操作系統(tǒng)概念學(xué)結(jié)

經(jīng)過一天半的戰(zhàn)斗，終于把操作系統(tǒng)概論這本書給拿下了。對(duì)于曾經(jīng)專業(yè)課學(xué)過一些電腦硬件知識(shí)的我來說，這本書更加吸引我，以前一些聽過的名詞或高大上的詞語在這本書上被詳細(xì)介紹了，看的非常有收獲。下面來總結(jié)下自己的收獲：

首先第一章引論，在這里首先介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括了軟件和硬件兩部分。

接下來就是第一章的重點(diǎn)：操作系統(tǒng)。如下圖：

當(dāng)前流行的操作系統(tǒng)有windows、unix、linux等。微軟的windows系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)的過程；從ms-dos---windows 3---windows 95---windows 98---windows nt---windows 2000，再到現(xiàn)在win7、8甚至win10，微軟始終在進(jìn)步。unix是一個(gè)通用的交互式分時(shí)操作系統(tǒng)，有at&t公司下屬的bell實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，在誕生后，源代碼就一直公開，用戶可以參與到unix的升級(jí)中。unix的特點(diǎn)：1.短小精悍；2.可裝卸的多層次文件系統(tǒng)；3.可移植性好；4.網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)。linux是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)品，繼承于unix，并做了很多改進(jìn)。

第一章總領(lǐng)了全書，后面的二三四五六章都是講的計(jì)算機(jī)的各種管理，總結(jié)如下圖：

在這里我把每章中的重點(diǎn)用紅色的顏色標(biāo)記出來了，這樣在精讀的時(shí)候就可以有重點(diǎn)的向外擴(kuò)散，抓住考點(diǎn)，征服考試。第一遍閱讀畫的有點(diǎn)粗糙，在精讀的時(shí)候再大大的豐富下。

操作系統(tǒng)概念學(xué)結(jié) [篇2]

1.什么是計(jì)算機(jī)性能

所謂計(jì)算機(jī)的性能(performance)通常是指計(jì)算機(jī)的速度，它是程序執(zhí)行時(shí)間的倒數(shù)。而程序執(zhí)行時(shí)間是指用戶向計(jì)算機(jī)送入一個(gè)任務(wù)后，直到獲得他需要的結(jié)果這一段等待時(shí)間。

包括：

1.訪問磁盤和訪問存儲(chǔ)器的時(shí)間

2.cpu 運(yùn)算時(shí)間

#url#動(dòng)作時(shí)間

4.操作系統(tǒng)的開銷時(shí)間等。

1.操作系統(tǒng)的性能直接影響了其上應(yīng)用系統(tǒng)的性能

2.性能評(píng)估結(jié)果是用戶在操作系統(tǒng)選購過程中的重要參考指標(biāo)

3.為開發(fā)者優(yōu)化操作系統(tǒng)的性能提供指導(dǎo)

4.為操作系統(tǒng)的評(píng)測(cè)提供依據(jù)

1.應(yīng)用千差萬別

2.測(cè)試點(diǎn)過多

3.依賴多種因素和特征

4.沒有針對(duì)性

5.沒有實(shí)際應(yīng)用前景

1.機(jī)器級(jí)的性能評(píng)測(cè)

機(jī)器級(jí)的性能評(píng)測(cè)，包括 cpu 和存儲(chǔ)器的某些基本性能指標(biāo)，計(jì)算機(jī)的可用性與有效性以及機(jī)器成本、價(jià)格與性/價(jià)比等，它是引進(jìn)和購買計(jì)算機(jī)時(shí)最主要的選擇依據(jù)。

2.算法級(jí)的性能評(píng)測(cè)

算法級(jí)的性能評(píng)測(cè)方法主要用于并行機(jī)評(píng)測(cè)，最初大都是為了評(píng)價(jià)并行算法的性能提出的，后來這些評(píng)測(cè)方法也被推廣到并行程序上。

3.程序級(jí)的性能評(píng)測(cè)

程序級(jí)的性能評(píng)測(cè)主要是使用一組基準(zhǔn)測(cè)試程序(benchmark)測(cè)試和評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種性能。

1.真實(shí)程序

通過運(yùn)行實(shí)際應(yīng)用程序， 例如 c 語言的各種編譯程序、 tex 文本處理軟件、 cad 設(shè)計(jì)工具 spice等

2.核心程序

它是從實(shí)際程序中抽取少量但很關(guān)鍵的代碼段，并以此來評(píng)估程序性能

3.小測(cè)試程序

這些測(cè)試程序的代碼長(zhǎng)度一般在100行之內(nèi)，用戶可以根據(jù)自己的目的隨時(shí)編寫一些小段程序，并按已預(yù)知的輸出結(jié)果(如皇后問題、排序問題、求素?cái)?shù)等)來判斷機(jī)器的性能。

4.綜合測(cè)試程序

它是首先對(duì)大量的應(yīng)用程序中的操作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各種操作比例，再以此比例人為制造出測(cè)試程序。

基準(zhǔn)測(cè)試程序用于測(cè)試和預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能， 揭示不同結(jié)構(gòu)機(jī)器的長(zhǎng)處和短處，為用戶決定購買或使用哪種機(jī)器最適合他們的應(yīng)用要求提供決策�；鶞�(zhǔn)測(cè)試程序試圖提供一個(gè)客觀、公正的評(píng)價(jià)機(jī)器性能的標(biāo)準(zhǔn)。

宏觀微觀：

宏觀基準(zhǔn)測(cè)試程序(macro-benchmark)和微觀基準(zhǔn)測(cè)試程序(micro-benchmark)兩大類。 前者將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為一個(gè)整體來測(cè)試其性能，它相對(duì)于某一應(yīng)用類來比較不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，所以對(duì)機(jī)器買主很有用，但它不能揭示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能好、壞的原因。后者是測(cè)試機(jī)器的某一特定方面的性質(zhì)，如cpu速度、存儲(chǔ)器速度、i/o速度、os性能、網(wǎng)絡(luò)特性等。

應(yīng)用類別：

定點(diǎn)性能

浮點(diǎn)性能

web服務(wù)性能

數(shù)據(jù)處理性能

系統(tǒng)軟件性能

科學(xué)與工程計(jì)算性能

6.3 主要的基準(zhǔn)測(cè)試工具

lmbench

是由sgi的larry mcvoy所維護(hù)，是一種用于測(cè)試不同 unix 平臺(tái)上 os 開銷以及處理器、高速緩存、主存、網(wǎng)絡(luò)和磁盤之間數(shù)據(jù)傳輸能力的可移植的基準(zhǔn)測(cè)試程序。

whetstone 

比較不同的計(jì)算機(jī)的浮點(diǎn)性能而設(shè)計(jì)的綜合性基準(zhǔn)測(cè)試程序。lmbench 著重測(cè)量以下內(nèi)核組件：調(diào)度程序、進(jìn)程管理、通信、聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)存映射和文件系統(tǒng)。

dhrystone

主要為測(cè)試整數(shù)與邏輯運(yùn)算性能而設(shè)計(jì)的綜合型基準(zhǔn)測(cè)試程序whetstone，dhrystone不能預(yù)測(cè)用戶程序性能，這些基準(zhǔn)程序的主要缺點(diǎn)是對(duì)編譯程序比較敏感。

linpack

測(cè)試的基準(zhǔn)是用全精度64位字長(zhǎng)的子程序求解100階線性方程組的速度，測(cè)試的'結(jié)果以mflops(每秒百萬次浮點(diǎn)運(yùn)算)作單位給出。

spec

原主要是測(cè)試cpu性能的，現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)開發(fā)能反映真實(shí)應(yīng)用(如實(shí)際負(fù)載等)的基準(zhǔn)測(cè)試程序，并已推廣至客戶/服務(wù)器計(jì)算、商業(yè)應(yīng)用、i/o子系統(tǒng)等。

unixbench

應(yīng)用比較廣泛的unix類操作系統(tǒng)性能測(cè)試工具之一，它屬于微觀基準(zhǔn)測(cè)試程序，它主要從cpu浮點(diǎn)運(yùn)算能力，以不同緩沖區(qū)大小拷貝不同大小文件，管道吞吐量，進(jìn)程生成速度，系統(tǒng)調(diào)用開銷等方面來測(cè)試linux相關(guān)性能。

xbench

主要測(cè)試 xwindow 圖形界面的性能。

iozone

文件系統(tǒng)的評(píng)測(cè)工具，對(duì)read，write，re-read，re-write，read backwards，read

strided，fread，fwrite，random read，pread，mmap，aio-read，aio_write 等一系列文件i/o性能進(jìn)行了評(píng)測(cè)，是十分有用的文件系統(tǒng)性能分析工具。

ltp 

最大的 linux 性能測(cè)試團(tuán)體 linux test project 開展的開源測(cè)試項(xiàng)目， 這個(gè)團(tuán)體專門從事 linux 性能測(cè)試研究。 這個(gè)項(xiàng)目收集了各種 linux 內(nèi)核測(cè)試工具和相關(guān)資料， 它的目標(biāo)就是為了通過把自動(dòng)化測(cè)試引入到 linux 內(nèi)核測(cè)試以提高linux 內(nèi)核性能。

6.4 現(xiàn)狀和不足

linux 基準(zhǔn)測(cè)試程序都是微觀基準(zhǔn)測(cè)試程序，都是在測(cè)試機(jī)器的某一特定方面的性質(zhì)，分別著重于 cpu 速度、存儲(chǔ)器速度、i/o 速度、網(wǎng)絡(luò)特性等等某一方面或多個(gè)方面，偏重于硬件。把 linux 操作系統(tǒng)作為一個(gè)整體，針對(duì) linux 的操作系統(tǒng)性能的宏觀基準(zhǔn)測(cè)試程序目前還沒有。

現(xiàn)有的linux測(cè)試工具都是基于微觀基準(zhǔn)測(cè)試程序，對(duì)于操作系統(tǒng)而言微觀可測(cè)點(diǎn)實(shí)在是太多，寫一個(gè)全面的基于自頂向下三層的全面測(cè)試工具工作量大，并且也沒有太大實(shí)用價(jià)值。畢竟應(yīng)用是千差萬別的，不利于在有限的時(shí)間內(nèi)快速的得出 linux 版本性能優(yōu)劣結(jié)論。

如何進(jìn)行性能評(píng)測(cè)，一般一個(gè)性能評(píng)測(cè)的實(shí)際解決方案應(yīng)該包括以下三個(gè)方面：

1．讓被評(píng)測(cè)系統(tǒng)處于壓力負(fù)荷下；

2．測(cè)量系統(tǒng)執(zhí)行有效特定任務(wù)的能力，執(zhí)行特定任務(wù)的耗時(shí)，執(zhí)行特定任務(wù)的 cpu 利用率；

3．基于性價(jià)比考慮進(jìn)行改進(jìn)。進(jìn)行性能評(píng)測(cè)分析的目的是為了幫助開發(fā)人員更好更深層次的理解系統(tǒng)， 找出系統(tǒng)瓶頸，并作出相應(yīng)的改進(jìn)。

1．分析技術(shù)(modeling)

分析技術(shù)也叫建模分析，在一定假設(shè)條件下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)參數(shù)與性能指標(biāo)參數(shù)之間存在著某種函數(shù)關(guān)系，按其工作負(fù)載的驅(qū)動(dòng)條件列出方程，用數(shù)學(xué)方法求解。

2．模擬技術(shù)(simulation)

模擬技術(shù)按被評(píng)價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)行特性建立系統(tǒng)模型； 按系統(tǒng)可能有的工作負(fù)載特性建立工作負(fù)載模型；語言編寫模擬程序，模仿被評(píng)價(jià)系統(tǒng)的運(yùn)行；設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，依照評(píng)價(jià)目標(biāo)，選擇與目標(biāo)有關(guān)因素，得出實(shí)驗(yàn)值，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。該技術(shù)的特點(diǎn)是可應(yīng)用于設(shè)計(jì)中或?qū)嶋H應(yīng)用中的系統(tǒng)，可與分析技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)混合系統(tǒng)。

3．測(cè)量技術(shù)(measurement)

測(cè)量技術(shù)只能對(duì)已投入使用的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量， 通常采用不同層次的基準(zhǔn)測(cè)試。

工作量就是模擬實(shí)際工作的工作任務(wù)，一個(gè)工作量它要產(chǎn)生針對(duì)該被評(píng)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際工作應(yīng)用的典型的工作任務(wù)，并且該工作任務(wù)應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的壓力負(fù)荷 ，一個(gè)好的性能評(píng)測(cè)工作量應(yīng)該包括以下基本特征。

可測(cè)量性

可反復(fù)性

不變性

典型性

1．系統(tǒng)層(system level)：包括處理器、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)等；（硬件資源）

2．應(yīng)用層(appalication level)：包括鎖、線程、堆、api 等；（程序資源）1

3．微結(jié)構(gòu)層(micro-achitecture)：包括數(shù)據(jù)隊(duì)列、循環(huán)結(jié)構(gòu)、cache 優(yōu)化等。

1．響應(yīng)時(shí)間(elapsed time)

內(nèi)核完成某一任務(wù)(程序)所花費(fèi)的時(shí)間，如磁盤訪問、存儲(chǔ)器訪問、輸入/

輸出等待。

2．cpu 時(shí)間

程序在cpu中的執(zhí)行時(shí)間。以秒為單位。

3．cpu 利用率

提供一個(gè)統(tǒng)一的、客觀的、公正的和可相互比較的評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.權(quán)威性

不是自己憑空想象，要有可靠的理論及事實(shí)依據(jù)支撐，業(yè)界廣泛認(rèn)可。

2.系統(tǒng)化

不是現(xiàn)有benchmark和工具的簡(jiǎn)單組合，而是能夠系統(tǒng)化評(píng)估整機(jī)性能的方案。

它能夠反映出整個(gè)計(jì)算機(jī)軟件及硬件的綜合處理能力，而不單純是軟件或者硬件，也就是說同一個(gè)硬件平臺(tái)上測(cè)試，能夠反映出不同操作系統(tǒng)性能不同，且在同一個(gè)操作系統(tǒng)，在不同的硬件平臺(tái)上，性能測(cè)試也應(yīng)該有所不同。

3.全面性

是對(duì)整機(jī)的整體性能測(cè)試，不是單純的某個(gè)硬件或者某一方面能力的測(cè)試。

4.實(shí)用

要求該方法有實(shí)用價(jià)值，參考意義。 

5.公正性

不一某些利益為目的的。

從微觀基準(zhǔn)理論的角度來看，操作系統(tǒng)的基本性能參數(shù)實(shí)在是太多，基本性能參數(shù)測(cè)試包括 cpu、內(nèi)存、i/o、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫的性能指標(biāo)。

從宏觀基準(zhǔn)測(cè)試?yán)碚摮霭l(fā)就簡(jiǎn)單多了， 主要是要確定合適的工作量來模擬有代表性的用戶作業(yè)。工作量的確定需要一定的理論依據(jù)，可以借鑒現(xiàn)有各種linux 測(cè)試工具實(shí)踐結(jié)果。

linux 桌面操作系統(tǒng)是近幾年來基于 linux 內(nèi)核發(fā)展起來的面向用戶桌面應(yīng)用的操作系統(tǒng)，內(nèi)核還是基于 linux，只是在其上添加了很多窗口程序，并且在用戶界面和友好度上作出了很大的改進(jìn)，更加易用和實(shí)用。

測(cè)試 linux 性能的關(guān)健在于測(cè)試 linux 內(nèi)核性能，而測(cè)試 linux內(nèi)核性能又可以細(xì)化成五大子系統(tǒng)的測(cè)試。可以針對(duì)內(nèi)核這五大子系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作量負(fù)載。

操作系統(tǒng)概念學(xué)結(jié) [篇3]

linux操作系統(tǒng)學(xué)結(jié)（一）

最近粗略地看了一遍linux操作系統(tǒng)的書籍，主要講的都還是一些概念上的知識(shí)，并沒有深入地去了解內(nèi)核以及內(nèi)部機(jī)制。現(xiàn)在總結(jié)一下看了書后的一些知識(shí)上的收獲：

linux最大的魅力是支持gpl，并且以網(wǎng)絡(luò)為核心。其實(shí)操作系統(tǒng)的作用就是有效地整合軟、硬件資源而為用戶工作。操作系統(tǒng)提高了開發(fā)的效率，我學(xué)習(xí)linux，關(guān)鍵也是在于研究了解其內(nèi)核構(gòu)造。

說到linux的歷史，其最初版本是有芬蘭的一個(gè)大學(xué)生linustorvalds開發(fā)的，現(xiàn)在的linux版本是聚集了很多人的智慧后開發(fā)出來的。linux包含了人們對(duì)操作系統(tǒng)的很多期望，比如真正的多任務(wù)、虛擬內(nèi)存、世界上最快的tcp/ip程序、共享庫以及多用戶支持等，而很多這些功能在windos中都是沒有支持的。linux繼承了unix的幾乎所有特征，又有新創(chuàng)的許多新特征。在home根目錄下可以創(chuàng)建多個(gè)用戶目錄,而實(shí)現(xiàn)多用戶操作。其文件系統(tǒng)與windos也是有很大的區(qū)別的。linux還有豐富的接口。它的源碼開放，可以跨越多個(gè)平臺(tái)�？傊�，linux的強(qiáng)勢(shì)在與它的網(wǎng)絡(luò)功能和硬件的高效率。

linux是以獨(dú)占方式執(zhí)行最低層的任務(wù)，包括程序級(jí)及用戶級(jí)的級(jí)別。與圖形界面比起來，shell用起來更加直接與快速。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)在linux下顯得更加簡(jiǎn)單和方便。從linux2.0內(nèi)核版本開始支持多內(nèi)核模式，并且引入動(dòng)態(tài)的模塊技術(shù)，是系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)可以修改內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核的動(dòng)態(tài)可伸縮性，但是也帶來了一定的負(fù)面影響即不穩(wěn)定性。

我國(guó)的linux研究仍然走在世界一流水平的后面。linux內(nèi)核發(fā)展方向主要是硬件支持，嵌入式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)三個(gè)方面。這需要大量的硬件驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)以及互聯(lián)網(wǎng)分布式系統(tǒng)開發(fā)。

處理機(jī)即為cpu。在但處理機(jī)系統(tǒng)中，并不存在真正意義上的并發(fā)執(zhí)行，只是串行執(zhí)行的家鄉(xiāng)而已。提高處理機(jī)的使用率關(guān)鍵是要合理地安排各個(gè)程序之間的相互切換。作業(yè)其實(shí)就是用戶的一個(gè)請(qǐng)求，而聯(lián)機(jī)作業(yè)需要各個(gè)設(shè)備之間的交互性地執(zhí)行。shell命令具有交互性，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，可以一次執(zhí)行一條命令或者批處理執(zhí)行腳本命令。進(jìn)程是動(dòng)態(tài)執(zhí)行的程序。linux下的進(jìn)程應(yīng)該與windos下的進(jìn)程是一致的，每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)號(hào)。而進(jìn)程樹清晰地展現(xiàn)了進(jìn)程之間的關(guān)系。進(jìn)程控制塊pcb包含了處理器以及文件系統(tǒng)的大量信息，很多進(jìn)程都是根據(jù)pcb來進(jìn)行調(diào)度的。

linux中使用的虛擬存儲(chǔ)器的作用是使用有限的內(nèi)存發(fā)揮出巨大的作用，根據(jù)程序運(yùn)行的局部原理來吧物理內(nèi)存劃分成有一定規(guī)則的小塊，每次只裝入需要運(yùn)行的小塊到內(nèi)存中運(yùn)行。這需要合理地調(diào)配內(nèi)存與外存之間的關(guān)系，把內(nèi)存中不需要的小塊暫時(shí)存放至外存之中，而cpu只進(jìn)行部分程序的訪問。通過多次地交換內(nèi)外存之間的信息來制造假象，這就是虛擬內(nèi)存。系統(tǒng)采用段機(jī)制以及三級(jí)分頁機(jī)制。

我們知道設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的目的是為了最大限度地利用硬件資源，是cpu盡可能地處于工作狀態(tài)，這就需要一個(gè)良好的cpu調(diào)度了。處理機(jī)調(diào)度的級(jí)別從高至低依次分為作業(yè)調(diào)度、交換調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度和線程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是最高級(jí)別的，是針對(duì)作業(yè)的創(chuàng)建以及結(jié)束進(jìn)行的；交換調(diào)度是指進(jìn)行內(nèi)外存之間進(jìn)程的相互調(diào)換；進(jìn)程調(diào)度是指進(jìn)程的各個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換；而最后的線程調(diào)度是指占用處理機(jī)與否之間的轉(zhuǎn)換。

外設(shè)通常是指除了cpu與內(nèi)存之外的硬件設(shè)備統(tǒng)稱外設(shè)。通過接口進(jìn)行連接和統(tǒng)一管理。設(shè)備管理的目的是管理協(xié)同好繁多的外部設(shè)備，是它們能夠有序的工作。在linux中把設(shè)備當(dāng)作文件進(jìn)行統(tǒng)一管理，可以用文件操作方式來操作硬件設(shè)備。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的作用是直接操作硬件，并且為其提供接口。

linux的文件系統(tǒng)是其很重要的一個(gè)部分。文件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)以及設(shè)備的統(tǒng)一管理，并為用戶命令和系統(tǒng)函數(shù)提供統(tǒng)一的服務(wù)接口。在進(jìn)程控制塊pcb中有文件的系統(tǒng)信息。把設(shè)備均抽象為文件進(jìn)行統(tǒng)一的管理，并為設(shè)備管理提供統(tǒng)一的接口。

默認(rèn)的文件系統(tǒng)是ext2。虛擬文件系統(tǒng)是位于linux文件系統(tǒng)層析結(jié)構(gòu)的頂層，進(jìn)行管理各種邏輯文件系統(tǒng)，或者說是同化各類邏輯文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)其跨平臺(tái)的特性。

linux文件系統(tǒng)采用多重索引的方式，類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表方式。文件系統(tǒng)中的每一個(gè)文件，目錄以及設(shè)備均同級(jí)，并且對(duì)應(yīng)于一個(gè)i節(jié)點(diǎn)。內(nèi)存中的i節(jié)點(diǎn)是磁盤中的i節(jié)點(diǎn)的映像，目的是減少設(shè)備存取的次數(shù)，提高文件的訪問效率。

linux目錄本身也是一種文件，稱為目錄文件。單級(jí)目錄存在文件命名的沖突，而在多級(jí)目錄中，使用目錄樹來記錄目錄結(jié)構(gòu)。在文件共享中，一般使用文件的絕對(duì)路徑來訪問文件，如果要進(jìn)行共享文件的話，必須先回溯，在向下尋找共享的文件，這樣的方法效率比較低下。而通過改進(jìn)的鏈接文件的方法進(jìn)行文件共享，會(huì)使目錄樹形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

linux系統(tǒng)的根目錄是root目錄，其下面有多個(gè)默認(rèn)的子目錄。bin是實(shí)用程序的子目錄，存放常用的系統(tǒng)工具；boot子目錄存放系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的映像文件；dev子目錄中為每個(gè)設(shè)備均分配了一個(gè)i節(jié)點(diǎn)；ect是基本數(shù)據(jù)子目錄，存放系統(tǒng)的用戶口令，網(wǎng)絡(luò)配置等設(shè)置文件；home是用戶數(shù)據(jù)子目錄，默認(rèn)情況下的用戶登錄后均到達(dá)這個(gè)子目錄；lib目錄存放庫函數(shù)；root是超級(jí)管理員的用戶目錄等。

虛擬文件系統(tǒng)vfs進(jìn)行統(tǒng)一管理各種類型的文件系統(tǒng)，無法存在于物理磁盤當(dāng)中，只能存在與內(nèi)存之中，負(fù)責(zé)管理并控制下層的邏輯文件系統(tǒng)，可以支持多種不同的邏輯文件系統(tǒng)，它為多種邏輯文件系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口并進(jìn)行管理。

總之，粗略地學(xué)習(xí)了linux操作系統(tǒng)知識(shí)后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)和組成有了一定的了解，特別是linux特殊的文件系統(tǒng)和存儲(chǔ)管理有了較深的印象和理解。今后有機(jī)會(huì)一定要更深地了解linux的內(nèi)部構(gòu)造。

操作系統(tǒng)概念學(xué)結(jié) [篇4]

1.什么叫同步？ 　　相互合作的兩個(gè)進(jìn)程之間需要在某個(gè)（些）確定點(diǎn)協(xié)調(diào)它們的工作，一個(gè)進(jìn)程到達(dá)了該點(diǎn)后，除非另一進(jìn)程已經(jīng)完成了某些操作，否則就不得不停下來，等待這些操作的完成。這就是進(jìn)程間的同步。

什么叫互斥？

兩個(gè)進(jìn)程由于不能同時(shí)使用同一臨界資源，只能在一個(gè)進(jìn)程使用完了，另一進(jìn)程才能使用，這種現(xiàn)象稱為進(jìn)程間的互斥。

①同步的主要特征是：一個(gè)進(jìn)程在某一點(diǎn)上等待另一進(jìn)程提供信息，兩進(jìn)程之間存在直接制約關(guān)系，其表現(xiàn)形式為進(jìn)程—進(jìn)程。②互斥的主要特征是爭(zhēng)用資源，兩進(jìn)程間存在間接制約關(guān)系，其表現(xiàn)形式是進(jìn)程—資源—進(jìn)程。

2.試給出p、v操作的定義。

p、v操作是定義在信號(hào)量s上的兩個(gè)操作，其定義如下：

p（s）：①s：=s-1；②若s≥0，則調(diào)用p（s）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；③若s＜0，則調(diào)用p（s）的進(jìn)程被阻塞，并把它插入到等待信號(hào)量s的阻塞隊(duì)列中。

v（s）：①s：=s+1；②若s＞0，則調(diào)用v（s）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；③若s≤0，則從等待信號(hào)量s的阻塞隊(duì)列中喚醒頭一個(gè)進(jìn)程，然后調(diào)用v（s）的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。

如何利用p、v操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的互斥？

p、v操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決互斥問題，應(yīng)采取如下步驟：    首先根據(jù)給定問題的描述，列出各進(jìn)程要執(zhí)行的程序。其次，設(shè)置信號(hào)量�；コ鈫栴}中，在臨界區(qū)前面加p（s），臨界區(qū)后面加v（s）。最后確定信號(hào)量的初值。在互斥問題中，信號(hào)量通常取為互斥資源的個(gè)數(shù)。

說明信號(hào)量的物理意義：

信號(hào)量s＞0時(shí)，s的數(shù)值表示某類可用資源的數(shù)目，執(zhí)行p操作意味著申請(qǐng)分配一個(gè)單位的資源；當(dāng)s≤0時(shí)，表示無資源可用，此時(shí)s的絕對(duì)值表示信號(hào)量s的阻塞隊(duì)列中的進(jìn)程數(shù)。執(zhí)行v操作意味著釋放一個(gè)單位的資源。

3.如何利用p、v操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步？

p、v操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決同步問題，應(yīng)采取如下步驟：首先根據(jù)給定問題的描述，列出各進(jìn)程要執(zhí)行的程序。其次，設(shè)置信號(hào)量。同步問題中有幾個(gè)同步點(diǎn)就設(shè)置幾個(gè)信號(hào)量，等待的地方加p（s），發(fā)信號(hào)（解除等待）的

地方加v（s）。最后確定信號(hào)量的初值。在同步問題中，信號(hào)量的初值一般取0.在同步和互斥中，信號(hào)量初值的設(shè)置有何不同：在同步問題中，信號(hào)量的初值一般取為0，在互斥問題中，信號(hào)量通常取為互斥資源的個(gè)數(shù)。

4.高級(jí)通信原語有何優(yōu)點(diǎn)？

能夠?qū)崿F(xiàn)在進(jìn)程之間傳遞大量的信息。

在消息緩沖通信方式中，發(fā)送原語和接收原語的主要功能是什么？

發(fā)送原語的作用：將欲發(fā)送的消息從發(fā)送區(qū)復(fù)制到消息緩沖區(qū)，并把它掛起在接收進(jìn)程的消息緩沖隊(duì)列末尾。如果該接收進(jìn)程因等待消息而處于阻塞狀態(tài)，則將其喚醒。

接收原語的作用：把發(fā)送者發(fā)來的消息從消息緩沖區(qū)復(fù)制到接收區(qū)，然后將消息緩沖區(qū)從消息隊(duì)列中消去，如果沒有消息可以接收，則進(jìn)入阻塞狀態(tài)。

5.什么是信箱？

信箱用于存放信件，而信件是一個(gè)進(jìn)程發(fā)送給另一進(jìn)程的消息。

信箱的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：信箱頭和信箱體。信箱頭是信箱的描述部分，信箱體由若干格子組成，每個(gè)格子可存放一個(gè)信件。

信箱頭包括的信息：①信箱名②信箱大小③已存信件數(shù)④空的格子數(shù)。

如何用信箱實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程之間的通信？

進(jìn)程a想向進(jìn)程b發(fā)送消息前，先把消息組成一封信件，然后調(diào)用send原語向進(jìn)程b發(fā)送信件，并將信件投入進(jìn)程b的信箱中。進(jìn)程b為得到進(jìn)程a的消息，只要調(diào)用receive原語就可以從信箱中索取來自進(jìn)程a的信件。這就完成了一次進(jìn)程a到進(jìn)程b的通信過程。

6.在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中，為什么要采用消息傳遞的通信機(jī)制？

基于共享變量的通信方式適用于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部諸進(jìn)程之間的通信，而基于消息傳遞的通信方式適用于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的進(jìn)程通信。

在消息傳遞的通信機(jī)制中有哪些通信方式？①通信原語 ②遠(yuǎn)程過程調(diào)用 ③組通信。

7.什么是同步原語？

當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用一個(gè)send原語時(shí)，在消息開始發(fā)送后，發(fā)送進(jìn)程便處于阻塞狀態(tài)，直至消息完全發(fā)送完畢，send原語的后繼語句才能繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用一個(gè)receive原語時(shí)，并不立即返回控制，而是等到把消息實(shí)際接收下來，并把它放入指定的接收區(qū)，才返回控制，繼續(xù)執(zhí)行該原語的后繼指令。在這段時(shí)間它一直處于阻塞狀態(tài)。上述的send和receive被稱為同步通信原語或阻塞通信原語。

什么是異步原語？發(fā)送進(jìn)程在調(diào)用send原語后，并不進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它不等消息發(fā)送完就繼續(xù)執(zhí)行其后繼語句。

在使用異步通信原語時(shí)，發(fā)送者在消息發(fā)送完成前為什么不能使用緩沖區(qū)？

因?yàn)樘热舭l(fā)送進(jìn)程在消息發(fā)送完成之前，即在消息發(fā)送期間使用或修改原來的緩沖區(qū)，將會(huì)造成錯(cuò)誤。

如何解決？

有兩種辦法（應(yīng)采用異步原語）：①采用帶拷貝的非阻塞原語，即讓內(nèi)核把消息拷貝到內(nèi)核緩沖區(qū)，允許調(diào)用進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。②帶中斷的非阻塞發(fā)送，即當(dāng)消息發(fā)送完成后，中斷發(fā)送進(jìn)程，通知發(fā)送進(jìn)程此時(shí)緩沖區(qū)可用。

8.在進(jìn)程間通信如何保證消息不會(huì)丟失？

為了保證消息被對(duì)方收到，可采用可靠原語。具體作法是：客戶向服務(wù)器方發(fā)一請(qǐng)求后，服務(wù)器對(duì)這一請(qǐng)求，由其內(nèi)核向客戶內(nèi)核返回一個(gè)確認(rèn)ack，當(dāng)客戶內(nèi)核收到這一消息后，就喚醒客戶進(jìn)程。在客戶與服務(wù)器之間的請(qǐng)求/應(yīng)答共需四個(gè)消息：①從客戶向服務(wù)器的請(qǐng)求②從服務(wù)器內(nèi)核向客戶內(nèi)核返回一個(gè)確認(rèn)③從服務(wù)器到客戶的應(yīng)答④從客戶的內(nèi)核向服務(wù)器內(nèi)核返回一個(gè)確認(rèn)。

9.遠(yuǎn)程過程調(diào)用：在網(wǎng)絡(luò)或分布式系統(tǒng)中，設(shè)有任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)a、b，節(jié)點(diǎn)a上的進(jìn)程調(diào)用節(jié)點(diǎn)b上的一個(gè)進(jìn)程時(shí)，節(jié)點(diǎn)a上的進(jìn)程被掛起，在節(jié)點(diǎn)b上執(zhí)行被調(diào)用的過程，消息以參數(shù)的形式從調(diào)用進(jìn)程傳送到被調(diào)用進(jìn)程，并將被調(diào)用過程執(zhí)行的結(jié)果返回給調(diào)用進(jìn)程。這種通信方式稱為遠(yuǎn)程過程調(diào)用。

其基本原理是什么？

允許某一節(jié)點(diǎn)上的程序調(diào)用其他節(jié)點(diǎn)上的過程或函數(shù)。例如節(jié)點(diǎn)機(jī)a上的進(jìn)程調(diào)用節(jié)點(diǎn)機(jī)b上的過程，節(jié)點(diǎn)機(jī)a的調(diào)用進(jìn)程被掛起，在節(jié)點(diǎn)機(jī)b上執(zhí)行被調(diào)用過程。消息以參數(shù)的形式從調(diào)用過程傳到被調(diào)用過程，被調(diào)用過程執(zhí)行的結(jié)果再返回給調(diào)用過程。對(duì)程序員來說，他看不到消息傳遞過程和i/o處理過程。

10.rpc的透明性指的是什么？

指的是要使得遠(yuǎn)程過程調(diào)用盡可能像本地調(diào)用一樣。調(diào)用過程應(yīng)該不知道被調(diào)用過程是在另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，反過來也是如此，被調(diào)用過程也不應(yīng)該知道是由哪個(gè)機(jī)器上的進(jìn)程調(diào)用的。如何保證這一透明性：遠(yuǎn)程過程調(diào)用為實(shí)現(xiàn)其透明性，在客戶機(jī)上設(shè)置一個(gè)客戶代理，同樣在服務(wù)器機(jī)上設(shè)置一個(gè)服務(wù)器代理。

11.簡(jiǎn)述遠(yuǎn)程過程調(diào)用的步驟。

①客戶過程以通常方式調(diào)用客戶代理。②客戶代理構(gòu)造一個(gè)消息并陷入內(nèi)核。③本地內(nèi)核發(fā)送消息給遠(yuǎn)程內(nèi)核。④遠(yuǎn)程內(nèi)核把消息送給服務(wù)器代理。⑤服務(wù)器代理從消息包中取出參數(shù)并調(diào)用服務(wù)器。⑥服務(wù)器完成相應(yīng)的服務(wù)，將結(jié)果送給服務(wù)代理。⑦服務(wù)代理將結(jié)果打包形成一個(gè)消息并陷入內(nèi)核。⑧遠(yuǎn)程內(nèi)核發(fā)送消息給客戶機(jī)內(nèi)核。⑨客戶機(jī)內(nèi)核把消息傳送給客戶代理。⑩客戶代理取出結(jié)果，返回給客戶的調(diào)用程序。并以實(shí)例說明。

12.試說明遠(yuǎn)程過程調(diào)用的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：格式化好、使用方便、透明性好；

缺點(diǎn)：缺乏靈活性。

在具體實(shí)現(xiàn)上尚有哪些難點(diǎn)需要解決？

①遠(yuǎn)程過程調(diào)用的參數(shù)在系統(tǒng)內(nèi)不同機(jī)型之間的通用能力有所不足。②缺乏在一次調(diào)用過程中多次接收返回結(jié)果的能力。③遠(yuǎn)程過程調(diào)用缺乏傳送大量數(shù)據(jù)的能力。

13.什么叫組通信？

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，一個(gè)相互作用的進(jìn)程集合稱為組。一個(gè)發(fā)送者在一次操作中將一個(gè)消息發(fā)送給多個(gè)接收者的通信，稱為組通信。

它應(yīng)用于何種場(chǎng)合？在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中可以采用組通信方式。

組通信的主要特征是？當(dāng)一個(gè)消息發(fā)送給這個(gè)組時(shí)，該組的所有成員都可以接收，組通信具有“一對(duì)多”的形式，即一個(gè)發(fā)送者，多個(gè)接收者。

組通信的實(shí)現(xiàn)？組通信的實(shí)現(xiàn)在很大程度上依賴于硬件。在一些網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以為組指定一個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò)地址�？刹捎枚嗖ナ健�廣播式、單播式。

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