操作系统原理

                                                                   操作系统

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1.操作系统的主要作用

         设备管理、进程管理、存储管理（内存管理）、文件管理（文件系统）。

2.操作系统的分类

              单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统（Unix就是多用户分时系统）、实时系统（操作系统工作时对各种资源进行动态分配，处理事务的能力较强，速度较快）

3.进程管理：

进程概念：进程是具有独立功能的程序，是关于某个数据集合的一次运行过程。是处理器分配与运行的单位。

进程与程序的区别：1.程序是静态的是永久的，而进程是动态的有生命周期；2进程= 程序+数据+PCB(用来存储进程运行时的所有信息)；3.一个程序可以对应多个

                               进程（程序多开）4.一个进程可以包含多个程序（这些程序可以看作是一个大程序）

进程的特征：动态、并发、独立、制约、异步

进程与作业：作业是计算机完成一个任务的总和，进程是完成一个程序的过程（作业进入了就绪状态开始到结束叫进程），后者是动态的。

进程与线程：线程是操作系统为了进一步提高效率，避免因进程间的切换耗费时间而引入的，之所以能提高效率是由于同一进程的线程间共享内存等资源，切换速度比较快。

                     但 由此也增加了系统管理的负担，需要有相应的线程调度算法。线程是基本的处理机调度单位，一个进程有独立的内存单元，线程则共享创建它的进程所拥有

                     的内存和其他资源，但线程是可独立执行的（他有自己的堆栈），一个进程可以有多个线程并发执行；
进程的并行与并发：某个时段，有多个程序运行叫并发（一段时间多个程序进入了内存，单道先后处理）；某个时刻，有多个程序许运行叫并行（至少要有两个cpu）。并行

                               就只是并行，并发某些情况下有可能涵盖并行。

进程的运行状态：

                         创建：为程序分配内存空间，PCB等资源

                         就绪：具备分配CPU的条件等待运行

                         运行：分配到CPU，正在处理

                         等待：等待事件处理（I/O输入、资源），结束后进入就绪状态

                         结束：释放空间，系统记录进程整个运行信息。包括直接结束和连同子进程一起结束

父进程创建子进程：共享所有资源，共享一部分父进程资源，和不共享父进程资源。运行关系分为：并发（和子进程同时运行）和等待（等待子进程运行结束）

进程调度算法：1.先到先服务

                        2.最短作业优先调度

                        3优先级调度（无穷阻塞解决办法之一老化）

                        4.轮转法调度（分时操作系统的实现算法，缺点：过度依赖时间片（时间片至少要比上下文切换时间长））

                        5.多级队列调度（就绪对列根据进程类型分为多个组每个组都有自己的调度算法，组之间通常采用优先级调度）

                           与多级反馈队列调度（在多级队列调度的基础上允许进程在队列之间移动，等待时间过长移入优先级高的队列，

                           占用CPU时间过长移入优先级低的队列，通常将I/O约束和交互进程放在优先级高的队列）          

中断和轮询的特点： 

                        轮询：对I/O设备的程序轮询的方式，是早期的计算机系统对I/O设备的一种管理方式。它定时对各种设备轮流询问一遍有无处理要求。

                                轮流询问之后，有要求 的，则加以处理。在处理I/O设备的要求之后，处理机返回继续工作。尽管轮询需要时间，但轮询要比I/O

                                设备的速度要快得多，所以一般不会发生不能及时处 理的问题。当然，再快的处理机，能处理的输入输出设备的数量也是有一定

                                限度的。而且，程序轮询毕竟占据了CPU相当一部分处理时间，因此，程序轮询是一种 效率较低的方式，在现代计算机系统中已

                                 很少应用。

                   中断：程序中断通常简称中断，是指CPU在正常运行程序的过程中，由于预先安排或发生了各种随机的内部或外部事件，使CPU中断正

                                    在运行的程序，而转到为响应的服务程序去处理。

                         轮询——效率低，等待时间很长，CPU利用率不高。 　　中断——容易遗漏一些问题，CPU利用率高。

进程通信的方式：1.存储共享  2.消息传递 （阻塞和非阻塞两种）