2010年度自學(xué)考試操作系統(tǒng)概述知識(1)

更新時間：2010-03-19 10:39:31 來源：|0

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　　1、操作系統(tǒng)的分類

　　按照操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，大致可以把操作系統(tǒng)分為有單道和多道之分的批處理系統(tǒng)，有同時性和獨立性的分時系統(tǒng)，有嚴格時間規(guī)定的實時系統(tǒng)，可實現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可協(xié)調(diào)多個計算機以完成一個共同任務(wù)的分布式系統(tǒng)。我們使有的windows是網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)。

　　2、操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　操作系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)……轉(zhuǎn)自環(huán) 球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　層次結(jié)構(gòu)最大特點是整體問題局部化來優(yōu)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的正確性、高效性使系統(tǒng)可維護、可移植。

　　主要優(yōu)點是有利于系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試;主要困難在于層次的劃分和安排。

　　3、操作系統(tǒng)與用戶

　　(1)作業(yè)執(zhí)行步驟

　　操作系統(tǒng)提供給用戶表示作業(yè)執(zhí)行步驟的手段有兩種：作業(yè)控制語言和操作控制命令。

　　作業(yè)控制語言形成批處理作業(yè)。操作控制命令進行交互處理。

　　(2)系統(tǒng)調(diào)用

　　操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用主要有：文件操作類，資源申請類，控制類，信息維護類系統(tǒng)調(diào)用往往在管態(tài)下執(zhí)行。

　　當操作系統(tǒng)完成了用戶請求的“系統(tǒng)調(diào)用”功能后，應(yīng)使中央處理器從管態(tài)轉(zhuǎn)換到目態(tài)工作。

　　4、移動技術(shù)

　　移動技術(shù)是把某個作業(yè)移到另一處主存空間去(在磁盤整理中我們應(yīng)用的也是類似的移動技術(shù))。最大好處是可以合并一些空閑區(qū)。

　　處理器管理

　　一、多道程序設(shè)計系統(tǒng)

　　“多道程序設(shè)計系統(tǒng)” 簡稱“多道系統(tǒng)”，即多個作業(yè)可同時裝入主存儲器進行運行的系統(tǒng)。在多道系統(tǒng)中一點必須的是系統(tǒng)須能進行程序浮動。所謂程序浮動是指程序可以隨機地從主存的一個區(qū)域移動到另一個區(qū)域，程序被移動后仍不影響它的執(zhí)行。多道系統(tǒng)的好處在于提高了處理器的利用率;充分利用外圍設(shè)備資源;發(fā)揮了處理器與外圍設(shè)備以及外圍設(shè)備之間的并行工作能力?？梢杂行У靥岣呦到y(tǒng)中資源的利用率，增加單位時間內(nèi)的算題量，從而提高了吞吐率。(關(guān)鍵詞：處理器，外圍設(shè)備，資源利用率，單位算題量，吞吐率)，但要注意對每個計算問題來說所需要的時間可能延長，另外由于系統(tǒng)的資源有限，會產(chǎn)生飽和，因此并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率不成正比。

　　二、進程

　　1、概念

　　進程是一個程序在一個數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行。由定義知進程關(guān)鍵組成是程序、數(shù)據(jù)集。

　　進程通過一個控制塊來被系統(tǒng)所指揮，因此進程由程序、數(shù)據(jù)集和進程控制塊三部分組成。進程控制塊是進程存在的唯一標志 .進程是要執(zhí)行的，據(jù)這點可分將進程的狀態(tài)分為等待態(tài)然后是就緒態(tài)最后是運行態(tài)。

　　進程的基本隊列也就是就緒隊列和等待隊列，(因為進程運行了，也就用不上排隊了，也就沒有運行隊列了。)

　　如果進程由一所在隊列退出的操作稱為出隊，排入到一個指定的隊列的操作稱為入隊。系統(tǒng)中負責進程入隊和出隊的工作稱為隊列管理。

　　2、進程的調(diào)度

　　我們使用不同的調(diào)度是為了優(yōu)化，具體說來是提高處理器利用率，增大吞吐量，減少等待時間，縮短響應(yīng)時間。常用的算法有先來先服務(wù)、優(yōu)先數(shù)調(diào)度法、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法、分級調(diào)度(分級調(diào)度法可理解為多隊列法)。顧名思義來先服務(wù)調(diào)度是先來者，先服務(wù);優(yōu)先數(shù)算法是對每個進程確定一個優(yōu)先數(shù)，以決定先后。時間片輪轉(zhuǎn)法是把規(guī)定進程一次使用處理器的最長時間稱為“時間片”。讓就緒進程按就緒的先后次序排成隊列，依次運行。分級調(diào)度算法是由系統(tǒng)設(shè)置多個就緒隊列，每個就緒隊列中的進程按時間片輪轉(zhuǎn)法占用處理器，這就是分級調(diào)度算法。

　　3、進程的切換

　　進程切換指一個進程進處理器，另一個進程出處理器的過程。

　　若有一個進程從運行態(tài)變成等待態(tài)，或完成工作后就撤消，則必定會發(fā)生進程切換。

　　4、進程同步和通信

　　進程同步實際上是指并發(fā)進程之間的制約關(guān)系。即一個進程的執(zhí)行依賴另一個進程的消息。沒有消息時等待，有消息進被喚醒。

　　進程通信是進程之大量信息的方式。轉(zhuǎn)自環(huán) 球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　5、進程和死鎖(詳細見后)

　　三、可再入程序

　　一個能被多個用戶同時調(diào)用的程序稱做“可再入”的程序。

　　可再入程序必須是純代碼，即在執(zhí)行時自身不改變。

　　編譯程序和操作系統(tǒng)程序通常都是“可再入”程序。

　　存儲管理

　　一、中央處理器存儲下列中信息的速度依次為：寄存器最快;通過系統(tǒng)總線存取主存儲器的速度居中;輔助存儲器最慢。

　　寄存器用來存放臨時的工作信息和系統(tǒng)必須的控制信息。

　　主存儲器是CPU能直接訪問的惟一的存儲空間。

　　主存儲器中存放操作系統(tǒng)的核心部分，以及當前需執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。

　　主存儲器以“字節(jié)(BYTE)”為單位進行編址

　　輔助存儲器是存放操作下的非核心部分和其他程序和數(shù)據(jù)。容量大且能永久保存信息

　　磁盤的信息可隨機存取，磁帶上的信息只能順序存取。

　　二、儲器的地址：

　　主存儲器以字節(jié)為編址單位

　　1、物理地址與邏輯地址。

　　物理地址(絕對地址)：128MB的主存器有128×1024×1024=134217728 字節(jié)，所以它的內(nèi)存絕對地址就是從0到134217727。

　　邏輯地址：用戶程序中使用的從“0”地址開始的連續(xù)地址。

　　三、重定位

　　重定位即把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址。

　　重定位的方式有“靜態(tài)重定位”和“動態(tài)重定位”兩種。

　　(1)靜態(tài)重定位

　　在裝入一個作業(yè)時，把作業(yè)中的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn)換成絕對地址。這種轉(zhuǎn)換工作是在作業(yè)開始前集中完成的，在作業(yè)執(zhí)行過程中無需再進行地址轉(zhuǎn)換。所以稱為“靜態(tài)重定位”。

　　(2)動態(tài)重定位

　　在裝入一個作業(yè)時，不進行地址轉(zhuǎn)換，而是直接把作業(yè)裝到分配的主區(qū)域中。在作業(yè)執(zhí)行過程中，每當執(zhí)行一條指令時都由硬件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)轉(zhuǎn)換成絕對地址。這種方式的地址轉(zhuǎn)換是在作業(yè)執(zhí)行時動態(tài)完成的，所以稱為動態(tài)重定位。

　　動態(tài)重定位由軟件(操作系統(tǒng))和硬件(地址轉(zhuǎn)換機構(gòu))相互配合來實現(xiàn)。動態(tài)重定位的系統(tǒng)支持“程序浮動”，而靜態(tài)重定位則不能。

　　頁式管理

　　(1)采用頁式管理，使主存空間充分利用，頁不必為了得到連續(xù)空間而進行移動?？梢蕴岣呦到y(tǒng)效率。

　　(2)頁式存儲管理中為什么要設(shè)置頁表和快表?轉(zhuǎn)自環(huán) 球網(wǎng) 校edu24ol.com

　　在頁式存儲管理中，主存被分成大小相等的若干塊，同時程序邏輯地址也分成與塊大小一致的若干頁，這樣就可以按頁面為單位把作業(yè)的信息放入主存，并且可以不連續(xù)存放，為了表示邏輯地址中的頁號與主存中塊號的對應(yīng)關(guān)系，就需要為每個作業(yè)建立一張頁表。

　　頁表一般存放在主存中，當要按給定的邏輯地址訪問主存時，要先訪問頁表，計算出絕對地址，這樣兩次訪主存延長了指令執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度，而設(shè)置一個高速緩沖寄存器將頁表中的一部分存放進去，這部分頁表就是快表，訪問主存時二者同時進行，由于快表存放的是經(jīng)常使用的頁表內(nèi)容，訪問速度很快，這樣可以大大加快查找速度和指令執(zhí)行速度。

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