【免费】操作系统期末的复习笔记_目录项分解资源-CSDN文库

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第一章

操作系统的目标

·方便性：就是将程序语言转为机器语言，使计算机变得易学易用

·有效性：提高系统资源的利用率；提高系统的吞吐率

（以上两点是最重要目标）

·可扩充性：不断发展

·开放性：遵循世界标准

推动操作系统发展的主要动力

不断提高计算机资源利用率

方便用户

操作系统发展的过程

·未配置操作系统的计算机系统，人工操作方式

批处理系统，高资源利用率、系统吞吐量

·单道批处理系统

每次只能有一个作业在内存中进行

·多道批处理系统——最主要的特点

就是在上一个程序 I/O 操作，此时 cpu 空闲的情况下，调度下一程序执行，从而

让 CPU 始终处于运行状态

分时系统，获得及时响应

·分时系统——最主要的特点

使用户能够及时地接收到计算机的应答，且多个用户可以同时通过自己的终端，

以交互方式来与计算机交互。通过：1.作业直接进入内存 2.时间片轮转法

实时系统，具有实时特征，更及时

·实时系统——最主要的特点

更加注重及时，在截止时间之前做完，将时间作为关键参数，在规定时间内完成

对该事情的处理，控制所有实时系统协调运行

操作系统的基本特性

并发，与并行不同，并行是同时进行；而并发是在同一时间间隔内进行，也就是

宏观上同时进行，微观上仍然是异步进行的。通过引入进程实现

共享，（最基本特性）：指系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。分

为互斥共享方式（比如打印机这种）和同时访问方式（也就是并发访问）

所以以上两种并发和共享，是相辅相成的，有了并发才能共享，有共享才能并发

虚拟，通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能。包括时

分复用技术（就是一个功能的空闲又去为别人服务）和空分复用技术（虚拟存储）

异步，由于进程的行动受限于资源，所以肯定是“停停走走”的，所以进程是以

人们不可预知的速度向前推进，即异步性。

进程同步，解决异步问题

是对多个相关进程在执行次序上的协调，使并发执行的进程之间能按照一定规则，

共享系统资源，使程序具有可再现性

间接相互制约关系，就是通过临界资源相互制约

直接相互制约关系，就是相互合作关系从而相互直接制约

临界区，每个进程中访问临界资源的那段代码

同步机制遵循的规则，空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待

为什么引入信号量机制？

进程互斥的四种软件实现方式（单标志法、双标志先检查法、双标志后检查法、

以及 Peterson 算法），三种硬件实现方式（中断屏蔽方法、TSL 指令、Swap 指

令）。在所有的解决方案中都无法实现让权等待问题

信号量机制

用户进程可以通过使用操作系统提供的一对原语来对信号量进行操作，从而很方

便的实现了进程互斥、进程同步

一对原语：wait(S)原语申请资源和 signal(S)原语释放资源，S 表示信号量。wait、

signal 原语通常称为 P、V 操作

原语是一种特殊的程序段，其执行只能一气呵成，不可被中断。原语是由关中断

/开中断指令实现的。

·整型信号量——代码、特征、作用

用一个整数型的变量作为信号量，用来表示系统某种资源的数量

优点：仅通过两个原子操作，将 S（资源）的初值设置为 1，便可实现互斥访问

缺点：不满足让权等待的规则，存在忙等的问题

·记录型信号量——代码、特征、作用、数据结构

用记录型数据结构表示的信号量

优点：实现了让权等待，并且使得信号量具有了物理意义（当 S.value >= 0，表

示目前该资源的数目，若 S.value < 0，则其绝对值表示目前阻塞队列中进程的数

目），若 S.value 的初始值设置为 1，那么信号量便会转化为互斥信号量，用于

进程的互斥访问

缺点：一次只能解决一类型的资源访问问题，无法实现多类资源的访问

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