操作系统是控制计算机硬件和软件资源并为应用程序提供标准功能的软件。它们充当计算机硬件和应用程序软件之间的桥梁，并有助于协调和管理多个硬件组件的操作。操作系统使用预分页方法来改进内存管理。预先加载页面以备将来使用，这意味着在实际使用之前将软件页面加载到内存中。这可以帮助减少等待从辅助存储检索数据所需的时间，从而提高整体系统性能。预分页通常... 阅读更多

在计算机操作系统中占据主导地位的CPU调度算法是一种广泛使用的进程调度方法。其目的是确保最重要的进程优先访问CPU，从而最大限度地提高系统响应能力和效率。在抢占式优先级调度中，每个进程都分配一个优先级值，该值通常由当前作业的性质和重要性确定。当出现更高优先级的进程时，当前正在执行的进程将被抢占，并由更高优先级的进程取代。最高优先级的进程将被授予访问… 阅读更多

作为操作系统的基本构建块，内核控制涉及CPU、内存和输入/输出设备的操作。根据内核的调度机制，这些资源将分配给不同的任务或进程。内核是操作系统中最关键的部分，负责管理系统资源并为用户程序提供服务。操作系统设计者必须做出一个重要的选择，就是使用抢占式内核还是非抢占式内核。抢占式内核是指可以在运行进程的中间切换到另一个进程，而无需运行… 阅读更多

操作系统使用一种称为优先级图的数据结构来显示不同任务或进程之间的依赖关系。它也被称为任务依赖图。在多任务操作系统中，多个进程可以同时运行，其中一些进程可能需要等待其他进程完成才能开始执行。这些依赖关系由优先级图表示，这是一个有向图，每个节点都是一个进程或任务，边表示任务之间的依赖关系。在优先级图中，每个节点的标签表示它对应的进程或任务，每个… 阅读更多

POSIX线程，有时也称为pthreads，遵循POSIX线程标准。可以使用线程创建并行程序，线程将单个作业划分为多个可以同时运行的独立作业。操作系统中的线程可以是用户级线程或内核级线程，并由内核管理。用户级线程完全由应用程序控制，而内核级线程由操作系统管理。内核级线程包括POSIX线程。POSIX线程标准定义了线程创建和操作的API。此API中的函数允许您启动新线程，修改… 阅读更多

协调并发运行的进程的操作是进程同步的核心问题，这是计算机科学中的一个基本问题。互斥问题是进程同步的一个关键方面，Peterson算法对此提供了一个众所周知的解决方案。Peterson算法是由Gary Peterson在1981年提出的，是一种最简单和最流行的互斥算法。本文将对Peterson算法进行全面探讨，包括其描述、正确性证明、优点和缺点、与其他算法的比较、应用和结论。Peterson算法设置turn为0或1，指示哪个进程可以进入其… 阅读更多

分页是一种内存管理技术。操作系统可以以页的形式创建和释放内存，页是较小的、固定大小的块。由于分页，操作系统可以使用虚拟内存，允许进程访问比物理上可访问的内存更多的内存。但是，使用分页也会引入页面错误和页面置换开销。因此，分页性能是设计和改进现代操作系统时的关键考虑因素。本文将介绍一些与分页相关的性能主题，包括基准测试、页面置换技术、工作集模型、颠簸、页面大小选择、TLB（转换旁路缓冲区）… 阅读更多

两级分页系统，也称为分层分页，是一种在具有大量物理内存的计算机系统中将虚拟地址转换为物理地址的方法。在两级分页方案中，页表被分成两部分：顶级页表和底层页表。顶级页表包含指向底层页表的指针。每个底层页表将虚拟地址空间的一部分映射到物理地址空间的一部分。处理器首先使用页号来索引顶级页表… 阅读更多

互斥是一种程序对象，它与以下条件有关：没有两个并发进程可以同时处于相同的临界区。它用于防止发生竞争条件。如果当前进程正在访问临界区，则它将阻止另一个并发进程进入该区域。简而言之，在任何时刻只有一个进程被允许执行临界区。互斥的性能指标是什么？程序对象互斥描述了这样一个需求：没有两个并发进程可以同时发生在一个临界区。它… 阅读更多

调度算法旨在通过提供最大资源利用率来为进程提供服务。分配给执行给定输入的资源不应保持空闲状态，并且重复性项目必须由资源同时处理而无需任何中断。考虑到所有这些因素，已经开发出一些模拟方法来通过分析进程的性质来改进重复性活动，但没有一种方法能够提供最大资源利用率。后来，启动了顺序步进算法，通过确定进程的概率来最小化进程的处理和执行时间… 阅读更多