四级网络工程师最全操作系统复习资料文档格式.docx
- 文档编号:16829078
- 上传时间:2022-11-26
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:165.96KB
四级网络工程师最全操作系统复习资料文档格式.docx
《四级网络工程师最全操作系统复习资料文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《四级网络工程师最全操作系统复习资料文档格式.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
应用软件,支撑软件(数据库,网络,多媒体),系统软件(操作系统,编译器)
15、.操作系统任务:
组织和管理计算机系统中硬件和软件资源
向顾客提供各种服务功能(一方面向程序开发和设计人员提供高效程序设计接口二向使用计算机系统顾客提供接口)
16、操作系统发展
1.手工制作2.初期批解决3.多道批解决4.分时系统
17、UNIX系统
C语言编写,多顾客,多任务,分时操作系统,树形文献系统
7.个人计算机操作系统
20世纪70年代微软MSDOS单顾客单任务
1984年苹果操作系统
1992微软交互式操作系统WINDOWS3.1
1995window95
1991linuxlinux遵循UNIX原则POSIX继承UNIX所有长处
嵌入式操作系统
高可靠性,实时性,占有资源少,智能化能源管理。
易于连接,低成本
个人计算机操作系统
单顾客多任务
网络操作系统(NOS)
目的:
互相通信及资源共享
两种模式:
集中式,分布式
网络操作系统和分布式操作系统重要不同在于:
网络操作系统可以构架与不同操作系统
网络操作系统不规定对网络资源透明访问,对本地资源和异地资源访问区别对待
分布式操作系统强调单一操作系统对整个分布式系统管理,调度
指令集:
ISO/IEC7816-4
提供指令类型:
数据管理类,通信控制类,安全控制类
四个基本功能:
资源管理,通信管理,安全管理,应用管理
智能卡硬件资源:
CPU,存储部件,通信接口
第二章操作系统运营机制
1、CPU(运算器、控制器、寄存器、高速缓存)
寄存器:
顾客可见寄存器(数据寄存器、地址寄存器、条件码寄存器)、控制状态寄存器(程序计数器、指令寄存器、程序状态字)
2、解决器状态:
(1)管态—特权指令、目态—非特权指令(管态可调用所有指令和资源,变化解决器状态,目态转换官态——中断,官态转目态——修改PSW值)
PSW程序状态字
(2)核心状态、管理状态、顾客程序状态(目的状态)
3、存储器构造图
4、存储保护(1界地址寄存器——
(1)上下限寄存器,
(2)基址寄存器和限长寄存器
2存储键)
5、中断与异常
a)中断特点:
随机、可恢复、自动解决
b)中断分类
c)中断:
与正在执行指令无关,可以屏蔽
异常:
与正在执行指令关于,不可以屏蔽
d)中断系统:
硬件中断装置、软件中断解决程序
e)通过中断扫描机构扫描中断信号
f)产生中断方式:
I/O中断(正常,异常)、时钟中断、硬件故障中断、程序性中断、系统调用
6、系统调用与普通调用差别:
运营系统状态不同,系统调用在管态
7、I/O技术控制办法:
通道(使CPU从I/O事务解脱,提高效率、传播数据较小,按字节)、DMA技术(按块传播)、缓冲技术(匹配速度问题)
8、时钟(普通由硬件提供):
硬件时钟、软件时钟或绝对时钟、相对时钟
第三章进程线程模型
1多道程序设计模型
采用多道程序设计可以提高CPU运用率
1.1程序顺序执行
顺序性,封闭性,程序执行成果拟定性,程序执行成果可再现性
1.2多道程序设计
普通采用并行操作技术。
多道程序设计环境特点
主线目:
提高整个操作系统效率。
衡量系统效率尺度:
系统吞吐量指在单位时间内系统所解决作业道数。
多道程序特点:
独立性,随机性,资源共享性
1.3程序并发执行
指两个或两个以上程序在计算机中同处在以开始执行且尚未结束状态
特点:
(1)并发程序在执行期间具备互相制约关系
(2)程序与计算不在一一相应
(3)并发程序执行成果不可再现(宏观上是同步进行,但从微观上,在单个CPU中依然是顺序执行)
1.4进程模型:
程序、数据、PCB(灵魂)进程控制块构成
从操作系统角度:
分为系统进程和顾客进程(系统进程优先级高于顾客进程)
进程和程序联系和区别
联系:
程序是构成进程构成某些之一,从静态角度,进程是由程序,数据和进程控制块构成。
区别:
程序是静态,进程是动态
进程特性:
并发,动态(动态产生,动态消灭),独立(相对完整资源分派单位),交往(互相作用),异步(互相独立不可预知迈进)。
1.5进程状态及状态转换
三状态:
运营就绪等待
就绪->
运营进程被调度程序选中
运营->
就绪时间片用完
等待等待某事件发生
等待->
就绪等待事件已经发生
五状态:
运营,就绪,阻塞,创立,结束
状态转换:
创立进程,提交,调度运营,释放,超时,事件等待,事件浮现。
创立:
建立未进入就绪
结束
七状态:
运营阻塞,创立,结束,就绪挂起,阻塞挂起,就绪
新引入状态(挂起和激活)
挂起状态:
内存转外存
激活状态:
外存转内存
创立—就绪:
加入就绪队列
就绪—执行:
执行
执行—阻塞:
等待资源而无法执行(祈求某种服务、启动某种操作、新数据尚未到达、无新工作可做)
执行—就绪:
时间片结束、优先权较低
阻塞—就绪:
得到资源
执行—终结:
正常结束或异常错误
1.6进程控制块PCB
分为调度信息和现场信息
调度信息涉及(进程名,进程号,存储信息,优先级,当前状态,资源清单,消息队列指针,进程队列指针,和当前打开文献)
现场信息(程序状态字,时钟,界地址)
进程构成(程序,数据和进程控制块)
PCB组织方式(线性方式,索引方式,链接方式)
进程队列(就绪队列,等待,运营)
1.7进程控制
通过原语(由若干条指令所构成,用来实现某个特定操作)
进程控制原语:
创立进程,撤销进程,挂起进程,激活进程,阻塞进程,唤醒进程,以及变化进程优先级。
创立原语,撤销原语,阻塞原语,唤醒原语。
UNIX通过fork()函数创立子进程,执行一次,返回两个成果
1.8线程模型
更小独立运营基本单位-线程
引入线程为了减少并发执行时所付出时间和空间开销
进程拥有两个基本属性:
是一种可拥有资源独立单位,又是一种可以独立调度和分派基本单位
1.8.1线程基本概念
是进程中一种实体,是CPU调度和分派基本单位
一种线程可以创立和撤销另一种线程,同一种进程各种线程之间可以并发执行
线程特性:
每个线程有一种唯一标记符合一张线程描述表。
不同线程可以执行相似程序。
同一种进程中各个线程共享该进程内存地址空间
线程是解决器独立调度单位各种线程可以并发执行
线程好处:
耗费时间少创立速度比进程块,系统开销少,两现成切换耗费时间少能独立运营
线程和进程比较
线程又称为轻量级进程老式进程称为重量级进程
调度:
线程作为调度和分派基本单位,吧进程作为资源拥有基本单位。
并发性:
拥有资源:
线程不拥有系统资源
系统开销:
进程开销远不不大于线程开销
1.8.2线程实现机制
第一种:
顾客级线程不依赖于内核LINUX
第二种:
内核级线程依赖内核windows
第三种:
混合实现方式solaris
1.9进程(线程)调度
普通分为:
高档调度(作业调度—批解决),中级调度,低档调度(进程(线程)调度)
进程(线性)调度即解决机调度
2.0调度算法设计原则:
面向顾客原则(周转时间)、面向系统(系统吞吐量)
2.0.1进程行为:
当一种进程等外部设备完毕工作而被阻塞行为属于I/O
某些耗费了绝大多数时间在计算上面称为计算密集型
在等待I/0耗费了绝大多数时间称为I/0密集型
系统分类:
普通分为批解决交互式实时系统
2.1调度算法设计目的
公平,系统方略强制执行另一种就是保持系统所有某些尽量忙碌
普通检查三个指标:
吞吐量,周转时间,CPU运用率
周转时间:
从一种批解决作业提交时刻开始直到改作业完毕时刻为止记录平均时间
2.2进程(线程)调度算法
先来先服务FCFS(非抢占式)
最短作业优先SPF(非抢占式)
最短剩余时间优先SPT(抢占式)
轮转法(R-R)提成一种个时间片影响时间片因素(系统响应时间,就绪进程数目,计算机解决能力)
应当将时间片设为20-50ms
最高优先级算法(抢占或非抢占)
多级反馈队列算法(综合了先进先出,时间片,可抢占式)
最短进程优先
实时系统中调度算法:
(1)速率单调调度算法(RMS)
(2)最早最后时限优先调度(EDF)
第四章并发与同步
1、进程关系:
同步、互斥
2、进程同步:
是指各种进程中发生事件存在某种时序关系,必要协同工作,互相配合,以共同完毕一种任务
3、进程互斥:
是指由于共享资源所规定排她性,进程间要互相竞争,以使用这些互斥资源
4、进程互斥解决办法:
(1)由竞争各方平等协商,
(2)引入进程管理者(只有信号量)
5、临界资源:
是指只容许一种进程访问和使用资源
6、计算机中资源共享限度可分为三次:
互斥,死锁,饥饿。
互斥是指各种进程不能同步使用同一种资源。
死锁是指避免各种进程互不相让,避免浮现都得不到足够资源状况
饥饿避免某些进程始终得不到资源或得到资源概率很小
7、临界资源访问过程提成:
进入区,临界区,退出区,剩余区。
8、进程同步遵循准则:
空闲则入,忙泽等待,有限等待,让权等待
9、进程互斥硬件办法:
TS指令、SWAP指令、信号量
10、信号量
不不大于等于0:
可用资源数
不大于0:
进程被阻塞数
对信号量操作:
P操作-(wait(s)):
进临界区
V操作+(signal(s)):
释放临界区
11、管程:
一种管程由过程变量数据构造等构成集合
一种管程由四个某些构成:
管程名称,共享数据阐明,对数据进行操作一组进程和对公共享数据赋初值语句
管程三个重要特性:
模块化抽象数据类型信息隐蔽
12、进程通信(管道通信)方式:
共享内存,消息机制,以及通过共享文献进行通信
共享内存:
设有一种公共内存区
消息机制:
消息缓冲通信(要用发送消息原语,接受消息原语)
信箱通信(可存信件数,已有信件数,可存信件指针)
管道通信(UNIX就是连接两个进程之间一种打开共享文献)长处:
传播数据量大但通信速度慢
第五章
1、存储器分为:
内存储器和外存储器,
a)解决器可以直接访问内存但不能直接访问外存。
CPU通过启动相应输入/输出设备后才干使外存和内存互换信息。
b)对于内存速度和容量规定是:
内存直接存取速度尽量快到与CPU取指速度相匹配,其容量达到能装下当前运营程序和数据
2、内存空间分为:
系统区和顾客区
3、存储管理重要任务:
1.内存分派和回收.
位示图法,空闲页面表,空闲块表
内存分派两种方式:
静态分派(程序运营前)和动态分派(在目的模块装入时拟定并分派)。
2.存储共享:
代码共享、数据共享。
3.存储保护:
地址越界保护、权限保护、存储键
4.扩充内存容量:
采用虚拟存储技术或其她交互技术
4、地址转换:
逻辑地址从0开始,绝对地址就是物理地址。
地址重定位:
把逻辑地址装换成绝对地址。
静态重定位把程序指令地址和数据地址所有转换程绝对地址。
在程序执行前完毕
动态重定位直接把程序装入到分派内存区域中,每当执行一条指令时都由硬件地址转换机构将指令中逻辑地址转换为绝对地址
5、内存管理方案:
单一顾客(持续区)管理,分区管理,页式管理,段式管理,段页式管理
6、分区存储管理方案:
把内存划分为若干个持续区域,每个分区装入一种运营程序。
分区方式归纳成固定分区、可变分区。
固定分区:
在程序运营时必要提供对内存资源最大申请量。
(1)一种分区只能装一种作业,反之亦然。
(2)通过度区别配表(起始位置,大小,状态)实现对主存分派与回收
(3)采用静态地址重定位,分区总数拟定,当作业小时挥霍主存
可变分区:
在装入程序时划分内存分区,可变分区有较大灵活性,比固定分区有更好地内存运用率。
(1)可变分区实现:
已分分区表、空闲分区表,分派主存是,先分小地址,再分大地址,初次分区,只有一种空闲区。
(2)空闲分区别配方略:
最先适应算法(地址递增),最优适应算法(挑最小,长度递增),最坏适应算法(挑最大,长度递减),下次适应算法。
(3)分区管理方案优缺陷:
可变分区内存运用率比固定分区高缺陷:
内存使用仍不充分,并且存在较为严重碎片问题,挥霍解决机时间
(4)移动技术:
可以集中分散空闲区,提高内存运用率,便于作业动态扩充内存。
缺陷:
(1)移动会增长系统开销
(2)移动是有条件
7、覆盖技术和互换技术
覆盖技术和互换技术重要区别是控制互换方式不同,前者重要是在初期系统中,而后者当前重要用于小型分时系统。
互换技术又称为对换技术:
进程从内存移到磁盘并再移回内存称为互换。
互换技术多用于分时系统中。
在互换时需要耗费大量CPU时间,影响对顾客响应时间。
8、页式存储(支持离散存储,有效解决碎片多问题,不用增长系统开销解决碎片问题)
a)页式存储器使用逻辑地址由两某些构成,页号(分页多少)和页内地址(页面大小)
b)位示图(空闲块)、页表(页块关系)、主存分派表(存储页表在内存位置)
c)地址转换
i.页号=逻辑地址/页长(取整)
ii.页内地址=逻辑地址MOD页长(余数)
iii.块号=字号*字长+位号
iv.物理地址=内存块号*块长+页内地址(块内地址)+顾客区基址
d)页表:
i.多级页表,大多数操作系统采用二级页表
ii.散列页表
iii.反置页表
9、快表(页表必要访问两次内存,第一次按页号读出页表中相应块号,第二次按计算出来绝对地址进行读写。
而快表存在高速缓存,快表找到,内存访问一次,找不到内存访问两次)
a)采用两种办法:
一种是在地址映射机制中增长一组高速寄存器保存页表,另一办法是在地址映射机制中增长一种小容量联想存储器(相联存储器)
10、虚拟存储技术:
a)最大容量与地址寄存器位数关于,位数为24,则大小为2^24B
b)当最大不不大于实际,实际容量=主存+硬盘
当最大不大于实际,实际容量=最大
c)虚拟存储技术同互换技术在原理上市类似:
互换技术是以进程为单位进行,而虚拟存储普通是以页或段为单位
d)虚拟页式存储管理(页号,有效号,页框号,访问位,修改位,保护位,禁止缓存位)
e)页面调度方略:
调入方略(祈求调页、预调页)、置页方略、置换方略(固定分派局部置换,可变分派全局置换,可变分派局部置换)
缺页中断:
要访问页面不在内存中。
11、页面置换算法:
先进先出页面置换算法(fifo),近来至少使用页面算法(LRU),近来最不常使用页面置换算法(LFU),抱负页面置换算法(OPT),近来未使用页面置换算法(NRU),第二次机会页面置换算法,时钟页面置换算法(clock)
12、缺页中断率:
a)影响缺页中断率因素:
分派给程序内存块数,页面大小。
程序编制办法,页面置换算法。
b)中断率=中断次数/页面访问总次数
13、段式和段页式存储管理方案:
a)系统将内存空间动态分为若干个长度不同区域,每个区域称作一种物理块,每个物理块在内存中有一种起始地址称作段首止,从0开始编址。
顾客程序逻辑地址由段号和段内地址构成。
自己细看***段式存储
操作系统第六单元文献管理
1、文献:
信息项是构成文献内容基本单位。
文献系统文献名:
solarisUFS长度可达255个字符,FAT12(MS-DOS8个字符,外加句点和3个字符拓展名,NTFS也可达到255个字符)
FAT12不区别大小写EXT2区别大小写。
FAT12只使用ACSII,MS-DOS和windows/XP对不同后缀有特定解释。
2、文献系统:
是文献和目录有关子系统、是操作系统中统一管理信息资源一中软件
a)文献系统还负责对文献按名存取。
b)操作系统对文献透明存储
3、文献分类:
(目:
对不同文献进行管理,提高系统效率,提高页面和谐性)
a)按文献用途:
系统文献,库函数文献,顾客文献
b)按文献组织形式普通文献目录文献特殊文献
c)按文献保护方式:
只读文献,读写文献,可执行文献,无保护文献
d)信息流向:
输入,输出,输入输出
e)按存储时限:
暂时,永久,档案文献
f)按文献介质类型:
磁盘文献,磁带文献,卡片文献,打印文献
g)组织构造:
逻辑文献(流式文献和记录式文献)物理构造(顺序文献,链接文献,索引文献)
h)UNIX类操作系统文献分类:
普通文献,目录文献,特殊文献
4、文献系统功能(非重点):
a)实行存储空间分派回收
b)文献按名存储
c)实现文献共享,提供保护和保密
d)向顾客提高使用接口
e)系统维护及向顾客提供关于信息
f)保持文献系统执行效率
g)提供I/O统一接口
5、文献构造
a)文献逻辑构造:
i.无构造流式文献、有构造记录式文献
ii.遵循原则:
查找快捷、修改以便、空间紧凑、易于操作
iii.流式文献:
是无构造法,有序字符集合,UNIX是流式文献构造。
iv.记录式文献:
记录式文献分为:
定长记录文献和不定长记录文献
b)文献物理构造:
i.常用文献物理构造:
顺序构造,链接构造,索引构造,I节点构造
1.顺序构造:
优:
支持顺序存储和随机存储、存取迅速
缺:
不能动态增长、分派空间慢、容易产生碎片
2.链接构造:
解决碎片,有助于文献动态扩充和增删
缺:
不能随机存取,存取速度慢刺头移动多,效率低,可靠性较差,链接指针需要空间
windowsFAT文献系统采用是链接构造
ii.文献物理块(文献物理记录):
文献分派及传播信息基本单位
iii.物理记录大小与物理设备关于,与逻辑记录大小无关
6、文献存储介质:
a)介质分类:
顺序存取设备(磁带),随机存取设备(磁盘)
i.磁盘上每个物理块位置拟定:
柱面号,磁头号,扇区号表达。
ii.磁带特性:
存取速度与信息密度,带速,间隙关于。
iii.一次访问磁盘时间由构成:
寻道时间,延迟时间(旋转时间),传播时间
iv.磁盘位置:
1.已知物流块号,则磁盘地址:
a)柱面号(磁道号)=物理块号/(磁头数*扇区数)
b)磁头号=[物理块号MOD(磁头数*扇区数)]/扇区数
7、文献存取方式:
顺序存取,随机存取(又称为直接存取)。
UNIX系统采用了顺序存取和随机存取两种办法。
8、文献目录:
每个文献都设立了一种描述性数据构造-文献控制块(FCB),FCB包括:
文献名,文献起始地址等等。
文献目录是FCB集合、文献目录放在外存。
9、文献目录构造
a)普通吧文献目录设计成一级目录,二级目录构造,多级目录构造。
i.一级目录:
(1)简朴,易实现
(2)易发生重命名(3)时间长(4)不便共享,适合PC单顾客
ii.二级目录:
主文献目录,顾客文献目录
1.缺陷:
增长了系统开销
2.长处:
(1)提高速度
(2)解决重名(3)可共享(4)实现文献保护和保密(5)解决不同顾客可不同命,但是同名顾客不能同名
iii.多级目录:
unix和DOS都采用树形目录
1.特点:
层次清晰、解决了文献重命名问题、搜索速度快
10、目录检索:
途径检索办法:
全途径名(又称为绝对途径名)、相对途径(更快)
11、文献目录改进:
为了加快目录检索速度、把FCB分为符号目录项(文献符号名、文献内部号)和基本目录项(其她)。
目录项分解法长处:
减少了访问磁盘次数,提高了文献目录检索速度。
12、存储空间分派与回收
a)位示图,空闲块表(适合物理构造为顺序构造文献系统),空闲块链表,成组链接(成组链接管理方式比普通链接方式效率高)
13、文献系统实现
a)记录是文献中数据解决基本单位
b)关系:
顾客打开文献表指向了系统打开文献表
14、文献保护和安全
a)文献共享:
目节约时间和存储空间、减少顾客工作量、进程通过文献互换信息
b)文献安全:
i.影响因素:
人为、系统、自然
ii.采用办法:
建立副本(小且重要)、定期转储(较大)、存取权限
15、文献存取权限
a)存取控制矩阵
b)二级存取控制
c)UNIX中文献存取权限(文献属主或文献拥有者(owner),文献属组同组顾客(group),其她顾客(other))
16、文献保密(防止文献被窃取)
办法:
1.隐蔽文献目录2.设立口令3.使用密码(文献翻译成密文,使用时再解密)
17、常用提高文献系统技术:
块高速缓存,磁盘空间合理分派,对磁盘调度算法进行优化
a)普通采用如下几种移臂调度算法:
先来先服务(FCFS),最短寻道时间优先算法(SSTF,存在饥饿),扫面算法、电梯算法(SCAN),循环扫描算法(S-SCAN、解决饥饿,浮现黏着),为了达到公平、高效
b)移臂调度:
减少寻找磁道时间
旋转调度:
减少寻找扇区时间
18、RAID技术:
RAID0采用各种磁盘并行以提高读写速度,1用磁盘镜像办法提高存储可靠性,2和3以位或者字节作为并行单位,4并行单位是块。
19、WINDOWSFAT和UNIX系统
a)FAT(fileallocationtable)简朴目录构造,三个版本:
FAT-12,-16,-32,FAT系统以簇为单位分派,包括:
引导扇区,文献分派表,根目录(大小为32字节)
UNIX文献系统——每个目录项
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络工程师 操作系统 复习资料