2.操作系统基础原理（软考笔记）

进程管理

进程状态：

在进程中，左为三态模型为基础，右边五态模型是满足较为复杂的情况，多了静止就绪状态和静止阻塞状态。其中，在等待状态和运行状态中，它没有直接从等待变到运行，因为cpu不允许直接将整个程序放入，因此是采用时间片的方式进行运行。静止就绪，例如打电话时听歌操作，当打电话的时候，把音乐挂上，在打电话完以后，则再调度回来。

前驱图：

表达任务的约束条件，哪些任务是共同完成，哪些是必须完成的。

进程的同步和互斥：

互斥：如千军万马过独木桥

同步：速度有差异，在一定情况停下等待。

注意：互斥和同步在这里并不是反义，互斥反义词是共享，同步反义词是异步。

PV操作：

P操作：阻塞操作

V操作：唤醒操作

 PV操作，假设对生产者进行分析，生产者生产一个产品：

1、使用P(S1),因此S=S-1   S1=0

2、进行判断为F，因此继续执行

3、放入产品，执行V(S2)  因此S2=S2+1  S2=1

4、判断为F，可继续执行生产者。

5、此时在这再进行P(S1),此时S1=0条件判断为T，所有程序要队列。

假设对消费者进行分析：

1、消费者对缓存中判断是否存在，执行P(S2), S2=0

2、判断为F，继续往下执行。

3、取出缓存，执行V(S1)，S1=0，判断为T，此时要调用进程，调用队列，也就是变相的提醒生产者。

PV操作与前驱图的结合：
解题：

 对于前驱图结合PV操作，有一个非常简单且高效的解决方法：

首先对前驱图进行分析，并且标出其信号量。

如上图中P1----->P2这一关系，首先标出信号量，P1为S1,P2为S2,P3为S3，P4为S4，P5为S5，这里标记信号量遵守的是，从上到下，从左到右的方法。

接着，最关键的地方就是对于------>，箭头左边（底端---），为V(S)操作；箭头右端（顶端 >）为P(S)操作，可以通过这个方法快速判断PV操作。

死锁问题：

（一般是计算最少多少个资源不会产生死锁）

关于计算多少资源不发生死锁的问题：k*（n-1）+1个资源。k为进程数，n为单个进程的资源数。

银行家算法：一般可以把选项代录，判断哪些能正常运行。

例题：

对于上述题目，首先我们得计算出，系统每个进程 剩下的资源数。然后去判断哪个进程可以先实行，并且不会出现死锁，进程的优先级，主要是为了保证没有死锁的条件下，完成进程释放资源。如系统剩下的资源数为R1=2,R2=1,R3=0,那么此时只能选择P2进程，因为P2进程只需要（2，2，1），而系统已经分配（2，1，1），在进程结束后，资源数又增加为（4，2，1），一次类推，就可以找到最合适的进程顺序。

计算样式如下： 

储存管理

分区存储组织：

首次适应算法：在首先能放入的空间，切出一个适合的大小。如4K，先遇到9K，就切9K给4K。

最佳适应算法：把空间练成一个链，找到最小且能容下这个空间的切片，再把剩下的空间链入链路。（缺点：切出的空间太小，碎片太多。）

最差适应算法：与最佳适应算法相反，这里用最大空间来切。

循环首次适应算法：把空闲空间连接成一个环状，用循环的方式，平均对空间进行存储。

页式存储组织：

存储的方式为页表型，将程序分为一块一块的程序，分别存进页里面，当需要用哪些程序部分就调入哪方面的程序。

优点：利用率高，碎片小，分配及管理简单。

缺点：增加了系统开销（页表记录了他们的关系，要定位时，肯定需要查表。）；可能产生抖动。 

段式存储组织：

存储方式是按空间来定，根据段的大小在内存空间切出相应的段，与页式存储不同，页表是固定分割。

段页式存储组织：

先分段再分页。 

快表：

页面置换算法：

最优算法、随机算法、先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法。

重点：先进先出（FIFO）算法、最近最少使用（LRU）算法。

 

文件管理

索引文件结构：

空闲存储空间的管理

位视图法（重要）：

 

设备管理

程序控制方式：主要为查询。

程序中断方式：会主动干涉。

DMA方式：专门建立控制器，cpu只做介入，主要都是由DMA来控制。

spooling技术：做等待作用，例如打印机的等待，当共同共用资源，就会开辟队列，这样就会任务等待。

微内核操作系统（明白微内核和单体内核的区别）