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操作系统:考研核⼼笔记
前⾔
本⽂主要记录了操作系统在考研408科⽬的考试重点考察内容,作为⾃⼰的⼀个笔记也是备忘录。供读者参考阅读,也可⽤于作为后端⼯程
师职位求职的操作系统的复习材料。确定不点赞收藏⼀波嘛?
⽂章⽬录
第⼀章:概述
第⼀章命题重点:
1.操作系统的概念、基本特征和功能,并⾏性与并发性。
2.操作系统提供的接⼝,命令接⼝和程序接⼝。
3.⽤户态和核⼼态,中断和异常,系统调⽤。
并⾏性与并发性
并⾏性和并发性是既相似⼜有区别的两个概念。并⾏性是指两个或多个事件在同⼀时刻发⽣。并发性是指两个或多个事件在同⼀时间间隔内
发⽣。
在多道程序环境下,==⼀段时间内,宏观上有多道程序在同时执⾏,⽽在每⼀时刻,单处理机环境下实际仅能有⼀道程序执⾏,故微观上这些程序
还是在分时地交替执⾏。==操作系统的并发性是通过分时得以实现的。
操作系统的特征
操作系统的功能
负责进程控制、存储管理、设备管理和⽂件管理、进程通信,以及向上层⽤户和应⽤程序提供⼀些可调⽤的系统接⼝ (命令接⼝、程序接⼝
和GUI)。
操作系统的接⼝
⽤户态与核⼼态
在计算机系统中,通常运⾏着两类程序:系统内核程序和应⽤程序,为了保证内核程序不被应⽤程序破坏,为计算机设置了两种状态:核⼼态(也称
为管态)和⽤户态(也称为⽬态),内核程序在核⼼态运⾏,⽽应⽤程序只能在⽤户态运⾏。
系统调⽤如图所⽰:
中断、异常
中断的本质作⽤: 将CPU的控制权交给操作系统 ,因此中断发⽣后CPU状态需要转为核⼼态。
中断处理和⼦程序调⽤的区别
⼦程序调⽤是 程序设计者事先在主程序中安排⼀条调⽤指令CALL,⼦程序的调⽤时间是固定的 。主程序调⽤⼦程序的过程 完全属于软件处理过程,不需要
专门的硬件电路 。
有中断请求时,先由 中断隐指令 完成中断前程序的状态保存,主要⼯作有: 1. 关中断 ; 2.保存PC, PSW( 由硬件完成 ,注:⼦程序调⽤是不需要保
存程序状态字PSW的。);3.根中据断向量引出对应的中断服务程序(即中断处理程序,属于操作系统内核) , 通⽤寄存器的保护由中断务程序完
成 。当中断服务程序运⾏结束后再 开中断 。
若系统⽀持“ 多重中断 ”,则多中断系统在保护被中断进程现场时关中断,执⾏中断处理程序时开中断。
系统调⽤
重点掌握 :①什么时候需要进⾏系统调⽤?②系统调⽤的过程?
什么时候需要进⾏系统调⽤?
系统中的各种共享资源都由操作系统统⼀掌管,因此在⽤户程序中,凡是与资源有关的操作(如存储分配、进⾏I/0传输以及管理⽂件等),都必
须通过系统调⽤⽅式向操作系统提出服务请求,并由操作系统代为完成。系统调⽤按功能⼤致可分为如下⼏类:
·设备管理。完成设备的请求或释放,以及设备启动等功能。
·⽂件管理。完成⽂件的读、写、创建及删除等功能。
·进程控制。完成进程的创建、撤销、阻塞及唤醒等功能。
·进程通信。完成进程之间的消息传递或信号传递等功能。
·内存管理。完成内存的分配、回收以及获取作业占⽤内存区⼤⼩及始址等功能。
理解 : 可能会影响到其他进程的操作,必然需要通过系统调⽤请求操作系统代为完成 。
系统调⽤的过程?
第⼆章 进程控制
第⼆章命题重点
1,进程和线程的⽐较,内校⽀持线程和⽤户级线程。
2,进程的状态变化,进程的创建与终⽌,进程的阻塞与唤醒。
3,作业运⾏的顺序与⽢特图,处理机调度的时机,各种调度算法 的特点,特别是⾼响应⽐优先调度和多级反馈队列调度算法的原理。
4,进程的并发执⾏, 的 , 的原理,掌握掌握经典的同步互斥问题并能灵活应⽤。
临界区互斥 软件实现⽅法 信号量机制
5.死锁的判断、安全序列,银⾏家算法。
进程与线程
进程与线程之间的⽐较
⽤户级线程VS 内核级线程
⽤户级线程:
⽤户级线程由应⽤程序通过线程库实现。
所有的线程管理⼯作都由应⽤程序负责(包括线程切换)
⽤户级线程中,线程切换可以在⽤户态下即可完成,⽆需操作系统⼲预。
在⽤户看来,是有多个线程。但是在操作系统内核看来,并意识不到线程的存在。(⽤户级线程对⽤户不透明,对操作系统透明,操作系统对线程进⾏
调度时仍然以进程为单位调度)
内核级线程:
内核级 由 完成。线程调度、切换等⼯作都由内核负责,因此 必然需要在 下才能完成。
线程的管理⼯作 操作系统内核 内核级线程的切换 核⼼态
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