软件设计师 第三章 操作系统

文章目录

• • 一、存储管理
  • 二、设备管理
  • 三、进程管理
  • 四、文件管理
  • 五、操作系统定义、分类及功能

一、存储管理

1. 硬盘容量分为非格式化容量和格式化容量两种，计算公式如下：
   非格式化容量=面数×（磁道数/面）×内圆周长×最大位密度
   格式化容量=面数×（磁道数/面）×（扇区数/道）×（字节数/扇区）
   eg：

二、设备管理

1. 计算机运行过程中，CPU需要与外设进行数据交换。采用中断方式和DMA方式控制技术时，CPU与外设可并行工作。

三、进程管理

1. PV操作利用信 量机制，是一种有效的进程同步与互斥工具，可以实现资源的互斥使用。

6. 系统采用PV操作实现进程的同步与互斥，当执行一次P操作表示申请一个资源，信 量S减1，如果S<0，其绝对值表示等待该资源的进程数。

7. 如果系统采用信箱通信方式，当进程调用Send原语被设置成“等信箱”状态时，其原因是指定的信箱存满了信件，无可用空间。

8. 在分时系统中是将把CPU的时间分成很短的时间片轮流地分配给各个终端用户，当系统中的用户数为n、时间片为q时，那么系统对每个用户的响应时间等于n*q。

9. 假设并发进程数：m
   每个进程都需要资源数：a
   则不发生死锁的最少数目计算公式为： （a-1）*m+1

10. 在同一进程中的各个线程都可以共享该进程所拥有的资源，如访问进程地址空间中的每一个虚地址；
    访问进程拥有已打开文件、定时器、信 量机构等，但是不能共享进程中某线程的栈指针。

四、文件管理

7. 磁盘格式化是指把一张空白的盘划分成一个个小区域并编 ，以供计算机储存和读取数据。格式化是一种纯物理操作，是在磁盘的所有数据区上写零的操作过程，同时对硬盘介质做一致性检测，并且标记出不可读和坏的扇区。由于大部分硬盘在出厂时已经格式化过，所以只有在硬盘介质产生错误时才需要进行格式化。
   磁盘分区就是将磁盘划分成一块块的存储区域。在传统的磁盘管理中，将一个硬盘分为两大类分区：主分区和扩展分区。主分区是能够安装操作系统、能够进行计算机启动的分区，这样的分区可以直接格式化，然后安装系统，直接存放文件。 磁盘里的文件都是按存储时间先后来排列的，理论上文件之间都是紧凑排列而没有空隙的。但是，用户常常会对文件进行修改，而且新增加的内容并不是直接加到原文件的位置的，而是放在磁盘存储空间的最末尾，系统会在这两段之间加上联系标识。当有多个文件被修改后，磁盘里就会有很多不连续的文件。一旦文件被删除，所占用的不连 续空间就会空着，并不会被自动填满，而且，新保存的文件也不会放在这些地方，这些 空着的磁盘空间，就被称作“磁盘碎片”。因此，硬盘的每个分区里都会有碎片。碎片太多，其他的不连续文件相应也多，系统在执行文件操作时就会因反复寻找联系标识，工作效率大大降低，直接的反映就是感觉慢。
   磁盘清理将删除计算机上所有不需要的文件（这些文件由用户或系统进行确认）。
   磁盘碎片整理，就是通过系统软件或者专业的磁盘碎片整理软件对电脑磁盘在长期使用过程中产生的碎片和凌乱文件重新整理，释放出更多的磁盘空间，可提高电脑的整体性能和运行速度。
   正常情况下，操作系统对保存有大量有用数据的硬盘进行磁盘清理了和碎片整理操作时，不会清除有用数据。

8. 因为Windows XP操作系统支持FAT、FAT32或NTFS文件系统，所以利用“磁盘管理”程序可以对磁盘进行初始化、创建卷，并可以选择使用FAT、FAT32或NTFS文件系统格式化卷。

9. 文件级安全管理，是通过系统管理员或文件主对文件属性的设置来控制用户对文件的访问。通常可设置以下几种属性：
   执行：只允许用户执行该文件，主要针对.exe和.com文件。 　　
   含：指示该文件为隐含属性文件。
   引：指示该文件是索引文件。 　　
   改：指示该文件自上次备份后是否还被修改。 　　
   读：只允许用户读该文件。 　　
   /写：允许用户对文件进行读和写。 　　
   享：指示该文件是可读共享的文件。 　　
   统：指示该文件是系统文件。 　　
   用户对文件的访问，将由用户访问权、目录访问权限及文件属性三者的权限所确定。 或者说是有效权限和文件属性的交集。例如对于只读文件，尽管用户的有效权限是读/ 写，但都不能对只读文件进行修改、更名和删除。对于一个非共享文件，将禁止在同一时间内由多个用户对它们进行访问。通过上述四级文件保护措施，可有效地保护文件。 因此将“C:Windowsmyprogram.exe”文件设置成只读和隐藏属性，以便控制用户对该文件的访问，这一级安全管理称之为文件级安全管理。

10. 
    最短移臂调度算法，即优先响应距离较近磁道的申请。
    1、当前磁头位于15 柱面（柱面 即磁道编 ），请求序列分别位于12 柱面（①⑤）、19 柱面（②④）、23 柱面（③）、28 柱面（⑥）；
    2、距离15 柱面最近的应该是12 柱面（①⑤），优先响应（①⑤），次序不限；
    3、此时磁头位于12 柱面，距离最近的应该是19 柱面（②④），次序不限；
    4、此时磁头位于19 柱面，距离最近的应该是23 柱面（③）；
    5、此时磁头位于23 柱面，距离最近的应该是28 柱面（⑥）。

11. 因为先来先服务是谁先请求先满足谁的请求，而最短寻找时间优先是根据当前磁臂到要请求访问磁道的距离，谁短满足谁的请求，故先来先服务和最短寻找时间优先算法可能会随时改变移动臂的运动方向。

12. 嵌入式系统初始化过程可以分为3个主要环节，按照自底向上、从硬件到软件的次序依次为：片级初始化、板级初始化和系统级初始化。
    1、片级初始化完成嵌入式微处理器的初始化，包括设置嵌入式微处理器的核心寄存器和控制寄存器、嵌入式微处理器核心工作模式和嵌入式微处理器的局部总线模式等。片级初始化把嵌入式微处理器从上电时的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。这是一个纯硬件的初始化过程。
    2、板级初始化完成嵌入式微处理器以外的其他硬件设备的初始化。另外，还需设置某些软件的数据结构和参数，为随后的系统级初始化和应用程序的运行建立硬件和软件环境。这是一个同时包含软硬件两部分在内的初始化过程。
    3、 系统初始化过程以软件初始化为主，主要进行操作系统的初始化。BSP将对嵌入式微处理器的控制权转交给嵌入式操作系统，由操作系统完成余下的初始化操作，包含加载和初始化与硬件无关的设备驱动程序，建立系统内存区，加载并初始化其他系统软件模块，如 络系统、文件系统等。最后，操作系统创建应用程序环境，并将控制权交给应用程序的入口。

13. 嵌入式操作系统的特点：
    1.微型化，从性能和成本角度考虑，希望占用的资源和系统代码量少；
    2.可定制，从减少成本和缩短研发周期考虑，要求嵌入式操作系统能运行在不同的微处理器平台上，能针对硬件变化进行结构与功能上的配置，以满足不同应用的需求；
    3.实时性，嵌入式操作系统主要应用于过程控制、数据采集、传输通信、多媒体信息及关键要害领域需要迅速响应的场合，所以对实时性要求较高；
    4.可靠性，系统构件、模块和体系结构必须达到应有的可靠性，对关键要害应用还要提供容错和防故障措施； 5.易移植性，为了提高系统的易移植性，通常采用硬件抽象层和板级支撑包的底层设计技术。

14. 在Linux操作系统中，只有一个根目录，根目录使用“/”来表示。根目录是一个非常重要的目录，其他的文件目录均由根目录衍生而来。

15. 在 Linux 中,要更改一个文件的权限设置可使用chmod命令。