计算机操作系统知识点汇总(二)
CPU四大组件:
①寄存器:专门用于存放当前指令的地址;
②CU:一个能发出各种操作系统命令序列的控制部件;
③ALU:存放操作数的寄存器和实现逻辑运算;
④中断系统:处理异常情况和特殊请求;
CPU寄存器分类:
①用户可见寄存器:为CPU执行机器语言访问的寄存器;
②控制和状态寄存器:用于控制CPU的操作或运算;
常见的中断类别:
①程序中断:由指令执行的结果产生,例如算术溢出、除数为0、执行非法的机器指令以及访问非法地址;
②时钟中断:由处理机的计时器产生,允许操作系统以一定规律执行函数;
③I/O中断:由I/O控制器产生,用于通知处理机一个操作正常完成或出现错误;
④硬件故障中断:由诸如掉电或存储器奇偶错误之类的故障产生;
操作系统分类:
(1)批处理操作系统
(2)分时操作系统
(3)实时操作系统
(4)微机操作系统
(5)多处理机操作系统
(6)网络操作系统
(7)分布式操作系统
(8)嵌入式操作系统
进程的实质:
①进程是程序的一次执行;
②进程是可以和别的计算并发执行的计算;
③进程可定义为一个数据结构及能在其上操作的一个程序;
④进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动;
⑤进程时程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位;
⑥一个进程就是一个正在执行的程序,包括指令数据、寄存器和变量的当前值;
进程的三种基本状态
(1)运行状态:即进程正在处理机上运行状态
(2)就绪状态:即进程已经获得除处理机之外的所有必要资源,只要获得处理机就可以运行的状态
(3)阻塞状态:即进程由于等待输入输出操作或某个同步事件而暂停运行
进程和程序的区别:
①进程的动态性和程序的静态性;
②进程的并发性和程序的顺序性;
③进程的暂时性和程序的永久性;
④结构特征:从结构上看,进程是由程序、数据和进程控制块三部分组成的;
进程和程序的关联:
①一个进程可以涉及一个或多个程序的执行;
②通过多次执行,一个程序可对应多个进程;
引入挂起状态基于如下几个方面的需要:
①内外存对换的需要;
②用调试户程序的需要;
③实时系统中调节负载的需要;
进程控制块中的内容:
①进程描述信息:主要包括标识进程的信息,如进程名、进程标识符、进程所属的用户名等;
②处理机状态信息:主要由处理机各种寄存器的内容组成;
③进程调度信息:存放一些与进程调度和切换有关的信息,如进程的状态、进程的优先级、运行统计信息、进程阻塞的原因等;
④进程控制和资源占用信息:包括程序入口地址、程序的外存地址、进程同步及通信控制、资源占用信息、链接指正等;
内核为系统对进程的控制和对内存的管理提供了有效的机制,大多数操作系统内核车都包含了以下功能:
(1)时钟管理
(2)中断处理
(3)原语操作
进程操作
(1)进程的创建:
①引起创建进程的事件:用户登录、新作业进入系统、提供服务、应用请求;
②创建原语要做的工作:申请空白PCB,初始化进程描述信息,为进程分配资源、存储空间,将新进程插入就绪队列;
(2)进程的撤销:
①引起进程撤销的事件:进程正常结束、进程异常结束、外界干预;
②撤销原语要做的工作:查找撤销进程的PCB,若进程处于运行状态,予以终止,并进行进程调度,以重新挑选其他进程运行,若进程有子孙,予以终止,归还资源,从所在队列移出;
④线程让权;
(3)进程的阻塞和唤醒:请求系统服务、启动某种操作、新数据尚未到达、无新工作可做;
原语操作
(1)原语的阻塞:停止进程的执行、将进程插入阻塞队列、重新调度;
(2)原语的唤醒:将进程从阻塞队列解下、把进程插入就绪队列、改变进程在PCB中的状态;
应当说明的是,阻塞原语和唤醒原语是一对功能相反的原语。如果某个进程调用了阻塞原语,则必然有一个与之对应的另一个相关进程调用唤醒原语来唤醒被阻塞的进程。否则被阻塞的进程将会因不能被唤醒而一直处于阻塞状态,从而没有机会再运行。
线程的控制:
①线程的创建;
②线程的撤销;
③线程等待;
多线程程序的优点:响应度高、资源共享、经济