操作系统

计算机科学导论

一、操作系统

计算机硬件和用户的一个接口，使得其他程序更加方便有效地运行，并能方便对计算机硬件和软件资源进行访问。

二、组成部分

至少具备以下四种功能：内存管理器、进程管理器、设备管理器、文件管理器

三、内存管理器

1.单道程序

已经过时，大多数内存用来转载单一的程序，每次只能处理一个程序。

2.多道程序

同一时刻可以装入程序并且能够同时被执行。具体分为非交换范畴（分区、分页）和交换范畴（请求分页、请求分段）。

分区调度

内存被分为不定长的几个分区，每个分区保存一个程序。
但是存在一些问题：每个程序完全载入内存，并占用连续的地址，如果分区小的话，无法载入程序。

a.分页调度

内存被分为大小相等的若干个部分，称为帧。程序被分为大小相等的部分，称为页。页和帧的大小通常是一样的，
分页调度上一定程度提高了效率，但是仍然需要全部程序在运行前都载入内存。

b.请求分页调度

内存可以同时载入多个程序的页

c.请求分段调度

程序将按程序员的角度划分为段，它们被载入内存中。可能会出现空闲区域。

d.请求分页和分段调度

请求分页和分段调度结合两者有点。

四、进程管理器

1、基本概念

程序：程序员编写的一组稳定的指令
作业：一个程序被选中执行，到其运行结束并再次成为一个程序的这段过程中，改程序成为作业。
进程：一个执行中的程序。是一个在内存中运行的作业。每个进程都是作业，而作业未必是进程。

2、调度器

作业调度器：将一个作业从保持状态转入就绪状态，或是从运行状态转入终止状态。
进程调度器：将一个进程从一个状态转入另一个状态。、
其他调度器

3、队列

为处理多个进程和作业，进程管理器使用队列。

4.进程同步

可能会产生两种情况。

a.死锁

当操作系统没有对进程的资源进行限制时将会发生死锁。
发生死锁需要四个必要条件：

• 互斥。一个资源只能被一个进程占用。
• 资源占用。一个进程占有着一个资源，及时在获取其他资源之前无法使用它。
• 抢先。操作系统不能临时对资源重新分配。
• 循环等待。所有的继承和资源包含在一个循环里。

b.饿死

与死锁相反的情况。发生在操作系统系统对进程分配资源有太多的限制。

五、设备管理器

不停地监视所有的输入/输出设备，保证它们能够正常运行。

六、文件管理器