操作系统复习（一） 概述与进程

操作系统复习（一） 概述与进程

#OperatingSystem

概述

1. 操作系统的目标： 方便、有效、扩展能力
2. 操作系统提供的服务：程序开发、程序运行、IO设备访问、文件访问控制、系统访问、错误检测和相应。
3. 操作系统的三个重要接口： 指令系统体系结构（ISA）、应用程序二进制接口（ABI）、应用程序二进制接口（API）
4. OS的发展：串行处理、简单批处理、多道批处理、分时
5. OS的主要任务：进程管理、内存管理、信息保护和安全、调度和资源管理

进程

进程定义

进程有几种不同的定义方式，以下列举几种 * 一个正在执行中的程序
* 一个正在计算机上执行的程序实例 * 能分配给处理器并由处理器处理的实体 * 一个具有以下特征的单元：一组指令序列的执行，一个当前状态和相关的系统资源集

进程的基本元素

1. 基本元素有 程序代码和数据集
2. 在进程的执行中，任意给定一个时间，进程均可唯一表征以下元素 A. 标识符 B. 状态 C.优先级 D.程序计数器（保存下一条指令的地址） E. 内存指针 F. 上下文数据 G.IO状态信息 H.记账信息
3. 进程的五状态模型：

创建进程的原因：新的批处理作业，交互登录、OS因为提供一项服务而创建、由现有的进程派生 终止进程的原因：正常完成、超过时限、无可用内存、越界、保护错误、算数错误、时间超出、IO失败、无效指令、特权指令、操作员或者OS干涉、父进程终止或请求

1. 挂起状态：将进程换入外存的状态 导致挂起的原因：交换、其他OS原因、交互式用户请求、定时、父进程请求

2. 挂起状态的特点：
   • 进程不能立即执行
   • 进程可能是或不是正在等待一个事件。如果是，阻塞条件不依赖于挂起条件，阻塞事件发生不会弄使进程立即被执行。
   • 为阻止进程执行，可通过代理挂起进程，代理可以使自己、父进程或者OS
   • 除非代理是显式地命令OS进行状态转换，否则进程无法从这个状态中转移
3. OS中的控制结构：4张交互使用的表：内存表、IO表、文件表、进程表
4. 进程控制结构：进程映像：进程所含的程序，数据，栈和PCB 进程控制块（PCB）：属性的集合 若OS要管理进程，那么进程映像至少有一部分位于内存中 OS需要知道每个进程在磁盘中的位置，并且对于内存中的每个进程须知道其在内存中的位置
5. 三类PCB信息：进程标识信息（系统分配的唯一标识符以及用户标识符） 进程状态信息 进程控制信息
6. PCB的作用： OS中最重要的数据结构、其集合定义了OS的状态 OS需解决PCB的保护问题
7. 进程的执行模式：用户态、内核态
8. 进程的创建过程： 给新进程分配唯一的进程标识符 — 给进程分配空间 — 初始化PCB — 设置正确的链接 — 创建和扩充其他的数据结构
9. 进程的切换： 三个时间可以切换： 中断 当前指令的外部执行 对异步外部事件的反应 陷阱 与当前指令的执行相关 处理一个错误或异常事件 系统调用 显示请求 调用OS函数

所需的工作： A. 保存处理器上下文环境，包括程序计数器和其他寄存器 B. 更新当前进程的PCB C. 当前PCB移至相应的队列 D. 选择另一进程执行 E. 更新所选择进程的PCB F. 更新内存管理的数据结构 G. 回复上下文环境