From 87ac91b7863cef1911519c5ed6ee2a4b9dfc4c0e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Didnelpsun <2675350965@qq.com> Date: Wed, 11 Aug 2021 23:46:03 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=9B=B4=E6=96=B0=E6=A6=82=E8=AE=BA?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- Operate-System/0-summary-ex.md | 34 ++++++++++++++++++++++++ Operate-System/0-summary.md | 47 +++++++++++++++++----------------- 2 files changed, 58 insertions(+), 23 deletions(-) diff --git a/Operate-System/0-summary-ex.md b/Operate-System/0-summary-ex.md index 9905486..3f2ab59 100644 --- a/Operate-System/0-summary-ex.md +++ b/Operate-System/0-summary-ex.md @@ -1,2 +1,36 @@ # 概述习题 +## 基本概念 + +### 特征 + +### 功能 + +**例题** 单处理机系统中，可并行的是()。 + +Ⅰ.进程与进程 + +Ⅱ.处理机与设备 + +Ⅲ.处理机与通道 + +Ⅳ.设备与设备 + +$A.$Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ + +$B.$Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ + +$C.$Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ + +$D.$Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ + +系统调用是由操作系统提供给用户的，它()。 + +$A.$直接通过键盘交互方式使用 + +$B.$只能通过用户程序间接使用 + +$C.$是命令接口中的命令 + +$D.$与系统的命令一样 + diff --git a/Operate-System/0-summary.md b/Operate-System/0-summary.md index 18bcf06..6268b6d 100644 --- a/Operate-System/0-summary.md +++ b/Operate-System/0-summary.md @@ -15,7 +15,7 @@ #### 处理器（CPU）管理 -在多道程序环境下，CPU的分配和运行都以进程（或线程）为基本单位，因此对CPU的管理可理解为对进程的管理。进程管理的主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。 +在多道程序环境下，$CPU$的分配和运行都以进程（或线程）为基本单位，因此对$CPU$的管理可理解为对进程的管理。进程管理的主要功能包括进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。 #### 存储器管理 @@ -27,7 +27,7 @@ #### 设备管理 -设备管理的主要任务是完成用户的I/O请求，方便用户使用各种设备，并提高设备的利用率，主要包括缓存管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能。 +设备管理的主要任务是完成用户的$I/O$请求，方便用户使用各种设备，并提高设备的利用率，主要包括缓存管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能。 ### 用户与计算机硬件系统之间的接口 @@ -44,7 +44,7 @@ + 联机命令接口：又称交互式命令接口，适用于分时或实时系统的接口，由一组键盘操作命令组成。用户输入一条指令，操作系统就执行一条指令。 + 脱机命令接口：又称批处理接口，使用于批处理系统，由一组作业控制命令组成。用户输入一堆指令，操作系统运行一堆指令。在操作系统运行这些命令时用户不可干预。 -批处理(Batch)，也称为批处理脚本。顾名思义，批处理就是对某对象进行批量的处理，通常被认为是一种简化的脚本语言，它应用于DOS和Windows系统中。批处理文件的扩展名为bat。 +批处理（$Batch$），也称为批处理脚本。顾名思义，批处理就是对某对象进行批量的处理，通常被认为是一种简化的脚本语言，它应用于$DOS$和$Windows$系统中。批处理文件的扩展名为$bat$。 #### 程序接口 @@ -54,7 +54,7 @@ #### 图形用户接口 -即图形用户界面GUI。指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。 +即图形用户界面$GUI$。指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。图形接口不算操作系统的一部分，但是其调用的系统调用命令是操作系统的一部分。 ### 作为扩充机器（虚拟机） @@ -70,9 +70,9 @@ + 并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件在宏观上是同时发生的，在微观上是交替发生的，操作系统的并发性指系统中同时存在着多个运行的程序。 + 并行：两个或多个事件在同一时刻发生。 -+ 一个单核(CPU)同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行（这些程序在宏观上是同时发生的，在微观上是交替进行的）。 ++ 一个单核（$CPU$）同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行（这些程序在宏观上是同时发生的，在微观上是交替进行的）。 + 操作系统是伴随着“多道程序技术”出现的，因此操作系统和并发是一同诞生的。 -+ 在如今的计算机中，一般都是多核CPU的，即在同一时刻可以并行执行多个程序，比如计算机是八核的，计算机可以在同一时刻并行执行八个程序，但是事实上计算机执行的程序并不止八个，因此并发技术是必须存在的，并发性必不可少。 ++ 在如今的计算机中，一般都是多核$CPU$的，即在同一时刻可以并行执行多个程序，比如计算机是八核的，计算机可以在同一时刻并行执行八个程序，但是事实上计算机执行的程序并不止八个，因此并发技术是必须存在的，并发性必不可少。 ### 共享 @@ -83,14 +83,14 @@ + 计算机中的某个资源在一段时间内只能允许一个进程访问，别的进程没有使用权。 + 临界资源（独占资源）：在一段时间内只允许一个进程访问的资源，计算机中大多数物理设备及某些软件中的栈、变量和表格都属于临界资源，它们被要求互斥共享。 -+ 比如QQ和微信视频。同一段时间内摄像头只能分配给其中一个进程。 ++ 比如$QQ$和微信视频。同一段时间内摄像头只能分配给其中一个进程。 #### 同时共享 + 计算机中的某个资源在在一段时间内可以同时允许多个进程访问。 -+ 同时共享通常要求一个请求分为几个时间片段间隔的完成，即交替进行，“分时共享”。 -+ 这里的同时指在宏观上是同时的，在微观上是交替进行访问的，只是cpu处理速度很快，我们感觉不到，在宏观上感觉是在同时进行。 -+ 举个例子：比如QQ在发送文件A，微信在发送文件B，宏观上两个进程A和B都在访问磁盘，在我们看来是同时进行的，但是在微观上两个进程A和B是交替进行访问磁盘的，只是时间太短，CPU处理速度太快，我们感觉不到。 ++ 同时共享通常要求一个请求分为几个时间片段间隔的完成，即交替进行，微观上“分时共享”。 ++ 这里的同时指在宏观上是同时的，在微观上是交替进行访问的，只是$CPU$处理速度很快，我们感觉不到，在宏观上感觉是在同时进行。 ++ 举个例子：比如$QQ$在发送文件$A$，微信在发送文件$B$，宏观上两个进程$A$和$B$都在访问磁盘，在我们看来是同时进行的，但是在微观上两个进程$A$和$B$是交替进行访问磁盘的，只是时间太短，$CPU$处理速度太快，我们感觉不到。 + 有时候多个进程可能真的是在同时进行资源访问，比如玩游戏时可以放音乐，游戏声音和音乐声音都能听见。 ### 虚拟 @@ -100,7 +100,7 @@ + 虚拟是把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物。 + 物理实体（前者）是实际存在的；而后者是虚的，是用户感觉上的事务。 + 虚拟技术：用于实现虚拟的技术。 -+ 虚拟处理器（CPU）：通过多道程序设计技术，采用让多道程序并发执行的方法，分时来使用一个CPU，实际物理上只有一个CPU，但是用户感觉到有多个CPU。 ++ 虚拟处理器（$CPU$）：通过多道程序设计技术，采用让多道程序并发执行的方法，分时来使用一个$CPU$，实际物理上只有一个$CPU$，但是用户感觉到有多个$CPU$。 + 虚拟存储器：从逻辑上扩充存储器容量，用户感觉到的但实际不存在的存储器。 + 虚拟设备：将一台物理设备虚拟为逻辑上的多台设备，使多个用户在同一时间段内访问同一台设备，即同时共享，用户宏观上感觉是同时的，但实际上是微观交替访问同一台设备的。 + 操作系统的虚拟技术科归纳为： @@ -109,8 +109,9 @@ ### 异步 -+ 异步指多道程序环境允许多个程序并发执行，但由于资源有限，如CPU只有一个，进程的执行并不是一贯到底的，而是走走停停的，它以不可预知的速度向前推进。 -+ 比如A进程正在占用CPU计算，B进程这时也想占用CPU计算，B进程只有等，等A进程算完了，A进程去访问磁盘资源了，这时B进程再占用CPU进行计算，B进程还没计算完，A进程从磁盘取出资源了，A进程发现B这时在占用CPU，这时A进程就需要等待，等B算完后再继续到CPU中进行计算。由于每个进程占用资源的时间不固定，所以进程的执行以不可预知的速度前进。 ++ 异步指多道程序环境允许多个程序并发执行，但由于资源有限，如$CPU$只有一个，进程的执行并不是一贯到底的，而是走走停停的，它以不可预知的速度向前推进。 ++ 比如$A$进程正在占用$CPU$计算，$B$进程这时也想占用$CPU$计算，$B$进程只有等，等$A$进程算完了，$A$进程去访问磁盘资源了，这时$B$进程再占用$CPU$进行计算，$B$进程还没计算完，$A$进程从磁盘取出资源了，$A$进程发现$B$这时在占用$CPU$，这时$A$进程就需要等待，等$B$算完后再继续到$CPU$中进行计算。由于每个进程占用资源的时间不固定，所以进程的执行以不可预知的速度前进。 ++ 操作系统必须在运行环境相同的条件下保证运行结果的一致性。 ## 操作系统的发展阶段 @@ -127,14 +128,14 @@ + 缓解了一定的人机速度矛盾，资源利用率得到提升。 + 缺点： + 内存只能有一道程序运行。只能串行执行。 - + CPU大量时间用于等待I/O的完成，资源利用率低。 + + $CPU$大量时间用于等待I/O的完成，资源利用率低。 ### 多道批处理系统 + 操作系统正式诞生，引入中断技术，从而能并发执行程序。 + 优点： + 多道程序并发执行，共享计算机资源。 - + 资源利用率提升，CPU和其他资源基本上忙碌，系统吞吐量增大。 + + 资源利用率提升，$CPU$和其他资源基本上忙碌，系统吞吐量增大。 + 缺点： + 用户响应时间长，无法人机交互，不能控制作业执行。 @@ -206,7 +207,7 @@ + 时钟管理：进程等的计时功能。 + 中断处理：负责实现中断机制。 -+ 原语：是一种特殊的程序，是最接近硬件的部分，这种程序的运行具有原子性，运行时间短，调用次数频繁，如设备驱动、CPU切换等。 ++ 原语：是一种特殊的程序，是最接近硬件的部分，这种程序的运行具有原子性，运行时间短，调用次数频繁，如设备驱动、$CPU$切换等。 + 系统资源管理功能：可能包含在内核中也可能不包含： + 进程管理。 + 存储器管理。 @@ -233,18 +234,18 @@ + 用户态道核心态之间的转换是通过中断实现的，且是唯一的途径。 + 而核心态道用户态之间的切换只用执行一个特权指令，将程序状态字PSW的标志位设置为用户态。 -1. 当中断发生时，CPU立刻进入核心态。 +1. 当中断发生时，$CPU$立刻进入核心态。 2. 当中断发生后，当前运行的进程暂停，并由操作系统内核对中断进行处理。 3. 对于不同的中断信号会进行不同的处理。 ### 中断的分类 -+ 内中断（异常、例外、陷入）信号来自CPU内部，与当前执行的命令有关。 ++ 内中断（异常、例外、陷入）信号来自$CPU$内部，与当前执行的命令有关。 + 自愿中断：指令中断。如系统调用时使用的访管指令（陷入指令、trap指令） + 强迫中断： + 硬件故障。（缺页） + 软件中断。（整数除0） -+ 外中断（中断）信号来自CPU外部，与当前执行的命令无关。 ++ 外中断（中断）信号来自$CPU$外部，与当前执行的命令无关。 + 外设请求。（I/O操作完成时发出的中断信号） + 人工干预。 @@ -256,10 +257,10 @@ ### 外中断的处理过程 -1. 执行外每个指令后，CPU都要检查当前是否有外部中断信号。 -2. 若检测到外部中断信号，则需要保护呗中断进程的CPU环境（如程序状态字PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器）。 +1. 执行外每个指令后，$CPU$都要检查当前是否有外部中断信号。 +2. 若检测到外部中断信号，则需要保护呗中断进程的$CPU$环境（如程序状态字PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器）。 3. 根据中断信号类型转入相应的中断处理程序。 -4. 恢复原进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行。 +4. 恢复原进程的$CPU$环境并退出中断，返回原进程继续往下执行。 ## 系统调用 @@ -278,7 +279,7 @@ 3. 执行系统调用相应服务程序（核心态）。 4. 返回用户程序。 -+ 陷入指令在用户态执行，执行陷入指令后立刻引发一个内中断，从而CPU进入核心态。 ++ 陷入指令在用户态执行，执行陷入指令后立刻引发一个内中断，从而$CPU$进入核心态。 + 发出系统调用请求的是在用户态，而对系统调用的相应处理在核心态下进行。 + 陷入指令是**唯一一个**只能在用户态执行，而不能核心态执行的指令。