作業系統

• 基礎
  • 概念
    • 指令流水線
      • 度量方式有吞吐率、加速比和效率
      • 最大吞吐率取決於流水線中最慢的一段
      • 使加速比和效率最大化，應該對流水線各級採用相同的執行時間。
      • 流水線採用非同步控制，不會改善效能，反而會增加複雜性
  • 發展
  • 執行環境
• 程序管理
  • 程序與執行緒
  • 處理機排程
    • 時間片輪轉，不會產生飢餓現象
  • 程序同步
    • 為了使兩個程序能同步執行，至少需要兩個同步訊號
  • 死鎖
    • 避免：系統安全狀態、銀行家演算法
    • 檢測和解除：資源分配圖
    • 3個併發程序競爭資源R，每個程序需要5個R，則至少有（3*4+1＝13）R，才不會出現死鎖
• 記憶體管理
  • 概念
    • cache
      • cache和記憶體進行地址映像時，衝突次數最小的是全相聯映像
      • cache的地址映像方式：全相聯對映、直接映像和組相聯映像
      • cache的命中率並不隨容量的增大而線性增加
  • 虛擬記憶體
    • 虛擬記憶體/快取記憶體，依賴於區域性性原理
    • 頁面置換演算法
• 檔案管理
  • 磁碟組織與管理
    • 磁碟碎片整理程式：合併可用空間，使系統可以更高效地訪問檔案/資料夾
    • 計算位示圖的大小
  • 檔案系統實現
    • 開啟檔案（open）系統功能呼叫的基本操作是：把檔案的控制管理資訊從輔存讀到主存
    • 將目錄檔案修改的結果寫回磁碟時，系統會發生崩潰，對系統的影響性比較大。解決方案是檔案系統的一致性檢查（塊的和檔案的）
  • 檔案系統許可權
    • d/l rwx rwx r-w
    • 檔案型別 所屬使用者  所在組   其他組
  • 機械硬碟
    • 效能指標不包括碟片數及磁軌數
• 裝置管理
  • I/O管理概述
  • I/O核心子系統
    • Spooling假離線技術
      • 利用程序模擬離線輸入輸出系統，將獨佔的外圍裝置變為共享裝置，實現了虛擬裝置功能
      • 通過對輸入輸出井的操作，提高了IO速度，緩解了CPU與IO設不一致的矛盾。
  • 中斷
    • DMA關中斷，無需CPU執行程式指令來傳送資料，直接基於主存和外設建立資料通路進行資料交換
    • 由中斷處理程式連線硬體和裝置驅動程式
• Shell命令
  • $#表示輸入多個變數