计算机四级网络工程师--《操作系统(Operating System)》重点内容学习2

开篇语

今天第二次看《操作系统》,所幸上学期学了单片机工作原理,否则估计我真的是懵逼的!三月份的计算机的等级考试是在月底3/25-28的。所以不做好笔记,到时候考前还得重新学一遍,所以继续开启简书的学习笔记模式。前面还有一篇类似的:
计算机四级网络工程师--《操作系统(Operating System)》重点内容学习

好喜欢这张图,希望是我的文章封面

正文

一、存储系统

在计算机系统中存储层次可分为,处理器上的寄存器、高速缓冲存储器、主存储器(内存)、辅助存储器(外存)四级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。

1、存储设计存在的三个问题:

  • 存储容量:这个需求永无止境
  • 读写速度:需要能够匹配当前的处理器
  • 经济成本:要选择最合适的成本,进行一定的优化。
随手一画,不要在意-----存储体系结构图

2、存储保护
存储保护有两个方面:

  • 界地址寄存器--用于给定地址上限与下限,规定某个程序占用不得超出界限、或者是基键与长度键,不知道的自己去查
  • 存储键--进程调入内存时,设置存储键,每次调用之前查询存储键,给定与进程存储键键值和地址键值一致

3、中断与异常机制
(1)该机制的特点:

  • 中断随机
  • 中断可恢复
  • 中断自动处理
    (2)内容
分类的内容,图片没处理好,不处理了

其中中断与正在执行的指令无关,可以采取中断屏蔽;
但是异常与正在执行的指令有关,不可以屏蔽。

总的来说可以分为五类中断:
**
I/O 中断
时钟中断
硬件故障中断
程序性中断(貌似考这个的概率比较大,因为这个最搞不清)
系统调用中断
**
(PS:系统调用:是OS为用户程序设置的唯一的用户程序获取OS服务的途径
目态-->管态

4、I/O技术
I/O控制方式有三种:通道控制、DMA控制、缓冲技术
目前最广泛采用的基本是缓冲技术,其中缓冲技术又分为三种:单缓冲区、多缓冲区、缓冲池

5、时钟
时钟是微机上所有的软件获得时间的来源。一般分为硬件时钟和软件时钟。按照用途可分为绝对时钟和相对时钟。

二、进程线程模型(听说是OS考试最大重点,我看也是)

1、并发环境与多道程序设计

  • 程序的顺序执行
    顺序环境:独占资源,不受外界的影响,无交互
  • 多道程序设计
    独立性、随机性、资源共享性
  • 程序的并发执行
    (1)执行期间相互制约
    (2)程序与计算不再一一对应
    (3)并发执行结果不可再现(这一点出题最多)

2、进程(正在执行的程序-系统进程、用户进程)

  • 特征
    并发性、动态性、独立性、交往性、异步性

  • 进程基本状态模型:
    三进程状态
    五进程状态
    七进程状态

  • 三种基本状态:
    就绪状态:除了CPU之外一应俱全(多的时候就形成了就绪队列)
    运行状态:获得了CPU的使用权
    等待状态:正在进行的进程因为意外暂停退出CPU的使用

  • 扩展状态:
    创建状态:未进入就绪队列
    结束状态:从系统队列移除但是还没有撤销
    挂起状态:把一个进程从内存移到外存中
    激活状态:从外存移动到内存
  • 状态转换

举个栗子:CPU是个好姑娘(唔,花魁吧,是这个叫法吧),进了内存(chun楼)的都是进程(为了花魁而来的文人才子),那就不管你是在哪儿,进来了就算是进程了。然后,如果有多个花魁,那就是多道操作系统了。可以容几个进程共同使用CPU嘛,如果只有一个,那就只能同时一个进程,所谓异步并发,其实就是,这个进程在比如0-10秒用一下CPU,10-20秒就归另外一位进程使用CPU,反正CPU快得很,一个个的应付都是小意思。用户(看客?👀)根本看不出来多个进程用一个CPU,在他们看来那就是所有的进程都有CPU可用,就绪状态,就等于是已经排好队了,啥都有了,就等着进姑娘的房间脱裤子了。运行状态,那就不说了,大家都懂~~~等待状态,那就是突然家里打电话过来了,maybe查房的来了。需要时间出去房间应付下,然后回来就会继续排队,毕竟CPU你不用,人家还要用的呢,就差不多是这样了。其他自己去脑补吧。

(此处并非有任何别的除了打比方之外的想法,不喜勿喷,想喷出门请左拐,掉坑里去吧)

转化图如下:切记,只有就绪状态和执行状态可以相互转化,就是上面那个 轮流使用CPU的是时候


转换图如上
  • 进程控制块(PCB)
    进程控制块中的内容是:调度信息、现场信息
    进程由程序、数据、PCB组成
    其中PCB是灵魂,程序、数据是肉体

  • PCB表的组织方式

    • 线性:直接找,一个个找,没有额外的开销,只是速度慢点
    • 索引:建个表,慢慢找,有额外的开销,但是速度挺快的
    • 链接:按照相同的状态的进程分块,一个个找。
  • 进程控制
    创建、撤销、完成,通过原语完成

  • fork()的使用
    fork是在父进程下开一个子进程的函数。执行一次,返回两个结果,一个是父进程返回的子进程的PID 也就是子进程的代号。还有一个是子进程返回的0

fork()后的代码是两个进程共有的,会执行两次后面的代码。结果返回一个child:x=2 parent:x=0
最经典的考题,会问你返回几个hello! 是两个啊!

结束语

先到这里了。

先到这里的原因
why ? Reason here

有没有要一起考试的啊。可以建群交流哦~~~~我是十分欢迎的 而且我还有好多资料。。但是体积太大,我实在懒得一个个的发了。有需求的小伙伴可以来问我。

我的资料咯,三四级的

个人宣言

知识传递力量,技术无国界,文化改变生活!

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