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操作系统 | 袋鼠知识

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操作系统

操作系统负责管理处理器、内存、文件和设备,并为应用提供稳定的运行环境。考试常把“资源本身”“管理机制”和“用户看到的抽象”混为一谈,先分清对象再判断。

核心模块

进程与线程

  • 进程是资源分配和保护的基本单位,拥有独立的地址空间与运行状态。
  • 线程是进程中的执行单位,同一进程的线程通常共享代码、数据和打开的文件。
  • 线程切换一般比进程切换开销小,但共享数据也带来同步与竞争问题。

调度与进程状态

典型状态包括就绪、运行和阻塞。就绪表示具备运行条件但等待处理器;阻塞表示正在等待事件或资源。时间片轮转强调响应,优先级调度要注意低优先级任务长期得不到运行的问题。

同步、互斥与死锁

  • 互斥用于保证临界区同一时刻只被一个执行单元访问。
  • 同步用于协调多个执行单元的先后关系。
  • 死锁通常需要互斥、占有且等待、不可剥夺、循环等待四个条件同时成立。

处理死锁可以从预防、避免、检测和解除四个方向理解,不要把“避免死锁”和“发现死锁后恢复”混为一类。

内存管理

分页把逻辑地址和物理内存划分为固定大小的页与页框,减少外部碎片;分段更贴近程序的逻辑结构。虚拟内存允许程序只把当前需要的部分装入内存,缺页过多会导致系统频繁换页。

文件与设备

文件系统负责命名、目录、权限、空间分配和持久化。设备管理通过驱动程序、中断、缓冲和调度机制协调速度差异,应用通常不直接操作硬件细节。

做题检查表

题目对象重点核对
进程与线程是否共享地址空间、切换成本、资源归属
调度目标是吞吐量、周转时间、响应时间还是公平性
并发临界资源、执行顺序和死锁条件
内存地址转换、页面置换和碎片类型
文件与设备逻辑抽象、物理存储和 I/O 控制方式