關(guān)于操作系統(tǒng)的基本常識(shí)

　　關(guān)于操作系統(tǒng)，我們需要掌握一些基本的常識(shí)問題。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了關(guān)于操作系統(tǒng)的基本常識(shí)的相關(guān)知識(shí)，希望對(duì)大家有幫助!

　　關(guān)于操作系統(tǒng)的基本常識(shí)

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)1：進(jìn)程與線程

　　進(jìn)程是一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序的一次運(yùn)行活動(dòng)，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的一個(gè)基本單元。

　　線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是cpu調(diào)度的基本單元，自己并不擁有系統(tǒng)資源，他的資源和該進(jìn)程內(nèi)的其他線程共享。、

　　引入線程的優(yōu)點(diǎn)：

　　調(diào)度開銷小，易于調(diào)度;

　　方便的實(shí)現(xiàn)并發(fā);

　　充分利用多處理器的性能;

　　線程和進(jìn)程的不同：

　　線程必定屬于某個(gè)進(jìn)程;但是一個(gè)進(jìn)程可以擁有多個(gè)線程并且至少擁有一個(gè)線程。

　　不同進(jìn)程互相獨(dú)立，資源分開，但是線程共用資源，沒有獨(dú)立的內(nèi)存空間。

　　進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，線程可以理解為該程序中一個(gè)片段的執(zhí)行。

　　程序和進(jìn)程和線程的關(guān)系：

　　獨(dú)立功能的一次程序執(zhí)行可以開啟一個(gè)進(jìn)程，同程序可以多次開啟形成多個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程中又可以開啟線程，當(dāng)然每個(gè)程序都至少會(huì)有一個(gè)線程，比如main

　　線程同步的方法：

　　互斥量，信號(hào)量，條件變量，臨界區(qū)。

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)2：內(nèi)核線程和用戶線程

　　內(nèi)核線程的建立和銷毀都是操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)，通過系統(tǒng)調(diào)用完成。

　　用戶線程不需要操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)，利用線程函數(shù)庫(kù)調(diào)用完成創(chuàng)建銷毀同步管理，并且允許自己定制自己的調(diào)度算法，調(diào)度的代價(jià)比內(nèi)核線程的代價(jià)低很多。

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)3：內(nèi)存管理

　　方式：按照控件利用率排序的話為：塊式管理<頁式管理<段式管理<段頁式管理(其中段頁式管理每次操作要訪問三次內(nèi)存)

　　分頁和分段的區(qū)別：

　　頁是信息的物理單位，分頁是出于系統(tǒng)管理的需要

　　段式信息的邏輯段位，分段是為了滿足用戶的需要，每次分頁的大小也取決于用戶

　　虛擬內(nèi)存：虛擬內(nèi)存是內(nèi)存管理的一種技術(shù)，相對(duì)于物理內(nèi)存而言，可以理解為假內(nèi)存，使得應(yīng)用程序把內(nèi)存當(dāng)做連續(xù)可用，允許程序員編寫比實(shí)際系統(tǒng)擁有的內(nèi)存大得多的程序，實(shí)際上他的有一部分內(nèi)存暫時(shí)存儲(chǔ)于外部存儲(chǔ)上面，在需要時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

　　虛擬內(nèi)存的好處：

　　擴(kuò)大地址空間

　　內(nèi)存保護(hù)。每個(gè)進(jìn)程獨(dú)自運(yùn)行在自己的虛擬內(nèi)存空間，互相不干擾，而且虛擬內(nèi)存還對(duì)特定的內(nèi)存地址進(jìn)行寫保護(hù)。

　　當(dāng)進(jìn)程需要通信時(shí)，可以采用虛存共享的方式實(shí)現(xiàn)。

　　虛擬內(nèi)存的壞處：

　　建立很多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，占用額外的內(nèi)存。

　　虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，增加了執(zhí)行時(shí)間。

　　頁面的換入換出需要磁盤io。

　　內(nèi)存碎片：多次進(jìn)行內(nèi)存分配時(shí)就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存碎片。

　　內(nèi)存格式：(用戶使用段)(空白段)(用戶使用段)

　　內(nèi)碎片：分配給用戶的存儲(chǔ)空間(用戶使用段)沒有使用完，其他程序也無法使用的部分內(nèi)存，直到進(jìn)程釋放。

　　外碎片：比如上面的空白段，他不屬于任何進(jìn)程，但是又由于他太小不足以給與下一個(gè)進(jìn)程分配空間，造成了外碎片。

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)4：cache替換算法

　　數(shù)據(jù)可以存放在cpu和內(nèi)存中，但是cpu處理速度快，容量小，內(nèi)存容量大，但是轉(zhuǎn)給cpu的速度慢。所以就需要cache來做一個(gè)折中，先從內(nèi)存調(diào)入cache再?gòu)腸ache調(diào)入cpu，又由于主存的快比cache多所以從主存調(diào)塊到chche中的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)該塊映射的映射的cache已經(jīng)被使用的情況，需要cache被迫騰出其中的某一塊來接受新塊，就需要替換。

　　隨機(jī)算法(RAND)

　　先進(jìn)先出算法(FIFO)

　　近期最少使用算法(LRU)

　　最優(yōu)替換算法(OPT)

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)5：靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接

　　靜態(tài)鏈接就是把要調(diào)用的函數(shù)或者是過程直接拷貝到可執(zhí)行文件中，當(dāng)多個(gè)程序都需要調(diào)用該函數(shù)的時(shí)候，比較浪費(fèi)內(nèi)存資源。

　　動(dòng)態(tài)鏈接就是并沒有在被調(diào)用時(shí)復(fù)制到可執(zhí)行文件中，而是加入了一些重定位信息，當(dāng)需要調(diào)用的時(shí)候到這里來執(zhí)行就ok了。

　　靜態(tài)鏈接庫(kù)：.lib文件，里面不允許再包含其他的動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)庫(kù)

　　動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)：.dll文件

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)6：庫(kù)函數(shù)調(diào)用與系統(tǒng)調(diào)用

　　庫(kù)函數(shù)調(diào)用屬于上層，運(yùn)行在用戶空間，屬于程序和用戶的一部分，不同的系統(tǒng)但是使用相同的庫(kù)那么效果就是一樣的。

　　系統(tǒng)調(diào)用是調(diào)用內(nèi)核提供給應(yīng)用程序的接口，屬于系統(tǒng)的一部分，而且不同的系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用是不一樣的。

　　操作系統(tǒng)基本常識(shí)7：用戶棧和內(nèi)核棧

　　內(nèi)核在創(chuàng)建線程的時(shí)候，會(huì)為進(jìn)程創(chuàng)建相應(yīng)的堆棧，每個(gè)進(jìn)程會(huì)有兩個(gè)棧，一個(gè)用戶棧，一個(gè)內(nèi)核棧，當(dāng)進(jìn)程在用戶空間時(shí)使用用戶棧，在內(nèi)核空間時(shí)使用內(nèi)核棧。并且通過設(shè)置堆棧指針寄存器的內(nèi)容可以在用戶棧和內(nèi)核棧之間相互轉(zhuǎn)換。