操作系統的功能
1.進程管理
進程控制、進程同步、進程間通信、調度
2. 存儲管理
內存的分配與回收、存儲保護、內存擴充
3.文件管理
文件存儲空間的管理、目錄管理、文件系統的安全性
4.設備管理
緩存管理、設備分配、設備處理
5.用戶接口
命令接口、程序接口、圖形接口
操作系統的分類
按照用戶界面的使用環境和功能特徵：
批處理系統、分時系統、實時系統
操作系統的結構
整體式結構、層次式結構、微內核（客戶機/服務器）結構
一般指令和特權指令
特權指令：輸入輸出指令、停機指令等，只有監視程序才能執行特權指令。
一般指令：用戶只能執行一般指令，如需執行特權指令，處理器會將控制權移交給監控程序。
操作系統的啓動
中央處理器（CPU）
處理器由運算器、控制器、一系列的寄存器以及高速緩存構成。
寄存器分爲兩類：用戶可見寄存器、控制和狀態寄存器。
系統調用
定義：應用程序主動向操作系統發出服務請求
源頭：應用程序請求操作提供服務
處理時間：同步或者異步
響應：等待和持續
異常
定義：非法指令或者其他壞的處理狀態（如：內存出錯）
源頭：應用程序意想不到的行爲
處理時間：同步
響應：殺死或者重新執行意想不到的應用程序指令
中斷
定義：來自不同的硬件設備的計時器和網絡的中斷
源頭：外設
處理時間：異步
響應：持續，對用戶應用程序是透明的
注意：
只有內核可以執行特權指令。
在操作系統中管理內存的不同方法
- 程序重定位
- 分段
- 分頁
- 虛擬內存
- 按需分頁虛擬內存
連續內存分配：內存碎片與分區的動態分配
(1)內存碎片問題
空閒內存不能被利用
外部碎片：在分配單元間的未使用內存
內部碎片：在分配單元中的未使用內存
(2)簡單的內存管理方法：
當一個程序准許運行在內存中時，分配一個連續的區間
分配一個連續的內存區間給運行的程序以訪問數據
(3)分區的動態分配策略
首次適配
內容：現在想分配n字節，從低地址開始找，碰到的第一個空間比n大的空閒塊就使用它。
要想實現首次分配，需要滿足以下條件：
需要存在一個按地址排序的空閒塊列表
分配需要找一個合適的分區
重分配需要檢查，看看自由分區能不能與相鄰的空閒分區合併(形成更大的空閒塊)，若有
優點
簡單
易於產生更大的空閒塊，向着地址空間的結尾
缺點
外部碎片的問題會加劇
不確定性
最佳適配
內容：爲了分配n字節，使用最小的可用空閒塊，以致塊的尺寸比n大。
目的：避免分割大的空閒塊；最小化外部碎片產生的尺寸。
要想實現最佳分配，需要滿足以下條件：
按尺寸排列的空閒列表
分配需要尋找一個合適的分區
重分配需要搜索和合並於相鄰的空閒分區，若有
**優點：**大部分分配是小尺寸時很有效；簡單
**缺點：**外部碎片；重分配慢；易產生很多沒用的微小碎片。
最差適配
內容：爲了分配n字節，使用最大的可用空閒塊，以致塊的尺寸比n大。
目的：避免太多的微小碎片
要想實現最差分配，需要滿足以下條件：
按尺寸排列的空閒列表
分配很快(獲得最大的分區)
重分配需要合併於相鄰的空閒分區，若有，然後調整空閒塊列表
**優點：**假如分配時是中等尺寸效果最好
**缺點：**重分配慢；外部碎片；易於破碎大的空閒塊以至大分區不能被分割
連續內存分配：壓縮式與交換式碎片整理
(1)壓縮式碎片整理(緊緻)
-重製程序以合併孔洞
-要求所有程序是 動態可重置的
-問題：何時重置；開銷。
(2)交換式碎片整理
-運行程序需要更多的內存
-搶佔等待的程序或回收它們的內存(把暫時不用的內容挪到磁盤裏)
你知道的越多，你不知道的越多。
有道無術，術尚可求，有術無道，止於術。
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