?《操作系统基础》 一.
基本概念
1. 操作系统:用以控制和管理系统资源,方便用户使用计算机的程序的集合。
2. 多道程序设计:把一个以上的作业存放在主存中,并且同时处于运行状态。这些作业共
享外部处理器时间和外部设备等其他资源。 3. 多道批处理操作系统
1> 2>
作业道数:单道批处理系统中有一道作业在主存中运行。而多道批处理系统中有多道作业在运行。
批处理:即用户同其作业之间没有交互作用,不能直接控制其作业的运行,一般称这种方式为脱机操作或批操作。
4. 分时系统:所谓分时是指多个用户享用一台计算机,也就是说把计算机的系统资源(尤
其是CPU时间)进行时间上的分割,即将整个工作时间分成一个个的时间段,每个时间段成为一个时间片,从而可以将CPU工作时间分别提供给多个用户依次地轮流使用时间片。
5. 网络操作系统:(network sperating system)是使网络上各计算机能方便而有效德共享
网络资源,为网络用户提供所需的各种服务的软件和有关程序的集合。 6. 分布式操作系统:是分布式系统各计算机共享的一个公共操作系统。于单机操作系统一
样也是由内核以及提供系统各种功能的模块和进程组成的。 7. 重定位:要使程序装入主存后能正确执行,就必须修改程序中所有与地址有关的项。 8. 微程序设计:指把计算机控制器操作用微指令编成程序(称微程序或微代码)来实现的
过程。 9. 进程:是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 10. 线程:是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元。 11. 临界段:进程中访问共享变量的代码段。
12. 信号量:荷兰计算机科学家Dijkstra于1965年提出的一个同步机构称之为信号量。(一
个进程强制地被停止在一个特定地方直到收到一个专门的信号,该信号就是后来的“信
号量”—)
13. 同步、互斥:同步是指“异步事件能按照要求的时序进行以达到合作进程间协调一致的
工作”。在多数的单行性问题中最根本最重要的是进程间互斥,是解决同步的基础,互
斥也是一种同步。
14. 管程(monitor):由局部于管程的数据和一个或多个内部过程所组成的模块(或程序包)。 15. 死锁:指计算机系统和进程所处的一种状态。具体而言是在系统中的一组进程,由于竞争系统资源或由于彼此通信而永远阻塞,则称这种进程处于死锁状态。 16. 微内核:是一种能够提供必要服务的操作系统内核,其中这些必要的服务包括任务,线
程,交互进程(IPC)以及内存管理等。 二. 基本知识 1、基本常识 a.缓冲技术
缓冲,是外部设备在进行数据传输期间专门用来暂存这些数据的主存区域。在计算机工作中需要应用缓冲技术的根本原因是CPU处理数据速度与传输数据的速度不相匹配,用缓冲区来缓解一下期间的速度矛盾。
为了提高设备利用率,可增加缓冲区数。目前许多计算机系统广泛使用多缓冲区技术。以PDP-11的UNIX操作系统为例,整个系统有两个缓冲池。一个缓冲池是为了磁盘之类
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的块而设置的,该池有15个缓冲区,每个缓冲区的大小为514KB。另一个缓冲池是为慢字符设备而设置的,该池共有100个缓冲区,每个缓冲区大小为8byte。 b.中断技术
& 中断的概念:所谓中断是指CPU对系统中发生的异步事件的响应。(异步事件是指无一定时序关系的随机发生的事件)
& 中断逻辑与中断寄存器——程序中的问题所引起的中断和软件中断等,由于IBM-PC中具有很多中断源请求,他们可能同时发生,因此中断逻辑按中断优先级加以判定,究竟响应哪个中断请求。而在大型计算机中为了区分和不丢失每个中断信号,通常对每个中断源都分别用一固定的触发器来寄存中断信号,并规定其值为1时表示该触发器有中断信号,为0时无中断信号。将这些触发器的全体称为中断寄存器,每个触发器称为一个中断位。 & 中断类型——一按中断源的处理方法以及中断请求响应的方式等方面的不同划分为若干中断类型。如IBM-PC的中断可分为屏蔽中断(I/O中断),不可屏蔽中断(机器内部故障、掉电中断等)、程序错误中断(溢出、除法错等)、软件中断(Trap指令或中断指令INTn)等。像IBM370和IBM43系列等大型机中把中断划分为五类: ——机器故障中断
——输入输出中断
——外部中断 ——程序中断 ——访问中断
& 中断响应与中断屏蔽(CPU何时响应中断关系到两方面的问题——CPU何时响应中断;如何知道提出中断请求的设备或中断源。) & 中断处理 IBM-PC的中断处理过程大致如下,当处理器接受某中断请求时首先由硬件进行如下操作:
——将处理器的程序状态字PSW压入堆栈。
——将指令指针IP和程序代码段基地址寄存器CS的内容压入堆栈,以保存被中断程序的返回地址。
——取来被接受的中断请求的中断向量地址,以便转入中断处理程序。
——按中断向量地址把中断处理程序状态字取来,放入处理器的程序状态字寄存器
中。
c.操作系统与其他系统软件的关系
操作系统是整个计算机系统的管理者,是系统的控制中心。主要有以下三点:
——作业、作业步和进程的关系(所谓用户是指计算机为他工作的人,而作业是用户要求计算机给以计算机(或处理)的一个相对独立的任务。一个作业一般可以分成几个必须顺序处理的工作单位或步骤,称为作业步。而一个作业步又可以细分为若干个作业步任务——进程,而一个进程又可能要执行多个线程。
——重定位的概念,重定位是多道程序中最基本的概念,对程序进行重定位的技术目前按重定位的时区分为两种:
1>
静态重定位:它在程序装入主存时,由连接装入程序进行重定位。程序开始运行前,程序中各与地址有关的项均已重定位完毕(即已将程序中的相对地址转换为绝对地址了)。
2>
动态重定位:重定位不是在程序装入过程中进行。在处理器每次访问主存时,由动态地址变换机构(硬件)自动进行把相对地址转换为绝对地址。 绝对地址、相对地址和逻辑地址空间 ——绝对装入程序和相对装入程序
II
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III
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d.操作系统的接口功能+++ 2、进程管理 。。。。。。待续。。。
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