四级操作系统原理考试真题复习资料全国计算机等级考试NCRE.docx

计算机四级网络工程师之操作系统第一章 操作系统概论1, 计算机系统包括 硬件系统, 软件系统 。2, 计算机系统的资源包括两大类 硬件资源和软件资源 。3, 硬件系统：中心处理器，内存储器，外存储器，以及各种类型的输入输出设备键盘，鼠标显示器，打印机。4, 软件系统：各种程序和数据 。5, 软件系统又分为：应用软件, 支撑软件数据库, 网络, 多媒体, 系统软件操作系统, 编译器6, 集中了资源管理功能和限制程序执行功能的一种软件称为操作系统。7, 操作系统的任务：1, 组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源。2, 向用户供应各种效劳功能一方面，向程序开发和设计人员供应高效的程序设计接口；另一方面，向运用计算机系统的用户供应接口。8, 操作系统的特征并发性，共享性，随机性，虚拟性9, 操作系统的功能进程管理，存储管理，文件管理，作业管理，设备管理，用户接口10, 操作系统的开展1, 手工操作2, 监控程序早期批处理3, 多道批处理4, 分时系统11, UNIX系统1, 用C语言编写2, 是一个良好的, 通用的, 多用户, 多任务, 分时操作系统 3, 具有树形文件系统和肯定的平安机制12, 个人计算机操作系统20世纪70年头 微软MS DOS单用户单任务1984年苹果操作系统交互式图形功能1992年微软交互式图形功能操作系统Windows1995年微软Windows 951991年Linux遵从UNIX标准POSIX，继承UNIX全部优点13, Android操作系统2007年11月5日 Google公司成立开放手持设备联盟OHA，发布基于Linux2.6内核的Android 1.0 beta 版14, 操作系统分类1, 按用户界面的运用环境和功能特征分为：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统；2, 按计算机体系构造的开展分为：个人操作系统, 网络操作系统, 分布式操作系统, 嵌入式操作系统15, 批处理操作系统特点：成批处理。目标：系统资源利用率高, 作业吞吐率高单位时间内计算机系统处理作业的个数优点：作业流程自动化较高，资源利用率高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统效率。缺点：用户不能干脆及计算机交互，不适合调试程序。16, 一般指令和特权指令1, 运行模式：用户模式，特权模式 2, 为用户效劳的用户模式称作为目态 为系统专用的特权模式称为管态3, 机器指令划分为 一般指令和特权指令，特权指令包括：输入输出指令，停机指令17 , SPOOLing技术多道程序的根本思想是在内存中同时保持多大作业，主机可以以交替方式同时处理多个作业。18, 分时系统设计思想：分时操作系统将CPU的时间划分为 假设干个小片段 称为时间片特点： 多路性，交互性，独占性，刚好性分时系统追求的目标是刚好响应用户输入的交互吩咐，用来衡量系统刚好响应的指标是响应时间，响应时间越短越好。19, 实时操作系统实时操作系统是指使计算机能在规定的时间内刚好响应外部事务的恳求。实时操作系统主要目标是在严格时间范围内，对外部恳求作出反响，系统具有高度牢靠性。实时操作系统具有的几个方面的实力：1, 具有多道程序系统2, 实时时钟管理3, 过载防护4, 高牢靠性20, 嵌入式操作系统嵌入式操作系统具有高牢靠性, 实时性, 占有资源少, 智能化能源管理, 易于连接, 低本钱等优点。21, 个人计算机操作系统是一种单用户多任务的操作系统。22, 网络操作系统NOS目标：相互通信及资源共享 两种模式：集中式模式, 分布式模式23, 分布式操作系统DOS特征：1, 是一个统一的操作系统 2, 实现资源的深度共享 3, 透亮性 4, 自治性集群是分布式系统的一种。网络操作系统和分布式操作系统主要不同在于：网络操作系统可以构架于不同的操作系统。网络操作系统不要求对网络资源透亮的访问，对本地资源和异地资源访问区分对待。分布式操作系统强调单一操作系统对整个分布式系统的管理, 调度。24, 智能卡操作系统指令集有ISO/IEC7816-4 供应的指令类型：数据管理类, 通信限制类, 平安限制类四个根本功能：资源管理，通信管理，平安管理，应用管理智能卡硬件资源：CPU，存储部件，通信接口25, 操作系统构造1, 整体式构造 2, 层次式构造 3, 微内核客户机/效劳器，典型的WINDOWS NT第二章 操作系统运行机制1, 处理器的构成： 运算器，限制器，一系列存放器和高速缓存运算器：实现任何指令中的算术和逻辑运算限制器：负责限制程序的运行的流程存放器：指令在CPU内部作出处理过程中的暂存数据，地址及指令信息的存储设备。在计算机的存储系统中具有最快的访问速度高速缓存：位于CPU和物理内存之间，一般有内存管理单元管理，访问速度快于内存，低于存放器2, 处理器中的存放器：用户可见存放器数据存放器，地址存放器，条件码存放器限制和状态存放器程序计数器PC，指令存放器IR，程序状态字PSW3, 处理器中的指令大致分为5类：访问存储器指令, 算术逻辑指令, I/0指令, 限制转移指令, 处理器限制指令4, 特权指令和非特权指令特权指令：只能由操作系统运用的指令，包括启动某设备指令, 设置时钟指令, 限制中断屏蔽的某些指令, 清主存指令和建立存储爱护指令非特权指令：用户可以运用的5, 处理器的状态：划分为管态和目态管态：一般指操作系统管理程序运行的状态，又称为特权态，系统态，目态：一般指用户程序运行时的状态，又称为一般态，用户态6, CPU状态的转换目态->管态的转换 通过中断或者异样管态->目态的转换 通过PSW指令修改程序状态字7, 程序状态字PSW 包括：CPU的工作状态代码, 条件码, 中断屏蔽码8, 存储体系 作业和程序只有存放在主存储器又称内部存储器或者内存中才能运行9, 存储器的层次构造 主要考虑的三个问题：容量, 速度, 本钱层次化的存储体系：存放器，高速缓存，内存，硬盘存储器，磁带机和光盘存储器10, 存储爱护 界地址存放器界限存放器存储键11, 中断及异样机制中断：CPU对系统中或系统外发生的异步事务的响应。引起中断的事务称为中断事务或中断源。中断向量表：程序状态字WPS+指令计数器PC12, 中断技术解决了主机和外设并存工作的问题作用：能充分发挥处理器的运用效率 提高系统的实时实力13, 异样中断是由外部事务引起的，异样是由正在执行的指令引发的。14, 中断和异样的分类典型的中断：时钟中断, 输入输出中断, 限制台中断, 硬件故障中断典型的异样：程序性中断, 访管指令异样15, 中断系统中断系统的组成：中断系统的硬件中断装置和软件中断处理程序中断恳求的接收=>中断响应=>中断处理16, 中断信号的接收, 响应和处理过程简要的归纳为：接收和响应中断，爱护中断断点现场，分析中断变量，调用中断处理程序，中断处理完毕回复现场，接着执行17, 几种典型的中断的处理1, I/0中断2, 时钟中断3, 硬件故障中断4, 程序性中断5, 系统效劳恳求访管中断18, 中断优先级及中断屏蔽1), 多级中断及中断优先级硬件确定了各个中断的优先级别在同一中断优先级中多2个设备接口中同时又中断恳求时 ：固定优先数，轮转法2), 中断屏蔽(可屏蔽和不行屏蔽)机器故障中断不行屏蔽19, 系统调用1, 系统调用和一般过程调用区分系统调用：调用程序在用户态，被调用程序在系统态一般过程调用：在一样状态核心态或者用户态2, 系统调用分类：进程限制类系统调用文件操作类系统调用进程通信类系统调用设备管理类系统调用信息维护类系统调用20, I/O技术主题：I/O构造，通道，干脆存储器存取(DMA)技术，缓冲技术1, 通道：代替CPU对I/O操作的限制，从而使CPU和外设可以并行工作，所以称为I/O处理机2, DMA技术自动限制成块数据在内存和I/O单元之间的传送3, 缓冲技术：数据暂存技术，设置一个缓冲区。采纳缓冲区的根本目的：CPU处理数据的实力及设备传输数据速度不相匹配，须要用缓冲区来缓解速度的冲突。21, 时钟一般分为：硬件时钟 软件时钟用途分为：肯定时钟相对时钟又称间隔时钟第三章 进程线程模型1, 多道程序的设计模型采纳多道程序的设计可以提高CPU的利用率2, 程序的依次执行依次性封闭性程序执行结果的确定性程序执行结果的可再现性3, 多道程序设计通常采纳并行操作技术，使系统的各种硬件资源尽量做到并行工作。4, 多道程序设计环境的特点 根本目的：提高整个操作系统的效率。衡量系统效率的尺度：系统吞吐量 系统吞吐指在单位时间内系统所处理作业的道数。多道程序的特点：独立性，随机性，资源共享性5, 程序的并发执行并发执行，指两个或两个以上的程序在计算机中同处于已开场执行且尚未完毕的状态。1, 并发程序在执行期间具有相互制约关系2, 程序及计算不再一一对应3, 并发程序执行结果不行再现宏观上是同时进展的，但从微观上，在单个CPU中 仍旧是依次执行的6, 进程模型： 进程限制块的概念从操作系统的角度：分为系统进程和用户进程系统进程优先级高于用户进程7, 进程和程序的联系和区分联系：程序是构成进程的组成局部之一，从静态角度，进程是由程序, 数据和进程限制块PCB组成。区分：程序是静态的，进程是动态的8, 进程的特性：1, 并发性2, 动态性动态产生，动态消亡3, 独立性一个进程是相对完整的资源安排单位4, 交往性进程间相互作用5, 异步性相互独立 不行预知的速度向前推动9, 进程的状态及其状态转换三状态：运行 就绪 等待就绪->运行 进程被调度的程序选中运行->就绪 时间片用完运行->等待 等待某事务发生等待->就绪 等待的事务已经发生五状态：运行，就绪，堵塞，创立，完毕状态转换：创立进程，提交，调度运行，释放，超时，事务等待，事务出现。P50七状态：运行，堵塞，创立，完毕，就绪挂起，堵塞挂起，就绪新引入的状态：挂起和激活10, 进程限制块PCBPCB的内容可以分为调度信息和现场信息两大局部调度信息包括进程名，进程号，存储信息，优先级，当前状态，资源清单，“家族关系，消息队列指针，进程队列指针和当前翻开文件现场信息程序状态字，时钟，界地址存放器进程的组成：程序，数据 和进程限制块11, PCB组织线性方式，索引方式，链接方式12, 进程的队列就绪队列，等待队列，运行队列13, 进程限制进程限制是通过原语来实现的。原语通常由假设干条指令所组成，用来实现某个特定的操作。14, 进程限制原语：创立进程，撤销进程，挂起进程，激活进程，堵塞进程，唤醒进程以及变更进程优先级。创立原语：创立一个进程的主要任务是建立进程限制块PCB撤销原语：撤销进程的实质是撤销PCB堵塞原语：某进程执行过程中，须要执行I/O操作，那么由该进程调用堵塞原语把进程从运行状态转换为堵塞状态唤醒原语：一个进程因为等待事务的发生而处于等待状态，当等待事务完成后，就用唤醒原语将其装换为就绪状态15, UNIX通过fork()函数创立子进程16, 线程模型更小的独立运行的根本单位线程引入线程是为了削减并发执行时所付出的时间和空间开销。进程拥有两个根本属性：进程是一个可拥有资源的独立单位，又是一个可以独立调度和分派的根本单位。17, 线程的根本概念线程是进程中的一个实体，是CPU调度和分派的根本单位一个线程可以创立和撤销另一个线程，同一个进程的多个线程之间可以并发执行线程特性：每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表。 不同的线程可以执行一样的程序。 同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间。 线程是处理器的独立调度单位，多个线程是可以并发执行的。 一个线程被创立后便开场了它的生命周期。18, 引入线程的好处：花费时间少, 创立的速度比进程块, 系统开销少, 两线成的切换花费时间少, 线程间信息传送速度快, 能独立运行19, 线程和进程比拟线程又称为轻量级进程，传统的进程称为重量级进程。调度：线程作为调度和分派的根本单位，进程作为资源拥有的根本单位。并发性：能更有效地运用系统资源和提高系统的吞吐量。拥有资源：线程不拥有系统资源系统开销：进程的开销远大于线程的开销20, 线程实现机制第一种：用户级线程 不依靠于内核 典型操作系统：LINUX第二种：内核级线程 依靠内核 典型操作系统：Windows第三种：混合实现方式 同时实现用户级线程和内核级线程 典型操作系统：Solaris21, 进程线程调度一般分为：高级调度作业调度，中级调度，低级调度进程线程调度进程线性调度即处理机调度22, 调度算法的设计原那么1, 进程行为：当一个进程等待外部设备完成工作而被堵塞的行为属于I/O某些进程花费了绝大多数时间在计算上面的称为计算密集型CPU密集型在等待I/0花费了绝大多数的时间的称为I/0密集型 2, 系统分类：通常分为批处理, 交互式和实时系统23, 调度算法的设计目标设计目标：公允，系统策略的强制执行，保持系统的全部局部尽可能劳碌通常检查三个指标：吞吐量，周转时间以及CPU利用率周转时间：从一个批处理作业提交时刻开场直到改作业完成时刻为止统计的平均时间24, 进程线程调度算法先来先效劳非抢占式最短作业优先非抢占式最短剩余时间优先抢占式 SRTN轮转法R-R将CPU处理时间分成一个个时间片，影响时间片的因素系统响应时间，就绪进程的数目，计算机的处理实力，将时间片设为20-50ms通常是比拟合理的折中。最高优先级算法多级反响队列算法综合了先进先出，时间片，可抢占式最短进程优先实时系统中的调度算法1速率单调调度算法RMS2最早最终时限优先调度EDF第四章 并发及同步1, 进程线程间相互作用进程同步是指多个进程中发生的事务存在某种时序关系，必需协同工作，相互协作，以共同的完成一个任务。进程互斥是指由于共享资源所要求的排他性，进程间要相互竞争，以运用这些互斥资源。2, 进程互斥的解决方法：一是由竞争各方同等协商，二是引入进程管理者3, 临界资源是指计算机系统中的须要互斥运用的硬件或软件资源4, 计算机中的资源共享的程度可分为三次：互斥，死锁，饥饿。互斥 是指多个进程不能同时运用同一个资源。死锁 是指防止多个进程互不相让，防止出现都得不到足够资源的状况饥饿 防止某些进程始终得不到资源或得到资源的概率很小5, 临界资源访问过程分成：进入区，临界区，退出区，剩余区。6, 遵循的准那么：空闲那么入，忙那么等待，有限等待，让权等待7, 管程：一个管程由 过程 变量 数据构造等组成的集合一个管程由四个局部组成：管程名称，共享数据的说明，对数据进展操作的一组进程和对公共享数据赋初值的语句。8, 管程三个主要特征：模块化 抽象数据类型 信息隐藏9, 进程通信解决进程之间的大量信息通信的问题有三类方案：共享内存，消息机制以及通过共享文件进展通信管道通信，这三种方式可以称为高级通信原语。10, 共享内存：设有一个公共内存区11, 消息机制： 消息缓冲通信用来发送消息原语，接收消息原语 信箱通信可存信件数，已有信件数，可存信件的指针 管道通信UNIX 就是连接两个进程之间的一个翻开的共享文件 优点：传输数据量大 但通信速度慢第五章 内存管理1, 计算机系统中的存储器分为两类：内存储器和外存储器，处理器可以干脆访问内存 但不能干脆访问外存。CPU通过启动相应的输入/输出设备后才能使外存和内存交换信息。2, 对于内存速度和容量的要求是：内存的干脆存取速度尽量快到及CPU取值速度相匹配，其容量到达能装下当前运行的程序和数据3, 存储器由内存和外存组成。内存空间由存储单元组成的一堆连续的地址空间，简称内存空间。内存空间一般分为：系统区和用户区4, 存储管理的主要任务：1, 内存的安排和回收组织方式：位示图表示法，空闲页面表，空闲块表内存安排两种方式：静态安排程序运行前和动态安排在目标模块装入时确定并安排的。2, 存储共享：两个或多个进程共用内存中的一样区域。内容包括：代码共享纯代码和数据共享。3, 存储爱护：为多个程序共享内存供应保障，使得内存的各程序只能访问其自己的区域，防止各程序间的相互干扰。分为地址越界爱护和权限爱护。4, “扩大内存容量：在逻辑上扩大了内存容量5, 地址转换：逻辑地址从“0开场，肯定地址就是物理地址。分为 地址重定位 把逻辑地址装换成肯定地址。 静态重定位 把程序的指令地址和数据地址全部转换程肯定地址，在程序执行前完成 动态重定位 干脆把程序装入到安排的内存区域中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换为肯定地址。由于地址转换是在程序执行时动态完成的，故称为动态重定位。6, 内存管理方案：单一用户连续区管理，分区管理，页式管理，段式管理，段页式管理7, 分区存储管理方案：把内存划分为假设干个连续区域，每个分区装入一个运行的程序。分区的方式归纳成 固定分区和可变分区。固定分区：在程序运行时必需供应对内存资源的最大申请量。可变分区：在装入程序时划分内存分区，可变分区有较大的敏捷性，比固定分区有更好地内存利用率。8, 移动技术：解决碎片问题的方法是在适当的时刻进展碎片整理。移动技术可以集中分散的空闲区，提高内存的利用率，便于作业动态扩大内存。缺点：移动技术会增加系统的开销，移动是有条件的。9, 可变分区的实现：硬件设置两个专用的限制存放器：基址存放器起始地址和限长存放器存放长度。10, 空闲分区的安排策略：最先适应算法，最优适应算法，最坏适应算法，下次适应算法。11, 分区的回收12, 分区的爱护：系统设置界限存放器，爱护键方法13, 分区管理方案的优缺点在内存利用率方面：可变分区的内存利用率比固定分区高 缺点：内存运用仍不充分，并且存在较为严峻的碎片问题，奢侈处理机时间14, 覆盖技术和交换技术覆盖技术和交换技术的主要区分是限制交换的方式不同，前者主要是在早期的系统中，而后者目前主要用于小型分时系统。交换技术又称为对换技术：进程从内存移到磁盘并再移回内存称为交换。交换技术多用于分时系统中。缺点：在交换时须要花费大量的CPU时间，影响对用户的响应时间。15, 页式存储管理方案页式存储器运用的逻辑地址由两局部组成，页号和页内地址。块号=字号*字长+位号16, 地址转换及块表物理地址=内存块号*块长+页内地址页表：多级页表，大多数操作系统采纳二级页表， 散列页表 反置页表17, 快表：当要按给定的逻辑地址进展读写时，必需访问两次内存，第一次按页号读出页表中对应的块号，第二次按计算出来的肯定地址进展读写 为了提高存取速度，采纳两种方法：一种是在地址映射机制中增加一组高速存放器保存页表，另一方法是在地址映射机制中增加一个小容量的联想存储器相联存储器18, 虚拟存储技术及虚拟页式存储管理方案的实现虚拟存储技术：利用大容量的外存来扩大内存 简称虚拟内存虚拟存储技术同交换技术在原理上市类似的：交换技术是以进程为单位进展的，而虚拟存储一般是以页或段为单位。虚拟页式存储管理在运用虚拟页式存储管理时须要在页表中增加以下的表项：页号，有效号，页框号，访问位，修改位，爱护位，制止缓存位19, 缺页中断：要访问的页面不在内存中。20, 页面调度策略：调入策略外存调入内存，置业策略和置换策略。21, 置换策略分为固定安排局部置换，可变安排全局置换，可变安排局部置换22, 页面置换算法：刚被调出的页面又要马上要用，因而又要把他装入，常见的调度，这种现象称为抖动或者颠簸页面置换算法有：先进先出页面置换算法(FIFO)最近最少运用页面置换算法LRU最近最不常运用页面置换算法LFU志向页面置换算法OPT最近未运用页面置换算法NRU第二次时机页面置换算法时钟页面置换算法Clock23, 缺页中断率：缺页中断率及缺页中断的次数有关影响缺页中断率的因素：安排给程序的内存块数，页面的大小，程序编制方法，页面置换算法。24, 段式和段页式存储管理方案：系统将内存空间动态分为假设干个长度不同的区域，每个区域称作一个物理块，每个物理块在内存中有一个起始地址，称作段首止，从0开场编址，用户程序的逻辑地址由段号和段内地址组成。自己细看*段式存储第六单元 文件管理1, 文件：可以被说明为一组带有标识的, 在逻辑意义有完整的意义的信息项的序列，这个标识为文件名，信息项是构成文件内容的根本单位。2, 各种文件系统的文件命名不尽一样。文件系统的文件名：solaris的UFS 长度可达255个字符，FAT12(MS-DOS 8个字符，外加句点和3个字符的拓展名，NTFS也可到达255个字符)FAT12不区分大小写 EXT2区分大小写。FAT12只运用ACSII，MS-DOS和windows 2000/XP对不同的后缀有特定的说明。3, 文件系统：是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。文件系统还负责对文件的按名存取和对文件进展存取限制4, 文件分类：按文件的用途：系统文件，库函数文件，用户文件按文件组织形式：一般文件 书目文件 特别文件一些常见的文件分类方式：按文件的爱护方式：只读文件，读写文件，可执行文件，无爱护文件按文件的信息流向分类 ：输入文件，输出文件，输入输出文件按文件的存放时限：临时文件，永久文件，档案文件按文件的介质类型：磁盘文件，磁带文件，卡片文件，打印文件按文件的组织构造：逻辑文件流式文件和记录式文件 物理构造依次文件，链接文件，索引文件UNIX类操作系统的文件分类：一般文件，书目文件，特别文件5, 文件的构造文件的逻辑构造：分为三类 无构造的字符流式文件，定长记录文件和不定长记录文件。定长记录文件和不定长记录文件统称为记录式文件。流式文件：是有序字符的集合，UNIX是流式文件构造。记录式文件：是一组有序记录的集合。构成文件的根本单位是记录，记录式文件分为：定长记录文件和不定长记录文件6, 文件的物理构造：常见的文件的物理构造：依次构造，链接构造，索引构造Windows的FAT文件系统采纳的是链接构造。7, 文件的存储介质：文件在存储设备上的存取，依次存取设备磁带，随机存取设备典型设备：磁盘 磁盘上每个物理块的位置可以用柱面号，磁头号，扇区号表示。一次访问磁盘的时间由寻道时间，旋转定位时间，数据传输时间所组成。8, 文件的存取方式：依次存取，随机存取又称为干脆存取。UNIX系统采纳了依次存取和随机存取两种方法。9, 文件书目：文件系统的一个特点是按名存取，为了管理大量文件，为每个文件都设置了一个描述性数据构造文件限制块FCB，把全部文件的文件限制块有机组织起来，就构成了文件限制块的一个有序集合，称为文件书目。10, 书目文件：文件书目以文件的形式保持起来，这个文件就被称为书目文件。书目文件是长度固定的记录式文件。11, 文件书目构造一般把文件书目设计成一级书目，二级书目构造，多级书目构造。二级书目分为两级：主文件书目，用户文件书目 缺点：增加了系统开销12, 树形书目：高层次为根书目，最底层为文件。树形书目优点：便于分类，层次清晰，解决了文件重命名问题，查找搜寻速度快。一个UNIX系统的根书目由bin,etc,lib,tmp,usr构成13, 路径名：当前正在运用的书目：当前书目有两种路径检索的方法：一种是全路径名又称为肯定路径名，另一种是相对路径。14, 文件书目的改良：书目项FCB分为符号书目项和根本书目项。书目项分解法优点：削减了访问磁盘的次数，提高了文件书目检索速度。15, 存储空间的安排及回收四种不同的方案位示图，空闲块表，空闲块链表，成组链接成组链接的管理方式比一般的链接方式效率高。16, 实现文件系统的表目系统翻开文件表用户翻开文件表关系：用户翻开文件表指向了系统翻开文件表。17, 记录的成组及分解：也许看看 158页18, 文件的操作建立文件：用户名，文件名，存取方式，存储设备类型，记录格式，记录长度。建立文件的实质是建立文件的文件限制块FCB19, 文件的爱护和平安文件的共享在多级书目中链接法是常用的实现文件共享技术，矩形表示书目，圆圈表示文件UNIX采纳了别名的方式20, 文件的爱护建立副本，定时转储，规定文件的存取权限采纳树形书目构造，存取限制表21, 文件的存取权限文件属主或文件拥有者(owner)，文件属组的同组用户(group)，其他用户(other)22, 文件的保密23, 文件系统的性能物理根底是磁盘设备。磁盘存储器的效劳效率, 速度和牢靠性成为文件系统性能和牢靠性的关键。常见的提高文件系统的技术：块高速缓存，合理安排磁盘空间，磁盘的驱动调度，信息的优化分布，RAID技术24, 磁盘的驱动调度：磁盘的存取访问时间：寻道时间，旋转延迟时间，传输时间。设计磁盘调度算法考虑的因素：公允性 高效性1移臂调度：依据访问者指定的柱面位置来确定执行的次序，目的在于削减操作中的找寻时间。一般采纳以下几种移臂调度算法：先来先效劳调度算法FCFS，最短寻道时间优先调度算法SSTF，扫面算法SCAN，循环扫描算法C-SCAN2旋转调度25, RAID技术：RAID0采纳多个磁盘并行以提高读写速度，RAID 1用磁盘镜像的方法提高存储的牢靠性，RAID 2和RAID 3以“位或者“字节作为并行单位，RAID 4的并行单位是块。26, WINDOWS 的FAT文件系统和UNIX文件系统FAT table 简洁的书目构造，三个版本：FAT-12，FAT -16，FAT -32，FAT系统以簇为单位安排。引导扇区，文件安排表，根书目大小为32字节27, UNIX文件系统UNIX一般文件的物理构造是三级索引构造。第七单元 I/O设备管理1, 输入输出设备I/O设备也称为外部设备，狭义的I/O设备不包括外存设备，广义的就是上述所说。设备管理是操作系统总体性能的重要确定因素，重要表现指标和常见瓶颈之一。2, 设备管理的任务：CPU性能越高，I/O设备性能同，CPU性能不匹配的反差也越大。操作系统通过缓冲技术，中断技术，虚拟技术解决这一问题。3, 设备的分类：按设备的运用特性分类：I/O设备和存储设备。I/O设备是计算机及外部世界交换信息的设备。调制解调器和网络适配器也处于I/O设备，用于构建计算机网络通信系统。存储设备是计算机用来存放信息的设备，如磁带，磁盘，光盘，U盘。按设备的信息组织方式来划分：字符设备和块设备键盘，终端，打印机等以字符为单位组织的和处理信息的设备为字符设备，而磁盘，磁带等以数据块为单位组织和处理信息的为块设备。按设备的共享性分类：共享设备，独占设备，虚拟设备。磁盘是典型的共享设备，独占设备的运用效率低是造成死锁的条件之一，为此引入了虚拟设备的概念，虚拟设备是指虚拟技术把独占设备改造成可以由多个进程共享的设备，SPOOLING技术是特别重要的虚拟设备技术。4, I/O硬件组成： I/O端口地址主要有两种编址方式：内存映射编址和I/O独立编址。5, I/O设备数据传送限制方式程序干脆限制方式，中断限制方式，DMA方式，通道限制方式。程序干脆限制方式：优点是CPU和外设的操作能通过状态信息得到同步 缺点是CPU效率较低。适用于那些CPU执行速度较慢，外围设备少的系统，如单片机。中断限制方式：CPU及外设大局部时间内并行工作，具有实时响应实力，刚好处理异样状况，提高计算机的牢靠性。DMA方式：干脆内存访问，是一种完全由硬件执行I/O数据交换的工作方式，DMA限制器从CPU完全接收对总线的限制，数据交换不经过CPU，而干脆在内存和I/O设备之间进展。DMA方式分为三个阶段：传送前预处理，数据传送，传送后处理。 通道限制方式：可以实现对外围设备的统一管理和外围设备及内存之间的数据传送，目的是为了进一步削减数据输入输出对整个系统运行效率的影响。可分为三种通道：选择通道，数组多路通道，字节多路通道。选择通道和数组多路通道都是以数据块为单位。6, I/O软件的特点及构造最关键目标：设备独立性I/O软件一搬分为四层：中断处理程序，设备驱动程序，及设备无关的操作系统软件，用户级软件。及设备无关的系统软件统一命名，设备爱护，供应及设备无关的逻辑块，缓冲，存储设备的块安排，独占设备的安排及释放，出错处理独占设备：SPOOLING系统是操作系统中处理独占设备的一种方法。7, 典型的I/O技术缓冲技术和设备安排技术，SPOOLINH技术，DMA和通道技术缓存技术是以空间换时间。缓冲区的设置：缓冲区可以由硬件实现，称为硬缓冲，硬缓冲通常设置在设备打印机中。缓冲区也可以由软件实现： 通常采纳单缓冲，双缓冲，多缓冲，缓冲池技术。8, 设备安排技术：设备安排算法的数据构造：系统设备表SDT，设备限制表DCT，限制器限制表COCT,通道限制表CHCT9, 设备安排的原那么：考虑设备安排的特性和平安性，分为独占，共享，虚拟设备。 从平安方面分为平安安排方式和不平安安排方式。10, 设备安排策略：先来先效劳策略，高优先级优先策略，假如优先级一样那么依据FIFO的依次排列。11, 独占设备的安排。12, 共享设备的安排13, 虚拟设备SPOOLING.14, 打印机是一种典型的独占设备。15, I/O性能问题解决：通过应用缓冲技术，削减或缓解不同设备之间传输速度的差距， 通过应用异步I/O技术，使CPU计算不必等待I/O操作结果 通过DMA技术和通道部件。使CPU摆脱I/O操作，及这些部件并行执行。 通过应用虚拟设备技术，提高独占设备的利用率。第八单元死锁1, 死锁：是指在多道程序系统中，一组进程中的每个进程均无限期的等待被该进程中的另一个进程所占有且恒久不会释放的资源2, 死锁进程的个数至少为2个3, 活锁及饥饿饥饿现象可以通过先来先效劳策略来防止。4, 死锁产生的主要缘由：竞争资源，多道程序运行时，进程推动依次不合理。5, 死锁产生的缘由分析：申请不同类资源产生死锁，申请同类资源产生死锁，P,V操作不当产生死锁，对临对性资源的运用不加限制而引起的死锁。6, 产生死锁的必要条件：互斥条件，不行剥夺条件，恳求和保持条件，循环等待条件。7, 解决死锁的方法：预防死锁，防止死锁，检测死锁，解除死锁。8, 死锁预防：破坏死锁的四个必要条件之一， 破坏互斥条件：通过假脱机spooling破坏不行剥夺条件：缺点增加了开销，延长了进程的周转时间，降低系统的吞吐量和性能破坏恳求和保持条件： 缺点 资源利用率低破坏循环等待条件：按资源有序安排策略安排资源 破坏了循环等待条件9, 死锁防止：系统对进程发出的每一个系统能够满意的资源申请进展动态检查，并依据检查结坚确定是否安排资源，假如安排后会产生死锁，就不予安排。10, 死锁预防和死锁防止的区分在于，死锁预防是设法破坏产生死锁的四个必要条件之一，而死锁防止是在系统运行过程中留意防止死锁的最终死锁的必要条件存在。11, 平安状态和不平安状态所谓的平安状态是指，假如存在一个由系统中的全部进程构成的平安序列。那么系统处于平安状态。假如不存在任何一个平安序列，那么系统处于不平安状态，不平安状态肯定导致死锁，但不平安状态不肯定是死锁状态。即系统处于不平安状态那么可能发生死锁。12, 只要能使系统总是处于平安状态就可以防止死锁的发生。13, 最闻名的死锁防止算法是dikkstra和habermann提出的银行家算法.14, 死锁的检测及解除。检测死锁的实质是确定是否存在“循环等待条件。15, 死锁解除：死锁解除的实质是如何让释放资源的进程能够接着运行，为解除死锁就要剥夺资源。16, 死锁解除法归纳为：剥夺资源，撤销进程，17, 资源安排图：刻画进程的资源安排的方法在有向图中，用圆圈表示进程，方框表示每类资源。18, 死锁判定的法那么：假如资源安排图中没有环路，那么系统没有死锁假如资源安排图中出现了环路，那么系统中可能存在死锁环路是死锁的充分必要条件。