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news 2025/10/27 7:46:40

开网站要多少钱,电商网站成功的营销策略,找百度做的网站可以过户,火狐 wordpress【软件设计师笔记】计算机系统基础知识考点(传送门) #x1f496; 【软件设计师笔记】程序语言设计考点(传送门) #x1f496; #x1f413; 操作系统的作用 1.通过资源管理提高计算机系统的效率 2.改善人机界面向用户提供友好的工作环境 #x1f413; 操作系统的特征 …【软件设计师笔记】计算机系统基础知识考点(传送门) 【软件设计师笔记】程序语言设计考点(传送门) 操作系统的作用 1.通过资源管理提高计算机系统的效率 2.改善人机界面向用户提供友好的工作环境操作系统的特征并发性操作系统能够同时处理多个任务或事件即并发执行。这是通过分时系统或进程来实现的使多个程序可以同时运行共享性操作系统中的资源如内存、CPU和外部设备可以被多个进程共享。资源共享分为互斥共享和同时访问两种方式前者是多个进程不能同时访问同一资源后者是多个进程可以同时访问同一资源。虚拟性操作系统使用虚拟技术来提供一个逻辑的实体而不是物理实体。例如通过虚拟处理器技术一个物理CPU可以被虚拟为多个逻辑CPU使得每个用户都感觉有一个专用的CPU为其服务。同样虚拟存储器和虚拟设备技术可以提供虚拟内存和虚拟外部设备。异步性在多道程序环境下允许多个程序并发执行。由于资源的有限性进程的执行走走停停以不可预知的速度向前推进这就是进程的异步性。异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下可能导致进程产生与时间有关的错误。操作系统的功能处理机管理对处理机的执行时间进行管理采用多道程序等技术将CPU的时间合理分配给每个任务主要包括进程控制进程同步进程通信和进程调度文件管理包括文件存储空间管理目录管理文件的读/写管理和存取控制存储管理存储管理时对主存储器空间进行管理包括存储分配与回收存储保护地址映射变换和主存扩充设备管理对硬件设备的管理包括对输入输出设备的分配启动完成和回收作业管理包括任务界面管理人机交互图形界面语音控制和虚拟现实等操作系统的类型批处理操作系统单道多道分时操作系统UNIX多路性独立性交互性及时性实时操作系统快速的响应时间有限的交互能力高可靠性网络操作系统集中模式客户端/服务器模式对等模式分布式操作系统透明性可靠性高性能微机操作系统Windows 嵌入式操作系统微型化可定制实时性可靠性易移植性程序并发执行的特点 1.失去了程序的封闭性 2.程序和机器的执行程序的活动不再一一对应 3.并发程序间的互相制约性进程的组成程序描述了进程需要完成的功能数据程序执行时所需的数据及工作区进程控制块PCB 进程的状态新建、就绪、运行、阻塞、终止原语执行时不能被分割要不做要么就不做内核中所包含的原语主要又进程控制原语进程通信原语资源管理原语以及其他方面的原语进程控制原语有进程创建原语进程撤销原语进程挂起原语进程激活源于进程阻塞原语以及进程唤醒原语等进程之间的同步进程间完成一项任务时直接发生相互作用的关系进程之间的互斥系统中各个进程互斥使用临界资源进程可以共享各类资源但有些资源一次只能共一个进程使用信号量的意义信号量时一个整型变量。根据控制对象的不同赋予不同的值公用信号量实现进程间的互斥初值为1或资源的数目私用信号量实现进程间的同步处置为0或某个正整数若S0表示某资源的可用数若S0,则其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数问题编程难度大效率低高级通讯方式共享存储模式互相通信的进程共享某些数据结构实现进程之间的通信消息传递模式进程间的数据交换以消息为单位直接利用系统提供的通信命令原语来实现通信。比如send(A),receive(A) 管道通信使用管道连接一个读进程一个写进程以实现他们之间通信的共享文件、相关到共享文件提供输入的发送进程以字符流的形式将大量的数据送入管道而接收进程可以从管道中接收大量的数据。管程由一些共享数据一组能为并发进程所执行的作用在共享数据上的操作的集合初始代码以及存取全组成的一种同步机制管程的结构进程调度在某些操作系统中一个座椅从提交到完成需要经历高中低三级调度高级调度高级调度又称作业调度它决定处于输入池中哪一个后备作业可以调入主系统做好运行的准备成为一个或一组就绪进程。中级调度中级调度它决定于交换区中的哪个就绪进程可以调入内存以便直接参与CPU的京城在内存资源紧张时。为了将进程调入内存必须将内存中处于阻塞状态的进程调出至交换区以便为调入进程腾出空间。低级调度低级调度又称进程调度它决定处于内存中的哪个就绪进程可以占用CPU。进程调度算法先来先服务算法(FCFS) 按照作业提交或进程成为就绪状态的先后顺序分配CPU 特点有利于长作业而不利于多作业可能会出现饿死的状况有利于CPU繁忙的作业而不利于I/O繁忙的作业主要用于宏观调度时间片轮转算法时间片轮换主要用于微观调度为了提高资源利用率通过时间片转换提高进程并发性和响应时间特性从而提高资源利用率固定时间片分配每个进程相等的时间片使所有进程都能公平执行可变时间片根据进程不同的要求对时间片的大小实时进行修改可以更好的提高效率优先级调度算法每一个进程都有一个优先数数值大的表示优先级高系统在调度时总选择优先数大的占用CPU 静态优先级进程的优先级在创建时就确定知道进程终止都不会改变动态优先级在创建进程时赋予一个优先级在进程运行过程中可以改变以便获得更好的调度性能多级反馈调度算法时间片轮转算法和优化级算法的综合与发展。优点照顾了段进程以提高系统吞吐量缩短了平均周转时间更好的I/O设备利用率和响应时间不必估计进程的执行时间。死锁两个或两个以上的进程在执行过程中由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象若无外力作用它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。死锁产生的原因 1.互斥条件一个资源每次只能被一个进程使用。 2.占有且等待一个进程因请求资源而阻塞时对已获得的资源保持不放。 3.不可强行占有进程已获得的资源在末使用完之前不能强行被其他进程剥夺。 4.循环等待条件若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。死锁的预防预先静态分配法破坏了‘不可剥夺条件’预先分配所需资源保证不等待资源。银行加算法先计算如果分配资源后系统进入不安全状态时就不予分配检测系统定时运行死锁检测程序解除资源剥夺法撤销进程法安全状态系统能过按照某种顺序来为每个进程分配其所需资源使每个进程都能顺序完成存储器管理存储器时计算机系统中的关键性资源是存放各种信息的重要场所。分配和回收主存空间提高主存利用率扩展主存有效保护主存信息存储器的层次结构 1.CPU寄存器这是存储器层次结构中的最高层访问速度最快但容量最小。CPU寄存器用于暂存指令、数据和地址是CPU的一部分。 2.高速缓存Cache高速缓存是位于CPU和主存储器之间的存储器其访问速度较快容量相对较小。高速缓存用于存放经常访问的指令和数据以减少对主存储器的访问次数。 3.主存储器Main Memory主存储器是计算机系统中的主要存储区域容量较大但访问速度相对较慢。主存储器用于存放操作系统、应用程序和数据等。 4.辅助存储器Secondary Storage辅助存储器是计算机系统中的外部存储设备如硬盘、固态硬盘等。其容量比主存储器大得多但访问速度较慢。辅助存储器用于存放大量的数据和程序等。地址重定位讲逻辑地址转变成物理地址的过程可分为静态重定位和动态重定位静态重定位程序装入主存时已经完成了逻辑地址到物理地址的变换在程序执行期间不会再次发生变化动态重定位程序运行期间完成逻辑地址到物理地址的交换。其中实现机制需要依赖硬件地址变换机构虚拟存储页面置换算法 1.最近最少使用Least Recently UsedLRU算法该算法选择最长时间未被使用的页面进行替换。当一个新的页面需要被加载到内存中时LRU算法会检查内存中是否存在可用的空闲页面如果有则选择最长时间未被使用的页面进行替换否则将选择一个暂时不会被使用或者最不常用的页面进行替换。 2.先进先出First In First OutFIFO算法该算法选择最早加载到内存的页面进行替换。当一个新的页面需要被加载到内存中时FIFO算法会检查内存中是否存在可用的空闲页面如果有则选择最早加载的页面进行替换否则将选择一个暂时不会被使用或者最不常用的页面进行替换。 3.最不经常使用Least Frequently UsedLFU算法该算法选择最不经常使用的页面进行替换。当一个新的页面需要被加载到内存中时LFU算法会检查内存中是否存在可用的空闲页面如果有则选择最不经常使用的页面进行替换否则将选择一个暂时不会被使用或者最不常用的页面进行替换。设备管理的目标 1.保障设备正常运行通过科学的管理和维护确保设备能够正常运行满足生产或服务的需求。 2.提高设备利用率通过合理的调度和使用提高设备的利用率降低闲置和浪费从而节约成本。 3.预防性维护和维修通过预防性的维护和维修措施降低设备的故障率提高设备的使用寿命。 4.优化设备配置根据生产或服务的需要合理配置设备资源提高设备的使用效率。 5.降低能耗和环保在设备的使用过程中注重节能减排和环保降低能耗和减少污染。 6.安全管理确保设备的安全使用防止设备事故的发生保障人员和企业的安全。磁盘调度算法 1.先来先服务算法FCFS这种算法按照请求到达的顺序进行服务优先级最高的是最先请求。 2.最短寻道时间优先算法SSTF这种算法选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务以最小化寻道时间。 3.扫描算法SCAN这种算法从一端向另一端移动磁头并按照遇到的请求顺序进行服务。当磁头移动到一端时它会改变移动方向并继续服务请求。 4.循环扫描算法C-SCAN这种算法类似于SCAN算法但是当磁头到达一端时不会改变移动方向而是继续在一个方向上移动直到处理完所有的请文件具有符号名的在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的集合文件系统操作系统中实现文件统一管理的一组软件和相关数据的集合专门负责管理和存取文件信息的软件机构文件存储管理方案文件系统的安全一类涉及到技术管理。法律道德政治等问题另一类涉及操作系统的安全机制文件系统的可靠性 1.备份和恢复备份是保障数据安全的重要手段可以通过定期备份和增量备份来减少数据丢失的风险。同时恢复也是必要的操作可以通过备份数据快速恢复文件系统。 2.错误检测和纠正文件系统应该具备错误检测和纠正的能力例如通过校验和等方式来检测数据的完整性以及通过冗余等方式来纠正错误数据。 3.持久化和稳定存储文件系统应该能够持久化存储数据并且在系统故障或者掉电等情况下保证数据的稳定性。 4.访问控制和加密文件系统应该提供访问控制和加密等安全措施以保护数据的机密性和完整性。 5.一致性检查文件系统应该定期进行一致性检查以确保数据的正确性和一致性。作业系统为完成一个用户的计算任务所作的工资总和作业状态 1.后备状态作业全部输入到计算机系统中由操作系统将其存放在输入井中等待作业调度程序调度。 2.提交状态当作业提交给计算机中心通过输入设备送入计算机系统的过程状态称为提交状态。 3.执行状态一旦作业被作业调度程序选中为其分配了必要的资源并为其建立相应的进程后该作业便进入了执行状态。 4.完成状态当作业正常结束或异常终止时作业进入完成状态。作业调度算法 1.先来先服务FCFS按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序分派CPU。当前作业或进程占用CPU直到执行完或阻塞才出让CPU非抢占方式。在作业或进程唤醒后如I/O完成并不立即恢复执行通常等到当前作业或进程出让CPU。有利于CPU繁忙的作业而不利于I/O繁忙的作业。 2.轮转法Round Robin让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则排成一个队列。每次调度时将CPU分派给队首进程让其执行一个时间片。在一个时间片结束时发生时钟中断。调度程序据此暂停当前进程的执行将其送到就绪队列的末尾并通过上下文切换执行当前的队首进程。 3.优先级调度算法HPF每一个作业规定一个表示该作业优先级别的整数当需要将新的作业由输入井调入内存处理时优先选择优先数最高的作业。 4.多级反馈队列调度算法将时间片轮转与优先级调度相结合把进程按优先级分成不同的队列先按优先级调度优先级相同的按时间片轮转。优点是兼顾长短作业有较好的响应时间可行性强适用于各种作业环境。 5.高响应比优先调度算法根据“响应比进程执行时间进程等待时间/ 进程执行时间”这个公式得到的响应比来进行调度。高响应比优先算法在等待时间相同的情况下作业执行的时间越短响应比越高满足段任务优先同时响应比会随着等待时间增加而变大优先级会提高能够避免饥饿现象。优点是兼顾长短作业缺点是计算响应比开销大适用于批处理系统。
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