操作系统学习笔记

OS的定义：一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序集合。

OS的特征：并发，共享，虚拟和异步

OS的目标：方便性，有效性，可扩充性和开放性。

OS的作用：作为用户与计算机硬件的接口；作为计算机系统资源的管理者；作为扩充机器。

推动OS发展的主要动力：不断提高计算机资源的利用率；方便用户；器件的更新换代；os体系结构的不断发展。

OS的发展过程：人工操作方式-》单道批处理-》多道批处理-》分时系统-》实时系统

OS的主要功能：处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理

-------------------------------------------------------------------

进程三种基本状态：就绪，阻塞，执行，另外还加一个挂起

程序，进程和线程的区别：

程序是一组相关的计算机指令的集合。（静态概念）

进程是程序的一次执行，是可以拥有资源的可被调度的单位，它由进程控制块，程序段和相关数据组成（动态概念）

线程：共享进程的资源（自己不拥有资源或只拥有局部少量的资源），可被独立调度的单位。

   通常在一个进程中包含了若干线程。在引入了线程的OS中，通常把进程作为分配资源的基本单位，把线程作为独立运行的基本单位。

程序并发执行时的特征：间断性，失去封闭性，不可再现性。

进程的特征：动态性，并发性，独立性，异步性

进程同步问题：生产者-消费者，读者-写者，哲学家进餐

必须掌握的概念：临界资源和临界区，信号量（整型信号量，记录型信号量，

同步机制应该遵循的规则：空闲让进，忙则等待，有限等待，让权等待。

------------------------------------------------------------------

处理机的调服算法：先来先服务，高优先级优先，基于时间片

先来先服务：对长作业有利（适合于CPU繁忙型，不利于I/O繁忙型）

短作业优先：对短作业有利，缺点：没有考虑到作业的紧迫性

高响应比优先级优先：随着进程等待时间的增加而增加，使得等待了足够长时间的进程有机会获得CPU执行权

时间片轮转：可以保证就绪队列中所有进程在给定的时间内都能获得一个时间片的处理机执行时间

死锁的必要条件：互斥条件，请求和保持，资源不可剥夺，环路等待

处理死锁的方法：预防，避免（银行家算法），检测与解除

预防：通过设置限制条件，破坏四个死锁的必要条件之一    优点：实现简单   缺点：系统的资源利用率和吞吐量较低

避免：不事先采取各种限制措施去破坏产生死锁的四个必要条件之一，而是在资源分配的动态过程中，用某种方法防止系统进入不安全的状态（所谓的不安全状态就是可能会发生死锁的状态），从而避免死锁      优点：限制条件弱，系统的资源利用率和吞吐量高    缺点：实现复杂

*银行家算法

------------------------------------------------------------------

两层C/S架构的局限性：不能适应应用不断增多的情况（简单论述），通常只适用于规模较小的信息系统和网络中。

两层C/S架构局限性的原因：客户机是直接与服务器交互，服务器的变化会直接影响到客户机。

解决的方法：设法使客户机与提供数据等服务的服务器的耦合降低。

三层C/S较之两层C/S的优点：增加了系统的灵活性和可扩充性；简化客户机，降低了整个系统的费用；使客户机的安装、配置和维护更方便。

三层C/S较之两层C/S存在的不足：开发难度加大，开发周期增长；访问效率降低。