操作系統(tǒng)概論1、操作系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)軟件，有效管理系統(tǒng)中軟硬件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，方便。2、操作系統(tǒng)特征：并發(fā)性〔多程序宏觀并發(fā)，微觀單道〕、共享性〔互斥共享，同時(shí)共享〕、隨機(jī)性〔異步性，進(jìn)程走走停?！?、操作系統(tǒng)功能：進(jìn)程管理〔進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、調(diào)度〕，存儲管理〔內(nèi)存分配與回收、存儲保護(hù)、內(nèi)存擴(kuò)充〕、文件管理〔文件存儲空間、目錄管理——按名存儲、文件平安性〕、設(shè)備管理、用戶接口〔命令接口、程序接口、圖形接口〕4、操作系統(tǒng)分類：〔1〕按用戶界面的使用環(huán)境和功能特征批處理操作系統(tǒng)，分時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)〔2〕個(gè)人操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)：特點(diǎn)成批處理。優(yōu)點(diǎn)：自動化高目標(biāo)系統(tǒng)資源利用率高作業(yè)吞吐率高〔單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理作業(yè)的個(gè)數(shù)〕 缺點(diǎn)：不能直接與計(jì)算機(jī)交互不適合調(diào)試程序 單道批處理系統(tǒng)：自動性、順序性、單道性多道批處理系統(tǒng)：提高CPU利用率、增加系統(tǒng)吞吐量指令：一般指令〔用戶〕特權(quán)指令：輸入輸出，停機(jī)〔系統(tǒng)〕SPOOLing〔假脫機(jī)技術(shù)〕：把獨(dú)占改為虛擬共享在磁盤上開辟輸入井，輸出井在主存——輸入緩沖區(qū)、輸入緩沖區(qū)輸入進(jìn)程——數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備—輸入緩沖區(qū)—輸入井—CPU需要，輸入井—主存特點(diǎn)：提高輸入輸出速度、把獨(dú)占改為虛擬共享、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備功能分時(shí)系統(tǒng)：交互的、采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)、輪流為多個(gè)終端用戶使用特點(diǎn)：多路性、交互性、獨(dú)占性、及時(shí)性影響相應(yīng)時(shí)間：〔1〕機(jī)器處理能力〔2〕請求效勞時(shí)間〔3〕終端數(shù)〔4〕效勞請求分布〔5〕調(diào)度算法實(shí)時(shí)系統(tǒng)：在規(guī)定時(shí)間完成處理——工業(yè)控制、軍事控制、實(shí)時(shí)通訊〔電訊、銀行、飛機(jī)訂票、股市〕特點(diǎn)：多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)：內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡、高實(shí)時(shí)性、多任務(wù)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)特點(diǎn)：分布性、并行性、透明性、共享性、健壯性操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)〔硬件層—操作系統(tǒng)層—系統(tǒng)程序?qū)印獞?yīng)用程序?qū)印?、微?nèi)核〔客戶效勞器結(jié)構(gòu)典型的WINDOWSNT〕11、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源包括兩大類硬件資源和軟件資源13、硬件系統(tǒng)：中央處理器，內(nèi)存儲器，外存儲器，以及各種類型的輸入輸出設(shè)備〔鍵盤，鼠標(biāo)顯示器，打印機(jī)〕14、軟件系統(tǒng)：各種程序和數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)又分為：應(yīng)用軟件，支撐軟件〔數(shù)據(jù)庫，網(wǎng)絡(luò)，多媒體〕，系統(tǒng)軟件〔操作系統(tǒng)，編譯器〕15、.操作系統(tǒng)的任務(wù)：組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源向用戶提供各種效勞功能〔一方面向程序開發(fā)和設(shè)計(jì)人員提供高效的程序設(shè)計(jì)接口二向使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶提供接口〕16、操作系統(tǒng)的開展1.手工制作2.早期批處理3.多道批處理4.分時(shí)系統(tǒng)17、UNIX系統(tǒng)C語言編寫，多用戶，多任務(wù)，分時(shí)操作系統(tǒng)，樹形文件系統(tǒng)7.個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)20世紀(jì)70年代微軟MSDOS單用戶單任務(wù)1984年蘋果操作系統(tǒng)1992 微軟交互式操作系統(tǒng)WINDOWS3.11995window951991linuxlinux遵循UNIX標(biāo)準(zhǔn)POSIX繼承UNIX全部優(yōu)點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng)高可靠性，實(shí)時(shí)性，占有資源少，智能化能源管理。易于連接，低本錢個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)單用戶多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)〔NOS〕目標(biāo)：相互通信及資源共享兩種模式：集中式，分布式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)主要不同在于：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以構(gòu)架與不同的操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不要求對網(wǎng)絡(luò)資源透明的訪問，對本地資源和異地資源訪問區(qū)別對待分布式操作系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)單一操作系統(tǒng)對整個(gè)分布式系統(tǒng)的管理，調(diào)度指令集：ISO/IEC7816-4提供的指令類型：數(shù)據(jù)管理類，通信控制類，平安控制類四個(gè)根本功能： 資源管理，通信管理，平安管理，應(yīng)用管理智能卡硬件資源：CPU，存儲部件，通信接口操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制CPU〔運(yùn)算器、控制器、存放器、高速緩存〕存放器：用戶可見存放器〔數(shù)據(jù)存放器、地址存放器、條件碼存放器〕、控制狀態(tài)存放器〔程序計(jì)數(shù)器、指令存放器、程序狀態(tài)字〕處理器狀態(tài)：管態(tài)—特權(quán)指令、目態(tài)—非特權(quán)指令〔管態(tài)可調(diào)用所有指令和資源，改變處理器狀態(tài)，目態(tài)轉(zhuǎn)換官態(tài)——中斷，官態(tài)轉(zhuǎn)目態(tài)——修改PSW值〕PSW程序狀態(tài)字核心狀態(tài)、管理狀態(tài)、用戶程序狀態(tài)〔目標(biāo)狀態(tài)〕存儲器結(jié)構(gòu)圖存儲保護(hù)〔1界地址存放器——〔1〕上下限存放器，〔2〕基址存放器和限長存放器2存儲鍵〕中斷與異常中斷特點(diǎn)：隨機(jī)的、可恢復(fù)的、自動處理的中斷分類中斷：與正在執(zhí)行的指令無關(guān)，可以屏蔽異常：與正在執(zhí)行的指令有關(guān)，不可以屏蔽中斷系統(tǒng)：硬件中斷裝置、軟件中斷處理程序通過中斷掃描機(jī)構(gòu)掃描中斷信號產(chǎn)生中斷方式：I/ O中斷〔正常，異?！?、時(shí)鐘中斷、硬件故障中斷、程序性中斷、系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用與一般調(diào)用的差異：運(yùn)行的系統(tǒng)狀態(tài)不同，系統(tǒng)調(diào)用在管態(tài)I/O技術(shù)控制方法：通道〔使CPU從I/O事務(wù)解脫，提高效率、傳輸數(shù)據(jù)較小，按字節(jié)〕、DMA技術(shù)〔按塊傳輸〕、緩沖技術(shù)〔匹配速度問題〕時(shí)鐘〔一般由硬件提供〕：硬件時(shí)鐘、軟件時(shí)鐘或絕對時(shí)鐘、相對時(shí)鐘進(jìn)程線程模型1多道程序的設(shè)計(jì)模型采用多道程序的設(shè)計(jì)可以提高CPU的利用率1.1程序的順序執(zhí)行特點(diǎn)：順序性，封閉性，程序執(zhí)行結(jié)果確實(shí)定性，程序執(zhí)行結(jié)果的可再現(xiàn)性1.2多道程序設(shè)計(jì)通常采用并行操作技術(shù)。多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境的特點(diǎn)根本目的：提高整個(gè)操作系統(tǒng)的效率。衡量系統(tǒng)效率的尺度：系統(tǒng)吞吐量指在單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所處理作業(yè)的道數(shù)。多道程序的特點(diǎn)：獨(dú)立性，隨機(jī)性，資源共享性1.3程序的并發(fā)執(zhí)行指兩個(gè)或兩個(gè)以上的程序在計(jì)算機(jī)中同處于以開始執(zhí)行且尚未結(jié)束的狀態(tài)特點(diǎn)：〔1〕并發(fā)程序在執(zhí)行期間具有相互制約關(guān)系〔2〕程序與計(jì)算不在一一對應(yīng)〔3〕并發(fā)程序執(zhí)行結(jié)果不可再現(xiàn)〔宏觀上是同時(shí)進(jìn)行的，但從微觀上，在單個(gè)CPU中仍然是順序執(zhí)行的〕1.4進(jìn)程模型：程序、數(shù)據(jù)、PCB〔靈魂〕進(jìn)程控制塊組成從操作系統(tǒng)的角度：分為系統(tǒng)進(jìn)程和用戶進(jìn)程〔系統(tǒng)進(jìn)程優(yōu)先級高于用戶進(jìn)程〕進(jìn)程和程序的聯(lián)系和區(qū)別聯(lián)系：程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成局部之一，從靜態(tài)角度，進(jìn)程是由程序，數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊組成。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動態(tài)的進(jìn)程的特性：并發(fā)，動態(tài)〔動態(tài)產(chǎn)生，動態(tài)消亡〕，獨(dú)立〔相對完整的資源分配單位〕，交往〔相互作用〕，異步〔相互獨(dú)立不可預(yù)知的前進(jìn)〕。1.5進(jìn)程的狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換三狀態(tài)：運(yùn)行就緒等待就緒->運(yùn)行進(jìn)程被調(diào)度的程序選中運(yùn)行->就緒時(shí)間片用完運(yùn)行->等待等待某事件發(fā)生等待->就緒等待的事件已經(jīng)發(fā)生五狀態(tài)：運(yùn)行，就緒，阻塞，創(chuàng)立，結(jié)束狀態(tài)轉(zhuǎn)換：創(chuàng)立進(jìn)程，提交，調(diào)度運(yùn)行，釋放，超時(shí)，事件等待，事件出現(xiàn)。創(chuàng)立：建立未進(jìn)入就緒結(jié)束七狀態(tài)：運(yùn)行阻塞，創(chuàng)立，結(jié)束，就緒掛起，阻塞掛起，就緒新引入的狀態(tài)〔掛起和激活〕掛起狀態(tài)：內(nèi)存轉(zhuǎn)外存激活狀態(tài)：外存轉(zhuǎn)內(nèi)存狀態(tài)轉(zhuǎn)換：創(chuàng)立—就緒：參加就緒隊(duì)列就緒—執(zhí)行：執(zhí)行執(zhí)行—阻塞：等待資源而無法執(zhí)行〔請求某種效勞、啟動某種操作、新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)、無新工作可做〕執(zhí)行—就緒：時(shí)間片結(jié)束、優(yōu)先權(quán)較低阻塞—就緒：得到資源執(zhí)行—終止：正常結(jié)束或異常錯(cuò)誤1.6進(jìn)程控制塊PCB分為調(diào)度信息和現(xiàn)場信息調(diào)度信息包括〔進(jìn)程名，進(jìn)程號，存儲信息，優(yōu)先級，當(dāng)前狀態(tài)，資源清單，消息隊(duì)列指針，進(jìn)程隊(duì)列指針，和當(dāng)前翻開文件〕現(xiàn)場信息〔程序狀態(tài)字，時(shí)鐘，界地址〕進(jìn)程的組成〔程序，數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊〕PCB組織方式〔線性方式，索引方式，鏈接方式〕進(jìn)程的隊(duì)列〔就緒隊(duì)列，等待，運(yùn)行〕1.7進(jìn)程控制通過原語〔由假設(shè)干條指令所構(gòu)成，用來實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定的操作〕進(jìn)程控制原語：創(chuàng)立進(jìn)程，撤銷進(jìn)程，掛起進(jìn)程，激活進(jìn)程，阻塞進(jìn)程，喚醒進(jìn)程，以及改變進(jìn)程優(yōu)先級。創(chuàng)立原語，撤銷原語，阻塞原語，喚醒原語。UNIX通過fork()函數(shù)創(chuàng)立子進(jìn)程，執(zhí)行一次，返回兩個(gè)結(jié)果1.8線程模型更小的獨(dú)立運(yùn)行的根本單位-線程引入線程為了減少并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)間和空間開銷進(jìn)程擁有兩個(gè)根本屬性：是一個(gè)可擁有資源的獨(dú)立單位，又是一個(gè)可以獨(dú)立調(diào)度和分派的根本單位1.8.1線程的根本概念是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的根本單位一個(gè)線程可以創(chuàng)立和撤銷另一個(gè)線程，同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程之間可以并發(fā)執(zhí)行線程特性：每個(gè)線程有一個(gè)唯一的標(biāo)識符合一張線程描述表。 不同的線程可以執(zhí)行相同的程序。 同一個(gè)進(jìn)程中的各個(gè)線程共享該進(jìn)程的內(nèi)存地址空間 線程是處理器的獨(dú)立調(diào)度單位多個(gè)線程可以并發(fā)執(zhí)行線程的好處：花費(fèi)時(shí)間少創(chuàng)立的速度比進(jìn)程塊，系統(tǒng)開銷少，兩現(xiàn)成的切換花費(fèi)時(shí)間少能獨(dú)立運(yùn)行線程和進(jìn)程比擬 線程又稱為輕量級進(jìn)程傳統(tǒng)的進(jìn)程稱為重量級進(jìn)程調(diào)度：線程作為調(diào)度和分派的根本單位，吧進(jìn)程作為資源擁有的根本單位。并發(fā)性：擁有資源：線程不擁有系統(tǒng)資源系統(tǒng)開銷：進(jìn)程的開銷遠(yuǎn)大于線程的開銷1.8.2線程的實(shí)現(xiàn)機(jī)制第一種：用戶級線程不依賴于內(nèi)核LINUX第二種：內(nèi)核級線程依賴內(nèi)核windows第三種：混合實(shí)現(xiàn)方式solaris1.9進(jìn)程〔線程〕調(diào)度一般分為：高級調(diào)度〔作業(yè)調(diào)度—批處理〕，中級調(diào)度，低級調(diào)度〔進(jìn)程〔線程〕調(diào)度〕進(jìn)程〔線性〕調(diào)度即處理機(jī)調(diào)度2.0調(diào)度算法的設(shè)計(jì)原那么：面向用戶原那么〔周轉(zhuǎn)時(shí)間〕、面向系統(tǒng)〔系統(tǒng)吞吐量〕2.0.1進(jìn)程行為：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程等外部設(shè)備完成工作而被阻塞的行為屬于I/O某些花費(fèi)了絕大多數(shù)時(shí)間在計(jì)算上面的稱為計(jì)算密集型在等待I/0花費(fèi)了絕大多數(shù)的時(shí)間稱為I/0密集型系統(tǒng)分類：通常分為批處理交互式實(shí)時(shí)系統(tǒng)2.1調(diào)度算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)公平，系統(tǒng)策略的強(qiáng)制執(zhí)行另一個(gè)就是保持系統(tǒng)的所有局部盡可能忙碌通常檢查三個(gè)指標(biāo)：吞吐量，周轉(zhuǎn)時(shí)間，CPU利用率周轉(zhuǎn)時(shí)間：從一個(gè)批處理作業(yè)提交時(shí)刻開始直到改作業(yè)完成時(shí)刻為止統(tǒng)計(jì)的平均時(shí)間2.2進(jìn)程〔線程〕調(diào)度算法先來先效勞FCFS〔非搶占式〕最短作業(yè)優(yōu)先SPF〔非搶占式〕最短剩余時(shí)間優(yōu)先SPT〔搶占式〕輪轉(zhuǎn)法〔R-R〕分成一個(gè)個(gè)時(shí)間片影響時(shí)間片的因素〔系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，就緒進(jìn)程的數(shù)目，計(jì)算機(jī)的處理能力〕應(yīng)該將時(shí)間片設(shè)為20-50ms最高優(yōu)先級算法〔搶占或非搶占〕多級反應(yīng)隊(duì)列算法〔綜合了先進(jìn)先出，時(shí)間片，可搶占式〕最短進(jìn)程優(yōu)先實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度算法：〔1〕速率單調(diào)調(diào)度算法〔RMS〕〔2〕最早最終時(shí)限優(yōu)先調(diào)度〔EDF〕并發(fā)與同步1、進(jìn)程關(guān)系：同步、互斥2、進(jìn)程同步：是指多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，必須協(xié)同工作，相互配合，以共同的完成一個(gè)任務(wù)3、進(jìn)程互斥：是指由于共享資源所要求的排他性，進(jìn)程間要相互競爭，以使用這些互斥資源4、進(jìn)程互斥的解決方法：〔1〕由競爭各方平等協(xié)商，〔2〕引入進(jìn)程管理者〔只有信號量〕5、臨界資源：是指只允許一個(gè)進(jìn)程訪問和使用的資源6、計(jì)算機(jī)中的資源共享的程度可分為三次：互斥，死鎖，饑餓?；コ馐侵付鄠€(gè)進(jìn)程不能同時(shí)使用同一個(gè)資源。死鎖是指防止多個(gè)進(jìn)程互不相讓，防止出現(xiàn)都得不到足夠資源的情況饑餓防止某些進(jìn)程一直得不到資源或得到資源的概率很小7、臨界資源訪問過程分成：進(jìn)入?yún)^(qū)，臨界區(qū)，退出區(qū)，剩余區(qū)。8、進(jìn)程同步遵循的準(zhǔn)那么：空閑那么入，忙澤等待，有限等待，讓權(quán)等待9、進(jìn)程互斥的硬件方法：TS指令、SWAP指令、信號量10、信號量大于等于0：可用資源數(shù)小于0：進(jìn)程被阻塞數(shù)對信號量的操作：P操作-〔wait(s)〕：進(jìn)臨界區(qū)V操作+(signal(s))：釋放臨界區(qū)11、管程：一個(gè)管程由過程變量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等組成的集合一個(gè)管程由四個(gè)局部組成：管程名稱，共享數(shù)據(jù)的說明，對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的一組進(jìn)程和對公共享數(shù)據(jù)賦初值的語句管程三個(gè)主要特征：模塊化抽象數(shù)據(jù)類型信息隱蔽12、進(jìn)程通信〔管道通信〕方式：共享內(nèi)存，消息機(jī)制，以及通過共享文件進(jìn)行通信共享內(nèi)存：設(shè)有一個(gè)公共內(nèi)存區(qū)消息機(jī)制：消息緩沖通信〔要用發(fā)送消息原語，接收消息原語〕 信箱通信〔可存信件數(shù)，已有信件數(shù)，可存信件的指針〕 管道通信〔UNIX就是連接兩個(gè)進(jìn)程之間的一個(gè)翻開的共享文件〕優(yōu)點(diǎn)：傳輸數(shù)據(jù)量大但通信速度慢 1、存儲器分為：內(nèi)存儲器和外存儲器，處理器可以直接訪問內(nèi)存但不能直接訪問外存。CPU通過啟動相應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備后才能使外存和內(nèi)存交換信息。對于內(nèi)存速度和容量的要求是：內(nèi)存的直接存取速度盡量快到與CPU取指速度相匹配，其容量到達(dá)能裝下當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存空間分為：系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)3、存儲管理的主要任務(wù)：1.內(nèi)存的分配和回收.位示圖法，空閑頁面表，空閑塊表內(nèi)存分配兩種方式：靜態(tài)分配〔程序運(yùn)行前〕和動態(tài)分配〔在目標(biāo)模塊裝入時(shí)確定并分配的〕。 2.存儲共享：代碼共享、數(shù)據(jù)共享。存儲保護(hù)：地址越界保護(hù)、權(quán)限保護(hù)、存儲鍵擴(kuò)充內(nèi)存容量：采用虛擬存儲技術(shù)或其他交互技術(shù)4、地址轉(zhuǎn)換：邏輯地址從0開始，絕對地址就是物理地址。地址重定位：把邏輯地址裝換成絕對地址。靜態(tài)重定位把程序的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn)換程絕對地址。在程序執(zhí)行前完成動態(tài)重定位直接把程序裝入到分配的內(nèi)存區(qū)域中，每當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí)都由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將指令中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為絕對地址5、內(nèi)存管理方案：單一用戶〔連續(xù)區(qū)〕管理，分區(qū)管理，頁式管理，段式管理，段頁式管理6、分區(qū)存儲管理方案：把內(nèi)存劃分為假設(shè)干個(gè)連續(xù)區(qū)域，每個(gè)分區(qū)裝入一個(gè)運(yùn)行的程序。分區(qū)的方式歸納成固定分區(qū)、可變分區(qū)。固定分區(qū)：在程序運(yùn)行時(shí)必須提供對內(nèi)存資源的最大申請量。特點(diǎn)：〔1〕一個(gè)分區(qū)只能裝一個(gè)作業(yè)，反之亦然。通過分區(qū)分配表〔起始位置，大小，狀態(tài)〕實(shí)現(xiàn)對主存的分配與回收采取靜態(tài)地址重定位，分區(qū)總數(shù)確定，當(dāng)作業(yè)小時(shí)浪費(fèi)主存可變分區(qū)：在裝入程序時(shí)劃分內(nèi)存分區(qū)，可變分區(qū)有較大的靈活性，比固定分區(qū)有更好地內(nèi)存利用率。可變分區(qū)的實(shí)現(xiàn)：已分分區(qū)表、空閑分區(qū)表，分配主存是，先分小地址，再分大地址，首次分區(qū)，只有一個(gè)空閑區(qū)?？臻e分區(qū)的分配策略：最先適應(yīng)算法〔地址遞增〕，最優(yōu)適應(yīng)算法〔挑最小，長度遞增〕，最壞適應(yīng)算法〔挑最大，長度遞減〕，下次適應(yīng)算法?！?〕分區(qū)管理方案的優(yōu)缺點(diǎn)：可變分區(qū)的內(nèi)存利用率比固定分區(qū)高缺點(diǎn)：內(nèi)存使用仍不充分，并且存在較為嚴(yán)重的碎片問題，浪費(fèi)處理機(jī)時(shí)間 〔4〕移動技術(shù)：可以集中分散的空閑區(qū)，提高內(nèi)存的利用率，便于作業(yè)動態(tài)擴(kuò)充內(nèi)存。缺點(diǎn)：〔1〕移動會增加系統(tǒng)開銷〔2〕移動是有條件的7、覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)的主要區(qū)別是控制交換的方式不同，前者主要是在早期的系統(tǒng)中，而后者目前主要用于小型分時(shí)系統(tǒng)。交換技術(shù)又稱為對換技術(shù)：進(jìn)程從內(nèi)存移到磁盤并再移回內(nèi)存稱為交換。交換技術(shù)多用于分時(shí)系統(tǒng)中。缺點(diǎn)：在交換時(shí)需要花費(fèi)大量的CPU時(shí)間，影響對用戶的響應(yīng)時(shí)間。頁式存儲〔支持離散存儲，有效解決碎片多的問題，不用增加系統(tǒng)開銷解決碎片問題〕頁式存儲器使用的邏輯地址由兩局部組成，頁號〔分頁多少〕和頁內(nèi)地址〔頁面大小〕位示圖〔空閑塊〕、頁表〔頁塊關(guān)系〕、主存分配表〔存儲頁表在內(nèi)存位置〕地址轉(zhuǎn)換頁號=邏輯地址/頁長〔取整〕頁內(nèi)地址=邏輯地址MOD頁長〔余數(shù)〕塊號=字號*字長+位號物理地址=內(nèi)存塊號*塊長+頁內(nèi)地址〔塊內(nèi)地址〕+用戶區(qū)基址頁表：多級頁表，大多數(shù)操作系統(tǒng)采用二級頁表散列頁表 反置頁表快表〔頁表必須訪問兩次內(nèi)存，第一次按頁號讀出頁表中對應(yīng)的塊號，第二次按計(jì)算出來的絕對地址進(jìn)行讀寫。而快表存在高速緩存，快表找到，內(nèi)存訪問一次，找不到內(nèi)存訪問兩次〕采用兩種方法：一種是在地址映射機(jī)制中增加一組高速存放器保存頁表，另一方法是在地址映射機(jī)制中增加一個(gè)小容量的聯(lián)想存儲器〔相聯(lián)存儲器〕虛擬存儲技術(shù)：最大容量與地址存放器位數(shù)有關(guān)，位數(shù)為24，那么大小為2^24B當(dāng)最大大于實(shí)際，實(shí)際容量=主存+硬盤當(dāng)最大小于實(shí)際，實(shí)際容量=最大虛擬存儲技術(shù)同交換技術(shù)在原理上市類似的：交換技術(shù)是以進(jìn)程為單位進(jìn)行的，而虛擬存儲一般是以頁或段為單位虛擬頁式存儲管理〔頁號，有效號，頁框號，訪問位，修改位，保護(hù)位，禁止緩存位〕頁面調(diào)度策略：調(diào)入策略〔請求調(diào)頁、預(yù)調(diào)頁〕、置頁策略、置換策略〔固定分配局部置換，可變分配全局置換，可變分配局部置換〕缺頁中斷：要訪問的頁面不在內(nèi)存中。11、頁面置換算法：先進(jìn)先出頁面置換算法(fifo)，最近最少使用頁面算法〔LRU〕，最近最不常使用頁面置換算法〔LFU〕，理想頁面置換算法〔OPT〕，最近未使用頁面置換算法〔NRU〕，第二次時(shí)機(jī)頁面置換算法，時(shí)鐘頁面置換算法〔clock〕缺頁中斷率：影響缺頁中斷率的因素：分配給程序的內(nèi)存塊數(shù)，頁面的大小。程序編制方法，頁面置換算法。中斷率=中斷次數(shù)/頁面訪問總次數(shù)段式和段頁式存儲管理方案：系統(tǒng)將內(nèi)存空間動態(tài)分為假設(shè)干個(gè)長度不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域稱作一個(gè)物理塊，每個(gè)物理塊在內(nèi)存中有一個(gè)起始地址稱作段首止，從0開始編址。用戶程序的邏輯地址由段號和段內(nèi)地址組成。自己細(xì)看***段式存儲操作系統(tǒng)第六單元文件管理1、文件：信息項(xiàng)是構(gòu)成文件內(nèi)容的根本單位。文件系統(tǒng)的文件名：solaris的UFS長度可達(dá)255個(gè)字符，F(xiàn)AT12(MS-DOS8個(gè)字符，外加句點(diǎn)和3個(gè)字符的拓展名，NTFS也可到達(dá)255個(gè)字符)FAT12不區(qū)分大小寫EXT2區(qū)分大小寫。FAT12只使用ACSII，MS-DOS和windows2000/XP對不同的后綴有特定的解釋。文件系統(tǒng)：是文件和目錄相關(guān)的子系統(tǒng)、是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一中軟件文件系統(tǒng)還負(fù)責(zé)對文件的按名存取。操作系統(tǒng)對文件透明存儲文件分類：〔目的：對不同文件進(jìn)行管理，提高系統(tǒng)效率，提高頁面友好性〕按文件的用途：系統(tǒng)文件，庫函數(shù)文件，用戶文件按文件組織形式普通文件目錄文件特殊文件按文件的保護(hù)方式：只讀文件，讀寫文件，可執(zhí)行文件，無保護(hù)文件信息流向：輸入，輸出，輸入輸出按存放時(shí)限：臨時(shí)，永久，檔案文件按文件的介質(zhì)類型：磁盤文件，磁帶文件，卡片文件，打印文件組織結(jié)構(gòu)：邏輯文件〔流式文件和記錄式文件〕物理結(jié)構(gòu)〔順序文件，鏈接文件，索引文件〕UNIX類操作系統(tǒng)的文件分類：普通文件，目錄文件，特殊文件4、文件系統(tǒng)功能〔非重點(diǎn)〕：實(shí)施存儲空間分配回收文件按名存儲實(shí)現(xiàn)文件共享，提供保護(hù)和保密向用戶提高使用的接口系統(tǒng)維護(hù)及向用戶提供有關(guān)信息保持文件系統(tǒng)執(zhí)行效率提供I/O的統(tǒng)一接口文件的結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu)：無結(jié)構(gòu)的流式文件、有結(jié)構(gòu)的記錄式文件遵循原那么：查找快捷、修改方便、空間緊湊、易于操作流式文件：是無結(jié)構(gòu)法的，有序字符的集合，UNIX是流式文件結(jié)構(gòu)。記錄式文件：記錄式文件分為：定長記錄文件和不定長記錄文件文件的物理結(jié)構(gòu)：常見的文件的物理結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，鏈接結(jié)構(gòu)，索引結(jié)構(gòu)，I節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)：優(yōu)：支持順序存儲和隨機(jī)存儲、存取快速 缺：不能動態(tài)增長、分配空間慢、容易產(chǎn)生碎片鏈接結(jié)構(gòu)：優(yōu)：解決碎片，有利于文件動態(tài)擴(kuò)充和增刪缺：不能隨機(jī)存取，存取速度慢刺頭移動多，效率低，可靠性較差，鏈接指針需要空間windows的FAT文件系統(tǒng)采用的是鏈接結(jié)構(gòu)文件物理塊〔文件物理記錄〕：文件分配及傳輸信息的根本單位物理記錄大小與物理設(shè)備有關(guān)，與邏輯記錄大小無關(guān)文件的存儲介質(zhì)：介質(zhì)分類：順序存取設(shè)備〔磁帶〕，隨機(jī)存取設(shè)備〔磁盤〕磁盤上每個(gè)物理塊的位置確定：柱面號，磁頭號，扇區(qū)號表示。磁帶特性：存取速度與信息密度，帶速，間隙有關(guān)。一次訪問磁盤的時(shí)間由組成：尋道時(shí)間，延遲時(shí)間〔旋轉(zhuǎn)時(shí)間〕，傳輸時(shí)間磁盤位置：物流塊號，那么磁盤地址：柱面號〔磁道號〕=物理塊號/〔磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)〕磁頭號=[物理塊號MOD〔磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)〕]/扇區(qū)數(shù)文件的存取方式：順序存取，隨機(jī)存取〔又稱為直接存取〕。UNIX系統(tǒng)采用了順序存取和隨機(jī)存取兩種方法。文件目錄：每個(gè)文件都設(shè)置了一個(gè)描述性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-文件控制塊〔FCB〕，F(xiàn)CB包含：文件名，文件起始地址等等。文件目錄是FCB的集合、文件目錄放在外存。文件目錄結(jié)構(gòu)一般吧文件目錄設(shè)計(jì)成一級目錄，二級目錄結(jié)構(gòu)，多級目錄結(jié)構(gòu)。一級目錄：〔1〕簡單，易實(shí)現(xiàn)〔2〕易發(fā)生重命名〔3〕時(shí)間長〔4〕不便共享，適合PC單用戶二級目錄：主文件目錄，用戶文件目錄缺點(diǎn)：增加了系統(tǒng)開銷優(yōu)點(diǎn)：〔1〕提高速度〔2〕解決重名〔3〕可共享〔