软件评测师：操作系统基础知识（一）

文章目录

软件评测师：操作系统基础知识（一）
前言
一、操作系统概述
- 1、操作系统的位置
- 2、操作系统的作用
- 3、操作系统的分类
二、P、V、S机制
- 1、基础概念
- 2、P、S、V操作
- 3、典型
- 4、判断同步资源还是互斥资源：
- 5、消费者生产者同步
三、三态模型
- 1、三态模型概念
四、死锁
- 1、概念
- 2、死锁条件
- 3、死锁的预防和避免
五、进程资源图
文件多层结构
位示图
存储管理

前言

开始学习操作系统基础知识

一、操作系统概述

1、操作系统的位置

应用软件
其他系统软件：数据库系统、编译软件、驱动程序
操作系统
硬件

2、操作系统的作用

管理软硬件资源
改善人机交互

3、操作系统的分类

批处理操作系统
分时操作系统
实时操作系统
网络操作系统
分布式操作系统 --地理位置分散，网络操作系统的更高级别
嵌入式操作系统

二、P、V、S机制

1、基础概念

进程：程序在数据集合上的运行过程，系统进行数据分配和调度的单位
进程控制：进程从创建到销毁的整个过程的管理，由操作系统内核原语负责
原语：所谓原语，一般是指由若干条指令组成的程序段，用来实现某个特定功能，在执行过程中不可被中断
互斥：在同一时刻某一资源只允许一个进程访问（间接制约关系）
同步：进程之间的协作关系（直接制约关系）
临界资源：同一时刻只允许一个进程使用的资源（也称为互斥资源，可以有多个互斥资源）
临界区：代码

2、P、S、V操作

信号量：可用资源数量
共用信号量：互斥模型，对应着互斥资源的数量
私用信号量：同步模型，不定
信号量为负：绝对值表示在队列中排队等待资源的进程数量
P操作：申请操作，使信号量-1，如果执行P操作之后S<0,意味系统没有资源分配给这个进程，标明进程需要进入队列中排队等待
V操作：释放操作，使信号量+1，如果执行V操作之后，如果S<=0,标明队列中有进程排队等待

3、典型

典型互斥模型：多人共享打印机
典型同步模型：消费者生产者模式

PV必须成对出现，否则容易出现死锁

4、判断同步资源还是互斥资源：

如果在某一程序段中，PV操作成对出现，且针对同一资源（即同一信号量S），则为互斥资源

5、消费者生产者同步

生产者——》市场——》消费者

消费者先行：消费者P操作用来判断市场上有没有产品，正常情况下消费者先行时，市场上没有产品，故S2=0，消费者执行P操作后，S2=-1，等待资源；直到市场上存在资源

三、三态模型

1、三态模型概念

在多道程序系统中，进程在处理器上交替运行，状态也不断地发生变化。进程一般有3种基本状态：运行、就绪和阻塞。

（1）运行：进程正在运行，获取到cpu资源
（2）就绪：程序已经准备到位，只欠东风。东风即cpu资源。
（3）阻塞：等待或睡眠。程序等待用户输入或外设输入，即使此时获取cpu资源，也无法运行

什么情况下进程会进入阻塞状态？
引起阻塞的原因是缺乏运行的条件
P操作，申请资源操作，如果此时资源不足，可能导致程序不具备运行的条件。故状态变化为：运行态——》阻塞态

四、死锁

1、概念

两个或两个以上进程，需要占用同一资源且不释放的情况

2、死锁条件

资源是互斥的
保持和等待
不剥夺
环路等待

3、死锁的预防和避免

打破四大条件

银行家算法：安全状态
有序资源分配法

不会引起死锁的最小资源数
假设每个进程需要n个资源，如果有m个进程，如果此时系统资源给每个进程分配资源后仍剩一个资源，则系统此时是不会产生死锁的。故不会引起死锁的最小资源数为：
(n-1)*m + 1

安全序列

五、进程资源图

文件多层结构

绝对路径和相对路径

位示图

存储管理