软件设计师之操作系统知识.doc

操作系统知识操作系统内核的功能和基本组成功能:中断处理、时钟管理、存储管理、设备管理还有与进程控制和管理有关的其他支撑功能。组成:与硬件紧密相关的功能模块、运行频率高的功能模块以及公用的一些基本操作,这些常驻内存部分即组成了操作系统内核(Kernel)。内核与用户程序的运行方式差别内核操作段作为原语,不允许并发执行;内核运行、中断控制的基本知识中断控制是最基本的支撑功能,是操作系统运行的基础进程、线程等基本概念程序顺序执行和并发执行的基本特征进程:是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。线程:是进程内一个相对独立、可调度的执行单位,是进程中一个单一的控制线索。顺序执行:顺序性、封闭性、可再现性。并发执行:间断性、失去封闭性、失去可再现性、程序与程序的执行不再一一对应。进程的基本组成进程的基本状态及状态间的切换三态模型与五态模型从结构上看:进程实体由程序、数据及进程控制块3部分组成。进程的基本状态:就绪态(Ready)、执行态(Running)、阻塞态(Blocked)。状态间转换:就绪态——执行态:当进程调度程序为之分配了处理器后。执行态------就绪态:在进程的执行过程中,因分配给它的一个时间片已经用完或被更高优先级的进程抢占,而不得不让出处理器时。这是,原来占有处理器的进程将被中断。执行态------阻塞态:正在执行的进程因等待某种时间发生但尚未发生,或等待某个I/O完成单尚未完成而无法继续执行时。这个转换时进程自行启动的。阻塞态------就绪态:处于阻塞态的进程,若其等待的时间已经发生或I/O已经完成时。这个过程称为“唤醒”是由其它进程启动的。三态模型:五态模型:进程间的通信同步与互斥、临界资源、临界区、信号量、PV操作II进程通信是指进程之间的信息交换。包括低级通信方式和高级通信方式:信号量机制为进程的低级通信机制;高级通信方式可归结为:共享存储区系统、管道通信系统和消息传递系统。共享存储区方式:在内存中开辟一块共享存储区域作为进程通信区。分为建立、附接、读写、断接几个步骤。常用于对通信速度有较高要求的场合。管道通信系统:这是在文件系统上形成的,利用共享文件实现进程通信的一种方式。所谓管道是指用于连接多个读写进程,以实现它们之间通信的共享文件。首创于UNIX系统。此通信开销小、交换信息量大且信息保存期长。但在通信过程中I/O操作的次数较多,同步和控制也较为复杂。消息传递系统:在单机系统、多机系统和网络环境下,进程的高级通信广泛采用消息传递方式。这种通信方式中,进程间的数据交换以消息为单位,在计算机网络中,消息也成为报文。可分为直接通信和间接通信。1:直接通信:发送和接收进程都必须以显示方式提供目标进程标识符,以表明向发送或从谁那里接收消息。通常,系统提供两条通信原语:Send:将消息message发送个进程ReceiverReceive::间接通信:进程之间需要通过某种中间实体来暂存消息。这一中间实体被形象地称为信箱。当两个进程有一个共享信箱事,它们就能进行通信。一个进程可以分别与多个进程共享多个不同的信箱,这样,一个进程可以同时和多个进程进行通信。操作系统提供了若干原语:用于创建和撤销信箱、发送和接收