计算机体系概述
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操作系统是什么
操作系统是计算机资源的管理者，包括了，处理机，内存，文件和设备管理 -
操作系统的特征
- 拟步享发（虚拟，异步，共享，并发）
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管态和目态的区别
管态可以执行特权指令
目态可以执行非特权指令
通过系统调用，或者中断的方式实现切换 -
并发和并行的区别
并发是同一个时间间隔执行多个事件
并行是同一个时刻执行多个事件 -
微内核和大内核
- 大内核是把操作系统主要的功能放入核心态中
- 微内核是把操作系统的基本功能放入核心态中
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系统调用和用户调用
系统调用是操作系统和应用程序之间的交互过程
一般调用是在用户态进行的
进程管理
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进程的概念
动态运行的程序，是资源分配的基本单位，具有并发性 -
进程与线程的区别
- 进程是资源分配的基本单位，线程是系统调度的基本单位
- 一个进程中可以有多个线程，每个线程可以创建和撤销其他线程，多个线程可以并发执行
- 之所以引入线程，是因为进程切换的开销太大
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进程（作业）调度算法
- 先来先，短作业优先，优先级算法，高响应比算法，多级队列算法
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进程通信
- 共享存储：对共享空间进行互斥访问
- 消息传递：通过发送和接收原语进行数据交换
- 管道通信：开辟一个固定大小的空间，进行互斥访问
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进程状态的切换
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处理机调度
- 高级调度：从外存调入内存，只执行一次
- 中级调度：把暂时不用的进程调入外存（挂起），需要时调入
- 低级调度：从就绪队列中选择一个进程分配给处理机
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同步和互斥的区别
- 同步是直接制约，顺序上的，次序上的制约，如，要完成 B 事务，必须先完成 A 事务。引入同步，是因为进程的并发性会丧失同步性
- 互斥是间接制约，多个进程访问同一个资源时，只有一个能访问，其他的进程必须等待，如果我们骑共享单车时，同一时间只准一个人骑车
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同步机制的四个准则
- 空闲让进
- 忙则等待
- 有限等待
- 让权等待
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临界区
- 使用临界资源的那段代码
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死锁产生的条件（互不请循）
- 互斥
- 不可剥夺
- 请求并保持等待
- 循环等待
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死锁的解决
- 死锁的预防
- 死锁的避免
- 死锁的检测与解除
- 银行家算法：主要思想是避免系统在资源分配是进入不安全状态，每次在分配资源的时候都检查系统是否有足够的资源，如果有就进行试验分配，没有则拒绝分配
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饥饿与死锁的区别
- 饥饿是一个或者多个进程因为长时间等待，而在推进上受到影响
- 死锁是多个进程因为竞争同一个资源而陷入僵持局面，在没有外力的情况下无法推进
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中断与异常的区别
- 中断是 cpu 指令外部的事务，如 IO 中断
- 异常是 cpu 指令内部的事务，如越界，算法溢出，非法操作符
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管程
管程是对 PV 操作的一组封装，因为每次编写管程都会太麻烦，太分散，管程就是一种框架，库，封装好需要的操作，提供一个外在的接口用于数据通信
内存管理
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内存分配算法
- 连续分配算法：单一连续分配，固定分区分配，动态分区分配（首次适应算法，最坏适应算法，最佳适应算法）
- 非连续分配算法：分页（按照物理划分，大小固定），分段（按照逻辑划分，大小不固定），段页
- 虚存分配：分页请求，分段请求，段页请求
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页面置换算法
- 最佳页面置换算法，先来先算法，最近最久未使用，clock 算法
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用户程序变为进程的步骤
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编译
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链接（静态链接，装入时动态链接，运行时动态链接）
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装入（绝对装入，静态重定位，动态重定位）
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局部性原理
- 时间局部性：被访问的指令将在不久后再次被访问
- 空间局部性：被访问的存储单元，其附近的存储单元将不久被访问
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页面分配策略
固定分区局部置换
可变分区全局置换
可变分区局部置换
文件管理
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文件的逻辑结构
- 无结构
- 有结构
- 顺序结构
- 索引结构
- 索引顺序结构
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文件分配方式
- 连续分配
- 链接分配
- 索引分配
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文件的目录结构
- 单机目录
- 多级目录
- 树型目录
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文件存储空间的管理
- 空闲表法
- 位示图法
- 成组链接法
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磁盘调入算法
- 先来先
- 最短寻道时间优先
- 电梯调度算法
输入输出管理
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IO 控制方式
- 程序 IO 控制方式
- 中断驱动 IO 控制方式
- DMA 控制方式
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缓冲区
为了解决 IO 设备和 cpu 之间速度不匹配的问题而设定的区域