2020—2021—1学期20202402毕辰成《网络空间安全导论》第五周学习总结
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第十章 操作系统
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：管理计算机系统并于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。
计算机可以拥有两个或多个操作系统，称为双引导或多引导系统。
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温度：确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作。
批处理
操作员会把来自多个用户的作业组织成分批，一个分批包含一组需要相同或相似资源的作业，这样操作员就不必反复地载入和准备相同的资源。
现代操作系统中的批处理概念允许用户把一组OS命令定义为一个批文件，以控制一个大型程序或一组交互程序的处理。
分时
分时系统允许多个用户同时与计算机进行交互。在分时系统中，每个用户都有自己的虚拟机，可以使用虚拟机中的所有系统资源。每个用户用主机上运行的一个登录进程表示。
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用机器的假象。
主机：一个大型的多用户计算机，通常与早期的分时系统有关。
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。
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：收到信号和生成相应之间的延迟时间。
内存管理
逻辑地址：对一个储存值的引用，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。
在编译程序时，对标识符（如变量名）的引用将被转化为逻辑地址。当程序最终载入内存时，每个逻辑地址将被转换成对应的物理地址。
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方法。
优点在于实现和管理都很简单，但却大大浪费了内存空间和CPU时间。
分区内存管理
固定分区法：把内存分成特定数目的分区以载入程序的内存管理方法。
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。
匹配：
- 最先匹配：把第一个足够容纳程序的分区分配给它。
- 最佳匹配：把最小的能够容纳程序的分区分配给它。
- 最差匹配：把最大的能够容纳程序的分区分配给它。
页式内存管理
在页式内存管理法中，主存被分成小的大小固定的存储块，叫做帧。进程被划分成页。为了掌握进程页的分布，操作系统需要为内存中的每个进程维护一个独立的页映射表，把每个页映射到载入它的帧。
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。
分页的优点在于不必再把进程存储在连续的内存空间中。这种分割进程的能力把为进程寻找一大块可用空间的问题转化成了寻找足够小的小块内存。
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：连续的页面交换造成的低效处理。
进程管理
进程状态
在计算机系统的管理下，进程会历经几种状态，即进入系统、准备执行、执行、等待资源以及执行结束。
进程状态：在操作系统的管理下，进程历经的概念性阶段。
进程控制块
操作系统必须为每个活动进程管理大量的数据。这些数据通常存储在称为进程控制块的数据结构中。
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。
CPU调度
CPU调度可以是在一个进程从运行状态切换到等待状态或程序终止时发生的，叫非抢先调度。
CPU调度还可以是在一个进程从运行状态转移到准备就绪状态或一个进程从等待状态转移到准备就绪状态时发生的，叫抢先调度。
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。
先到先服务
在先到先服务(FCFS)调度方法中，进程按照它们到达运行状态的顺序转移到CPU。是非抢先的。
最短作业优先
最短作业优先（SJN）CPU调度算法将查看所有处于准备就绪状态的过程，并分派一个具有最短服务时间的。是非抢先的。
轮询法
CPU的轮询法将把处理时间平均分配给所有准备就绪的进程。
轮询算法是抢先的。时间片到期进程就会被强制移出CPU。它可能是应用最广泛的，被认为是最公平的算法。
时间片：在CPU轮询算法中分配给每个进程的时间量。
文件系统和目录
文件系统
主存存放活动的程序和正在使用的数据的地方，具有易失性。
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。
可以把文件看作位序列、字节序列、行序列或记录序列。
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。
文件类型
文件类型：文件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。
文件操作
在操作系统协助下，可以对文件进行下列操作：
- 创建文件
- 删除文件
- 打开文件
- 关闭文件
- 从文件中读取数据
- 把数据写入文件
- 重定位文件中的当前文件指针
- 把数据附加到文件结尾
- 删减文件（删除它的内容）
- 重命名文件
- 复制文件
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。
文件保护
目录
目录是文件的有名集合，是一种按照逻辑方式对文件分组的办法。大多数操作系统都用文件表示目录。
目录树
一个文件目录还可以包含另一个目录。包含其他目录的目录叫做父目录，被包含的目录叫做子目录。
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。
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。
磁盘调度
磁盘调度：决定先满足哪个磁盘I/O请求的操作。
浙公网安备 33010602011771号