1、1. 按照考試大綱的要點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí),"理解"和"掌握"是非常重要的,"了解"是不能漠視的。2. 課后的習(xí)題要領(lǐng)會方法重要的理論和算法會應(yīng)用。 操作系統(tǒng)原理綜合知識復(fù)習(xí)第1章  操作系統(tǒng)引論1.1 操作系統(tǒng)的目標(biāo)和作用操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件上加載的第一層軟件，是對計(jì)算機(jī)硬件功能的首次擴(kuò)充。其他軟件只有在操作系統(tǒng)的支持下，才能對計(jì)算機(jī)硬件工作。操作系統(tǒng)是一種重要的系統(tǒng)軟件。計(jì)算機(jī)硬件加上I/O管理軟件稱為虛擬機(jī)，虛擬機(jī)再加上文件管理軟件稱為較強(qiáng)的虛擬機(jī)，較強(qiáng)的虛擬機(jī)再加上窗口軟件稱為極強(qiáng)的虛擬機(jī)。操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)

2、算機(jī)硬件和軟件資源，合理地對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合.   操作系統(tǒng)的目標(biāo) 1方便性：操作系統(tǒng)最終是要為用戶服務(wù)的。給計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)后必須使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方便使用。 2有效性: 操作系統(tǒng)要合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，改善系統(tǒng)資源的利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量從而使有限的資源完成更多的任務(wù)。 3可擴(kuò)充性: 操作系統(tǒng)也是為應(yīng)用服務(wù)的，隨著應(yīng)用環(huán)境的變化，操作系統(tǒng)自身的功能也必須不斷增加和完善。 4開放性 :操作系統(tǒng)主要功能是管理計(jì)算機(jī)硬件的，必須適應(yīng)和能夠管理不同的硬件。 操作系統(tǒng)的作用1.OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口   用戶可

3、通過三種方式使用計(jì)算機(jī)：命令方式、系統(tǒng)調(diào)用方式、圖形窗口方式。2 OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者n         處理機(jī)管理：用于分配和控制處理機(jī)n         存儲器管理：負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配與回收n         I/O設(shè)備管理：負(fù)責(zé)I/O設(shè)備的分配與操縱n        

4、 文件管理：負(fù)責(zé)文件的存取、共享和保護(hù)3.OS用作擴(kuò)充機(jī)器 推動(dòng)操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展過程  操作系統(tǒng)的發(fā)展 1無操作系統(tǒng): 方式：人工操作方式, 脫機(jī)輸入輸出方式 2批處理系統(tǒng) 批處理系統(tǒng)主要是采用了批處理技術(shù)。批處理技術(shù)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對一批作業(yè)自動(dòng)進(jìn)行處理的一種技術(shù)。方式：單道批處理系統(tǒng)：主要特征：自動(dòng)性、順序性、單道性多道批處理系統(tǒng)：引入的好處：提高CPU的利用率；可提高內(nèi)存和I/O設(shè)備利用率；增加系統(tǒng)吞吐量特征：多道性、無序性、調(diào)度性優(yōu)缺點(diǎn)：資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長、無交互能力。3分時(shí)操作系統(tǒng) 所謂分時(shí)系統(tǒng)就是采用了分時(shí)技術(shù)的操作系統(tǒng)。

5、分時(shí)技術(shù)就是把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪流把處理機(jī)分配給各聯(lián)機(jī)作業(yè)使用。 分時(shí)系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題是一是及時(shí)接收，二是及時(shí)處理。分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式 單道分時(shí)系統(tǒng) 具有“前臺”和“后臺”的分時(shí)系統(tǒng) 多道分時(shí)系統(tǒng) 分時(shí)系統(tǒng)的特征有多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性和交互性。 4實(shí)時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成對該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。 類型:實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征:有多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性和可靠性。 例實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)特征的比較 P 115微機(jī)操作系統(tǒng) 類型：單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)單用戶多任務(wù)操作

6、系統(tǒng)多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng) 6多處理機(jī)操作系統(tǒng) 多個(gè)處理機(jī)之間的互聯(lián)系統(tǒng)，在多處理機(jī)系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)是多處理機(jī)操作系統(tǒng) 。類型:非對稱多處理機(jī)模式：也稱為主-從模式，在這種模式中，把處理機(jī)分為主處理機(jī)和從處理機(jī)兩類，主處理機(jī)只有一個(gè)，其上配置了操作系統(tǒng)，用于管理整個(gè)系統(tǒng)的資源，并負(fù)責(zé)為各從處理器分配任務(wù)。從處理機(jī)有若干個(gè)，它們執(zhí)行預(yù)先規(guī)定的任務(wù)及由主處理機(jī)所分配的任務(wù)。 對稱多處理機(jī)模式：所有的處理機(jī)都是相同的。在每個(gè)處理機(jī)上運(yùn)行一個(gè)相同的操作系統(tǒng)拷貝，用它來管理本地資源和控制進(jìn)程的運(yùn)行以及各計(jì)算機(jī)之間的通信。  7網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)用于管理網(wǎng)絡(luò)中的各種資源，為用戶提供各種

7、服務(wù)。其主要功能有網(wǎng)絡(luò)通信管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)安全管理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等。類型:客戶/服務(wù)器模式（C/S）,對等模式  8分布式操作系統(tǒng) 分布式處理系統(tǒng)是指由多個(gè)分散的處理單元經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接而形成的系統(tǒng)。在分布式系統(tǒng)上配置的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。 1.3 操作系統(tǒng)的基本特性操作系統(tǒng)的特征 1并發(fā)性 在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生，即宏觀上有多道程序同時(shí)執(zhí)行，而微觀上，在單處理機(jī)系統(tǒng)中每一個(gè)時(shí)刻僅能執(zhí)行一道程序。 2共享性 共享是指系統(tǒng)中的資源可供多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程使用。 3虛擬性 是指通過某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)邏輯上的對應(yīng)物。 4異步性

8、 也稱不確定性，是指在多道程序環(huán)境下，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，由于資源的限制，進(jìn)程的執(zhí)行不是“一氣呵成”的，是“走走停停”的。 1.4操作系統(tǒng)的主要功能從資源管理的角度來看，操作系統(tǒng)的功能主要有n       處理機(jī)的管理:進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、調(diào)度n       存儲器的管理：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充n       設(shè)備的管理：緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理n   &

9、#160;   文件的管理：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀寫管理和保護(hù)n       操作系統(tǒng)與用戶之間的接口：命令接口、程序接口、圖形接口 1.5 OS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)客戶/服務(wù)器模式面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)微內(nèi)核OS結(jié)構(gòu)第2、3章  處理器管理復(fù)習(xí)2.2 進(jìn)程描述1.進(jìn)程的定義一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行過程。所以一個(gè)程序在不同數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行，乃至一個(gè)程序在同樣數(shù)據(jù)集合上的多次運(yùn)行都是不同的進(jìn)程。 進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行進(jìn)程是一個(gè)程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時(shí)所發(fā)生的活動(dòng)。進(jìn)程是程序

10、在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。2.進(jìn)程的特征n       動(dòng)態(tài)性 :是進(jìn)程的最基本的特征，它由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，由撤消而消亡。n       并發(fā)性 n       獨(dú)立性：指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立分配資源和獨(dú)立接受調(diào)度的基本單位。 n       異步性 n   

11、60;   結(jié)構(gòu)性 3. 進(jìn)程的狀態(tài)進(jìn)程的三種基本狀態(tài) 就緒狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程以分配到除處理器（CPU）以外的所有必要資源后，只要再獲得處理器就可以立即執(zhí)行，這時(shí)進(jìn)程的狀態(tài)稱為就緒狀態(tài)。 執(zhí)行狀態(tài) ：處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程一旦獲得了處理器，就可以運(yùn)行，進(jìn)程狀態(tài)也就處于執(zhí)行狀態(tài)。 阻塞狀態(tài) ：正在執(zhí)行的進(jìn)程因?yàn)榘l(fā)生某些事件（如請求輸入/輸出、申請額外空間等）而暫停運(yùn)行，這種受阻暫停的狀態(tài)稱為阻塞狀態(tài)，也可以稱為等待狀態(tài)。 2.3 進(jìn)程控制1.進(jìn)程控制塊PCB ：進(jìn)程控制塊是進(jìn)程實(shí)體的重要組成部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)，在進(jìn)程控制塊PCB（Program Contral Blo

12、ck）中記錄了操作系統(tǒng)所需要的、用于描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程運(yùn)行所需要的全部信息 , PCB是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志。作用通過PCB，使得原來不能獨(dú)立運(yùn)行的程序（數(shù)據(jù)），成為一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能夠并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。  進(jìn)程控制塊的內(nèi)容：進(jìn)程標(biāo)識符、處理器狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息、進(jìn)程控制信息 鏈接指針：給出了本進(jìn)程（PCB)所在隊(duì)列中的下一個(gè)進(jìn)程的PCB的首地址。 進(jìn)程控制塊的組織方式：鏈接方式、索引方式    2. 進(jìn)程控制原語原語的概念原語是指具有特定功能的不可被中斷的過程。它主要用于實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的一些專門控制操作。原語的分類創(chuàng)

13、建原語：用于為一個(gè)進(jìn)程分配工作區(qū)和建立PCB，置該進(jìn)程為就緒狀態(tài)。 撤消原語：用于一個(gè)進(jìn)程工作完后，收回它的工作區(qū)和PCB。 阻塞原語：用于進(jìn)程在運(yùn)行過程中發(fā)生等待事件時(shí)，把進(jìn)程的狀態(tài)改為等待態(tài)。 喚醒原語 ：用于當(dāng)進(jìn)程等待的事件結(jié)束時(shí)，把進(jìn)程的狀態(tài)改為就緒態(tài)。 3. 進(jìn)程的創(chuàng)建    引起進(jìn)程創(chuàng)建的事件 n       用戶登錄 n       作業(yè)調(diào)度 n       提供服務(wù) n 

14、      應(yīng)用請求    2.4 線程的基本概念線程的概念：線程是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是被系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)度和執(zhí)行的基本單位。 線程與進(jìn)程的區(qū)別： l         調(diào)度單位不同 ：線程是獨(dú)立調(diào)度和執(zhí)行的基本單位，進(jìn)程只作為資源分配和擁有的基本單位。l         并發(fā)形式不同：在一個(gè)進(jìn)程中的各個(gè)線程，可以并發(fā)執(zhí)行。不同進(jìn)程中的線程也能并發(fā)執(zhí)行。l 

15、;        擁有資源 不同：線程中的實(shí)體基本上不擁有系統(tǒng)資源，進(jìn)程擁有資源。l         共享方式：在同一進(jìn)程中的各個(gè)線程，都可以共享該進(jìn)程所擁有的資源。進(jìn)程的基本屬性： （1）進(jìn)程是一個(gè)可擁有資源的獨(dú)立單位。                    

16、;      （2）進(jìn)程同時(shí)又是一個(gè)可獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。一個(gè)進(jìn)程中包括多個(gè)線程，每個(gè)線程都是作為利用CPU的基本單位，是花費(fèi)最小開銷的實(shí)體。線程的屬性：n             輕型實(shí)體。線程中的實(shí)體基本上不擁有系統(tǒng)資源。n             獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。n 

17、            可并發(fā)執(zhí)行n             共享進(jìn)程資源。線程的類型：系統(tǒng)級線程：是依賴于系統(tǒng)控制的，即無論是用戶進(jìn)程中的線程，還是系統(tǒng)進(jìn)程中的線程，它們的創(chuàng)建、撤消、切換都是由系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)的。 用戶級線程 ：是由用戶控制，對于用戶級線程的創(chuàng)建、撤消、切換，都與系統(tǒng)控制無關(guān)，完全由用戶自己管理。超線程的概念 超線程技術(shù)就是利用特殊的硬件指令，在一顆實(shí)

18、體處理器中放入兩個(gè)邏輯處理單元，從而模擬成兩個(gè)工作環(huán)境，讓單個(gè)處理器都能使用線程級并行計(jì)算，同時(shí)處理多項(xiàng)任務(wù)，提升處理器資源的使用率。 2.5 進(jìn)程同步與互斥1.  進(jìn)程的并發(fā)性：在并發(fā)執(zhí)行的系統(tǒng)中，若干個(gè)作業(yè)可以同時(shí)執(zhí)行，而每個(gè)作業(yè)又需要有多個(gè)進(jìn)程協(xié)作完成。在這些同時(shí)存在的進(jìn)程間具有并發(fā)性     進(jìn)程同步的主要任務(wù)：使并發(fā)執(zhí)行的諸進(jìn)程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。臨界資源：在系統(tǒng)中有許多硬件或軟件資源，在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問或使用，這種資源稱為臨界資源。 臨界區(qū)：每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū) 進(jìn)程

19、同步：進(jìn)程同步是指多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)，這些進(jìn)程相互合作，在一些關(guān)鍵點(diǎn)上需要相互等待或相互通信。 進(jìn)程互斥：進(jìn)程互斥是指當(dāng)一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)使用臨界資源時(shí)，另一個(gè)進(jìn)程必須等待，當(dāng)占用臨界資源的進(jìn)程退出臨界區(qū)后，另一個(gè)進(jìn)程才被允許使用臨界資源。 進(jìn)程同步機(jī)制應(yīng)遵循的原則 n        空閑讓進(jìn) n       忙則等待 n       有限等待 n    

20、   讓權(quán)等待 2. 利用PV操作實(shí)現(xiàn)互斥與同步 信號量就是一種特殊變量，它用來表示系統(tǒng)中資源的使用情況。而整型信號量就是一個(gè)整型變量。說明：當(dāng)其值大于“0”時(shí)，表示系統(tǒng)中對應(yīng)可用資源的數(shù)目；當(dāng)其值小于“0”時(shí)，其絕對值表示因該類資源而被阻塞的進(jìn)程的數(shù)目；當(dāng)其值等于“0”時(shí)，表示系統(tǒng)中對應(yīng)資源已經(jīng)都被占用，并且沒有因該類資源而被阻塞的進(jìn)程。 信號量的操作   P操作：記為P（S），描述為：      P（S）        S=S-1； 

21、;        if  （S<0） W（S）；      W(s):將調(diào)用過程的進(jìn)程插入到等待信號量S的等待隊(duì)列中 V操作：記為V（S），描述為：      V（S）        S=S+1；         if （S<=0） R（S）； &

22、#160;    R(s):從該信號量的等待隊(duì)列中釋放第一個(gè)進(jìn)程。 Wait(s)操作：      procedure wait(s)      var  S:semaphore;     begin             s.value:=S.value-1;   

23、        if s.value<0 then block(S,L);    end. wait(s):將調(diào)用過程的進(jìn)程插入到等待信號量S的等待隊(duì)列中Signal(s)操作：procedure Signa (s)      var  S:semaphore;     begin          &

24、#160;  s.value:=S.value+1;           if s.value<=0 then wakeup(S,L);    end. wakeup(s):從該信號量的等待隊(duì)列中釋放第一個(gè)進(jìn)程。 2.6 進(jìn)程通信進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。 類型l         共享存儲器系統(tǒng)l     &

25、#160;   消息傳遞系統(tǒng)：方式直接通信方式發(fā)送進(jìn)程使用發(fā)送原語直接將消息發(fā)送給接收進(jìn)程，并將它掛在接收進(jìn)程的消息緩沖隊(duì)列上，接收進(jìn)程使用接收原語從消息緩沖隊(duì)列中取出消息。Send(receiver,message):發(fā)送一個(gè)消息給接收進(jìn)程Receive(sender,message):接收sender發(fā)來的消息。 間接通信方式 發(fā)送進(jìn)程使用發(fā)送原語直接將消息發(fā)送到某種中間實(shí)體（信箱）中，接收進(jìn)程使用接收原語從該中間實(shí)體中取出消息。 l         管道通信系統(tǒng) 3.1處理器管理概述1.

26、處理器管理的主要任務(wù)：是對處理器進(jìn)行分配，并對其運(yùn)行進(jìn)行有效地控制和管理。 處理器管理的主要功能n       進(jìn)程控制 n       進(jìn)程同步 n       進(jìn)程通信 n       進(jìn)程調(diào)度 :包括作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。作業(yè)調(diào)度：從后備隊(duì)列中按照一定的算法，選擇若干個(gè)作業(yè)，為它們分配必要的資源，將它們調(diào)入主存，然后為它們建立進(jìn)程，并按照一定的算法將其插

27、入就緒隊(duì)列。進(jìn)程調(diào)度：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定的算法選出一新進(jìn)程，把處理器分配給它，并為它設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場，使進(jìn)程投入運(yùn)行。2. 程序的順序執(zhí)行程序在執(zhí)行時(shí)，必須按某種先后次序逐個(gè)執(zhí)行操作，只有當(dāng)前一個(gè)操作執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后一個(gè)操作。 特征：n       順序性n       封閉性n       可再現(xiàn)性3. 程序的并發(fā)執(zhí)行是指在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行多個(gè)程序。 特征： n   

28、0;   間斷性 n       失去封閉性n       不可再現(xiàn)性 處理機(jī)調(diào)度的層次進(jìn)程調(diào)度的類型：高級調(diào)度、低級調(diào)度、中級調(diào)度 高級調(diào)度又稱為作業(yè)調(diào)度或長程調(diào)度，用于決定把外存上處于后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入主存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程、分配必要的資源，然后將新創(chuàng)建的進(jìn)程排入就緒隊(duì)列，準(zhǔn)備執(zhí)行。      低級調(diào)度通常又稱為進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度。它決定主存中的就緒隊(duì)列上的哪個(gè)進(jìn)程（單處理器系統(tǒng)）將獲得處理器，然

29、后把處理器分配給該進(jìn)程，使其執(zhí)行。方式：非搶占方式 、搶占方式      中級調(diào)度：系統(tǒng)將那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程從主存調(diào)到外存（仍然保持進(jìn)程狀態(tài)）上的特定區(qū)域，這些在外存存放的進(jìn)程所處的狀態(tài)稱為就緒駐外狀態(tài)或掛起狀態(tài)。當(dāng)這些進(jìn)程的運(yùn)行條件具備，且主存又有空閑時(shí)，在中級調(diào)度的控制下，再將處于外存上的那些重新具備運(yùn)行條件的就緒駐外進(jìn)程調(diào)入主存，并將其狀態(tài)修改為就緒狀態(tài)，放入就緒隊(duì)列，等待進(jìn)程調(diào)度。目的：是為了進(jìn)一步提高主存的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。  3.2  常用的進(jìn)程調(diào)度算法l     

30、    先來先服務(wù)調(diào)度算法：每次調(diào)度是從就緒隊(duì)列中，選擇一個(gè)最先進(jìn)入就緒隊(duì)列的進(jìn)程，把處理器分配給該進(jìn)程，使之得到執(zhí)行。該進(jìn)程一旦占有了處理器，它就一直運(yùn)行下去，直到該進(jìn)程完成或因發(fā)生事件而阻塞，才退出處理器。特點(diǎn)：利于長進(jìn)程，而不利于短進(jìn)程。 l         短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法：它是從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的進(jìn)程，將處理器分配給該進(jìn)程，使之占有處理器并執(zhí)行，直到該進(jìn)程完成或因發(fā)生事件而阻塞，然后退出處理器，再重新調(diào)度。 l    

31、;     時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 ：系統(tǒng)將所有的就緒進(jìn)程按進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序排列。每次調(diào)度時(shí)把CPU分配給隊(duì)首進(jìn)程，讓其執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片，當(dāng)時(shí)間片用完，由計(jì)時(shí)器發(fā)出時(shí)鐘中斷，調(diào)度程序則暫停該進(jìn)程的執(zhí)行，使其退出處理器，并將它送到就緒隊(duì)列的末尾，等待下一輪調(diào)度執(zhí)行。 l         優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法 ：它是從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)優(yōu)先權(quán)最高的進(jìn)程，讓其獲得處理器并執(zhí)行。 l         響應(yīng)比高者

32、優(yōu)先調(diào)度算法：它是從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)響應(yīng)比最高的進(jìn)程，讓其獲得處理器執(zhí)行，直到該進(jìn)程完成或因等待事件而退出處理器為止。特點(diǎn)：既照顧了短進(jìn)程，又考慮了進(jìn)程到達(dá)的先后次序，也不會使長進(jìn)程長期得不到服務(wù)，因此是一個(gè)比較全面考慮的算法，但每次進(jìn)行調(diào)度時(shí)，都需要對各個(gè)進(jìn)程計(jì)算響應(yīng)比。所以系統(tǒng)開銷很大，比較復(fù)雜。 l         多級隊(duì)列調(diào)度算法 3.3死鎖死鎖的概念：是指多個(gè)進(jìn)程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力的作用，這些進(jìn)程將都不能再繼續(xù)執(zhí)行。 產(chǎn)生死鎖的原因 ：競爭資源、進(jìn)程推進(jìn)順序非法 產(chǎn)生死鎖的必要條件 n

33、       互斥條件 :指進(jìn)程對所分配到的資源進(jìn)行排它性使用。n       請求和保持條件 ：指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請求，而該資源又被 其它進(jìn)程占有。n       不剝奪條件 ：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪。n       環(huán)路等待條件 ：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程資源的環(huán)形鏈。死鎖的預(yù)防 該方法是通過

34、對資源分配的原則進(jìn)行限制，從而使產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件中的第2、3、4個(gè)條件之一不能成立，來預(yù)防產(chǎn)生死鎖。 方法破壞“不剝奪”條件 ：當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源。破壞“請求和保持”條件 ：系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程在開始運(yùn)行之前，都必須一次性地申請其在整個(gè)運(yùn)行過程所需的全部資源。破壞“環(huán)路等待”條件 ：系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排隊(duì)，并賦予不同的序號。所有進(jìn)程對資源的請求必須嚴(yán)格按照資源序號遞增的次序提出。死鎖的避免 死鎖的避免中，所施加的限制較弱，將獲得較好一些的系統(tǒng)性能。該方法把系統(tǒng)狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，只要能使系

35、統(tǒng)始終處于安全狀態(tài)，便可以避免發(fā)生死鎖。 安全狀態(tài)：是指系統(tǒng)能按某種順序?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程分配所需資源，直到最大需求，使每一個(gè)進(jìn)程都可以順利完成。利用銀行家算法避免死鎖：銀行家算法分配資源時(shí)，要測試進(jìn)程對資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)在的資源可以滿足它的最大需求量，就滿足該進(jìn)程當(dāng)前的申請，否則就推遲分配，這樣做能保證各進(jìn)程可得到需要的全部資源而執(zhí)行結(jié)束，然后歸還資源供別的進(jìn)程使用。銀行家算法的處理步驟為：（1）列出某一時(shí)刻資源分配表，格式如表2-4所示。（2）拿可用資源量與每一個(gè)進(jìn)程所需資源量進(jìn)行比較，可用資源量不少于所需資源量時(shí)，把資源分配給該進(jìn)程。新的可用資源量為原有可用資源量加上該進(jìn)程已分配資源量

36、。（3）重復(fù)（2），直到所有進(jìn)程都執(zhí)行完，即可判斷能否獲得一個(gè)安全資源分配序列。第4章  存儲器管理復(fù)習(xí)4.1  存儲器管理概述 存儲管理的主要任務(wù)是盡可能方便用戶和提高主存儲器的使用效率，使主存儲器在成本、速度和規(guī)模之間獲得較好的權(quán)衡。 1. 存儲器管理的主要功能 l         主存空間的分配和回收邏輯地址（相對地址）：用戶程序中使用的從“0”地址開始的地址。物理地址（絕對地址）：把主存空間的地址編號稱為主存的邏輯地址。l     

37、60;   地址轉(zhuǎn)換 ：將用戶程序的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程叫地址轉(zhuǎn)換。l         主存空間的共享與保護(hù) ：同時(shí)進(jìn)入主存器執(zhí)行的作業(yè)可能需要調(diào)用相同的程序或數(shù)據(jù)，這就是主存的共享。l         主存空間的擴(kuò)充 2. 程序的裝入與鏈接    源程序的執(zhí)行：通常要經(jīng)過編譯、鏈接和裝入幾個(gè)步驟   實(shí)現(xiàn)鏈接的方法有三種l    

38、;       靜態(tài)鏈接：事先進(jìn)行鏈接，以后不再拆開的鏈接方式 l           裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：用戶源程序經(jīng)編譯后所得到的目標(biāo)模塊，是在裝入主存時(shí)，邊裝入邊鏈接的。 l           運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：可將某些目標(biāo)模塊的鏈接，推遲到執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行。    程序的裝入采用三種方式 ：  &#

39、160; （1）絕對裝入方式：是由裝入程序根據(jù)裝入模塊中的地址，將程序和數(shù)據(jù)裝入主存。  （2）可重定位方式 ：是由裝入程序根據(jù)主存當(dāng)前的實(shí)際使用情況，將裝入模塊裝入到主存適當(dāng)?shù)牡胤健?#160;    重定位：在裝入時(shí)對目標(biāo)程序中的指令和數(shù)據(jù)地址的修改過程稱為重定位。（把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址），它分為靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位。靜態(tài)重定位：重定位是在裝入時(shí)由重定位裝入程序一次性完成的，則被稱作靜態(tài)重定位。（3）動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式：動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)的裝入程序，在把裝入模塊裝入主存后，并不立即把裝入模塊中的相對地址轉(zhuǎn)換為絕對地址，而是把這種地址轉(zhuǎn)換推遲到程序要真正

40、執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行，叫動(dòng)態(tài)重定位3. 存儲管理方式n       單一連續(xù)分配存儲管理方式 n       固定分區(qū)存儲管理方式     n       動(dòng)態(tài)分區(qū)存儲管理方式 n       頁式存儲管理方式 n       段式存儲管理方式 n 

41、0;     段頁式存儲管理方式 n       虛擬存儲管理方式4.2 單一連續(xù)存儲管理方式 u 在主存中僅駐留一道程序，整個(gè)用戶區(qū)為一用戶獨(dú)占。當(dāng)用戶作業(yè)空間大于用戶區(qū)時(shí)，該作業(yè)不能裝入。u 采用這種存儲管理方式時(shí)，主存分為兩個(gè)分區(qū)（系統(tǒng)區(qū) 和用戶區(qū)）。u 分配過程是：首先，從作業(yè)隊(duì)列中取出隊(duì)首作業(yè)；判斷作業(yè)的大小是否大于用戶區(qū)的大小，若大于則作業(yè)不能裝入，否則，可以把作業(yè)裝入用戶區(qū)。它一次只能裝入一個(gè)作業(yè)。 u 它采用靜態(tài)分配方式。u 處理器設(shè)置兩個(gè)寄存器：界限寄存器和重定位寄存器。界限寄

42、存器用來存放主存用戶區(qū)的長度，重定位寄存器用來存放用戶區(qū)的起始地址。 u 地址轉(zhuǎn)換過程是：CPU獲得的邏輯地址首先與界限寄存器的值比較，若大于界限寄存器的值，產(chǎn)生“地址越界”中斷信號，由相應(yīng)的中斷處理程序處理；若不大于界限寄存器的值，就與重定位寄存器中的基址相加，得到物理地址，對應(yīng)于主存中的一個(gè)存儲單元。u 絕對地址界限寄存器邏輯地址     u 存儲保護(hù)：界限寄存器絕對地址主存的最大地址4.3 固定分區(qū)存儲管理方式     把主存中可分配的用戶區(qū)域預(yù)先劃分成若干個(gè)固定大小的區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域稱為一個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)中可以裝入一

43、個(gè)作業(yè)，一個(gè)作業(yè)也只能裝入一個(gè)分區(qū)中，這樣可以裝入多個(gè)作業(yè)，使它們并發(fā)執(zhí)行。當(dāng)有一個(gè)空閑分區(qū)時(shí)，便可從外存的后備隊(duì)列中，選擇一個(gè)適當(dāng)大小的作業(yè)裝入該分區(qū)；當(dāng)該作業(yè)運(yùn)行完時(shí)，又可從后備隊(duì)列中選擇另一個(gè)作業(yè)裝入該分區(qū)。     采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：設(shè)置了一張分區(qū)分配表。分區(qū)分配表的內(nèi)容包括：分區(qū)序號、起始地址、大小、狀態(tài)。    采用靜態(tài)重定位方式。 處理器設(shè)置兩個(gè)寄存器：下限寄存器和上限寄存器。下限寄存器用來存放分區(qū)低地址，即起始地址；上限寄存器用來存放分區(qū)的高地址，即末址。     絕對地址分區(qū)起始地址邏輯地

44、址4.4 可變分區(qū)存儲管理方式     可變分區(qū)存儲管理方式是在作業(yè)要求裝入主存時(shí)，根據(jù)作業(yè)的大小動(dòng)態(tài)地劃分分區(qū)，使分區(qū)的大小正好適應(yīng)作業(yè)的要求。各分區(qū)的大小是不定的，主存中分區(qū)的數(shù)目也是不定的    數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：已分分區(qū)表和空閑分區(qū)表    常用的主存分配算法： n         首次適應(yīng)分配算法（FF）：對空閑分區(qū)表記錄的要求是按地址遞增的順序排列的，每次分配時(shí)，總是從第1條記錄開始順序查找空閑分區(qū)表，找到第一個(gè)能滿足作業(yè)

45、長度要求的空閑區(qū)，分割這個(gè)空閑區(qū)，一部分分配給作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)。 n         循環(huán)首次適應(yīng)算法：每次分配均從上次分配的位置之后開始查找。 n         最佳適應(yīng)分配算法(BF)：是按作業(yè)要求從所有的空閑分區(qū)中挑選一個(gè)能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)，這樣可保證不去分割一個(gè)更大的區(qū)域，使裝入大作業(yè)時(shí)比較容易得到滿足。為實(shí)現(xiàn)這種算法，把空閑區(qū)按長度遞增次序登記在空閑區(qū)表中，分配時(shí)，順序查找。   

46、0; 主存空間的回收：情況分4種    采用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)。    需要設(shè)置硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)：兩個(gè)專用寄存器，即基址寄存器和限長寄存器    為了提高主存空間的利用率，可以采用移動(dòng)技術(shù)和對換技術(shù)，來合并空閑區(qū)，滿足作業(yè)的要求，或把暫時(shí)不運(yùn)行的作業(yè)從主存中對換到外存上，運(yùn)行緊迫的作業(yè)，然后再把對換到外存上的作業(yè)調(diào)入主存。     移動(dòng)會增加系統(tǒng)開銷，移動(dòng)是有條件的：當(dāng)作業(yè)不與外圍設(shè)備交換信息時(shí)，可以移動(dòng)，否則不能移動(dòng)。 4.5 頁式存儲管理方式   

47、  將用戶作業(yè)的地址空間分成若干個(gè)大小相同的區(qū)域，稱為頁面或頁，并為每個(gè)頁從“0”開始編號；相應(yīng)地，主存空間也分成與頁大小相同的若干個(gè)存儲塊，或稱為物理塊.    程序的邏輯地址由頁號和頁內(nèi)地址組成，頁號的長度決定了分頁的多少，頁內(nèi)地址的長度決定了頁面的大小。    在為作業(yè)分配主存時(shí)，以塊為單位將作業(yè)中的若干頁分別裝入多個(gè)可以不相鄰接的塊中。作業(yè)執(zhí)行時(shí)根據(jù)邏輯地址中的頁號找到它所在的塊號，再確定當(dāng)前指令要訪問的主存的物理地址。它的地址轉(zhuǎn)換屬于動(dòng)態(tài)重定位。    采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ：統(tǒng)設(shè)置了主存分

48、配表、位示圖和頁表，記錄主存空間的使用情況和每個(gè)作業(yè)的分配情況。     主存分配表：它記錄主存中各作業(yè)的作業(yè)名、頁表始址和頁表長度，頁表長度為頁表中的最大序號。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)主存分配表。 位示圖：包括標(biāo)志位和空閑塊數(shù) ,記錄主存空間的使用情況和當(dāng)前剩余的空閑數(shù)。頁表：系統(tǒng)為每個(gè)作業(yè)建立一張頁面映射表，簡稱頁表。指出邏輯地址中的頁號與主存塊號的對應(yīng)關(guān)系。      地址轉(zhuǎn)換：頁號邏輯地址/頁長頁內(nèi)地址邏輯地址 mod 頁長物理地址塊號*塊長+塊內(nèi)地址+用戶區(qū)基址4.6 段式存儲管理方式     

49、;引入分段：是為了滿足用戶在編程和使用上的要求。在段式存儲管理方式中，作業(yè)的地址空間被劃分為若干個(gè)段，每個(gè)段定義了一組邏輯信息。它以段為單位分配主存，每段分配一個(gè)連續(xù)的主存空間，但各段之間不要求連續(xù)。 供用戶使用的邏輯地址為段號+段內(nèi)地址。采用動(dòng)態(tài)重定位。    在段式存儲管理方式下，設(shè)置了空閑分區(qū)表、段表和主存分配表。主存分配表，用于記錄主存中各作業(yè)的作業(yè)名、段表始址和段表長度    邏輯地址段號段內(nèi)地址物理地址段始址段內(nèi)地址分頁和分段的主要區(qū)別：    （1）頁是信息的物理單位，分頁是為了實(shí)現(xiàn)離散的分配方式，以

50、消減主存“碎片”，提高主存的利用率?；蛘哒f，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要。段是信息的邏輯單位，它包含一組意義相對完整的信息。分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。（2）頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，把邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機(jī)器硬件實(shí)現(xiàn)的，因而一個(gè)系統(tǒng)只能有一種大小的頁面。段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進(jìn)行編譯時(shí)，根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的線性地址空間，程序員只需要利用一個(gè)記憶符，即可表示一個(gè)地址。分段的作業(yè)地址空間是二維的，程序員在標(biāo)識一個(gè)地址時(shí)，既需給出段名，又需給出段內(nèi)地址。4.7

51、段頁式存儲管理方式     先把用戶程序分成若干個(gè)段，并為每個(gè)段賦予一個(gè)段名，每段可以獨(dú)立從“0”編址。再把每個(gè)段劃分成大小相等的若干個(gè)頁，把主存分成與頁大小相同的塊。每段分配與其頁數(shù)相同的主存塊，主存塊可以連續(xù)，也可以不連續(xù)。     系統(tǒng)設(shè)置了位示圖、段表和頁表，記錄主存的使用情況和作業(yè)的分配情況。    位示圖。記錄主存塊的使用情況和空閑塊數(shù)。 段表。系統(tǒng)為每個(gè)作業(yè)配置了一張段表，記錄作業(yè)段的分配情況。包括：段號，頁表始址，頁表長度 頁表。記錄每個(gè)段內(nèi)頁的分配情況。包括：頁號、塊號 主存分配表。整個(gè)

52、系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)主存分配表，用于記錄主存中各作業(yè)的作業(yè)名、段表始址和段表長度，段表長度為段表中的最大序號。     邏輯地址：段號頁號頁內(nèi)地址物理地址：塊號*塊長+塊內(nèi)地址  4.8 虛擬存儲管理方式    虛擬存儲器是指僅把作業(yè)的一部分裝入主存便可運(yùn)行作業(yè)的存儲器系統(tǒng)。具體地說，所謂虛擬存儲器是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對主存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。實(shí)際上，用戶所看到的大容量只是一種感覺，是虛的，故而得名虛擬存儲器。虛擬存儲器邏輯容量由地址寄存器的位數(shù)決定的。    虛擬存儲器

53、存儲的特點(diǎn)： l         ( 1）離散性。離散性是指在主存分配時(shí)采用離散分配方式，這是虛擬存儲器的基礎(chǔ)。 l         （2）多次性。多次性是指一個(gè)作業(yè)被分成多次調(diào)入主存運(yùn)行 。l         （3）對換性。對換性是指允許在作業(yè)的運(yùn)行過程中換進(jìn)、換出 。l       &

54、#160; （4）虛擬性。虛擬性是指能夠從邏輯上擴(kuò)充主存容量，使用戶所看到的主存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際主存容量。 1. 虛擬存儲器的實(shí)現(xiàn)方法（1）請求分頁式虛擬存儲管理 它是在分頁式存儲管理系統(tǒng)上增加了請求調(diào)頁功能、頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲管理系統(tǒng)。把作業(yè)分成大小相等的若干頁，把主存分成與頁大小相等的若干塊；對每個(gè)作業(yè)限定分給它的主存塊數(shù)，先把作業(yè)的部分頁裝入主存的這些塊中，在作業(yè)運(yùn)行時(shí)再裝入所需要的頁。 采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ：位示圖 、頁表 、主存分配表、缺頁中斷機(jī)構(gòu)  在請求分頁系統(tǒng)中，每當(dāng)所要訪問的頁面不在主存時(shí)，便要產(chǎn)生一次缺頁中斷，請求操作將所缺的頁調(diào)入主存。頁面置換算法： l

55、         最佳置換算法（OPT) ：選擇以后永不使用或在最長時(shí)間內(nèi)不再被訪問的內(nèi)存頁面予以淘汰。l         先進(jìn)先出置換算法（FIFO）：選擇最先進(jìn)入內(nèi)存的頁面予以淘汰。 l         最近最久未使用算法（LRU）：選擇在最近一段時(shí)間內(nèi)最久沒有使用過的頁，把它淘汰。 l     

56、0;   最少使用算法（LFU）：選擇到當(dāng)前時(shí)間為止被訪問次數(shù)最少的頁轉(zhuǎn)換。 （2）請求分段式虛擬存儲管理 它是在分段式存儲管理系統(tǒng)上增加了請求調(diào)段功能、分段置換功能所形成的段式虛擬存儲管理系統(tǒng)。    第章設(shè)備管理復(fù)習(xí)5.1設(shè)備管理概述設(shè)備管理的任務(wù)：是完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設(shè)備，提高CPU與I/O設(shè)備的利用率，提高I/O設(shè)備的速度，方便用戶使用I/O設(shè)備。 2.設(shè)備管理的主要功能l         緩沖管理：是管理好各種類型的緩沖區(qū)，協(xié)調(diào)各類設(shè)備的工作

57、速度，提高系統(tǒng)的使用效率。其實(shí)現(xiàn)機(jī)制是采用不同類型的緩沖區(qū)機(jī)制。 l         設(shè)備分配：是根據(jù)用戶提出的I/O請求，為其分配所需要的設(shè)備。其實(shí)現(xiàn)機(jī)制是配置設(shè)備控制表、控制器控制表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 l         設(shè)備處理：是實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信。其實(shí)現(xiàn)機(jī)制是通過相應(yīng)的處理程序來實(shí)現(xiàn)。 l         虛擬設(shè)備：是把每次只允許一個(gè)進(jìn)程使

58、用的物理設(shè)備，改造為能同時(shí)供多個(gè)進(jìn)程共享的設(shè)備。 3. 設(shè)備的分類按設(shè)備的從屬關(guān)系分類：分為系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)備 按操作特性分類：分為存儲設(shè)備和I/O設(shè)備按設(shè)備共享屬性分類：分為獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備和虛擬設(shè)備。按信息交換單位分類：分為塊設(shè)備和字符設(shè)備。   5.2輸入輸出系統(tǒng)微機(jī)的I/O系統(tǒng)：一般采用總線I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主機(jī)I/O系統(tǒng) ：增加一級I/O通道。共分為4級：最低級為I/O設(shè)備，次低級為設(shè)備控制器，次高級為I/O通道，最高級是主機(jī)。 2. I/O設(shè)備控制器設(shè)備控制器是CPU與外圍設(shè)備之間的接口，是一個(gè)可編址設(shè)備，每一個(gè)地址對應(yīng)一個(gè)設(shè)備。 3. I/O通道I/O通道是指專

59、門負(fù)責(zé)輸入輸出工作的處理機(jī)。 4. I/O系統(tǒng)的控制方式分為四種：n       程序直接控制方式：程序直接控制方式也稱為“忙等待”方式，即在一個(gè)設(shè)備的操作沒有完成時(shí)，控制程序一直檢測設(shè)備的狀態(tài)，直到該操作完成，才能進(jìn)行下一個(gè)操作。 n       中斷控制方式：中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行期間，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生任何非尋常的或非預(yù)期的急需處理事件，使得CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序，待處理完畢后又返回原來被中斷處繼續(xù)執(zhí)行或調(diào)度新的進(jìn)程執(zhí)行的過程n &

60、#160;     直接存儲器存取控制方式：是指對I/O設(shè)備的控制由DMA控制器完成，在DMA控制器的作用下，設(shè)備和主存之間可以成批地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而不用CPU的干涉。 n       通道控制方式 ：是一種以內(nèi)存為中心，是設(shè)備與內(nèi)存直接交換數(shù)據(jù)的控制方式。CPU只需要發(fā)出啟動(dòng)指令，指出通道相應(yīng)的操作和I/O設(shè)備，該指令就可以啟動(dòng)通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。 5.3 設(shè)備分配與回收l     設(shè)備的使用性質(zhì)：可以采用的分配方式：獨(dú)享分配、

61、共享分配、虛擬分配l     設(shè)備的分配算法：分配算法有：先請求先服務(wù)、優(yōu)先級高者優(yōu)先l     設(shè)備分配的安全性：      采用靜態(tài)分配:用戶作業(yè)開始前，由系統(tǒng)一次分配給該作業(yè)所需的全部設(shè)備、控制器和通道。不會發(fā)生死鎖。動(dòng)態(tài)分配：在進(jìn)程執(zhí)行過程中，執(zhí)行的需要所進(jìn)行的設(shè)備分配?？赡軙斐伤梨i。l     設(shè)備的獨(dú)立性 ：是指用戶在編制程序時(shí)所使用的設(shè)備與實(shí)際使用的設(shè)備無關(guān)。用戶程序中使用邏輯設(shè)備名，執(zhí)行程序時(shí)使用物理設(shè)備名5

62、.4 設(shè)備處理5.5 設(shè)備管理采用的技術(shù) l         緩沖技術(shù)：提高I/O的速度和利用率。l         中斷技術(shù)：為了響應(yīng)優(yōu)先級高的設(shè)備處理請求。l         假脫機(jī)技術(shù) ：為了把獨(dú)享設(shè)備變?yōu)楣蚕碓O(shè)備，提高設(shè)備的利用率。緩沖技術(shù)引入緩沖的主要原因 ：緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應(yīng)時(shí)間的限制

63、提高CPU與I/O設(shè)備間的并行性 對緩沖區(qū)的理解 緩沖是提高CPU與外設(shè)并行程度的一種技術(shù)。 凡是數(shù)據(jù)來到速度和離去速度不同的地方都可以使用緩沖區(qū)。如CPU與內(nèi)存之間有高速緩存（Cache Memory），主存與顯示器之間有顯示緩存，主存與打印機(jī)之間有打印緩存等等。緩沖的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一是，采用硬件緩沖器實(shí)現(xiàn)；二是，在內(nèi)存劃出一塊區(qū)域，專門用來存放臨時(shí)輸入輸出的數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)域稱為緩沖區(qū)。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)，將緩沖技術(shù)分為：單緩沖、雙緩沖、循環(huán)緩沖、緩沖池。 中斷技術(shù)（）中斷是由于某些事件的出現(xiàn)，中止現(xiàn)行進(jìn)程的執(zhí)行，而轉(zhuǎn)去處理出現(xiàn)的事件，中斷事件處理完后，再繼續(xù)運(yùn)行被中止進(jìn)程的過程。在這

64、里引起中斷的事件稱為中斷源。中斷事件通常由硬件發(fā)現(xiàn)。對出現(xiàn)的事件進(jìn)行處理的程序稱為中斷處理程序。中斷處理程序是由操作系統(tǒng)處理的，屬于操作系統(tǒng)的組成部分。（）中斷的類型： n       硬件故障中斷：是由于機(jī)器故障造成的中斷。如電源故障、主存出錯(cuò)。n       程序中斷：是由于程序執(zhí)行到某條機(jī)器指令時(shí)可能出現(xiàn)的各種問題而引起的中斷。如：發(fā)現(xiàn)定點(diǎn)操作數(shù)溢出、除數(shù)為0、地址越界等等。n       外部中斷：是由各種外

65、部事件引起的中斷。如按壓了中斷鍵、定時(shí)時(shí)鐘時(shí)間到。n       輸入輸出中斷：是輸入輸出控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)外圍設(shè)備完成了輸入輸出操作或在執(zhí)行輸入輸出時(shí)通道或外圍設(shè)備產(chǎn)生錯(cuò)誤而引起的中斷。n       訪管中斷：是正在運(yùn)行的進(jìn)程執(zhí)行訪管指令時(shí)引起的中斷。如分配一臺外設(shè)。 中斷的類型 （）中斷的處理u       特權(quán)指令：不允許用戶程序直接使用的命令。u     

66、0; 程序狀態(tài)字（PSW):用來控制指令執(zhí)行順序，并保留和指示與程序有關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)。u       程序狀態(tài)字：當(dāng)前PSW,新PSW,舊PSW     u       當(dāng)前PSW：當(dāng)前正在占用處理器的進(jìn)程的PSW.u       新PSW: 中斷處理程序的PSW.u       舊PSW:保存的被中斷進(jìn)程的PSW.（）

67、假脫機(jī)技術(shù)(SPOOLing)SPOOLing技術(shù)：就是用于將一臺獨(dú)占設(shè)備改造成共享設(shè)備的一種行之有效的技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)了多道程序后，可以利用其中的一道程序，來模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)的功能，把低速I/O設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；再用另一道程序來模擬脫機(jī)輸出時(shí)外圍控制機(jī)的功能，把數(shù)據(jù)從磁盤傳送到低速輸出設(shè)備上。這樣，便可在主機(jī)的直接控制下，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)輸入、輸出功能。 假脫機(jī)技術(shù)的組成：輸入井和輸出井：在磁盤上開辟的兩個(gè)大的存儲區(qū)。輸入井：用于存放I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。模擬脫機(jī)輸入時(shí)的磁盤。輸出井：用于存放用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū):在內(nèi)存中開辟的兩個(gè)緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū):用

68、于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)。輸出緩沖區(qū)：用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)。輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程：輸入進(jìn)程：將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備，通過輸入緩沖區(qū)送到輸入井。當(dāng)CPU需要數(shù)據(jù)時(shí)，直接從輸入井讀入內(nèi)存。輸出進(jìn)程：把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時(shí)，再將輸出井中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。 假脫機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)：提高了I/O 速度。SPOOLing技術(shù)引入了輸入井和輸出井，可以使輸入進(jìn)程、用戶進(jìn)程和輸出進(jìn)程同時(shí)工作，提高了I/O 速度。將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。由于SPOOLing技術(shù)把所有用戶進(jìn)程的輸出都送入輸出井，然后再由輸出進(jìn)程完成打印工作，而輸出井在磁盤上

69、，為共享設(shè)備。這樣SPOOLing技術(shù)就把打印機(jī)等獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。由于SPOOLing技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)用戶進(jìn)程共同使用打印機(jī)這種獨(dú)占設(shè)備的情況，從而實(shí)現(xiàn)了把一個(gè)設(shè)備當(dāng)成多個(gè)設(shè)備來使用的情況，即虛擬設(shè)備的功能。  第六章 文件管理復(fù)習(xí)6.1 文件管理概述1.基礎(chǔ)n         文件管理的主要目標(biāo):提高外存儲空間的利用率。n         它的主要任務(wù):對用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，方便用戶使用，并

70、保證文件的安全性。 n         文件存儲設(shè)備是以塊為單位進(jìn)行管理的n         為實(shí)現(xiàn)文件的按名存取，每個(gè)文件首先應(yīng)該具有一個(gè)文件名與之對應(yīng)。 n         目錄管理的任務(wù)是為每個(gè)文件建立目錄項(xiàng)，并對眾多的目錄加以組織，以實(shí)現(xiàn)方便的按名存取，實(shí)現(xiàn)文件的共享，提供快速的目錄查詢手段，提高文件的檢索速度。 n   

71、;      邏輯文件：規(guī)定用戶直接使用的文件。n         物理文件：存儲介質(zhì)上的文件。n         文件共享是指不同的用戶共同使用同一個(gè)文件。 2.概念文件是指存放在外存上的已命名的一組相關(guān)信息的集合。文件中的基本訪問單位可以是位、字節(jié)或記錄文件的屬性包括文件類型、文件長度、文件的物理位置、文件的存取控制、文件的建立時(shí)間記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，用于描述數(shù)據(jù)對象某方面的

72、屬性。它是文件中數(shù)據(jù)處理的基本單位，是組成文件的基本元素。 數(shù)據(jù)項(xiàng)是指描述一個(gè)對象的某種屬性的字符集，它是數(shù)據(jù)處理的最小單位。3.分類（1）按性質(zhì)和用途分類 系統(tǒng)文件、用戶文件、庫文件 （2）按文件中的數(shù)據(jù)形式分類 源文件、目標(biāo)文件（3）按文件的存取控制屬性分類 只執(zhí)行文件、只讀文件、讀寫文件 （4）按文件的邏輯結(jié)構(gòu)分類 有結(jié)構(gòu)文件（記錄式文件）、無結(jié)構(gòu)文件（流式文件） （5）按文件的物理結(jié)構(gòu)分類 順序文件、鏈接文件、索引文件 （6）按照文件的內(nèi)容分類 普通文件、目錄文件、特殊文件 6.2 文件的組織l       

73、0; 對任何一個(gè)文件，都存在著兩種形式的結(jié)構(gòu)：邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。 l         文件的邏輯結(jié)構(gòu)（File Logical Structure）是用戶用戶組織文件時(shí)可見的結(jié)構(gòu)，即用戶所觀察到的文件組織形式。l         文件的邏輯結(jié)構(gòu)從形式上分為兩類：記錄式文件、流式文件 l         文件的物理結(jié)構(gòu)，又稱為文件的存儲結(jié)構(gòu)，它是指文件在外存

74、上存儲時(shí)的組織結(jié)構(gòu)l         文件的物理結(jié)構(gòu)通常劃分為大小相等的物理塊，也稱為物理記錄。它是文件分配及傳輸信息的基本單位。文件物理結(jié)構(gòu)的形式 l       順序結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)將一個(gè)在邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放在外存連續(xù)的物理塊中 。l       鏈接結(jié)構(gòu)：鏈接結(jié)構(gòu)將文件存放在外存的若干個(gè)物理塊中，這些物理塊不必連續(xù)，并且在每一個(gè)物理塊中設(shè)一個(gè)指針，指向下一個(gè)物理塊的位置，從而使得存放

75、同一個(gè)文件的物理塊鏈接起來。 l       索引結(jié)構(gòu)：將文件存放在外存的若干個(gè)物理塊中，并為每個(gè)文件建立一個(gè)索引表，索引表中的每個(gè)表目存放文件信息的邏輯塊號和與之對應(yīng)的物理塊號。  文件的訪問方式 ：順序訪問 、隨機(jī)訪問。記錄的成組 ：是指把若干條邏輯記錄合并成一組存入一個(gè)物理塊的過程記錄的分解：是指從一條物理記錄中把邏輯記錄分離出來的過程6.3 文件的存儲設(shè)備n       主要有：磁盤、磁帶、光盤等n     

76、  存儲介質(zhì)的物理單位：卷n       塊是主存與物理設(shè)備進(jìn)行信息交換的物理單位。n       磁帶就是一種典型的順序存取設(shè)備 磁盤的驅(qū)動(dòng)調(diào)度：移臂調(diào)度 、旋轉(zhuǎn)調(diào)度 先來先服務(wù)（FCFS）：是按請求訪問者的先后次序啟動(dòng)磁盤驅(qū)動(dòng)器，而不考慮它們要訪問的物理位置最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）：讓離當(dāng)前磁道最近的請求訪問者啟動(dòng)磁盤驅(qū)動(dòng)器，即是讓查找時(shí)間最短的那個(gè)作業(yè)先執(zhí)行，而不考慮請求訪問者到來的先后次序，這樣就克服了先來先服務(wù)調(diào)度算法中磁臂移動(dòng)過大的問題掃描算法（SCAN）或電梯調(diào)度算法：總是從磁臂當(dāng)前位置開始，沿磁臂的移動(dòng)方向去選擇離當(dāng)前磁臂最近的那個(gè)柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時(shí)，就改變磁臂的移動(dòng)方向