HNU操作系统课程笔记：多处理器调度与内存虚拟化

"这是一份来自HNU（湖南大学）的操作系统课程笔记，主要涵盖了2021级学生的学习内容。笔记涉及多处理器调度、受限直接执行、内存虚拟化、并发控制、文件系统以及操作系统的基本概念、功能和目标。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它在硬件和用户之间起到桥梁的作用，管理和协调系统的各种资源，如处理机、内存、设备和文件，以实现高效、安全的运行。操作系统通常分为两种状态：核心态（内核态）和用户态。核心态具有更高的权限，可以执行特权指令，如内存清零；用户态则用于运行普通应用程序，只能执行非特权指令。 操作系统的功能主要包括： 1. **资源管理**：操作系统作为系统资源的管理者，负责内存管理（决定哪些程序和数据放入内存）、存储器管理、进程管理（创建、调度和销毁进程）、处理机管理（分配CPU时间）以及设备管理（分配和控制硬件设备）。 2. **用户接口**：操作系统提供了多种用户接口，如命令接口（联机和脱机命令接口）和程序接口（通过系统调用进行操作）。现代操作系统中，图形用户界面（GUI）成为主流，使得用户能够更直观地与系统交互。 3. **运行机制与体系结构**：操作系统通过运行机制来控制硬件和软件的交互，包括处理器的调度策略（如多处理器调度和受限直接执行算法）、并发控制（如信号量机制防止死锁）以及内存管理策略（如内存虚拟化来优化性能）。 在并发控制方面，笔记提到了信号量机制，这是一种同步原语，常用于解决消费者-生产者问题。死锁是并发系统中可能遇到的问题，操作系统需要有机制来预防或检测死锁。此外，RAID（冗余磁盘阵列）如RAID0.1是一种提高存储性能和数据安全性的技术，通过磁盘镜像实现。 文件系统部分，讨论了如何管理磁盘空间，例如，如果磁盘大小为n，文件大小为m，需要多少块来存储文件，并涉及到映射表（map）的使用。同时，笔记还提及了块大小（Block size）对文件系统性能的影响。 在期末复习范围中，包含了操作系统的概念、功能、目标，以及运运行机制与体系结构的深入理解。这些内容是理解和掌握操作系统的关键，对于学习者来说非常重要。 这份HNU的操作系统笔记全面涵盖了操作系统的基础理论和实际应用，对于学习操作系统的学生来说是一份宝贵的参考资料。