操作系统

Posted 2021-07-21 中二病没有蛀牙

前驱图

进程的同步与互斥

互斥：是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问，具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

与进程互斥相关的也就是间接制约关系，指的是当 A 进程在访问某个临界资源时，另一个也想要访问该资源的 B 进程就必须等着，直到 A 进程访问结束并释放资源后，B 进程才能去访问。

同步：是指在互斥的基础上（大多数情况），通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下，同步已经实现了互斥，特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

与进程同步相关的也就是直接制约关系，指的是多个进程一起完成某个任务，这些进程因为合作、因为需要在某些位置上协调他们的工作次序而产生了某些制约关系。

PV 操作

互斥信号量：只有一个线程独占资源，其他子任务在访问资源时需要判断信号是否满足，不满足则等待；初始值一般为1

信号量：同时满足多个任务执行，当超过这个信号量个数时，其他任务需等待。

信号量 S>=0 时，S 表示可用资源的数量，执行一次P操作意味着请求分配一个资源，因此 S 的值减 1

信号量 S<0 时，表示已经没有可用资源，S 的绝对值表示当前等待该资源的进程数，请求者必须等待其他进程释放该类资源才能继续运行，而执行一个V操作意味着释放一个资源，因此 S 的值加 1

死锁

银行家算法

存储 分区存储

段页式存储

物理块号又叫页帧号

段式存储

页面置换算法

cathe置换

最优算法
随机算法
先进先出算法（FIFO）
最近最少使用（LRU）算法：优点不会抖动

指令会产生一次缺页中断，操作数产生两次缺页中断。

索引文件结构

文件和树型目录结构

位示图

数据传输控制方式

程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式。

程序直接控制方式和中断控制方式都只适用于简单的、外设很少的计算机系统，因为程序直接控制方式耗费大量的CPU时间，而且无法检测发现设备或其他硬件产生的错误，设备与CPU、设备与设备只能串行工作。

中断控制方式虽然在某种程度上解决了上述问题，但由于中断次数多，因而CPU仍需要花费较多的时间处理中断，而且能够并行操作的设备台数也受到中断处理时间的限制，中断次数增多也导致数据丢失。

DMA方式和通道方式较好地解决了上述问题。这两种方式采用了外设和内存直接交换数据的方式。只有在一段数据传送结束时，才发出中断信号要求CPU做善后处理，从而大大减少了CPU的工作负担。

DMA方式与通道控制方式的区别是，DMA方式要求CPU执行设备驱动程序来启动设备，给出存放数据的内存起始地址以及操作方式和传送字节长度等； 而通道控制方式则是在CPU发出I/O启动命令之后，由通道指令来完成这些工作。

微内核操作系统