1、第 1 頁操作系統(tǒng)課程復(fù)習(xí)1.1.緒論緒論操作系統(tǒng)定義：計算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計算機(jī)軟硬件資源的系統(tǒng)軟件（或程序集合）p2。操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件， 它統(tǒng)一管理計算機(jī)系統(tǒng)的資源和控制程序的執(zhí)行。多道程序設(shè)計多道程序設(shè)計： 指在計算機(jī)內(nèi)存中同時存放多個程序指在計算機(jī)內(nèi)存中同時存放多個程序， 在管理程在管理程序的控制下交替的執(zhí)行序的控制下交替的執(zhí)行 p6p6。操作系統(tǒng)的五大功能操作系統(tǒng)的五大功能：用戶接口用戶接口、文件管理文件管理、存儲管理存儲管理、設(shè)備管設(shè)備管理和進(jìn)程管理理和進(jìn)程管理 p12p12。操作系統(tǒng)三種基本類型操作系統(tǒng)三種基本類型：批處理系統(tǒng)批處理系統(tǒng) p9p9

2、、實時系統(tǒng)實時系統(tǒng) p10p10、分時系分時系統(tǒng)統(tǒng) p10p10 的優(yōu)缺點。的優(yōu)缺點。分時系統(tǒng)及實時系統(tǒng)：分時系統(tǒng)通用性強(qiáng)，交互性強(qiáng)，及時性要求一般（通常數(shù)量級為秒） ；實時系統(tǒng)往往是專用的，系統(tǒng)及應(yīng)用很難分離，常常緊密結(jié)合在一起，實時系統(tǒng)并不強(qiáng)調(diào)資源利用率，而更關(guān)心及時性（通常數(shù)量級為毫秒或微秒） ，可行性等。2.2.用戶接口用戶接口用戶接口用戶接口: :操作命令；系統(tǒng)調(diào)用操作命令；系統(tǒng)調(diào)用 p22p22，cpucpu 狀態(tài)：用戶態(tài)（目態(tài)狀態(tài)：用戶態(tài)（目態(tài)）/ /系統(tǒng)態(tài)（管態(tài)）系統(tǒng)態(tài)（管態(tài)）作業(yè)概念：作業(yè)概念：p23p233.3.進(jìn)程管理進(jìn)程管理第 2 頁并發(fā)的概念并發(fā)的概念 p40p40程

3、序并發(fā)是指多道程序在宏觀上同時向前推進(jìn)， 如用戶程序及用戶程序之間的并發(fā)執(zhí)行； 用戶程序及操作系統(tǒng)程序之間并發(fā)執(zhí)行等。并發(fā)實質(zhì)上宏觀上并行，而微觀上串行的意思。進(jìn)程的概念 p42、進(jìn)程和程序的區(qū)別 p42。進(jìn)程的基本狀態(tài)進(jìn)程的基本狀態(tài)（就緒就緒、執(zhí)行執(zhí)行、等待等待）及不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的條及不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的條件件 p48p48進(jìn)程控制原語 p49用戶態(tài)和系統(tǒng)態(tài)用戶態(tài)和系統(tǒng)態(tài): :共享變量、臨界資源、臨界區(qū)共享變量、臨界資源、臨界區(qū) p53p53、間接制約 p53、互斥 p53、直接制約 p60、同步概念 p60共享變量，共享資源：允許多個進(jìn)程使用。臨界資源：某一段時間內(nèi)僅允許一個進(jìn)程使用的共享

4、資源。競爭臨界資源間接制約互斥相互合作發(fā)消息直接制約同步進(jìn)程通信:信號、共享緩沖區(qū)，消息隊列，管道。信號量和信號量和 P P、V V 原語原語 p56p56私有和公有信號量的含義 p61生產(chǎn)者消費者問題 p62。競爭、饑餓、死鎖的概念競爭:各個進(jìn)程爭用共享資源.第 3 頁饑餓:有些進(jìn)程總得不到資源.其它進(jìn)程可得到。死鎖:p73產(chǎn)生死鎖的原因產(chǎn)生死鎖的原因 p74p74死鎖的四個必要條件死鎖的四個必要條件 p74p74死鎖的解決方案：預(yù)防、避免及檢測及恢復(fù)死鎖的解決方案：預(yù)防、避免及檢測及恢復(fù) p74p74線程的概念線程的概念 p77p77進(jìn)程及線程的關(guān)系進(jìn)程及線程的關(guān)系 p78p78，線程分類

5、，線程分類 p80p804.4.處理機(jī)管理處理機(jī)管理作業(yè)作業(yè)： 用戶在一次解題或一個事務(wù)處理過程中要求計算機(jī)系統(tǒng)所用戶在一次解題或一個事務(wù)處理過程中要求計算機(jī)系統(tǒng)所做工作的集合。做工作的集合。p86p86作業(yè)調(diào)度算法：作業(yè)調(diào)度算法：先來先服務(wù)（FCFS）p93、優(yōu)先級算法 p94、最最短作業(yè)優(yōu)先法（短作業(yè)優(yōu)先法（SJFSJF）p96p96、最高響應(yīng)比優(yōu)先法（、最高響應(yīng)比優(yōu)先法（HRNHRN）p97p97。調(diào)度層次：作業(yè)調(diào)度、交換調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度、線程調(diào)度 p87周轉(zhuǎn)時間，平均周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間，平均周轉(zhuǎn)時間 p74p74P P108:108:4.64.6存儲管理：存儲管理：p143p143 表表存

6、儲管理的任務(wù)和功能存儲管理的任務(wù)和功能 p109p109：解決多道作業(yè)的主存空間的分配：解決多道作業(yè)的主存空間的分配問題。包括：內(nèi)存區(qū)域的分配的管理、地址變換、內(nèi)存的問題。包括：內(nèi)存區(qū)域的分配的管理、地址變換、內(nèi)存的擴(kuò)充技術(shù)、內(nèi)存的共享和保護(hù)技術(shù)擴(kuò)充技術(shù)、內(nèi)存的共享和保護(hù)技術(shù)地址重定位地址重定位 p110p110：在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對地址及：在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對地址及裝入內(nèi)存后的實際物理地址不同，把相對地址轉(zhuǎn)換為物理裝入內(nèi)存后的實際物理地址不同，把相對地址轉(zhuǎn)換為物理地址地址第 4 頁地址重定位（靜態(tài)和動態(tài)）地址重定位（靜態(tài)和動態(tài)）p111p111存儲管理方法：存儲管理方

7、法：分區(qū) p114、分頁、分頁 p123p123、分段 p138，段頁式段頁式內(nèi)存緊縮技術(shù)內(nèi)存緊縮技術(shù) p119p119：內(nèi)存緊縮主要是將各個占用分區(qū)向內(nèi)存一：內(nèi)存緊縮主要是將各個占用分區(qū)向內(nèi)存一端移動，使各個空閑分區(qū)聚集在另一端，然后將各個空閑端移動，使各個空閑分區(qū)聚集在另一端，然后將各個空閑分區(qū)合并成一個空閑分區(qū)分區(qū)合并成一個空閑分區(qū), ,即合并內(nèi)存碎片。即合并內(nèi)存碎片。頁面置換算法： 先進(jìn)先出算法 （FIFO） 、 最近最少使用算法 （LRU） 、最優(yōu)淘汰算法（最優(yōu)淘汰算法（OPTOPT）分頁是將一個進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個大小相等的部分分頁是將一個進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個大小相

8、等的部分，每一個部分稱作頁面。每一個部分稱作頁面。分段分段是一組邏輯信息的集合，即一個作業(yè)中相對獨立的部分。地址轉(zhuǎn)換由硬件實現(xiàn)。地址轉(zhuǎn)換由硬件實現(xiàn)。邏輯地址、物理地址：在具有地址變換機(jī)構(gòu)的計算機(jī)中，允許程序中編排的地址和信息實際存放在內(nèi)存中的地址有所不同。 邏輯地址是指用戶程序經(jīng)編譯后， 每個目標(biāo)模塊以 0 為基地址進(jìn)行的順序編址。邏輯地址又稱相對地址。物理地址是指內(nèi)存中各物理存儲單元的地址從統(tǒng)一的基地址進(jìn)行的順序編址。 物理地址又稱絕對地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實際存儲地址。重定位：把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程。重定位：把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存的物理地址的過程。虛擬存儲器：虛擬存儲器是一種

9、存儲管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實現(xiàn)在大的虛空間中程序的運行工作。 它是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器。但是虛擬存儲器的容量并不是無限的，它由計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是第 5 頁以犧牲 CPU 工作時間以及內(nèi)、外存交換時間為代價的。分區(qū)存儲管理 p114分區(qū)存儲管理優(yōu)缺點 p121覆蓋技術(shù)和交換技術(shù) p121,p122頁式存儲管理頁式存儲管理 p123p123頁式存儲管理優(yōu)缺點頁式存儲管理優(yōu)缺點 p132p132段式和段頁式存儲管理 p133段式存儲管理優(yōu)缺點 p138設(shè)備管理：設(shè)備管理的任務(wù)和功能：分配設(shè)備、控制和實現(xiàn)輸入輸出操作、管理輸入輸出緩沖區(qū)、實現(xiàn)虛擬設(shè)備

10、技術(shù)塊設(shè)備和字符設(shè)備塊設(shè)備和字符設(shè)備:p224:p224數(shù)據(jù)傳送控制方式(I/O)方式：詢問、DMA、中斷、通道中斷、通道 p230p230中斷技術(shù)中斷技術(shù) p232,p233p232,p233通道技術(shù) p230緩沖技術(shù)緩沖技術(shù) p235p235引入緩沖的目的引入緩沖的目的:p236:p236設(shè)備分配原則方式：靜態(tài)、動態(tài)。p242設(shè)備分配策略:先來先服務(wù)，優(yōu)先級。p242設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)備分配的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) p239p239文件管理文件管理文件管理的任務(wù)和功能文件管理的任務(wù)和功能 p198p198： 分配及管理外部存儲器， 實現(xiàn) “按按名存取名存取” ；提供合適的存儲方法；文件的共享及保護(hù)。第

11、 6 頁文件和文件系統(tǒng)概念文件和文件系統(tǒng)概念 p198p198文件文件： 具有符號名的一組相關(guān)元素的有序序列具有符號名的一組相關(guān)元素的有序序列， 是一段程序或數(shù)是一段程序或數(shù)據(jù)的集合。據(jù)的集合。 p198p198文件系統(tǒng)文件系統(tǒng):p198:p198文件的邏輯結(jié)構(gòu)文件的邏輯結(jié)構(gòu) p200p200：用戶對文件的觀察和使用是從自身處理：用戶對文件的觀察和使用是從自身處理文件中數(shù)據(jù)時采用的組織方式來看待文件組織形式文件中數(shù)據(jù)時采用的組織方式來看待文件組織形式。 從用戶觀點從用戶觀點出發(fā)所見到的文件組織形式。出發(fā)所見到的文件組織形式。文件的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu) p204p204：文件在存儲設(shè)備上的存儲組織形式。：文件在存儲設(shè)備上的存儲組織形式。文件的邏輯結(jié)構(gòu)包括文件的邏輯結(jié)構(gòu)包括 p200p200：有結(jié)構(gòu)文件、無結(jié)構(gòu)文件.文件的物理結(jié)構(gòu)包括文件的物理結(jié)構(gòu)包括 p204p204：連續(xù)文件、鏈接文件、索引文件文件存取概念 p202:找到文件內(nèi)容所在的邏輯地址。常見的文件存取方式：順序存取方式、隨機(jī)(直接)存取方式、按鍵存取方式磁帶和磁盤？（順序結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)、索引結(jié)構(gòu)）文件目錄，一級目錄、二級目錄和多級目錄多級目錄 p210文件目錄文件目錄：把所有的把所有的 FCBFCB 組織在一起組織在一起，就構(gòu)成了文件目錄就構(gòu)成了文件目錄，即文即文件控制塊的有序集合件控制