操作系統(tǒng)知識歸納

1、第第1章章 操作系統(tǒng)概論操作系統(tǒng)概論 1. 操作系統(tǒng)定義操作系統(tǒng)定義地位：硬件層之上，所有其他軟件層之下。作用：管理系統(tǒng)中軟件硬件資源；為用戶(應用程序)提供良好的服務(界面)。定義：操作系統(tǒng)是位于硬件層之上，所有其它軟件層之下的一個系統(tǒng)軟件，是管理系統(tǒng)中各種軟硬件資源，方便用戶使用計算機系統(tǒng)的程序集合。2. 操作系統(tǒng)的特征操作系統(tǒng)的特征 并發(fā)性、共享性、異步性和虛擬性。3. 操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)的分類 批處理系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、通用操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、多處理機操作系統(tǒng)（主從式和對稱多處理機模式）4. 操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境操作系統(tǒng)的硬件環(huán)境 CPU狀態(tài)

2、：目態(tài)和管態(tài) 特權指令與非特權指令、系統(tǒng)棧、存儲保護設施、中斷裝置、通道與DMA控制器5.操作系統(tǒng)面向用戶提供接口操作系統(tǒng)面向用戶提供接口 程序級接口，系統(tǒng)調(diào)用命令 作業(yè)級接口，分為聯(lián)機作業(yè)接口（終端命令）和脫機作業(yè)接口（作業(yè)控制語言）第第2章章 進程、線程和作業(yè)進程、線程和作業(yè) 1.多道程序設計多道程序設計設計目標：提高系統(tǒng)效率。多道程序設計的問題：處理機資源管理、存儲資源管理、設備資源管理。2.進程進程引入進程的目的：為了多個程序并發(fā)執(zhí)行，改善資源利用率和提高系統(tǒng)的吞吐量。進程的定義：進程是具有一定獨立功能的程序關于一個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。進程控制塊PCB：是為描述進程的運動變化過程而

3、采用的一個與進程相聯(lián)系的數(shù)據(jù)結構。它用來記錄系統(tǒng)管理進程所需的信息，描述進程的瞬間特征。它是進程的唯一實體，操作系統(tǒng)通過PCB而感知進程的存在。通常PCB包括進程的標識符、進程的現(xiàn)行狀態(tài)、CPU保護區(qū)、進程起始地址、資源清單和進程優(yōu)先級等相關內(nèi)容。進程的組成：PCB、程序和數(shù)據(jù)進程上下文：進程實體+進程運行的物理環(huán)境進程的特征：動態(tài)性、并發(fā)性、交往性、結構性、獨立性、異步性進程的分類：系統(tǒng)進程和用戶進程進程的關系：相關進程和無關進程 進程的管理與控制原語：創(chuàng)建原語、撤銷原語、阻塞原語、喚醒原語、掛起原語和解除掛起原語。進程的狀態(tài)：三狀態(tài)、五狀態(tài)和七狀態(tài)轉換圖及轉換原因程序和進程的聯(lián)系與區(qū)別?？?/p>

4、再入程序：在執(zhí)行過程中自身不發(fā)生任何改變。 3.線程線程線程的定義：進程內(nèi)部具有獨立功能的執(zhí)行流。引入：切換速度快、系統(tǒng)開銷小、通訊容易線程控制塊TCB：標志線程存在的數(shù)據(jù)結構，包含線程控制的全部信息線程的狀態(tài)：就緒、運行、等待線程的分類：用戶級線程（庫函數(shù)創(chuàng)建）和核心級別的線程（系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建）進程與線程：進程是資源分配的最小單位，線程是處理器分配的最小單位。4.作業(yè)作業(yè)（1）基本概念作業(yè)：就是用戶在一次計算過程中或一個事務處理中要求計算機系統(tǒng)所做工作的集合。作業(yè)步：要求計算機系統(tǒng)做的一項相對獨立的工作叫做一個作業(yè)步。在邏輯上，我們可以說一個作業(yè)是由一系列有序的作業(yè)步所組成。一個作業(yè)內(nèi)的作業(yè)步

5、總是相互關聯(lián)的。作業(yè)流：在批處理系統(tǒng)中，通常把一批作業(yè)或者按用戶提交的先后次序，或者按某種優(yōu)先原則，依次安置在相應的輸入裝置上，并在系統(tǒng)控制下，依次將它們輸入到輔助存儲器中，這樣就形成了一個作業(yè)流。小的計算機系統(tǒng)只有一個作業(yè)流，大的系統(tǒng)可能有幾個作業(yè)流。（2）作業(yè)的分類 根據(jù)計算機系統(tǒng)對作業(yè)處理方式的不同可分為批量型作業(yè)和終端型作業(yè)。 根據(jù)對批量型作業(yè)運行過程控制方式不同可分為脫機作業(yè)和聯(lián)機作業(yè)。（3）用戶與操作系統(tǒng)之間的接口 通常操作系統(tǒng)提供兩類用戶接口：一類是用于程序一級的接口，一類是用于作業(yè)控制一級的接口。用于作業(yè)控制一級的接口又分為脫機用戶和聯(lián)機用戶的接口。 程序一級的接口：它是由一組

6、系統(tǒng)調(diào)用命令組成。這是為程序員與操作系統(tǒng)打交道而提供的。所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的一些子功能。聯(lián)機用戶或交互式用戶的接口：它是由一組鍵盤操作命令組成。用戶們通過控制臺鍵入操作命令，向系統(tǒng)提出請求。該操作命令由命令解釋系統(tǒng)進行解釋執(zhí)行，完成指定的操作。脫機或批處理用戶的接口：它是由一組作業(yè)控制命令（或稱作業(yè)控制語言）組成。脫機用戶將事先用相應的作業(yè)控制命令寫成的作業(yè)操作說明書，連同其作業(yè)一起提交給系統(tǒng)，由系統(tǒng)中命令解釋程序?qū)ζ洳僮髡f明書上的命令逐條解釋執(zhí)行。（4）作業(yè)控制所完成的功能 作業(yè)的輸入； 程序的匯編（編譯）及裝入； 作業(yè)在運行過程中出現(xiàn)故障后的處理； 作業(yè)運行結

7、束后的處理。（5）作業(yè)控制方式 脫機作業(yè)控制，也稱為作業(yè)的自動控制方式，它是為脫機用戶提供的； 聯(lián)機作業(yè)控制，也稱為作業(yè)的直接控制方式，它是為聯(lián)機或終端用戶提供的。（6）作業(yè)的狀態(tài) 后備狀態(tài)：操作員將用戶提交的作業(yè)通過脫機輸入或調(diào)用SPOOLing系統(tǒng)輸入進程，將作業(yè)輸入到輸入井，并把它加入到后備作業(yè)隊列中，等待作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度。 執(zhí)行狀態(tài)：一個作業(yè)被作業(yè)調(diào)度程序選中并分配了必要的資源，建立了一組相應的進程后，該作業(yè)就進入了執(zhí)行狀態(tài)。 完成狀態(tài)：當作業(yè)正常運行結束或因發(fā)生錯誤而終止時，作業(yè)進入完成階段。此時，由系統(tǒng)的“終止作業(yè)”程序?qū)⑵渥鳂I(yè)控制塊從現(xiàn)行作業(yè)隊列中除去，并負責回收資源，然后將作業(yè)

8、的運行結果信息編入輸出文件，再用有關設備通過聯(lián)機輸出設備輸出。 作業(yè)的調(diào)度又稱為高級調(diào)度或宏觀調(diào)度。它根據(jù)系統(tǒng)的情況和作業(yè)調(diào)度策略將一些作業(yè)置于“執(zhí)行狀態(tài)”。由于作業(yè)調(diào)度程序選擇到的作業(yè)只是有資格獲得處理機，但不一定立刻就能占有它并在其上運行，一個已被作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度到的作業(yè)（或它的相應進程）何時能夠真正在物理處理機上運行，則取決于“進程調(diào)度”所遵循的調(diào)度策略。 第第3章章 處理機調(diào)度處理機調(diào)度 1.多級調(diào)度多級調(diào)度低級調(diào)度：進程調(diào)度中級調(diào)度：交換高級調(diào)度：作業(yè)調(diào)度2.處理機調(diào)度須解決的問題處理機調(diào)度須解決的問題依照什么原則分配處理機， 即需要確定處理機調(diào)度算法；什么時候分配處理機， 即需要確

9、定處理機調(diào)度時機；如何分配處理機， 即需要給出處理機調(diào)度過程。3.處理機調(diào)度算法選擇的標準處理機調(diào)度算法選擇的標準 調(diào)度算法的選擇應當與系統(tǒng)的設計目標相一致，同時考慮公平性與用戶滿意程度。具體考慮如下指標：CPU利用率：使CPU盡量處于忙碌狀態(tài)；吞吐量：單位時間內(nèi)所處理計算任務的數(shù)量；周轉時間；從計算任務就緒到處理完畢；響應時間：從任務就緒到開始處理；系統(tǒng)開銷：系統(tǒng)調(diào)度進程過程中所付出的時空代價。4.進程調(diào)度進程調(diào)度 處理機的調(diào)度算法：處理機調(diào)度通常采用FCFS、短進程優(yōu)先(SJF)、優(yōu)先數(shù)法(HPF)、循環(huán)輪轉法(RR)、分類排隊法、最短剩余時間法、反饋排隊法(FB)等。5.處理機調(diào)度過程處

10、理機調(diào)度過程處理機調(diào)度過程：保存下降進程現(xiàn)場；選擇將要運行進程；恢復上升進程現(xiàn)場。6.作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度程序通常作為一個進程在系統(tǒng)中執(zhí)行。它在系統(tǒng)初始化時被創(chuàng)建。它的主要功能是審查系統(tǒng)是否能滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法選取作業(yè)。作業(yè)調(diào)度可以采用不同的算法。對于非多道程序系統(tǒng)一般有：先來先服務（FCFS）調(diào)度算法 、最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法 、響應比高者優(yōu)先（HRN）的調(diào)度算法 對于多道程序系統(tǒng)，常用的作業(yè)調(diào)度算法有：先來先服務的調(diào)度算法 、優(yōu)先級的作業(yè)調(diào)度 、分時和優(yōu)先級相結合的作業(yè)調(diào)度。 7.實時調(diào)度實時調(diào)度(real-time scheduling)（1）實時調(diào)度相

11、關的幾個概念：實時任務產(chǎn)生并可以開始處理的時間稱為就緒時間(ready time)；實時任務最遲開始處理時間稱為開始截止期(starting deadline)；實時任務處理所需要的處理機時間稱為處理時間(processing time)；實時任務最遲完成時間稱為完成截止期(completion deadline)；周期性實時任務的發(fā)生間隔時間稱為發(fā)生周期(occurring period)；實時任務的相對緊迫程度通常用優(yōu)先級表示。（2）實時調(diào)度算法：1）最早截止期優(yōu)先調(diào)度優(yōu)先選擇完成截止期最早的實時任務，新到達的實時任務，如果其完成截止期先于正在運行任務的完成截止期，則重新分派處理機，即剝奪

12、可以證明，對于EDF算法來說，公式：是實時任務可調(diào)度的充分條件2）速率單調(diào)調(diào)度RMS將任務的周期作為調(diào)度參數(shù)，其發(fā)生頻度越高則調(diào)度級別越高。已經(jīng)證明，RMS算法可調(diào)度的條件如下：11niiiTC) 12(11niniinTC第第4章章 互斥、同步與通信互斥、同步與通信 1.并發(fā)進程并發(fā)進程程序并發(fā)的基本特征：程序運行失去封閉性、運行結果不可再現(xiàn)性、異步性。進程并發(fā)執(zhí)行的條件：Bernstein條件。假設程序P(i)所訪問的共享變量的讀集和寫集分別為R(i)和W(i)，則任意兩個程序P(j)和P(i)可以并發(fā)執(zhí)行的條件有三條：R(i)W(j)=; W(i)R(j)= ; W(i)W(j)= 。2

13、.臨界資源與臨界區(qū)臨界資源與臨界區(qū)臨界資源:一次僅允許一個進程使用的資源。臨界區(qū)：在進程中對于臨界資源訪問的程序段。臨界區(qū)的訪問原則： 當無進程處于臨界區(qū)內(nèi)時，允許一進程立即進入臨界區(qū)。 當某一進程已進入臨界區(qū)時，其他試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待。 當某一進程離開臨界區(qū)時，若有等待進程，則允許其中一個進入臨界區(qū)。3.信號燈與信號燈與PV操作操作在操作系統(tǒng)中信號量是表示資源的物理實體，是一個與隊列有關的整型變量，其值僅能由P操作和V操作來改變。系統(tǒng)利用它的狀態(tài)對進程和資源進行管理。用于信號量的P、V操作是同步原語，在執(zhí)行期間不可分割。利用信號量能方便地解決臨界區(qū)問題，設mutex為互斥的公用信號

14、量，初始化為1，表示該臨界資源未被占用。只需把進入臨界區(qū)的操作置于P(mutex)和V(mutex)之間，即可實現(xiàn)進程互斥。利用信號量還可以實現(xiàn)進程同步，它是利用私用信號量在進程間實現(xiàn)同步操作。（1）信號燈類型定義如下:typedef semaphore struct int value;pointer_to_PCB queue;（3）P操作原語定義如下:void P(semaphore *s)s-value-;if(s-value queue);（2）信號燈變量說明如下:semaphore s;（4）V操作原語定義如下:void V(semaphore *s)s-value+;if(s-va

15、lue queue);其中調(diào)用了asleep和wakeup兩個標準過程, 它們的定義如下:1）asleep(s-queue):執(zhí)行此操作進程的PCB進入隊列s-queue的尾部,其狀態(tài)由運行轉為等待, 系統(tǒng)轉到處理機調(diào)度程序。2）wakeup(s-queue): 將隊列s-queue頭部的進程的PCB由該隊列中取出并將其排入就緒隊列, 其狀態(tài)由等待轉為就緒。關于信號燈變量的使用有如下兩個基本要求:1）必需置一次初值, 只能置一次初值, 而且初值必需為非負整數(shù);2）只能執(zhí)行P操作和V操作, 所有其它操作均是非法的。基于上述規(guī)定, 我們可以得到如下幾個有用的結論:(1) 當s-value0時, s

16、-queue為空； (2) 當s-valuevalue為s-queue中等待進程的個數(shù)；(3) 當s-value的初值為1時, 可以用來實現(xiàn)進程互斥, 這只需在進入臨界區(qū)時執(zhí)行一次P操作, 在離開臨界區(qū)時執(zhí)行一次V操作。(4) 當s-value的初值為正整數(shù)時，可以用來管理同種組合資源(具有多個實例的同種類資源，如5臺打印機)，申請時執(zhí)行一次P操作，歸還時執(zhí)行一次V 操作。 三種問題模型：時間關系模型、生產(chǎn)者-消費者模型、讀者-寫者模型4.進程通信進程通信（1）進程通信的定義 進程之間的互斥、同步及信息交換統(tǒng)稱進程通訊(Inter-Process Communication，IPC)。（2）進

17、程通信的模式 1）共享內(nèi)存模式：相互通訊的進程之間需要有公共內(nèi)存, 一組進程向該公共內(nèi)存中寫, 另一組進程由該公共內(nèi)存中讀, 如此便實現(xiàn)了進程之間的信息傳遞. 這種進程通訊模式需要解決如下兩個問題: 為相互通訊的進程之間提供公共內(nèi)存. 為訪問公共內(nèi)存提供必要的同步機制。2）信息傳遞模式：相互通訊的進程之間并不存在公共的內(nèi)存. 操作系統(tǒng)為用戶進程之間的通訊提供了兩個基本的系統(tǒng)調(diào)用命令(亦稱原語), 即發(fā)送命令(send)和接收命令(receive). 前者用于發(fā)送, 后者用于接收. 當需要進行消息傳遞時, 發(fā)送者僅需執(zhí)行發(fā)送命令, 接收者僅需執(zhí)行接收命令, 消息便由發(fā)送者傳送給接收者, 至于消息

18、是如何由發(fā)送者傳送給接收者的則完全是由操作系統(tǒng)完成的。 信息傳遞模式在實現(xiàn)時又分為兩種方式, 分別稱作直接方式（有緩沖途徑、無緩沖途徑）和間接方式（信箱）。第第5章章 死鎖死鎖 1.死鎖的概念死鎖的概念 死鎖是指在多個進程并行執(zhí)行的過程中，當某進程提出資源申請后，使得若干進程在無外力作用下，永遠不能再繼續(xù)前進的情況。在用信號量作為同步工具時，P、V操作順序不當也可能產(chǎn)生死鎖。2.產(chǎn)生死鎖的原因產(chǎn)生死鎖的原因 系統(tǒng)資源不足：產(chǎn)生死鎖的根本原因在于，為多道程序所共享的系統(tǒng)資源不足，而且，僅當進程提出資源請求時，才會發(fā)生死鎖。 進程推進順序非法：在多道程序運行時，按照一定的順序聯(lián)合推進，可使系統(tǒng)中所

19、有的進程都能運行完畢，我們稱這樣的推進順序是合法的。若按某種順序聯(lián)合推進，進入某個區(qū)域時將導致死鎖的發(fā)生，則該順序是非法的。3.產(chǎn)生死鎖的必要條件產(chǎn)生死鎖的必要條件互斥條件：進程對它所需要的資源進行排它性控制，既在一段時間內(nèi)某資源為一進程所獨占。請求和保持條件：進程因請求資源而被阻塞時，對已分配給它的資源保持不放。不剝奪條件:進程所獲得的資源在未使用完畢之前，不能被其它進程奪走，即只能由獲得該資源的進程自己來釋放。環(huán)路條件：在發(fā)生死鎖時，有向圖必構成一環(huán)路，即前一進程保持著后一進程所需之資源。4.死鎖的檢測死鎖的檢測 死鎖定理：S為死鎖狀態(tài)的充分條件是，當且僅當S狀態(tài)的資源分配圖是不可完全約簡

20、的。5.死鎖的解除死鎖的解除資源剝奪：從其它進程剝奪足夠數(shù)量的資源給死鎖進程，以解除死鎖狀態(tài)，凡被剝奪資源的進程，補以相應的請求邊。 撤消進程：最簡單的撤消進程的方法是把全部死鎖進程都夭折掉。稍微溫和一點的方法是按照某種順序逐個地撤消進程，直到有足夠的資源可用，死鎖狀態(tài)消除為止。6.死鎖的預防死鎖的預防為了預防系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)，應當保證在任何時刻產(chǎn)生死鎖的4個必要條件中，至少有一個得不到滿足，由此可得到如下幾種預防死鎖的方法：（1）預先分配法：預分配所有共享資源，即每個作業(yè)必須一次請求并獲得全部所需之資源。調(diào)度程序在該作業(yè)所需之資源未滿足之前，不將它投入運行。在這種方法中，當一個進程進入運行狀

21、態(tài)后，將不需再提出其他任何資源要求。這意味著死鎖的第二個必要條件不再成立，因而不會產(chǎn)生死鎖。（2）有序分配方式：在這種方式中，系統(tǒng)將資源按類型進行線形排隊，并賦予不同的序號。所有進程對資源的請求必須嚴格按照序號遞增的資序進行。不難看出，在這種形式的資源分配方式下，所形成的進程資源圖不可能再產(chǎn)生環(huán)路，因此，死鎖的第4個必要條件不再成立，系統(tǒng)不會產(chǎn)生死鎖。（7）死鎖的避免）死鎖的避免銀行家算法的基本思想是，當一個新進程進入系統(tǒng)時, 它必須申明其最大資源需求量, 即每個資源類各需多少資源實例。 當進程發(fā)出資源申請命令而且系統(tǒng)能夠滿足該請求時, 系統(tǒng)將判斷: 如果分配資源, 系統(tǒng)的狀態(tài)是否為安全的。

22、如是則分配資源, 并讓申請者繼續(xù); 否則不分配資源, 并讓申請者等待。第第6章章 存儲管理存儲管理 1 基本概念基本概念（1）存儲管理的目的和功能 主存儲器是中央處理機能直接存取指令和數(shù)據(jù)的存儲器。在計算機系統(tǒng)中，它是一個關鍵性的資源，能否合理而有效地使用它，在很大程度上反映了操作系統(tǒng)的性能，并直接影響到整個計算機系統(tǒng)的性能。所以，存儲管理是目前人們研究操作系統(tǒng)的中心問題之一。 存儲管理主要功能：存儲分配、存儲共享、存儲保護、存儲擴充、地址映射。（2）內(nèi)存分區(qū)靜態(tài)等長、動態(tài)異長（3）內(nèi)存分配靜態(tài)等長分區(qū)的分配：空閑頁面表、空閑頁面鏈、字位映像圖動態(tài)異長分區(qū)的分配：最先適應、最佳適應、最差適應分

23、配算法2頁式存儲管理頁式存儲管理（1）實現(xiàn)原理 在分頁存儲管理系統(tǒng)中，把每個作業(yè)的地址空間分成一些大小相等的片，并稱之為頁。同樣地，把主存的存儲空間也分成大小與頁相同的片，這些片稱之為存儲塊，或簡稱為塊。在分配存儲空間時，總是以塊為單位來分配。一個作業(yè)的地址空間可以分配到不相連續(xù)的存儲塊中。分頁是由系統(tǒng)通過頁表自動完成的。（2）頁表的組織 頁表是用來完成虛地址與物理地址變換的一個重要的數(shù)據(jù)結構。從地址變換的過程來看，若頁表全部放在主存中，則要取一個數(shù)據(jù)（或一條指令）至少要訪問兩次主存，一次是訪問頁表，確定所取數(shù)據(jù)（或指令）的物理地址，第二次才根據(jù)該地址取數(shù)據(jù)（或指令）。要寫入一個數(shù)據(jù)時情況也是

24、這樣。為了提高查表的速度，在地址變換機構中加入了一個高速、小容量的聯(lián)想存儲器，構成一張快表。如果快表命中，只要訪問一次主存就可以取出指令或數(shù)據(jù)。（3）頁內(nèi)零頭 采用頁式管理方式，其主要的優(yōu)點在于無需移動信息而能夠較好地解決分區(qū)與管理中產(chǎn)生的存儲器“外零頭”問題，但引入了“內(nèi)零頭”的問題。 內(nèi)零頭是指由于分配給作業(yè)的頁面是整數(shù)塊，而一個作業(yè)的地址空間不一定是頁的整數(shù)倍，因而最后一頁往往是不滿的。在這種情況下，最后一頁中空閑的空間不能分配給別的作業(yè)，因而造成了浪費。這種浪費稱之為“內(nèi)零頭”。內(nèi)零頭的多少與頁面大小有關，平均來說，內(nèi)零頭為半頁大小。（4）請求頁式管理（虛擬頁式存儲管理） 請求頁式管理

25、是在分頁存儲管理的基礎上發(fā)展起來的。對于一般的頁式管理，仍要求一個作業(yè)全部裝入主存后，才能開始運行。對于請求頁式管理，在作業(yè)運行之前，不限定把作業(yè)的整個空間全部裝入主存，而只要求把當前需要的一部分裝入主存。這樣，從理論上來說系統(tǒng)沒有對作業(yè)地址空間大小的限制。因此，請求頁式存儲管理可以實現(xiàn)“擴充”主存的功能。我們稱具有這種功能的存儲系統(tǒng)為虛擬存儲系統(tǒng)。（5）頁面置換算法 在請求頁式系統(tǒng)中，當主存空間業(yè)已裝滿而又需要調(diào)入新頁時，必須把已在主存中的一些頁面淘汰出去。所謂置換算法，就是用來確定應該淘汰哪些頁面的一種策略。因為置換算法的優(yōu)劣，直接影響到系統(tǒng)的效率，因此，在請求頁式系統(tǒng)中，一個核心問題是選

26、擇合適的頁面置換算法。 常用的頁面置換算法有：先進先出算法、LRU算法、最近不用先淘汰、二次機會算法、時鐘算法等。 抖動（顛簸）3段式存儲管理段式存儲管理（1）實現(xiàn)原理：作業(yè)分為若干段，且按分段來進行存儲分配。實現(xiàn)分段管理的關鍵在于，如何保證分段（二維）地址空間中一個作業(yè)，在線性（一維）的存儲空間中正確運行，采用段表來完成二維地址到一維地址的轉換。分段管理和分頁管理的地址轉換過程比較類似，但是它們在概念上完全不同。分頁管理的作業(yè)地址空間是一個單一的線形地址空間，而分段管理的作業(yè)的地址空間是二維的。分頁管理中“頁”是信息的“物理”單位，大小固定，其分頁的活動對于用戶是透明的，分段管理中，“段”是

27、信息的“邏輯”單位，既它是有意義的一組信息，其長度不定。分段是用戶可見的。（2）分段管理的優(yōu)點 便于程序模塊化處理。 便于處理變化的數(shù)據(jù)結構。 便于動態(tài)鏈接。 便于共享分段。（3）分段管理的缺點 處理機要為地址變換花費時間，要為表格提供附加的存儲空間，使操作系統(tǒng)復雜。 會產(chǎn)生碎片。 分段的最大尺寸受到主存可用空間的限制。4段頁式存儲管理段頁式存儲管理（1）實現(xiàn)原理 為了獲得分段在邏輯上的優(yōu)點和分頁在管理存儲空間方面的優(yōu)點，兼用分段和分頁兩種方法，來實現(xiàn)存儲管理。這種技術的基本思想是用分段方法來劃分進程，每段劃分為若干邏輯頁，而用分頁方法來分配和管理主存（物理存儲器）。這樣，一方面可以保持分段地

28、址空間所帶來的優(yōu)點，如允許分段動態(tài)擴展、可實現(xiàn)分段的動態(tài)鏈接、分段的共享、實施段保護措施等。另一方面，主存分區(qū)的拼接問題，輔助存儲器的管理以及對分段大小的限制等問題，都可以得到有效的解決。（2）段頁式存儲管理的優(yōu)缺點 因為段頁式存儲管理是分段式存儲管理和頁式存儲管理相結合的方案，因而它具有這兩者的全部優(yōu)點。 段頁式存儲管理的主要缺點是，增加了軟件復雜性和管理開銷，需要的硬件支持也增加了。此外，還有各種表格要占用存儲空間，和在請求頁式或在分段系統(tǒng)中一樣，存在著發(fā)生系統(tǒng)抖動的危險，而零頭問題和分頁管理系統(tǒng)中一樣存在，且更為嚴重。第第7章章 文件管理文件管理 1基本概念基本概念（1）文件 文件是一個

29、具有符號名的在邏輯上具有完整意義的信息項的序列。信息項是構成文件內(nèi)容的基本單位，是可編址的最小信息項目。（2）文件系統(tǒng) 文件系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)中與文件管理有關的那部分軟件和被管理的文件,以及管理所需要的一些數(shù)據(jù)結構(如各級目錄、索引文件等)的總體。從系統(tǒng)的角度來看,文件系統(tǒng)是對文件存儲器的存儲空間進行組織、分配，負責文件的存儲并對存入的文件進行保護和檢索的系統(tǒng)。從用戶的角度來看,文件系統(tǒng)主要是實現(xiàn)了“按名存取”。2文件的訪問方式文件的訪問方式 順序存取方式。其中的記錄是按序排列的,記錄的存取也是按順序進行的。 直接存取方式。用戶對記錄的存取是不按順序的,即用戶可以直接指定某一記錄進行存取。 按健

30、存取方式。用戶對文件內(nèi)容的訪問不是根據(jù)記錄的編號或地址,而是根據(jù)記錄的某項內(nèi)容(鍵)來進行的。3文件的邏輯組織文件的邏輯組織 文件的邏輯組織是指從用戶角度看到的文件，也就是文件的記錄結構。流式文件、記錄式文件。4文件的物理組織文件的物理組織 文件的物理組織是指從系統(tǒng)角度看到的文件,也就是文件在文件存儲器上的安排。文件的物理組織一般有4種形式： 連續(xù)區(qū)分配(連續(xù)文件),即把一個在邏輯上連續(xù)的記錄構成的文件分配到連續(xù)的物理塊中。 鏈接塊方式(串聯(lián)文件),即文件所分配的物理塊可以是不連續(xù)的,而且也不必順序排列。文件的物理塊之間用鏈表連接在一起。 索引式(索引文件),即為每個文件建立一個索引表,其中每

31、一個表項指出文件記錄所在的物理塊號。 Hash文件,即對文件的每個記錄的物理地址采用Hash的方法計算出來,從而可以根據(jù)文件記錄的編號或地址直接找到對應的物理塊。5文件目錄文件目錄 文件目錄用來檢索文件，登記文件信息。 文件的符號名與物理地址之間的轉換是通過文件目錄進行的。為了解決“重名”問題,必須建立二級目錄或多級目錄。 目錄項：文件控制塊 為了實現(xiàn)多個用戶能共享一個文件副本,而且能以不同的符號名來訪問它,一種辦法是采用鏈接技術,另一種辦法是將文件目錄分解為符號文件目錄和基本文件目錄,并通過系統(tǒng)賦予每個文件的唯一標識符聯(lián)系起來。6文件的存取控制文件的存取控制 一個文件系統(tǒng)要得到用戶的信任,就應該使用戶文件的保密性得到充分的保證。所謂文件的保密性，就是一個用戶對其文件所作的“誰能使用”和“如何使用”的規(guī)定，所以，需要對文件進行存