2019-2020-1学期 20192425《网络空间安全专业导论》第五周学习总结

第10章 操作系统

10.1操作系统的角色

• 应用软件：帮助我们解决现实世界问题的程序。
• 系统软件：管理计算机系统并与硬件进行交互的程序。
• 操作系统：管理计算机资源并为系统交互提供界面的系统软件。

计算机可以具备两个或者更多个操作系统，用户在计算机开机时可以选择使用哪个操作系统。

10.1.1内存、进程与CPU管理

• 多道程序设计：同时在主存中驻留多个程序，由它们竞争CPU的技术。
• 内存管理：了解主存中载有多少个程序以及它们的位置的动作。
• 进程：程序执行过程中的动态表示法。
• 进程管理：了解活动进程的信息的动作。
• CPU调度：确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作。

10.1.2批处理

10.1.3分时

• 分时：多个交互用户同时共享CPU时间的系统.
• 虚拟机：分时系统创建的每个用户都有专有机器的假象。
• 主机：一个大型的多用户计算机，通常与早期的分时系统相关。
• 哑终端：在早期的分时系统中用户用于访问主机的一套显示器和键盘。

10.1.4其他OS要素

• 实时系统：应用程序的特性决定了响应时间至关重要的系统。
• 响应时间：收到信号和生成响应之间的延迟时间。

必须严格控制收到信号和生成响应之间的延迟。

10.2内存管理

• 逻辑地址：对一个存储值的引用，是相对于引用它的程序的。

• 物理地址：主存储设备中的真实地址。

• 地址联编：逻辑地址和物理地址间的映射。

10.2.1单块内存管理

单块内存管理：把应用程序载入一段连续的内存区域的内存管理办法。

10.2.2分区内存管理

• 固态分区法：把内存分成特定数目的分区以载入程序的内存管理办法。
• 动态分区法：根据容纳程序的需要对内存分区的内存管理办法。
• 基址寄存器：存放当前分区的起始地址的寄存器。
• 界限寄存器：存放当前分区的长度的寄存器。

10.2.3页式内存管理

• 页式内存管理法：把进程划分为大小固定的页，载入内存时存储在帧中的内存管理方法。
• 帧：大小固定的一部分主存，用于存放进程页。
• 页：大小固定的一部分进程，存储在内存帧中。
• 页映射表：操作系统用于记录页和帧之间的关系的表。

---

• 请求分页：页式内存管理法的扩展，只有当页面被引用（请求）时才会被载入内存。
• 页面交换：把一个页面从二级存储设备载入内存，通常会使另一个页面从内存中删除。

---

• 虚拟内存：由于整个程序不必同时处于内存而造成的程序大小没有限制的假象。
• 系统颠簸：频繁的页面交换造成的低效处理。

10.3进程管理

10.3.1进程状态

进程状态：在操作系统的管理下，进程历经的概念性阶段。

10.3.2进程控制块

• 进程控制块：操作系统管理进程信息使用的数据结构。
• 上下文切换：当一个进程移出CPU，另一个进程取代它时发生的寄存器信息交换。

10.4CPU调度

• 非抢先调度：当当前执行的进程自愿放弃了CPU时发生的CPU调度。

• 抢先调度：当操作系统决定照顾另一个进程而抢占当前执行进程的CPU资源时发生的CPU调度。

• 周转周期：从进程进入准备就绪状态到它最终完成之间的时间间隔，是评估CPU调度算法的标准。

10.4.1先到先服务

10.4.2最短作业优先

10.4.3轮询法

轮询法：在CPU轮询算法中分配给每个进程的时间量。

---

小结：

• 操作系统是管理计算机资源的系统软件的一部分，是人类用户、应用软件和系统硬件设备之间的协调者。
• 多道程序设计技术允许在内存中同时驻留多个程序，让它们竞争CPU时间。
• 批处理把使用相同或相似资源的作业组织成批。
• 操作系统必须管理内存，以控制和监督把进程载入主存中的什么位置。
• 操作系统管理进程的生命状态，即程序在执行过程中要历经的阶段。
• CPU调度算法确定了下一个使用CPU的进程。

文件系统和目录

11.1文件系统

• 文件：数据的有名集合，用于组织二级存储设备。
• 文件系统：操作系统为它管理的文件提供的逻辑视图。
• 目录：文件的有名分组。

11.1.1文本文件和二进制文件

• 文本文件：包含字符的文件。
• 二进制文件：包含特定格式的数据的文件，要求给位串一个特定的解释。

11.1.2文件类型

• 文件类型：文件（如Java程序或Microsoft文档）中存放的关于类型的信息。
• 文件扩展名：文件名中说明文件类型的部分。

11.1.3文件操作

11.1.4文件访问

• 顺序文件访问:以线性方式访问文件中的数据的方法。
• 直接文件访问：通过指定逻辑记录编号直接访问文件中的数据的方法。

11.1.5文件保护

11.2目录

11.2.1目录树

• 目录树：展示文件系统的嵌套目录组织的结构。

• 根目录：包含其他所有目录的最高层目录。

• 工作目录：当前活动的子目录。

11.2.2路径名

• 路径：文件或子目录在文件系统中的位置的文本名称。
• 绝对路径：从根目录开始，包括所有后继子目录的路径。
• 相对路径：从当前工作目录开始的路径。

11.3磁盘调度

• 磁盘调度：决定先满足哪个磁盘I/O请求的操作。

11.3.1先到先服务磁盘调度法

11.3.2最短寻道时间优先磁盘调度法

11.3.3SCAN磁盘调度法

---

小结：

• 文件系统定义了组织二级存储设备的方式。
• 用文件名的文件扩展名可以说明文件类型。
• 对文件执行的操作包括创建文件、删除文件、打开文件和关闭文件。
• 磁盘调度算法决定了处理未解决的磁盘请求的顺序。