文章目录

• 第一节：操作系统概述
• 第二节：进程管理
• • 1. 进程的状态
  • • <1> 三态模型
    • <2> 五态模型
  • 2. 前趋图
  • 3. 进程的同步与互斥
  • • <1> 互斥
    • <2> 同步
  • 4. PV操作
  • • <1> 相关概念
    • <2> 例题
  • 5. PV操作与前趋图
  • 6. 死锁问题
  • • <1> 例题
    • <2> 死锁的预防和避免
    • <3> 银行家算法
• 第三节：存储管理
• • 1. 分区存储
  • 2. 页式存储
  • 3. 段式存储
  • 4. 段页式存储
  • 5. 页面置换算法
  • 6. 例题
• 第四节：文件管理
• • 1. 索引文件结构
  • 2. 文件和树型目录结构
  • 3. 空闲存储空间的管理
• 第五节：设备管理
• • 1. 数据传输控制方式
  • 2. 虚设备与SPOOLING技术
• 第六节：微内核操作系统

第一节：操作系统概述

操作系统所具备的功能：

第二节：进程管理

1. 进程的状态

<1> 三态模型

在多道程序系统中，进程在CPU上交替运行，状态也在不断地发生变化，因此进程一般具有三种基本状态：运行、就绪和阻塞。

1. 活跃就绪：活跃就绪是指进程处于，在主存内并且可被调度的状态。
2. 静止就绪：静止就绪是指就绪进程被对换到辅存时的状态，它是不能被直接调度的状态。
3. 活跃阻塞：活跃阻塞是指进程在主存，一旦等待的事件产生便进入活跃就绪状态。
4. 静止阻塞：静止阻塞是指阻塞进程对换到辅存时的状态，一旦等待的事件产生便进入静止就绪状态。
5. 挂起状态：由于进程的不断创建，系统资源特别是主存资源已经不能满足进程运行的要求。这时，就必须将某些进程挂起，放到磁盘对换区，暂时不参加调度，以平衡系统负载。或者是系统出现故障，或者是用户调试程序，也可能需要将进程挂起检查问题。

2. 前趋图

前趋图是为了描述一个程序的各部分间的依赖关系，或者是一个大的计算的各个子任务间的因果关系的图示。

<2> 同步

在计算机系统中，多个进程可以并发执行，每个进程都以各自独立的、不可预知的速度向前推进，但是需要在某些确定点上协调相互合作进程间的工作。

<2> 例题

例题一：

答：A、C

5. PV操作与前趋图

（1）C、（2）A、（3）A

6. 死锁问题

进程管理是操作系统的核心，但如果设计不当，就会出现死锁问题。

死锁：

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

<1> 例题

例题：

2. 页式存储

做法：

将用户程序分成等分大小的页。例如将下图中的用户程序等分为4k一块的用户区域，每一个4k程序称为一个页，把内存当中的存储区也分成4k一块。如果要调入用户程序到内存中运行，不再是将整个程序一次性调入内存，而是需要运行哪些程序块，就将哪些页调入内存。

这样的做法需要一张页表，用来记录用户程序的页和内存中的块的对应关系。

解题过程：

1. 要求物理地址，先要把逻辑地址中的页号和页内地址分开

   因为4K=2¹²，故一个页的页内地址为12位，高于12位的部分为页号。故5A29H中，A29H为页内地址，5为页号。

2. 物理地址=页帧号（块号）+页内地址

   物理地址为6A29H。

3. 淘汰页号，只能淘汰在内存中的页面，故从页号为0、1、2、5中淘汰页面。被访问过的页面不能被淘汰，只能淘汰未访问的页面，故淘汰1号页面。

答案：D、B

3. 段式存储

段式存储，是指把一个程序分成若干个段进行存储（例如每个函数分为一段），每个段都是一个逻辑实体，它的产生是与程序的模块化直接有关的。

段表：

<4> 最近最少使用算法（LRU）：

刚刚被访问的页面不会被淘汰，即在保证最近使用的页面不被中断的情况下，将最少使用的页面淘汰。不会产生抖动，给进程分配的资源越多，进程表现的性能更好。

解题思路：

没有使用快表说明，每读一次内存块，需要现在内存中查表，然后再读取内存块。所以每访问一次内存块需要访问两次内存，一共6个内存块，故需要访问12次内存。

默认swap指令，无论占用多少内存块，都会一次性调入内存，故指令只会产生一次缺页。操作数一半在前一页，一半在后一页，则会产生两次缺页。故一共产生5次缺页中断。

答案：B、C

第四节：文件管理

1. 索引文件结构

解题思路：逻辑块好按顺序排列，故5号对应物理块号为58；一块磁盘数据块1KB，每个地址项大小为4字节，故一个磁盘数据块可以存放256个地址，故261号对应物理块号为187。

答案：C、D

2. 文件和树型目录结构

例题：

参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1rW411j7e7=23

参考文章：百度百科相关文章

来源：月光晒了很凉快