統(tǒng)考02326操作系統(tǒng)筆記

1、第一章引論第一節(jié)什么是操作系統(tǒng)(識記).計算機系統(tǒng)定義：是按用戶的要求接收和存儲信息，自動進行數(shù)據(jù)處理并輸由結(jié)果信心的系統(tǒng).計算機系統(tǒng)構(gòu)成：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng).硬件系統(tǒng)組成：中央處理器(CPU),主存儲器，輔助存儲器，各種輸入/輸 由設(shè)備二.操作系統(tǒng).操作系統(tǒng)定義：是一種管理計算機系統(tǒng)資源，控制程序執(zhí)行，改善 人機界面和為其它軟件提供支持的系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)的兩個主要設(shè)計 原則.能使得計算機系統(tǒng)使用方便.能使得計算機高效的工作第二節(jié)操作系統(tǒng)的形成.控制臺：早期，程序的裝入，調(diào)試以及控制程序的運行都是程序員通過 控制臺上的開關(guān)來實現(xiàn).原始匯編系統(tǒng)：用匯編語言編寫的程序稱為源程序，它不能直接在機器

2、上執(zhí)行，只有通過匯編語言解釋程序把源程序轉(zhuǎn)換成用機器指令序列 表示的目標(biāo)程序后才能在計算機上運行.設(shè)備驅(qū)動程序：是最原始的操作系統(tǒng).是一種控制設(shè)備工作的程序.管理程序：是初級的操作系統(tǒng).是一種能對計算機硬件和軟件進行管理 和調(diào)度的程序.操作系統(tǒng)：采用了 SPOOLING勺處理形式SPOOLING稱”斯普林”.從本質(zhì)上說，SPOOLIN闔把磁盤作為一個 巨大的緩沖器.在一個計算問題開始之前，把計算所需要的程序和數(shù) 據(jù)從讀卡機或其它輸入設(shè)備上預(yù)先輸入到磁盤上讀取程序和數(shù)據(jù)，同樣，對于計算的結(jié)果也是先在磁盤上緩沖存放，待計算完成后，再從打印機上打印由該計算問題的所有計算結(jié)果第三節(jié)操作系統(tǒng)的基本類型按

3、照操作系統(tǒng)提供的服務(wù)進行分類 ，可分為批處理操作系統(tǒng)，分時操作 系統(tǒng)，實時操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)，多機操作系統(tǒng)和 嵌入式操作系統(tǒng)等.其中批處理操作系統(tǒng)，分時操作系統(tǒng)，實時操作系 統(tǒng)是基本的操作系統(tǒng)一 批處理操作系統(tǒng) TOC o 1-5 h z .定義：用戶為作業(yè)準(zhǔn)備好程序和數(shù)據(jù)后，再寫一份控制作業(yè)執(zhí)行的說 明書.然后把作業(yè)說明書連同相應(yīng)的程序和數(shù)據(jù)一起交給操作員.操作員將收到一批作業(yè)的有關(guān)信息輸入到計算機系統(tǒng)中等待處理，由操作系統(tǒng)選擇作業(yè)，并按其操作說明書的要求自動控制作業(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.分類批處理單道系統(tǒng)：一次只選擇一個作業(yè)裝入計

4、算機系統(tǒng)的主存儲器 運行.批處理多道系統(tǒng)：允許多個作業(yè)同時裝入主存儲器 ，使中央處理器輪流 的執(zhí)行各個作業(yè)，各個作業(yè)可以同時使用各自所需要的外圍設(shè)備3.批處理多道系統(tǒng)優(yōu)點多道作業(yè)并行減少了處理器的空閑時間，既提高了處理器的利用率作業(yè)調(diào)度可以按一定的組合選擇裝入主存儲器的作業(yè)，只要搭配合理作業(yè)執(zhí)行過程中，不再訪問低速的設(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)行時間，使單位時間內(nèi)的處理能力得到提 高作業(yè)成批輸入，自動選擇和控制i作業(yè)執(zhí)行，減少了人工操作時間和 作業(yè)交接時間，有利于提高系統(tǒng)的吞吐率分時操作系統(tǒng).定義：能使用戶通過與計算機相連的終端來使用計算機系統(tǒng)，允許多個用戶同時與計

5、算機系統(tǒng)進行系列的交互，并使得每個用戶感到好像自己獨占一臺支持自己請求服務(wù)的計算機系統(tǒng).具有這種功能的操作系統(tǒng)稱為分時操作系統(tǒng)，簡稱分時系統(tǒng).分時技術(shù)：既把CPU時間劃分成許多時間片，每個終端用戶每次可以 使用一個由時間片規(guī)定的 CPU時間.這樣，多個用戶就輪流的使用CPLM間,如果某個用戶在規(guī)定的一個時間片內(nèi)還沒有完成它的全部 工作，這時也要把CP51給其他用戶，等待下一輪再使用一個時間片 的時間，循環(huán)輪轉(zhuǎn)，直至結(jié)束.分時系統(tǒng)主要特點：同時性.允許多個終端用戶同時使用一個計算機系統(tǒng)獨立性：用戶在各自的終端上請求系統(tǒng)服務(wù)，彼此才立，互不干擾及時性：對用戶的請求能在較短的時間內(nèi)給由應(yīng)答交互性：采

6、用人機對話的方式工作實時操作系統(tǒng)定義：能使計算機系統(tǒng)接受到外部信息后及時處理 ，并且在嚴格的規(guī) 定時間內(nèi)處理結(jié)束，再給由反饋信號的操作系統(tǒng)稱為實時操作系統(tǒng) ， 簡稱為實時系統(tǒng).設(shè)計實時系統(tǒng)注意點要及時響應(yīng)，快速處理實時系統(tǒng)要求高可靠性和安全性，不強求系統(tǒng)資源的利用率第四節(jié)操作系統(tǒng)的發(fā)展.單用戶微機操作系統(tǒng)：是指早期的微型計算機上運行的操作系統(tǒng)每 次只允許一個用戶使用計算機.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：為計算機網(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)把計算機網(wǎng)絡(luò)中各臺計算機系統(tǒng)有機的聯(lián)合起來，為用戶提供一種統(tǒng)一，經(jīng)濟而有效的使用各臺計算機系統(tǒng)的方法，可使各臺計算機系統(tǒng)相互間傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各臺計算機系統(tǒng)

7、之間的通信以 及網(wǎng)絡(luò)中各種資源的共享.分布式操作系統(tǒng)：為分布式計算機系統(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)中若干計算機相互協(xié)作完成一 個共同的任務(wù)，或者說把一個計算問題可以分成若干個子計算，每個子計算可以在計算機系統(tǒng)中的各計算機上并行執(zhí)行.多機操作系統(tǒng)：為多處理器系統(tǒng)配置的操作系統(tǒng)稱為多機操作系統(tǒng).嵌入式操作系統(tǒng)：是指運行在嵌入式系統(tǒng)中對各種部件，裝置等資源進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，處理和控制的系統(tǒng)軟件（主要特點是微型化和實時性）第五節(jié)Unix操作系統(tǒng)簡介.誕生Unix的第一個版本 version 1是AT&TT心司下屬的Bell實驗室 里兩位程序員 Ken Thompson和De

8、nnis Ritchie 憑興趣和愛好1969 年在一臺閑置的 PDP-7上開發(fā)的.特點Unix是一個交互式的分時操作系統(tǒng)Unix系統(tǒng)的源代碼公開第六節(jié)操作系統(tǒng)的功能.操作系統(tǒng)的功能:（從資源管理的角度來分）處理器管理：對CPU行管理存儲管理：對主存儲器進行管理文件管理：通過對磁盤進行管理，實現(xiàn)對軟件資源進行管理設(shè)備管理：對各類輸入.輸由設(shè)備進行管理.操作系統(tǒng)為用戶提供的使用接口程序員接口 ：通過”系統(tǒng)調(diào)用使用操作系統(tǒng)功能（開發(fā)者）操作員接口 ：通過操作控制命令提由控制要求.第二章計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介第一節(jié)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一層次結(jié)構(gòu).計算機系統(tǒng)構(gòu)成：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)構(gòu)成：中央處理器（cp

9、u）,存儲器，輸入，輸由控制系統(tǒng)和各種輸入/輸由設(shè)備軟件系統(tǒng)組成：系統(tǒng)軟件，支撐軟件，應(yīng)用軟件.層次結(jié)構(gòu)：最內(nèi)層是硬件系統(tǒng)，最外層是使用計算機系統(tǒng)的人，人與硬件系統(tǒng)之間是軟件系統(tǒng).軟件系統(tǒng)又依次為系統(tǒng)軟件-支撐軟件應(yīng)用軟件二.系統(tǒng)工作框架.引導(dǎo)程序：進行系統(tǒng)初始化，把操作系統(tǒng)中的核心程序裝入主存儲器 并讓操作系統(tǒng)的核心程序占用處理器執(zhí)行.操作系統(tǒng)核心程序：完成自身的初始工作后開始等待用戶從鍵盤或 鼠標(biāo)輸入命令，每接受一條命令就對該命令進行處理第二節(jié)硬件環(huán)境.cpg外設(shè)的并行工作在現(xiàn)代的通用計算機系統(tǒng)中,為提高計算機的工作效率，均允許中 央處理器和外設(shè)并行工作.當(dāng)執(zhí)行到一條啟動外設(shè)的指令時，就按

10、指 令中給定的參數(shù)啟動指定的設(shè)備，并把控制移交給輸入/輸由控制系統(tǒng)，由輸入/輸由控制系統(tǒng)控制外圍設(shè)備與主存儲器之間的信息傳送 外圍設(shè)備獨立工作，不再需要中央處理器干預(yù)，于是中央處理器可繼 續(xù)執(zhí)行其它程序.存儲體系.寄存器：是處理器的組成部分，用來存放處理器的工作信息.存取速度快，但造價高.通用寄存器：存放參加運算的操作數(shù).指令的運算結(jié)構(gòu)等指令寄存器：存放當(dāng)前從主存儲器讀生的指令控制寄存器：存放控制信息以保證程序的正確執(zhí)行和系統(tǒng)的安全程序狀態(tài)字寄存器：存放當(dāng)前程序執(zhí)行時的狀態(tài).中斷字寄存器：記錄由現(xiàn)的事件基址寄存器：設(shè)定程序執(zhí)行時可訪問的主存空間的開始地址限長寄存器：設(shè)定程序執(zhí)行時可訪問的主存空

11、間的長度.主存儲器：以字節(jié)為單位進行編址.主存儲器容量較大，能被處理 器直接訪問，但斷電會丟失數(shù)據(jù).高速緩沖存儲器：也稱cache,位于處理器和主存儲器之間起到縮短 存儲時間和緩沖存儲的作用.輔助存儲器：最常用的輔助存儲器有磁盤和磁帶.優(yōu)點是容量大且能 永久保存信息，但不能被中央處理器直接訪問.三.保護措施一般是硬件提供保護手段和保護裝置，操作系統(tǒng)利用這些設(shè)施配合硬件實現(xiàn)保護.指令分類特權(quán)指令：不允許用戶程序中直接執(zhí)行的指令.如：啟動i/o,設(shè)置時鐘，設(shè)置控制器等非特權(quán)指令：允許用戶程序中直接執(zhí)行的指令.cpu工作狀態(tài)管態(tài)：可執(zhí)行包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切機器指令.一般是操作系統(tǒng)程序占用中央處理器

12、時,cpu處于管態(tài)目態(tài)：不允許執(zhí)行特權(quán)指令.一般是用戶程序占用中央處理器時,CPU處于目態(tài).存儲保護：不同的存儲管理方式有不同的實現(xiàn)保護方法，如可變分區(qū)存儲管理方式中：基址寄存器的值 =訪問地址 =絕對地址 =界限地址，成立即可執(zhí) 行，否則有地址錯誤，形成“地址越”的程序性中斷事件.缺點當(dāng)作業(yè)執(zhí)行中由現(xiàn)了某個等待事件時，處理器就處于空閑狀態(tài)不能被利用.一個作業(yè)獨占主存中的用戶區(qū)，當(dāng)主存中有空閑區(qū)域時，也不能被其它作業(yè)利用，降低了主存空間的利用率.外圍設(shè)備也不能充分被利用.二.覆蓋技術(shù).將作業(yè)劃分稱若干段，其中有一個主段是作業(yè)執(zhí)行過程中經(jīng)常要用 到的信息，而其它段是不會同時工作的.主段駐留區(qū)：其

13、它段輪流入覆蓋區(qū)三對換技術(shù)在分時系統(tǒng)中，單用戶連續(xù)存儲管理可用兌換方式讓多個用戶的作業(yè) 輪流進入主存儲器執(zhí)行，系統(tǒng)中必須要有一個大容量的高速輔助緩沖 器,多個用戶的作業(yè)信息都被保留在磁盤上，把一個作業(yè)先裝入主存儲器讓它執(zhí)行.當(dāng)執(zhí)行中由現(xiàn)等待事件或用完成一個時間片時，把該作業(yè)從主存儲器換由,再把由調(diào)度程序選中的另一個作業(yè)換入到主存儲器 中.第四節(jié)固定分區(qū)存儲管理一,基本原理將主存儲器中可分配的用戶區(qū)域預(yù)先劃分成若干個連續(xù)區(qū)，每個分區(qū)的大小可以相同，也可以不同.每個分區(qū)可用來裝入一個作業(yè) ，但 不允許在一個分區(qū)同時裝入多個作業(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”，用來說明各分區(qū)的分

14、配和使用情況.表中指由各分區(qū)的起始地址和長度 ，并為每個分區(qū)設(shè)置一個標(biāo)志 位.當(dāng)標(biāo)志位為0時表示分區(qū)空閑，當(dāng)標(biāo)志位為非0是表示分區(qū)被占 用三.地址轉(zhuǎn)換和存儲保護.地址轉(zhuǎn)換：采用靜態(tài)重定位方式.存儲保護：處理器設(shè)置一對寄存器，既下限寄存器和上限寄存器用來存放當(dāng)前進程所對應(yīng)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 =絕對地址 =上限地址，成立則執(zhí)行.否 則產(chǎn)生地址越界中斷第五節(jié)可變分區(qū)存儲管理一. 主存空間的分配與回收.分區(qū)的劃分：系統(tǒng)初始啟動時，主存儲器中除操作系統(tǒng)占用部分外，把整個用戶區(qū)看做一個大的空閑區(qū).當(dāng)有作業(yè)要裝入主存儲器時，根據(jù)作業(yè)對主存空間的需要量 ，從空閑區(qū)中劃

15、由一個與作業(yè)長度一致的分 區(qū)來裝入作業(yè)，剩余部分仍為空閑區(qū).主存空間的分配算法：分區(qū)分配表由兩張表格組成 ，一張是已分配區(qū)表”，另一張是”空閑區(qū)表”.常用的分配算法：最先適應(yīng)分配算法最優(yōu)適應(yīng)分配算法：按作業(yè)要求從所有的空閑中挑選一個能滿足作 業(yè)要求的最小空閑區(qū)，這樣可保證不去分割一個更大的區(qū)域，使裝入大作業(yè)時比較容易得到滿足 .最壞適應(yīng)分配算法：這種算法總是挑選一個最大的空間分割一部分 給作業(yè)使用，使剩下的部分不至于太小，仍可供分配使用.主存空間的回收算法：歸還區(qū)有下鄰空閑區(qū)；歸還區(qū)有上鄰空閑區(qū)； 歸還區(qū)既有上鄰空閑區(qū)又有下鄰空閑區(qū) ；歸還區(qū)既無上鄰區(qū)又無下鄰 空閑區(qū).二，地址轉(zhuǎn)換和存儲保護.

16、地址轉(zhuǎn)換：采用動態(tài)重定位.作業(yè)執(zhí)行過程中，每當(dāng)取由一條指令 后,就把該指令中的相對地址與基址寄存器的內(nèi)容相加得到絕對 地址.存儲保護：基址寄存器內(nèi)容 =絕對地址 二限長寄存器內(nèi)容，成立則 執(zhí)行，否則產(chǎn)生地址越界”中斷三，移動技術(shù).移動：把作業(yè)從一個存儲區(qū)域移動到另一個存儲區(qū)域的工作稱為移動.目的：集中分散的空閑去，便于作業(yè)動態(tài)擴充主存.注意事項：移動會增加系統(tǒng)開銷，移動是有條件的.第六節(jié)頁式存儲管理. 基本原理.基本原理：把主存儲器分成大小相等的許多區(qū)，每個區(qū)稱為一塊.與次對應(yīng)，編程程序的相對地址也分成頁，頁的大小與塊的大小相等.相對地址構(gòu)成：頁號和頁內(nèi)地址.存儲空間分配與回收可用一張主存分配

17、表來記錄已分配的塊和尚未分配的塊以及當(dāng)前剩 余的空閑塊數(shù).由于塊的大小是固定的，所以主存分配表可簡化為一 張”位示圖”，用0表示對應(yīng)塊為空閑,1則為占用.頁表和地址轉(zhuǎn)換.頁表：每個作業(yè)一張頁表，用來指由相對地址中頁號和主存中塊 號的對應(yīng)關(guān)系.地址轉(zhuǎn)換：采用動態(tài)重定位方式.每執(zhí)行一條指令時，都要由地址 轉(zhuǎn)換機構(gòu)按相對地址中的頁號查頁表 ，得到該頁對應(yīng)的主存塊號，再 按相對地址中的業(yè)內(nèi)地址換算儲欲訪問的主存單元的絕對地址，計算辦法：絕對地址=塊號*塊長+業(yè)內(nèi)地址將塊號作為絕對地址的高位，將業(yè)內(nèi)地址作為絕對地址的低位，即 可形成絕對地址（因為分塊和分頁大小是一致的）.3.塊表：頁表缺點：需兩次訪問主

18、存.第一次按頁號讀生頁表中對應(yīng)的塊號;第二次按計算由來的絕對地址訪問主存.快表：是指存放在高速緩沖存儲器中的部分頁表.把存放塊表的高速緩沖存儲器稱為相聯(lián)存儲器.第七節(jié)虛擬存儲管理一，什么是虛擬存儲器如果能做到只裝入作業(yè)的部分信息就可以讓作業(yè)開始執(zhí)行，那么當(dāng)主存空間小于作業(yè)需求量時，系統(tǒng)就可以接受該作業(yè)，進而也就可以 允許邏輯地址空間大于實際的主存空間，這樣就帶來了好處，第一,使主存空間能充分的利用；第二 從用戶的角度來看，好像計算機系 統(tǒng)提供了容量很大的主存儲器，虛擬存儲器實際上是夸大主存容量而采用的一種管理技巧.二.虛擬存儲器的工作原理1,工作原理：把作業(yè)信息保留在磁盤上，當(dāng)要求裝入時，只將

19、其中一部 分先裝入主存儲器，作業(yè)執(zhí)行過程中，若要訪問的信息不在主存中，則在設(shè)法把這些信息裝入主存.程序特點程序執(zhí)行時有些部分是彼此互斥的，即在程序的一次執(zhí)行中,執(zhí)行了這部分就不會區(qū)執(zhí)行另一部分程序的執(zhí)行往往具有局部性，即在一段時間里可能循環(huán)執(zhí)行某些指令或多次訪問某一部分的數(shù)據(jù).實現(xiàn)虛擬存儲器的關(guān)鍵問題怎樣知道當(dāng)前哪些信息已在主存儲器中,哪些信息尚未裝入主存儲器中如果作業(yè)要訪問的信息不在主存儲器中,怎樣找到這些信息并把它們裝到主存儲器？在把欲訪問的信息裝入主存儲器時，發(fā)現(xiàn)主存中已無空閑塊又該怎么辦三頁式虛擬存儲器的實現(xiàn).實現(xiàn)原理：將作業(yè)的全部信息作為副本存放在磁盤上，作業(yè)調(diào)度選中一個作業(yè)時，至少

20、把作業(yè)的第一頁信息裝入主存儲器.在作業(yè)執(zhí)行過程中欲訪問不在主存儲器中的頁時，再把它們裝入.為次，頁表需更改，至少應(yīng)包括頁號，標(biāo)志，主存塊號，磁盤上的位置.頁面調(diào)度：頁面調(diào)度概念：是指采用某種算法選擇一頁暫時調(diào)生,把它存放到磁盤上區(qū)，讓由主存空間，用來存放當(dāng)前要使用的頁面的這已過程 稱為頁面調(diào)度.抖動：也成顛簸，是指剛被調(diào)生的頁面又立即要用，因而又要把它調(diào)入；而調(diào)入不久又被調(diào)生,調(diào)生不久又被再次調(diào)入.如此反復(fù)，是 調(diào)度非常頻繁，以至于使大部分時間都花費在來回調(diào)度上頁面調(diào)度算法最佳調(diào)度算法：OPT總是把以后不再訪問的頁或距當(dāng)前最長時間后 再訪問的頁先調(diào)生.是一種理想算法，用來用做衡量其他算法的標(biāo)

21、準(zhǔn).先進先生調(diào)度算法：FIFO總是把先進入主存儲器的頁面調(diào)由.最近最久未使用調(diào)度算法：LRU距當(dāng)前最長時間內(nèi)沒有使用過的頁面 先調(diào)生.最近最不經(jīng)常使用調(diào)度算法：LFU在最近一段時間內(nèi)使用次數(shù)最少的頁面先調(diào)生.缺頁中斷率定義：如果作業(yè)執(zhí)行中訪問頁面的總次數(shù)為A,其中有F次訪問的頁面尚未轉(zhuǎn)入主存，故產(chǎn)生了 F次缺頁中斷.現(xiàn)定義缺頁中斷率F:F=F/A影響缺頁中斷率的因素：分配給作業(yè)的主存塊數(shù)；頁面大??；程序 的編制方法；頁面調(diào)度算法.四.多級頁表.原理：建立頁表時，第一級是頁面組表（稱為一級頁表，每個作業(yè) 一張），第二級是組內(nèi)頁面表（稱為二級頁表，沒組一張）.一級頁表 指由二級頁表的存放地址，二級

22、頁表指由每個頁在主存塊中的塊號 .地址轉(zhuǎn)換方法：采用二級頁表結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)總是把頁表保存在輔助存儲器中,程序執(zhí)行時只需把一級頁表先轉(zhuǎn)入主存儲器.進行地址轉(zhuǎn)換時,按相對地址中的頁號 I查一級頁表，找由對應(yīng)的表項，再根據(jù) 表項中的標(biāo)志位可以知道對應(yīng)的二級頁表是否已在主存中,若已在主存，則可按頁號ii查二級頁表中的表項，得到頁所在位置（已在主 存或尚未裝入主存）.若二級頁表尚未裝入主存，則應(yīng)先將其裝入，再 按頁號II查找頁所在位置.若頁已在主存中，則根據(jù)對應(yīng)的主存塊號和相對地址中的業(yè)內(nèi)地址得到當(dāng)前要訪問的主存絕對地址，否則需將該頁先調(diào)入主存再進行地址轉(zhuǎn)換.優(yōu)缺點:有利于主存空間的利用，但會增加訪問主存的

23、次數(shù)，會影 響指令執(zhí)行速度.第八節(jié)unix系統(tǒng)的頁式虛擬存儲管理一.unix的虛擬地址結(jié)構(gòu).虛擬地址:Unix采用頁式虛擬存儲管理，并把編程序時用的地址稱 為虛擬地址.地址空間劃分：系統(tǒng)區(qū)間，程序區(qū)間，控制區(qū)段.操作系統(tǒng)在系統(tǒng)區(qū) 段運行，正文段和非共享程序都在程序區(qū)段，控制區(qū)段用來存放用戶棧核心棧,usr區(qū)等.系統(tǒng)區(qū)段中的程序和數(shù)據(jù)常駐內(nèi)存 ，其余兩個區(qū)段中 的信息可隨執(zhí)行情況在主存和磁盤兌換區(qū)之間換進換生.虛擬地址結(jié)構(gòu)：最高兩位表示訪問的區(qū)段，最低9位表示業(yè)內(nèi)地址 （稱為字節(jié)偏移量）中間21位表示頁號（稱為虛擬頁號）二.Unix的頁表和地址轉(zhuǎn)換.頁表結(jié)構(gòu)：“v”為有效位：如果此位為1,表示這

24、個虛擬頁已經(jīng)在主存，其主存位置由物理頁號指定；如果此位為0,則進程在訪問該頁時硬件 將產(chǎn)生缺頁中斷，由操作系統(tǒng)進行處理.M為修改位，指由該頁是否被修改過.若M為1,表示該頁被修 改過，被修改過的頁面被調(diào)生時必須將其寫回到磁盤上，否則不需要重寫到磁盤上.“prot ”四位是訪問權(quán)限指示位.進行地址轉(zhuǎn)換時都要核查這四位.如果一個進程超生了規(guī)定的訪問權(quán)限，硬件將產(chǎn)生一個非法訪問”中斷.物理頁號：既主存塊號.地址轉(zhuǎn)換：硬件為每個區(qū)段設(shè)置一對頁表寄存器，分別用來存放該區(qū)段頁表的起始地址和長度.在進行地址轉(zhuǎn)換時，首先判斷虛擬地址區(qū)段，然后找到該區(qū)段的頁表寄存器，按寄存器中指示的地址就可找到該區(qū)段 的頁表，

25、只要虛擬地址在指定的長度范圍內(nèi)就能在頁表中找到該頁 的登記項.檢查登記項中的有效位，若為1,則該頁已在主存，把等級 項中的物理頁號作為絕對地址的高地址部分，把虛擬地址中的字節(jié)偏移量作為絕對地址的低地址部分.三unix的頁面調(diào)度1.優(yōu)化措施一個正在與外圍設(shè)備交換信息的頁面或一個正在被裝入的頁 面是不能被替換的 頁面頁面調(diào)度采用二次機會頁面替換算法為了裝入一個新頁面而要調(diào)由一頁時，要檢查被調(diào)由頁的修改位標(biāo)志，若該頁被修改過，則調(diào)生時必須把該頁的內(nèi)容寫會磁 盤上，否則就不必寫回磁盤，以減少輸入輸由傳送.系統(tǒng)中有一個2號進程,unix把它稱為頁面守護進程，它的作用 是保證有足夠的空閑物理頁可供使用，一

26、般它都處于睡眠狀態(tài)2.2次機會頁面替換算法實現(xiàn)要點3.頁面進程守護進程職責(zé)第五章文件管理第一節(jié)文件和文件系統(tǒng).文件：是指邏輯上具有完整意義的信息集合，每個文件都要用一個名字作標(biāo)識，稱為文件名.文件分類：文件標(biāo)準(zhǔn)不一樣，文件可分為不同的類型.二.系統(tǒng)的組成部分.文件系統(tǒng)的目的：對文件統(tǒng)一管理，目的是方便用戶且保證文件的安 全可靠，面向用戶，文件系統(tǒng)主要實現(xiàn)”按名存取”.文件系組成部分：文件目錄.文件的組織，文件存儲空間的管理，文件 操作，文件的安全措施.文件操作：為了保證文件系統(tǒng)能正確的存儲和檢索文件，系統(tǒng)規(guī)定了一個文件上可執(zhí)行的操作，這些可執(zhí)行的操作稱為文件操作 .基本操作 有建立文件，打開文

27、件，讀文件，寫文件，關(guān)閉文件和刪除文件第二節(jié)文件的存儲介質(zhì).存儲介質(zhì)：是指用來記錄信息的磁帶，硬磁盤組，軟磁盤片，光盤，卡片等.存儲設(shè)備：是指可安裝存儲介質(zhì)的設(shè)備如磁帶機，磁盤驅(qū)動器.卡片機.卷：我們把存儲介質(zhì)的物理單位定義為卷，如一盤磁帶，一張軟盤片等.物理記錄：也稱為塊，是指存儲介質(zhì)上可連續(xù)存儲信息的一個區(qū)域，塊是住存儲器與存儲設(shè)備進行信息交換的物理單位.磁盤機：是一種按地址直接存取的存儲設(shè)備.信息定位方式：柱面號，磁頭號，扇區(qū)號.每個參數(shù)均從0開始第三節(jié)文件的存取方式一.存取方式分類.順序存?。菏侵笇ξ募械男虐错樞蛞淮芜M行讀寫的存取方式.隨機存?。菏侵笇ξ募械男畔⒉灰欢ㄊ前错樞蜃x寫，

28、而是可以按任意的次序隨機的讀寫的存取方式.二.存取方式選擇.與文件的使用方式有關(guān)：文件的性質(zhì)決定了文件的使用 ，也就決定了 存取方式的選擇.如源程序文件必須按字符順序進行存取，數(shù)據(jù)庫的訪問則采用隨機存取方式.與存儲介質(zhì)的特性有關(guān)：磁帶機適合順序存取的存儲設(shè)備；磁盤機既可采用順序存取方式，又可采用隨機存取方式.第四節(jié)文件目錄一級目錄結(jié)構(gòu) TOC o 1-5 h z .基本思想：把一卷存儲介質(zhì)上的所有文件都登記在一個文件目錄中.要求：在文件目錄中登記的各個文件都有不同的文件名.二級目錄文件.用戶文件目錄：是二級目錄結(jié)構(gòu)中為每個用戶設(shè)置的一張目錄表.主文件目錄：是一張用來登記各個用戶的目錄表存放地址

29、的總目錄表.優(yōu)點：采用二級目錄結(jié)構(gòu)后，即使不同的用戶在為各自的文件命名時取 了相同的名字也不會引起混亂.采用二級目錄結(jié)構(gòu)可使不同的用戶共享某個文件，這只要在各用戶的文件目錄表中使某個目錄項指向共享文件存放的物理位置 即可.樹形目錄結(jié)構(gòu).多級目錄結(jié)構(gòu)：也稱樹形目錄結(jié)構(gòu).絕對路徑：路徑名可以從根目錄開始到該文件的通路上所有各級 子目錄及該文件名順序拼起來組成.各子目錄與文件名之間用隔開.相對路徑：訪問文件時，從當(dāng)前目錄開始設(shè)置路徑.樹形目錄結(jié)構(gòu)優(yōu)點：解決了重名問題；有利于文件分類；提高檢索 文件的速度，能進行存取權(quán)限的控制.四文件目錄的管理.目錄文件：通常把文件目錄頁作為文件保存在存儲介質(zhì)上，由文

30、件目錄組成的文件稱為目錄文件.文件目錄的管理：文件系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的要求從目錄文件中找 由用戶的當(dāng)前目錄，把當(dāng)前目錄讀入主存儲器，這樣既不占用太多的主存空間，又可減少搜索目錄的時間第五節(jié)文件的組織.文件的邏輯結(jié)構(gòu).文件的邏輯結(jié)構(gòu)：用戶從使用的角度來組織文件，用戶把能觀察到的且可以處理的信息根據(jù)使用構(gòu)造文件，這種構(gòu)造方式是獨立與物理環(huán)境的，所以稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu).邏輯文件：是指用戶組織的文件.統(tǒng)稱問文件.邏輯文件分類：流式文件：是指用戶對文件中的信息不再劃分可獨立的單位，整個文件是由依次的一串信息組成.記錄式文件：是指用戶對文件中的信息按邏輯上獨立的含義再劃 分信息單位.區(qū)分概念：邏輯記錄，邏輯

31、記錄號，主鍵，次鍵.文件的存儲結(jié)構(gòu).文件的存儲結(jié)構(gòu)：文件系統(tǒng)從文件的存儲和檢索的角度來組織文件 文件系統(tǒng)根據(jù)存儲設(shè)備的特性，文件的存取方式來決定以怎樣的形式 把把用戶文件存放到存儲介質(zhì)上，在存儲介質(zhì)上的文件構(gòu)造方式稱為文件的存儲結(jié)構(gòu).物理文件：是指存放在存儲介質(zhì)上的文件.磁帶文件的組織：組織方式：磁帶機是一種順序存取設(shè)備，因此組織在磁帶上的文 件都采用順序結(jié)構(gòu)磁帶文件的組成文件頭標(biāo)：用來標(biāo)識一個文件和說明文件的屬性文件信息：是用戶邏輯文件中的信息文件尾標(biāo)：用來表示一個文件的信息結(jié)束文件與文件之間用一個帶標(biāo)隔開，用兩個帶標(biāo)標(biāo)識磁帶上的有效信息到此結(jié)束.4,磁盤文件的組織：順序結(jié)構(gòu)優(yōu)點：順序結(jié)構(gòu)適

32、合順序存取 ，其優(yōu)點是存取信息的速度快，存取文件不必每次去查找信息的存放位置，只要記住當(dāng)前塊號，則該文件的后繼信息一定在下一塊中，減少了檢索時間缺點：磁盤存儲空間的利用率不高，對輸生文件很難估計需要多少磁盤塊；影響文件的擴展鏈接結(jié)構(gòu)鏈接結(jié)構(gòu)：順序的邏輯記錄被存放在不相鄰的磁盤塊上，再用指針把這些磁盤塊按邏輯記錄的順序鏈接起來，便形成了文件的鏈接結(jié)構(gòu)鏈接文件：也稱串聯(lián)文件，是指采用鏈接結(jié)構(gòu)的文件注意事項對鏈接文件采用順序存取方式是高效的采用隨機存取方式是低效的.在插入或刪除一個記錄時，若某一塊中的指針需修改，則應(yīng)先把該 塊內(nèi)容讀到主存儲器，再修改指針，然后把修改后的該塊信息按原地址重新寫回磁盤每

33、一個磁盤塊中既要存放文件信息，又要存放用于管理的指針，這會增加文件需要占有的磁盤塊數(shù)讀寫磁盤上的信息以塊為單位，當(dāng)讀生一塊信息后，應(yīng)把其中的指針分離，僅把屬于邏輯文件的信息傳送給用戶，以保證用戶使用文件信息的正確性在存取文件時，如果某個指針丟失或被破壞，則錯誤的指針可能指向其它文件而導(dǎo)致混亂.（可采用雙指針）索引結(jié)構(gòu)：每一個文件建立一張索引表，把指示每個邏輯記錄存放位置的指針集中在索引表中索引文件：是指采用索引結(jié)構(gòu)的文件特點：索引結(jié)構(gòu)既適合順序存取記錄，又可方便的按任意次序隨機存取記錄，且容易實現(xiàn)記錄的增，刪,和插入.但采用索引結(jié)構(gòu)必須 增加索引表占用的空間和讀寫索引表的事件5.存取方式與存儲結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系三.記錄的成組與分解.記錄的成組：把若干個邏輯記錄合成一組存入一塊的工作稱為記錄的成組，每塊中的邏輯記錄個數(shù)稱為塊因