应用。
10、记录的成组与分解
1、记录的成组与分解是什么原因:因为磁盘块的大小是预先划分好的,大小固定,而逻辑记录的大小是用户文件性质决定的,未必和块大小一致。
2、记录的成组:把若干个逻辑记录存入一个块的工作称为记录的成组。每块中逻辑记录的个数称块因子。
3、记录的分解:这是记录成组的一个逆过程。经程是先从磁盘中找到记录所在的块,并将本块读入主存缓冲区,再从缓冲区取出所需要的记录送到用户工作区。假如用户所需的记录已经在缓冲区中,则无需启动外设读块信息,这也可以提升系统工作效率。
11、作业和作业步
1、作业:大家把用户需要计算机系统处置的一个问题称为一个作业
2、作业步:做完作业的每个步聚称为作业步。
12、作业控制方法
1、作业控制方法,包含批处置方法和交互方法。
批处置控制方法:也称脱机控制方法或自动控制方法。就是一下子交待任务,实行过程中不再干预。
批处置作业:使用批处置控制方法的作业称为批处置作业。
批处置作业进入系统时需要提交:源程序、运行时的数据、用作业控制语言书写的作业控制说明书。
交互控制方法:也称联机控制方法。就是一步一步地交待任务。做好了一步,再做下一步。
2、批处置作业的控制
1) 按用户提交的作业控制说明书控制作业的实行。
2) 一个作业步的工作总是由多个进程的合作来完成。
3) 一个作业步的工作完成后,继续下一个作业步的作业,直至作业实行结束。
3、交互式作业的管理
1)交互式作业的特征: 交互式作业的特征主要表目前交互性上,它使用人机对话的方法工作。
2)交互式作业的控制:一种是操作用接口,另一种是命令讲解实行。
操作用接口包含操作控制命令,菜单技术,窗口技术。
命令的讲解实行 一类是操作系统中的相应处置模块直接讲解实行; 另一类需要创建用户进程去讲解实行。
13、死锁
若系统中存在一组进程,它们中的每个进程都占用了某种资源而又都在等待其中另一个进程所占用的资源,这种等待永远不可以结束,则说系统出现了死锁。或说这组进程处于死锁状况。
14、有关临界区
1、并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区 .并发进程中涉及到相同变量的那些程序段是有关临界区。
2、对有关临界区的管理的基本需要。
对有关临界区管理的基本原则是:假如有进程在有关临界区实行,则不让另一个进程进入有关的临界区实行。
15、进程同步的意思:进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系,一个进程的实行依靠另一个进程的消息,当一个进程没得到另一个进程的消息时应等待,直到消息到达才被唤醒。
16、中断:一个进程占有处置器运行时,因为自己或自界是什么原因使运行被打断,让操作系统处置所出现的事件到适合的时候再让被打断的进程继续运行,这个过程称为中断。
17、中断机制
在它实行程序的时候,假如有另外的事件发生那样这个时候就需要由计算机系统的中断机制来处置了。
中断机制包含硬件的中断装置和操作系统的中断处置服务程序。
18、中断响应
处置器每实行一条指令后,硬件的中断地方立即检查有无中断事件发生,若有中断事件发生,则中止现行进程的实行,而让操作系统的中断处置程序占用处置器,这一过程称为中断响应。
19、中断屏蔽
中断屏蔽技术是在一个中断处置没结束之前不响应其他中断事件,或者只响应比目前级别高的中断事件。
20、存储保护:预防主存储器稳中有降个程序的相互干扰和保护稳中有降地区内的信息安全,限定各程序在规定的主存地区内实行,称为存储保护。
特权指令:即可能影响系统安全的指令。全文是为保护输入输出的完整性,把启动I/O等的一类可能影响系统安全的指令概念为特权指令。优点在于:这种方法不但保证安全地用外围设施,正确地传送信息,而且可降低用户为启动设施而需要知道外围设施特质与启动等工作,大大便捷了用户。
21、文件的保护与保密
1)文件的保护是预防文件被破坏。文件的保密是预防文件被窃取。
2)文件的保护手段:
可以使用树形目录结构、存取控制表和规定文件用权限的办法。
3)文件的常用保密手段:隐藏文件目录、设置口令和用密码等。
22、UNIX系统结构
UNIX的层次结构。
UNIX可以分为内核层和外壳层两部分。//内核层是UNIX是核心。/外壳层由shell讲解程序、支持程序设计的各种语言、编译程序和讲解程序、实用程序和系统库等组成。
UNIX系统的特点。
短小精悍 //简洁有效 //易移植 //可扩充 //开放性
23、线程的定义
线程是进程中可独立实行的子任务,一个进程中可以有一个或多个线程,每一个线程都有一个唯一的标识符。
进程与线程有很多相似之处,所以线程又称为轻型进程。
支持线程管理的操作系统有Mach,OS/2,WindowsNT,UNIX等。
24、通道命令
通道命令规定设施的操作,每一种通道命令规定了设施的一种操作,通道命令一般由命令码/数据。
主存地址/传送字节个数及标志码等部分组成。
通道程序
是一组通道命令规定通道实行一次输入输出操作应做的工作,这一组命令就组成了一个通道程序。
25、管道机制
把第一条命令的输出作为第二条命令的输入,这样进行连接的技术。
26、操作系统概述
移动技术
移动技术是把某个作业移到另一处主存空间去。最大好处是可以合并一些空闲区。
对换技术
把一个分区的存储管理技术用于系统时,可使用对换技术把不同时工作的段轮流装入主存储区实行。
27、UNIX系统的存储管理
1、对换技术:这就是前面大家所学的虚拟存储器在UNIX中的应用。磁盘上设置开辟一个足够大的地区,为对换区。当内存中的进程要扩大内存空间,而目前的内存空间又难以满足时,则可把内存中的某些进程暂换出到对换区中,在适合的时候又可以把它们换进内存。因而,对换区可作为内存的逻辑扩充,用对换技术解决进程之间的内存角逐。
UNIX对内存空间和对换区空间的管理都使用最早适应分配算法。
2、虚拟页式存储管理技术。 UNIX把进程的地址空间划分成三个功能区段:系统区段、进程控制区段、进程程序区段。系统区段占用系统空间,系统空间中的程序和数据常驻内存。其余两个区段占用进程空间,是进程中很驻内存部分。
通过页表和硬件的地址转换机构完成虚拟地址和物理地址之间的转换。
28、UNIX系统的I/O系统
缓冲技术:这个技术就是前面大家学过的虚拟设施在UNIX中的实质应用UNIX使用缓冲技术达成设施的读写操作。
29、进程的调度
大家用不一样的调度是为了优化,具体说来是提升处置器借助率,增大吞吐量,降低等待时间,缩短响应时间。
30、页式存储管理中为何要设置页表和快表?
在页式存储管理中,主存被分成大小相等的若干块,同时程序逻辑地址也分成与块大小一致的若干页,如此就能按页面为单位把作业的信息放入主存,并且可以不连续存放,为了表示逻辑地址中的页号与主存中块号的对应关系,就需要为每一个作业打造一张页表。
页表一般存放在主存中,当要按给定的逻辑地址访问主存时,要先访问页表,计算出绝对地址,如此两次访主存延长了指令实行周期,减少了实行速度,而设置一个高速缓冲寄存器将页表中的一部分存放进来,这部分页表就是快表,访问主存时二者同时进行,因为快表存放的是常常用的页表内容,访问速度非常快,如此可以大大加快查找速度和指令实行速度。