【2023软考】《程序员》精讲视频-希赛网

第三章操作系统基础知识

3.1hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

注意：

进程，设备（即磁盘），文件）管理

3.2.1hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

• 操作系统：
• 像CPU一样控制计算机系统程序执行
• 管理软硬件（存储）
• 向用户提供接口（可操作界面：图形式，触摸式，命令行）
• 进程管理：（CPU核心资源管理）
• 程序存储在外存（硬盘速度慢）（程序），调到内存（作业），CPU执行（进程）
• 文件管理：
• 存储空间管理：用户可操作的是硬盘（外存空间）管理
• 存储管理：
• 内存管理
• 主存扩充（虚拟管理器）
• 设备管理
• 作业管理：
• 界面管理（人，用户如何操作计算机）如何交互
• 没有硬件软件是不能操作计算机的

1. 只有硬件称为裸机
2. 安装操作系统
3. 操作系统是硬件和用户之间的接口
4. 操作系统是软件和计算机硬件之间的接口
5. 安装系统
6. 安装应用软件
7. 用户才可以操作

3.2.2hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

1. 批处理操作系统：
2. what：安装顺序依次执行
3. 多道批：宏观上并行，微观上串行
4. 分时操作系统：
5. （时间片轮转）多个用户多个显示器需要均匀完成任务，分配到相同时间片
6. 实时操作系统：
7. 实施控制系统例如：自动驾驶服务，遥控飞行机
8. 实时信息系统：购票系统
9. 交互能力要求不高
10. 网络操作系统：
11. 数据传递
12. 用户交流
13. 找最优路径连接11
14. 分布式操作系统： （常考）
15. 任意两个计算机可以通信交换信息
16. 两台计算机直接连接11
17. 透明性，可靠性，高性能性
18. 微机操作系统
19. Windows、Linux、Unix操作系统
20. 常用的笔记本 台式机
21. 嵌入式操作系统：
22. 集成小芯片上
23. 电视机，冰箱，微波炉
24. 智能芯片，微型化，可根据需求定制功能、实时，易移植性（脱离底层硬件/语言）

3.2.1hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

操作系统练习

• 编译器----把源程序转化为目标代码
• excel-----负责文字格式编排和数据计算
• 数据库管理工具---负责存储数据库中的各种数据，完成SQL查询
• 网络功能------方便用户之间交流
• 操作系统主要功能----不可以包括方便用户之间交流

• 重要：
• 分时
• 分布式操作
• 嵌入式
• 批处理

3.3.1hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

#进程管理

每次考试两分

• 重点：
• 进程三态模型
• 信号量机制
• 难点：
• PV操作、同步和互斥

#三态模型

1. 运行
2. 单处理机系统运行进程只能一个
3. 就绪
4. 运行时间到了，就就绪
5. 排队排到了就调度
6. 等待（睡眠、阻塞）
7. 缺乏操作数
8. 或者需要等待某一事件发生完成
9. 为什么不等待态直接到运行，因为没有特权

• 就绪完事具备只欠CPU资源，所以只需要调度运行

• 信号量S=可用数
• 一个可用资源一共10个资源，有20个资源需要，一个申请一个
• 初始值为10，申请资源成功一个就少一个
• 最多10个申请成功，那么有10个排队：-10表示排队数目
• 信号量范围就是：-10~10
• 考察：n个资源，m个进程需要
• n-m：负值就代表有人排队，正值代表资源充足

#死锁

• 死锁：争夺的僵局--没办法执行（分配不合理）
• 资源获得不转让，使得没办法得到需要的资源
• 考察：
• 如：4个进程需要3个资源，何时不发生死锁
• 12个满足，不发生死锁
• 11个，等待执行释放后的资源
• 10个，9个，都可以让其中一个资源优先运行，运行之后就可以执行
• 8个：可能会产生死锁，但可以使他不死锁仍然满足
• 当有X资源一定不会产生死锁：
• 当n个进程均匀分布了m-1个资源
• X>=n*（m-1）+1个不会产生死锁
• 当有X资源可能会死锁：
• 当n个进程均匀分布了m-1个资源
• m<=X<n*（m-1）+1
• 当有X资源一定会死锁：
• X<m

3.3.2hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

#同步 #互斥

• 互斥：（申请临界值的间接制约）
• 理解：多个人争取一个名额（临界资源）
• 同步：（直接制约）
• 理解：等到其他人一起到，再出发

• S：信号量（可用资源）
• V操作：释放资源 对可用资源S+1
• 释放操作（释放失败或者无可用资源进行释放）
• 释放阻塞队列
• P和V操作是相对的
• P操作：（申请资源） 对可用资源S-1
• S<0就进入到阻塞队列
• S>=0继续向下执行
• S=S+1释放资源（可用数增加），可以唤醒阻塞队列的某一个进程（使之不用排队）
• P-S 看S是什么含义：就看申请的到底是什么资源

• PV操作成对出现
• 没有PV操作，就没有顺序
• 多个进程同时申请一个资源
• 一个一个执行，一次一个进程

1. 单缓冲区，生产者消费者问题
2. 仓库（存储区），消费者从里面取
3. 单缓冲区，仓库只有一个
4. 多缓冲区，生产者消费者问题
5. 双缓冲区，仓库两个
6. PV加上可以限制生产者生产
7. 生产者：
8. S1=1 容量
9. P申请缓冲区容量 S-1 S=0 S=-1 S=-2（排队）
10. 送产品到缓冲区
11. 消费者
12. S2=0 产品存量
13. S2+1

s1:缓冲区容量 s2：缓冲区内产品量

3.3.3hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

• 互斥信号量：一次只取一个
• 看申请的资源是什么判断S1,S2
• 同步信号量：S在其他的地方也要释放才能执行
• 互斥信号量：是成对出现的
• 如下图

• 没有生产，初始值就为0

3.4.1hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh主要看---存储方式分类

• 单一连续分配：单道批
• 两个连续作业都释放可以变成一个连续的空闲区

• 硬性分割

1. 如何把程序放（划分）到主存（内存）当中？
2. 把它分成页
3. 从0开始编号
4. 顺序可能变化
5. 转入内存存储，对应物理地址

可以借弹幕兄弟说的：颇有点像一家兄弟几个搬迁到新小区，小区楼号单元号房间号就是物理地址，兄弟排行就是相对地址

• 逻辑地址转物理地址
• 页号------>块
• 相对地址（页内地址）保留不变
• 缺点：可以理解为是因为换页会出现抖动现象

• 页号表示多少页
• 页面地址：页面大小
• 下面数字表示二进制数字
• 从0到11位二进制（即0+11+1），表示页内地址
• 位数越大，范围越大
• 范围是：2^12-1(不用减符号位 即表示页面大小

• 注意弹幕说：这里的“位”不是指的1字节8个二进制位的bit“位”

• 分段，每一段有大有小
• 基址：起始地址
• 段长：每一段长度，不一定同样大小
• 段号：表示段的取值范围
• 段内地址：一个段放多少个地址

• 段页式存储管理：结合分段式存储管理和分页式存储管理
• 先分段再分页

• 虚拟存储器
• 占用外存空间
• 最大值是：主存＋辅存，辅存不一定全能用
• 虚拟存储器是由硬件决定的，不许需要用户进行管控

• 了解，不超过两分
• 缺页是在执行期间不需要暂停，可以同时执行

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• 已看

• 了解

• 硬 / 磁盘主要技术指标，不包括盘片数和磁道数
• 磁盘平均访问时间=平均寻道时间+平均等待时间

• 0磁道：向里面依次编号
• 为满足磁盘调度，使各进程平均访问访问时间最小，应用驱动调度的方法

1. 先来先服务
2. 改变移动臂时间（随时改变
3. 访问先后顺序
4. 所以时间可能较长
5. 最短寻找时间优先调度算法
6. 改变移动臂时间（随时改变
7. 电梯调度算法
8. （该方向上无请求访问）可能改变移动臂
9. 单向扫描调度算法（不改变移动臂方向）
10. 永远从外到里
11. 返回不为任何访问者服务

• 都可以提高运行速度
• 磁盘碎片是指碎片
• 磁盘清理是指垃圾

磁盘里面是文件、文件夹

------------------------------------------------3.6.1-----------------------------------------------

#文件管理

• 绝对路径又叫全路径
• 比如：访问my2.doc从根目录:
• C:\Document\Wang\txt\my2.doc访问
• 相对路径：
• 效率较高
• 在当前文件(Document)下的下一级开始访问
• 比如访问my2.doc
• Wang\txt\my2.doc访问

注意：中文符号可以，但是英文的符号不行

• * 匹配多个
• ？匹配一个
• 包括后缀名在内的名称不可以重复
• 同一文件下可以显示（保留），不可同一命名，不区分大小写，所以A=a

------------------------------------------------3.6.2-----------------------------------------------

• 普通删除：
• 拖拽至回收站 \ Ctrl+D，
• 回收站可恢复，
• 回收站删除=彻底删除
• 彻底删除：
• 不放回回收站
• 文件选择：
• 选择连续文件：按住shift

• 97-03： doc 、xls、ppt
• 07-13/16/19 ：docx、xlsx、pptx
• 高版本可以兼容低版本，低版本不能开高版本
• iso镜像文件
• bat批处理文件
• bak备份文件
• arj也是压缩文件
• mdb mdbx Access文件
• cxx C语言文件
• swf Flash文件
• bmp图像文件

• 文件属性：读（查看）写（修改内容）权限

• 最高的是Administrators
• 外存信息主要是文件，要进行文件管理

------------------------------------------------3.7--------------------------------------------------

• 作业在执行就已经到了进程管理
• 作业管理就是在内存的时候要把它传入过来

• 一致性：党政机关一般是红色，五角星