内容总结

操作系统概述

• 定义：管理和控制计算机硬件与软件资源的系统软件。
• 功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。
• 目标：提高资源利用率、方便用户使用。

操作系统类型

1. 单用户操作系统：一台机器上只运行一个用户程序。
2. 批处理系统：作业成批处理，分为单道和多道批处理系统。
3. 分时操作系统：多用户通过终端共享主机资源。
4. 实时系统：对事件响应时间有严格要求。
5. 网络操作系统：支持网络环境下的文件共享和通信。
6. 分布式操作系统：多台计算机协同工作，资源共享。
7. 嵌入式操作系统：运行在嵌入式系统中，具有实时性、可靠性。

操作系统结构

1. 整体结构：模块间无序调用，灵活性大，但独立性差。
2. 层次结构：模块按功能分层，单向依赖。
3. 客户/服务器结构：操作系统核心为微内核，其他功能以服务器进程形式存在。
4. 面向对象结构：利用面向对象技术设计操作系统。

进程管理

• 进程定义：程序的一次执行活动，是资源分配的基本单位。
• 进程状态：运行、就绪、阻塞。
• 进程控制块(PCB)：包含进程信息和控制信息。

进程同步与互斥

• 信号量：用于进程同步和互斥的计数器。
• PV操作：P操作（等待）和V操作（信号）。

死锁

• 必要条件：互斥、请求与保持、不剥夺、环路等待。
• 预防策略：破坏必要条件。
• 避免策略：银行家算法。
• 检测与解除：死锁检测算法和资源剥夺。

内存管理

• 地址变换：逻辑地址转换为物理地址。
• 分区存储管理：固定分区、可变分区、可重定位分区、多重分区。
• 段页式存储管理：结合了段式和页式管理的优点。
• 虚拟存储管理：利用局部性原理，实现内存空间的逻辑扩展。

文件系统

• 文件组织：逻辑结构（流式、记录式）和物理结构（顺序、链接、索引）。
• 目录结构：树形目录结构。
• 存储空间管理：空闲文件目录、空闲块链、位示图、成组链接法。

分布式文件系统

• 定义：允许网络用户共享文件的系统。
• 特点：网络透明性、位置透明性。
• 组成：DFS软件（服务器端和客户端）。

不常见概念

内存管理-段页式存储管理：结合了段式管理和分页管理的优点，将程序分成多个段，每个段再分成页，以提高内存的利用率和程序的灵活性。

内存管理-虚拟存储管理：利用局部性原理，允许程序的部分而非全部加载到内存中，通过请求调页和置换策略来实现内存空间的逻辑扩展。

网络透明性：用户访问远程文件时，无需知道文件的具体网络位置，就像访问本地文件一样。

位置透明性：文件的位置对用户透明，即使文件的存储位置变化，用户也可以通过同一个文件名来访问。