Q1: ¿Cuál es el sistema operativo y la función del sistema operativo?
- El sistema operativo es un conjunto de programas que controla y administra los recursos de hardware y software de todo el sistema informático, organiza y programa racionalmente el trabajo de la computadora y la asignación de recursos, y por lo tanto proporciona una interfaz y un entorno conveniente para los usuarios y otro software. Es el software de sistema más básico en el sistema informático.
- Las características básicas incluyen: concurrencia, uso compartido, virtual, asíncrono
- Para los sistemas informáticos, el sistema operativo es una colección de programas que administran todos los recursos del sistema; para los usuarios, el sistema operativo proporciona una interfaz para llamar a los recursos informáticos
P2: Concepto de gestión y visión.
- El estado de administración también se denomina estado privilegiado, estado central y estado del sistema. El sistema operativo se ejecuta en modo administrado.
- El estado del ojo también se llama modo de usuario, los programas de usuario solo pueden ejecutarse en modo de usuario
- Si el programa del usuario ejecuta la instrucción privilegiada en el estado, el hardware se interrumpirá, el sistema operativo obtendrá el control y la instrucción privilegiada está prohibida; cuando el usuario necesita llamar a los recursos del sistema, la solicitud de servicio debe hacerse al sistema operativo a través del método de llamada del sistema El sistema está completo.
P3: programa, proceso, conexión de subprocesos y la diferencia y conexión entre el proceso y el subproceso
Diferencias y conexiones entre programas y procesos.
- Un programa es un conjunto de instrucciones ordenadas. Es un concepto estático. Un programa consiste en un conjunto de instrucciones y se almacena en la memoria de manera binaria.
- Un proceso es una actividad en ejecución de un programa y sus datos en una computadora, es un concepto dinámico. La entidad en ejecución del proceso es un programa, y el proceso del programa final no tiene sentido. El proceso se compone de tres partes: programa, datos y bloque de control de proceso (PCB). El proceso tiene un ciclo de vida, el proceso también puede crear un proceso, estos no están en el programa.
Diferencias y conexiones entre procesos y subprocesos
- Un proceso es una unidad básica de asignación de recursos del sistema en un sistema operativo.En un sistema operativo sin un mecanismo de subprocesos, un proceso también es una unidad básica para programar la operación de un procesador.
- En un sistema operativo que utiliza un mecanismo de subprocesos, los subprocesos son la unidad básica de programación del procesador. Un proceso puede estar compuesto por uno o más subprocesos, y cada subproceso comparte recursos en el proceso.
- El proceso se introduce para ejecutar mejor múltiples programas al mismo tiempo, mejorar la utilización de recursos y el rendimiento del sistema, y aumentar el grado de concurrencia;
- La introducción de subprocesos es reducir la sobrecarga de espacio-tiempo que pagan los programas durante la ejecución concurrente y mejorar el rendimiento concurrente del sistema operativo.
P4: tres estados del proceso
- Un proceso es una actividad en ejecución de un programa de computadora y sus datos en una computadora. Es una unidad básica de asignación de recursos por parte del sistema y es un concepto dinámico. Por lo tanto, tiene un ciclo de vida y se divide en un estado listo, un estado de ejecución y un estado de bloqueo
- El estado listo significa que el proceso obtiene todos los recursos que necesita y espera al procesador. Mientras esté asignado al procesador, puede ejecutarse
- El estado de ejecución significa que el proceso se está ejecutando en el procesador
- El estado de bloqueo es que el proceso está esperando que ocurra un evento, como esperar la asignación de un recurso, incluso si el procesador ahora está inactivo, no puede programar el proceso en el estado de bloqueo.
- Además, hay un estado de creación y un estado final
P5: El concepto de punto muerto y el método de punto muerto en el sistema operativo
- Debido a que hay algunos recursos inalienables en el sistema, cuando dos o más procesos ocupan sus propios recursos y solicitan los recursos del otro, ningún proceso podrá avanzar.
- Hay 4 condiciones necesarias para el punto muerto, que son la condición mutuamente excluyente, la condición de no privación, la condición de solicitud y retención y la condición de espera de bucle
- La condición mutuamente excluyente significa que los recursos requeridos por el proceso para ser asignados son exclusivos, es decir, solo pueden ser utilizados por un proceso al mismo tiempo.
- Inalienable significa que el recurso no se puede quitar por la fuerza antes de que el proceso termine de usarlo
- Solicitar y mantener significa que el proceso posee los recursos que originalmente posee y quiere otros recursos
- La condición de espera de bucle se refiere a la existencia de una cadena de espera de bucle de recursos de proceso
- Formas de evitar el punto muerto
- Las estrategias de procesamiento de punto muerto incluyen la prevención del punto muerto, evitar el punto muerto y la detección y liberación del punto muerto
- La prevención del punto muerto es establecer las condiciones necesarias para destruir las condiciones necesarias del punto muerto, de modo que el punto muerto no pueda ocurrir.
- Evitar el punto muerto es utilizar algunos algoritmos para evitar que el sistema entre en un estado inseguro al asignar recursos dinámicamente, evitando así el punto muerto
- La detección y liberación de punto muerto significa que no se toma dinero cuando se produce el punto muerto, y solo el sistema detecta si se produce un punto muerto, y si se produce un punto muerto, se toman medidas para eliminar
P6: El concepto de semáforo
- Se propone el semáforo para resolver el problema de sincronización y exclusión mutua. Solo hay dos tipos de espera () y señal (), a saber, operación P y operación V.
P7: Concepto de sincronización y exclusión mutua.
- Sincronización: es necesario coordinar el orden de trabajo entre los procesos en ciertas ubicaciones y esperar la relación de restricción generada por la transferencia de información (en resumen, los recursos que un proceso necesita usar son el resultado de la ejecución del proceso anterior, por lo que el proceso necesita Si sucede, el proceso anterior debe ejecutarse para finalizar)
- Exclusión mutua: cuando un proceso ingresa a la sección crítica y utiliza recursos críticos, otros recursos deben esperar y no pueden ingresar a la sección crítica.
Q8: PV primitivo
- Una primitiva se refiere a una secuencia de operaciones que realizan una determinada función y son indivisibles e ininterrumpidas, y generalmente pueden completarse mediante hardware.
- Operación P, lo que significa que el proceso solicita un recurso. Cuando el recurso ha sido asignado, la primitiva de bloque se llama para bloquear
- Operación V, lo que significa que el proceso libera un recurso, por lo que el número de recursos que se pueden asignar en el sistema aumenta en 1
P9: ¿Cuáles son los algoritmos de programación?
- La programación del procesador consiste en asignar el procesador, seleccionar un proceso de la cola preparada de acuerdo con el algoritmo de programación y asignar el procesador para lograr la ejecución concurrente del proceso.
- El algoritmo de programación incluye
- Primero llegado, primero servido
- Prioridad de trabajo corta (tiempo de finalización más corto)
- Algoritmo de programación prioritario
- Programación prioritaria de alta relación de respuesta
- Programación de rotación de segmentos de tiempo
- Programación de cola de comentarios de varios niveles
P10: ¿Cuáles son los algoritmos de reemplazo de página?
- Cuando el proceso se está ejecutando, si la página que visita no está en la memoria, debe transferirse a la memoria, y cuando no hay espacio libre en la memoria, debe llamarse desde la memoria a una página de programa o datos.
- El algoritmo para seleccionar la página a llamar es el algoritmo de reemplazo de página. Se utilizan comúnmente el mejor algoritmo de reemplazo OPT, el algoritmo primero en entrar, primero en salir, FIFO, el algoritmo de reemplazo más reciente no utilizado LRU, el algoritmo de reemplazo de reloj
- OPT: La página de eliminación seleccionada es una página que no se usará en el futuro, o una página que ya no se visitará en el tiempo más largo, para obtener la tasa de falla de página más baja. Pero, de hecho, se desconoce qué proceso se programará en el futuro, por lo que este algoritmo no se puede implementar y solo se puede usar para evaluar otros algoritmos
- FIFO: Prioriza la eliminación de la primera página de la memoria. El algoritmo FIFO generará un fenómeno anormal en el que aumenta el número de bloques físicos asignados y también aumenta el número de fallas de página, lo que se convierte en una anomalía de Belady
- LRU: Seleccione las páginas que no han sido visitadas por el tiempo más largo para ser eliminadas
- Algoritmo de reloj: se asocia un bit adicional con cada cuadro. El puntero recorre los bits adicionales de cada cuadro y reemplaza los cuadros que cumplen ciertas condiciones.
P11: La diferencia entre enlaces duros y blandos
- Los enlaces suaves son similares a los accesos directos, es decir, eliminar los accesos directos no afecta el archivo fuente, y eliminar el archivo fuente a través del enlace suave no encontrará el archivo fuente. Guarde el nombre de ruta del archivo compartido
- El enlace rígido es el nodo índice del archivo compartido. Cuando el valor del recuento de referencia no es 0, no puede eliminar el archivo compartido.
- Suponga que el puntero de F1 apunta al nodo de índice y el nodo de índice apunta al archivo correspondiente
- El enlace suave F2 apunta a F1, y su valor de conteo de referencia es consistente con F1. La eliminación del archivo fuente no es visible para F2. Solo cuando se accede al archivo fuente a través de F2 y el archivo no existe, el enlace suave F2 se elimina directamente.
- El enlace duro F3 apunta directamente al nodo de índice del archivo, el valor del recuento de referencia es +1 y elimina F1, aún puede acceder al archivo fuente a través de F3.
