2 - 操作系统

作者: heichong | 来源:发表于2024-04-09 19:12 被阅读0次

操作系统作用

通过资源管理(软硬件资源管理)，提高计算机系统的效率，改善人机界面，向用户提供友好的工作环境
层级：计算机硬件 -> 操作系统 -> 其他系统软件 -> 应用软件

进程

进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。它由程序块、进程控制块(PCB)和数据块三部分组成。
进程与程序的区别

三态模型

五态模型

例1

PV操作是一种实现进程互斥与同步的有效方法。 PV操作与信号量的处理相关，P表示通过的意思，V表示释放的意思。

临界资源：进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，如打印机、磁带机等。

临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区。

信号量：是一种特殊的变量。

例0

例1

举例2：

举例3：

非抢占：当P1进行V操作，唤醒P2时，P1还会继续执行，直到结束或P操作阻塞，此时被唤醒的P2的才会执行。

3个进程都需要5个资源：

假如每个进程都有4个资源时，即总资源数为12时，可能会发生死锁，如果上图
资源总数只需要>12，就至少有一个进程就可以满足条件，也就不会死锁
即：
满足不死锁的条件，资源总数要 >= 进程数 * (单进程所需资源数-1) + 1

举例：

右侧是每个进程要继续运行还需的资源数，下面是当前剩余可用的资源数

可以看到，P1 还是需要5、3、1个资源，而剩余的资源数是不够的，所以P1肯定不能先执行。同理P2是可以执行的

P2执行完成后，需要把其占有的资源加到剩余可用资源数里。

按照以上逻辑，就可以计算出答案为B

例2

由于分区存储，不能把大于内存的程序加载执行，所以通过虚拟内存（页式存储）来处理。

逻辑地址与物理地址的相互转化，就是计算出页内地址，然后根据页号与页帧号的对应表，直接替换位对方即可。

例0

例1

例2

淘汰算法：

考题：

段页式存储的编号

最佳置换算法
该算法是一种理想化的算法，具有非常好的性能，但是由于目前无法预知未来，因此难以实现。
先进先出（FIFO）页面置换算法
该算法总是淘汰最先进入内存的页面,即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。
最近最久未使用(LRU)算法
该算法以过去预测未来，选择之前最长时间未使用的页面置换。但是由于利用“过去”作为“未来”的近似这一做法并非完全可靠，因此有时会造成缺页率非常高，导致效率会非常低。
最不常用算法（LFU，Least Frequently Used）
每个块都是有一个引用计数器。