【软件设计师】操作系统

处理机管理（进程管理）

进程的状态

同步与互斥

• 同步：一个进程运行到一个点，要等待另一个进程完成某个事件后，该进程才能继续运行下去
• 互斥：有些资源一次只能供一个进程使用，就产生了多个进程竞争一个资源，这就是互斥访问，这样的资源被称为临界资源

PV操作

• P操作：S=S-1，如果S<0，进程暂停并等待释放
• V操作：S=S+1，如果S≤0，释放一个因执行P操作而等待的进程
• 信号量的概念：一般来说，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单位资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S的值加1；若S<0，代表这类资源系统已经分配完毕。此时，对S取绝对值能得到当前等待进程数量

前趋图

死锁问题

• 当两个以上的进程都占用了部分资源不释放，又得不到对方占用的资源，造成谁也执行不下去，这就是死锁
• 不发生死锁的临界：临界资源值=进程数×(最大需求数-1)+1
• 银行家算法：求出剩下的资源数，与进程还需资源数比较，满足及安全

存储管理

分页存储

• 逻辑地址的构成是：逻辑页号+页内地址
• 物理地址的构成是：物理块号+页内地址
• 从构成可以看出逻辑地址与物理地址的页内地址是一样的，不同的是逻辑页号与物理块号。而这两者的关系，正是通过题目已给出的表来进行映射的
• 计算：页面大小为4K，即需要12位来表示其存储空间，而逻辑地址3C18H转换为二进制为0011 1100 0001 1000，其低12位为页内地址，而高4位为页号，即0011，转换为十进制后结果为3，查表可知，页号为3的页面对应的页帧号为2

分段存储

段页式存储

页面置换算法

• 随机（RAND）算法：随机的
• 先进先出（FIFO）算法：总是淘汰最先进入内存的页面
• 最近最少使用（LRU）算法：内存中最近一段时间内最长时间未被使用的页面予以淘汰
• 最优算法：理想状态下的算法，不可能实现

文件管理

索引文件

• 直接索引：物理盘块×直接索引数量
• 一级间接索引：（磁盘块大小÷物理盘块大小）×一级间接索引数量
• 二级间接索引：（磁盘块大小÷物理盘块大小）×（磁盘块大小÷物理盘块大小）×二级间接索引数量

位示图

设备管理

数据传输（I/O）控制方式

• 程序直接控制（查询）方式：通过CPU执行程序来查询状态
• 中断控制方式：当接口出现需要程序干涉的事件，通过中断通知CPU读取状态
• DMA方式：传送的具体过程由硬件（DMA控制器）完成
• 通道方式

缓冲技术

磁盘调度

虚设备与spooling技术

作业管理

微内核操作系统