软考路上——操作系统

计算机系统由硬件和软件两个部分组成,缺一不可,只有硬件、没有软件的计算机(裸机)就像一个没有灵魂、没有思想的植物人,根本无法运行;而硬件又是软件的载体,说白了,软件就是硬件的状态,软件就是由硬件的两种状态(高低电平)来体现的,所以没有硬件,软件也就不存在。

正巧这次自考和软考碰到一块了,索性一起总结一下操作系统的知识。画了满满的一张图,还是先宏观再微观地来看一下吧:

整体上把操作系统所涉及的知识点分为处理器、存储、文件和外围设备四部分:

处理器

处理器是整个操作系统的核心。

进程是程序的一次动态的执行过程,为了进一步提高资源利用率,又可以将一个进程进化成为多个线程。

为了减小作业的平均周转时间,或者按实际情况(比如进程分为高低不同的优先级等)分配处理器,可以用到处理器的两级调度——作业调度(根据适当算法把进入作业井中的作业装入内存)和进程调度(根据适当算法把内存中的作业相对应的进程送入处理器执行);处理器还需要处理整个计算机运行过程中出现的各种各样的中断——中断响应→中断处理。

进程有等待、就绪、执行等多种状态,处理器的进程调度对进程状态的切换,反映了进程的并发。因为同一个程序可以为不同的用户执行,也就创建了多个进程,多个进程间也可能要用到同一种或同一个资源,这时就要通过PV操作来合理分配并发进程在相关临界区的资源分配。

存储

存储器可以分为三个层次:寄存器(通常在CPU中)、主存储器和高速缓冲存储器、辅助存储器(硬盘、光盘、U盘等),存取速度依次越来越慢,价格越来越便宜。我们都知道,内存空间通常有系统区和用户区,这里只涉及到用户区的管理。

对申请主存空间的作业如何为其分配,有如下几种方式:

单用户连续存储管理——除操作系统外,其他空间(用户区)都分配给一个作业(感觉好浪费有木有);

固定分区存储管理——把主存用户区事先划分成若干个区域(大小可等可不等),然后在每个作业申请时即为其分配一个未被占用的区域;

可变分区存储管理——不事先分好区域,在作业申请空间时,“根据情况”来为作业分配空间,因为这里的“情况”复杂,所以有最先适应分配、最优适应分配、最坏适应分配等算法为其服务;

页式存储管理——把住存储器分成许多大小相等的块,作业的逻辑地址分成页,页和块大小相等,主存分配空间时,为每个作业建立一张页表,作业的逻辑页号和为其分配的主存块号一一对应,不一定要为每个作业分配连续的地址,充分利用了松散的空间。

文件

文件这一块比较简单,主要就我们脑子里对文件的认识(逻辑结构)和文件在存储介质中的存储方式的对应。

想深究的同志们,给您分享一篇文章:无结构文件(流式文件)和有结构文件(记录式文件)

设备

设备可以分为独占设备和可共享设备,独占设备从一个作业开始占用它直到作业结束的期间内,不允许其他作业占用,如打印机,即使分配了多个打印的作业,它也是打完一份菜会开始下一个作业的打印;可共享设备可以让多个作业同时使用(但不是实际意义上的痛一个设备在同时处理多件事情,我的理解是跟处理器可以同时处理多个“交替”的进程差不多)。

磁盘的调度很大程度上也会影响计算机的性能,如下:

寻找(查找)时间就是磁头从一个柱面移动到另一个柱面所用时间,可以用先来先服务、最短寻找时间、电梯调度等算法来减小磁头移动的时间;延迟(等待)时间就是扇区转到磁头指定位置的时间;传送(传输)时间就是磁头把信息从磁道上读取到内存或把内存中的信息写到磁道上的时间。

缓冲技术主要用来缓解CPU与外部设备工作速度不匹配的矛盾。

关于通道,正如思维导图上,用了一张图来表示,主要用来协助CPU管理输入输出设备,当需要输入和输出时,CPU启动通道并向通道传达输入输出的命令,剩下的就由通道自己控制了,当完成输入输出的操作时,向CPU报告执行情况,CPU根据结果执行下一步操作。就如同原来所有的事情都是老板(CPU)一个人做,后来老板雇了一个员工(通道)帮他做一些事,这样老板就能去做其他事情,当然如果员工在工作过程中出现了意外无法处理的情况,就得停止当前作业(中断),由老板来处理。

时间: 2024-08-11 09:37:21

软考路上——操作系统的相关文章

软考路上——编译原理

编译原理在软考中的考点大体上分为以下几点:文法.语法推倒树和算符优先 下面就从这三方面来总结一下. 文法 基本元素 首先要了解文法中最基本的两个元素:非终结符和终结符. 非终结符可以理解为还可以拆分的元素,一般用大写字母来表示:终结符当然就可以看做是不可以拆分的元素,终结符不能转换为其他状态,也不能用其他的量来代替,一般用小写字母来表示. 在图中可以看到,一个文法G是由VN,VT,P,S组成的四元组,其中:VN代表非终结符的集合:VT代表终结符的集合:P是一个规则[α→β,α∈(VN∪VT)且α

【软考路上】——总结篇——软考收获+复习建议

无论你现在正在学习什么知识,不要认为它不重要,因为在你今后的某个时刻一定会用上. 这句话,软考给了我很明确的验证.软考复习过程中,很多知识点都是在自考和自己的专业课中学习过的的.软考中的考点大致如下: 还记得琛琛在动员大会上为大家做的考点分析,分析到最后,原来这些知识点大部分都是我们学过的啊~~ 从考试的角度来说,结合自己经历的分享一点小建议: 1.J2SE学习:有人说软考阶段,J2SE学习不重要,如果这么想的话那就大错特错了,学习J2SE并不仅仅是学习java中那几个关键字,更主要的是更深.更

软考之操作系统

      根据考试大纲,编制知识网,上次由于排序算法的分类被米老师"关爱"了很久,现在画图已经产生了条件反射,分类不可以超过五个,自己在心里念叨着.下面来看看我画的一张关于操作系统的图吧.       操作系统这部分内容比较多,但是我们做好总结和分类,化整为零,做到一一攻破,也没有我们想象的那么难了.这部分概念性的记忆比较多.我只说一下考试大纲中比较重要的部分吧:     在处理机管理这部分,进程的概念,进程的通信(典型的生产者和消费者问题)是比较重要的.备考级别(**)     进

软考路上——用例图之include和extend

记得去年刚学UML的时候,写了一篇用例图的博客--<UML图-用例图>. 2011年5月的软考下午题,考到了用例图,突然感觉对用例图中的include和extend概念有些模糊,因此搬出来,与大家共同学习. 其实仔细思考后,这两者的概念还是很好理解的,顾名思义,include就是"包含"的意思,extend就是"扩展"的意思. include 虽然include是包含的意思,但笔者认为,include在用例图中,主要体现的是"抽象"的

【软考】操作系统

概念 操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在"逻辑"上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行. 计算机系统的硬件资源包括中央处理机,存储器(包括主存与外存)和输入输出设备等物理设备:计算机系统的软件资源是以文件形式保存在存储器上的程序和数据等信息.操作系统能有效的管理软硬件资源,合理的组织计算机系统工作流程,控制程序的执行,并提供一个良好的工作环境和友好的接口. 研究重点 从资源管理角度分类的5大管理:处理机,文件,存储,设备,作业

软考(2)-操作系统之PV操作

在操作系统中已经学过PV操作,一直懵懵懂懂的,这次软考又有操作系统的内容,对PV操作有了新的认识.PV操作是操作系统中的一个难点也是重点,只要理解了,也不是什么难题.接下来简单的介绍一下PV操作. 1)基本概念 为了解决进程间的同步与互斥问题,我们引入了PV操作.接下来理解一下同步与互斥及相关的概念: 临界资源:在进程中,一次只能供一个进程使用的资源,如打印机,磁带机等. 进程间的互斥:同一个资源,多个程序想要使用,但只有一个程序能够占用资源.如千军万马过独木桥. 进程间的同步:双方共同协作完成

软考——(3)操作系统

之前写过一篇博客<操作系统小结>,博客中只是对操作系统进行了初步的总结和介绍,而它的核心部分也就是它的五大功能,并没有给出详细的总结.在软考中,再次学习操作系统之后,更加加深了自己的理解. 先看一个导图: 调度 一个作业从提交到完成需要经历高.中.低三级调度. 1)高级调度,又叫作业调度. 决定哪个候选中的作业可以调入,并做好运行的准备. 2)中级调度 决定哪些资源被允许参与竞争CPU的资源.在一定程度上,可以解决内存资源紧张的问题. 3)低级调度,又叫进程调度. 决定内存中的那个进程可以占用

【软考】系统可靠性的计算(操作系统)

好头痛,做了历年真题....七十五道选择题错了大半,不活了 直接切入正题,系统可靠性计算是历年软考必考的内容,所以这里来求4种系统的可靠性计算 可靠性计算主要涉及三种系统,即串联系统.并联系统和冗余系统,其中串联系统和并联系统的可靠性计算都非常简单,只要了解其概念,公式很容易记住.冗余系统要复杂一些.在实际的考试当中,考得最多的就是串并混合系统的可靠性计算.所以要求我们对串联系统与并联系统的特点有基本的了解,对其计算公式能理解.运用.下面会对这几种系统用具体的例题来讲讲明白一点(有的东西会和别人

说说我的软考

软考结束了,让我说点什么好呢?说道结束,或许还不是结束!结果没有下来,就意味着,还有再学习一遍的必要. 一.软考话痨 软考毕竟是有章可循,所以是仁者见仁,智者见智.但是还是有一定的"对"和"错"的界限.二个月的时间,有差不多一个月的时间是供大家在一起供大家一起交流的.可以发现,不同的思维在交织,碰撞:当然还有一些意想不到的人,出乎意料的让你重新对待. 恍然大悟的是在学习交流的过程中,深深的发现最炙手可热的知识居然是年少无知的我浪费掉的专业课.或许应该庆幸,这提醒我: