5.操作系统基础知识讲解.doc

操作系统基础知识 适用班级：软件设计师、网络工程师 主讲：xx 分值说明：软件设计师考5-8分（早上试题） 网络工程师考1-5分（早上试题） 一．操作系统基础知识 1 1.1 操作系统定义与作用 1 1.2操作系统的功能 1 二 进程管理 1 2.1 基本概念 1 2.1.1进程 1 2.1.2进程的状态及状态间的切换 1 2.1.3 进程的控制 1 2.1.4线程 2 2.2进程调度 2 2.2.1进程调度 2 2.3 进程的死锁 2 2.3.1 死锁的概念 2 2.3.3 死锁产生的条件 3 2.3.4死锁的处理 3 2.4 进程的同步与互斥 4 2.4.1进程同步的基本概念 4 2.4.2临界资源与临界区管理 4 2.4.3信号量机制和PV操作 4 2.4.4进程同步与互斥实例 4 三 存储管理 6 3.1基本概念 6 3.2 分区存储管理 7 3.2.1单一连续分区 7 3.2.2固定分区 7 3.2.3可变分区 7 3.2.4可重定位分区 7 3.2.5 覆盖技术 7 3.3 分页存储管理 7 3.3.1分页原理 7 3.3.2页表 8 3.3.3地址结构 8 3.3.4地址变换机构 8 3.3.5 快表 9 3.4分段存储管理 9 3.4.1 分段存储管理方式的引入 9 3.4.2分段系统的基本原理 9 3.5 虚拟存储管理 10 3.5.1虚拟存储原理 10 3.5.2虚拟存储器定义 10 3.5.3请求分页的硬件支持 10 3.5.4页面置换算法 10 3.6 工作集 11 四 设备管理 11 4.1 I/O系统的设备控制器 11 4.2 设备独立性 11 4.3设备驱动程序 11 4．4 spooling技术 11 五 文件系统 12 5.1 文件与文件系统 12 5.1.1 文件 12 5.1.2文件系统 12 5.2文件的结构和组织 12 5.2.1文件的逻辑结构 12 5.2.2文件的物理结构 12 5.3 文件目录 13 5.3.1文件控制块和索引结点 13 5.3.2目录结构 13 5.4文件存储空间管理 14 5.4.1 文件存储空间的管理 14 5.5 文件的共享 15 5.5.1硬链接 15 5.5.2符号链接 15 5.6 文件系统的安全与可靠 16 六 作业调度 16 试题部分 16 一．操作系统基础知识 1.1 操作系统定义与作用 操作系统有两个重要的作用： （1）通过资源管理，提高计算机系统的效率 （2）改善人机界面，向用户提供友好的工作环境 1.2操作系统的功能 1）进程管理 2）存储管理 3）设备管理 4）文件管理 5）作业管理 二 进程管理 2.1 基本概念 2.1.1进程 程序是静态的概念，是指令的集合。 进程是一个程序关于某个数据集的一次运行，可以和其他程序并发执行的一次执行。即进程是运行中的程序，是程序的一次运行活动。进程通常由程序、数据和进程控制块（PCB）组成的。 (1)程序:描述了进程需要完成的功能。 (2)数据:包括程序执行时需要的数据及工作区。 (3)进程控制块:是进程的描述信息和控制信息，由状态、优先级、访问权限等信息组成，是进程动态特性的集中反映，也是进程存在的唯一标志，系统根据PCB感知进程的存在，并且通过PCB中所包含各项信息的变化，掌握进程的状态并控制进程的活动。 2.1.2进程的状态及状态间的切换 三态模型 在多道程序系统中,有多个进程在并发执行，进程在处理器上交替运行,状态也不断地发生变化,因此进程一般有运行、就绪和阻塞3种基本状态。 (1)运行：当一个进程在处理机上运行时,则称该进程处于运行状态。显然对于单处理机系统,处于运行状态的进程只有一个。 (2)就绪：一个进程获得了除处理机外的一切所需资源,一旦得到处理机即可运行,则称此进程处于就绪状态。 (3)阻塞：也称等待或睡眠状态。在进程执行的过程中，出现了要求的数据尚未到达，或者要求启动某个I/O设备，必须等到I/O操作完成后才能继续执行的这些事件时，由于无法继续执行，进程变调用阻塞原语来把自己阻塞，称该进程处于阻塞状态。 图 进程的三态模型 2.1.3 进程的控制 进程的控制就是对系统中所有进程从创建到消亡的全过程实施有效的控制。 进程的创建：首先申请一个空白PCB，为新进程所需的程序和数据等分配必要的内存空间，然后初始化PCB内的各项内容，最后将新进程插入到就绪队列。 进程的阻塞：在进程执行的过程中，出现了要求的数据尚未到达，或者要求启动某个I/O设备，必须等到I/O操作完成后才能继续执行的这些事件时，由于无法继续执行，进程变调用阻塞原语来把自己阻塞，并插入到到阻塞对列。将处理机分配给