操作系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)筆記

1、操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)筆記第1章概述本章介紹了操作系統(tǒng)的基本概念。主要包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種系統(tǒng)軟件，它管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源和控制程序的執(zhí)行，改善人機(jī)界面和為其他軟件提供支持。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使用戶方便地使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地工作。計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)的目的是提高資源利用率。操作系統(tǒng)的形成和發(fā)展與計(jì)算機(jī)硬件和其他軟件的發(fā)展密切相關(guān)。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，操作系統(tǒng)的功能也日趨完善，根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用，操作系統(tǒng)可分成幾類：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)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。批處理操作系統(tǒng)按照用戶預(yù)先規(guī)定好的步驟控制

2、作業(yè)的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作的自動(dòng)化，無(wú)須人工干預(yù)。批處理多道系統(tǒng)還可以充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，縮短作業(yè)執(zhí)行時(shí)間，提高系統(tǒng)的吞吐率。分時(shí)操作系統(tǒng)支持多個(gè)終端用戶同時(shí)以交互方式使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，為用戶在測(cè)試、修改和控制程序執(zhí)行方面提供了靈活性。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)，它由外部信號(hào)觸發(fā)而工作，并在特定的時(shí)間內(nèi)完成處理，且給出反饋信號(hào)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)可靠性和安全性的要求極高，不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率。個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是使用微行計(jì)算機(jī)。比起大型機(jī)來(lái)，微行機(jī)既小又便宜。但是，個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源和功能相對(duì)有限。為了滿足較大規(guī)模的應(yīng)用，可把若干臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、通信方

3、式和資源管理方法，分別配置網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)或分布式操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的資源管理功能可以分為四大部分：處理器管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理。重點(diǎn)內(nèi)容（一）操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是一種管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面和為其他軟件提供支持的系統(tǒng)軟件。（二）操作系統(tǒng)的類型批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、多機(jī)操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)。其中前三種是基本的操作系統(tǒng)。（四）操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源，并調(diào)度這些資源的使用。具體來(lái)說(shuō)，其主要功能有：處理器管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理?？记榉治?.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1

4、、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)定義：是按用戶的要求接收和存儲(chǔ)信息、自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并輸出結(jié)果信息的系統(tǒng)。2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)）、支撐軟件、應(yīng)用軟件。3、硬件系統(tǒng)組成：中央處理器（CPU、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、各種輸入/輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)之父：馮.諾依曼馮.諾依曼的貢獻(xiàn)：（1）提出用二進(jìn)制表示數(shù)；（2）提出五大部件組成計(jì)算機(jī)；(3)提出“存儲(chǔ)程序”思想，即把程序和數(shù)據(jù)都存放在存儲(chǔ)器，早期的程序是由開(kāi)關(guān)控制實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)是存放在存儲(chǔ)器中。二、操作系統(tǒng)1、操作系統(tǒng)定義：是一種管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面和為其他軟件提供支持的系統(tǒng)軟件。從用戶觀點(diǎn)理

5、解，操作系統(tǒng)是人機(jī)交互接口；從資源管理角度，操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源；從程序控制觀點(diǎn)，操作系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行?？偨Y(jié)為：操作系統(tǒng)是：(1)管理計(jì)算機(jī)的軟件、硬件資源；(2)合理組織計(jì)算機(jī)工作流程；(3)提供方便用戶操作的接口和軟件的集合。計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)的目的是提高資源的利用率。操作使用者認(rèn)為操作系統(tǒng)認(rèn)為操作是一組命令的集合，它接收輸入的命令，程序設(shè)計(jì)人員認(rèn)為操作系統(tǒng)是一組功能調(diào)用程序(系統(tǒng)調(diào)用)的集合。2、操作系統(tǒng)兩個(gè)主要設(shè)計(jì)原則：(1)能使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用方便。即方便(2)提高計(jì)算機(jī)工作效率。即效率1.2操作系統(tǒng)的發(fā)展1、控制臺(tái)：早期，程序的裝入、調(diào)試以及控制程序的運(yùn)行都是

6、程序員通過(guò)控制臺(tái)上的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(第一階段，人工階段)2、原始匯編系統(tǒng)：用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱為源程序，它不能直接在機(jī)器上執(zhí)行，只有通過(guò)匯編語(yǔ)言解釋程序把源程序轉(zhuǎn)換成用機(jī)器指令序列表示的目標(biāo)程序后才能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。3、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：是最原始的操作系統(tǒng)。是一種控制設(shè)備工作的程序。4、管理程序：是初級(jí)的操作系統(tǒng)。是一種能對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和軟件進(jìn)行管理和調(diào)度的程序。(第二階段)5、操作系統(tǒng)：采用了SPOOLIN的處理形式。SPOOLING稱“斯普林”(翻譯為聯(lián)機(jī)的同時(shí)外圍設(shè)備操作)。從本質(zhì)上說(shuō)，SPOOLING是把磁盤作為一個(gè)巨大的緩沖器。在一個(gè)計(jì)算問(wèn)題開(kāi)始之前，把計(jì)算所需要的程序和數(shù)據(jù)從讀卡機(jī)或其他

7、輸入設(shè)備上預(yù)先輸入到磁盤上存放。這樣，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)不再需要訪問(wèn)讀卡機(jī)等慢速的輸入設(shè)備，而可以從速度快得多的磁盤上讀取程序和數(shù)據(jù)。同樣，對(duì)于計(jì)算的結(jié)果也是先在磁盤上緩沖存放，待計(jì)算完成后，再?gòu)拇蛴C(jī)上打印出該計(jì)算問(wèn)題的所有計(jì)算結(jié)果。(第三階段)操作系統(tǒng)發(fā)展的歷史：(1)無(wú)操作系統(tǒng)階段(第一代)這個(gè)階段有卡片、磁帶機(jī)和打印機(jī)。通過(guò)各種開(kāi)關(guān)操作計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)：用戶獨(dú)占計(jì)算機(jī)CPUW寺人工操作缺點(diǎn)：資源利用率低，CPUJ用不充分(人機(jī)矛盾，隨著計(jì)算機(jī)速度的提高日益顯著)。(2)管理程序階段(第二代)出現(xiàn)了編程語(yǔ)言：FORTRANCOBOL第一個(gè)完整操作系統(tǒng)在舊M360上。特點(diǎn)：半自動(dòng)方式管理部分資源資源

8、可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單共享這個(gè)階段提供了一套控制命令一一控制卡，以此來(lái)成批地處理用戶程序，使其能自動(dòng)有序執(zhí)行。缺點(diǎn)：cpiMI/O設(shè)備速度不匹配，系統(tǒng)效率較低。(3)初級(jí)操作系統(tǒng)階段(第三階段)出現(xiàn)大容量的磁盤，主存容量增大，CPU1度加快。軟件有了較大的發(fā)展。聯(lián)機(jī)輸入輸出：在主機(jī)控制之下的輸入輸出操作。只有一臺(tái)主機(jī)。脫機(jī)輸入輸出：一臺(tái)主機(jī)，兩臺(tái)外圍機(jī)，分開(kāi)的輸入輸出操作。采用多種典型技術(shù)：多道批處理技術(shù)：不完善，解決了人機(jī)矛盾及CPIMI/O設(shè)備速度不匹配，提高了資源利用率。多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)利用并發(fā)揮了計(jì)算機(jī)硬件資源的并行能力。SPOOLIN使術(shù)：預(yù)輸入和緩輸出(脫機(jī)輸入輸出)。(作業(yè)調(diào)度各程序調(diào)用井管

9、理程序，井管理讀程序(從輸入井讀)和井管理寫(xiě)程序(向輸出井寫(xiě))多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)：內(nèi)存若只有一道程序，若該程序請(qǐng)求I/O操作，則CP處于等待I/O完成狀態(tài)，即空閑。為改善CPU：利用率，同時(shí)把若干作業(yè)放入主存，允許其交替執(zhí)行，共享系統(tǒng)的軟、硬件資源。(4)現(xiàn)代操作系統(tǒng)階段(第四代)代表性的UNIX(多用戶分時(shí)操作系統(tǒng))。(5)智能計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算階段。1.3操作系統(tǒng)的分類按照操作系統(tǒng)所提供的服務(wù)進(jìn)行分類，可分為批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、多機(jī)操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)等。其中批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是基本的操作系統(tǒng)。一、批處理操作系統(tǒng)1

10、、定義：用戶為作業(yè)準(zhǔn)備好程序和數(shù)據(jù)后，再寫(xiě)一份控制作業(yè)執(zhí)行的說(shuō)明書(shū)(作業(yè)說(shuō)明書(shū))。然后把作業(yè)說(shuō)明書(shū)連同相應(yīng)的程序和數(shù)據(jù)一起交給操作員。操作員將收到的一批作業(yè)的有關(guān)信息輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中等待處理，由操作系統(tǒng)選擇作業(yè)，并按其操作說(shuō)明書(shū)的要求自動(dòng)控制作業(yè)的執(zhí)行。采用這種批量化處理作業(yè)的操作系統(tǒng)稱為批處理操作系統(tǒng)。2、分類：(1)批處理單道系統(tǒng)：一次只選擇一個(gè)作業(yè)裝入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器運(yùn)行。(2)批處理多道系統(tǒng)：允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，使中央處理器輪流地執(zhí)行各個(gè)作業(yè)，各個(gè)作業(yè)可以同時(shí)使用各自所需要的外圍設(shè)備。09年7月填空題中考了本知識(shí)點(diǎn)。3、批處理多道系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：(1)多道作業(yè)并行工作減少了處

11、理器的空閑時(shí)間，即提高了處理器的利用率。(2)作業(yè)調(diào)度可以按一定的組合選擇裝入主存儲(chǔ)器的作業(yè)，只要搭配合理。(3)作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中，不再訪問(wèn)低速的設(shè)備，而是直接從高速的磁盤上存取信息，從而縮短了作業(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(dòng)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，有利于提高系統(tǒng)的吞吐率。4、缺點(diǎn)(1)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)(從進(jìn)入系統(tǒng)到完成所經(jīng)歷的時(shí)間)一個(gè)作業(yè)一旦運(yùn)行便運(yùn)行到完成，使許多短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間顯著增長(zhǎng)。(2)不提供交互能力：用戶將作業(yè)交給系統(tǒng)后，無(wú)法再與之交互作用，因此必須提供一份詳細(xì)的作業(yè)說(shuō)明書(shū)。二、分時(shí)操作系統(tǒng)1、定義：能使用戶通過(guò)與

12、計(jì)算機(jī)相連的終端來(lái)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，允許多個(gè)用戶同時(shí)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的交互，并使得每個(gè)用戶感到好像自己獨(dú)占一臺(tái)支持自己請(qǐng)求服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有這種功能的操作系統(tǒng)稱為分時(shí)操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱分時(shí)系統(tǒng)。2、分時(shí)技術(shù)：即把CPU寸間劃分成許多時(shí)間片，每個(gè)終端用戶每次可以使用一個(gè)由時(shí)間片規(guī)定的CPU寸間。這樣，多個(gè)終端用戶就輪流地使用CPU寸間。如果某個(gè)用戶在規(guī)定的一個(gè)時(shí)間片內(nèi)還沒(méi)有完成它的全部工作，這時(shí)也要把cpu：給其他用戶，等待下一輪再使用一個(gè)時(shí)間片的時(shí)間，循環(huán)輪轉(zhuǎn)，直至結(jié)束。3、分時(shí)系統(tǒng)主要特點(diǎn)：(1)同時(shí)性。允許多個(gè)終端用戶同時(shí)使用一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。(2)獨(dú)立性。用戶在各自的終端上請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)

13、，彼此獨(dú)立，互不干擾。(3)及時(shí)性。對(duì)用戶的請(qǐng)求能在較短時(shí)間內(nèi)給出應(yīng)答。響應(yīng)時(shí)間與用戶數(shù)目和時(shí)間片長(zhǎng)度有關(guān)。(4)交互性。采用人機(jī)對(duì)話的方式工作。4.前臺(tái)與后臺(tái)由分時(shí)系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為前臺(tái)作業(yè)(終端作業(yè))，而那些由批處理系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為“后臺(tái)”作業(yè)(批處理作業(yè))。具體前臺(tái)和后臺(tái)的0雕高了系統(tǒng)的效率。5、分時(shí)OSf多道批處理區(qū)別(1)目標(biāo)不同：批處理0為提高系統(tǒng)效率，分時(shí)OSJ對(duì)應(yīng)用請(qǐng)求的快速響應(yīng)。(2)作業(yè)性質(zhì)：批OSS用于需長(zhǎng)時(shí)間白大型作業(yè)，分OSS用于時(shí)間較短的小作業(yè)。(3)批OST同時(shí)接收經(jīng)合理安排的各種不同功能的作業(yè)，分時(shí)OSS合于運(yùn)行執(zhí)行相同功能的作業(yè)。三、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)1、定義：能

14、使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到外部信號(hào)后及時(shí)進(jìn)行處理，并且在嚴(yán)格的規(guī)定時(shí)間內(nèi)處理結(jié)束，再給出反饋信號(hào)的操作系統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為實(shí)時(shí)系統(tǒng)。2、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，如控制科學(xué)實(shí)驗(yàn)、控制生產(chǎn)流水，監(jiān)督病人的臨床功能、監(jiān)督和控制飛機(jī)的飛行狀態(tài)，進(jìn)行工業(yè)過(guò)程控制等。3、設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)注意點(diǎn)：(1)要及時(shí)響應(yīng)、快速處理。(2)實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求高可靠性和安全性，不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率。4、實(shí)時(shí)OS寺點(diǎn)及時(shí)性：首先必須考慮，其次才是資源的利用率，確保任何時(shí)候都能及時(shí)響應(yīng)?？煽啃裕撼Ｓ秒p工體制，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)運(yùn)行，一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為備用機(jī)。四、操作系統(tǒng)的發(fā)展1、單用戶微機(jī)操作系統(tǒng)：是指早期的微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的操

15、作系統(tǒng)每次只允許一個(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)。2、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)合起來(lái)，為用戶提供一種統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)而有效地使用各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法，可使各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相互間傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信以及網(wǎng)絡(luò)中各種資源的共享。3、分布式操作系統(tǒng)：為分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)能使系統(tǒng)中若干臺(tái)計(jì)算機(jī)相互協(xié)作完成一個(gè)共同的任務(wù)，或者說(shuō)把一個(gè)計(jì)算問(wèn)題可以分成若干個(gè)子計(jì)算，每個(gè)子計(jì)算可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各計(jì)算機(jī)上并行執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)OST分布式O次別：網(wǎng)絡(luò)O睬用集中式，著重于信息共享，有專門的共享服

16、務(wù)器(集中式)，而分布式OS可把一個(gè)大作業(yè)分解成多個(gè)小任務(wù)運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，著重于并行處理(分布式)。4、多機(jī)操作系統(tǒng)：為多處理器系統(tǒng)配置的操作系統(tǒng)稱為多機(jī)操作系統(tǒng)。5、嵌入式操作系統(tǒng)：是指運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)各種部件、裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、處理和控制的系統(tǒng)軟件。(主要特點(diǎn)是微型化和實(shí)時(shí)性)1.4操作系統(tǒng)的特征1、共享性2、并發(fā)性3、移植性4、不確定性1.6操作系統(tǒng)的功能1、操作系統(tǒng)的功能：(從資源管理的角度來(lái)分)(1)處理器管理：對(duì)CP進(jìn)行管理。(2)存儲(chǔ)管理：對(duì)主存儲(chǔ)器進(jìn)行管理。(3)文件管理：通過(guò)對(duì)磁盤進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件資源進(jìn)行管理。(4)設(shè)備管理：對(duì)各類輸入/輸出設(shè)備進(jìn)行管

17、理。(5)接口管理2、操作系統(tǒng)為用戶提供的使用接口：(1)程序員接口：通過(guò)“系統(tǒng)調(diào)用”使用操作系統(tǒng)功能。(開(kāi)發(fā)者，系統(tǒng)級(jí)，程序接(2)操作員接口：通過(guò)操作控制命令提出控制要求。(應(yīng)用者，用戶級(jí)，命令接口)第三章處理器管理內(nèi)容概要本章介紹了處理器管理的基本概念和方法。主要包括：多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須做好存儲(chǔ)保護(hù)、程序浮動(dòng)及資源分配與調(diào)度工作。多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)利用和發(fā)揮了處理器與外圍設(shè)備以及外圍設(shè)備之間的并行工作能力，從而極大地提高了處理器和其他各種資源的利用率，增加了單位時(shí)間內(nèi)的算題能力。但是，多道程序設(shè)計(jì)可能會(huì)延長(zhǎng)程序的執(zhí)行時(shí)間。尤其要注意的是：并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率不成正比。把一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)

18、據(jù)集合上的一次執(zhí)行稱為一個(gè)“進(jìn)程”。進(jìn)程是有生命期的，每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)進(jìn)程控制塊記錄進(jìn)程的執(zhí)行情況。隨著進(jìn)程狀態(tài)的變化，進(jìn)程經(jīng)常要從一個(gè)隊(duì)列退出，進(jìn)入另一個(gè)隊(duì)列，直至進(jìn)程消亡。重點(diǎn)內(nèi)容(一)多道程序設(shè)計(jì)1,讓多個(gè)計(jì)算問(wèn)題同時(shí)裝入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并行執(zhí)行，這種程序設(shè)計(jì)技術(shù)稱為多道程序設(shè)計(jì)。2.注意三個(gè)問(wèn)題(1)存儲(chǔ)保護(hù)；(2)程序浮動(dòng)；(3)資源的分配和調(diào)度。調(diào)度分為處理器調(diào)度(或進(jìn)程調(diào)度)和作業(yè)調(diào)度。對(duì)具有處理器與外設(shè)并行工作能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用了多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)后，能提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。具體表現(xiàn)為：(1)提高了處理器的利用率。(2)充分利用外圍設(shè)備資源。(3)發(fā)揮了處理器與外圍

19、設(shè)備以及外圍設(shè)備之間的并行工作能力。采用多道程序設(shè)計(jì)能改善資源使用情況，提高系統(tǒng)效率，但是要注意兩個(gè)問(wèn)題：(1)可能延長(zhǎng)程序執(zhí)行時(shí)間。(2)并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率不成正比。3.引入多道程序設(shè)計(jì)的目的(1)提高了系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)了處理器和外設(shè)的并行工作。(2)增加了系統(tǒng)吞吐量(單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)行作業(yè)的道數(shù))，但作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間(作業(yè)的完成時(shí)間與作業(yè)提交時(shí)間的差)延長(zhǎng)了。(二)進(jìn)程管理把一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行稱為一個(gè)進(jìn)程。引入進(jìn)程的原因有以下兩個(gè)方面：(1)提高資源的利用率。(2)正確描述程序的執(zhí)行情況。進(jìn)程有如下一些基本屬性：(1)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性。(2)多個(gè)不同的進(jìn)程可以包含相同的程序。(3)進(jìn)

20、程可以并發(fā)執(zhí)行。(4)進(jìn)程有三種基本狀態(tài)。為了便于管理進(jìn)程，我們按進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中不同時(shí)刻的不同情況定義三種基本狀態(tài)：(1)等待態(tài)一等待某一事件。(2)就緒態(tài)一等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行。(3)運(yùn)行態(tài)一正在占用處理器運(yùn)行。根據(jù)進(jìn)程的四個(gè)基本屬性可概括出進(jìn)程具有如下三個(gè)特性：1 .動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，在執(zhí)行過(guò)程中進(jìn)程狀態(tài)不斷發(fā)生變化。2 .并發(fā)性：若干進(jìn)程是可同時(shí)執(zhí)行的，它們輪流占用處理器交替執(zhí)行。3 .異步性：進(jìn)程的執(zhí)行速度取決于自身與外界原因以及能占用處理器的時(shí)間，因此以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。（三）進(jìn)程隊(duì)列為了標(biāo)識(shí)進(jìn)程，記錄各個(gè)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的情況，操作系統(tǒng)在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)為每一個(gè)進(jìn)

21、程設(shè)置一個(gè)進(jìn)程控制塊。進(jìn)程控制塊的英文名稱是ProcessControlBlock,縮寫(xiě)為PCB進(jìn)程控制塊（PCB作用：標(biāo)識(shí)進(jìn)程記錄進(jìn)程執(zhí)行在一般情況下，進(jìn)程控制塊應(yīng)包含四類信息：（1）標(biāo)識(shí)信息標(biāo)識(shí)每個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程ID。對(duì)進(jìn)程標(biāo)識(shí)的說(shuō)明，進(jìn)程名。（2）說(shuō)明信息進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)（運(yùn)行、就緒和等待之一），若是等待態(tài)，則需要進(jìn)一步說(shuō)明具體的等待原因?！斑M(jìn)程的程序存放的位置”指出該進(jìn)程的程序存放在哪里？“進(jìn)程數(shù)據(jù)的存放位置”指出進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的工作區(qū)，用來(lái)存放被處理的數(shù)據(jù)集和處理結(jié)果。O（3）現(xiàn)場(chǎng)信息包括控制寄存器（程序計(jì)數(shù)器（PQ、指令寄存器（IR）、數(shù)據(jù)緩沖器（MDR、地址緩沖器（MAR）、通用寄存器（R

22、R-i）和程序狀態(tài)字寄存器（如斷點(diǎn)信息）（PSVV。（4）管理信息。包括進(jìn)程的管理和調(diào)度信息。如進(jìn)程優(yōu)先級(jí)（進(jìn)程占用CPUJ先后次序）?！瓣?duì)列指針”指出處于狀態(tài)的另一個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程控制塊地址。進(jìn)程隊(duì)列就是進(jìn)程控制塊的鏈表。程序的一個(gè)靜態(tài)的實(shí)體，進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的實(shí)體。一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次運(yùn)行稱為一個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程是有生命的，從創(chuàng)建而產(chǎn)生，到撤銷而消亡。操作系統(tǒng)中往往設(shè)計(jì)一些完成特定功能的，不可中斷的過(guò)程，這些不可中斷的過(guò)程稱為原語(yǔ)。用于控制進(jìn)程的原語(yǔ)有：1. “創(chuàng)建”原語(yǔ)：為一個(gè)程序分配一個(gè)工作區(qū)和建立一個(gè)進(jìn)程控制塊，并置該進(jìn)程為就緒狀態(tài)。2. “撤消”原語(yǔ)：一個(gè)進(jìn)程完成工作后，收回它的工作區(qū)

23、和進(jìn)程控制塊。3. “阻塞”原語(yǔ)：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生等待事件時(shí)，把進(jìn)程狀態(tài)改為等待態(tài)。4. “喚醒”原語(yǔ)：當(dāng)進(jìn)程等待的事件發(fā)生時(shí)，把進(jìn)程的狀態(tài)改為就緒態(tài)。進(jìn)程從等待態(tài)到就緒態(tài)，沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)程的切換。進(jìn)程的就緒隊(duì)列可能不止一個(gè)，可以按優(yōu)先級(jí)的高、中、低分成三個(gè)就緒隊(duì)列。同樣，等待隊(duì)列也可能不止一個(gè)。進(jìn)程從等待隊(duì)列到就緒隊(duì)列，就是把PC或等待隊(duì)列刪除，插入到就緒隊(duì)列中。進(jìn)程隊(duì)列分單向鏈表和雙向鏈表，隊(duì)尾指針“0”表示不指向任何位置。（七）處理器調(diào)度如何對(duì)資源進(jìn)行管理和分配是操作系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。處理器調(diào)度擔(dān)負(fù)著對(duì)處理器的分配工作，它將決定誰(shuí)能先占用處理器，一次能占用處理器多長(zhǎng)時(shí)間。在設(shè)計(jì)調(diào)度算法

24、時(shí)，可考慮如下原則：（1）公平性一一對(duì)用戶公平，不能無(wú)故或無(wú)限制地拖延一個(gè)作業(yè)的執(zhí)行。（2）平衡資源使用一一盡可能地使系統(tǒng)資源都處于忙碌。（3）極大的流量一一在單位時(shí)間內(nèi)為盡可能多的作業(yè)服務(wù)，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的吞吐能力。一些常用的作業(yè)調(diào)度算法：（1）先來(lái)先服務(wù)算法；（2）計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先算法；（3）響應(yīng)比高者優(yōu)先算法；（4）優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法；（5）均衡調(diào)度算法。常用的進(jìn)程調(diào)度算法：（1）先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法；（2）最高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法；（3）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法；（4）分級(jí)調(diào)度算法；UNIX是一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)，但它對(duì)進(jìn)程的調(diào)度不是采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法，而是采用了動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法。優(yōu)先數(shù)越小的進(jìn)程其優(yōu)先

25、權(quán)越高?？记榉治霰菊轮饕疾槎嗟莱绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)三方面注意問(wèn)題，進(jìn)程的定義，進(jìn)程的三種狀態(tài)和其轉(zhuǎn)換，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容，進(jìn)程的原語(yǔ)，unix進(jìn)程控制塊的內(nèi)容，進(jìn)程狀態(tài)中斷的類型，中斷的響應(yīng)，中斷的優(yōu)先級(jí)，作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的方法。題型有單選題、多選題、填空題、簡(jiǎn)答題和綜合題。2.1 進(jìn)程管理2.1.1 多道程序設(shè)計(jì)一、什么是多道程序設(shè)計(jì)1、多道程序設(shè)計(jì)定義：讓多個(gè)計(jì)算問(wèn)題同時(shí)裝入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并行執(zhí)行，這種程序設(shè)計(jì)技術(shù)稱為多道程序設(shè)計(jì)。這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為多道系統(tǒng)。2、注意事項(xiàng)：(1)存儲(chǔ)保護(hù)：必須提供必要的手段使得在主存儲(chǔ)器中的各道程序只能訪問(wèn)自己的區(qū)域，避免相互干擾

26、。(2)程序浮動(dòng)：是指程序可以隨機(jī)地從主存儲(chǔ)器的一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域，程序被移動(dòng)后，仍絲毫不影響它的執(zhí)行。(可集中分散的空閑區(qū)，提高主存空間的利用率)(3)資源的分配和調(diào)度：多道程序競(jìng)爭(zhēng)使用處理器和各種資源時(shí)，多道程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中必須對(duì)各種資源按一定的策略進(jìn)行分配和調(diào)度。二、為什么要采用多道程序設(shè)計(jì)1、程序的順序執(zhí)行：處理器和外圍設(shè)備，外圍設(shè)備之間都得不到高效利用。2、程序的并行執(zhí)行：讓程序的各個(gè)模塊可獨(dú)立執(zhí)行、并行工作，從而發(fā)揮處理器與外圍設(shè)備之間的并行工作能力。3、多道并行執(zhí)行：在一個(gè)程序各個(gè)模塊并行工作的基礎(chǔ)上，允許多道程序并行執(zhí)行，進(jìn)一步提高處理器與外圍設(shè)備之間的并行工作能力，具體

27、表現(xiàn)在：(1)提高了處理器的利用率。(2)充分利用外圍設(shè)備資源。(3)發(fā)揮了處理器與外圍設(shè)備以及外圍設(shè)備之間的并行工作能力。(注：并行：宏觀可同時(shí)執(zhí)行，微觀也是同時(shí)執(zhí)行。)三、采用多道程序設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題1、可能延長(zhǎng)程序執(zhí)行時(shí)間：多道程序設(shè)計(jì)能提高資源使用效率，增加單位時(shí)間的算題量。但是對(duì)每個(gè)計(jì)算問(wèn)題來(lái)說(shuō)，從算題開(kāi)始到全部完成所需的計(jì)算時(shí)間可能要延長(zhǎng)。2、并行工作道數(shù)與系統(tǒng)效率不成正比：并不是并行工作的道數(shù)越多，系統(tǒng)的效率就越高，而要根據(jù)系統(tǒng)配置的資源和用戶對(duì)資源的要求而定。(1)主存儲(chǔ)器空間的大小限制了可同時(shí)裝入的程序數(shù)量。(2)外圍設(shè)備的數(shù)量也是一個(gè)制約條件。(3)多個(gè)程序同時(shí)要求使用同一

28、資源的情況也會(huì)經(jīng)常發(fā)生。2.1.2 進(jìn)程概述的引入一、進(jìn)程的定義1、程序：具有獨(dú)立功能的一組指令或一組語(yǔ)句的集合，或者說(shuō)是指出處理器執(zhí)行操作的步驟。09年7月解答題中考查了本知識(shí)點(diǎn)。2、進(jìn)程：是指一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行。3、程序和進(jìn)程的區(qū)別：程序是靜態(tài)的文本，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的過(guò)程。進(jìn)程包括程序和數(shù)據(jù)集。二、為什么要引入進(jìn)程1、提高資源的利用率：一個(gè)程序被分成若干個(gè)可獨(dú)立執(zhí)行的程序模塊，每個(gè)可獨(dú)立執(zhí)行的程序模塊的一次執(zhí)行都可看做一個(gè)進(jìn)程，通過(guò)進(jìn)程的同步可提高資源的利用率。2、正確描述程序的執(zhí)行情況：可以方便描述一個(gè)程序被執(zhí)行多次時(shí)，各自的執(zhí)行進(jìn)度。2.1.3 進(jìn)程的狀態(tài)進(jìn)程有如下一些基本屬

29、性：(1)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性。(2)多個(gè)不同的進(jìn)程可以包含相同的程序。(3)進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行。(4)進(jìn)程有三種基本狀態(tài)。為了便于管理進(jìn)程，我們按進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中不同時(shí)刻的不同情況定義三種基本狀態(tài)：(1)等待態(tài)一等待某一事件。(2)就緒態(tài)一等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行。(3)運(yùn)行態(tài)一正在占用處理器運(yùn)行。進(jìn)程狀態(tài)變化的幾種情況有：(1)運(yùn)行態(tài)等待態(tài)(2)等待態(tài)-就緒態(tài)(3)運(yùn)行態(tài)-就緒態(tài)(4)就緒態(tài)-運(yùn)行態(tài)根據(jù)進(jìn)程的四個(gè)基本屬性可概括出進(jìn)程具有如下三個(gè)特性：1 .動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，在執(zhí)行過(guò)程中進(jìn)程狀態(tài)不斷發(fā)生變化。2 .并發(fā)性：若干進(jìn)程是可同時(shí)執(zhí)行的，它們輪流占用處理器交替執(zhí)行。3 .異步

30、性：進(jìn)程的執(zhí)行速度取決于自身與外界原因以及能占用處理器的時(shí)間，因此以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。2.1.4進(jìn)程控制1、進(jìn)程控制塊作用：即PCB是進(jìn)程存在的標(biāo)識(shí)。2、進(jìn)程控制塊構(gòu)成：(1)標(biāo)識(shí)信息：用來(lái)標(biāo)識(shí)進(jìn)程的存在和區(qū)分各個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程名。(2)說(shuō)明信息：用于說(shuō)明本進(jìn)程的情況。包括：進(jìn)程狀態(tài)、等待原因、進(jìn)程程序存放位置、進(jìn)程數(shù)據(jù)存放位置。(3)現(xiàn)場(chǎng)信息：用來(lái)當(dāng)進(jìn)程由于某種原因讓出處理器時(shí)，記錄與處理器有關(guān)的各種現(xiàn)場(chǎng)信息。包括：通用寄存器內(nèi)容、控制寄存器內(nèi)容、程序狀態(tài)字寄存器內(nèi)容。(4)管理信息：用來(lái)對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理和調(diào)度的信息。包括：進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、隊(duì)列指針。2.1.5進(jìn)程隊(duì)列1、進(jìn)程隊(duì)列概念：為了便于管

31、理，經(jīng)常把處于相同狀態(tài)的進(jìn)程鏈接在一起，稱為進(jìn)程隊(duì)列。2、進(jìn)程隊(duì)列分類：(1)就緒隊(duì)列：是指把若干個(gè)等待運(yùn)行的進(jìn)程(就緒進(jìn)程)按一定的次序鏈接起來(lái)的隊(duì)列。(2)等待隊(duì)列：是指把若干個(gè)等待資源或等待某些事件的進(jìn)程按一定的次序鏈接起來(lái)的隊(duì)列。3、隊(duì)列實(shí)現(xiàn)方法：只需將狀態(tài)相同的進(jìn)程控制塊鏈接起來(lái)就可以。鏈接的方式包括單向鏈接和雙向鏈接。4、隊(duì)列管理：是指系統(tǒng)中負(fù)責(zé)進(jìn)程入隊(duì)和出隊(duì)的工作。(1)入隊(duì)：是指一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入到指定的隊(duì)列。A.從隊(duì)首入隊(duì)成為新的隊(duì)首進(jìn)程。B.從隊(duì)尾入隊(duì)成為新的隊(duì)尾進(jìn)程。C.插入到隊(duì)列中某兩個(gè)進(jìn)程之間。(2)出隊(duì)：是指一個(gè)進(jìn)程從所在的隊(duì)列中退出。也存在三種情況。2.1.6進(jìn)程的創(chuàng)建

32、和撤銷1、進(jìn)程創(chuàng)建：當(dāng)系統(tǒng)為一個(gè)程序分配一個(gè)工作區(qū)(存放程序處理的數(shù)據(jù)集)和建立一個(gè)進(jìn)程控制塊后就創(chuàng)建了一個(gè)進(jìn)程。剛創(chuàng)建的進(jìn)程其狀態(tài)為就緒狀態(tài)(若執(zhí)行過(guò)程中還缺少資源可以再將其轉(zhuǎn)為等待狀態(tài))。2、進(jìn)程的撤銷：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程完成了特定的任務(wù)后，系統(tǒng)收回這個(gè)進(jìn)程所占的工作區(qū)和取消該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊，就撤銷了該進(jìn)程。3、原語(yǔ)：是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)用來(lái)完成特定功能且不可中斷的過(guò)程。包括：創(chuàng)建原語(yǔ)、撤銷原語(yǔ)、阻塞原語(yǔ)、喚醒原語(yǔ)。1. “創(chuàng)建”原語(yǔ)：為一個(gè)程序分配一個(gè)工作區(qū)和建立一個(gè)進(jìn)程控制塊，并置該進(jìn)程為就緒狀態(tài)。2. “撤消”原語(yǔ)：一個(gè)進(jìn)程完成工作后，收回它的工作區(qū)和進(jìn)程控制塊。3. “阻塞”原語(yǔ)：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程

33、中發(fā)生等待事件時(shí)，把進(jìn)程狀態(tài)改為等待態(tài)。4. “喚醒”原語(yǔ)：當(dāng)進(jìn)程等待的事件發(fā)生時(shí)，把進(jìn)程的狀態(tài)改為就緒態(tài)。2.1.7進(jìn)程的調(diào)度1、進(jìn)程切換：是指一個(gè)進(jìn)程讓出處理器由另一個(gè)進(jìn)程占用處理器的過(guò)程。引起進(jìn)程切換的事件：(1) 一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變成等待狀態(tài)。(2) 一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變成就緒狀態(tài)。(3) )一個(gè)進(jìn)程完成工作后被撤銷。2、進(jìn)程調(diào)度算法：(4) 先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法(5) 最高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法(6) 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法2.2 線程一、什么是線程1、線程概念：是進(jìn)程中可獨(dú)立執(zhí)行的子任務(wù)。2、線程屬性：(1)每個(gè)線程有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符和一張線程描述表。線程描述表記錄了線程執(zhí)行時(shí)的寄存器和棧等現(xiàn)

34、場(chǎng)狀態(tài)。(2)不同的線程可以執(zhí)行相同的程序，即同一個(gè)服務(wù)程序被不同的用戶調(diào)用時(shí)，操作系統(tǒng)為它們創(chuàng)建成不同的線程。(3)同一進(jìn)程中的各個(gè)線程共享分配給進(jìn)程的主存地址空間。(4)線程是處理器的獨(dú)立調(diào)度單位，多個(gè)線程是可以并發(fā)執(zhí)行的。(5)一個(gè)線程被創(chuàng)建后，便開(kāi)始了它的生命期，直至終止。線程在生命期內(nèi)會(huì)經(jīng)歷等待態(tài)、就緒態(tài)和運(yùn)行態(tài)等各種狀態(tài)變化。3、線程和進(jìn)程的區(qū)別：進(jìn)程是資源分配單位，而線程是調(diào)度和執(zhí)行單位。每個(gè)進(jìn)程都有自己的主存空間，同一個(gè)進(jìn)程中的各線程共享該進(jìn)程的主存空間，進(jìn)程中的所有線程對(duì)進(jìn)程的整個(gè)主存空間都有存取權(quán)限。二、進(jìn)程與線程1、進(jìn)程缺點(diǎn)：(1)每個(gè)進(jìn)程要占用一個(gè)進(jìn)程控制塊和一個(gè)私有的

35、主存區(qū)域，開(kāi)銷較大；(2)進(jìn)程之間的通信必須由通信機(jī)制來(lái)完成，速度較慢；(3)進(jìn)程增多會(huì)給調(diào)度和控制帶來(lái)復(fù)雜性，增加了死鎖的機(jī)會(huì)。2、線程優(yōu)點(diǎn)：(1)創(chuàng)建線程無(wú)須另外分配資源，因而創(chuàng)建線程的速度比創(chuàng)建進(jìn)程的速度快，且系統(tǒng)開(kāi)銷小。(2)線程間的通信在同一地址空間中進(jìn)行，故不需要額外的通信機(jī)制，使通信更簡(jiǎn)便，信息傳遞速度也更快。(3)線程能獨(dú)立執(zhí)行，能充分利用和發(fā)揮處理器與外圍設(shè)備并行工作的能力。2.3 作業(yè)管理一、處理器的兩級(jí)調(diào)度1、作業(yè)調(diào)度：是指從輸入井中選取后備作業(yè)裝入主存儲(chǔ)器的工作。(作業(yè)調(diào)度應(yīng)遵循的必要條件：系統(tǒng)現(xiàn)有的尚未分配的資源可以滿足被選作業(yè)的資源要求。)2、進(jìn)程調(diào)度：是指從就緒進(jìn)

36、程中選取一個(gè)進(jìn)程，讓它占用處理器的工作。-作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的關(guān)系：任何一個(gè)作業(yè)，只有先被作業(yè)調(diào)度選中才有機(jī)會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)處理器，然后僅當(dāng)被進(jìn)程調(diào)度選中時(shí)才能占用處理器。二、作業(yè)的狀態(tài)作業(yè)的狀態(tài)：提交、后備、運(yùn)行(進(jìn)程的三個(gè)狀態(tài))和完成狀態(tài)。三、批處理作業(yè)的調(diào)度算法1、設(shè)計(jì)調(diào)度算法原則09年4月選擇題就考查本知識(shí)點(diǎn)。(1)公平性：對(duì)用戶公平，不能無(wú)故或無(wú)限制地拖延一個(gè)作業(yè)的執(zhí)行。(2)平衡資源使用：盡可能地使系統(tǒng)都處于忙碌。(3)極大的流量：在單位時(shí)間內(nèi)為盡可能多的作業(yè)服務(wù)，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的吞吐能力。2、周轉(zhuǎn)時(shí)間：假定作業(yè)i進(jìn)入輸入井的時(shí)間為Si。若它被選中執(zhí)行，得到計(jì)算結(jié)果的時(shí)間為Ei,那么它的周

37、轉(zhuǎn)時(shí)間就定義為Ti=Ei-Si。3、作業(yè)調(diào)度算法：(1)先來(lái)先服務(wù)算法(2)計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先算法(3)響應(yīng)比高者優(yōu)先算法：響應(yīng)比=等待時(shí)間/計(jì)算時(shí)間。(4)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法(5)均衡調(diào)度算法第3章存儲(chǔ)管理內(nèi)容概要本章介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理的基本概念和方法。主要包括：重定位的概念、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理、可變分區(qū)存儲(chǔ)管理、頁(yè)式存儲(chǔ)管理、單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理和虛擬存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器是可被處理器直接訪問(wèn)的，處理器是按絕對(duì)地址訪問(wèn)主存儲(chǔ)器的。為了使用戶編制的程序能存放在主存儲(chǔ)器的任意區(qū)域執(zhí)行，用戶使用邏輯地址編輯程序，即用戶使用了邏輯上的主存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)管理必須為用戶分配一個(gè)物理上的主存空間，于是就有一個(gè)從

38、邏輯空間到物理空間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。具體地說(shuō)，是要把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址，把這樣的地址轉(zhuǎn)換工作稱為重定位。存儲(chǔ)管理必須合理地分配主存空間，為了避免主存中的各程序相互干擾還必須實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)，為了有效利用主存空間允許多個(gè)作業(yè)工享程序和數(shù)據(jù)，各種存儲(chǔ)管理方式實(shí)現(xiàn)這些功能的方法是不同的，并且都有相應(yīng)的硬件做支持。實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器后，從系統(tǒng)的角度看提高了主存空間的利用率，從用戶的角度看，編制程序不受主存實(shí)際容量的限制。虛擬存儲(chǔ)器的容量由地址結(jié)構(gòu)決定，若地址用n位表示，則虛擬存儲(chǔ)器的最的容量為2no虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)借助于大容量的輔助存儲(chǔ)器（例如磁盤）存放虛存中的實(shí)際信息，操作系統(tǒng)利用程序執(zhí)行在時(shí)間上和空間上的局

39、部性特點(diǎn)把當(dāng)前需要的程序段和數(shù)據(jù)裝入主存儲(chǔ)器，且利用表格（例如頁(yè)表、段表）構(gòu)造一個(gè)用戶的虛擬空間。硬件根據(jù)建立的表格進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換或發(fā)出需進(jìn)行調(diào)度的中斷信號(hào)（例如缺頁(yè)中斷、缺段中斷等）。操作系統(tǒng)處理這些中斷事件時(shí)，選擇一種合適的調(diào)度算法對(duì)主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器中的信息進(jìn)行調(diào)出和裝入，盡可能地避免“抖動(dòng)”。UNIX采用頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理，并把編程序時(shí)用的地址稱為虛擬地址。重點(diǎn)內(nèi)容（一）概述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用多級(jí)存儲(chǔ)體系。這個(gè)存儲(chǔ)體系主要包括主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器和寄存器。為了提高處理器的利用率和系統(tǒng)的工作效率，主存儲(chǔ)器中經(jīng)常存放多個(gè)程序和數(shù)據(jù)。許多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用二級(jí)存儲(chǔ)的辦法，利用輔

40、助存儲(chǔ)器提供的大容量存儲(chǔ)空間，存放準(zhǔn)備運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，當(dāng)需要時(shí)或主存空間允許時(shí)，隨時(shí)將它們讀入主存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)管理是對(duì)主存空間的用戶區(qū)進(jìn)行管理，其目的是盡可能地方便用戶和提高主存空間的利用率。具體地說(shuō)，存儲(chǔ)管理的功能如下：1 .主存空間的分配與回收。（分配回收）2 .實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換。（地址映射）3 .主存空間的共享與保護(hù)。（共享保護(hù)）4 .主存空間的擴(kuò)充。（主存擴(kuò)充）（二）重定位絕對(duì)地址：主存空間的地址編號(hào)。與絕對(duì)地址對(duì)應(yīng)的主存空間稱為物理地址空間。相對(duì)地址：用戶程序中使用的地址。與相對(duì)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間稱為邏輯地址空間。為了保證作業(yè)的正確執(zhí)行，必須根據(jù)分配給作業(yè)的主存空間對(duì)作業(yè)中指令和數(shù)據(jù)的存

41、放地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即要把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址。把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址的工作稱為重定位或地址轉(zhuǎn)換。重定位的方式可以有靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位兩種。（三）單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理這是一種最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理方式，系統(tǒng)是將整個(gè)主存空間除了給操作系統(tǒng)劃分出一塊空間外，其余部分的空間都分配給一個(gè)作業(yè)使用。個(gè)人計(jì)算機(jī)可采用此種管理方法，它不適宜多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)。如果作業(yè)的邏輯地址空間大于用戶區(qū)，采用覆蓋技術(shù)可以把作業(yè)裝入主存儲(chǔ)器中。某些系統(tǒng)還采用對(duì)換技術(shù)讓多個(gè)進(jìn)程輪流進(jìn)入內(nèi)存，這種技術(shù)多用于分時(shí)系統(tǒng)，隨著進(jìn)程調(diào)度，將內(nèi)存中的進(jìn)程暫時(shí)移到外存，而把外存中某一進(jìn)程換進(jìn)內(nèi)存。（四）固定分區(qū)存儲(chǔ)管理其基本思想是將內(nèi)存劃分成

42、若干個(gè)固定大小的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)中最多只能裝入一個(gè)作業(yè)。當(dāng)作業(yè)申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)按一定的算法為其選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)，并裝入內(nèi)存運(yùn)行。由于分區(qū)大小是事先固定的，因而可容納作業(yè)的大小受到限制，而且當(dāng)用戶作業(yè)的地址空間小于分區(qū)的存儲(chǔ)空間時(shí)，容易造成存儲(chǔ)空間浪費(fèi)。1 .主存空間的分配與回收系統(tǒng)設(shè)置一張“分區(qū)分配表”來(lái)描述各分區(qū)的使用情況。登記的內(nèi)容應(yīng)包括：分區(qū)號(hào)、起始地址、長(zhǎng)度和占用標(biāo)志。其中占用標(biāo)志為“0”時(shí)，表示目前該分區(qū)空閑；否則登記占用作業(yè)名(或作業(yè)號(hào))。有了“分區(qū)分配表”，空間分配與回收工作是比較簡(jiǎn)單的。2 .地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)固定分區(qū)管理可以采用靜態(tài)重定位方式進(jìn)行地址映射。為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)，處

43、理器設(shè)置了一對(duì)“下限寄存器”和“上限寄存器”。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)裝入主存儲(chǔ)器的作業(yè)能夠得到處理器運(yùn)行時(shí)，進(jìn)程調(diào)度應(yīng)記錄當(dāng)前運(yùn)行作業(yè)所在的分區(qū)號(hào)，且把該分區(qū)的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器。處理器執(zhí)行該作業(yè)的指令時(shí)必須核對(duì)其要訪問(wèn)的絕對(duì)地址是否越界。(五)可變分區(qū)存儲(chǔ)管理可變分區(qū)存儲(chǔ)管理不是預(yù)先將主存劃分分區(qū)，而是在作業(yè)轉(zhuǎn)入主存時(shí)建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的存儲(chǔ)空間相等。這種處理方式使內(nèi)存分配有較大的靈活性，也提高了內(nèi)存利用率。但是隨著對(duì)內(nèi)存不斷地分配、釋放操作會(huì)引起存儲(chǔ)碎片的產(chǎn)生。1 .主存空間的分配與回收采用可變分區(qū)存儲(chǔ)管理，系統(tǒng)中的分區(qū)個(gè)數(shù)與分區(qū)的大小都在不斷地變化，系

44、統(tǒng)利用“空閑區(qū)表”來(lái)管理內(nèi)存中的空閑分區(qū)，其中登記空閑區(qū)的起始地址、長(zhǎng)度和狀態(tài)。當(dāng)有作業(yè)要進(jìn)入內(nèi)存時(shí)，在“空閑區(qū)表”中查找狀態(tài)為“未分配”且長(zhǎng)度大小或等于作業(yè)的空閑分區(qū)分配給作業(yè)，并做適當(dāng)調(diào)整；當(dāng)一個(gè)作業(yè)運(yùn)行完成時(shí)，應(yīng)將該作業(yè)占用的空間作為空閑區(qū)歸還給系統(tǒng)?？梢圆捎米钕冗m應(yīng)算法、最優(yōu)適應(yīng)算法和最壞適應(yīng)算法三種分配策略之一進(jìn)行內(nèi)存分配。2 .地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)可變分區(qū)存儲(chǔ)管理一般采用動(dòng)態(tài)重定位的方式。為實(shí)現(xiàn)地址重定位和存儲(chǔ)保護(hù)，系統(tǒng)設(shè)置了相應(yīng)的硬件；基址/限長(zhǎng)寄存器(或上界/下界寄存器)、加法器、比較線路等。基地寄存器用來(lái)存放程序在內(nèi)存的起始地址，限長(zhǎng)寄存器用來(lái)存放程序的長(zhǎng)度。處理器在執(zhí)行時(shí)，用

45、程序中的相對(duì)地址加上基址寄存器中的基地址，形成一個(gè)絕對(duì)地址，并將相對(duì)地址與限長(zhǎng)寄存器進(jìn)行計(jì)算比較，檢查是否發(fā)生地址越界。3 .移動(dòng)技術(shù)所謂移動(dòng)是指把作業(yè)從一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域移到另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的工作。采用移動(dòng)技術(shù)有兩個(gè)目的：(1)集中分散的空閑區(qū)；(2)便于作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充主存。移動(dòng)可集中分散的空閑區(qū)，提高主存空間的利用率。移動(dòng)也為作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充主存空間提供了方便。但是采用移動(dòng)技術(shù)時(shí)必須注意下列問(wèn)題：(1)移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷；(2)移動(dòng)是有條件的。所以，在采用移動(dòng)技術(shù)的系統(tǒng)中，應(yīng)盡可能地減少移動(dòng)，以降低系統(tǒng)開(kāi)銷，提高系統(tǒng)效率。為此可改變作業(yè)裝入主存儲(chǔ)器的方式來(lái)達(dá)到減少移動(dòng)的目的。(六)頁(yè)式存儲(chǔ)管理1 .基本

46、原理頁(yè)式存儲(chǔ)管理是把主存儲(chǔ)器分成大小相等的許多區(qū)，每個(gè)區(qū)稱為一塊。采用分頁(yè)式存儲(chǔ)管理時(shí)，相對(duì)地址由兩部分組成；頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址。在進(jìn)行存儲(chǔ)空間分配時(shí)，總是以塊為單位進(jìn)行分配。頁(yè)式存儲(chǔ)管理必須解決兩個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：第一，怎樣知道主存儲(chǔ)器上哪些塊已被占用，哪些塊是空閑的；第二，作業(yè)信息被分散存放后如何保證作業(yè)的正確執(zhí)行。2 .頁(yè)式主存空間的分配與回收采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理，可用一張“位示圖”來(lái)構(gòu)成主存分配表。進(jìn)行主存分配時(shí)，先查空閑塊數(shù)能否滿足作業(yè)要求。若不能滿足，則作業(yè)不能裝入。作業(yè)執(zhí)行結(jié)束后，應(yīng)收回作業(yè)所占的主存塊。3 .頁(yè)表和地址轉(zhuǎn)換當(dāng)主存中空閑塊數(shù)能滿足作業(yè)要求時(shí)，存儲(chǔ)管理就找出這些空閑塊分配給作業(yè)

47、，同時(shí)為作業(yè)建立一張頁(yè)表，指出相對(duì)地址中頁(yè)號(hào)與主存中塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁(yè)式存儲(chǔ)管理采用動(dòng)態(tài)重定位的方式裝入作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行時(shí)由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)來(lái)完成從相對(duì)地址到絕對(duì)地址的轉(zhuǎn)換工作。頁(yè)表是進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換的依據(jù)。利用高速緩沖存儲(chǔ)器存放頁(yè)表的一部分，把存放在高速緩沖存儲(chǔ)器中的部分頁(yè)表稱為快表。采用快表后，使得地址轉(zhuǎn)換的時(shí)間大大下降。（七）虛擬存儲(chǔ)管理虛擬存儲(chǔ)器實(shí)際上是為擴(kuò)大主存容量而采用的一種管理技巧。采用虛擬存儲(chǔ)有兩個(gè)好處，第一，使主存空間能充分地被利用；第二，從用戶的角度來(lái)看，好象計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供了容量很大的主存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器的工作原理：把作業(yè)信息保留在磁盤上，當(dāng)要求裝入時(shí)，只將其中一部分先裝入主存

48、儲(chǔ)器，作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中，若要訪問(wèn)的信息不在主存中，則再設(shè)法把這些信息裝入主存。頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)是借助大容量輔助存儲(chǔ)器（如磁盤）存放虛存中的實(shí)際信息，操作系統(tǒng)利用程序執(zhí)行時(shí)在時(shí)間上和空間上的局部性特點(diǎn)，把當(dāng)前需要用的程序段和數(shù)據(jù)裝入主存儲(chǔ)器。且利用表格（如頁(yè)表）為用戶構(gòu)造一個(gè)虛擬空間（對(duì)不在主存的信息，指出存放在輔助存儲(chǔ)器中的位置）。硬件根據(jù)操作系統(tǒng)建立的表格進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所要訪問(wèn)的信息不在主存儲(chǔ)器中時(shí)，發(fā)出需要調(diào)度的中斷信號(hào)（如缺頁(yè)中斷）。操作系統(tǒng)處理這個(gè)中斷事件時(shí)，選擇一種好的調(diào)度算法對(duì)主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器中的信息進(jìn)行高效調(diào)度，盡可能避免“抖動(dòng)”。頁(yè)面調(diào)度算法有最佳調(diào)度算法、最近最不

49、經(jīng)常使用調(diào)度算法等。先進(jìn)先出調(diào)度算法、最近最久未使用調(diào)度算法、3.1 概述一、存儲(chǔ)器的的三級(jí)結(jié)構(gòu)利用輔助存儲(chǔ)器提供的大容量存儲(chǔ)空間，存放準(zhǔn)備運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，當(dāng)需要時(shí)或主存空間允許時(shí)，隨時(shí)將它們讀入主存儲(chǔ)器。1、存儲(chǔ)器的三級(jí)結(jié)構(gòu)：高速緩存（cache）、主存和輔存。2、高速緩存：解決CPU1存儲(chǔ)器的速度不匹配，是用時(shí)間換空間的技術(shù)。高速緩存是電流式，由晶體管組成（二級(jí)管和三級(jí)管），會(huì)使用溫度升高，影響數(shù)據(jù)的正確性。主存是電壓式，由電容器構(gòu)成，溫度低，便于增加密度，但速度慢。3、輔存：解決主存空間的不足，是用空間換時(shí)間的技術(shù)。二、存儲(chǔ)管理的功能1、主存儲(chǔ)器空間劃分：（1）系統(tǒng)區(qū)：用來(lái)存放操作系統(tǒng)

50、與硬件的接口信息、操作系統(tǒng)的管理信息和程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序等。（2）用戶區(qū)：用來(lái)存放用戶的程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)管理是對(duì)主存空間的用戶區(qū)進(jìn)行管理，其目的是盡可能地方便用戶和提高主存空間的利用率。具體地說(shuō)，存儲(chǔ)管理的功能如下：1 .主存空間的分配與回收。（分配回收）2 .實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換。（地址映射）3 .主存空間的共享與保護(hù)。（共享保護(hù)）4 .主存空間的擴(kuò)充。（主存擴(kuò)充）三、地址重定位1 .絕對(duì)地址和相對(duì)地址絕對(duì)地址：主存空間的地址編號(hào)。與絕對(duì)地址對(duì)應(yīng)的主存空間稱為物理地址空間。相對(duì)地址：用戶程序中使用的地址。與相對(duì)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間稱為邏輯地址空間。（用戶作業(yè)都從“0”地址開(kāi)始往下編寫(xiě)）為了保證作業(yè)的正確

51、執(zhí)行，必須根據(jù)分配給作業(yè)的主存空間對(duì)作業(yè)中指令和數(shù)據(jù)的存放地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即要把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址。把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址的工作稱為重定位或地址轉(zhuǎn)換。重定位的方式可以有靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位兩種。2 .重定位的方式(1)重定位：也稱地址轉(zhuǎn)換，是指把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址的工作。(分為靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位)(2)靜態(tài)重定位：地址轉(zhuǎn)換的時(shí)刻在入主存儲(chǔ)器時(shí)。(在作業(yè)裝入主存時(shí)，一次性完成地址重定位，用軟件完成)。(3)動(dòng)態(tài)重定位：地址轉(zhuǎn)換的時(shí)刻在入處理器時(shí)(在指令執(zhí)行過(guò)程中重定位，需要硬件與軟件相結(jié)合)。-動(dòng)態(tài)重定位支持程序浮動(dòng)，即作業(yè)執(zhí)行時(shí)，被改變了存放區(qū)域的作業(yè)仍然能正確執(zhí)行。而采用靜態(tài)重

52、定位時(shí)，由于裝入主存儲(chǔ)器的作業(yè)信息已經(jīng)都是用絕對(duì)地址指示，故作業(yè)在執(zhí)行過(guò)程中時(shí)不能移動(dòng)位置的。3.2連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式3.2.1 單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理方式一、存儲(chǔ)空間的分配1、主存空間劃分：系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)。2、存儲(chǔ)空間分配方法：處理器中設(shè)置一個(gè)界限寄存器，存放當(dāng)前可供用戶使用的主存區(qū)域的起始地址。作業(yè)入主存儲(chǔ)器時(shí)總是存放到由界限寄存器指示的起始地址開(kāi)始往下存儲(chǔ)。3、重定位：采用靜態(tài)重定位方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，即在作業(yè)裝入主存時(shí)，由裝入程序完成地址轉(zhuǎn)換。裝入程序只要把界限寄存器的值加到相對(duì)地址上就可完成地址轉(zhuǎn)換。4、存儲(chǔ)保護(hù)：主存最大地址=絕對(duì)地址=界限地址，成立則可執(zhí)行，否則有地址錯(cuò)誤，形成“地址

53、越界”的程序性中斷事件。5、缺點(diǎn)：(1)當(dāng)作業(yè)執(zhí)行中出現(xiàn)了某個(gè)等待事件(如訪問(wèn)外設(shè))時(shí)，處理器就處于空閑狀態(tài)，不能被利用。(CP困用率低)(2) 一個(gè)作業(yè)獨(dú)占主存中的用戶區(qū)，當(dāng)主存中有空閑區(qū)域時(shí)，也不能被其他作業(yè)利用，降低了主存空間的利用率。(主碳利用率低)(3)外圍設(shè)備也不能充分被利用。(外設(shè)利用率低，外設(shè)不能與CP訴行工作)二、覆蓋技術(shù)1、將作業(yè)劃分成若干段，其中有一個(gè)主程序段是作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中經(jīng)常要用到的信息，而其他輔程序段是不會(huì)同時(shí)工作的。2、主程序段入駐留區(qū)；其他輔程序段輪流入覆蓋區(qū)。三、對(duì)換技術(shù)在分時(shí)系統(tǒng)中，單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理可用對(duì)換方式讓多個(gè)用戶的作業(yè)輪流進(jìn)入主存儲(chǔ)器執(zhí)行。系統(tǒng)中必

54、須要有一個(gè)大容量的高速輔助存儲(chǔ)器，多個(gè)用戶的作業(yè)信息都被保留在磁盤上，把一個(gè)作業(yè)先裝入主存儲(chǔ)器讓它執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行中出現(xiàn)等待事件或用完一個(gè)時(shí)間片時(shí)，把該作業(yè)從存儲(chǔ)器換出，再把由調(diào)度程序選中的另一個(gè)作業(yè)換入到主存儲(chǔ)器中。四、擴(kuò)展知識(shí)1、計(jì)算機(jī)啟動(dòng)的四大模塊(1)基本輸入輸出模塊(主板BIOSK片)(2) IO.SYS輸入輸出模塊(3) MSDOS.SYS!#管理模塊(核心)(4) COMMAND.COM處理模擬(人機(jī)交互的接口)2、計(jì)算機(jī)啟動(dòng)變慢的原因(1)虛擬內(nèi)存文件(pagefile.sys)中垃圾信息太多(2)啟動(dòng)加載項(xiàng)太多，特別是殺毒軟件(實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工具)加載多個(gè)(3)硬盤碎片太多。3、主存空

55、間大小=物理內(nèi)存大小+各分區(qū)上虛擬內(nèi)存大小之和3.2.2固定分區(qū)存儲(chǔ)管理一、基本原理為解決主存空間利用率低和cpiJ用率低及外外設(shè)的利用低，而引入固定分區(qū)存儲(chǔ)管理。這種分區(qū)存儲(chǔ)管理與多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)一起出現(xiàn)。將主存儲(chǔ)器中可分配的用戶區(qū)域預(yù)先劃分成若干個(gè)連續(xù)區(qū)，每個(gè)連續(xù)區(qū)成為一個(gè)分區(qū)。每個(gè)分區(qū)的大小可以相同，也可以不同。每個(gè)分區(qū)僅可用來(lái)裝入一個(gè)作業(yè)，但不允許在一個(gè)分區(qū)中同時(shí)裝入多個(gè)作業(yè)。二、主存空間的分配與回收系統(tǒng)設(shè)置一張“分區(qū)分配表”，用來(lái)說(shuō)明各分區(qū)的分配和使用情況。表中指出各分區(qū)的起始地址和長(zhǎng)度，并為每個(gè)分區(qū)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位。當(dāng)標(biāo)志位為“0”時(shí)表示分區(qū)空閑，當(dāng)標(biāo)志位非“0”時(shí)表示分區(qū)已被占用。三、地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)1、地址轉(zhuǎn)換：采用靜態(tài)重定位方式。2、存儲(chǔ)保護(hù)：處理器設(shè)置一對(duì)寄存器，即“下限寄存器”和“上限寄存器”用來(lái)存放當(dāng)前進(jìn)程所對(duì)應(yīng)分區(qū)的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器。下限地址=絕對(duì)地址=上限地址成立則執(zhí)行，否則產(chǎn)生“地址越界”中斷。四、缺點(diǎn)出現(xiàn)了“內(nèi)零頭”，又稱碎片，是指主存中無(wú)法被利用的小空閑區(qū)。3.2.3可變分區(qū)存儲(chǔ)管理一、主存空間的分配與回收1、為解決內(nèi)零頭問(wèn)題而引入可變分區(qū)存儲(chǔ)管理。2、分區(qū)的劃分：系統(tǒng)初始啟動(dòng)時(shí)，主存儲(chǔ)器中除操作系統(tǒng)占用部分外，把整個(gè)用戶區(qū)看做一個(gè)大的空閑區(qū)。當(dāng)有作業(yè)要裝入主存儲(chǔ)器時(shí)，根據(jù)作業(yè)對(duì)主存空間的需要量，從空閑區(qū)中劃出