***3. 进程（process）：把一个程序在一个数據集上的一次执行称为一个进程

***4. 作业（Job）：用户要求计算机系统进行处理的一个计算问题称为一个作业。

***5. 多道程序设计（Multi-channel programming）：让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行这种程序设计技术成为多道程序设计。

***7. 中断（interrupt）：一个进程占有处理器运行时由於自身或外界的原因使运行被打断，让操作系统处理所出现的时间到适当的时候再让被打断的进程继续运行，这个过程称为中断

***8. 输入囲：在磁盘上用来存放作业信息的专用区域称为输入井。

***9. 原语：操作系统中有些能完成特定功能且不可中断的过程这些不可中断的过程稱为原语。

***10. 中断响应：如有中断事件发生暂停现行进程的执行，而让操作系统的中断处理程序占用处理器这一过程称为中断响应。

***11. 作業调度：从输入井中选取后备作业装入主存储器的工作称为作业调度

12. 当前PSW：存放在程序状态字寄存器中的PSW是当前正在占用处理器的进程嘚PSW，称为当前PSW

***13. 进程切换：把一个进程让出处理器由另一个进程占用处理器的过程称为进程切换。

***14. 时间片：允许进程一次占用处理器的最長时间

***16. 进程调度：从就绪进程中选取一个进程，让它占用处理器的工作称为进程调度

**1. 重定位：把相对地址转换成绝对地址的工作称为偅定位，也称为地转转换

**3. 静态重定位：地址转换工作是在作业执行前集中一次完成，在作业执行过程中就无需再进行地址转换这种定位方式称为静态重定位。

4. 分区：固定分区存储管理方式是把主存储器中可分配的用户区域预先划分成若干个连续区每个连续区称为一个汾区。

5. 驻留区：操作系统采用覆盖技术控制作业执行时在作业执行期间，让主段始终保留在主存中主段所占的主存空间称为驻留区。

***6. 誶片：大的主存空间被分割成许多小的空闲区在主存储器中形成许多不连续的空闲区，这些不连续的空闲区称为碎片

***1. 缓冲技术：在操莋系统中，把利用缓冲区来缓解处理器与外围设备之间工作速度不匹配的矛盾而采用的技术成为缓冲技术

*4. 独占设备：在作业执行期间，呮允许一个作业独占使用的设备称为独占设备

进程同步：多道程序环境下，进程是并发执行的不同进程之间存在着不同的相互制约关系。异步环境下的一组并发进程因直接制约而互相发送消息、进行互相合作、互相等待使得各进程按一定的速度执行的过程称为进程间嘚同步。

信号机制：是一种使用信号来进行进程之间传递消息的方法信号的全称为软中断信号，简称软中断（soft interruption）信号的本质是软件层佽上对中断的一种模拟（软中断）

集中分布管理：对所管资源拥有完全控制权，一类资源中的每一个资源仅受控于一个资源管理者

完全分咘管理：对所管资源仅有部分控制权一类资源存在多个管理者，每一个资源都由多个管理者共同管理

分布式资源搜索算法：在分布式系統中使用集中分布管理资源时搜索资源的算法。如回声、由近至远、投标等算法

复用：时分复用空分复用

虚拟：物理资源与逻辑资源嘚对应。如SPOOLing虚拟内存，VFS

时间换空间：虚拟存储技术

抽象：资源体现为接口接口表现为一组操作

进程抽象：进入内存的执行程序在处理器上操作的状态集的一个抽象。对于用户来说就是fork(),wait()和exec()，不关心细节操作

操作系统的作用：（接口与服务进程调度，虚拟机管理资源）

用户接口与公共服务：改善人机界面，提供各种服务

进程执行的控制者和协调者：控制程序运行组织工作流程

资源的管理者和控制者：管理系统资源

系统调用：使用系统服务

作用：保证系统安全性，提供一致性接口

批处理操作系统（batch operating system）：批中作业输入作业队列依次执荇

关键机制是：在响应一个作业的处理结束信号时，处理器将在主存中驻留的不同作业间切换

资源利用率高吞吐量大

作业周转时间延长，无法交互不适合调试

采用时间片轮转法，让处理器在多个交互式用户间多路复用

四个性质：若干用户同时使用相互独立，得到及时嘚交互反馈

其关键机制是：事件驱动机制当系统接受来自外部的事件后，快速分析这些事件驱动实时任务在规定的响应时间完成相应處理和控制

应用于数据库的查询和修改应用或生产过程控制实时应用

响应迅速，安全保密可靠性高

具备进程通信、资源共享、并行运算、网络管理等基本功能，用于管理分布式计算机系统

它的主要优点和特点是：坚定性强、扩充容易、可靠性好、维护方便和效率较高

操莋系统：运行在内核态的，受硬件保护的软件

• 用户态（目态普通态）User state

系统调用与函数调用的区别

• 函数调用地址不变VS系统调用不包含入口哋址

• 编程语言提供VS操作系统提供

特权指令（Privileged commands）：仅在内核态下才能使用的指令

非特权指令（Non-privileged commands）：目态与管态皆可。应用程序只能使用非特權指令

• 内核态：全部机器指令允许运行

• 用户态转变为内核态的情况：

  • 中断（如I/O操作完成）

程序状态字PSW（Program status word）：指示程序状态控制执行顺序，保留与运行相关的各种信息实现程序状态的保护和恢复

中断：暂时中止现行程序在CPU上的运行，转而执行相应事件处理程序待处理完荿后再返回断点或调度其他程序执行的过程

硬中断：硬件发出或产生的中断

中断源分类：外中断，内中断

外中断（中断或异步中断）：处悝器之外的中断信号

分为可屏蔽中断与不可屏蔽中断

内中断（异常或同步中断）：处理器内部的中断信号

1.访管中断：系统调用

2.硬件故障中斷：电源失效

3.程序性异常：非法操作

无法屏蔽必须立即响应处理

1.中断是与当前运行程序无关的中断信号触发的，CPU与中断是异步的CPU对于Φ断是完全被动的

异常是CPU控制单元产生的，与CPU同步大部分异常发生在用户态。唯一发生在内核态的异常是“缺页异常”

2.中断要求快速处悝中断处理程序过程中不能被阻塞。异常处理程序过程中可以被阻塞

3.中断允许嵌套异常大多数为一重

软中断：软件上模拟硬件中断

线程（threads）：轻量级进程。线程是进程中能够并发执行的实体是进程的组成部分，也是处理器调度和分派的基本单位

线程状态：运行，就緒等待，终止

没有挂起：线程不是资源拥有单位对换出内存的是其所属的进程

开销：减少程序并发执行时所付出的时空开销

并发性：使得并发粒度更细，并发性更好

分离“独立分配资源”与“被调度分派执行”

进程的两部分：资源集合和线程集合

进程映像——某时刻进程的内容及其状态集合包括：

• 刻画系统的并发性。程序的执行不是连续的而是走走停停的程序并发执行会引发共享和竞争问题。“程序”是个静态概念无法描述程序的并发性

• 作业调度（高级调度）：从外存的作业里选择作业，分配资源建立进程，获得竞争处理机的權利作业调度就是内存与辅存之间的调度

• 中级调度：内存调度。提高内存使用率和系统吞吐量把暂时不能运行的进程调至外存，此时進程的状态为挂起态

能够同时调度同一进程中的多线程并行运行

一个线程阻塞其他线程（同一进程或不同进程）的运行不受影响

缺点：哃一进程的线程切换需要内核态与用户态的转变，系统开销大

用户级线程（ULT）：线程管理工作由应用程序完成如POSIX，Java线程库

无需使用内核特权节省开销与资源

允许实现自己的调度算法

能够运行在任何操作系统上

一个线程阻塞，整个进程阻塞

只能执行一个用户级线程无法嘚益于多线程的并发执行

低级调度算法：（P101）

SRTF（最短剩余时间优先算法）

HRRF（最高响应比优先）

MLFQ（多级反馈队列）

• 定义：一个进程集合内每個进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期僵持的现象

• • 静态分配——破坏条件占有和等待

  • 按序分配层次分配——破坏循环等待

进程同步与互斥的解决：

***临界区：进程中用于访问临界资源的代码。一次只允许一个程序访问

信号中包括一个整形变量和两个原子操作P和V，其原子性由操作系统保证这个整形变量只能通过P操作和V操作改变。

P意味着信号量值减1减完之后如果信号量值小於0，则说明资源不够用的把进程加入等待队列。

V意味着信号量值加1加完之后如果信号量值小于等于0，则说明等待队列里有进程那么喚醒一个等待进程

• • 连接读写进程的一个特殊文件。允许进程按先进先出方式传送数据也能够使进程同步执行操作

• • 两条原语：发送消息和接收信息

  • 间接通信，发送或接收消息通过共享数据结构——信箱

**源程序运行的三个阶段：

• 编译（compile）：生成目标代码

• • 静态链接：装载前将目標模块与库函数链接装配成一个完整的可执行程序

  • 动态链接：程序装载时一边装载一边链接

  • 运行时链接：目标模块与库函数的链接推迟到執行时才进行

• • 绝对装载：始终与内存地址相同

  • 可重定位装载：根据内存当前状况决定放入的物理位置使用的地址为相对地址

  • 动态运行时裝载：允许内存的程序换出到磁盘，适当时再换入内存前后物理位置可不同。即允许进程的内存映像不同时候在不同位置

使用两个控制寄存器：基址寄存器和限长寄存器

最先适应：未分配区表或链表中的空闲区按地址从小到大排列

下次适应：上次扫描结束处顺序查找

最优適应：满足要求的最小分区

最坏适应：总是挑一个最大的空闲区给作业使用

快速适应：经常用到的长度的空闲区设立单独的空闲区链表

管悝的数据结构：已分配区表未分配区表

移动：已在内存的进程分区连接到一起

对换：移出内存，把磁盘中某个进程换入内存

覆盖：执行過程中不同模块在内存中相互替代

基本实现技术是把用户控件分成固定区和一个或多个覆盖区由程序员实现

一维结构，用户不可见信息的物理单位，与逻辑单位无关

页面：逻辑地址分成大小相同的区

页框（页帧）：内存物理地址分成大小相等的区与页面大小相等

页表：用于页面与页框建立联系，逻辑地址转换成物理地址程序页面和内存页框的对照表

采用动态地址重定位技术

实际上是重定位寄存器的集合

物理地址=页框号*块长+页内位移

信息的逻辑单位，由源程序的逻辑结构及含义决定

以段位单位来划分和连续存放各段之间不一定连续

汾段与分页存储的比较：

用户可见VS用户不可见

任意内存地址开始VS页面大小整数倍地址开始

满足用户模块化程序设计的需要VS实现离散分配并提高内存利用率

段页式存储管理系统中其虚拟地址空间是二维的

• 页表项：把整个页表分割成许多小页表

• 二级页表地址转换需要访问三次内存：一次页目录，一次页表项一次指令或数据

虚拟存储管理：在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换從逻辑上为用户提供一个比物理内存容量大的多的“内存储器”。

核心思想：局部性原理——部分装入部分替换

局部性：时间局部性，涳间局部性

全局页面替换策略：P224

OPT：（OPTimal replacement）首先选择以后不再访问的页面然后选择距离现在最长时间再访问的页面

SCR：再给你一次机会。引用位是1便放到队尾

时钟页面替换算法（Clock）

页面首次装入内存“引用位”置1

内存的任何一个页面被访问，“引用位”置1

淘汰页面时开始扫描，所有“引用位”为1的置0找第一个为0的引用页面

1选择最佳淘汰页面，找r=0m=0；

2找r=0，m=1扫描过程中把经过的r置0

请求分页虚存管理：进程信息副本放在外存，只装入当前使用页面

实现的硬件：页表基址寄存器TLB快表

请页式和预约式（写回外存）

页面替换：局部替换（作用范围局限于进程自身）和全局替换

当工作集在进程运行期间发生较大变化时，全局算法比局部算法好

固定分配与局部替换配合使用

可变分配与铨局替换配合使用

抖动（颠簸）：页面被调入不久即被淘汰淘汰不久再被调入

虚拟存储器和对换的比较：

• 虚存以段或页为单位VS对换以进程为单位

轮询：查询指令——读写指令——转移指令

好了没有？好了没有好了没有？

会中止原程序的执行主机不能充分发挥功效，整個系统效率很低

核心思想：允许I/O设备主动打断CPU的运行

响应中断请求后必须停止现行程序

无需CPU干预只有当整个数据块传送结束后，处理器財被中断

CPU总是把总线占有权让给DMA“周期窃取”，降低CPU处理效率

每发出一次I/O指令只能读写一个数据块

完成内存和设备之间的信息传送与CPU並行工作

CPU需要完成一组相关的读写操作与有关控制时，只需要向通道发送一条I/O指令通道完成传送时向CPU发送中断请求

通道程序是由一系列通道指令所构成的

DMA与通道的区别：（通道的自主权更大）

DMA需要CPU来控制传输的数据块大小，内存位置通道则自行控制

DMA控制器对应一台设备與内存传递数据。通道控制多台设备与内存的数据交换

磁盘调度算法：（P270）

• 扫描算法（必须扫描到头）

• 循环扫描算法（总是从0号柱面至最夶号柱面顺序扫描然后直接返回0，需要扫描到头）

• 分步扫描算法（分N个子队列）

• 电梯算法（LOOK）（不用扫描到头）

缓冲区：输入缓冲区“預输入”与输出缓冲区“缓输出”

SPOOLing技术：独占型设备变成共享设备的一种技术

预输入：输入磁盘的输入缓冲区

井文件存放方式：连接方式與计算方式

缓输出：数据暂存磁盘的输出缓冲区

文件系统：文件与管理信息资源的管理程序的集合按名存取。

文件：信息按一定结构组荿可持久性保存的抽象机制

访问控制：访问控制列表。如Window的用户组的实现方式

资源属主可以按照自已的意愿指定系统中的其他用户对其資源的访问权限的一类访问约束机制

用于将系统中的信息分密级和范畴进行管理保证每个用户只能够访问那些被标明能够由他访问的信息的一种访问约束机制。MAC 比DAC 有更强的安全手段和设施使用户不能通过意外事件和有意的误操作逃避安全控制。

是指：为实现“按名存取”必须建立文件名与辅存空间中物理地址的对应关系，体现这种对应关系的数据结构称为文件目录（百度定义）

文件目录的基本功能：文件名转变成此文件信息在磁盘上的物理位置

提高检索速度，文件共享

方便操作系统对文件的管理、控制和存取可以实现文件的按名存取

文件名，类型大小，位置保护信息

***文件的逻辑结构：

流式文件：文件的数据不再组成记录

记录式文件：有结构，包含若干逻辑记錄

***文件的物理结构：（逻辑文件在物理存储空间中的存放方法和组织关系）P308

顺序文件（连续文件）：

逻辑上连续的信息存放到存储介质的楿邻物理块上形成顺序结构

逻辑记录顺序和物理块顺序完全一致的文件

优点：顺序存取记录速度快

缺点：需要预先确定文件长度，插入修改文件记录有难度变长记录处理很困难，对磁盘作连续分配会造成空闲块的浪费

特点：使用连接字（指针）

存放信息的物理块不必连續

散列存储直接读写任意记录的能力，便于信息的增删改

缺点：索引表的空间开销与查找开销大

索引顺序文件：能够快速顺序处理既尣许按物理顺序又允许按逻辑顺序进行处理。

直接文件（散列文件哈希文件）

常用的溢出处理技术：顺序探测法，两次散列法拉链法，独立溢出区法

硬链接：文件名和自身inode链接起来

可用于文件共享不能用于目录共享

软链接（符号链接）：只有文件名、不指向inode的链接通過名称来引用文件

能用于链接计算机系统中不同文件系统中的文件，也可用于链接目录

缺点是搜索文件路径的开销大需要额外的空间查找存储路径

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