2010年度自學考試操作系統概述知識(4)
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六、進程通信(領會)
1、進程通信的含義：通過專門的通信機制實現進程間交換大量信息的通信方式稱為“進程通信”
2、實現進程通信的基本原語：有兩條：“send(發送)”和“receive(接收)”原語。
3、利用信箱通信時“發送”和“接收”原語的功能。
send(N，M) 功能：把信件M送到指定的信箱N中。
receive(N，X) 功能：從指定信箱N中取出一封信，存放到指定的地址X中。
4、信箱的基本結構：一個信箱由“信箱說明”和“信箱體”兩部分組成。
七、線程的概念(識記)
線程是進程中可獨立執行的子任務，一個進程中可以有一個或多個線程，每個線程都有一個唯一的標識符。
支持線程管理的操作系統有Mach，OS/2，WindowsNT，UNIX等。
中斷及中斷機制
一、中斷
1、中斷。
2、中斷的類型。
從中斷事件的性質出發，中斷可以分為兩大類：
1)強迫性中斷事件 包括硬件故障中斷，程序性中斷，外部中斷和輸入輸出中斷等。
2)自愿性中斷事件 是由正在運行的進程執行一條訪管指令用以請求系統調用而引起的中斷，這種中斷也稱為“訪管中斷”。
一般情況下，優先級的高低順序依次為：硬件故障中斷、自愿中斷、程序性中斷，外部中斷和輸入輸出中斷。
自愿中斷的斷點是確定的，而強迫性中斷的斷點可能發生在任何位置。
3、中斷的響應。
中斷響應 (硬件即中斷裝置操作)
處理器每執行一條指令后，硬件的中斷位置立即檢查有無中斷事件發生，若有中斷事件發生，則暫?，F行進程的執行，而讓操作系統的中斷處理程序占用處理器，這一過程稱為“中斷響應”。
中斷響應過程中，中斷裝置要做以下三項工作：
1)是否有中斷事件發生
2)若有中斷發生，保護斷點信息
3)啟動操作系統的中斷處理程序工作
中斷裝置通過“交換PSW”過程完成此項任務。
4、中斷處理 (軟件即操作系統操作)
操作系統的中斷處理程序對中斷事件進行處理時，大致要做三方面的工作：
1)保護被中斷進程的現場信息
2)分析中斷原因
根據舊PSW的中斷碼可知發生該中斷的具體原因。
3)處理發生的中斷事件
請求系統創建相應的處理進程進入就緒隊列。
5、中斷屏蔽
中斷屏蔽技術是在一個中斷處理沒有結束之前不響應其他中斷事件，或者只響應比當前級別高的中斷事件。
如當中斷裝置檢查到有中斷事件后，便去查看PSW中中斷屏蔽標志，如果沒有屏蔽就響應該中斷;否則，暫時不響應該中斷，待屏蔽標志消除后再響應。自愿中斷是不能屏蔽的。
中斷機制
在它執行程序的時候，如果有另外的事件發生(比如用戶又打開了一個程序)那么這時候就需要由計算機系統的中斷機制來處理了。
中斷機制包括硬件的中斷裝置和操作系統的中斷處理服務程序。
闡述硬件的中斷裝置的作用。
答：中斷是計算機系統結構一個重要的組成部分。在中斷機制中的硬件部分(中斷裝置)的作用就是在CPU每執行完一條指令后，判別是否有事件發生，如果沒有事件發生，CPU繼續執行;若有事件發生，中斷裝置中斷原先占用CPU的程序的執行，把被中斷程序的斷點保存起來，讓操作系統的處理服務程序占用CPU對事件進行處理，處理完后，再讓被中斷的程序繼續占用CPU執行下去。
(所以中斷裝置的作用總的來說就是使操作系統可以控制各個程序的執行。)
操作系怎樣讓多個程序同時執行?
答：中央處理器在任何時刻最多只能被一個程序占用。通過中斷裝置
系統中若干程序可以交替地占用處理器，形成多個程序同時執行的狀態。利用CPU與外圍設備的并行工作能力，以及各外圍設備之間的并行工作能力，操作系統能讓多個程序同時執行。
UNIX系統
一、UNIX系統結構
1、UNIX的層次結構
UNIX可以分為內核層和外殼層兩部分。//內核層是UNIX是核心。/外殼層由shell解釋程序(即為用戶提供的各種命令。)、支持程序設計的各種語言(如C、PASCAL和BASIC等)、編譯程序和解釋程序、實用程序和系統庫等組成。
2、UNIX系統的主要特點
短小精悍 //簡潔有效 //易移植 //可擴充 //開放性
3、UNIX的程序員接口和用戶接口
UNIX的程序員接口就是其內核提供的系統調用。
系統調用是用戶程序請求操作系統為其服務的唯一形式。
一個在終端上登錄成功的用戶可以用shell命令來得到用戶程序，用戶程序用“trap”指令請求服務。
二、UNIX系統的進程
在UNIX系統中進程由三部分組成：進程控制塊、正文段和數據段。
三、UNIX系統的存儲管理
1、對換(Swapping)技術：這就是前面我們所學的虛擬存儲器在UNIX中的應用。磁盤上設置開辟一個足夠大的區域，為對換區。當內存中的進程要擴大內存空間，而當前的內存空間又不能滿足時，則可把內存中的某些進程暫換出到對換區中，在適當的時候又可以把它們換進內存。因而，對換區可作為內存的邏輯擴充，用對換技術解決進程之間的內存競爭。
UNIX對內存空間和對換區空間的管理都采用最先適應分配算法。
2、虛擬頁式存儲管理技術。 UNIX把進程的地址空間劃分成三個功能區段：系統區段、進程控制區段、進程程序區段。系統區段占用系統空間，系統空間中的程序和數據常駐內存。其余兩個區段占用進程空間，是進程中非常駐內存部分。
通過頁表和硬件的地址轉換機構完成虛擬地址和物理地址之間的轉換。
四、UNIX系統的文件系統(領會)
1、UNIX系統中的邏輯文件采用流式文件組織
在UNIX系統中，文件的邏輯結構是由一串順序的字符組成的流式文件。文件的物理結構是采用索引結構方式，每個文件都有一張索引表記錄文件占用的磁盤空間塊號……UNIX的文件系統分成基本文件和可裝卸的子文件系統兩部分。
2、UNIX的樹形目錄結構： UNIX采用樹形目錄。
UNIX把普通文件、目錄文件保存在磁盤上，一個具體的文件可以用路徑名確定。
磁盤被分成塊(扇區)，每塊為512個字節或1K字節……。
4、UNIX的索引節點。UNIX中每個文件有一個唯一的索引節點，索引節點靜態地存放在磁盤上，故稱為磁盤索引節點。為了加快文件訪問速度而在內存中對磁盤索引節點進行復制形成活動索引節點。
UNIX中可分配的磁盤空間有兩類：一類是索引節點區，另一類是存放文件的存儲區。
五、UNIX系統的I/O系統(領會 了解大意即可)轉自環 球 網 校edu24ol.com
1、塊設備和字符設備
塊設備以塊為單位每次與內存交換一組信息。塊設備是用來存儲信息的設備。字符設備以字節為單位與內存交換信息。字符設備是計算機用來接收外部信息或把處理好的信息傳向外部的設備。
塊設備包括硬盤、軟盤、磁帶等，字符設備包括終端、打印機等。
2、設備文件： UNIX系統把設備也當作文件來對待，每個設備都有一個文件名，并對它像文件那樣進行操作。
3、塊設備的管理：通過啟動驅動程序完成相應的打開、關閉、讀和寫等操作。
4、字符設備的管理：轉自環 球 網 校edu24ol.com
字符設備工作速度低，一次輸入輸出要求傳送的字節數少而且不固定。因此不適宜采用塊設備管理中的緩沖技術，而是采用緩沖區容量較小的、易管理的字符緩沖技術。
5、緩沖技術：這個技術就是前面我們學過的虛擬設備(SPOOL技術)在UNIX中的實際應用UNIX采用緩沖技術實現設備的讀寫操作。
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