操作系统备忘

快速回顾操作系统时，对其的知识进行了整理，方便记忆。
由于研究生计划有变，暂不整理

操作系统

flowchart LR
    a1[进程与资源管理]-->b1[处理机]
    c1[存储管理]-->b2[主存]
    c2[设备管理]-->b3[设备]
    subgraph A[操作系统]
        a1-->c3[文件管理]
        a1-->c2
        a1-->c1
        c3-->c2
        c3-->c1
        end
    subgraph B[计算机硬件]
        b1
        b2
        b3
    end

概论

• 操作系统的发展变化

  • 批处理、分时
  • 单道程序、多道程序
  • 实时、网络、分布式

• 冯诺依曼体系结构——存储程序式

  • 集中顺序过程控制

• 操作系统的主要功能

  • 进程管理
  • 存储管理
  • 设备管理
  • 文件系统

• 现代操作系统的基本特征

  • 并发执行
  • 资源共享
  • 虚拟化
  • 异步性

• 操作系统的工作状态

  • 内核态/管态
  • 用户态/目态

• 术语

  • 特权指令/保护指令
  • 中断、异常、系统调用

• 分析操作系统的几种观点

  • 用户观点：操作系统为用户提供了哪些功能可以使用
  • 资源管理：整个操作系统由哪些部分组成
  • 进程观点：这些资源管理程序在什么时候开始起作用，以及在执行时如何相互联系
  • 模块分层设计：从操作系统构建角度 ，考虑操作系统的结构
  • 抽象与权衡

存储管理

存储管理的功能

【地址空间】→【存储空间】

• 内存的分配与回收
• 存储保护
• 地址转换
• 静态重定位
• 动态重定位
• 存储共享
• “扩充”内存容量

分区存储管理

• 固定分区
  • 基本思想
  • 优缺点
• 可变分区
  • 基本思想
  • 优缺点
  • 主要算法：BestFit、WorstFit、FirstFit、NextFit
• 覆盖与交换

页式存储管理

• 页面、页框
• 地址转换
  • MMU
  • 页表：多级页表、杂凑页表、反置页表
  • 快表
  • 页面的大小

段式内存管理

• 内存访问的局部性原理
• 虚拟存储器
  • 技术特征：离散性、多次性、对换性和虚拟性
• 页面置换策略
  • 最优置换：OPT
  • 先进先出：FIFO
  • 最近最少使用：LRU
  • 第二次机会算法
  • 时钟算法：Clock
  • 工作集策略
• 缺页中断

其他内容

• 内存抖动：大部分时间花在了页面调度上，只有很小一部分时间用于实际运算
  • 解决方法：局部置换策略、工作集算法、预留部分页面、挂起若干进程
• 写时复制技术
• 内存映射技术
• 存储保护