自考《操作系统》概述（4）

六、进程通信（领会）

1、进程通信的含义：通过专门的通信机制实现进程间交换大量信息的通信方式称为“进程通信”

2、实现进程通信的基本原语：有两条：“send（发送）”和“receive（接收）”原语。

3、利用信箱通信时“发送”和“接收”原语的功能。

send（N，M） 功能：把信件M送到指定的信箱N中。

receive（N，X） 功能：从指定信箱N中取出一封信，存放到指定的地址X中。

4、信箱的基本结构：一个信箱由“信箱说明”和“信箱体”两部分组成。

七、线程的概念（识记）

线程是进程中可独立执行的子任务，一个进程中可以有一个或多个线程，每个线程都有一个唯一的标识符。

支持线程管理的操作系统有Mach，OS/2，WindowsNT，UNIX等。

中断及中断机制

一、中断

1、中断。

2、中断的类型。

从中断事件的性质出发，中断可以分为两大类：

1）强迫性中断事件 包括硬件故障中断，程序性中断，外部中断和输入输出中断等。

2）自愿性中断事件 是由正在运行的进程执行一条访管指令用以请求系统调用而引起的中断，这种中断也称为“访管中断”。

一般情况下，优先级的高低顺序依次为：硬件故障中断、自愿中断、程序性中断，外部中断和输入输出中断。

自愿中断的断点是确定的，而强迫性中断的断点可能发生在任何位置。

3、中断的响应。

中断响应 （硬件即中断装置操作）

处理器每执行一条指令后，硬件的中断位置立即检查有无中断事件发生，若有中断事件发生，则暂停现行进程的执行，而让操作系统的中断处理程序占用处理器，这一过程称为“中断响应”。

中断响应过程中，中断装置要做以下三项工作：

1）是否有中断事件发生

2）若有中断发生，保护断点信息

3）启动操作系统的中断处理程序工作

中断装置通过“交换PSW”过程完成此项任务。

4、中断处理 （软件即操作系统操作）

操作系统的中断处理程序对中断事件进行处理时，大致要做三方面的工作：

1）保护被中断进程的现场信息

2）分析中断原因

根据旧PSW的中断码可知发生该中断的具体原因。

3）处理发生的中断事件

请求系统创建相应的处理进程进入就绪队列。

5、中断屏蔽

中断屏蔽技术是在一个中断处理没有结束之前不响应其他中断事件，或者只响应比当前级别高的中断事件。

如当中断装置检查到有中断事件后，便去查看PSW中中断屏蔽标志，如果没有屏蔽就响应该中断；否则，暂时不响应该中断，待屏蔽标志消除后再响应。自愿中断是不能屏蔽的。

中断机制

在它执行程序的时候，如果有另外的事件发生（比如用户又打开了一个程序）那么这时候就需要由计算机系统的中断机制来处理了。

中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。

阐述硬件的中断装置的作用。

答：中断是计算机系统结构一个重要的组成部分。在中断机制中的硬件部分（中断装置）的作用就是在CPU每执行完一条指令后，判别是否有事件发生，如果没有事件发生，CPU继续执行；若有事件发生，中断装置中断原先占用CPU的程序的执行，把被中断程序的断点保存起来，让操作系统的处理服务程序占用CPU对事件进行处理，处理完后，再让被中断的程序继续占用CPU执行下去。

（所以中断装置的作用总的来说就是使操作系统可以控制各个程序的执行。）

操作系怎样让多个程序同时执行？

答：中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。通过中断装置

系统中若干程序可以交替地占用处理器，形成多个程序同时执行的状态。利用CPU与外围设备的并行工作能力，以及各外围设备之间的并行工作能力，操作系统能让多个程序同时执行。

UNIX系统

一、UNIX系统结构

1、UNIX的层次结构

UNIX可以分为内核层和外壳层两部分。//内核层是UNIX是核心。/外壳层由shell解释程序（即为用户提供的各种命令。）、支持程序设计的各种语言（如C、PASCAL和BASIC等）、编译程序和解释程序、实用程序和系统库等组成。

2、UNIX系统的主要特点

短小精悍 //简洁有效 //易移植 //可扩充 //开放性

3、UNIX的程序员接口和用户接口

UNIX的程序员接口就是其内核提供的系统调用。

系统调用是用户程序请求操作系统为其服务的唯一形式。

一个在终端上登录成功的用户可以用shell命令来得到用户程序，用户程序用“trap”指令请求服务。

二、UNIX系统的进程

在UNIX系统中进程由三部分组成：进程控制块、正文段和数据段。

三、UNIX系统的存储管理

1、对换（Swapping）技术：这就是前面我们所学的虚拟存储器在UNIX中的应用。磁盘上设置开辟一个足够大的区域，为对换区。当内存中的进程要扩大内存空间，而当前的内存空间又不能满足时，则可把内存中的某些进程暂换出到对换区中，在适当的时候又可以把它们换进内存。因而，对换区可作为内存的逻辑扩充，用对换技术解决进程之间的内存竞争。

UNIX对内存空间和对换区空间的管理都采用最先适应分配算法。

2、虚拟页式存储管理技术。 UNIX把进程的地址空间划分成三个功能区段：系统区段、进程控制区段、进程程序区段。系统区段占用系统空间，系统空间中的程序和数据常驻内存。其余两个区段占用进程空间，是进程中非常驻内存部分。

通过页表和硬件的地址转换机构完成虚拟地址和物理地址之间的转换。

四、UNIX系统的文件系统（领会）

1、UNIX系统中的逻辑文件采用流式文件组织

在UNIX系统中，文件的逻辑结构是由一串顺序的字符组成的流式文件。文件的物理结构是采用索引结构方式，每个文件都有一张索引表记录文件占用的磁盘空间块号……UNIX的文件系统分成基本文件和可装卸的子文件系统两部分。

2、UNIX的树形目录结构： UNIX采用树形目录。

UNIX把普通文件、目录文件保存在磁盘上，一个具体的文件可以用路径名确定。

磁盘被分成块（扇区），每块为512个字节或1K字节……。

4、UNIX的索引节点。UNIX中每个文件有一个唯一的索引节点，索引节点静态地存放在磁盘上，故称为磁盘索引节点。为了加快文件访问速度而在内存中对磁盘索引节点进行复制形成活动索引节点。

UNIX中可分配的磁盘空间有两类：一类是索引节点区，另一类是存放文件的存储区。

五、UNIX系统的I/O系统（领会 了解大意即可）

1、块设备和字符设备

块设备以块为单位每次与内存交换一组信息。块设备是用来存储信息的设备。字符设备以字节为单位与内存交换信息。字符设备是计算机用来接收外部信息或把处理好的信息传向外部的设备。

块设备包括硬盘、软盘、磁带等，字符设备包括终端、打印机等。

2、设备文件： UNIX系统把设备也当作文件来对待，每个设备都有一个文件名，并对它像文件那样进行操作。

3、块设备的管理：通过启动驱动程序完成相应的打开、关闭、读和写等操作。

4、字符设备的管理：

字符设备工作速度低，一次输入输出要求传送的字节数少而且不固定。因此不适宜采用块设备管理中的缓冲技术，而是采用缓冲区容量较小的、易管理的字符缓冲技术。

5、缓冲技术：这个技术就是前面我们学过的虚拟设备（SPOOL技术）在UNIX中的实际应用UNIX采用缓冲技术实现设备的读写操作。