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軟考總結---(四)作業系統知識

前言:下面和大家分享一下第四章的知識點,希望對大家有幫助。

(一)作業系統概述

1.【作業系統定義】

能有效地組織和管理系統中的各種軟/硬體資源,合理地組織計算機系統工作流程,控制程式的執行,並且向用戶提供一個良好的工作環境和友好的介面。

2.【作用】

通過對資源管理提高計算機系統的效率;改善人機介面,向用戶提供友好的工作環境。

3.【特徵】併發性、共享性、虛擬性、不確定性

4.【5大部分】

(1)程序管理:對時間進行管理,採用多道程式等技術將CPU的時間合理地分配給每個任務。
(主要包括:程序控制/同步/通訊/排程)
(2)檔案管理(主要包括:檔案儲存空間管理、目錄管理、檔案的讀/寫管理和存取控制)
(3)儲存管理迪歐主存器“空間”進行管理(儲存分配與回收、儲存保護、地址對映、主存擴充)
(4)裝置管理(輸入 /輸出裝置的分配、啟動、完成和回收)
(5)作業管理(任務、介面管理、人機互動、圖形介面、語音控制和虛擬現實等)

5.【作業系統的分類】

(1)批處理作業系統:單道/多道批處理(特點:多道、巨集觀上並行執行、微觀上序列執行)
(2)分時作業系統(特點:多路性、獨立性、互動性、及時性)
(3)實時作業系統(專用系統,僅允許操作並訪問有限的專用程式,不能隨便修改,互動能力差,響應時間能力強)
(4)網路作業系統(分類:集中模式、客戶端/伺服器模式、對等模式;三大陣營:UNIX、Windows NT、NetWare)
(5)分散式作業系統(多個分散的計算機經連線而成的計算機系統;透明性、可靠性、高效能)
(6)微型計算機作業系統
(7)嵌入式作業系統(微型化、可定製、實時性、可靠性、易移植性)

(二)程序管理

1.程式【順序執行】的特徵:順序性、封閉性、可再現性

2.程式【併發執行】的特徵

失去程式的封閉性、程式和機器的執行程式的活動不在一一對應、併發程式間的相互制約性。

3.【程序的組成】

PCB(程序控制塊):程序存在的唯一標誌
程式:描述了程序需要完成的功能
資料:程式執行時所需的資料及工作區

4.【程序的狀態】

執行:當一個程式在處理機上執行時
就緒:一個程序獲得了處理機外的一起所需資源,一單得到處理機即可執行
阻塞:一個程序正在等待某一事件發生而暫時停止執行,這時即使把處理機分配給程序也無法執行

5.【程序控制】

對系統中所有程序從建立到消亡的全過程實施有效的控制。

6.【原語】

(1)由若干條機器指令組成的,用於完成特定功能的程式段。
(2)特點:執行時不能被分割,即原子操作要麼什麼都做,要麼什麼都不做。
(3)核心中包含的原語主要有
程序控制原語(建立、撤銷、掛起、啟用、阻塞、喚醒)、程序通訊原語、資源管理原語、其他方面原語

7.【程序間的同步和互斥】

同步:多個程序可以併發執行每個程序都各自獨立、不可預知的速度向前推進
互斥:多個程序因爭用臨界資源而互斥執行。

8.【訊號量】

【公用】訊號量:實現程序間的【互斥】,初值為1或資源的數目。
【私用】訊號量:實現程序間的【同步】,初值為0或某個正整數。
程序同步可以用一個訊號量與訊息聯絡起來,當訊號量的值為0時表示希望的訊息未產生,非0訊息已存在。

9.【高階通訊方式】

【共享】儲存模式:共享某些資料結構
【訊息】傳遞模式:程序間資料交換以資訊為單位
【管道】通訊:連線一個讀寫程序實現它們通訊。共享檔案向管道提供輸入的傳送程式,以字元流的形式將大量資料送入管道

10.三級排程

高階排程:決定哪個成為【就緒】程式
中級排程:決定哪個就緒程式可以存入【記憶體】
低階排程:決定記憶體中哪個就緒程式可以【佔用CPU】

11.【產生】死鎖的4個必要條件

互斥條件、請求保持條件、不可剝奪條件、環路條件

12.死鎖的【處理】

(1)預防:破環四個必要條件之一
(2)避免:銀行家演算法
(3)檢測
(4)解除:資源剝奪、撤下程序

(三)儲存管理

1.儲存器層次結構:暫存器–快取記憶體–主存–外存

2.地址結構

頁號+頁內地址(地址長度為32,頁號為12~31,頁內地址0-11)

3.【段表暫存器】

在進行地址變換時,系統將邏輯地址中的段號S與段表長L進行比較。
若S>L,表示短號太大,訪問越界,產生越界訊號中斷;
未越界,則更段表的始址和該段號,計算出該段表項的位置,從中讀取主存中的起始地址,然後再檢查段內地址d是否超過段長SL。
若超過,即d>=SL,同同樣發出越界中斷訊號;
未越界,則該段的基址S與段內地址d相加,得到要訪問的主存實體地址。

4.【程式區域性性原理】

【時間】侷限性:程式中某條指令一單執行,在不久將來該指令【再次】被執行
【空間】侷限性:一旦程式訪問了某個儲存單元,則在不久的將來,其【附近】的儲存單元最有可能被訪問。

(四)裝置管理

1.【裝置分類】

(1)按資料【組織】分類:塊裝置、字元裝置
(2)按照【裝置功能】分類:輸入裝置、輸出裝置、儲存裝置、網路聯網裝置、供電裝置
(3)【資源分配角度】分類:獨佔裝置、共享裝置、虛擬裝置
(4)資料【傳輸率】分類:低、中、高速裝置

2.裝置管理中,主要利用的技術有:

中斷技術、DMA技術、通道技術、緩衝技術

3.I/O裝置軟體分層:

使用者程序–裝置無關軟體–裝置驅動程式–中斷處理程式–硬體

4.【磁碟排程】分類:移臂排程、旋轉排程
【先】進性【移臂】排程,然【後】進行【旋轉】排程

(五)檔案管理

1.【資訊項】檔案內容的基本單位

2.【檔案系統】:按名存取

3.檔案的【型別】

(1)按檔案性質和用途分類:系統檔案、庫檔案、使用者檔案
(2)資訊儲存期限分類:臨時檔案、檔案檔案、永久檔案
(3)保護方式:只讀檔案、讀/寫檔案、可執行檔案、不保護檔案
(4)UNIX系統分類:普通檔案、目錄檔案、裝置檔案

4.【檔案控制塊】:基本資訊類、存取控制資訊、使用資訊類

5.【目錄結構】

組織好檔案的目錄是設計檔案的重要環節
一級目錄結構(線性結構)、二級目錄結構(主檔案目錄、使用者目錄)、多級目錄結構
【檔案的【相對】路徑是從【當前】工作目錄下的路徑名】
【絕對】路徑名是從【根】目錄開始的完整檔名】

6.檔案的保護

儲存控制矩陣、存取控制表、使用者許可權表、密碼

7.【系統安全】

系統級、使用者級、目錄級、檔案級

8.【檔案系統可靠性】

轉儲和恢復、日誌檔案、檔案系統一致性

(六)作業管理

1.【作業排程演算法】

先來先服務、短作業優先、響應比高優先

2.【響應時間】=1+作業等待時間/作業執行時間

3.【使用者介面】

(1)控制面板式使用者介面:早期
(2)字元使用者介面:通過鍵盤輸入字元
(3)圖形使用者介面:圖形、多媒體
(4)新一代使用者介面:語言、手勢

總結:軟考的學習也是一個不斷重複不斷總結的過程,越重複越總結越清晰。在總結中不斷地完善和提高。