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操作系统存储器管理实验报告_献上膝盖!华为工程师抛出一份堪称“举世无双”操作系统

时间:2019-07-26 22:21:00

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操作系统存储器管理实验报告_献上膝盖!华为工程师抛出一份堪称“举世无双”操作系统

写在前面

操作系统在计算机行业中是一门最基础的技术,无论是在开发项目还是在算法岗,我们都是基于计算机上进行的,我们对操作系统的了解体现我们从事计算机相关岗位的资深素质,因此,接下来,这篇文章给大家介绍在面试中常见的操作系统的知识点。当然,开发和算法岗对计算机网络的要求程度不同,相对而言,开发对操作系统的要求其实更高一些。但是一些基础、核心、常见的问题要求我们要掌握。

面试的过程中,为了考察面试者的基础功力,除了算法以外,操作系统将会占比很大的权重,本文就给大家全部分享吧

目录大纲

(由于知识点太多,Σ( ° △ °|||)︴,此处省略.............................................................)

第一章、认识操作系统

计算机硬件简介操作系统博物馆操作系统概念系统调用操作系统结构

现代计算机系统由一个或多个处理器、主存、打印机、键盘、鼠标、显示器、网络接口以及各种输入/输出设备构成。

CPU

CPU是计算机的大脑,它主要和内存进行交互,从内存中提取指令并执行它。一个CPU的执行周期是从内存中提取第一条指令、解码并决定它的类型和操作数,执行,然后再提取、解码执行后续的指令。重复该循环直到程序运行完毕。

多线程和多核芯片

对于操作系统来讲,多线程是有意义的,因为每个线程对操作系统来说都像是一个单个的CPU。比如一个有两个CPU的操作系统,并且每个CPU运行两个线程,那么这对于操作系统来说就可能是4个CPU。

内存

计算机中第二个主要的组件就是内存。理想情况下,内存应该非常快速(比执行一条指令要快,从而不会拖慢CPU执行效率),而且足够大且便宜,但是目前的技术手段无法满足三者的需求。于是采用了不同的处理方式,存储器系统采用一种分层次的结构

总线

上面的结构(简单个人计算机的组件图)在小型计算机已经使用了多年,并用在早期的IBM PC中。然而,随着处理器核内存变得越来越快,单个总线处理所有请求的能力也达到了上线,其中也包括IBMPC总线。必须放弃使用这种模式。其结果导致了其他总线的出现,它们处理I/0设备以及CPU到存储器的速度都更快。这种演变的结果导致了下面这种结构的出现。

第二章、进程和线程

进程线程进程间通信调度

进程模型

多线程解决方案

经典的线程模型

竞态条件

互斥量

消息传递

屏障

批处理中的调度

第三章、内存管理

无存储器抽象一种存储器抽象:地址空间虚拟内存页面置换算法

运行多个程序

基址寄存器和变址寄存器

交换过程

内存针对自动增长的区域,会有三种处理方式

使用位图的存储管理

页表

先进先出页面置换算法

工作集时钟页面置换算法

第四章、文件系统

文件目录文件系统的实现文件系统的管理和优化

文件结构

文件类型

层次目录系统

链表分配

日志文件系统

虚拟文件系统

磁盘空间管理

物理转储和逻辑转储

第五章、I/O

I/O设备IO软件原理I/O层次结构盘时钟

设备控制器

设备控制器是处理CPU传入和传出信号的系统。

内存映射I/0

每个控制器都会有几个寄存器用来和CPU进行通信。通过写入这些寄存器,操作系统可以命令设备发送数据,接收数据、开启或者关闭设备等。通过从这些寄存器中读取信息,操作系统能够知道设备的状态,是否准备接受一个新命令等。

直接内存访问

精确中断和不精确中断

中断处理程序

磁盘

为了组织和检索数据,会将磁盘组织成特定的结构,这些特定的结构就是磁道、扇区和柱面

磁盘臂调度算法

第六章、死锁

鸵鸟算法死锁检测和恢复死锁避免破坏死锁

计算机系统中有很多独占性的资源,在同一时刻只能每个资源只能由一个进程使用,我们之前经常提到过打印机,这就是一个独占性的资源,同一时刻能有两个打印机同时输出结果,否则会引起文件系统的瘫痪。所以,操作系统具有授权-个进程单独访问资源的能力。

死锁模型

Holt在1972年提出对死锁进行建模,建模的标准如下:

●圆形表示进程

●方形表示资源

通信死锁

死锁是一类通用问题,任何操作系统都会产生死锁。当每一-组进程 中的每个进程都因等待由该组的其他进程所占有的资源而导致阻塞,死锁就发生了。这种情况会使所有的进程都处于无限等待的状态。死锁的检测和避免可以通过安全和不安全状态来判断,其中一个检测方式就是银行家算法;当然你也可以使用鸵鸟算法对死锁置之不理,但是你肯定会遭其反噬。也可以在设计时通过系统结构的角度来避免死锁,这样能够预防死锁;也可以破坏死锁的四个条件来破坏死锁。资源死锁并不是唯一性的死锁,还有通信间死锁,可以设置适当的超时时间来完成。活锁和死锁的问题有些相似,它们都是-种进程无法继续向下执行的状态。 由于进程调度策略导 致尝试获取进程的一方永远无法获得资源后,进程会导致饥饿的出现。

第七章、操作系统面试题

解释一下什么是操作系统

微内核

多处理系统的优势

(由于内容太多了,就不一一展示了Σ( ° △ °|||)︴)

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