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高项-系统架构师 第一章 操作系统

高项-系统架构师 第一章 操作系统

作者: 灿烂的GL | 来源:发表于2022-04-15 10:18 被阅读0次

    参考书:系统架构设计师考试全程指导 (第2版)
    第一遍看书,后续做题还会完善

    一、操作系统

    1、操作系统类型:

    批处理操作系统:用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行
    分时操作系统:交互性、多用户同时性、独立性
    实时操作系统:专用、不强调资源利用率、及时响应、高可用
    网络操作系统:互操作性、协作处理
    分布式操作系统:统一操作系统、逻辑上紧耦合

    2、操作系统的结构

    无序结构/整体结构/模块化组合结构:
    层次结构:
    面向对象结构:
    对称多处理结构:
    微内核结构:
    现代操作系统大多拥有两种工作状态:核心态、用户态


    二、处理器管理

    1、进程状态

    一个进程对应一个程序,一个程序可能对应多个进程
    进程由程序、数据和进程控制块(PCB-进程存在的唯一标识)组成
    进程从创建到消亡的生命周期可以由一组状态进行刻画:三态模型和五态模型
    三态:运行、就绪、等待(假设所有进程都在内存中)
    五态:(进程挂起)
    注:图需要理解P5

    2、信号量与PV操作

    计算题不理解 P9

    3、死锁问题

    a) 死锁:

    多个进程间相互等待对方资源,在得到对方资源前又不释放自己的资源

    b) 必要条件:

    根本原因是系统提供的资源个数小于并发进程要求的该类资源数;互斥条件、保持与等待条件、不可抢占条件、循环等待条件

    c) 银行家算法:

    分配资源前看清楚资源分配后是否会导致系统死锁,如果死锁就不分配
    计算题不理解 P11

    d) 解决死锁策略:

    死锁预防:破坏死锁必要条件
    死锁避免:如银行家算法
    死锁检测:判断系统是否处于死锁
    死锁解除:与死锁检测结合,采用剥夺收发,资源强行回收


    三、管程与线程

    每个管程管理一个临界资源。申请进程必须互斥进入管程。


    四、文件管理

    1、文件逻辑组织:

    用户可见结构,分为无结构字符串流文件和有结构记录文件两种

    a) 常见记录结构:

    连续结构(按生成的先后顺序排列)、多重结构(多重文件把记录和记录名排列成行列式结构)、转置结构、顺序结构

    2、文件物理组织:

    存储设备划分成若干个大小相等的物理块

    a) 常见文件物理结构:

    连续文件(顺序文件)、串联文件(非连续物理块,形成链接队列,解决存储器碎片问题,搜索效率低)、索引文件(即适用顺序存取,又适用随机存取,但增加了存储开销)

    3、树形目录结构

    a) 存储空间管理

    空闲表法:空闲区建立空闲表
    空闲链表法:空闲盘块链、空闲盘区链
    位图法:二进制表示磁盘的盘块适用情况
    成组链接法:将空闲表和空闲链表结合,适用于大型文件系统

    4、存储管理

    a) 地址变换
    静态重定位:虚空间程序执行前,占用连续内存空间
    动态重定位:程序执行过程中,可对内存进行非连续分配
    b) 存储组织
    虚拟存储器可分为:单一连续分区、固定分区、可变分区、可重新定位分区、页式、段式、段页式
    c) 存储管理
    虚拟存储器涉及:调入策略、放置策略、置换策略


    五、作业管理

    1、作业状态

    提交—后备—执行—完成

    2、作业调度

    高级调度(批处理)—中级调度(内外存调入调出)—低级调度(处理器在就绪进程间的分配)
    后备态—执行态—完成态
    a) 调度算法
    先来先服务(FCFS):不利于短作业
    短作业优先(SJF):不利于长作业
    相应比高者优先(HRN):介于上边两种的折中算法
    优先级调度


    六、设备管理

    1、数据传输控制方式

    程序控制方式:
    程序中断方式:
    DMA方式:
    通道方式:
    输入输出处理机:

    2、磁盘调度算法

    访问磁盘时间 = 寻道时间(决定因素)+ 等待时间 + 数据传输时间
    FCFS算法:先来先服务
    SSTF算法:最短寻道时间
    SCAN算法:磁头前进方向上最短查找时间优先算法
    N-SCAN算法:扫描开始前已等待服务的请求提供服务
    C-SCAN算法:循环扫描


    七、网络操作系统

    网络驱动程序+子网协议+应用层协议

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