*** 作系统复习总结

什么是os
从用户的角度看呢，os是用户和硬件系统的借口。
从资源管理角度看，os是资源的管理者，这句话我觉得是核心，os是计算机的资源管理者，管理计算机的很多资源。
从虚拟机角度看，os是一组命令

os到底是干啥的
os是程序的集合，管理资源（处理器资源，存储器资源，文件管理，内存管理等等）

*** 作系统的四大特性

并发性：（多个事件在同一个时间间隔内发生）共享：（互斥共享和同时共享）：临界资源只允许一个进程在这段时间访问，和多个进程可以同时访问。虚拟：把一个物理实体，变成若干个逻辑实体。异步：进程的推进顺序是不可预知的。因为竞争资源的存在导致。
其中，并发和共享互为存在条件，如果不并发，共享就没有意义。如果不共享，无法并发。

处理机的特权级
分级是为了保护os的系统，不可能让用户级的程序拥有太大的权利的。

管态：又称系统态，处于这个状态的进程可以使用所有指令，特权非特权级别的指令都可以使用。目态：又称用户态，只能是有非特权指令，并且只能访问自身所在的存储区域。

系统调用

系统调用的流程提取如下：

用户发送请求系统调用指令传递系统调用的参数执行trap（陷入）指令执行相应的服务程序返回用户态 系统调用本身是 *** 作系统为了用户提供的一些接口，一些高级的语言比如C，Java会封装这些系统调用成为一些库函数。而系统调用

进程的一些知识点

进程是静止的程序。也可以说进程是程序的一次执行过程。而程序本身是一个指令的集合。程序和进程不是一一对应的，一个程序可以对应多个进程，（多次执行）。程序的执行可以分为顺序执行与并发执行
顺序执行：

顺序性：指令自上而下，一条一条运行封闭性：指令的执行与外界因素没什么关系可再现性：再一次运行运行程序，结果相同 并发执行：

间隔性：运行一段时间，暂停一段时间。不可再现：由于推进速度的不同，结果可能会不一样失去封闭性：本进程暂停运行的同事，可能会有其他的进程来修改本进程所需要的资源。

进程是动态的，具有以下几点特征：
动态独立性（它是系统资源分配的最小单位）并发性异步性
一个进程的结构：
pcb（记录了这个进程的一些信息，相当重要）数据段程序段
Pcb:
记录进程的动态特征是进程存在的唯一标志pcb的一部分一直存在在内存中，也就是，就算虚拟内存在，也不会全部调出去。
进程同步
同步的原则：
空闲让进：临界区资源空就可以拿到忙则等待：临界区资源不空，就等待别的进程用完有限等待：不能一直无限期等下去让权等待：没有拿到临界区资源的进程，释放cpu
进程的调度
调度的时机
时间片用到了申请临界区资源需要等待中断返回等
进程调度算法
先来先服务（FCFS）：哪个进程先进入，就先处理它，处理完再说（对短进程不利）短作业优先：短的进程先服务（对长进程不利）优先级算法：有两种，静态的就是对进程设定权重，权重大的先服务，动态的是等待时间越久优先级越大。时间片轮转调度：一个进程分配一个时间片，运行结束，就让出cpu。多级反馈调度：优先级高的队列越能进入cpu，一个队列中的进程是遵循FCFS来执行的。
8.进程状态图

创建态到就绪态：需要分配除了cpu之外的一切资源（这里也说明了，cpu其实是最重要的资源），从创建态可以直接到就绪挂起状态。就绪态：就绪态的进程拥有除了cpu之外的一切资源。就绪态和就绪挂起可以互相转换。就绪态的进程一旦拥有了cpu就会变成运行态。运行态：运行态的进程拥有包括cpu在内的所有资源。一旦时间片到了，或者cpu被强占，运行态的程序就会退化到就绪态，而当运行态的程序需要请求一些系统调用（比如输入输出）她就会进入阻塞态，阻塞态的进程需要等待被唤醒。阻塞态：阻塞态的进程是不能直接进入运行状态的。阻塞状态的进程放弃了自己的所有资源，但是这个进程还是在内存中的。阻塞挂起和就绪挂起，长时间不能进入就绪态的就绪进程和阻塞进程，就会被挂起，挂起的意思是，进程被调入外存，而不在内存了终止态，系统运行完毕，就会进入终止态。
进程间的通信
管道通信（匿名管道）有名管道信号消息队列信号量共享内存套接字

线程的一些知识点：

进程是系统分配资源最小的单位。但是县城是cpu执行的最小单位。属性有：
并发性共享所属进程所有的资源
线程同步的方式
互斥量信号量事件

3.线程分为用户级线程和系统进程。

死锁
死锁：一组进程中，每个进程都在无限等待另一个进程释放资源。

死锁产生的原因
竞争资源：资源够多就不需要竞争了。进程的推进顺序不当
死锁的必要条件
互斥环路等待请求与保持不剥夺

存储器管理

内存的分配
分区分配，分区等长，或者分区不等长可变分区分配
首次适应最佳适应最坏适应
可变分区分配之分页与分段
分页
基本概念：页面=页，页框=帧。地址结构 页号P + 页内地址d页表：
理解这张图就能把页表这个概念理解透彻了。
虚拟地址分为，页号，页内地址。首先根据页号找到页表中块的存储位置，再根据页内地址映射出真实的物理地址。多级页表：多级页表的存在主要是为了解决页表太大，读取一张页表很占内存的问题。快表：块表的存在是记录近几次访问到的内存地址，提高访问速度。如果这个页号是之前存在快表中的，那无需读取页表，直接访问内存地址即可。分页是对程序员隐藏的，就是不可见的，虽然提高了内存的利用率，但是对于使用者来说是一个黑盒
分段式（这个是对程序员不隐藏的）段页式存储（用的最多的）

虚拟存储（两张图）

页表项

页号物理块：在内存中的地址状态位：是否在内存访问字段：提供页面置换算法使用修改为：是否被修改外存地址：如果放在外存，那是放在了哪儿
页面置换算法
先进先出始终算法LRU算法最佳算法（不可能存在）
虚拟内存是计算机的内存管理技术，简单来理解就是，使用硬盘空间扩展内存，但是本质上，它定义了一个连续的虚拟地址空间，并且将其内存扩展到硬盘空间。相当于一个大型程序，在进入内存的时候被切割成了好几分，暂时不需要用的部分放在外存，需要用的部分放在内存。局部性原理：时间局部性：程序中的某一条指令执行，不就后可能再次执行。空间局部性，某一个存储单元的程序被访问，附近的也会被访问。请求分页和分页管理，很大的一个区别就在于，这个程序有没有被装入内存。请求的分页的流程
程序请求程序是否越界（越界就越界中断）访问页表（页在内存中），不在内存中就缺页中断，内存没满就让这一页进入内存，满了就用置换算法换出来一页。修改块表。形成真实地址。

cpu寻址

为什么要有虚拟地址空间？如果程序都是直接访问物理内存，很容易因为修改某个单元导致系统崩溃。使用虚拟地址可以用不相领的内存缓冲，隐藏了真是地址。现代处理器使用的都是虚拟寻址，cpu将虚拟地址翻译成物理地址，这样才能访问到真是的物理内存。cpu中含有一个被称为内存管理单元的硬件。