操作系统-UnixV6pp

发表于2025-11-24|更新于2026-04-25|TongjiCS-笔记term5操作系统

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Unix V6++系统

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文章作者: BaBaLiBoo

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专业课笔记操作系统

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操作系统-3.1内存管理概念

1. 原理程序的链接&装入将用户程序变为内存中可执行程序编译链接静态链接：运行前链接成完整的装入模块装入时动态链接运行时动态链接：只在需要它时才进行链接装入（逻辑地址→物理地址）绝对装入：绝对地址可重定位装入：相对地址，从0开始装入内存时进行重定位，若起始物理地址为100，所有地址+100 动态重定位装入时并不会立即将逻辑地址→物理地址，等程序真正执行时才进行进程的内存映像当一个程序调入内存，就构成进程的内存映像代码段：机器指令、只读数据数据段：读/写数据进程控制块PCB 堆：存放动态分配的变量。调用malloc动态向高地址分配空间栈实现函数调用从用户空间最大地址→低地址增长宏定义常量不专门分配空间，在预编译阶段直接读入内存保护 ①设上下限寄存器 ②重定位寄存器+界地址寄存器例：进程A物理地址100-279，逻辑地址0-179 重定位寄存器=100 界地址寄存器=179 此时访问逻辑地址80的内存单元 80<179→未越界（否则抛出异常） 80...

操作系统-2.2CPU调度

1. 概念CPU调度就是对CPU进行分配。从就绪队列中按照一定算法选择一个进程将CPU分配给它运行。 CPU三级调度高级（作业调度）：从外存后备队列中调选作业分配内存，使之可以竞争CPU 中级（内存调度）：提高内存利用率，将不能运行的进程调至外存低级（进程调度）：最基本，给就绪队列中的进程分配CPU 2.实现调度程序由三部分组成排队器分派器上下文切换器不能进行调度&切换的情况处理中断过程中原子操作过程中（连中断都屏蔽）进程调度方式非抢占调度抢占调度（允许更紧迫的插队）常用计算周转时间=作业完成时间−提交时间周转时间= 作业完成时间-提交时间周转时间=作业完成时间−提交时间平均周转时间=（周转时间1+...+周转时间n)/n平均周转时间= （周转时间1+...+周转时间n)/n平均周转时间=（周转时间1+...+周转时间n)/n 带权周转时间=作业周转时间作业实际运行时间带权周转时间=\frac{作业周转时间}{作业实际运行时间}带权周转时间=作业实际运行时间作业周转时间 CPU利用率=CPU有效工作时间CPU有效工作时间+...

操作系统-2.1进程与线程

程序执行进程基本内容进程的概念进程是程序的一次执行过程程序是静态的，进程是动态的进程的组成 PCB：进程控制块。进程存在的唯一标志。进程结束时会回收PCB PID：进程ID，唯一的，不重复程序段数据段进程控制进程的状态与转换进程的状态转换必须一气呵成（利用“原语”实现）相关原语原语用关/开中断来实现，不可中断阻塞和唤醒成对出现进程通信1. 共享存储基于存储区的共享（高级）基于数据结构的共享（低级） 2. 消息传递进程间数据以格式化的消息为单位。消息头（进程ID，长度等）+消息体（实际数据）进程通过”发送/接受消息“两个原语进行数据交换。直接通信：直接指明要通信的进程ID 间接通信：通过”信箱“ 3. 管道通信相比共享存储，要求数据读写先进先出管道数据一旦被读出就彻底消失信号用于通知进程某个时间已经发生线程基本线程是程序执行流的最小单位，是调度的基本单位（进程是资源分配的基本单位）作用：每一个进程可以有多个线程，增加并发度切换进程开销大；同进程内切换线程开销小实现...

操作系统-2.3同步与互斥

1. 概念临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源访问过程：进入区（检查）-临界区（访问）-退出区-剩余区同步：直接制约关系，源于进程间相互合作互斥：间接制约关系 2.互斥实现方法①软件实现一、单标志法两个进程轮流进入临界区不足：若一个无法不不再进入，另一个也将无法进入（违背“空闲让进”原则）二、双标志先检查法不足：可能同时进入临界区。即检查对方标志后和设置自己标志之前可能发生进程切换（违背“忙则等待”原则）三、双标志后检查法不足：两个都想进时谁都进不了（违背“空闲让进”、“有限等待”原则）四、Peterson算法（四种算法中最好） ②硬件实现中断屏蔽方法（最简单，效率降低，不适用多处理系统）硬件指令方法——TestAndSet指令（原子操作，适用多处理系统，但违背“让权等待”）硬件指令方法——Swap指令 3.信号量一个变量。表示系统中某种资源的数量。 ①整型信号量操作：初始化、wait（P操作：“申请”）、signal（V操作：“释放”）缺陷：不满足“让权等待” ⭐②记录型信号量在整型基础上加一个进程链表L...

操作系统-2.4死锁

1. 概念产生必要条件（同时满足）互斥不可剥夺请求并保持循环等待（必要不充分） 2.预防 3.⭐避免安全序列按这个序列给系统分配资源，进程能够顺利完成不安全状态找不到任何安全序列，系统进入不安全状态。可能发生死锁银行家算法（安全性算法） ①资源请求 12345678910111213141516// 1. 检查请求是否越界if (Request_i > Need[i]) then ERROR// 2. 检查资源是否足够if (Request_i > Available) then WAIT// 3. 试探性分配Available = Available - Request_iAllocation[i] = Allocation[i] + Request_iNeed[i] = Need[i] - Request_i// 4. 检查安全性if (IsSafe() == TRUE): COMMIT_CHANGES() // 真正分配else: ROLLBACK_CHANGES() // 恢复数据，Pi 等待 ②安全性算法 1234567891...

操作系统-3.2虚拟内存管理

1. 基础虚拟存储器特性多次性：作业运行时允许分多次调入内存对换性：作业运行时不用常驻内存，不用的可以调至外存虚拟性：逻辑上扩充内存，用户看到的内存容量>>实际容量虚拟技术实现方式请求分页请求分段请求段页式 2.请求分页页表机制新增P（是否调入内存）、A（访问次数）、M（是否被修改）、外存地址缺页中断机构进程执行任务 →缺页 →产生中断 →操作系统检查内存有无空位有→放入没有→采用置换算法踢出一个旧页面地址变换机构**查快表 ** 命中 → 形成物理地址，结束未命中 → ** 查页表** 页在内存 → 更新快表，形成物理地址，结束页不在内存 →缺页中断 3.⭐页面置换算法①最佳置换算法(OPT)淘汰：今后最长时间内不再使用的页面性能最好，但无法实现 ②先进先出置换算法(FIFO)淘汰：最早进入内存的页面 ③最近最久未使用置换算法(LRU)淘汰：最近最久未使用的页面性能最接近OPT，但开销太大 ④时钟置换算法(CLOCK) 每个页面设一个访问位，初始为0，被访问时置为1。淘汰扫描到的第一个为0的页面。 ...