操作系统原理课堂记录.docVIP

操作系统原理 1、改革： 时间提前 实验改革，课时：（72/64+8） 48+16 内容：原理/Linux 2、大的背景 统考：数据结构/操作系统/计算机网络/组成原理/编译原理 3、双语 4、内容（考研大纲） 前六章（第七章） 明确的几个问题 为什么要学习操作系统？ 怎么学？ 什么是操作系统？ 从两个不同的角度来考察： 系统： 用户： 设计的目标是什么？ 历史发展过程中曾经出现过典型代表以及他们所解决和未能解决的问题 Open：开放源代码（开源软件）/版权软件 《操作系统革命》 折衷：性能，经济性，硬件限制，使用条件 层次结构 Queue 简单的批处理能否真正提高效率？ 一个作业只要进入系统开始运行，必须做完才能调度下一个作业。 某个作业可能需要大量的访问存储器 瓶颈：存储器的速度和CPU速度越拉越大 因此提出新的“多道批处理” 处理机（CPU）调度：公平，效率 存储管理：存储器的分配，保护，回收，重定位（逻辑地址，相对地址），物理地址 计算机病毒的雏形WORM 设备管理：通道 多道批处理效率提高了，但是存在缺点：缺少交互性，平时周转时间比较长 分时系统（时分多路复用） 平均响应时间减少（十个作业，每个时间片20ms） 引入了换入换出，所以对需要调整的作业，可以暂时中止其执行，将其换出内存进行修改，增加了交互性 OS/2，MacOS 推动操作系统发展的动力是什么？ 硬件的发展 用户的需求 并行系统/计算 程序设计（软件工程） 耦合度 面向对象的程序设计/降低耦合度/封装 A-B 面向对象（Java）：设计模式 银河，曙光 巨型机 Wintel联盟 寻找外星人 C/S：QQ，MSN，对于客户始终是在向服务器发送请求 P2P：PPS，Web迅雷 B/S：Web Service：论坛，教务管理系统 实时系统：导弹飞行控制 嵌入式操作系统（硬件小型化，微型化的需要） Windows CE/GPS导航仪 手机：Windows Moblie/Nokia赛班/Linux ARM处理器及其编程 Microsoft IBM PC-DOS MS-DOS CP/M Mac OS MID/E-PC 8in/10in 特性 并发：在一段时间间隔内，多个任务同时进行 并行：在同一时刻，多个任务同时进行 功能 设计结构 Java/多线程 并发程序设计中，进程始终在变化，是一个动态的概念。 程序的每一次执行，当输入数据不同时，输出结果可能也不同 进程就是程序的一次执行， 进程是资源分配与调度的单位，可以并发的。 线程是一个更小的单位，只是作为CPU调度的单位，而不作为资源分配的单位。一个进程可以包含多个线程，线程可以共享进程的资源。 任何一台计算机都是虚拟机。用的是计算机硬件吗？用的是操作系统以及操作系统之上其他软件。 多进程/多线程可以合作完成一项任务。 存储器是分层次 寄存器-Cache高速缓存-内存-磁盘-光盘-磁带 垃圾收集机制：实时控制程序 现代计算机最大的瓶颈是I/O设备与CPU速度不相匹配的问题 CPU与内存速度不匹配 用户与操作系统的接口：1、图形用户界面GUI 2、字符命令方式：Linux 3、系统调用：提供给程序员的对计算机资源进行控制的编程接口，以函数库的形式提供。 第三次课： 传统程序不能满足需要，问题解决：进程Process 单处理机系统（硬件发展）：多核处理器 A，B，C窗口 2：00，南京（C/Server） 20-1，20-1，20-1张 五个哲学家，围坐在一张桌子边，放着一盘面条，左、右手各有一根筷子。Thinking,eat. 每个哲学家占有了一根筷子，再去申请另外一根。 进程有不同的优先级，当有一个优先级更高的进程进入就绪队列，而调度算法采用的是剥夺式（抢占式）调度策略时，当前进程会进入就绪状态让出CPU给优先权更高的进程使用。 就绪状态：当一个进程获得了除CPU（处理机）之外的所有其他需要的资源时。 卡耐基—梅隆大学 通信的命令： 第四周：进程同步 必须对并发的进程进行控制：异步/不可再现性 吃香蕉： 进程的推进是“走走停停”，不可预知的顺序 逻辑错误 软件测试：软件测试只能证明程序有错，不能证明程序无错。 数学证明：程序设计方法学（霍尔，何积丰） 可信计算 进程的运行状态：目标态/管态 用户态/核心态 User Mode/Kernel Mode 忙等待（busy-waiting） Peterson方法（忙等待） 优先级反转问题 Minix Linux 荷兰，数据结构（信号量，int类型的变量） P/V Wait/signal Down/up 信号量的物理含义：表示当前可用的资源数目，如果该值为0，表示可用的资源正好分配完毕，如果该值为