[3]-操作系統

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簡短

• 直接內存訪問DMA：獨立於CPU，設備-內存
• 通道：獨立於CPU，有自己的指令系統，管理IO操作
• Spooling：用軟件技術模擬獨享設備的工作
• 頁表：每一個作業都有關於自己的頁表
• 請頁靜態替換：OPT理想、LRU、LFU、FIFO

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進程：資源分配的基本單位 程序+數據+PCB

• 進程間通信
  
  • 信號量、信號
  • 管道、消息隊列
  • 共享內存、套接字

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線程：獨立調度的基本單位

• 線程同步通信
  
  • 信號量、信號
  • 互斥量、臨界區

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死鎖

• 定義：多個進程因爲競爭資源，造成的互相等待的現象
• 原因：系統資源不足、推進順序不合理
• 必要條件：互斥、 請求保持、非剝奪、循環等待
• 處理策略
  
  • 預防：破壞必要條件
  • 避免：銀行家算法
  • 檢測：資源分配圖檢查環路
  • 恢復

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死鎖例子：+m1 +m2 -m1 +m1

• 線程T1持有鎖L1並且申請獲得鎖L2
• 而另一個線程T2持有鎖L2並且申請獲得鎖L1
• 因爲默認的鎖申請操作都是阻塞的，所以線程T1和T2永遠被阻塞了

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實模式、保護模式

• 實模式：程序通過段地址:偏移值直接訪問物理內存
• 保護模式
  
  • 程序通過段選擇：偏移值訪問虛擬內存
  • 然後操作系統通過全局描述符表將虛擬內存轉爲物理地址
  • 好處：進程有了嚴格邊界，任何進程無法訪問不屬於自己進程的物理內存

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緩衝區溢出

• 定義：計算機向緩衝區填充數據時，超過了本身的容量，溢出的數據覆蓋在合法數據上
• 原因：程序沒有仔細檢查用戶輸入的參數
• 危害：攻擊，堆棧溢出，函數返回時，跳轉到任意地址
  
  • 程序崩潰並拒絕服務
  • 跳轉並執行惡意代碼

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