操作系统
操作系统
一、概述
1、定义
- 操作系统是直接控制和管理计算机硬件、软件资源，合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序集合。
2、操作系统分类
- 批处理操作系统
- 分时操作系统
- 实时操作系统
- 网络操作系统
- 分布式操作系统
3、操作系统的功能
- 处理机管理功能
- 存储器管理功能
- 设备管理功能
- 文件管理功能
- 用户接口
二、进程管理（处理机管理）
1、进程的状态
（1）进程：程序关于某个数据集合的一次执行过程。
（2）和程序进行比较进程的特征：
? ①结构特征：进程控制块(PCB) + 程序 + 数据 = 进程实体
? ②动态性-最基本特征：
? 进程：进程实体的一次执行过程，有生命周期。
? 程序：程序是一组有序指令的集合，是静态的概念。
（3）进程的三种基本状态：
? ①就绪状态：进程已获得除CPU之外的所有必需的资源，一旦得到CPU控制权 ，立即可以运行。
? ②运行状态：进程已获得运行所必需的资源，它正在处理机上执行。
? ③阻塞状态：正在执行的进程由于发生某事件而暂时无法执行时，便放弃处理机而处于暂停状态，称该进程处于阻塞状态或等待状态。
（4）进程的五种状态：
某一时刻单CPU系统中有n个进程，
- 处于运行态的进程最多为（
1），最少为（n）；- 处于就绪队列的进程最多为（
n-1），最少为（0）；- 处于阻塞队列的进程最多为（
n），最少为（0）。
2、前趋图
3、进程的同步与互斥
4、PV操作
- 临界资源：诸进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，如打印机、磁带机等
- 临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
- 信号量：是一种特殊的变量,也是OS提供的管理公有资源的有效手段
5、PV操作练习题
解题关键点就是找到对应关系，也就是谁等待，谁唤醒
**可以理解成P等待（阻塞进程），V 唤醒（唤醒进程） ** 并且要注意配对
6、PV操作与前趋势图结合
箭头开始是V（唤醒进程），结束是P（阻塞进程）
箭头开始是V，结束是P
7、死锁问题
- 进程管理是操作系统的核心，但如果设计不当，就会出现死锁的问题。如果一个进程在等待一件不可能发生的事，则进程就死锁了。而如果一个或多个进程产生死锁，就会造成系统死锁。
- 假设有n个资源，总共有K个进程，不发生死锁的至少资源为k×（n-1）+1
假设有n个资源，总共有K个进程，不发生死锁的至少资源为
k×（n-1）+1 = 3 ×（5-1）+1 = 13
8、解决死锁问题-银行家算法
-
银行家算法：分配资源的原则
- 当一个进程对资源的最大需求量不超过系统中的资源数时可以接纳该进程。
- 进程可以分期请求资源，但请求的总数不能超过最大需求量。
- 当系统现有的资源不能满足进程尚需资源数时，对进程的请求可以推迟分配，但总能使进程在有限的时间里得到资源。
-
实例
- 解决（B）
三、存储管理
- 存储管理主要是指对内存的管理，负责内存分配和回收，内存的保护和扩充。
1、分区存储组织
2、页式存储组织
- 练习题
（1）略
（2）看访问位为0的，就可以淘汰了
3、段式存储组织
4、段页式存储组织
5、快表
6、页面置换算法
- 试题
- 练习题
四、文件管理
1、索引文件结构
（1）：1KB/4B = 2^8 = 256 所以一个盘表装256个块，前面0-4已经有五个块了，所以256+5=261的逻辑块号，对应的也就是187的物理块号
2、文件和树型目录结构
3、空闲存储空间的管理
- 练习题
- 解答：