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基基礎知識
1.計算機硬體：輸入/輸出裝置，儲存器，運算器，控制器。
2.三種基本os型別：
批處理os：單道批處理（cpu利用率低），多道批處理（缺乏互動性）
分時os：時間片輪轉分配；
實時os：及時響應，高可靠性
3.最基本特徵：併發和共享
4. 並行與併發：並行：真正意義上的同時執行，而併發還是乙個接乙個的執行，在一段時間內得到時間片輪轉進行執行，一段時間後執行完畢，巨集觀上並行。
程序&執行緒相關
1. 概念：程式在乙個資料集合上的一次執行過程，是os資源分配的基本單位；
2. 動態、併發、獨立、非同步，乙個程式可以包含多個程序；
3. 組成：程式、資料、pcb(識別符號、狀態-阻塞、就緒、執行)、優先順序、cpu現場保護區、家族聯絡（父子自之間的關係）、占有資源的清單
4. 狀態：就緒阻塞和執行，三個佇列。當就緒狀態發生程序排程是，進入執行狀態，執行狀態請求資源（比如io操作）無法滿足是發生阻塞，被丟入阻塞佇列，當資源被滿足時完成功能後進入就緒狀態；
5. 核心態和使用者態：核心態擁有搞特權，可以執行所有指令，訪問所有暫存器和儲存區；使用者態低特權，只能訪問部分儲存區，執行部分指令。
6.建立：一般使用fork()函式建立子程序，要注意殭屍程序的出現，如何解決？在unp中有說明：使用訊號函式signal捕獲sigchld訊號，使用相應函式處理（使用waitpid）。
7.執行緒：os進行排程的基本單位，同意程序內的所有縣城共享程序的記憶體空間（資源），他們只擁有自己的程式計數器、棧和少量暫存器。
8. 建立：pthread_create(tid, 函式，引數)
程序執行緒的不同：
9.1. 排程的基本單位和資源分配的基本單位；
9.2. 是否擁有資源：程序擁有，執行緒只擁有少量暫存器和程式計數器還有棧；
9.3. 開銷：建立開銷，程序要涉及分配記憶體空間，所以要比執行緒慢，撤銷也類似；特別的切換開銷，程序的現場保護要比執行緒複雜，程序要切換記憶體空間，然後切換棧和相關寄存 器，而執行緒只需要後面的步驟，不需要切換記憶體空間，所以快。（unp說執行緒建立可能要比程序快10~100倍）。
9.4. 通訊：程序間由於記憶體空間隔離，所以要跨記憶體空間來通訊（使用管道，訊息佇列，共享記憶體，訊號量，socket套接字），而執行緒通過全域性便來個就可進進行通訊。
9.5.適用場景：多執行緒適用於多機，而多執行緒適用於多核；
10.程序間通訊（ipc）
管道：匿名管道和命名管道，匿名管道只能用於具有親緣關係的程序之間，而命名管道可以用於一般的程序之間；linux標頭檔案
訊息佇列：建立訊息佇列，乙個程序去讀，另乙個去寫；標頭檔案：,mq_open()和mq_clos();
共享記憶體：最快的一種ipc方式，為什麼快？因為他直接將程序的程序空間對映到要使用的記憶體空間中，這樣就避免了其他方式中的與核心緩衝區互動的時間開銷。（其他的方式一般都是將設局寫入程序緩衝區，而後進入核心緩衝區，然後另乙個程序再從核心緩衝區中將資料讀到自己的程序緩衝區中）
socket：一種可以實現遠端程序通訊的一種方式。linux標頭檔案
(tcp/udp各有程式設計正規化)
11.程序同步：
互斥鎖：pthread_mutex_t，pthread_mutex_lock/trylock/unlock
讀寫鎖：讀鎖和寫鎖，讀鎖共享，寫鎖互斥。和資料庫的讀寫鎖類似。
訊號量：sem_open()/wait/trywait()，例項就是作業系統都做過的生產者消費者這問題
條件變數：pthread_cond_t signal()和wait()函式，通常和互斥量一起使用。
記錄鎖：對記錄上鎖，典型例子時檔案鎖。
12. 作業排程演算法
12.1 先來先服務fcfs：就是先來的（在就緒佇列頭部的）先排程執行，後面的統統等著。（這讓我想起了今早上宿舍中一舍友上廁所上了半個小時...我也很急，但又不能搶占資源...無奈的我只得尋找另一台主機，成為他的乙個臨時程序）
12.2 短作業優先sjf：就是短的先執行。對長作業非常不友好，導致長作業「飢餓」。
12.3 優先順序排程psa：為作業確定優先順序，從後備佇列中選取優先順序高的裝入記憶體。
12.4 高響應比優先：每次選取響應比較高的作業裝入記憶體（響應比：（等待時間+執行時間）/等待時間），這種演算法考慮了等待時間的因素。
13. 死鎖
一組程序佇列中，每個程序都等待其他程序所持有的資源，造成迴圈等待的局面。
4個條件：互斥條件、請求與保持、不可剝奪、環路條件
如何預防：從234條件下手，請求需要先釋放、可以高優先順序剝奪、為每一類資源進行編號，請求高的需要先釋放低的。
如何避免：銀行家演算法，搞清需求，進行預分配，判斷是否能找到乙個安全狀態。
如何檢測：資源分配圖能否完全化簡；
如何解決：1.終止程序（全部終止；按照次序終止，直到死鎖狀態解除）；2. 付出代價最小的解除演算法
（這裡我又想起了，innodb儲存引擎處理死鎖的方法：rollback持有最多互斥鎖的事務）
14. 虛擬儲存器
在我看來，虛擬儲存器並未從實際上擴充物理記憶體。而是通過換頁技術「看起來像是」擴充了物理記憶體。用到的原理涉及時間區域性性和空間區域性性。
在執行初始，只把必要的程式裝入記憶體頁，執行時如果發生缺頁再進行缺頁置換，置換的演算法著名的有lru（最近最少使用演算法），原理是使用過的程式和資料，很有可能會在一段時間後繼續訪問。
這樣就可以將乙個非常大的軟體或程式執行起來，只不過是換頁技術在其作用而已。
15. 物理記憶體與虛擬記憶體
物理記憶體對應於實體地址，虛擬記憶體對應於邏輯位址，它們之間存在乙個對映關係。
1. cpu訪問乙個邏輯位址時，需要將邏輯位址分解成為乙個組號和組內位址；根據組號去查位址轉換表，確定該組資訊是否在記憶體中；
2. 如果該組號已經在記憶體（主存）中，那麼從位址轉換表中讀出對應的物理組號；並根據物理組號和組內邏輯位址，訪問必要的資訊；
3. 如果該組號不在記憶體中，那麼發生缺頁中斷，需要將儲存在磁碟（輔存）上的資訊讀入記憶體中，如果有空閒頁，直接讀入，否則需要選定頁置換出記憶體，再把需要的資訊換入記憶體中，並更新位址轉換表。
缺頁置換的演算法
1.隨機演算法：生成乙個隨機數，來確定將那一頁換出記憶體；
2.先進先出演算法：將最先進入的頁換出；
3.最近最少使用演算法：替換最近最不常使用的頁；lru
4.最優演算法：替換最長時間以後才使用的頁面（乙個理想演算法）。
16。程式編譯的過程
17.靜態鏈結和動態鏈結的比較
1. 靜態鏈結庫需要裝配入可執行檔案中，而動態鏈結庫不需要；
2. 靜態鏈結庫函式直接在可執行檔案中你，所以執行速度快；而動態鏈結庫，則是需要臨時去庫中尋找，所以執行速度稍慢；
3. 靜態鏈結導致可執行檔案臃腫，而使用動態鏈結庫的可執行檔案清爽，節約儲存空間；
4. 此外靜態鏈結庫還存在重複裝配的問題(#ifndef之流就是來解決他這類問題的)，動態鏈結庫不存在此問題；
5. 靜態鏈結庫更新和擴充套件麻煩（已經鏈結入可執行檔案了），需要重新編譯軟體，而使用動態鏈結庫，只需要替換動態鏈結庫檔案即可。
18.虛擬記憶體
作業系統對於記憶體（主存）的一種管理方式。作業系統給每乙個程序都分配位址空間，但此位址空間是虛擬記憶體空間，通常比其所對應的物理空間要大許多。
當cpu要訪問某資料時，生成乙個邏輯位址，然後用邏輯位址去查「頁表」，頁表上儲存著所有儲存在記憶體和磁碟上的資料的位址，頁表每一條記錄都至少有兩個表項，乙個是有效位，另乙個是實體地址或者是磁碟位址。如果發現有效位置1，那麼證明資料在物理記憶體中（dram命中），根據另乙個表項上的實體地址去物理記憶體中查詢讀取即可。如果，有效位置0，那麼資料不在物理記憶體上（未命中，發生缺頁異常）。這時，需要將磁碟上的資料載入到物理記憶體中來。如果物理記憶體有空閒頁，那麼直接讀進來即可，然後更新頁表即可，然後重新查詢頁表，去讀取需要的資料。如果，物理記憶體頁都被占用，那麼需要「頁面置換」，採用「先進先出，lru，理想方法」等方法可以將合適的頁面調換出物理記憶體，而將磁碟上的資料頁換到記憶體中來，同樣更新頁表，重新查詢讀取資料。
(圖源baidu)
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