操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容-復(fù)習(xí)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)重點(diǎn)內(nèi)容 復(fù)習(xí)總結(jié)教材：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)西安電子科技大學(xué)出版社第一章操作系統(tǒng)引論主要解決的是對操作系統(tǒng)的認(rèn)識問題。在學(xué)習(xí)完后面各章后還應(yīng)該再回過頭來認(rèn)真品味本章的內(nèi)容，重點(diǎn)是對操作系統(tǒng)原理的整體認(rèn)識和掌握。操作系統(tǒng)引論這部分內(nèi)容不會出現(xiàn)大題。一般是以基本原理和概念的形式為主，屬于識記形式的題目。重點(diǎn)是操作系統(tǒng)的定義、操作系統(tǒng)的特征和主要功能等。l計(jì)算機(jī)系統(tǒng)把資源管理和控制程序執(zhí)行的功能集中組成一種軟件，稱為操作系統(tǒng)，是系統(tǒng)軟件l操作系統(tǒng)的兩個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)：1、使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用方便2、使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地工作(擴(kuò)充硬件的功能，使硬件的功能發(fā)揮得更好；使用戶合理共享

2、資源，防止相互干擾；以文件形式管理軟件資源，保證信息的安全和快速存取。P1 l設(shè)置操作系統(tǒng)的作用1，用戶觀點(diǎn)：操作系統(tǒng)是裸機(jī)與用戶的一個(gè)界面。2，系統(tǒng)觀點(diǎn)：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的一個(gè)"管理員"。l操作系統(tǒng)的分類用戶要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理的一個(gè)計(jì)算問題稱為一個(gè)"作業(yè)"。按照操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，大致可以把操作系統(tǒng)分為：單道批處理系統(tǒng)；多道批處理系統(tǒng)，簡稱"多道系統(tǒng)"，即多個(gè)作業(yè)可同時(shí)裝入主存儲器進(jìn)行運(yùn)行的系統(tǒng)。多道系統(tǒng)能極大提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，表現(xiàn)為：(1)并行工作，減少了CPU的空閑時(shí)間，提高了CPU的利用率。(2)合理搭配多道使

3、用不同資源的作業(yè)，可充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源。(3)直接在高速的磁盤上存取信息，縮短了作業(yè)執(zhí)行時(shí)間，使單位時(shí)間內(nèi)的處理能力得到提高。(4)作業(yè)成批輸入、自動選擇和控制作業(yè)執(zhí)行減少了人工操作時(shí)間和作業(yè)交接時(shí)間，提高了系統(tǒng)的吞吐率；分時(shí)系統(tǒng)，具有同時(shí)性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性。批處理兼分時(shí)系統(tǒng)中，由分時(shí)系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為"前臺"作業(yè)，由批處理控制的作業(yè)稱為"后臺"作業(yè)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)：在嚴(yán)格時(shí)間規(guī)定內(nèi)處理必須結(jié)束；分類：(1)實(shí)時(shí)控制(2)實(shí)時(shí)信息處理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)資源共享的，為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置的的操作系統(tǒng)我們使用的windows是網(wǎng)絡(luò)式系統(tǒng)；分布式系統(tǒng)可協(xié)調(diào)多個(gè)

4、計(jì)算機(jī)以完成一個(gè)共同任務(wù)的；l發(fā)展MS-DOS：單用戶單任務(wù)Windows XP：單用戶多任務(wù)UNIX：多用戶多任務(wù)l操作系統(tǒng)的特性1，并發(fā)性2，共享性3，不確定性l掌握操作系統(tǒng)的基本功能：處理器管理、存儲器管理、文件管理、設(shè)備管理、文件管理。(1)為用戶和應(yīng)用程序之間提供一個(gè)控制底層硬件功能的接口；(2)給用戶和應(yīng)用程序分配硬件資源；(3)按用戶要求加載和執(zhí)行應(yīng)用程序。l掌握操作系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)及各層的基本功能操作系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)最大特點(diǎn)是整體問題局部化來優(yōu)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的正確性、高效性、使系統(tǒng)可維護(hù)、可移植。P26主要優(yōu)點(diǎn)是有利于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試；主要困難在于層次的劃分和安排。第二章

5、進(jìn)程管理進(jìn)程管理是考試的熱門，考點(diǎn)既可以出現(xiàn)在選擇題中，也可出在綜合應(yīng)用題中。重點(diǎn)是要掌握進(jìn)程的基本特征、進(jìn)程的狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)換的條件和過程；進(jìn)程與線程的區(qū)別和聯(lián)系；進(jìn)程通信的基本類型；進(jìn)程同步相關(guān)概念(信號量機(jī)制的應(yīng)用題)、同步互斥機(jī)制；，這部分是操作系統(tǒng)科目的難點(diǎn)，也是考試的熱點(diǎn)。l程序的特點(diǎn)i，順序執(zhí)行：順序性，封閉性，再現(xiàn)性ii，并發(fā)執(zhí)行：無順序執(zhí)行時(shí)的特點(diǎn)，受約與其他程序l進(jìn)程是一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行。由定義知進(jìn)程關(guān)鍵組成是程序、數(shù)據(jù)集。是資源分配的基本單位。l進(jìn)程是程序運(yùn)行的一個(gè)實(shí)例進(jìn)程是一個(gè)可以和別的運(yùn)算并發(fā)執(zhí)行的運(yùn)算進(jìn)程是一個(gè)獨(dú)立的可以調(diào)度的活動進(jìn)程是一個(gè)程序及其數(shù)據(jù)

6、在處理機(jī)上被執(zhí)行時(shí)所發(fā)生的活動過程進(jìn)程是一個(gè)程序一次執(zhí)行的過程l進(jìn)程與程序的關(guān)系程序是一組有序指令的集合(靜態(tài))進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程(動態(tài))一個(gè)程序可由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程可包含多個(gè)程序進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)程資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位，而程序則不是程序可長期保存l進(jìn)程通過一個(gè)控制塊來被系統(tǒng)所指揮，因此進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)集和進(jìn)程控制塊三部分組成。進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志.進(jìn)程是要執(zhí)行的，據(jù)這點(diǎn)可將進(jìn)程的狀態(tài)分為等待態(tài)然后是就緒態(tài)最后是運(yùn)行態(tài)。l進(jìn)程的三種基本調(diào)度狀態(tài)i，就緒狀態(tài)：進(jìn)程已獲得除CPU外的所有運(yùn)行所需要的資源ii，運(yùn)行狀態(tài)：已占用CPU，正在運(yùn)行iii，阻塞狀態(tài)：進(jìn)程因等待某一

7、事件的發(fā)生而暫時(shí)不能運(yùn)行，即使CPU空閑，它也無法運(yùn)行P38進(jìn)程的基本隊(duì)列也就是就緒隊(duì)列和等待隊(duì)列，(因?yàn)檫M(jìn)程運(yùn)行了，也就用不上排隊(duì)了，也就沒有運(yùn)行隊(duì)列了。)如果進(jìn)程由一所在隊(duì)列退出的操作稱為出隊(duì)，排入到一個(gè)指定的隊(duì)列的操作稱為入隊(duì)。系統(tǒng)中負(fù)責(zé)進(jìn)程入隊(duì)和出隊(duì)的工作稱為隊(duì)列管理。l進(jìn)程的切換進(jìn)程切換指一個(gè)進(jìn)程進(jìn)處理器，另一個(gè)進(jìn)程出處理器的過程。若有一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行態(tài)變成等待態(tài)，或完成工作后就撤消，則必定會發(fā)生進(jìn)程切換。l進(jìn)程的同步(綜合應(yīng)用)1、進(jìn)程同步的含義：進(jìn)程的同步是指并發(fā)進(jìn)程之間存在一種制約關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行依賴另一個(gè)進(jìn)程的消息，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程沒有得到另一個(gè)進(jìn)程的消息時(shí)應(yīng)等待，直到消息到達(dá)才

8、被喚醒。"生產(chǎn)者"與"消費(fèi)者"是同步問題的典型例子。這里有兩個(gè)消息量：一是"緩沖器里有物品"，二是"可把物品存入緩沖器"，這兩個(gè)消息量對應(yīng)需要兩個(gè)信號量SPut和SGet.SP的初始值為1，如果初始時(shí)可用的緩沖器為n個(gè)，則SP=n；SG的初始值為0。生產(chǎn)者進(jìn)程調(diào)用P(SP)和V(SG)，消費(fèi)者進(jìn)程調(diào)用P(SG)和V(SP)，根據(jù)SG和SP的值來決定是否可以存或取物。2、正確使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步。(1)用一個(gè)信號量與一個(gè)消息聯(lián)系起來，當(dāng)信號量的值為0時(shí)表示期望的消息尚未產(chǎn)生，當(dāng)信號量值為非0時(shí)表示期望的消息已經(jīng)存

9、在。(2)在用PV操作實(shí)現(xiàn)同步時(shí)，一個(gè)信號量與一個(gè)消息量聯(lián)系在一起，當(dāng)有多個(gè)消息時(shí)必須定義多個(gè)信號量；測試不同的消息是否到達(dá)或發(fā)送不同消息時(shí)，應(yīng)對不同的信號調(diào)用P操作或V操作。(3)仔細(xì)領(lǐng)會教材中的例子，關(guān)于PV操作，在考試中出現(xiàn)的可能性極大，但是難度基本不超過教材上例題。問題描述：有一組生產(chǎn)者進(jìn)程、一組消費(fèi)者進(jìn)程還有一組buffer(n個(gè))，生產(chǎn)者每生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品就占用一個(gè)buffer，消費(fèi)者每使用一個(gè)產(chǎn)品，就釋放一個(gè)buffer。P58問題解答：設(shè)置兩個(gè)同步信號量：可使用的buffer的個(gè)數(shù)empty=n；被占用的buffer的個(gè)數(shù)full=0；設(shè)置一個(gè)異步信號量：buffer=1；生產(chǎn)者：

10、while()生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品；P(empty)；P(buffer)；產(chǎn)品-buffer；V(buffer)；V(full)；消費(fèi)者：while()P(full)；P(buffer)；取buffer中產(chǎn)品；V(buffer)；V(empty)；看課件3、使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步與互斥的混合問題。進(jìn)程的同步與進(jìn)程的互斥都涉及到并發(fā)進(jìn)程訪問共享資源的問題。可以看到進(jìn)程的互斥實(shí)際上是進(jìn)程同步的一種特殊情況。若干進(jìn)程互斥使用資源時(shí)，一個(gè)等待使用資源的進(jìn)程在得到占用資源的進(jìn)程發(fā)出"歸還資源"的消息(調(diào)用了V操作)后，它就可去使用資源。因此，互斥使用資源的進(jìn)程之間實(shí)際上也存在一個(gè)進(jìn)程依賴另

11、一個(gè)進(jìn)程發(fā)出信息的制約關(guān)系。所以，也把進(jìn)程的互斥與進(jìn)程的同步稱為進(jìn)程的同步。l進(jìn)程通信(領(lǐng)會)1、進(jìn)程通信的含義：通過專門的通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間交換大量信息的通信方式稱為"進(jìn)程通信"2、實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信的基本原語：有兩條："send(發(fā)送)"和"receive(接收)"原語。3、利用信箱通信時(shí)"發(fā)送"和"接收"原語的功能。send(N，M)功能：把信件M送到指定的信箱N中。receive(N，X)功能：從指定信箱N中取出一封信，存放到指定的地址X中。4、信箱的基本結(jié)構(gòu)：一個(gè)信箱由"信箱說明&

12、quot;和"信箱體"兩部分組成。l線程的概念(識記)線程是進(jìn)程中可獨(dú)立執(zhí)行的子任務(wù)，一個(gè)進(jìn)程中可以有一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程都有一個(gè)唯一的標(biāo)識符。支持線程管理的操作系統(tǒng)有Mach，OS/2，WindowsNT，UNIX等。第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖l調(diào)度的基本概念、時(shí)機(jī)、切換過程，掌握各種調(diào)度算法及其環(huán)境，并會用算法進(jìn)行計(jì)算；死鎖的定義、死鎖產(chǎn)生的四個(gè)必要條件、熟練掌握死鎖的預(yù)防、死鎖的避免，死鎖解除的原理與方法。l進(jìn)程的調(diào)度我們使用不同的調(diào)度是為了優(yōu)化，具體說來是提高處理器利用率，增大吞吐量，減少等待時(shí)間，縮短響應(yīng)時(shí)間。常用的算法有先來先服務(wù)、優(yōu)先數(shù)調(diào)度法、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法

13、、分級調(diào)度(分級調(diào)度法可理解為多隊(duì)列法)。先來先服務(wù)調(diào)度是先來者，先服務(wù)；優(yōu)先數(shù)算法是對每個(gè)進(jìn)程確定一個(gè)優(yōu)先數(shù)，以決定先后。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法是把規(guī)定進(jìn)程一次使用處理器的最長時(shí)間稱為"時(shí)間片"。讓就緒進(jìn)程按就緒的先后次序排成隊(duì)列，依次運(yùn)行。分級調(diào)度算法是由系統(tǒng)設(shè)置多個(gè)就緒隊(duì)列，每個(gè)就緒隊(duì)列中的進(jìn)程按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法占用處理器，這就是分級調(diào)度算法。高響應(yīng)比優(yōu)先P94 l若系統(tǒng)中存在一組進(jìn)程(兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程)，它們中的每一個(gè)進(jìn)程都占用了某種資源而又都在等待其中另一個(gè)進(jìn)程所占用的資源，這種等待永遠(yuǎn)不能結(jié)束，則說系統(tǒng)出現(xiàn)了"死鎖"?；蛘f這組進(jìn)程處于"死鎖&quo

14、t;狀態(tài)。l產(chǎn)生死鎖的原因：進(jìn)程申請和釋放資源的順序不當(dāng)l產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件互斥條件：所涉及的資源都是臨界資源"請求和保持"條件：當(dāng)進(jìn)程因請求資源而阻塞時(shí)，對已請求的資源保持不放"不可剝奪"條件：已占用的資源在用完前，不能被剝奪"環(huán)路等待"條件：存在一個(gè)"進(jìn)程/資源"環(huán)l解決死鎖的方法預(yù)防死鎖法：通過某些限制，來破壞四個(gè)條件中的一個(gè)常用的方法有：靜態(tài)分配、按序分配、搶奪式分配3種。l避免死鎖法：不必先限制，而在動態(tài)請求資源時(shí)，分配與否取決于系統(tǒng)是否會進(jìn)入死鎖l檢測/解除法：允許死鎖，但能立即確定其原因并解除2、

15、死鎖的防止策略：破壞產(chǎn)生死鎖的條件中的一個(gè)就可以了。l死鎖的避免(簡單應(yīng)用)1、死鎖的避免是讓系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，來避免發(fā)生死鎖。安全狀態(tài)：如果操作系統(tǒng)能保證所有的進(jìn)程在有限的時(shí)間內(nèi)得到需要的全部資源，則稱系統(tǒng)處于"安全狀態(tài)"。2、銀行算法是怎樣避免死鎖的：計(jì)算機(jī)銀行家算法是通過動態(tài)地檢測系統(tǒng)中資源分配情況和進(jìn)程對資源的需求情況，在保證到少有一個(gè)進(jìn)程能得到所需要的全部資源，從而能確保系統(tǒng)處于安全狀態(tài)進(jìn)，才把資源分配給申請者，從而避免了進(jìn)程共享資源時(shí)系統(tǒng)發(fā)生死鎖。采用銀行家算法時(shí)為進(jìn)程分配資源的方式：1)對每一個(gè)首次申請資源的進(jìn)程都要測試該進(jìn)程對資源的最大的需求量。如果系統(tǒng)現(xiàn)存

16、資源可以滿足他的最大需求量，就按當(dāng)前申請量為分配資源。否則推遲分配。2)進(jìn)程執(zhí)行中繼續(xù)申請資源時(shí)，先測試該進(jìn)程已占用資源數(shù)和本次申請資源總數(shù)有沒有超過最大需求量。超過就不分配。若沒有超過，再測試系統(tǒng)現(xiàn)存資源是否滿足進(jìn)程尚需的最大資源量，滿足則按當(dāng)前申請量分配，否則也推遲分配?？傊?，銀行家算法要保證分配資源時(shí)系統(tǒng)現(xiàn)存資源一定能滿足至少一個(gè)進(jìn)程所需的全部資源。某系統(tǒng)有同類資源m個(gè)，可并發(fā)執(zhí)行且共享該類資源的進(jìn)程最多n個(gè)，而每個(gè)進(jìn)程申請?jiān)擃愘Y源的最大數(shù)量為x(1xm),只要不等式n(x-1)+1m成立，則系統(tǒng)一定不會發(fā)生死鎖。資源分配圖見課件(1)若RAG中未出現(xiàn)任何環(huán)路，則S為非死鎖狀態(tài)，或稱安全

17、狀態(tài)。?(2)若RAG中出現(xiàn)了環(huán)路，且該環(huán)路中的各資源均為單單位資源(只有一個(gè)分配單位)，則S為死鎖狀態(tài)。換言之，由若干單單位資源構(gòu)成的環(huán)路，是S為死鎖狀態(tài)的充分必要條件。?(3)若RAG中出現(xiàn)了環(huán)路，但該環(huán)路中的各資源不全為單單位資源，則S不一定是死鎖狀態(tài)。換言之，由若干不全為單單位資源構(gòu)成的環(huán)路，是S為死鎖狀態(tài)的必要條件但非充分條件。死鎖定理P112第四章存儲器管理內(nèi)存管理這部分內(nèi)容也要作為重點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)，這部分內(nèi)容的考查方式也很靈活。建議重點(diǎn)復(fù)習(xí)內(nèi)存連續(xù)分配算法、非連續(xù)分配管理方式、虛擬內(nèi)存請求分頁的基本原理，頁面置換算法(重點(diǎn))等。l中央處理器存儲下列中信息的速度依次為：寄存器最快；通過

18、系統(tǒng)總線存取主存儲器的速度居中；輔助存儲器最慢。寄存器用來存放臨時(shí)的工作信息和系統(tǒng)必需的控制信息。主存儲器是CPU能直接訪問的惟一的存儲空間。主存儲器中存放操作系統(tǒng)的核心部分，以及當(dāng)前需執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。主存儲器以"字節(jié)(BYTE)"為單位進(jìn)行編址輔助存儲器是存放非核心部分和其他程序和數(shù)據(jù)。容量大且能永久保存信息磁盤的信息可隨機(jī)存取，磁帶上的信息只能順序存取。l存儲結(jié)構(gòu)：要執(zhí)行的程序必須裝入主存，CPU可直接訪問主存。外設(shè)只能與主存交換信息，輔存的信息只能被讀入到主存才能供CPU訪問。l可變分區(qū)經(jīng)常采用的主存分配算法最先適應(yīng)分配算法：簡單地說，就是在分區(qū)表中順序查找，找到夠

19、大的空閑區(qū)就分配。最優(yōu)適應(yīng)分配算法：挑選一個(gè)能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)。最壞適應(yīng)分配算法：挑一個(gè)最大的空閑區(qū)分給作業(yè)使用。l頁式管理(1)采用頁式管理，使主存空間充分利用，頁不必為了得到連續(xù)空間而進(jìn)行移動?？梢蕴岣呦到y(tǒng)效率。(2)頁式存儲管理中為什么要設(shè)置頁表和快表?P133在頁式存儲管理中，主存被分成大小相等的若干塊，同時(shí)程序邏輯地址也分成與塊大小一致的若干頁，這樣就可以按頁面為單位把作業(yè)的信息放入主存，并且可以不連續(xù)存放，為了表示邏輯地址中的頁號與主存中塊號的對應(yīng)關(guān)系，就需要為每個(gè)作業(yè)建立一張頁表。頁表一般存放在主存中，當(dāng)要按給定的邏輯地址訪問主存時(shí)，要先訪問頁表，計(jì)算出絕對地址，這樣兩次

20、訪主存延長了指令執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度，而設(shè)置一個(gè)高速緩沖寄存器將頁表中的一部分存放進(jìn)去，這部分頁表就是快表，訪問主存時(shí)二者同時(shí)進(jìn)行，由于快表存放的是經(jīng)常使用的頁表內(nèi)容，訪問速度很快，這樣可以大大加快查找速度和指令執(zhí)行速度。l頁式存儲管理主存儲器分為大小相等的"塊"。程序中的邏輯地址進(jìn)行分"頁"，頁的大小與塊的大小一致。用頁表登記塊頁分配情況P131邏輯地址的頁號部分頁表中對應(yīng)頁號的起始地址與邏輯地址的頁內(nèi)地址部分拼成絕對地址。P132由頁表中的標(biāo)志位驗(yàn)證存取是否合法，根據(jù)頁表長度判斷是否越界。l段存儲管理程序分段每一段分配一個(gè)連續(xù)的主存區(qū)域，作業(yè)的各

21、段可被裝到不相連的幾個(gè)區(qū)域中。設(shè)置段表記錄分配情況邏輯地址中的段號查段表得到本段起始地址+段內(nèi)地址絕對地址P138由段表中的標(biāo)志位驗(yàn)證存取是否合法，根據(jù)段表長度判斷是否越界。頁式虛擬存儲管理類似頁式管理將作業(yè)信息保存在磁盤上部分裝入主存。分頁和分段的區(qū)別見課件l虛擬存儲器是為"擴(kuò)大"主存容量而采用的一種設(shè)計(jì)技巧，就是它只裝入部分作業(yè)信息來執(zhí)行，好處在于借助于大容量的輔助存儲器實(shí)現(xiàn)小主存空間容納大邏輯地址空間的作業(yè)。l頁式虛擬存儲器是在頁式存儲的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器的，其工作原理是：首先把作業(yè)信息作為副本存放在磁盤上，作業(yè)執(zhí)行時(shí)，把作業(yè)信息的部分頁面裝入主存，并在頁表中對相應(yīng)

22、的頁面是否裝入主存作出標(biāo)志。作業(yè)執(zhí)行時(shí)若所訪問的頁面已經(jīng)在主存中，則按頁式存儲管理方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，得到絕對地址，否則產(chǎn)生"缺頁中斷"由操作系統(tǒng)把當(dāng)前所需的頁面裝入主存。若在裝入頁面時(shí)主存中無空閑塊，則由操作系統(tǒng)根據(jù)某種"頁面調(diào)度"算法選擇適當(dāng)?shù)捻撁嬲{(diào)出主存換入所需的頁面。P146 l常用的頁面調(diào)度算法：FIFO、LRU、LFU頁面調(diào)度：當(dāng)主頁中無空閑塊時(shí)，為了裝入一個(gè)頁面，就必須按某種算法將主存中某個(gè)頁調(diào)出，調(diào)入所需裝入的頁面。常用的算法有：先進(jìn)先出調(diào)度算法(FIFO)、最近最少使用調(diào)度算法(LRU)和最近最不常用調(diào)度算法(LFU)。特別要注意掌握的就

23、是LRU(最近最少使用調(diào)度算法)的算法，如何進(jìn)行調(diào)度。缺頁中斷率f=F/A，這里的f就稱為缺頁中斷率。A為作業(yè)執(zhí)行中調(diào)入頁面的總次數(shù)，F(xiàn)為訪問的頁面尚未裝入主存的次數(shù)。l操作系統(tǒng)與硬件如何配合來實(shí)現(xiàn)存儲保護(hù)的?答：硬件中設(shè)置了兩個(gè)寄存器來限定用戶程序執(zhí)行時(shí)可以訪問的空間范圍。這兩個(gè)寄存器是基址寄存器和限長寄存器，用來限定用戶程序執(zhí)行時(shí)可以訪問的主存空間范圍。程序執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)對每一個(gè)訪問內(nèi)存的地址進(jìn)行核對："基址寄存器值(存放用戶程序在主存中的起始地址)訪問地址基址寄存器值+限長寄存器值(存放用戶程序占用主存的長度)"成立，則允許訪問；否則，不允許訪問。這樣就保護(hù)了該區(qū)域以外

24、的存儲信息不受到破壞，一旦程序執(zhí)行中出錯(cuò)也不會涉及其他程序。注：中央處理器在管態(tài)下執(zhí)行程序時(shí)候，對訪問主存的地址不進(jìn)行核對。第五章設(shè)備管理(要求達(dá)到"識記"層次)輸入/輸出管理這部分重點(diǎn)掌握四種輸入/輸出控制方式特點(diǎn)及相互比較、中斷處理、SPOOLing技術(shù)，提高性能的緩沖策略等。磁盤管理，重點(diǎn)掌握磁盤管理各種調(diào)度算法的基本原理及其應(yīng)用。l什么是輸入輸出操作：主存儲器與外圍設(shè)備之間的信息傳送操作稱為輸入輸出操作。l對于存儲型設(shè)備，輸入輸出操作的信息傳輸單位為"塊"。對輸入輸出型設(shè)備，輸入輸出操作的信息傳輸單位為"字符"。l獨(dú)占設(shè)備是指

25、每次只能供一個(gè)作業(yè)執(zhí)行期間單獨(dú)使用的設(shè)備。如輸入機(jī)、磁帶機(jī)、打印機(jī)等。l共享設(shè)備是指允許幾個(gè)作業(yè)執(zhí)行期間可同時(shí)使用的設(shè)備。共享設(shè)備的"同時(shí)使用"的含義是指多個(gè)作業(yè)可以交替啟動共享設(shè)備，其實(shí)是當(dāng)一個(gè)作業(yè)正在使用設(shè)備時(shí)其他作業(yè)暫不能使用，即每一時(shí)刻仍只有一個(gè)作業(yè)占用，但當(dāng)一個(gè)作業(yè)正在使用設(shè)備時(shí)其他作業(yè)就可使用。l磁盤的結(jié)構(gòu)l訪問磁盤的操作時(shí)間l磁盤的驅(qū)動調(diào)度：系統(tǒng)決定等待磁盤訪問者的執(zhí)行次序的工作就是磁盤的"驅(qū)動調(diào)度"。對磁盤進(jìn)行驅(qū)動調(diào)度的目的：有利于系統(tǒng)效率的提高。l移臂調(diào)度算法包括以下四種：1)先來先服務(wù)算法FCFS；根據(jù)訪問者提出訪問請求的先后次序來決

26、定執(zhí)行次序。2)最短尋找時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法SSTF；從等待的訪問者中挑選尋找時(shí)間最短的那個(gè)請求執(zhí)行，而不管訪問者的先后次序。3)電梯調(diào)度算法SCAN；從移動臂當(dāng)前位置沿移動方向選擇最近的那個(gè)柱面的訪問者來執(zhí)行，若該方向上無請求訪問時(shí)，就改變移動方向再選擇。4)單向掃描調(diào)度算法。從0柱面開始往里單向掃描，掃到哪個(gè)執(zhí)行哪個(gè)。l輸入輸出結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU執(zhí)行"啟動外設(shè)(I/O)"指令時(shí)，把控制移交給I/O控制系統(tǒng)，完成外設(shè)與主存之間的信息傳送，而CPU可繼續(xù)并行執(zhí)行程序，外設(shè)工作結(jié)束后形成一個(gè)"I/O操作結(jié)束"的中斷事件通知CPU。l中斷響應(yīng)過程中，中斷

27、裝置要做以下三項(xiàng)工作：1)是否有中斷事件發(fā)生2)若有中斷發(fā)生，保護(hù)斷點(diǎn)信息3)啟動操作系統(tǒng)的中斷處理程序工作中斷裝置通過"交換PSW"過程完成此項(xiàng)任務(wù)。l虛擬設(shè)備SPOOL系統(tǒng)(領(lǐng)會)1、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的目的：用一種物理設(shè)備模擬另一類物理設(shè)備，使各作業(yè)在執(zhí)行期間只使用虛擬的設(shè)備而不直接使用物理的獨(dú)占設(shè)備。這種技術(shù)可使獨(dú)占的設(shè)備變成可共享的設(shè)備，使得設(shè)備的利用率和系統(tǒng)效率都能得到提高。2、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的硬件條件：大容量磁盤；中斷裝置和通道；中央處理器與通道并行工作的能力。實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的軟件條件是要求操作系統(tǒng)采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。3、虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn)原理：對于多道程序，輸入時(shí)將一批作業(yè)的信息通過輸入設(shè)備預(yù)先傳送到磁盤上。輸出時(shí)將作業(yè)產(chǎn)生的結(jié)果也全部暫時(shí)存在磁盤上而不直接輸出，直到一個(gè)作業(yè)得到全部結(jié)果而執(zhí)行結(jié)束時(shí)再行輸出。這樣在執(zhí)行過程中，不需要使用輸入機(jī)和打印機(jī)。因此在配置一臺輸入機(jī)和打印機(jī)的情況下，可以讓多個(gè)作業(yè)同時(shí)執(zhí)行，并且各個(gè)作業(yè)請求輸入信息和輸出結(jié)果的要求都能及時(shí)得到滿足和實(shí)現(xiàn)。4、SPOOL系統(tǒng)的組成和實(shí)現(xiàn)：井：為實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備在磁盤上劃出的專用存儲空間，用于存放作業(yè)的初始信息和執(zhí)行結(jié)果。SPOOL系統(tǒng)由三部分程序組成：1、預(yù)輸入程序。通過該程序把作業(yè)流中每個(gè)作業(yè)的初始信息傳送到輸入井保存，以備作業(yè)執(zhí)行時(shí)使用。