操作系統(tǒng)概論自考提綱

1、操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱第1章 引論1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成硬件：中央處理器，存儲(chǔ)器（主存和輔存），輸入輸出控制系統(tǒng)和各種輸入輸出設(shè)備構(gòu)成軟件：系統(tǒng)軟件，支撐軟件和應(yīng)用軟件。2. 操作系統(tǒng)的功能/本質(zhì)從資源管理的觀點(diǎn)出發(fā)，操作系統(tǒng)功能可分為：處理器管理、存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理。此外，操作系統(tǒng)還為用戶提供了兩類使用接口：程序員接口-“系統(tǒng)功能調(diào)用”和操作員接口-“操作控制命令”。3. 按照操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，大致可以把操作系統(tǒng)分為以下幾類：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)、微機(jī)操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。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

2、統(tǒng)。批處理操作系統(tǒng)按照用戶預(yù)先規(guī)定好的步驟控制作業(yè)的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作的自動(dòng)化。又可分為批處理單道系統(tǒng)和批處理多道系統(tǒng)。單道系統(tǒng)每次只有一個(gè)作業(yè)裝入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器運(yùn)行，多個(gè)作業(yè)可自動(dòng)、順序地被裝入運(yùn)行。批處理多道系統(tǒng)則允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，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)使用各自所需的外圍設(shè)備，這樣可以充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，縮短作業(yè)時(shí)間，提高系統(tǒng)的吞吐率。 分時(shí)操作系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中，一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及許多終端設(shè)備連接，分時(shí)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。分時(shí)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是同時(shí)性、獨(dú)立性、及時(shí)

3、性和交互性。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到外部信號(hào)后及時(shí)進(jìn)行處理，并在嚴(yán)格的規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成處理，且給出反饋信號(hào)。它是較少有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)可靠性和安全性要求極高，不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率。4. Unix，Linux特點(diǎn)Unix：通用的交互式分時(shí)操作系統(tǒng)。特點(diǎn)：短小精悍。具有可裝卸的多層次文件系統(tǒng)。可移植性好。網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)。Unix是目前惟一可以安裝和運(yùn)行在從微機(jī)、工作站、大型機(jī)到巨型機(jī)上的操作系統(tǒng)。Linux：網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)品。繼承了Unix的特點(diǎn)，多任務(wù)多用戶的通用操作系統(tǒng)。特點(diǎn)：支持TCP/IP協(xié)議，并能及其他網(wǎng)絡(luò)集成，使異地機(jī)能方便的入網(wǎng)；支持并行和實(shí)時(shí)處理，能充分發(fā)

4、揮硬件性能；支持多種文件系統(tǒng)，方便用戶使用。5. 特權(quán)指令：不允許用戶程序中直接使用的指令。6. 目態(tài)，管態(tài)中央處理器的兩種工作方式：管態(tài)和目態(tài)。在管態(tài)下，中央處理器可執(zhí)行包含特權(quán)指令在內(nèi)的一切指令；目態(tài)次于管態(tài)，在目態(tài)下，中央處理器不準(zhǔn)執(zhí)行特權(quán)指令。操作系統(tǒng)在管態(tài)下工作，用戶程序在目態(tài)下工作。作用：防止用戶程序破壞操作系統(tǒng)及其關(guān)鍵數(shù)據(jù)。7. 程序狀態(tài)字：用來控制指令執(zhí)行順序并且保留和指示及程序有關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)。（圖見課本）8. 操作系統(tǒng)為什么要提供系統(tǒng)調(diào)用？（簡(jiǎn)答）為了使用戶能方便使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)提供了兩類使用接口。分別是：程序員接口和操作員接口。程序員接口就是指一組系統(tǒng)功能調(diào)用。操作

5、系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序，供用戶程序執(zhí)行中調(diào)用。這些由操作系統(tǒng)提供的子程序稱為系統(tǒng)功能調(diào)用程序，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)為用戶程序提供的一種服務(wù)界面，或者說，是操作系統(tǒng)保證程序設(shè)計(jì)語言能正常工作的一種支持。在源程序一級(jí)，用戶用程序設(shè)計(jì)語言描述算題任務(wù)的邏輯要求，這些要求的實(shí)現(xiàn)只有通過操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用才能完成，其中有些要求還必須執(zhí)行硬件的特權(quán)指令才能達(dá)到目的。第2章 處理器管理1.多道程序設(shè)計(jì)：讓多個(gè)計(jì)算題同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并行執(zhí)行。宏觀上并發(fā)執(zhí)行（并行），微觀上順序執(zhí)行（串行）。2.進(jìn)程：把一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行稱作一個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程的屬性：進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，

6、它包含了數(shù)據(jù)和運(yùn)行在數(shù)據(jù)集上的程序多個(gè)進(jìn)程可以含有相同的程序多個(gè)進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行進(jìn)程有三種基本狀態(tài)：就緒態(tài)，等待態(tài)，運(yùn)行態(tài)。進(jìn)程是由程序，數(shù)據(jù)集，進(jìn)程控制塊三部分構(gòu)成的。3.進(jìn)程和程序的區(qū)別：（簡(jiǎn)答）進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的。進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的。進(jìn)程及程序的組成不同：進(jìn)程包括程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊。進(jìn)程及程序是密切相關(guān)的。通過多次執(zhí)行，一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；通過調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程可包括多個(gè)程序。4.進(jìn)程的基本狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)化（選擇，填空，簡(jiǎn)答）就緒狀態(tài)（ready）：進(jìn)程等待分配CPU。系統(tǒng)中同時(shí)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程會(huì)排成一個(gè)或多個(gè)就緒隊(duì)列。執(zhí)行狀態(tài)（running）：進(jìn)程正占用CPU

7、執(zhí)行其程序中的指令。在單處理機(jī)系統(tǒng)中，任何時(shí)刻至多只有一個(gè)進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)。阻塞狀態(tài)（blocked）：進(jìn)程在等待某個(gè)事件的發(fā)生，故也稱為等待狀態(tài)（waiting）。系統(tǒng)按等待原因的不同將阻塞狀態(tài)的進(jìn)程排成多個(gè)阻塞隊(duì)列。新狀態(tài)（new）：進(jìn)程正被創(chuàng)建。終止?fàn)顟B(tài)（terminated）：進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束執(zhí)行。執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)阻塞狀態(tài)新狀態(tài)終止?fàn)顟B(tài)接收進(jìn)程調(diào)度退出中斷等待I/O或事件I/O或事件發(fā)生5.進(jìn)程控制塊的作用和基本內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)程控制塊就是對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理和調(diào)度的信息集合。它包含四類信息：（1）標(biāo)示信息。用于表示一個(gè)進(jìn)程。（2）說明信息。用于說明進(jìn)程情況。（3）現(xiàn)場(chǎng)信息。用于保留當(dāng)前

8、運(yùn)行進(jìn)程暫時(shí)讓出處理器時(shí)存放在處理器中的各種信息，以便能在繼續(xù)運(yùn)行時(shí)得以恢復(fù)。（4）管理信息。用于管理進(jìn)程。6.中斷定義，類型，過程。（簡(jiǎn)答）由于某些事件的出現(xiàn)，中止現(xiàn)行進(jìn)程的運(yùn)行，而由操作系統(tǒng)去處理出現(xiàn)的事件，待適當(dāng)?shù)臅r(shí)候讓被中止的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行，這個(gè)過程稱為中斷。引起中斷的事件稱為中斷源。對(duì)出現(xiàn)的事件進(jìn)行處理的程序稱為中斷處理程序。（1）硬件故障中斷。（2）程序中斷。（3）外部中斷。（4）輸入/輸出中斷。（5）訪管中斷。前面四類中斷不是正在運(yùn)行的進(jìn)程所期待的，而是由于外界的原因迫使正在運(yùn)行的進(jìn)程被打斷，因此稱為強(qiáng)迫性中斷事件。第五類中斷是正在運(yùn)行的進(jìn)程所期待的，它表示正在運(yùn)行的進(jìn)程對(duì)操作系統(tǒng)

9、有某種需求，故稱為自愿性中斷事件，在小型和微型計(jì)算機(jī)中稱為系統(tǒng)調(diào)用。中斷處理過程，涉及到三類PSW（1）存放在程序狀態(tài)字寄存器中的PSW是當(dāng)前正在占用處理器進(jìn)程的PSW稱作當(dāng)前PSW。（2）出現(xiàn)中斷事件后把中斷處理程序的PSW稱為新PSW。（3）中斷處理程序在占用處理器前必須保存中斷進(jìn)程的PSW，把保護(hù)好的被中斷進(jìn)程的PSW稱作舊PSW。當(dāng)發(fā)現(xiàn)中斷事件后，中斷裝置應(yīng)首先把出現(xiàn)的中斷事件保存到psw寄存器中的中斷碼位置，然后把psw寄存器中的當(dāng)前psw作為舊psw存放到預(yù)先約定好的主存固定單元中保護(hù)起來，再把已經(jīng)確定好的操作系統(tǒng)處理程序的新psw送到程序狀態(tài)字寄存器中，成為當(dāng)前psw。這一過程稱

10、為交換psw。中斷裝置通過交換psw完成中斷響應(yīng)，使被中斷進(jìn)程讓出處理器，且使處理器按照中斷處理程序的新psw控制執(zhí)行。保護(hù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)信息；分析中斷原因；處理發(fā)生的中斷事件（硬件故障中斷事件的處理、程序性中斷事件的處理、外部中斷事件的處理、輸入輸出中斷事件的處理、自愿中斷事件的處理）7.處理器調(diào)度（計(jì)算）處理器調(diào)度分為兩級(jí)調(diào)度：進(jìn)程調(diào)度和作業(yè)調(diào)度。（P27圖2-11）作業(yè)調(diào)度：先來先服務(wù)算法，計(jì)算時(shí)間短作業(yè)優(yōu)先算法，響應(yīng)比高者優(yōu)先算法；優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法；均衡調(diào)度算法。進(jìn)程調(diào)度：先來先服務(wù)算法，最高優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。8.線程概念在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中把用戶的一個(gè)計(jì)算問題或一個(gè)應(yīng)用

11、問題稱作一個(gè)進(jìn)程，把該進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行的各部分分別稱作線程。線程是進(jìn)程中可獨(dú)立進(jìn)行的子任務(wù)，線程描述表用來記錄線程執(zhí)行時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)信息及狀態(tài)等。第3章 存儲(chǔ)器管理1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三級(jí)存儲(chǔ)寄存器；主存儲(chǔ)器和高速緩沖存儲(chǔ)器；輔助存儲(chǔ)器。2. 邏輯地址、物理地址、重定位用戶程序中使用的地址稱為邏輯地址；主存空間中的地址編號(hào)稱作主存儲(chǔ)器的絕對(duì)地址（物理地址）。把邏輯地址轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址的工作稱為重定位或地址轉(zhuǎn)換。3. 重定位的方式：靜態(tài)重定位、動(dòng)態(tài)重定位靜態(tài)重定位：當(dāng)用戶程序被裝入內(nèi)存時(shí)，一次性實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，以后不再轉(zhuǎn)換（一般在裝入內(nèi)存時(shí)由軟件完成）。不允許程序運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移動(dòng)。動(dòng)態(tài)重定

12、位：地址變換過程是在程序執(zhí)行期間，隨著對(duì)每條指令和數(shù)據(jù)的訪問而自動(dòng)進(jìn)行的。須獲得硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持。允許程序在運(yùn)行期間在內(nèi)存中移動(dòng)。4. 單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理方式在這種方式下操作系統(tǒng)占了一部分主存空間，其他剩余的主存空間都分配給一個(gè)作業(yè)使用，即在任何時(shí)刻主存儲(chǔ)器中最多只有一個(gè)作業(yè)適用于單道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。存儲(chǔ)保護(hù)：界限寄存器，寄存器的內(nèi)容為當(dāng)前可供用戶使用的主存區(qū)域的起始地址。地址轉(zhuǎn)換：靜態(tài)重定位。5. 固定分區(qū)存儲(chǔ)管理是把主存儲(chǔ)器中的可分配的用戶區(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)稱為一個(gè)分區(qū)，分區(qū)個(gè)數(shù)是固定的，分區(qū)大小可同，可不同，分區(qū)大小固定不變。每個(gè)分區(qū)可裝入一個(gè)作業(yè)，

13、所以有多個(gè)分區(qū)時(shí)可裝入多個(gè)作業(yè)，但不允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)存放在一個(gè)分區(qū)中。適用于多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)。主存空間的分配及回收：分區(qū)分配表（分區(qū)號(hào)，起始地址，長(zhǎng)度，占用標(biāo)志）存儲(chǔ)保護(hù)：下界寄存器、上界寄存器 下限地址<=絕對(duì)地址<上限地址地址轉(zhuǎn)換：靜態(tài)重定位。6. 可變分區(qū)存儲(chǔ)管理可變分區(qū)存儲(chǔ)管理不是預(yù)先把主存儲(chǔ)器中的用戶區(qū)域劃分成分區(qū)，而是在作業(yè)要求裝入主存儲(chǔ)器時(shí)，根據(jù)作業(yè)需要的主存空間大小和當(dāng)時(shí)主存空間使用情況來決定是否作為分配一個(gè)分區(qū)。因此分區(qū)的長(zhǎng)度不是預(yù)先固定的，而是按作業(yè)的實(shí)際需求來劃分的；分區(qū)的個(gè)數(shù)也不是預(yù)先確定的，而是由裝入的作業(yè)數(shù)決定的。主存空間的分配及回收：空閑區(qū)表（始址，長(zhǎng)

14、度，狀態(tài)）存儲(chǔ)保護(hù)：基址寄存器、限長(zhǎng)寄存器 基址寄存器內(nèi)容<=絕對(duì)地址<=限長(zhǎng)寄存器內(nèi)容地址轉(zhuǎn)換：動(dòng)態(tài)重定位。（簡(jiǎn)答）可變分區(qū)管理常用主存分配方法：最先適應(yīng)算法（找第一個(gè)能滿足作業(yè)長(zhǎng)度要求的空閑區(qū)）、最優(yōu)適應(yīng)算法（找一個(gè)能滿足作業(yè)要求的最小空閑區(qū)，空閑區(qū)表按長(zhǎng)度遞增次序組織）、最壞適應(yīng)算法（找一個(gè)最大的空閑區(qū)分割一部分給作業(yè)用，空閑區(qū)表按長(zhǎng)度遞減次序組織）。移動(dòng)技術(shù)：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)域的工作叫做移動(dòng)。目的：集中分散的空閑區(qū)；便于作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充。注意問題：移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開銷；移動(dòng)是有條件的，例如，某個(gè)作業(yè)在執(zhí)行過程中正在等待外圍設(shè)備傳送信息，不能移動(dòng)該作業(yè)。采用兩頭

15、裝入作業(yè)的方式可以減少移動(dòng)的作業(yè)數(shù)和信息量。7. 頁式虛擬存儲(chǔ)管理以上單用戶連續(xù)、固定分區(qū)、可變分區(qū)存儲(chǔ)管理都屬于連續(xù)分配算法，以下頁式虛擬存儲(chǔ)管理屬于分散分配算法?；驹恚褐鞔娣謮K，程序分頁，頁的大小及塊的大小相等邏輯地址：頁號(hào)P，頁內(nèi)地址（頁內(nèi)位移量）W頁號(hào)頁內(nèi)地址（位移量） P W在進(jìn)行存儲(chǔ)器分配時(shí)，總是以塊為單位進(jìn)行分配。一個(gè)作業(yè)的信息有多少頁，把它裝入主存時(shí)，就給它分配多少塊。分配給作業(yè)的主存塊可以是不連續(xù)的，即作業(yè)信息可以按頁分散存放在主存的空閑塊中。頁式主存空間的分配及回收：“位示圖”。例主存有256塊，可用字長(zhǎng)為32位的8個(gè)字的位示圖來構(gòu)成主存分配表。塊號(hào)=字號(hào)*字長(zhǎng)+位號(hào)字

16、號(hào)=i/字長(zhǎng)，位號(hào)=i mod字長(zhǎng)頁表（邏輯頁號(hào)，主存塊號(hào)） 頁表一般是存放在主存中的，因此當(dāng)按給定的邏輯地址進(jìn)行讀寫時(shí)，必須訪問兩次主存。第一次按頁號(hào)讀出頁表中對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，第二次按計(jì)算出來的絕對(duì)地址進(jìn)行讀寫。 延長(zhǎng)了指令的執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度。解決方案：快表利用高速緩沖存儲(chǔ)器存放頁表的一部分。（程序執(zhí)行局部性原則）地址轉(zhuǎn)換：動(dòng)態(tài)重定位 絕對(duì)地址=塊號(hào)*塊長(zhǎng)+頁內(nèi)地址P54圖3-19快表：快表中登記了頁表中的一部分頁號(hào)和主存塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。P55圖3-208.虛擬存儲(chǔ)器定義：所謂虛擬存儲(chǔ)器， 是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能， 能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。其邏輯容量由內(nèi)存容

17、量和外存容量之和所決定，其運(yùn)行速度接近于內(nèi)存速度，而每位的成本卻又接近于外存?？梢姡摂M存儲(chǔ)技術(shù)是一種性能非常優(yōu)越的存儲(chǔ)器管理技術(shù)，故被廣泛地應(yīng)用于大、 中、 小型機(jī)器和微型機(jī)中。頁式虛擬存儲(chǔ)器是在頁式存儲(chǔ)管理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的。 首先把作業(yè)信息當(dāng)作副本存放到磁盤上，作業(yè)執(zhí)行時(shí)，把作業(yè)信息的部分頁面裝入主存，作業(yè)執(zhí)行時(shí)若所訪問的頁面已經(jīng)在主存中，則參照頁式存儲(chǔ)管理；若欲訪問的頁面不在主存中，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。設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位指示對(duì)應(yīng)頁是否在主存中，0：不在；1：在。缺頁中斷：1) 根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行指令中的邏輯地址查頁表，判斷該頁是否在主存中。2) 該頁標(biāo)志

18、為“0”，形成缺頁中斷。3) 操作系統(tǒng)處理缺頁中斷，處理過程：查主存分配表找一個(gè)空閑的主存塊，查頁表找出該頁在磁盤上的位置，啟動(dòng)磁盤讀出該信息。4) 把讀出的信息裝入找到的主存塊中。5) 修改頁表。6) 完成中斷響應(yīng)，繼續(xù)執(zhí)行指令。頁面調(diào)度策略：先進(jìn)先出調(diào)度算法最近最少用調(diào)度算法最近最不常用調(diào)度算法（注意思想）第4章 文件管理1. 文件的定義我們把邏輯上具有完整意義的信息的集合稱為文件2. 文件系統(tǒng)的功能從用戶角度看，文件系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)“按名存取”。（1） 實(shí)現(xiàn)從邏輯文件到物理文件之間的轉(zhuǎn)換。（2） 有效地分配文件的存儲(chǔ)空間。（3） 建立文件目錄。（4） 提供何時(shí)的存取方式以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用

19、。（5） 確保文件的安全性。（6） 提供一組文件操作。3. 文件分類對(duì)文件可按各種方式進(jìn)行分類。按用途可分成：系統(tǒng)文件、庫文件和用戶文件。按保護(hù)級(jí)別可分成：只讀文件、讀寫文件、執(zhí)行文件和不保護(hù)文件。按信息流向可分成：輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件。按存放時(shí)限可分成：臨時(shí)文件、永久文件和檔案文件。按設(shè)備類型可分成：磁帶文件、磁盤文件等。按組織方式可分成：邏輯文件、物理文件。此外，還有其他分類方法。4. 存儲(chǔ)介質(zhì)、存儲(chǔ)設(shè)備可用來記錄信息的磁帶、硬磁盤組、軟磁盤片、光盤、卡片等稱為存儲(chǔ)介質(zhì)。把磁帶機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)器、卡片機(jī)等稱為存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)介質(zhì)的物理單位定義為卷。例一個(gè)磁盤組稱為一個(gè)卷。存儲(chǔ)介質(zhì)上可

20、連續(xù)存儲(chǔ)信息的一個(gè)區(qū)域稱為塊，或稱為物理記錄。目前常用的存儲(chǔ)設(shè)備是磁帶機(jī)和磁盤機(jī)，磁帶機(jī)是一種順序存取的存儲(chǔ)設(shè)備，磁盤機(jī)是一種按地址直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備，磁盤存儲(chǔ)空間的位置由柱面號(hào)、磁頭號(hào)、扇區(qū)號(hào)（均從0開始編號(hào)）決定。5. 文件的組織用戶從使用的角度來組織文件，稱作文件的邏輯結(jié)構(gòu)，文件系統(tǒng)從文件的存儲(chǔ)和檢索的角度來組織文件稱作文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件和記錄式文件。流式文件基本單位是字符；記錄式文件基本單位是邏輯記錄，其中能用來唯一標(biāo)示某個(gè)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)稱為記錄的主鍵。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、連接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)。6. 存儲(chǔ)空間的分配位示圖法、空閑塊鏈接法（單塊鏈接、成組鏈接）位示圖法：其中的

21、每一位及一塊對(duì)應(yīng)，“1”表示相應(yīng)塊已占用，“0”表示該塊空閑。例一個(gè)磁盤組有100個(gè)柱面，每個(gè)柱面有8個(gè)磁道，每個(gè)盤面有4個(gè)扇區(qū)。因此整個(gè)磁盤空間共有4*8*100=3200個(gè)存儲(chǔ)塊。用字長(zhǎng)為32位的字來構(gòu)造位示圖，共需要100個(gè)字。假定M=塊號(hào)/32，N=塊號(hào) mod32,那么，由塊號(hào)可計(jì)算出：柱面號(hào)=M 磁頭號(hào)=N/4 扇區(qū)號(hào)=N mod4根據(jù)柱面號(hào)、磁頭號(hào)和扇區(qū)號(hào)，計(jì)算對(duì)應(yīng)位示圖中的字號(hào)和位號(hào)：塊號(hào)=柱面號(hào)*32+磁頭號(hào)*4+扇區(qū)號(hào) 字號(hào)=塊號(hào)/32 位號(hào)=塊號(hào) mod32成組鏈接：UNIX系統(tǒng)中的空閑塊重組鏈接（見課本，選擇/填空）7. 文件目錄一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、樹形目錄結(jié)構(gòu)

22、（多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)）絕對(duì)路徑、相對(duì)路徑：每個(gè)用戶都可把某級(jí)目錄設(shè)置為當(dāng)前工作目錄，當(dāng)要訪問文件時(shí)，就可從當(dāng)前目錄開始設(shè)置路徑，稱為相對(duì)路徑。用相對(duì)路徑可搜索路徑，提高搜索速度。8. 文件的安全性：體現(xiàn)在文件的保護(hù)和文件的保密兩方面文件的保護(hù)指防止文件被破壞。造成文件被破壞的原因有：（1）天災(zāi)人禍（如地震、洪水、存儲(chǔ)介質(zhì)損壞、磁帶或磁盤安裝錯(cuò)誤等）；-建立多個(gè)副本（2）硬件故障或軟件失誤；-建立副本；定時(shí)轉(zhuǎn)儲(chǔ)（3）共享文件時(shí)引起的錯(cuò)誤；-可對(duì)每個(gè)文件規(guī)定存取權(quán)限（4）計(jì)算機(jī)病毒的侵害。-解決病毒侵害的理想辦法是預(yù)防。文件的保密是指防止他人竊取文件。為文件設(shè)置口令是實(shí)現(xiàn)文件保密的一種可行辦法，對(duì)極少數(shù)

23、重要保密文件，可把文件信息翻譯成密碼形式保存，使用時(shí)再把它解密。9. 基本文件操作有：建立、打開、讀、寫、關(guān)閉和刪除等。用戶請(qǐng)求使用文件的操作步驟：（1）讀一個(gè)文件信息時(shí)，依次調(diào)用：“打開”文件；“讀”文件（可多次調(diào)用）；“關(guān)閉”文件。（2）寫一個(gè)文件信息時(shí)，依次調(diào)用：“建立”文件；“寫”文件（可多次調(diào)用）；“關(guān)閉”文件。第5章 設(shè)備管理1.獨(dú)占設(shè)備、共享設(shè)備把在作業(yè)執(zhí)行期間只允許一個(gè)作業(yè)獨(dú)占使用的設(shè)備成為獨(dú)占設(shè)備；可讓若干個(gè)作業(yè)同時(shí)使用的設(shè)備稱為共享設(shè)備。2.設(shè)備管理的功能（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備的分配及回收。 （2）實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的啟動(dòng)。（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)磁盤的驅(qū)動(dòng)調(diào)度。 （4）處理外圍設(shè)備的中斷事件

24、。 （5）實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備。3.設(shè)備的絕對(duì)號(hào)和相對(duì)號(hào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)每一臺(tái)設(shè)備都要進(jìn)行登記，且為每臺(tái)設(shè)備確定一個(gè)編號(hào)，以便區(qū)分和識(shí)別，這個(gè)確定的編號(hào)稱為設(shè)備的絕對(duì)號(hào)。由用戶對(duì)自己需要使用的若干臺(tái)同類設(shè)備給出的編號(hào)稱為設(shè)備的相對(duì)號(hào)。 用戶申請(qǐng)分配設(shè)備時(shí)不能使用設(shè)備的絕對(duì)號(hào)，是使用設(shè)備類相對(duì)號(hào)來提出使用設(shè)備的要求的。系統(tǒng)在為用戶分配具體設(shè)備時(shí)建立絕對(duì)號(hào)及設(shè)備類相對(duì)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。4設(shè)備獨(dú)立性用戶編制程序時(shí)使用的設(shè)備及實(shí)際能占用的設(shè)備無關(guān)。設(shè)備的這種特性稱為設(shè)備的獨(dú)立性。 設(shè)備分配：設(shè)備類表和設(shè)備表。5.移臂調(diào)度（計(jì)算，簡(jiǎn)答）先來先服務(wù)；最短尋找時(shí)間優(yōu)先；電梯調(diào)度算法。（會(huì)畫圖，會(huì)讀圖）一、先來先服務(wù)：按訪

25、問請(qǐng)求到達(dá)的先后次序服務(wù)。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，公平；缺點(diǎn)：效率不高，相臨兩次請(qǐng)求可能會(huì)造成最內(nèi)到最外的柱面尋道，使磁頭反復(fù)移動(dòng)，增加了服務(wù)時(shí)間，對(duì)機(jī)械也不利。例：假設(shè)磁盤訪問序列：98，183，37，122，14，124，65，67讀寫頭起始位置：5353：98，183，37，122，14，124，65，67 總=640二、最短尋道時(shí)間優(yōu)先： 優(yōu)先選擇距當(dāng)前磁頭最近的訪問請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，主要考慮尋道優(yōu)先。優(yōu)點(diǎn)：改善了磁盤平均服務(wù)時(shí)間；缺點(diǎn)：造成某些訪問請(qǐng)求長(zhǎng)期等待得不到服務(wù)。53：98，183，37，122，14，124，65，67 總=236三、電梯算法（掃描（SCAN）算法） 克服了最短尋道優(yōu)先的缺

26、點(diǎn)，既考慮了距離，同時(shí)又考慮了方向具體做法： 當(dāng)設(shè)備無訪問請(qǐng)求時(shí)，磁頭不動(dòng)；當(dāng)有訪問請(qǐng)求時(shí)，磁頭按一個(gè)方向移動(dòng)，在移動(dòng)過程中對(duì)遇到的訪問請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，然后判斷該方向上是否還有訪問請(qǐng)求，如果有則繼續(xù)掃描；否則改變移動(dòng)方向，并為經(jīng)過的訪問請(qǐng)求服務(wù)，如此反復(fù)。53：98，183，37，122，14，124，65，67 總=2086.旋轉(zhuǎn)調(diào)度（1）若干請(qǐng)求者要訪問同一磁頭下的不同扇區(qū)；(2)若干請(qǐng)求者要訪問不同磁頭下的不同編號(hào)的扇區(qū)；(3)若干請(qǐng)求者要訪問不同磁頭下具有相同編號(hào)的扇區(qū)。（1）(2)旋轉(zhuǎn)調(diào)度總是對(duì)先到達(dá)讀寫磁頭位置下的扇區(qū)進(jìn)行信息傳送；(3)從中任選一個(gè)磁頭進(jìn)行讀寫，其余請(qǐng)求等下次扇區(qū)旋

27、轉(zhuǎn)到磁頭位置再被選中。7.通道（了解概念：通道，通道程序，通道狀態(tài)字，外圍設(shè)備的啟動(dòng)過程） 圖（課件）通道是獨(dú)立于CPU的專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入/輸出傳輸工作的處理機(jī)，對(duì)外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，代替CPU對(duì)輸入/輸出操作進(jìn)行控制，從而使輸入，輸出操作可及CPU并行操作。通道執(zhí)行通道程序來控制I/O操作。通道也稱作輸入輸出處理機(jī)。通道特點(diǎn)：通道程序指令類型單一；通道沒有自己的內(nèi)存，通道程序在主機(jī)的內(nèi)存中，即通道及CPU共享內(nèi)存。8.緩沖（領(lǐng)會(huì)概念，防備出簡(jiǎn)答）單緩沖；雙緩沖；緩沖池（略，見課本）9SPOOLING系統(tǒng)（簡(jiǎn)答）第6章 并發(fā)進(jìn)程1. 進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行會(huì)破壞封閉性和可再現(xiàn)性。2. 臨界區(qū)、相關(guān)臨

28、界區(qū)臨界區(qū)的定義：并發(fā)進(jìn)程中及共享變量有關(guān)的程序段稱為“臨界區(qū)”。相關(guān)臨界區(qū)是指并發(fā)進(jìn)程中涉及到相同變量的那些程序段。 對(duì)相關(guān)臨界區(qū)的管理要求。 1）一次最多讓一個(gè)進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行，當(dāng)有進(jìn)程在臨界區(qū)時(shí)其他想進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行的進(jìn)程必須等待。 2）任何一個(gè)進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行的進(jìn)程必須在有限的時(shí)間內(nèi)退出臨界區(qū)，即任何一個(gè)進(jìn)程都不應(yīng)該無限地逗留在自己的臨界區(qū)。 3）不能強(qiáng)迫一個(gè)進(jìn)程無限地等待進(jìn)入它的臨界區(qū)，即有進(jìn)程退出時(shí)應(yīng)讓一個(gè)等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程進(jìn)入它的臨界區(qū)。 3. p、v操作Procedue P(Var S: Semaphore); begin S:=S-1; if S<0 then W(S)

29、end; P Procedue V(Var S: Semaphore); begin S:=S+1;if S<=0 then R(S) end; V 4. 進(jìn)程的同步及互斥進(jìn)程的互斥是指當(dāng)有若干進(jìn)程都要使用某一共享資源時(shí)，任何時(shí)刻最多只允許一個(gè)進(jìn)程去使用，其他要使用該資源的進(jìn)程必須等待，直到占用資源者釋放了該資源。 用PV操作管理相關(guān)臨界區(qū)的一般形式 :一個(gè)信號(hào)量及一組涉及共享變量的相關(guān)臨界區(qū)聯(lián)系起來，信號(hào)量的初值定為“1”。任何一個(gè)進(jìn)程要進(jìn)入臨界區(qū)前先調(diào)用P操作，執(zhí)行臨界區(qū)的操作后，退出臨界區(qū)時(shí)調(diào)用V操作。PV操作中間只執(zhí)行相關(guān)臨界區(qū)內(nèi)容，不能把臨界區(qū)外的程序段放到PV操作中間，否則會(huì)

30、降低系統(tǒng)并發(fā)執(zhí)行能力或引起系統(tǒng)癱瘓。 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)才被喚醒。 使用PV操作實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步：(1)用一個(gè)信號(hào)量及一個(gè)消息聯(lián)系起來，當(dāng)信號(hào)量的值為0時(shí)表示期望的消息尚未產(chǎn)生，當(dāng)信號(hào)量值為非0時(shí)表示期望的消息已經(jīng)存在。 (2)在用PV操作實(shí)現(xiàn)同步時(shí)，一個(gè)信號(hào)量及一個(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(hào)量；測(cè)試不同的消息是否到達(dá)或發(fā)送不同消息時(shí)，應(yīng)對(duì)不同的信號(hào)調(diào)用P操作或V操作。 進(jìn)程的互斥實(shí)際上是進(jìn)程同步的一種特殊情況。也把進(jìn)程的互斥及進(jìn)程的同步稱為進(jìn)程的同步。5. 進(jìn)程通信PV操作是進(jìn)程間的一種低級(jí)通信方式。我們把通過專門的通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間相互交換大量信息的通信方式叫做進(jìn)程通信。是一種高級(jí)通信方式。目