导图社区 电脑操作系统
这是一篇关于电脑操作系统的思维导图,主要内容有操作系统介绍、进程调度、内存管理、文件系统。
编辑于2022-06-28 11:19:02在资料分析中,平均数问题频繁出现,是考试的重点考察内容。该模板全面且系统地梳理了平均数问题的各个考点,为考生构建起清晰的知识体系。现期平均数是基础考点,模板中不仅给出了其公式定义“平均数 = 总数/个数”,还详细列举了常见的考察形式,如直接求平均数、求总数、求个数,同时提供了速算技巧——截位直除,帮助考生快速准确地得出答案。基期平均数的讲解同样细致,明确公式定义后,指出其速算技巧类似于基期比重的计算,让考生能够触类旁通,提高解题效率。两期平均数比较是考生容易出错的地方,模板通过清晰的升降判断规则“a > b 上升,a < b 下降”,帮助考生准确判断平均数的变化趋势,避免失误。平均数增长率和平均数增长量这两个考点也有深入剖析。借助万兴脑图制作的这一思维导图模板,考生可以在备考过程中快速梳理知识点,查漏补缺,加深对平均数问题考点的理解和记忆。在考试时,能够迅速调用相关知识,运用速算技巧,提高答题速度和准确率。它是考生提升资料分析成绩、实现考试突破的得力助手,助力考生在竞争激烈的考试中脱颖而出。
大学计划和规划,大学四年,是人生中一个充满无限可能与挑战的宝贵阶段。为即将或正在经历这一阶段的学子们提供一份详尽而实用的指南,帮助大家从入学之初就树立明确的目标,制定合理的计划,逐步构建起扎实的专业知识体系。
经济学基础(2025中级经济师),涵盖广泛的经济学基础知识,内容结构清晰,分为多个部分或章节,针对考试的重点和难点,进行有针对性的学习和练习,提高解题能力和应试技巧。
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在资料分析中,平均数问题频繁出现,是考试的重点考察内容。该模板全面且系统地梳理了平均数问题的各个考点,为考生构建起清晰的知识体系。现期平均数是基础考点,模板中不仅给出了其公式定义“平均数 = 总数/个数”,还详细列举了常见的考察形式,如直接求平均数、求总数、求个数,同时提供了速算技巧——截位直除,帮助考生快速准确地得出答案。基期平均数的讲解同样细致,明确公式定义后,指出其速算技巧类似于基期比重的计算,让考生能够触类旁通,提高解题效率。两期平均数比较是考生容易出错的地方,模板通过清晰的升降判断规则“a > b 上升,a < b 下降”,帮助考生准确判断平均数的变化趋势,避免失误。平均数增长率和平均数增长量这两个考点也有深入剖析。借助万兴脑图制作的这一思维导图模板,考生可以在备考过程中快速梳理知识点,查漏补缺,加深对平均数问题考点的理解和记忆。在考试时,能够迅速调用相关知识,运用速算技巧,提高答题速度和准确率。它是考生提升资料分析成绩、实现考试突破的得力助手,助力考生在竞争激烈的考试中脱颖而出。
大学计划和规划,大学四年,是人生中一个充满无限可能与挑战的宝贵阶段。为即将或正在经历这一阶段的学子们提供一份详尽而实用的指南,帮助大家从入学之初就树立明确的目标,制定合理的计划,逐步构建起扎实的专业知识体系。
经济学基础(2025中级经济师),涵盖广泛的经济学基础知识,内容结构清晰,分为多个部分或章节,针对考试的重点和难点,进行有针对性的学习和练习,提高解题能力和应试技巧。
电脑操作系统
操作系统介绍
定义
用于控制和管理计算机系统硬件和软件资源合理的对各类作业进行调度,以方便用户使用的程序集合
基本特征
并发
并发不是同时进行
同一时间段内相互接替运行
共享
计算机资源被多个进程公用
异步
进程以不可预知的速度向前推进
虚拟
把物理实体变为逻辑对应物
二者互为存在条件
主要功能
处理机管理
存储器管理
文件管理
设备管理
用户接口
发展
手工操作阶段
人机速度矛盾
批处理阶段
优点:多道程序并发执行利用率高 缺点:不提供人机交互能力
单道批处理
优点:缓解人机处理速率矛盾
缺点:系统资源利用率低
多道批处理
优点:多道程序并发执行利用率高
缺点:不提供人机交互能力
分时操作系统
优点:具有人机交互性
缺点:无法优先处理紧急事务
实时操作系统
硬实时系统
必须控制对象在规定时间内完成(类比火箭发射
软实时系统
相较硬实时系统松活一些(类比订票
优点:能够先处理紧急事务
相关概念
两种指令
特权指令(不允许用户使用
I/O指令
中断指令
非特权指令(普通运算指令
两种程序
内核程序
系统的管理者,可执行一切指令、运行在核心态
应用程序
普通用程序只能执行非特权指令,运行在用户态
处理机状态
用户态(目态)
CPU仅执行非特权指令
核心态(又叫:管态、内核态)
可执行所有指令
用户态到核心态
通过中断用户态(由硬件完成)
核心态到用户态
特权指令psw的标志位,0为用户态 1为核心态
原语
1.处于操作系统最底层,是最接近硬件的部分
2.这些程序的运行具有原子性,其操作只能一气呵成
3.这些程序运行时间都较短,而且调用频繁
中断和异常
内中断
中断信号来自内部
自愿中断
指令中断
强迫中断
硬件中断、软件中断(0除以0)
外中断
中断信号来自外部
外设请求、人为干预
系统调用
系统向应用程序提供唯一接口,可获得OS的服务 该事件在用户态发生在核心态处理
体系结构
大内核
微内核
进程调度
进程管理
进程
存在意义
为更好描述和控制程序并发执行,实现操作系统的并发性和共享性
定义
是计算机中的程序关于某种数据集合个上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位
组成
PCB
保存进程运行期间的相关数据,是进程存在的唯一标志
程序段
能被进程调度到CPU的代码
数据段
存放数据
状态
运行态
程序正在占用CPU
就绪态
进程已处于准备运行状态,已完成获取除处理机以外的全部资源准备,一旦得到处理机即可运行
阻塞态
进程由于等待某一事件不能共享CPU
创建状态
进程正在被创建
结束状态
进程正在从系统消失
补充
程序和进程的区别
1.进程是动态的,程序是静态的 2.进程是程序的执行,程序是有序代码的集合 3.进程是暂时的,程序是永久的,进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存 4.组成不同,进程包含程序、数据和进程控制块(PCB) 5.通过多次执行,一个程序可以对应多个进程 6.通过调用关系,一个进程也可以包含多个程序
进程状态和状态转换
运行态->阻塞态
所需资源未准备好
就绪态->运行态
就绪态进程被调度,获得处理机资源(分派处理机时间片)
运行态->就绪态
时间片用完/有更高级的进程进入
阻塞态->就绪态
进程等待的事件到来
线程
存在目的
为更好的使用多道程序并发执行,提高资源利用率和系统吞吐量
资源
是程序执行的最小单位,基本不拥有任何系统特点
处理机调度
概念
对处理机进行分配,既:从就绪队列中按照一定的算法(公平高效)选择一个进程将处理机分配给它运行,以实现程序并发执行
分类
高级调度(作业调度)
中级调度(内存对换)
低级调度(进程调度)
调度方式
剥夺式(抢占式)
非剥夺式(非抢占式)
调度准则(依据)
CPU利用率
系统吞吐量
周转时间
等待时间
响应时间
算法
先来先服(FCFS)
谁先来谁先
短作业优先
时间短的先运行
优先级调度算法
剥夺式
非剥夺式
高响应比优先算法
目的:等待时间相同时,要求服务时间越短,优先级越高
计算
(等待时间+运行时间)/运行时间
时间片轮转
CPU层面对作业的分时系统
多级反馈队列调度算法
补充
周转时间
周转时间=等待时间+运行时间
带权周转时间=周转时间/服务时间
平均周转时间=作业周转总时间/作业个数
平均带权周转时间=带权周转总时间/作业个数
内存管理
基本概念
存在意义
更好的支持多道程序的并发执行,提高系统性能
主要功能
内存空间的分配和回收
存储的保护和共享
保证各道作业在各自的存储空间内运行,互不干扰
地址转换
把逻辑地址转换成相应的物理地址
内存扩充
利用虚拟存储技术或者自动覆盖技术,从逻辑上扩充内存
用户程序的主要处理阶段
编辑阶段
创建源文件
编译阶段
由编译程序将用户的源代码编译成若干的目标模块,生成目文件
链接阶段
有连接程序将编译后形成的一组目标模块及所需的库函数连接到一起,形成一个完整的装入模块,生成可执行文件
装入阶段
由装入程序将装入模块装入内存运行
运行阶段
得到结果
相关概念
程序的装入
绝对装入
适用情况:
* 在编译时,如果知道程序将驻留在内存的什么位置,那么编译程序将产生绝对的地址目标代码(即按照物理内存的位置赋予的实际物理地址)。
优点:
* 时间效率高
缺点:
* 由于内存大小的限制,能装入的并发程序少 * 必须知道内存的当前空闲地址,是适用于单道程序环境
静态重定位
适用情况:
* 在程序装入对目标代码装入内存的过程中完成,是指在程序开始运行前,程序中指令和数据的各个地址均已完成重定位,即完成虚拟地址到内存地址的映射地址变换通常是在装入时一次完成的以后不再改变
优点:
* 不需要重定位寄存器支持
缺点:
* 程序在静态重定位之后就不能在内存之中搬动了,并且要求程序的存储空间是连续的
动态装入
适用情况:
* 把地址转换推迟到程序真正要执行时才进行,该方式需要重定位寄存器支持否则会影响执行速度
优点:
* 可解决碎片问题(不需要像静态重定位一样要整段程序装入,每个模块之间的存储区域不一定要相联,功能的实现仅仅依赖于重定位寄存器)
缺点:需要重定位寄存器支持
程序的链接
静态链接
装入时链接
运行时链接
地址空间
逻辑地址空间
逻辑上的对应关系 便于CPU识别处理
物理地址空间
逻辑地址映射到物理地址 系统底层处理只看物理空间
习题
1.基址寄存器1000 LOADA,200 操作数的实际地址是3000
2.设有8页的逻辑空间,每页有1024字节, 他们被映射到32块的物理存储区域中, 那么,逻辑地址的有效位是13位,物理地址至少是15位
有效位的计算: 8
1024B=8192B=2^13 逻辑地址: 32 1024B=2^15
连续分配管理方式
单一连续分配
分配到固定存储区域,用于单用户/单任务操作系统
固定分区分配
分配到内存不同的固定区域,分区可以不相等,但要求一定是固定的
动态分区分配
可变分区存储管理
标准:按照成程序的需要进行动态划分
算法:
首次适应
最佳适应
最坏适应
临近适应
拼接技术:目的,集中空闲区
非连续分配管理
存在目的
用于解决动态分区、连续分区、单一分区中必须要连续分配的问题
连续分配会出现很多外部碎片,导致空间不能够被足够、充分利用
类型
基本分页式储存管理(物理信息)
将内存空间分为一个个大小相等的分区(如:每个分区4KB),每个分区就是就是一个页框(页帧、内存块、物理块) 每个页框有一个编号,即“页框号”页框号从0开始。将用户进程的地址空间也分为页框大小相等的一个个区域,称为“页”或“页面”。 每个页面也有一个编号即“页号”,页号也是从0开。 操作系统以页框单位为各个进程分配内存空间。进程的每个页面分别放入一个页框中。也就是说,进程的页面与内存的页框有一一对应的关系。各个页面不必连续存放,也不必按先后顺序来,可以放到不相邻的两个页框中。
快表不在内存内
涉及题目:访存次数
页表
页号通过页表找到对应的块号,块号再加上页内地址不变的偏移量 得到物理地址
基本分段式存储管理(逻辑信息)
在分段存储管理方式中,作业的地址空间被划分为若干个段,每个段定义了一组逻辑信息。至于其中的核心运作方式,与分页式存储管理相同,如页表变成了段表。
段页式存储管理
段式+页式
题型
简述分页和分段的主要区别
分页
页的信息是物理单位
以消减内存零头为目的,而非用户需求
页的大小固定,由系统确定
分页的作业地址是一维的
分段
段的信息式逻辑单位
具有相对完整的意义,为了满足用户需求
段的大小不固定,决定于用户编写的程序
分段的作业地址是二维的
基本分页系统中,地址包括页号和页内地址两部分
C
首先查询地址
再到内存中取数据
内存扩充
技术种类
覆盖(发生在同一程序或进程中)
覆盖的思想:将程序分为多个段(模块),常用的段常驻内存,不常用段在需要时调入内存。
交换(不同进程/作业之间进行)
交换的思想:内存空间紧张时,系统将内存中某些进程暂时换出外存,把外存中某些已具备运行条件的进程换入内存。(进程在内存和磁盘之间动态调度。)
虚拟内存
存在目的:在逻辑上扩充内存(联想虚拟性)
组成
页表机制
中断机制(缺页中断)
地址变换机制
内存与外存
流程
CPU
* 查询页表 * 查询到了 * 利用地址变换机制变成物理地址 * 未查询到 * 触发缺页中断 * 从外存调入内存 * 页表满了 * 需要从满了的页表项中进行替换 * 页面替换算法 * 先进先出页面淘汰(置换)算法(FIFO) * 淘汰最先进入的页面 * 最近最久未用页面淘汰(置换)算法(LRU) * 总是把最长时间未被访问过的页面淘汰出去(需要寄存器和栈) * 最近最少用页面淘汰(置换)算法(Clock) * 总是把当前使用的最少的页面淘汰出去 * 最优(最佳)页面淘汰(置换)算法(OPT) * 把以后不再使用或者长时间内不会用到的的页面淘汰出(理论上不会实现) * 页表没满 * 完成调入
越界中断
题目
虚拟存储器具有的主要特征为多次性、对称性和虚拟性
请求分页系统主要硬件支持有:请求分页页表机制;缺页中断机制;地址变换机制
1968年,Denning.P指山:程序执行时呈现出局部性规律;时间局限性和空间局限性
虚拟存储器的最大容量由计算机地址结构决定
文件系统
文件与文件系统
文件是:以计算机硬盘为载体的存储在计算机上的信息集合。 文件系统:就是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施,它实现文件共享和保护,方便用户“按名存取”
功能
文件管理
目录管理
文件空间管理
文件共享和保护
提供方便的接口
影响文件安全的主要因素
人为因素
系统因素
自然因素
常见的文件存取方法有两种
顺序存取
随机存取
引入文件系统的目的:实现对文件的按名存取
文件系统在创建一个文件夹时为他建立一个文件目录项(FCB)
文件的逻辑结构
无文件结构(流式结构)
访问方式:穷举搜索
有结构文件(记录式文件)
顺序文件
索引文件
子主题3