操作系统概念学习笔记 5

操作系统管理简述

进程管理

处于执行中的程序被称作进程。

进程需要一定的资源（包括cpu时间、内存、文件、I/O设备）来完成任务。这些资源可以在进程创建时分配给进程，也可以在执行时分配给进程。除了在创建时得到各种物理和逻辑资源外，进程还可以接受传输过来的各种初始化数据。

程序本身并不是进程，程序是被动的实体。而进程是活动的实体。进程是系统工作的单元。

单线程进程具有一个程序计数器来明确下一个执行的指令，直到进程终止。

在任何时候，最多只有一个指令代表进程被执行。因此，尽管两个进程可能和同一个程序相关联，然而这两个进程都有各自的执行顺序。

多线程进程具有多个程序计数器，每一个指向下一个给定线程要执行的指令。

进程是系统工作的单元。系统由多个进程组成，其中一些是操作系统进程（执行系统代码），其余的是用户进程（执行用户代码）。所有这些进程可以潜在地并发执行，如通过在单cpu上采用cpu复用来实现。

操作系统负责多种与进程管理相关的活动：

创建和删除用户进程和系统进程

挂起和重启进程

提供进程同步机制

提供进程通信机制

提供死锁处理机制

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内存管理

内存通常是cpu所能直接寻址和访问的唯一大容量存储器。

如果cpu需要处理磁盘内的数据，那么这些数据必须首先通过CPU生成的I/O调用传送到内存中。

同样，如果cpu需要执行指令，那么这些指令必须在内存中。

如果一个程序要执行，必须先变换成绝对地址并装入内存。随着程序的执行，进程可以通过产生绝对地址来访问内存中的程序指令和数据，最后，程序终止，其内存空间得以释放，并且下一个程序得以执行。

为改善cpu的利用率和计算机对用户的响应素度，通用计算机必须在内存中保留多个程序。从而因此产生内存管理的需要。内存管理由多种不同的方案。

操作系统负责多种与内存管理相关的活动：

记录内存的哪部分正在被使用及被谁使用

当有内存空间时，决定哪些进程可以装入内存

根据需要分配和释放内存空间

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存储管理

每种 存储介质通过一个设备来控制，如磁盘驱动器和磁带驱动器。

大部分计算机采用硬盘作二级存储器（secondary storage）。但有时也使用三级存储如磁带光盘等存放很少使用的数据、长期档案。

信息通常保存在一个存储系统中，当使用它时，他会被临时复制到更快的存储系统——高速存储。绝大多数系统在其存储层次上都有一个或多个高速缓存。

操作系统负责多种与文件管理相关的活动：

创建和删除文件

创建和删除目录来组织文件

提供操作文件和目录的原语

将文件映射到二级存储上

在稳定存储介质上备份文件

以及有关硬盘管理的活动：

空闲空间管理

存储空间分配

硬盘调度

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保护和安全

保护是一种控制进程或用户对计算机系统资源课访问的机制。

安全的主要工作是防止系统不受外部或内部攻击。

保护和安全需要系统能区分他的所有用户。