オペレーティング システム スキルの概要

オペレーティング システムのレビュー

第 1 章 オペレーティング システムの概要

定義: システム リソースの管理、プログラムの実行の制御、ヒューマン コンピューター インターフェイスの改善、さまざまなサービスの提供、コンピューター ワークフローの合理的な編成、ユーザーの便利で効果的なコンピューターの使用を提供するシステム ソフトウェアそれが環境を実行します。
機能: プロセッサー管理、ストレージ管理、デバイス管理、ファイル管理、ネットワークおよび通信管理
特徴: 同時実行性、共有 (1. 透過的なリソース共有 2. 排他的リソース共有)、非同期性
カテゴリー: バッチオペレーティングシステム、タイムシェアリングオペレーティングシステム、リアルタイム オペレーティング システム

第 2 章 プロセッサ管理

プロセス定義: プロセスは、特定のデータ収集に対して独立した機能を持つプログラムの実行アクティビティであり、オペレーティング システムによるリソースの割り当てと保護の基礎でもあります。 。 ユニット。
プロセスの状態と遷移: p73
3 状態モデル: 実行状態、準備完了状態、待機状態
5 状態モデル: 新規状態、終了状態 提案の理由は何ですか?
特定の変換が存在しないことを説明するための絵を描くことができることが必要です。

マルチスレッドを導入する動機: プログラムが同時に実行されるときに発生する時間とスペースのオーバーヘッドを削減し、同時実行の粒度をより細かくし、同時実行性を向上させます。
スレッドの利点: 高速なスレッド切り替え、容易な通信、管理オーバーヘッドの削減、同時実行性の向上

PCB (プロセス制御ブロック) プロセス制御ブロック: プロセスの存在を示す一意の識別子。オペレーティング システムが記録するために使用します。情報のデータ構造は、プロセスの動的特性の集合であり、プロセスを制御するためのオペレーティング システムの唯一のデータ構造であり、プロセスを管理するための主な基盤でもあります。 p75

TCBの概念とは何ですか？
動的/静的優先度?

プロセッサスケジューリング: p101 例

1. 先着順アルゴリズム

2. 最短ジョブ優先アルゴリズム(概念)

3. 残り時間最短優先アルゴリズム

4. 応答率最高優先アルゴリズム(概念)

第 3 章 同期、通信、デッドロック

ベインシュタイン条件?バーンスタイン (短い答え)

デッドロック: リソースの競合により、プロセスのグループが永遠に待機した状態に陥っています。
Hungry: 実行可能なプロセスはスケジューラーによって無期限に遅延され、他のプロセスが常に優先されるため実行できません。

プロセスの同期: 共通のタスクを完了するための同時プロセスは、特定の条件に基づいてアクティビティを調整します。特定の場所で実行順序を調整する必要があるため、信号やメッセージを待機したり配信したりすることから協調的な制約が生じます。

クリティカルセクション: 同時プロセスの共有変数に関連するプログラムセグメント。
重要なリソース: 共有変数で表されるリソース、つまり、一度に 1 つのプロセスのみが使用できるリソース。
クリティカル セクション スケジューリングの 3 つの原則 (相互排他を使用する、空いている場合は入れる、ビジーの場合は待機する、待機を制限する、いずれかを選択して入力する、アルゴリズムは実行可能です。):

1. クリティカル セクションに入ることができるのは最大 1 つのプロセスのみです一度に実行するため。

2. クリティカルセクションにすでにプロセスがある場合、このクリティカルセクションに入ろうとしている他のプロセスは待機する必要があります。

3. クリティカルセクションに入ったプロセスは、待機キュー内のプロセスが入ることができるように、限られた時間内に終了する必要があります。

クリティカルセクション管理のためのソフトウェアアルゴリズム:
分析

1. 何か問題はありますか?

2. いつ発売されますか？

クリティカルセクション管理のためのハードウェア機能:

1. 割り込みをオフにする

2. 命令のテストと設定

3. スワップ命令

セマフォとPV操作:

pv操作定義（1元） 、 一般的な）？

総合的な質問:

1. 5 人の哲学者の食事問題 (デッドロック解決策なし) p139

2. プロデューサーと消費者の問題 (多対多、複数のバッファ) p140

3. リーダーとライターの問題 p141

4. 理髪師の問題 p142

5. 水汲みの僧侶

デッドロック

定義: 一連のプロセス内のすべてのプロセスが、このセットのインシデント内の他のプロセスによってのみ引き起こされ、無期限に膠着状態に陥ったプロセスを待機している場合。

生成される条件:

1. 相互に排他的な条件

2. 占有条件と待機条件

3. 剥奪条件なし

4. ループ待機条件

デッドロック回避: 1包括的な質問の 5 ポイント

銀行家のアルゴリズム
データ構造 p163 アルゴリズムの説明:

1. T0 時点のセキュリティ シーケンス

2. プロセス P1 がリソースを要求 (満足できるか?なぜ?)

第 4 章 ストレージ管理

プログラムのリンク タイプ : (空白を埋めてください)

1. 静的リンク

2. 動的リンク

3. 実行時リンク

静的アドレス再配置: ローダーは、ロードコードのロードとアドレス変換を実装し、それをプロセスに割り当てられた指定されたメモリ領域にロードし、その中のすべての論理アドレスを物理メモリアドレスに変更します。
動的アドレス再配置: ローダーはコード モジュールをロードし、プロセスに割り当てられたメモリの指定された領域にロードしますが、リンカーによって処理されるアプリケーションのプログラム メモリの論理アドレスには変更を加えません。開始アドレスはハードウェア特殊レジスタ、つまり再配置レジスタに配置されます。プログラムの実行中、CPU がメモリ アドレスを参照する (プログラムおよびデータにアクセスする) たびに、ハードウェアはこの論理アドレスをインターセプトし、アドレス変換を行うためにメモリに送信される前に再配置レジスタの値を追加します。

ページングストレージ管理 p206
コンセプト:

1. ページ

2. ページフレーム

3. 論理アドレス

4. メモリページフレームテーブル

5. ページテーブル

ページング/セグメント化されたダイナミック リンクライブラリの実装原理は何ですか？ (説明 + 図)

総合的な質問:

1. 論理アドレスが与えられた場合、物理アドレスを見つけますか? (描画)

2. 論理アドレスとページサイズが与えられた場合、物理アドレスを計算しますか?

セグメンテーションとページングの比較 (短い答え):
セグメンテーションは、ソースプログラムの論理構造と意味、およびセグメントの長さによって決定される情報の論理単位です。セグメント開始アドレスは任意のメモリ アドレスから開始できます。セグメント化方式では、ソースプログラム（短い番号、セグメント内ディスプレースメント）は、リンクしてアセンブルされた後も2次元（アドレス）構造を維持します。導入の目的は、モジュール型プログラミングに対するユーザーのニーズを満たすことです。
ページングは​​情報の物理的な単位であり、ソース プログラムの論理構造とは関係がなく、ページの長さはシステム (ハードウェア) によって決まります。ページサイズのこと。ページングモードでは、リンクアセンブリ後のソースプログラム（ページ番号、ページ内ディスプレースメント）が1次元（アドレス）構造となり、離散割り当てを実現し、メモリ使用率を向上させることが導入の目的です。

ページ失敗率 p223
コンセプト: 失敗した訪問数?
絵を描いて、ページ欠落率を調べてください? p229

第5章 デバイス管理

I/O制御方式: (空欄に記入)

1. ポーリング方式

2. 割り込み方式

3. DMA方式

4. チャネル方式

バッファテクノロジー:
シングルバッファリング p265
ダブルバッファリング p266

検索と位置: (質問例、短い回答) p270

• 先着順アルゴリズム

• 検索時間の短いアルゴリズム

• スキャンアルゴリズム

• エレベーター スケジュール アルゴリズム

• サイクル スキャン アルゴリズム

参考文献:

-「オペレーティング システム チュートリアル (第 5 版)」Fei Xianglin、Luo Bin Higher Education Press

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