計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí).ppt

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)復(fù)習(xí),主講: 王倫友,清華大學(xué)出版社 馮裕忠,Email：lyw0918163.COM,手機(jī)目 錄,第2章 4,第3章 4,第4章 4,第5章 4,第1章 4,操作系統(tǒng)概述,進(jìn)程和線程,調(diào)度與死鎖,存儲(chǔ)管理,設(shè)備管理,目 錄,第7章 2,第8章 2,第9章 2,第6章 4,文件管理,操作系統(tǒng)接口,Windows操作系統(tǒng),UNIX操作系統(tǒng),上機(jī)實(shí)驗(yàn),第10章 0,操作系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源管理者,1、處理機(jī)管理：分配和控制CPU。 2、存儲(chǔ)器管理：內(nèi)存分配與回收。 3、I/O設(shè)備管理：I/O設(shè)備的分配與操縱。 4、文件管理：文件的存取、共享和保護(hù)。,什么是

2、操作系統(tǒng),1用戶觀點(diǎn) 從用戶的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)應(yīng)該提供一個(gè)人與計(jì)算機(jī)打交道的接口，也就是人機(jī)接口。用戶可以通過(guò)操作系統(tǒng)提供的這個(gè)接口使用和控制計(jì)算機(jī)，從而達(dá)到計(jì)算機(jī)為用戶服務(wù)的目的。 接口的方式有：圖形界面的接口（Graphical User Interface，GUI）；命令行（Command Line，CL）接口；軟件編程的接口,什么是操作系統(tǒng),2系統(tǒng)觀點(diǎn) 操作系統(tǒng)就是資源的分配者。 操作系統(tǒng)要對(duì)I/O設(shè)備和用戶程序加以控制，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，防止非法操作，及時(shí)診斷設(shè)備的故障等。從這個(gè)意義上講，操作系統(tǒng)又是工作流程的調(diào)度者。,操作系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述,計(jì)算機(jī)硬件組成,CPU實(shí)現(xiàn),存貯器層

3、次結(jié)構(gòu),磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,由程序所生成的地址被稱為虛擬地址（Virtual Address），而由存儲(chǔ)器使用的地址稱為物理地址（Physical Address）。完成檢查和映射工作的裝置被稱為內(nèi)存管理單元（Memory Management Unit，MMU）。它位于CPU芯片上或者CPU附近，在邏輯上MMU位于CPU和存儲(chǔ)器之間。,存貯器相關(guān)概念,總線,操作系統(tǒng)的主要功能,上圖說(shuō)明了各條總線如何連接到CPU。,計(jì)算機(jī)主板,操作系統(tǒng)的地位,由此可見(jiàn)，操作系統(tǒng)是裸機(jī)之上的第一層軟件，它只在核心態(tài)模式下運(yùn)行，受硬件保護(hù)，與硬件關(guān)系密切。它不僅對(duì)硬件資源直接實(shí)施控制、管理，而且它的很多功能的完成是與硬件

4、動(dòng)作配合起來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如中斷系統(tǒng)。操作系統(tǒng)的運(yùn)行要有良好的硬件環(huán)境，這種硬件配置環(huán)境往往稱做計(jì)算機(jī)的硬件平臺(tái)。,操作系統(tǒng)是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制管理中心，其他所有軟件都建立在操作系統(tǒng)之上，操作系統(tǒng)對(duì)它們既有支配權(quán)力，又為其運(yùn)行建造必備的環(huán)境。因此，在裸機(jī)之上每加一層軟件后，用戶看到的就是一臺(tái)功能更強(qiáng)的機(jī)器，通常把經(jīng)過(guò)軟件擴(kuò)充功能后的機(jī)器稱為“虛擬機(jī)”。在裸機(jī)安裝操作系統(tǒng)之后，就為其他軟件和用戶提供了工作環(huán)境，往往把這種工作環(huán)境稱為軟件平臺(tái)。,多任務(wù)系統(tǒng)與并行性,并發(fā)性（Concurrence）,操作系統(tǒng)的主要特性,并發(fā)性是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件或活動(dòng)在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)是一個(gè)并發(fā)系統(tǒng)，并

5、發(fā)性是它的重要特征，操作系統(tǒng)的并發(fā)性指它應(yīng)該具有處理和調(diào)度多個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行的能力。多個(gè)I/O 設(shè)備同時(shí)在輸入輸出；設(shè)備I/O 和CPU計(jì)算同時(shí)進(jìn)行；內(nèi)存中同時(shí)有多個(gè)系統(tǒng)和用戶程序被啟動(dòng)并交替、穿插地執(zhí)行，這些都是并發(fā)性的例子。,采用了并發(fā)技術(shù)的系統(tǒng)又稱為多任務(wù)系統(tǒng)（Multitasking System）。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并發(fā)實(shí)際上是一個(gè)物理CPU 在若干道程序之間多路復(fù)用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行程序之間的并發(fā)，以及CPU 與I/O 設(shè)備、I/O 設(shè)備與I/O 設(shè)備之間的并行，并發(fā)性的實(shí)質(zhì)就是對(duì)有限物理資源進(jìn)行強(qiáng)制性多用戶共享，以提高效率。在多處理器系統(tǒng)中，程序的并發(fā)性不僅體現(xiàn)在宏觀上，而且體現(xiàn)在

6、微觀上（即在多個(gè)CPU 上）也是并發(fā)的，又稱并行的。并行性（Parallelism）是指兩個(gè)或兩個(gè)以上事件或活動(dòng)在同一時(shí)刻發(fā)生。在多道程序環(huán)境下，并行性使多個(gè)程序同一時(shí)刻可在不同CPU 上同時(shí)執(zhí)行。,共享性(Sharing),異步性(Asynchronism),虛擬性(Virtual),第二種是同時(shí)訪問(wèn)。系統(tǒng)中還有許多資源，允許同一時(shí)間內(nèi)多個(gè)進(jìn)程對(duì)它們進(jìn)行訪問(wèn)，這里“同時(shí)”是宏觀上的說(shuō)法。典型的可供多進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的資源是磁盤(pán)，可重入程序也可被同時(shí)訪問(wèn)。 與共享性有關(guān)的問(wèn)題是資源分配、信息保護(hù)、存取控制等，必須要妥善解決好這些問(wèn)題。 共享性和并發(fā)性是操作系統(tǒng)兩個(gè)最基本的特性，它們互為依存。一方面

7、，資源的共享是因?yàn)槌绦虻牟l(fā)執(zhí)行而引起的，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然也就不存在資源共享問(wèn)題。另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效管理，必然會(huì)影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至程序無(wú)法并發(fā)執(zhí)行，操作系統(tǒng)也就失去了并發(fā)性，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)效率低下。,共享性是操作系統(tǒng)的另一個(gè)重要特性。共享指操作系統(tǒng)中的資源（包括硬件資源和軟件資源）可被多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用，而不是被一個(gè)進(jìn)程所獨(dú)占。 資源共享的方式可以分成兩種： 第一種是互斥訪問(wèn)。系統(tǒng)中的某些資源如打印機(jī)、磁帶機(jī)、卡片機(jī)，雖然它們可提供給多個(gè)進(jìn)程使用，但在同一時(shí)間內(nèi)卻只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)這些資源，即要求互相排斥地使用這些資源。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在使用該資源時(shí)

8、，其他欲訪問(wèn)該資源的進(jìn)程必須等待，僅當(dāng)該進(jìn)程訪問(wèn)完畢并釋放資源后，才允許另一進(jìn)程對(duì)該資源訪問(wèn)。這種同一時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源稱臨界資源，許多物理設(shè)備，以及某些數(shù)據(jù)和表格都是臨界資源，它們只能互斥地被共享。,操作系統(tǒng)的第三個(gè)特性是異步性，或稱隨機(jī)性。在多道程序環(huán)境中，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，由于資源有限而進(jìn)程眾多，多數(shù)情況，進(jìn)程的執(zhí)行不是一貫到底，而是“走走停停”。例如，一個(gè)進(jìn)程在CPU 上運(yùn)行一段時(shí)間后，由于等待資源滿足或事件發(fā)生，它被暫停執(zhí)行，CPU 轉(zhuǎn)讓給另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行。系統(tǒng)中的進(jìn)程何時(shí)執(zhí)行？何時(shí)暫停？以什么樣的速度向前推進(jìn)？進(jìn)程總共要花多少時(shí)間執(zhí)行才能完成？這些都是不可預(yù)知的，或者

9、說(shuō)該進(jìn)程是以異步方式運(yùn)行的，其導(dǎo)致的直接后果是程序執(zhí)行結(jié)果可能不唯一。,虛擬性是指操作系統(tǒng)中的一種管理技術(shù)，它是把物理上的一個(gè)實(shí)體變成邏輯上的多個(gè)對(duì)應(yīng)物，或把物理上的多個(gè)實(shí)體變成邏輯上的一個(gè)對(duì)應(yīng)物的技術(shù)。顯然，前者是實(shí)際存在的而后者是虛構(gòu)假想的，采用虛擬技術(shù)的目的是為用戶提供易于使用、方便高效的操作環(huán)境。例如，在多道程序系統(tǒng)中，物理CPU 可以只有一個(gè)，每次也僅能執(zhí)行一道程序，但通過(guò)多道程序和分時(shí)使用CPU 技術(shù)，宏觀上有多個(gè)程序在執(zhí)行，就好像有多個(gè)CPU 在為各道程序工作一樣，物理上的一個(gè)CPU 變成了邏輯上的多個(gè)CPU。,早期的計(jì)算機(jī)存在幾個(gè)問(wèn)題： （1）編程人員必須熟悉計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)及所有

10、外設(shè)。 （2）計(jì)算機(jī)的利用率低。 （3）程序員必須提前預(yù)約使用計(jì)算機(jī)。 （4）程序員獨(dú)占使用計(jì)算機(jī)的全部資源。計(jì)算機(jī)的CPU和其他設(shè)備都在等待用戶，而用戶的處理時(shí)間大部分花費(fèi)在程序的輸入上，所以計(jì)算機(jī)的利用率非常低。 （5）程序員必須牢記計(jì)算機(jī)使用的機(jī)器碼。因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有編程語(yǔ)言，程序員就必須牢記CPU所能認(rèn)識(shí)的所有機(jī)器指令代碼（這些機(jī)器碼可都是二進(jìn)制的?。?。,無(wú)OS,穿孔卡片,進(jìn)程,2進(jìn)程 采用進(jìn)程概念使得操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得清晰，主要表現(xiàn)在： 進(jìn)程的切換由內(nèi)核的進(jìn)程調(diào)度程序統(tǒng)一管理。 進(jìn)程間的通信由信號(hào)量、管程、消息等機(jī)制完成，從而，一個(gè)進(jìn)程無(wú)法有意或無(wú)意破壞其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的安全性和

11、可靠性。 進(jìn)程結(jié)構(gòu)較好刻畫(huà)了系統(tǒng)的并發(fā)性，動(dòng)態(tài)地描述出系統(tǒng)的執(zhí)行過(guò)程，因而，具有進(jìn)程結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)清晰、整齊劃一，可維護(hù)性好。,線程,3線程 在早期操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是資源分配以及調(diào)度的基本單位。由于進(jìn)程通信和切換的開(kāi)銷(xiāo)相當(dāng)大，限制了系統(tǒng)中并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程數(shù)目，加之網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，單靠進(jìn)程是無(wú)能為力的，于是，近年來(lái)開(kāi)始流行多線程結(jié)構(gòu)的進(jìn)程（MultiThreaded Process），亦叫多線程。 在一個(gè)多線程系統(tǒng)中，進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的單位，而線程才是系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度的獨(dú)立單位。所以，可以把線程也看作是一種構(gòu)件，它是組成進(jìn)程構(gòu)件的更小的構(gòu)件單位。,管程,4管程 管程是管理共享資源的程序

12、，對(duì)管程的調(diào)用表示對(duì)共享資源的請(qǐng)求與釋放。管程可以被多個(gè)進(jìn)程或管程嵌套調(diào)用，但它們只能互斥地訪問(wèn)管程。管程應(yīng)包含條件變量，當(dāng)條件不滿足時(shí)，可以通過(guò)對(duì)條件變量做延遲操作使調(diào)用進(jìn)程等待，直到另一個(gè)進(jìn)程調(diào)用管程過(guò)程并執(zhí)行一個(gè)釋放操作為止。,類程,5類程 類程用于管理私有資源，對(duì)類程的調(diào)用表示對(duì)私有資源的操作。它僅能被進(jìn)程及起源于同一進(jìn)程的其他類程或管程嵌套調(diào)用鏈所調(diào)用。其本身也可以調(diào)用其他類程或管程。類程可以看作子程序概念的擴(kuò)充，但一個(gè)類程可以包含多個(gè)過(guò)程，不像子程序僅僅一個(gè)。 上面簡(jiǎn)單討論了操作系統(tǒng)的構(gòu)件，采用不同構(gòu)件和構(gòu)造方法可組成不同結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)。從操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來(lái)看，可以把操作系統(tǒng)分成

13、：整體式結(jié)構(gòu)、層次式結(jié)構(gòu)、虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)和客戶服務(wù)器及微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。,整體結(jié)構(gòu),1.5.2 整體結(jié)構(gòu) 操作系統(tǒng)的整體式結(jié)構(gòu)是基于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的一種軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。主要設(shè)計(jì)思想和步驟如下：把模塊作為操作系統(tǒng)的基本單位，按照功能需要而不是根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的特性把整個(gè)系統(tǒng)分解為若干模塊，每個(gè)模塊具有一定獨(dú)立功能，若干個(gè)關(guān)聯(lián)模塊協(xié)作完成某個(gè)功能；明確各個(gè)模塊之間的接口關(guān)系，各個(gè)模塊間可以不加控制自由調(diào)用，數(shù)據(jù)多數(shù)作為全程變量使用；模塊之間需要傳遞參數(shù)或返回結(jié)果時(shí)，其個(gè)數(shù)和方式也可以根據(jù)需要隨意約定；然后，分別設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試各個(gè)模塊；最后，把所有模塊連結(jié)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。,層次結(jié)構(gòu),1.5.3 層次結(jié)構(gòu)

14、為了能讓操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加清晰，易于擴(kuò)充和移植，在模塊接口結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了層次式結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)。所謂層次結(jié)構(gòu)，即是把操作系統(tǒng)劃分為內(nèi)核和若干模塊，這些模塊按功能的調(diào)用次序排列成若干層次，各層之間只能是單向依賴或單向調(diào)用關(guān)系，即低層為高層服務(wù)，高層可以調(diào)用低層的功能，反之則不能，這樣不但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，而且不構(gòu)成循環(huán)調(diào)用。,虛擬機(jī),1.5.4 虛擬機(jī) 物理計(jì)算機(jī)資源通過(guò)多重化和共享技術(shù)可改變成多個(gè)虛擬機(jī)。這種技術(shù)的基本做法是：通過(guò)用一類物理設(shè)備來(lái)模擬另一類物理設(shè)備，或通過(guò)分時(shí)地使用一類物理設(shè)備，把一個(gè)物理實(shí)體改變成若干個(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。物理實(shí)體是實(shí)際存在的，而邏輯上的對(duì)應(yīng)物是虛幻的、感覺(jué)上的。多

15、重化和共享硬部件的做法如下：CPU 調(diào)度程序使各個(gè)進(jìn)程共享物理CPU，或者說(shuō)多重化出許多虛CPU，每個(gè)進(jìn)程可分得一個(gè)；虛存管理使每臺(tái)虛CPU 都有自己的虛存空間；Spooling 技術(shù)和文件系統(tǒng)提供了虛擬讀卡機(jī)、穿卡機(jī)和行式打印機(jī)；各個(gè)用戶的終端通過(guò)分時(shí)使用處理器時(shí)間，提供了虛擬機(jī)操作員控制臺(tái)；每臺(tái)虛擬機(jī)的磁盤(pán)是通過(guò)劃分物理磁盤(pán)若干磁道而形成的，稱作“小盤(pán)”。,CS系統(tǒng),1.5.5 客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）系統(tǒng) 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了客戶/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)和微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)。 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的思想如下：將操作系統(tǒng)分成兩大部分，一是運(yùn)行在用戶態(tài)

16、并以C/S 方式活動(dòng)的進(jìn)程；二是運(yùn)行在核心態(tài)的內(nèi)核。除內(nèi)核部分外，操作系統(tǒng)的其他部分被分成若干相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)程，每一個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)一類服務(wù)，稱服務(wù)器進(jìn)程，例如，提供文件管理服務(wù)、進(jìn)程管理服務(wù)、存儲(chǔ)管理服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)等等。(用戶進(jìn)程也在該層并以C/S 方式活動(dòng)，是一種客戶進(jìn)程)。服務(wù)器進(jìn)程的任務(wù)是檢查是否有客戶提出服務(wù)請(qǐng)求，如果有請(qǐng)求則在滿足客戶的要求后返回結(jié)果，于是，用戶進(jìn)程與服務(wù)器進(jìn)程形成了客戶/服務(wù)器關(guān)系。,進(jìn)程控制塊 PCB,為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，而專門(mén)設(shè)置了一個(gè)稱為“進(jìn)程控制塊-PCB”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中存放進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)

17、、程序和數(shù)據(jù)的地址和CPU的環(huán)境信息。由程序段、數(shù)據(jù)段及進(jìn)程控制塊三部分構(gòu)成一個(gè)進(jìn)程實(shí)體。,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次關(guān)系,產(chǎn)生死鎖的必要條件,死鎖的發(fā)生必須具備下列四個(gè)必要條件： 1、互斥條件：指進(jìn)程對(duì)所分配到的資源進(jìn)行排它性使用 。 2、請(qǐng)求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請(qǐng)求 3、不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時(shí)由自己釋放。 4、環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程資源的環(huán)形鏈,程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征,1）間斷性:由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項(xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間，形成了相互制約的關(guān)系。相

18、互制約將導(dǎo)致并發(fā)程序具有“執(zhí)行暫停執(zhí)行”這種間斷性的活動(dòng)規(guī)律。 2）失去封閉性: 是多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)將由多個(gè)程序來(lái)改變，致使程序的運(yùn)行已失去了封閉性。 3）不可再現(xiàn)性: 程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于失去了封閉性，導(dǎo)致不可再現(xiàn)性 。,進(jìn)程和程序的區(qū)別,進(jìn)程和程序是兩個(gè)密切相關(guān)又有所不同的概念： 、進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的。進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，程序是一組代碼的集合。 、進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的。 、進(jìn)程與程序組成不同。進(jìn)程的組成包括程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊。 、進(jìn)程與程序密切相關(guān)，一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；通過(guò)調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程可以包括多個(gè)程序；進(jìn)程可以創(chuàng)建其他進(jìn)

19、程，程序則不能。,進(jìn)程調(diào)度的功能,在多道程序系統(tǒng)中，用戶進(jìn)程數(shù)一般大于處理機(jī)的個(gè)數(shù)，這使進(jìn)程為了運(yùn)行而相互爭(zhēng)奪處理機(jī)。系統(tǒng)進(jìn)程也需要使用處理機(jī)。因此，需按一定的規(guī)則動(dòng)態(tài)地把處理機(jī)分配給就緒隊(duì)列中的某個(gè)進(jìn)程，以便進(jìn)程的執(zhí)行。分配處理機(jī)的任務(wù)是由進(jìn)程調(diào)度程序執(zhí)行。 （）記錄系統(tǒng)中所有進(jìn)程的有關(guān)情況及狀態(tài)特征 將進(jìn)程的相關(guān)信息（執(zhí)行情況、狀態(tài)特征等）記錄在中并將其排在相應(yīng)的隊(duì)列中。 （）選擇獲得處理機(jī)的進(jìn)程 按一定的選擇原則（、等），從就緒隊(duì)列中選一進(jìn)程，使其獲得處理機(jī)。 （）處理機(jī)分配 從就緒隊(duì)列選一進(jìn)程，將該進(jìn)程從就緒隊(duì)列中移出，恢復(fù)其現(xiàn)場(chǎng)，并將其狀態(tài)改為執(zhí)行。,虛擬存儲(chǔ)器的特征,虛擬存儲(chǔ)器具有

20、以下主要特征： 1多次性 多次性是指一個(gè)作業(yè)被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行，在作業(yè)運(yùn)行時(shí)只需將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存即可；當(dāng)要運(yùn)行時(shí)尚未調(diào)入的那部分程序時(shí)，再將它調(diào)入。 虛擬性是指能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。 2對(duì)換性 對(duì)換性是指作業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行換進(jìn)、換出，換進(jìn)和換出能有效地提高內(nèi)存利用率。 3虛擬性 虛擬性是指能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。,IO設(shè)備的類型,1、按傳輸速率分類 : 第一類是低速設(shè)備:每秒鐘幾個(gè)字節(jié)至數(shù)百個(gè)字節(jié)的一類設(shè)備。 第二類是中速設(shè)備，這是指其傳輸速率在每秒鐘數(shù)千個(gè)字節(jié)至數(shù)萬(wàn)個(gè)字節(jié)的一

21、類設(shè)備。中速設(shè)備有行式打印機(jī) 第三類是高速設(shè)備，這是指其傳輸速率在數(shù)百千個(gè)字節(jié)至數(shù)十兆字節(jié)的一類設(shè)備。典型的高速設(shè)備有磁帶機(jī)、磁盤(pán)機(jī)、光盤(pán)機(jī)等。 2、按信息交換的單位分類 第一類是塊設(shè)備 :這類設(shè)備用于存儲(chǔ)信息。 第二類是字符設(shè)備:其基本單位是字符，故稱為字符設(shè)備。 3、按設(shè)備的共享屬性分類 （1）獨(dú)占設(shè)備:這是指在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶（進(jìn)程）訪問(wèn)的設(shè)備，即臨界資源。 （2）共享設(shè)備:這是指在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的設(shè)備。 （3）虛擬設(shè)備:這是指通過(guò)虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯設(shè)備，供若干個(gè)用戶（進(jìn)程）同時(shí)使用。,處理死鎖的基本方法,(1) 預(yù)防死鎖：是通過(guò)設(shè)置某些限 制

22、條件，去破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件中的一個(gè)或幾個(gè)條件，來(lái)預(yù)防發(fā)生死鎖。 (2) 避免死鎖：是在資源的動(dòng)態(tài)分配過(guò)程中，用某種方法去防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，從而避免發(fā)生死鎖。 (3) 檢測(cè)死鎖：通過(guò)系統(tǒng)所設(shè)置的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，及時(shí)地檢測(cè)出死鎖的發(fā)生，并精確地確定與死鎖有關(guān)的進(jìn)程和資源； (4) 解除死鎖：當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)中已發(fā)生死鎖時(shí)，須將進(jìn)程從死鎖狀態(tài)中解脫出來(lái)。常用的實(shí)施方法是撤消或掛起一些進(jìn)程。,無(wú)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng),OS是為數(shù)眾多的一組過(guò)程的集合，各過(guò)程之間可以相互調(diào)用，在操作系統(tǒng)內(nèi)部不存在任何結(jié)構(gòu)，因此，有人把它稱為整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)出的操作系統(tǒng)既龐大又雜亂，缺乏清晰的程序結(jié)構(gòu)。 編制出的程序錯(cuò)誤很多

23、，給調(diào)試工作帶來(lái)很多困難；增加了維護(hù)人員的負(fù)擔(dān)。,進(jìn)程控制塊 PCB,為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，而專門(mén)設(shè)置了一個(gè)稱為“進(jìn)程控制塊-PCB”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中存放進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)、程序和數(shù)據(jù)的地址和CPU的環(huán)境信息。由程序段、數(shù)據(jù)段及進(jìn)程控制塊三部分構(gòu)成一個(gè)進(jìn)程實(shí)體。,進(jìn)程標(biāo)識(shí)符,進(jìn)程標(biāo)識(shí)符用于惟一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程通常有兩種標(biāo)識(shí)符： （1）內(nèi)部標(biāo)識(shí)符。為每一個(gè)進(jìn)程賦予一個(gè)惟一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符。設(shè)置內(nèi)部標(biāo)識(shí)符主要是為了方便系統(tǒng)使用。 （2）外部標(biāo)識(shí)符。它由創(chuàng)建者提供，通常是由字母、數(shù)字組成，往往是由用戶（進(jìn)程）在訪問(wèn)該進(jìn)程時(shí)使用。,數(shù)

24、據(jù)項(xiàng),是最低級(jí)的數(shù)據(jù)組織形式，可把它分成以下兩種類型： 1、基本數(shù)據(jù)項(xiàng)。是數(shù)據(jù)組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，即原子數(shù)據(jù)，又稱為數(shù)據(jù)元素或字段。 2、組合數(shù)據(jù)項(xiàng)。它是由若干個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的，簡(jiǎn)稱組項(xiàng) 。根據(jù)屬性的不同，需要用不同的數(shù)據(jù)類型來(lái)描述。,文件操作,1、創(chuàng)建文件（creat)-利用creat來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新文件或準(zhǔn)備寫(xiě)一已存在的文件，并將文件打開(kāi)，返回給用戶一個(gè)文件描述符fd。用戶進(jìn)程每次都利用該fd對(duì)文件進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。 2、打開(kāi)文件（open) 3、關(guān)閉文件（close)-斷開(kāi)用戶程序與該文件間的通路。 4、讀文件（read)-用戶進(jìn)程可利用打開(kāi)文件后所獲得的文件描述符fd和系統(tǒng)調(diào)

25、用read，從指定文件中讀出給定數(shù)目的字符，并送入指定的緩沖區(qū)中。 5、寫(xiě)文件（write)-用戶程序利用fd和系統(tǒng)調(diào)用write，從指定的緩沖區(qū)中將指定數(shù)目的字符寫(xiě)入指定的文件中。,GUI 準(zhǔn)則,減少用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān) 保持界面的一致性。 滿足不同目標(biāo)用戶的創(chuàng)意需求 用戶界面友好性 圖標(biāo)識(shí)別平衡性 圖標(biāo)功能的一致性 建立界面與用戶的互動(dòng)交流,同步機(jī)制應(yīng)遵循的規(guī)則,(1) 空閑讓進(jìn)。當(dāng)無(wú)進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)允許一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程立即進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以有效地利用臨界資源。 (2) 忙則等待。當(dāng)已有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，其他試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待，以保證對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)。 (3) 有限等

26、待。對(duì)要求訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)保證在有限時(shí)間內(nèi)能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以免陷入“死等”狀態(tài)。 (4) 讓權(quán)等待。當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)立即釋放處理機(jī)。以免進(jìn)程陷入“忙等”,線程與進(jìn)程,、調(diào)度。在傳統(tǒng)的中，進(jìn)程是擁有資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位；在引入線程的中，線程是獨(dú)立的調(diào)度單位，而進(jìn)程是擁有資源的基本單位。 、擁有資源。進(jìn)程擁有資源而線程不擁有資源，但可所屬進(jìn)程的資源。 、并發(fā)性。在引入線程的中，進(jìn)程可并發(fā)，在同一進(jìn)程內(nèi)的多個(gè)線程間也可并發(fā)執(zhí)行。提高了操作系統(tǒng)的并發(fā)性和吞吐量。 、系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。進(jìn)程（在分配資源等管理）開(kāi)銷(xiāo)大，而線程在切換時(shí)只需保存和設(shè)置少量寄存器內(nèi)容。開(kāi)銷(xiāo)很小。,引起進(jìn)程調(diào)

27、度的原因,（）當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束。 （）當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程因某種原因（如請(qǐng)求），從運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)。 （）當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程執(zhí)行某種原語(yǔ)操作（如操作、阻塞原語(yǔ)），進(jìn)入阻塞狀態(tài)。 （）執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用等系統(tǒng)程序后返回用戶進(jìn)程。 （）在采用搶占式調(diào)度方式的系統(tǒng)中，一個(gè)具有更高優(yōu)選級(jí)的進(jìn)程要求使用處理機(jī)，則當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程就進(jìn)入就緒隊(duì)列。 （）在分時(shí)系統(tǒng)中，分配給該進(jìn)程的時(shí)間片已用完。,文件類型,一、按用途分類 為了便于管理和控制文件而將文件分成若干種類型。常用的幾種文件分類方法有： 1、系統(tǒng)文件 2、用戶文件 3、庫(kù)文件 二、按文件中的數(shù)據(jù)形式分類 1、源文件 2、目標(biāo)文件 3、執(zhí)行文件 三、按存取控制屬性

28、分類 1、只執(zhí)行文件。不能讀/寫(xiě)。 2、只讀文件 3、讀寫(xiě)文件,設(shè)備控制器的基本功能,1、接收和識(shí)別命令 :在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。 2、數(shù)據(jù)交換 :這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。 3、標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài) 4、地址識(shí)別:系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址 5、數(shù)據(jù)緩沖:由于IO設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。 6、差錯(cuò)控制:設(shè)備控制器還兼管對(duì)由IO設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。,作業(yè)題,1進(jìn)程管理的功能包括（ ）。

29、 A. 作業(yè)和進(jìn)程調(diào)度 B. 進(jìn)程控制、進(jìn)程通信 C. 進(jìn)程同步 D. 以上都是 2網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的特性（ ）不是。 A分布性 B自治性 C互連性 D自愈性 3進(jìn)程的三狀態(tài)模型（ ）不是。 A. 運(yùn)行（running）態(tài) B. 就緒（ready）態(tài) C. 阻塞（blocked）態(tài) D. 停止（stop）態(tài)動(dòng) 4非進(jìn)程和程序的主要區(qū)別是( ) A. 進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的 B. 進(jìn)程與程序的組成相同 C. 進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的 D. 進(jìn)程與程序的組成不同 5常用的動(dòng)態(tài)分區(qū)管理的空閑區(qū)查找算法有（ ）。 A最佳匹配（best fit） B首次匹配（first fit） C下次匹配（next fit） D以上都是,作業(yè)題,6以下不是程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征的是（ ）。 A間斷性 B可再現(xiàn)性 C失去封閉性 D不可再現(xiàn)性 7指出不是進(jìn)程調(diào)度的功能的是（ ） A記錄系統(tǒng)中所有進(jìn)程的有關(guān)情況及狀態(tài)特征 B選擇獲得處理機(jī)的進(jìn)程 C釋放處理機(jī)資源 D處理機(jī)分配 8.在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，可以把對(duì)作業(yè)的調(diào)度按層次劃分，指出不是的是（ ）