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2012计算机三级考试数据库考点串讲资料3

12-07-30

第三章操作系统 1、操作系统概念:一是管理系统中的各种资源;二是给用户提供一个友好的界面。 2、操作系统包括以下3个基本特征:并发性、共享性、随机性。 3、功能:进程管理、存储管理、作业管理、文...

第三章 操作系统
1、操作系统概念:一是管理系统中的各种资源;二是给用户提供一个友好的界面。
2、操作系统包括以下3个基本特征:并发性、共享性、随机性。
3、功能:进程管理、存储管理、作业管理、文件管理、设备管理
4、操作系统类型
(1)批处理操作系统:成批、多道,交互性不强。系统目标:提高资源利用率、作业吞吐量和作业流程自动化。
(2)分时操作系统:多路、交互性、独立性、及时性
(3)实时系统(实时控制、实时信息处理):及时、可靠
(4)嵌入式操作系统:高可靠性、实时性、占资源少、智能化、易连接、低成本等。
5、操作系统与用户的接口:程序级接口:系统调用命令组成。操作级接口:提供操作命令
6、操作系统的硬件环境(CPU、存储体系、中断系统、I/O控制和时钟)
(1)CPU:CPU状态:管态(CPU执行操作系统程序)和目态(CPU执行用户程序)
     目态到管态的转变的唯一途径是中断,通过修改程序状态字实现管态和目态的转换
(2)中断机制:
中断的实现需要硬件和软件结合完成。中断类型:强迫性中断和自愿性中断。
强迫性中断:不期望或不可预料的中断.如:输入输出中断、硬件故障中断、时钟中断、程序性中断。
自愿性中断:程序有意安排的访管指令或系统调用。
中断向量:中断处理程序的入口地址及运行环境(程序状态字PSW)
中断优先级由硬件规定,中断屏蔽由程序状态字的中断屏蔽位决定。通过中断屏蔽可以调整中断事件的响应次序
   (3)定时装置:定时装置硬件时钟通常分为两类:即绝对时钟和相对时钟。
    CPU对外部设备的控制方式:
1、循环测试I/O  2、中断  3、DMA(直接内存存取):高速外设与内存批量处理数据  4、通道处理(I/O处理机)
7、进程管理
(1)进程与程序的区别与联系:a.进程是程序的执行,是动态的;而程序是指令的集合,是静态的。
    b.进程有生命周期,即进程的存在是有限的,从运行到结束,是暂时的;而程序则是永久存在的。
    c.进程包括程序、数据和进程控制块(PCB)。
    d.一个程序可以有多个进程,一个进程也可以包含多个程序。
进程控制块PCB是一个数据结构,进程在内存中存在的唯一标志
(2)进程状态: 运行态, 就绪态,等待状态(阻塞状态)
(3)线程:CPU调度和分派的基本单位。共享进程资源。
(4)进程的通信
    临界资源是指一次只允许一个进程使用的资源:一个进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。它们不允许两个及以上的进程同时访问或修改。
    进程同步:多个进程协同完成任务。进程互斥:多个进程使用同一资源(临界资源)。
    低级通信:少量信息的交换(P操作和V操作)
    高级通信:大信息交换(消息机制(消息缓冲、信箱通信)、共享内存,管道)
    进程(线程)调度:先来先服务、时间片轮转、最高优先级(紧迫度高的进程)、 多级队列反馈算法:综合了FCFS、时间片轮转和可抢占最高优先数算法。
(5)死锁:
产生死锁的必要条件:互斥条件、不可剥夺条件、部分分配、循环等待
  死锁的预防: 破环必要条件之一:静态预分配(破坏部分分配)、资源有序分配(破坏环路等待)、 可剥夺资源(破坏不可剥夺性)
死锁的避免:银行家算法
死锁的检测:进程等待时检测、定时检测、系统利用率降低时检测
死锁的解除:资源剥夺和撤销进程
8、存储管理
(1)功能:内存的分配和回收、内存共享、存储保护(防止地址越界和操作越权)、地址映射(地址重定位)
内存扩充:让外存当作内存来使用
(2)碎片管理:解决碎片的方法是移动技术或紧凑(拼接)技术
(3)静态地址重定位:程序装入内存时,进行逻辑地址转换物理地址转换
动态地址重地位:程序运行过程中,要访问指令和数据才进行地址转换,需要硬件地址映射机制(基址寄存器和限长寄存器)
(4)空闲分区的分配策略:最先适应算法(地址从小到大找第一个满足进程空间大小的分区)
   最佳适应算法:分区表按容量从小到排序;最坏适应算法:分区按容量从大到小排序。
(5)虚拟存储管理:虚拟存储得以实现是由程序的局部性原理来决定的。程序的局部性原理包括时间局部性和空间局部
 (6)页面淘汰算法包括以下几种:最佳淘汰算法(OPT)、先进先出淘汰算法(FIFO)、最近最久末使用淘汰算法(LRU)
最近使用最少淘汰算法(LFU)(访问次数少)
  (7)影响缺页中断次数因素:a、分配给进程的物理页面数 b.页面大小 c.程序本身的编制方法
c、页面淘汰算法:最佳淘汰算法(OPT)能使缺页中断率最低
(8)颠簸(抖动):缺页率高引起。工作集模型解决颠簸(抖动)
9、文件管理
(1)逻辑结构:流式文件(基本单位字符)(如:源程序文件、目标代码文件,Unix的文件)和记录文件(定长和不定长记录),记录包含一个记录键和其他属性
(2)文件的物理结构:连续结钩、链接结构、索引结构及Hash结构等,文件的存取方式与物理结构有关。
UNIX三级索引表的计算:如果一个物理块可以存放256个块号,则三级索引表表示文件的大小 2563+2562+256+10
(3)文件目录:文件系统的最大特点就是“按名”存取
(4)文件控制块FCB是文件在内存中存在的唯一标志,文件目录是文件控制块的有序集合。
(5)多级目录结构,有利于避免文件重名;当前目录:可以提高检索速度。目录项分解法,它可以提高文件检索速度
(6)记录的成组:若干个逻辑记录合成在一个物理块中,每个块中的逻辑记录个数为块因子。
  10、设备管理
   (1)按设备的工作特性可以分为存储设备和输人/输出设备两种
   (2)按照资源分配方式可以分为独享设备、共享设备和虚拟设备3种
      虚设备技术,一类设备模拟另一类设备的技术。在高速设备(如高速大容量磁盘)上模拟低速设备 :SPOOLING是典型的虚设备技术,被模拟的设备称为虚拟设备。
   (3)按设备的数据组织分类:块设备(磁盘、磁带)和字符设备(打印机)。
   (4)通道可以分为以下3种类型:字节多路通道、选择通道和成组多路通道。
   (5)单缓冲区,双缓冲区,多缓冲区和缓冲池:解决外设与CPU速度不匹配问题
   (6)磁盘调度: 访问磁盘时间:寻道时间、旋转定位时间和数据传输时间。
     磁盘调度由移臂调度和旋转调度组成。移臂调度:先来先服务FCFS(大幅度移动)、最短寻道时间优先(饥饿,考虑了寻道优化),扫描算法(考虑方向和距离,考虑了寻道优化)
     旋转调度:目的较少旋转延迟时间。
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