计算机操作系统复习提纲.doc

- -计算机操作系统第四版编著：汤小丹，梁红兵，哲凤屏，汤子瀛1、 考试题型一 选择题15题，每题2分二 判断题10题，每题2分三 简答题2题，每题10分四 计算题2题，每题10分五 应用题2题，每题10分2、 考试内容分布第一章 操作系统概论1.1.1操作系统目标*1.1.2操作系统的作用*1.1.3推动操作系统开展的主要动力1.2.1未配置操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统*1.2.3多道批处理系统 多道批处理系统的优缺点*1.2.4分时系统 特征1.2.5实时系统 概念1.3操作系统根本特征 并行，并发，共享，虚拟1.4.1处理机管理功能1.4.2存储管理系统1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口 习题：1.2.11第二章 进程的描述和控制2.1.1前趋图2.1.2程序顺序执行2.2进程的描述* 进程的根本状态及转化*2.3进程控制 进程的创立*2.4进程同步 临界资源 同步机制应遵循的规那么*2.4.3信号量机制*2.4.4信号量的应用2.5经典进程同步问题2.6进程通信2.7线程的根本概念2.8.3线程的创立和终止* 习题：7.9.11.16.22第三章 处理机调度与死锁3.1.1处理机调度的层次*3.1.2处理机调度算法的目标3.2作业和作业调度 3.2.3先来先效劳和短作业优先调度算法 3.2.4优先级调度算法和高响应比优先调度算法3.3进程调度3.3.2轮转调度算法*3.3.4优先级调度算法3.5死锁概述3.5.3死锁的定义、必要条件和处理方法3.6预防死锁3.7防止死锁3.8死锁的检测与解除 习题：12.13.27.31第四章 存储器管理4.1.1多层构造的存储器系统*4.1.3高速缓存和磁盘缓存*4.2.1程序的装入*4.3连续分配存储管理方式* 分区分配操作*4.3.4基于顺序搜索的动态分区分配算4.3.6动态可重定位位分区分配4.4对换4.5分页存储管理方式4.6分段存储管理方式 习题：7.13.18.19.24第五章 虚拟存储器5.1虚拟存储器概述5.2请求分页存储管理方式5.3页面置换算法 最正确置换算法*和先进先出置换算法*5.3.2最近最久未使用和最少使用置换算法*5.4抖动 产生“抖动的原因*5.5请求分段存储管理方式 请求段表机制*缺页中断机构* 习题：3.8.13.18第六章 输入输出系统6.2I/O设备和设备控制器6.3中断机构和中断处理程序6.7缓冲区管理6.8.2早起的磁盘调度算法6.8.3基于扫描的磁盘调度算法 SCAN 第七章 文件管理7.1.1数据项、记录和文件7.1.2文件名和类型7.2文件的逻辑构造7.3文件目录 FCB文件控制快* 第九章操作系统接口 9.4系统调用的概念和类型3、 题目预测计算不同算法的作业调度算法时间信号量机制页面置换算法LRU等银行家算法判断资源分配图，即死锁的检测注：主要章节在第三章适用于计算机专业书籍为?计算机操作系统?第四版个人整理。4、 以前出现的题目：以下题目是由网上提供，请参照“考试内容分布“选择性阅读第1章操作系统引论1.1知识点总结1、什么是操作系统?操作系统：是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件或程序集合，是用户与计算机之间的接口。1)OS是什么：是系统软件一整套程序组成，如UNIX由上千个模块组成2)管什么：控制和管理系统资源记录和调度2、操作系统的主要功能?操作系统的功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理和用户接口管理。1)存储器管理：内存分配，地址映射，内存保护和内存扩大2)处理机管理：作业和进程调度，进程控制和进程通信3)设备管理：缓冲区管理，设备分配，设备驱动和设备无关性4)文件管理：文件存储空间的管理，文件操作的一般管理，目录管理，文件的读写管理和存取控制5)用户接口：命令界面/图形界面和系统调用接口3、操作系统的地位操作系统是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的根底。它是整个系统的控制管理中心，既管硬件，又管软件，它为其它软件提供运行环境。4、操作系统的根本特征？操作系统根本特征：并发，共享和异步性。1)并发：并发性是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进展。2)共享：共享是指计算机系统中的资源被多个任务所共用。3)异步性：每个程序什么时候执行，向前推进速度快慢，是由执行的现场所决定。但同一程序在一样的初始数据下，无论何时运行都应获得同样的结果。5、操作系统的主要类型？多道批处理系统、分时系统、实时系统、个人机系统、网络系统和分布式系统1)多道批处理系统(1)批处理系统的特点：多道、成批(2)批处理系统的优点：资源利用率高、系统吞吐量大(3)批处理系统的缺点：等待时间长、没有交互能力2)分时系统(1)分时：指假设干并发程序对CPU时间的共享。它是通过系统软件实现的。共享的时间单位称为时间片。(2)分时系统的特征：同时性：假设干用户可同时上机使用计算机系统交互性：用户能方便地与系统进展人-机对话独立性：系统中各用户可以彼此独立地操作，互不干扰或破坏及时性：用户能在很短时间内得到系统的响应(3)优点主要是：响应快，界面友好多用户，便于普及便于资源共享3)实时系统(1)实时系统：响应时间很快，可以在毫秒甚至微秒级立即处理(2)典型应用形式：过程控制系统、信息查询系统、事务处理系统(3)与分时系统的主要区别：分时系统实时系统交互能力强通用系统弱专用系统响应时间秒级及时，毫秒/微妙级可靠性一般要求要求更高4)个人机系统(1)单用户操作系统单用户操作系统特征：个人使用：整个系统由一个人操纵，使用方便。界面友好：人机交互的方式，图形界面。管理方便：根据用户自己的使用要求，方便的对系统进展管理。适于普及：满足一般的工作需求，价格低廉。(2)多用户操作系统多：代表是UNIX，具有更强大的功能和更多优点。网络操作系统计算机网络=计算机技术+通信技术计算机网络的特征：分布性、自治性、互连性、可见性网络操作系统功能本机+网络操作系统：本地OS之上覆盖了网络OS，可以是同构的也可以是异构的。功能：实现网络通信、资源共享和保护、提供网络效劳和网络接口等分布式操作系统定义：运行在不具有共享内存的多台计算机上，但用户眼里却像是一台计算机。分布式系统无本地操作系统运行在各个机器上分布式系统特征：分布式处理、模块化构造、利用信息通信、实施整体控制分布式操作系统特点：透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩大性1.2习题练习1、选择题1)操作系统是一种A。A.系统软件B.系统硬件C.应用软件D.支援软件2)多道程序设计是指D。A.在实时系统中并发运行多个程序B.在分布系统中同一时刻运行多个程序C.在一台处理机同一时刻运行多个程序D.在一台处理机上并发运行多个程序3)操作系统的设计目标之一是正确性，以下D因素不会影响该目标?A.并发性B.共享性C.高效性D.随机性4)在以下操作系统的各个功能组成局部中,哪一个不需要有硬件的支持？A.进程调度B.时钟管理C.地址映射D.中断系统5)以下操作系统中，A是网络操作系统A.Windows 3.XB.DOS 6.22C.CP/M 2.2D.linux6)假设把操作系统看作是计算机系统资源的管理者，以下D不属于操作系统所管理的资源？A.CPUB.内存C.程序D.中断7)操作系统负责管理计算机系统的A。A.程序B.文件C.资源D.进程8)没有以下设备，计算机无法工作。A.硬盘B.软盘C.内存D.打印机9)操作系统采用最多的数据构造是。A.队列B.表格C.树D.堆栈2、判断题1)OS的最终目标是管理好软件和硬件资源。2)系统软件指的就是操作系统。3)操作系统是存在ROM上的软件。4)从用户的角度,操作系统可以看成计算机硬件的扩大。5)虚拟机是指硬件外层的软件。6)用户使用计算机，不必知道内部数据是如何存放的。7)操作系统的两大使命，效劳用户和管理资源是统一的。8)多道程序设计既在内存中的多个程序并行运行。9)多用户系统一定采用多道技术。10)只有多重处理系统可以为多用户效劳。11)多用户必须使用多终端。12)分时系统中时间片越长越好。13)用户可以完全按照自己的意愿生成操作系统。14)操作系统的冷,热启动差异只在于是否有加电自检的过程。3、填空题1)从人机交互方式来看，操作系统是用户与机器的。2)从管理角度看，操作系统是管理资源的。3)计算机操作系统是，管理和控制的系统软件。4、简答题1)何谓脱机I/O,联机I/O?2)分时系统为什么能实现人机交互的操作?为什么主机连续的效劳,用户却觉得在连续地工作?3)批处理系统及分时系统中各用户均能共享系统资源,在共享系统资源的方法上有什么不同?4)为什么UNIX系统是小型机的主导操作系统?从系统功能的角度说明之5)操作系统的五大类型的特点6)简述操作系统的功能7)多道程序设计的根本思想8)操作系统一般为用户提供了哪三种界面?各有什么特点?9)解释以下术语：并发，吞吐量，分时，实时1.3习题解答1、选择题4、简答题1)脱机I/O是指输入输出工作不受主机直接控制，而由卫星机专门负责完成I/O，主机专门完成快速计算任务，从而二者可以并行操作。联机I/O是指作业的输入、调入内存以及结果输出都在CPU直接控制下进展。2)分时系统提供两种接口:命令接口和系统调用,主机在中断构造和时钟系统的支持下,把CPU时间分成时间片,每个程序只运行一个时间片,就产生一个时钟中断,控制转向操作系统,操作系统选择另一个用户程序。它提供命令接口,交互性好,用户在终端上操作,即可得到系统的即时响应在交互环境下,一个用户使用终端,大局部时间用于操作键盘输入字符,或阅读思考系统送回显示的信息.这个阶段终端可独立完成,无需主机直接的效劳.用户感觉主机在不连续地为自己效劳,因此这种系统也称为联机系统.各用户在自己享用的时间片内,取得主机的效劳3)批处理系统采用并发处理方式，作业搭配，利用外设申请中断的功能，通过系统调度程序进展操作。分时系统各用户按时间片分享CPU，使系统具备共享能力4.核心层提供根本功能，具有较强的进程管理、存储管理和文件管理的功能，实用层有命令的解释和语言系统等实用软件，也有大量的应用软件，系统便于掌握，也便于扩展，代码采用C语言移植性强。很强的文件处理能力，以文件方法实现I/O功能，管理十分方便。良好的开发环境5.操作系统有以下几种类型：多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统和分布式操作系统。多道批处理系统的特点：多道、成批分时系统的特点：同时性、交互性、独立性、及时性实时系统的特点：交互能力较弱，系统专用，响应时间更严格、及时、可靠性要求更高网络操作系统的特点：分布性、自治性、互连性、可见性分布式操作系统的特点：透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩大性6.存储器管理：包括内存分配、址映射、内存保护和内存扩大。作业管理：包括作业的创立,撤消,用户界面的设计进程管理:进程控制和进程通信。设备管理：包括缓冲管理、设备分配、和设备无关性。文件管理：包括文件存空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制。7.教材P108.操作系统一般为用户提供的三种界面是：命令界面、图形界面和系统调用界面命令界面-在提示符之后用户从键盘上输入命令，系统提供相应效劳。图形界面-用户利用鼠标、窗口、菜单、图标等图形用户界面工具，可以直观、方便、有效地使用系统效劳和各种应用程序及实用工具。系统调用界面-用户在自己的程序中使用系统调用，从而获取系统更基层的效劳。9.教材P610.并发：是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进展。是宏观上的概念。吞吐量：在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量。分时：主要是指假设干并发程序对CPU时间的共享。实时：表示及时或既时。第2章进程管理1、程序顺序执行与并发执行比较顺序执行并发执行程序顺序执行连续执行，多个程序各自在“走走停停种进展程序具有封闭性程序失去封闭性独享资源共享资源具有可在现性失去可再现性有直接和简接的相互制约2、多道程序设计概念及其优点1)多道程序设计：是在一台计算机上同时运行两个或更多个程序。2)多道程序设计的特点：多个程序共享系统资源、多个程序并发执行3)多道程序设计的优点：提高资源利用率、增加系统吞吐量3、什么是进程，进程与程序的区别和关系1)进程的引入由于多道程序的特点，程序具有了并行、制约和动态的特征，就使得原来程序的概念已难以刻划和反映系统中的情况了。2)进程：程序在并发环境下的执行过程。3)进程与程序的主要区别：(1)程序是永存的，进程是暂时的(2)程序是静态的观念，进程是动态的观念(3)进程由三局部组成：程序+数据+进程控制块描述进程活动情况的数据构造(4)进程和程序不是一一对应的一个程序可对应多个进程即多个进程可执行同一程序一个进程可以执行一个或几个程序4)进程特征：动态性、并发性、调度性、异步性、构造性4、进程的根本状态及其转换1)进程根本状态(1)运行态Running：进程正在占用CPU；(2)就绪态Ready：进程具备运行条件，但尚未占用CPU；(3)阻塞态Blocked：进程由于等待某一事件不能享用CPU。2)进程状态的转换(1)就绪态-运行态(2)运行态-就绪态(3)运行态-阻塞态(4)阻塞态-就绪态5、进程是由哪些局部组成,进程控制块的作用1)进程的组成：由程序、数据集合和PCB三局部组成。2)进程控制块的作用：进程控制块是进程组成中最关键的局部。(1)每个进程有唯一的PCB。(2)操作系统根据PCB对进程实施控制和管理。(3)进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的。(4)PCB是进程存在的唯一标志。6、PCB组织方式线性队列、链接表、索引表7、进程的同步与互斥1)同步：是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。2)互斥：排它性访问即竞争同一个物理资源而相互制约。8、什么是临界资源、临界区？1)临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源。2)临界区：在每个进程中访问临界资源的那段程序。3)互斥进入临界区的准那么：(1)如果有假设干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。(2)任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区，那么其它所有试图进入临界区的进程必须等待。(3)进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。(4)如果进程不能进入自己的临界区，那么应让出CPU，防止进程出现“忙等现象。9、信号量1)信号量定义：信号量信号灯=信号量的值，指向PCB的指针2)信号量的物理意义：(1)信号量的值大于0：表示当前资源可用数量小于0：其绝对值表示等待使用该资源的进程个数(2)信号量初值为非负的整数变量，代表资源数。(3)信号量值可变，但仅能由、操作来改变。10、P/V操作原语1)P操作原语P(S)(1)P操作一次，S值减，即SS请求分配一资源；(2)如果S0，那么该进程继续执行；如果S0表示无资源，那么该进程的状态置为阻塞态，把相应的PCB连入该信号量队列的末尾，并放弃处理机，进展等待直至另一个进程执行VS操作。2)V操作原语荷兰语的等待V(S)(1)V操作一次，S值加1，即SS+释放一单位量资源；(2)如果S0，表示有资源，那么该进程继续执行；如果S0，那么释放信号量队列上的第一个PCB所对应的进程阻塞态改为就绪态，执行V操作的进程继续执行。11、进程间简单同步与互斥的实现1)用P，V原语实现互斥的一般模型设互斥信号量mutex初值为12)用P、V原语操作实现简单同步的例子S1缓冲区是否空0表示不空，1表示空，初值S1=0；S2缓冲区是否满0表示不满，1表示满，初值S2=0；3)生产者消费者问题OS典型例子：mutex互斥信号量，初值为1；full满缓冲区数，初值为0；empty空缓冲区数，初值为N；- word.zl- -第三章处理机调度与死锁处理机调度级别1.调度：选出待分派的作业或进程2.处理机调度：分配处理机3.三级调度：高级调度作业调度、中级调度内存对换、低级调度进程调度作业状态1.作业状态分为四种：提交、后备、执行和完成。2.作业状态变迁图：作业调度和调度的功能1.作业调度的任务后备状态执行状态执行状态完成状态2.作业调度的功能1)记录系统中各个作业的情况2)按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业3)为选中的作业分配内存和外设等资源4)为选中的作业建立相应的进程5)作业完毕后进展善后处理工作进程调度和调度的功能1.进程调度：后备状态执行状态2.进程调度时机：任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志3.进程调度的功能：保存现场、挑选进程、恢复现场两级调度模型作业调度和进程调度的区别作业调度宏观调度为进程活动做准备，即有获得处理机的资格调度次数有的系统不设作业调度进程调度微观调度使进程活动起来，即分配得到了处理机调度频率高进程调度必不可少评价调度算法的指标调度性能评价准那么：CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间1.吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量2.周转时间：1)周转时间=完成时刻提交时刻2)平均周转时间=周转时间n3)带权周转时间=周转时间实际运行时间4)平均带权周转时间=带权周转时间n简单的调度算法1.先来先效劳FCFS调度算法的实现思想：按作业进程到来的先后次序进展调度，即先来的先得到运行。用于作业调度：从作业对列按时间先后为序中选择队头的一个或几个作业运行。用于进程调度：从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程投入运行。例如设有三个作业，编号为1，2，3。各作业分别对应一个进程。各作业依次到达，相差一个时间单位。图示出采用FCFS方式调度时这三个作业的执行顺序算出各作业的周转时间和带权周转时间作业到达时间运行时间开场时间完成时间周转时间带权周转时间10240242412132427268.673232730289.33平均周转时间T=26平均带权周转时间W=6.332.时间片轮转RR调度算法的实现思想：系统把所有就绪进程按先进先出的原那么排成一个队列。新来的进程加到就绪队列末尾。每当执行进程调度时，进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程，让它在CPU上运行一个时间片的时间。当时间片到，产生时钟中断，调度程序便停顿该进程的运行，并把它放入就绪队列末尾，然后，把CPU分给就绪队列的队首进程。时间片：是一个小的时间单位,通常10100ms数量级。例如设四个进程A、B、C和D依次进入就绪队列同时到达，四个进程分别需要运行12、5、3和6个时间单位。图示RR法时间片q=1和q=4示进程运行情况算出各进程的周转时间和带权周转时间3.优先级调度算法的实现思想：从就绪队列中选出优先级最高的进程到CPU上运行。1)两种不同的处理方式：非抢占式优先级法、抢占式优先级法2)两种确定优先级的方式：静态优先级、动态优先级例如假定在单CPU条件下有以下要执行的作业：作业运行时间优先级1103211323414552用执行时间图描述非强占优先级调度算法执行这些作业的情况算出各作业的周转时间和带权周转时间作业到达时间运行时间开场时间完成时间周转时间带权周转时间1010010101021128191818.03221113115.5435101188.054513181428平均周转时间T=122平均带权周转时间W=706Shell命令执行过程1.读命令：shell命令解释程序将命令行读到自己的工作区中。2.判对错：判断命令是否正确，假设有错那么发出相应的错误信息。3.建子进程：终端进程调用系统调用fork，创立一个子进程。4.等待完成：终端进程将等待自己创立的子进程完成工作，变成睡眠态。如果用户键入的命令行末尾有“&符号，说明是后台命令，那么立即转8，发提示符。5.子进程运行：子进程被创立后处于就绪态，进入就绪队列排队。当进程调度程序选中它之后，就把CPU分给它使用。6.子进程终止：子进程完成工作后，一方面释放它所占用的资源；另一方面唤醒父进程。子进程从系统中消失。7.父进程运行：子进程唤醒父进程。8.发提示符：终端进程发提示符，让用户键入新的命令。什么是死锁死锁：多个进程循环等待它方占有的资源而无限期地僵持下去的局面。产生死锁的根本原因产生死锁的根本原因：资源有限且操作不当。产生死锁的必要条件产生死锁的必要条件：互斥条件、不可强占条件、占有且申请条件、循环等待条件。如果在计算机系统中同时具备上面四个必要条件时，那么会发生死锁。即四个条件中有一个不具备，系统就不会发生死锁。解决死锁的一般方法解决死锁的三种方法：死锁的预防、防止、检测与恢复。死锁预防的根本思想和可行的解决方法1.死锁预防的根本思想：打破产生死锁的四个必要条件的一个或几个。2.预防死锁的策略：资源预先分配策略、资源有序分配策略。1)资源预先分配策略：打破占有且申请条件，进程在运行前一次性地向系统申请它所需要的全部资源，如果所序言的全部资源得不到满足，那么不分配任何资源，此进程暂不运行。2)资源有序分配策略：打破循环等待条件，把资源事先分类编号，按序分配，使进程在申请、占用资源时不会形成环路。什么是进程的平安序列，死锁与平安序列的关系1.平安序列的定义：所谓系统是平安的，是指系统中的所有进程能够按照某一种次序分配资源，并且依次地运行完毕，这种进程序列P1，P2，Pn就是平安序列。2.平安序列P1，P2，Pn是这样组成的：假设对于每一个进程Pi(1in)，它需要的附加资源可以被系统中当前可用资源加上所有进程Pj(ji)d当前占有资源之和所满足，那么P1，P2，Pn为一个平安序列。3.平安序列与死锁的关系：虽然存在平安序列一定不会有死锁发生，但是系统进入不平安状态四个死锁的必要条件同时发生也未必会产生死锁，当然，产生死锁后，系统一定处于不平安状态。死锁的防止与银行家算法1.防止死锁的方法：银行家算法。.银行家算法的根本思想：分配资源之前，判断系统是否是平安的；假设是，才分配。死锁检测1.死锁的检测算法：是当进程进展资源请求时检查并发进程组是否构成资源的请求和占用环路。如果不存在这一环路，那么系统中一定没有死锁。2.总之：如果资源分配图中不存在环路，那么系统不存在死锁；反之如果资源分配图中存在环路，那么系统可能存在死锁，也可能不存在死锁。死锁的恢复1.死锁的恢复思想：一旦在死锁检测时发现死锁，就要消除死锁，使系统从死锁中恢复过来。2.死锁的恢复方法：1)系统重新启动2)撤消进程、剥夺资源第四章存储器管理存储器的层次用户程序的主要处理阶段1).编辑阶段：创立源文件2).编译阶段：生成目标文件3).连接阶段：生成可执行文件4).装入阶段：重定位，装入内存5).运行阶段：得到结果存储器管理的功能存储器管理的功能：内存分配、地址映射、内存保护、内存扩大。存储器有关概念1).逻辑地址：用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址。2).物理地址：内存中各物理单元的地址是从统一的基地址顺序编址。3).重定位：把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。4).静态重定位：是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进展修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。重定位在程序装入时一次完成。5).动态重定位：在程序执行期间，每次访问内存之间进展重定位，这种变换是靠硬件地址变换机构实现的。6).碎片：内存中容量太小、无法被利用的小分区。存储管理根本技术三种根本的存储管理技术：分区法、可重定位分区法和对换技术1.分区法：把内存划分成假设干分区，每个分区里容纳一个作业。1)固定分区：分区的个数、分区的大小固定不变；每个分区只能放一道作业。优点：管理方式简单。缺点：内存空间利用率低。2)动态分区法：分区大小和个数依作业情况而定；作业进入内存时才建分区。优点：按需分配内存缺点：产生大量碎片。2.可重定位分区分配：通过紧缩可解决碎片问题；作业在内存中可以移动。优点：解决了碎片的问题，提高了主存利用率；缺点：增加了开销。，但须消耗大量的CPU时间。3.对换技术：作业或进程在内存和磁盘之间交换，换出暂时不能运行的作业或进程；换入具备运行条件的作业或进程。虚拟存储器1.虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器2.虚拟存储器的根本特征：1)虚拟扩大：不是物理上，而是逻辑上扩大了内存容量2)局部装入：每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一局部3)离散分配：不必占用连续的空间，而是“见缝插针。4)屡次对换：所需的全部程序和数据要分成屡次调入内存3.虚拟存储器受到的限制：1)指令中表示地址的字长2)外存的容量分页存储管理技术1.分页的概念1)逻辑空间等分为页；2)物理空间等分为块，与页面大小一样；3)逻辑地址表示：如，页面大小为1K4)内存分配原那么：以块为单位，逻辑上相邻的页可以分配在不相邻的内存块中。5)页表：实现从页号到物理块号的地址映射6)地址映射：由硬件完成。2.请求分页的根本思想1)地址空间分页，内存分块，页与块大小一样；2)作业局部装入内存。3)作业所占的各块不连续。4)硬件通过页表生成访内地址。5)假设缺页，进展缺页中断处理，换入内存。6)利用快表可加速地址转换。分段存储管理技术1.分段的概念1)逻辑空间分段：段是信息的逻辑单位，每段对应一个相应的程序模块，有完整的逻辑意义。2)程序的地址构造：逻辑地址表示：二维的地址空间31161503)内存分配：内存以段为单位进展分配，每个段单独占用一块连续的内存分区。4)段表：实现每个逻辑段到物理内存中分区位置的映射5)地址转换：见图P126 4-232.分页与分段的区别分页信息的物理单位大小一样，由系统固定地址空间是一维的分段信息的逻辑单位大小不等，由用户确定地址空间是二维的虚存中的置换算法1.先进先出法FIFO：将最先进入内存的页换出内存。例如内存块数量为3时，采用FIFO页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？70120304230321201701772222444000777000333222111001110003332221缺页次数=15次2.最正确置换法OPT：将将来不再被使用或是最远的将来才被访问的页70120304230321201701772222227000040001133311例如内存块数量为3时，采用OPT页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？缺页次数=9次3.最近最少使用置换法LRU：将最近一段时间里最久没有使用过的页面换出内存。例如内存块数量为3时，采用LRU页面置换算法，下面页面走向情况下，缺页次数是多少？70120304230321201701772224440111000000333001133222227缺页次数=12次4.最近未使用置换法NUR：是LRU近似方法，比较容易实现，开销也比较小。实现方法：在存储分块表的每一表项中增加一个引用位，操作系统定期地将它们置为0。当某一页被访问时，由硬件将该位置1。需要淘汰一页时，把该位为0的页淘汰出去，因为最近一段时间里它未被访问过。第五章设备管理设备分类及设备标识1.设备分类1)存储设备外存、辅助存储器：用于存储信息的设备2)输入/输出设备：用于输入/输出信息的设备2.设备标识.3)设备绝对号：系统为设备指定的唯一代号4)设备相对号：用户自己规定的设备序号引入缓冲的目的和缓冲区的设置方式1.引入缓冲区的目的1)缓和CPU与外设间速度不匹配的矛盾2)提高CPU与外设之间的并行性3)减少对CPU的中断次数2.缓冲区的设置方式1)单缓冲：当数据到达率与离去率相差很大时，可采用单缓冲方式。2)双缓冲：当信息输入和输出率一样或相差不大时，可利用双缓冲区，实现两者的并行。3)多缓冲：对于阵发性的输入、输出，为了解决速度不匹配问题，可以设立多个缓冲区。设备管理的目标设备管理的目标：使用方便、与设备无关、效率高、管理统一。设备管理功能1.监视设备状态：记住所有设备、控制器和通道的状态，以便有效的调度和使用它们。2.进展设备分配：按照设备的类型和系统中采用的分配算法，实施设备分配。这一功能由设备分配程序完成。3.完成I/O操作：通常完成这一局部功能的程序叫做设备驱动程序。系统按照用户的要求调用具体的设备驱动程序，启动相应的设备，进展I/O操作；并且处理来自设备的中断。操作系统中每类设备都有自己的设备驱动程序。4.缓冲管理与地址转换：由于外设与主机间的速度差异，大多数I/O操作都涉及到缓冲区。因此系统应对缓冲区进展管理。此外，用户程序应与实际使用的物理设备无关，这就需要将用户在程序中使用的逻辑设备转换成物理设备的地址。常用设备分配技术1.根据设备的使用性质，可将设备分成：独占设备、共享设备和虚拟设备1)独占设备：不能共享的设备，即：在一段时间内，该设备只允许一个进程独占。如打印机。2)共享设备：可由假设干个进程同时共享的设备。如磁盘机。3)虚拟设备：是利用某种技术把独占设备改造成可由多个进程共享的设备。2.针对三种设备采用三种分配技术：独占分配、共享分配和虚拟分配。1)独占分配技术：是把独占设备固定地分配给一个进程，直至该进程完成I/O操作并释放它为止。2)共享分配技术：通常适用于高速、大容量的直接存取存储设备。由多个进程共享一台设备，每个进程只用其中的一局部。3)虚拟分配技术：利用共享设备去模拟独占设备，从而使独占设备成为可共享的、快速I/O的设备。实现虚拟分配的最有名的技术是SPOOLing技术，也称作假脱机操作。处理I/O请求的步骤1.用户进程发出IO请求；2.系统承受这个IO请求；3.转去执行操作系统的核心程序；4.设备驱动程序具体完成IO操作；5.IO完成后，系统进展IO中断处理；然后用户进程重新开场执行。UNIX系统中打印机的主要安装步骤打印机的主要安装步骤：配置端口串口或并口，连接打印机与主机，将打印机添加到系统中，进展必要的打印机配置等。第六章文件系统文件、文件系统的概念1文件：是被命名的数据的集合体。2文件系统：就是操作系统中负责操纵和管理文件的一整套设施，它实现文件的共享和保护，方便用户“按名存取