软件设计师备考（二）——操作系统基础知识

操作系统基础知识

• 一、思维导图
• 二、进程管理
• • 1、前驱图
  • 2、进程的状态及转换
  • 3、进程间的通信
  • 4、死锁问题
  • • （1）死锁产生的原因
    • （2）产生死锁的4个必要条件
    • （3）避免死锁
    • （4）预防死锁
    
    
  
  
• 三、存储管理
• • 1、分区存储组织
  • 2、页式存储组织
  • 3、段式存储地址
  • 4、段页式存储
  • 5、页面置换算法
  
  
• 四、文件管理
• • 1、索引文件结构
  • 2、相对路径与绝对路径
  • 3、空闲存储空间的管理
  
  
• 五、设备管理
• 六、微内核操作系统

1、前驱图

前驱图是一个有向无循环图，由节点与节点间的有向边组成，节点代表各程序段的操作，节点间的有向边表示前驱关系。
考点：通常与PV操作结合考察。

2、进程的状态及转换

就绪状态、运行状态、阻塞状态，三者之间的转换图为：

3、进程间的通信

同步
相互合作的进程在某些点上协调他们的工作，当一个进程到达这些点时，如果另一个合作进程没有完成某些操作，则需要停下来等待这些操作结束。
互斥
有些资源只能供一个进程使用，则都需要该资源的进程就成为了互斥关系。
同步是合作进程间的直接制约问题，互斥是申请临界资源进程间的间接制约问题。
信号量PV操作

4、死锁问题

（1）死锁产生的原因

两个以上进程互相因要求对方已经占有的资源，导致无法运行下去的现象。

（2）产生死锁的4个必要条件

1、互斥条件
资源一次仅允许一个进程使用。
2、请求和保持条件
已经获得部分资源后又请求资源被堵塞。
3、不可剥夺条件
资源在使用过程中不可被剥夺，只能使用完自己释放。
4、环路条件
发生死锁时，在进程资源有向图中必定构成环路。

（3）避免死锁

银行家算法

（4）预防死锁

预先静态资源分配法和资源有序分配法

1、分区存储组织

（1）固定分区
（2）可变分区
系统利用空闲分区表来管理主存中的空闲分区，请求和释放分区可以采用最佳适应算法、最差适应算法、首次适应算法、循环首次适应算法4种分配策略。
（3）可重定位分区

2、页式存储组织

考点：主要考察物理地址与逻辑地址之间的转换。
（1）高级程序语言使用逻辑地址，运行状态，内存中使用物理地址。
（2）优缺点
优点：利用率高、产生的碎片小、分配及管理简单；
缺点：增加了系统开销，可能产生抖动现象；

3、段式存储地址

（1）优点：多道程序共享内容，各程序段修改互不影响；
（2）缺点：内存利用率低，内存浪费大；

4、段页式存储

先分段再分页。
空间浪费小、存储共享容易，但管理的软件增加、开销大、速度慢。

5、页面置换算法

先进先出算法（FIFO）
最近最久未使用算法（LRU）

1、索引文件结构

目的是扩充自己的存储容量，但索引等级越高访问的效率越低。

2、相对路径与绝对路径

相对路径从当前路径开始；绝对路径从盘符开始。

3、空闲存储空间的管理

（1）空闲区表法
（2）位示图
字从1开始算，第1个字；
位从0开始算，第0位置；
（3）空闲块链
（4）成组链接法

（1）数据传输控制方式（内存与外设之间）
程序控制方式（程序查询方式）
程序中断方式（效率比程序控制方式高）
DMA直接存储访问（不需要CPU介入）
（２）虚设备与SPOOLing技术

（1）概念：将图形系统、文件系统、设备驱动及通信功能放在内核之外。
（2）优点：便于裁剪与移植、系统可靠性、稳定性和安全性高，用于分布式系统。
（3）部署图