作業系統概述筆記
作業系統管理系統軟硬體資源，提供使用者介面，具有擴充套件性和虛擬性。
引入多道程式設計的主要目的：提高處理機利用率。
作業系統可以提供多種功能，而作業系統必須提供但又不作為資源管理的是：處理中斷。
處理中斷是作業系統提供給使用者及作業系統本身使用的一種功能。
並行性：指兩個或多個事件在同一時刻發生；併發性：指兩個或多個事件在一定時間間隔內發生。
中斷不是作業系統提供的資源管理，而是加速計算機處理能力，提高效率的一種技術。
使用者在使用者態要是用的特權指令時，必須首先通過訪管指令產生中斷而改變狀態，由使用者態進入核心態，並由作業系統來完成，才可以實現特權指令的動能。
訪管指令是自願性中斷，這類中斷事件是因為程式設計師在編寫程式時，要求作業系統提供服務而有意識的使用訪管指令或者系統呼叫，從而導致中斷。
重點總結
1.作業系統的特徵和功能
注：特徵：
作業系統具有併發、共享、虛擬和不確定性四大特徵。其中，最重要的是併發特
徵，其他三個特徵都是以併發為前提的。
功能：作業系統主要有程序管理、儲存管理、檔案管理、輸入
/輸出管理和作業管理五大
功能。2.作業系統體系結構
注：整體式結構，層次式結構，微核心（客戶
/伺服器）結構。
儲存管理筆記
靜態重定位是在作業的裝入過程中進行的；動態重定位是在執行過程中再計算位址。
重定位過程就是將程式中的邏輯位址轉換為處理機可以訪問的實體地址的過程。
編譯過程就是將計算機高階語言或低階語言轉換為機器語言即二進位制**過程。
對外存交換區的管理目標：提高換入換出速度。
作業系統在記憶體管理中為了提高記憶體的利用率，引入了覆蓋和交換技術，也就是在較小的記憶體空間中用重複使用的方法來節省儲存空間，但是，它付出的代價是需要消耗更多的處理機時間。實際上是一種以時間換空間的技術。
【歸納總結】從節省處理機時間來講，換入換出的速度越快，付出的時間代價就越小，反之就越大，大到不能忍受時，覆蓋和交換技術就沒有意義了。所以，從提高記憶體的利用率出發
而引入了覆蓋和交換技術，為使付出的代價減小，提高換入換出的速度就成了管理外存交換區的主要目標。
頁式管理中很重要的乙個問題便是頁面大小如何確定。確定頁面大小有許多因素，例如程序的平均大小，頁表占用的長度等等。而一旦確定，所有的頁面都是等長的。
分割槽管理和分頁管理只能採用靜態鏈結。乙個大的程序可能包含很多個程式模組。對它們進行鏈結要花費大量的處理機時間，而實際執行時則可能只用到其中的一少部分模組。
【歸納總結】段式儲存管理是基於為使用者提供乙個方便靈活的程式設計環境而提出來的。段式管理的基本思想是：把程式按內容或過程（函式）關係分成段，每段有自己的名字。乙個使用者作業或程序所包含的段對應於乙個二維的線性虛擬空間，也就是乙個二維虛擬儲存器。段式管理程式以段為單位分配記憶體，然後通過位址對映機構把段式虛擬位址轉換成實際的記憶體實體地址。
現代作業系統已經不允許使用者直接訪問物理記憶體了，記憶體的定址完全由作業系統來完成。記憶體保護可以是軟體，也可以是硬體。現代作業系統大多數都採用虛擬儲存的技術，請求調頁（段）技術實際上是交換技術的一種發展；而虛擬儲存器並不能在物理上擴充記憶體容量。
在請求分頁系統的頁表增加了若干項，其中「存在位」是用於：程式訪問。
基於區域性性原理，應用程式在執行之前並不必全部裝入記憶體，僅需將當前執行到的那部分程式和資料裝入記憶體便可啟動程式的執行，其餘部分仍駐留在外存上。當要執行的指令或訪問的資料不在記憶體時，再由作業系統通過請求調入功能將它們調入記憶體，以使程式能繼續執行。如果此時記憶體已滿，則還需通過置換功能，將記憶體中暫時不用的程式或資料調至盤上，騰出足夠的記憶體空間後，再將要訪問的程式或資料調入記憶體，使程式繼續執行
請求分頁儲存管理的主要特點：擴充主存。
請求分頁是虛擬儲存的一種方法，採用虛擬儲存技術起到了擴充主存的效果。分頁技術主要是解決記憶體離散存放的問題。
虛擬儲存器是程式訪問比記憶體更大的位址空間。
簡單段式儲存管理中，處理外碎片問題可採用：spooling技術
段式儲存管理其實與動態分割槽管理類似，也有碎片問題，也適用記憶體緊縮。
普通中斷只能發生在指令之間，若指令較長的話中斷必須鎖存，中斷返回執行的是下一條指令。而缺頁中斷比較特殊，可以在指令中間發生，中斷返回以後繼續執行當前的指令。
重點總結
1.儲存分配方式注：
（1）連續分配管理方式
分配演算法：首次適應演算法（
first fit
），下次適應演算法（
next fit
），最佳適應算 法（
best fit
），最壞適應演算法（
worst fit）。
（2）非連續分配管理方式：簡單分頁儲存管理，分段儲存管理。
2.虛擬記憶體管理頁面置換演算法注：
（1）．隨機淘汰演算法
在無法確定那些頁被訪問的概率較低時，隨機地選擇某個使用者的頁面並將其換出。 （
2）．先進先出演算法（
fifo）
fifo(first in first out)
演算法：總是選擇駐留記憶體時間最長的頁面進行淘汰。 （
3）．最佳置換演算法（
opt）
最佳置換演算法的基本思想是：從記憶體中移出永遠不再需要的頁面。 （
4）．最近最久未使用頁面置換演算法（
lru）
這種演算法的基本思想是，利用區域性性原理，根據乙個作業在執行過程中過去的頁面
訪問歷史來推測未來的行為。它認為過去一段時間裡不曾被訪問過的頁面，在最近的
將來可能也不會再被訪問。 （
5）．最近沒有使用頁面置換演算法（
nru）
該演算法只要求對應於每個儲存塊（頁面）設定乙個
「引用位」和
「修改位
」。利用 這二
位組織成四種狀態，
「引用位」：
「修改位
」=0：0；
0：1；
1：0；
1：1。每
次置換時，總取最小值的頁面置換，若相同則隨機置換或先進先出置換。 （
6）．時鐘演算法（
clock）
時鐘演算法是將作業已調入記憶體的頁面鏈成迴圈佇列，使用頁表中的
「引用位」，用
乙個指標指向迴圈佇列中的下乙個將被替換的頁面。
作業系統筆記 儲存管理（2）
位址重定位 快表兩級頁表 分段儲存管理 位址變換 資訊共享 分段與分頁比較 段頁式儲存管理 目的 減少分割槽式分配的內外零頭浪費的問題。思想 將目標程式分為若干的頁 頁面 這裡的頁是對於邏輯位址而言的線性位址。記憶體也要劃分為若干的頁框，頁框是對具體的實體地址進行的劃分，頁 頁面 與頁框的大小相同，...
作業系統筆記 儲存管理（3）
請求分段系統 段頁式虛擬儲存器 所謂虛擬儲存器，是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對記憶體容量加以擴充的一種儲存器系統。其邏輯容量由記憶體容量和外存容量之和所決定，其執行速度接近於記憶體速度，而每位的成本卻又接近於外存。特徵 多次性，對換性，虛擬性。在一段時間內乙個程式的執行往往呈現出高度的...
作業系統筆記 儲存管理（2）
位址重定位 快表兩級頁表 分段儲存管理 位址變換 資訊共享 分段與分頁比較 段頁式儲存管理 目的 減少分割槽式分配的內外零頭浪費的問題。思想 將目標程式分為若干的頁 頁面 這裡的頁是對於邏輯位址而言的線性位址。記憶體也要劃分為若干的頁框，頁框是對具體的實體地址進行的劃分，頁 頁面 與頁框的大小相同，...