2022年操作系统复习重点模板 .pdf

学习必备欢迎下载第一章操作系统引论操作系统为一系统软件，既管理硬件资源又管理软件资源。操作系统的 目标 ：方便性，有效性，可扩充性，开放性。作用 ：1，是用户与计算机之间的硬件接口最终用户与硬件的接口：命令、图形界面。程序员与硬件的接口：系统调用2，是计算机系统资源的管理者3，实现了对计算机资源的抽象，用作扩充机器。用 户应用程序系统调用 命令 图标、窗口操作系统计算机硬件推动发展的主要动力: 1，不断提高计算机资源利用率2，方便用户3，器件的不断更新换代4，计算机体系结构的不断发展。5，不断提出新的应用需求操作系统的发展过程：一：未配置操作系统的计算机系统1945 年到 50 年代中期，还没有出现操作系统1.人工操作方式（19461955）特点：用户独占全机，cpu 等待人工操作。降低了计算机资源利用效率2.脱机输入输出方式优点：减少了CPU 的空闲时间，提高I/O 速度二：单道批处理系统特点：自动性，顺序性，单道性优点： 1，减少人工操作的时间缺点： .作业独占cpu，cpu 等待使 cpu 利用率低三 多道批处理系统特点：多道性，无序性，调度性优点： cpu 利用率高， 提高内存和io 设备的利用率， 增加量系统吞吐量缺点：平衡周转时间长无交互能力一旦作业提交给系统，修改调试极不方便四 分时系统特征：多路性，独立性，及时性，交互性五 实时系统特征：快速反映，高可靠性，及时响应。实时任务类型：周期性和非周期性硬实时任务和软实时任务实时系统与分时系统的比较实时系统有以下几种常见类型：工业（武器）控制系统，信息查询系统，多媒体系统，嵌入式系统。1 多路性信息查询系统和分时系统中的多路性都表现为系统按分时原则为多个终端用户服务。实时控制系统的多路性则指系统周期性对多路现场信息进行采集，以及对多个对象和多个执行机构进行控制。2 独立性信息查询系统中每个终端用户在与系统交互时，彼此互相独立互不干扰。同样在实时控制系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页学习必备欢迎下载统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰的。3，及时性4，交互性5，可靠性微机操作系统的发展：单用户单任务操作系统，单用户多任务操作系统，多用户多任务操作系统操作系统的基本特征：1.3.1 并发：并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。1.3.2 共享：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程 )共同使用。1.3.3 虚拟：是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。1.3.4 异步性：并发执行的程序以不同的“速度”前进。操作系统的主要功能处理机管理功能1 进程控制 2 进程同步3 进程通信4 调度存储器管理功能1 内存分配2 内存保护 3 地址映射4. 内存扩充设备管理功能1 缓冲管理2 设备分配 3 设备处理文件管理功能1. 文件存储空间的管理2. 目录管理3. 文件的读 /写管理和保护文件系统 不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还有效地提高系统资源的利用率。操作系统与用户之间的接口传统操作系统的功能：用户接口：方便用户直接或间接的控制自己的作业，操作系统向用户提供了命令接口。该接口进一步分为联机用户接口，脱机用户接口和图形用户接口程序接口：为用户程序在执行中访问系统资源而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径。现代操作系统的新功能; 除了具有传统操作系统的功能外，还添加了面向安全面向网络和面向多媒体等功能。第二章进程的描述与控制第一节前趋图有向无循环图直接前驱直接后继初始结点终止结点重量每个结点具有一个重量，表示该结点所含有的程序量或者程序的执行时间。第二节进程程序的顺序执行仅当前一操作(程序段 )执行完后，才能执行后继操作。程序顺序执行时的特征(1)顺序性 ;(2) 封闭性 ; (3) 可再现性 ; 相邻语句并发执行的条件 R(S1) W(S2)= ， W(S1) R(S2)= ， W(S1) W(S2)= 程序并发执行时的特征1.间断性2.失去封闭性3.不可再现性进程的特征：1) 结构特征：程序段、相关的数据段、PCB 构成了进程实体。2) 动态性：进程是进程实体的一次执行过程。3) 并发性：多个进程实体，同存于内存中，能在一段时间内同时运行。4) 独立性：独立运行和资源调度的基本单位。5) 异步性：各自独立的、以不可预知的速度向前推进。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页学习必备欢迎下载进程的定义：进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位”。进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它可以申请和拥有系统资源，是一个动态的概念，是一个活动的实体。它不只是程序的代码，还包括当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。就 绪阻 塞执 行时 间片 完进 程调 度I/O完 成I/O请 求进程的三种基本状态及其转换进程同步资源有正负，负的绝对值为等待资源的进程个数什么叫临界区？在并发进程中，对共享变量操作的那段程序叫临界区。同步机制应遵循的规则： （1）空闲让进。 （2) 忙则等待。(3) 有限等待。(4) 让权等待。PV 操作：例题：生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白子混装在一个箱子里，现要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程组成，功能如下：1）进程 A 专门拣黑子，进程B 专门拣白子；（2）每个进程每次只拣一个子，当一个进程在拣子时不允许另一个进程去拣子；分析：由功能（2）可知进程之间是互斥的关系。设置一个公有信号量s，其值取决于公有资源的数目，由于箱子只有一个，s 的初值就设为 1。process A begin L1: P(s); 拣黑子；V(s); goto L1; end; （3）当一个进程拣了一个棋子（黑子或白子）以后，必让另一个进程拣一个棋子（黑子或白子）。分析：第一步：确定进程间的关系。由功能（1） （2） （3）可知，进程间的关系为同步关系。终止process B begin L2:P(s); 拣白子；V(s); goto L2; end; 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页学习必备欢迎下载第二步：确定信号量及其值。进程A 和 B 共享箱子这个公有资源，但规定两个进程必须轮流去取不同色的棋子，因而相互间要互通消息。对于进程A 可设置一个私有信号量s1，该私有信号量用于判断进程A 是否能去拣黑子，初值为1。对于进程B 同样设置一个私有信号量s2，该私有信号量用于判断进程B 是否能去拣白子，初值为0。当然你也可以设置s1 初值为 0，s2 初值为 1。s1:=1; s2:=0; process A begin L1: P(s1); 拣黑子；V(s2); goto L1; end; 例题 ：有一个仓库，可以存放A 和 B 两种产品。要求：(1)每次只能存入一种产品(A 或 B)；(2)一 NA 产品数量一B 产品数量 M 。试用 PV 操作描述产品A 与产品 B 的入库过程。在系统中安装三种颜色的灯泡（如红黄蓝三种）和一个报警器，当对mutex，sa，sb 进行 p 操作时， 让系统监控三个信号灯的数值变化，一旦某个值小于零时，系统控制发出警报声并且对应的灯泡亮，这样可以通过警报声和发亮的灯泡的颜色来及时排除非法操作。互斥信号量mutex=1；同步信号量sa=M 一 1，sb=N 一 1 int mutex=1; int sa=M-1; int sb=N-1; main( ) while(true) 取一个产品；if （取的是A 产品）else P(sa)；P(sb)；P(mutex)；P(mutex)；将产品入库；将产品入库；V(mutex) ；V(mutex) ；V(sb)；V(sa)； 用 PV 操作实现进程间同步与互斥应注意些什么? 答：(1)对每一个共享资源(含变量 )都要设立信号量，互斥时对一个共享资源设一个信号量，process B begin L2:P(s2); 拣白子；V(s1); goto L2; end; 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页学习必备欢迎下载同步时对一个共享资源可能要设两个或多个信号量，视由几个进程来使用该共享变量而定。(2)互斥时信号量的初值可大于或等于1,同步时，至少有一个信号量的初值大于等于1。(3)PV 操作一定要成对调用，互斥时在临界区前后对同一信号量作PV 操作，同步时则对不同的信号量作PV 操作， PV 操作的位置一定要正确。(4)对互斥和同步混合问题PV 操作可能会嵌套，一般同步的PV 操作在外， 互斥的 PV操作在内。p 是减 1，V 是加 1. 例题有两个用户进程A 和 B，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。（1）试说明A、B 两进程之间存在什么样的制约关系？答： A、B 两进程之间存在互斥的制约关系。因为打印机属于临界资源，必须一个进程使用完之后另一个进程才能使用。（2）为保证这两个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和P、V 操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。要求给出信号量的含义和初值。答： mutex：用于互斥的信号量，因为只有一台打印机，所以初值为1。进程 A 进程 B . . . . P(mutex)；P(mutex)；申请打印机；申请打印机；使用打印机；使用打印机；V(mutex) ；V(mutex) ；例题：某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20 名购票者进入，当售票厅中少于20 名购票者时，厅外的购票者可立即进入，否则需要在外面等待。每个购票者可看成一个进程。分析：首先确定进程间的关系，售票厅是各进程共享的公有资源，当售票厅中多于20名购票者时， 厅外的购票者需要在外面等待，所以进程间是互斥的关系；然后确定信号量及其值，只有一个公有资源：售票厅，所以设置一个信号量mutex售票厅最多容纳20 个进程，即可用该资源实体数为20， mutex 的初值就设为20程序如下：REPEAT P(mutex)；进入售票厅；购票；退出；V(mutex) ；UNTIL false; 由此可知，互斥信号量的初值可大于等于1(当售票厅内至多容纳1 名购票者时，初值为 1)，初值取什么，关键是可用资源数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页学习必备欢迎下载例 2：在公共汽车上， 司机和售票员各司其职。司机： 正常行车、 到站停车、 启动开车；售票员：售票、开车门、关车门。司机和售票员之间应该密切配合，协调一致，以确保行车安全。请用PV 操作实现司机和售票员之间的同步。司机和售票员在到站、开门、关门、启动开车几件事情上存在有同步关系：到站后才能开门，关门后才能开车用2 个私有信号量stop、 run 分别表示可以开门和可以开车设初始状态是汽车行车和售票员售票，所以初值应该都为0， 到站后才会有司机发消息让开门程序如下：司机：售票员：REPEAT REPEAT 正常行车；售票；到站停车；P(stop)；V(stop) ；开车门；P(run)；关车门；启动开车；V(run) ；UNTIL false ；UNTIL false ；如果司机和售票员的工作流程如下，司机：启动开车、正常行车、到站停车；售票员：开车门、关车门、售票此时，设初始状态为停车而还没开门状态，设stop=1、 run=0，两个程序为：司机：售票员：REPEAT REPEAT P(run)；P(stop)；启动开车；开车门；正常行车；关车门；到站停车；V(run) ；V(stop) ；售票；UNTIL false ：UNTIL false 例题： 假定阅览室最多可同时容纳100 个人阅读， 读者进入时， 必须在阅览室门口的一个登记表上登记，内容包括姓名、座号等，离开时要撤掉登记内容。用P、V 操作描述读者进程的同步算法。算法的信号量有三个：seats表示阅览室是否有座位（初值为100，代表阅览室的空座位数）；readers表示阅览室里的读者数，初值为0；mutex 用于互斥的，初值为1。读者进入阅览室的动作描述getin：while(TRUE) P (seats); /*没有座位则离开*/ P（ mutex） /*进入临界区 */ 填写登记表 ; 进入阅览室读书; V（mutex） /*离开临界区 */ V（readers）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页学习必备欢迎下载 读者离开阅览室的动作描述getout：while(TRUE) P（readers） /*阅览室是否有人读书*/ P（mutex） /*进入临界区 */ 消掉登记；离开阅览室；V（mutex） /*离开临界区 */ V（seats） /*释放一个座位资源*/ 进程的两个基本属性1、进程是一个可拥有资源的独立单位。2、进程是一个可以独立调度和分派的基本单位。系统为使程序并发执行而进行的一系列操作。1、创建进程。2、撤销进程。3、进程切换。线程的基本概念（为什么引入线程）1、由于进程同时是资源拥有者，在进程创建、撤销、切换时需要较大的时空开销，所以系统中所设置的进程数和进程切换的频率都受到了限制，影响了 OS 并发程度的提高。2、引入线程，作为独立调度和分派的单位，不独立拥有资源（仅有少量基本资源） ，而与其它线程共享同一进程的资源，减少了系统的时空开销。3、实质：把进程的任务划分为更小、不能继续分的、具有独立功能的单位，以线程的形式来并发执行，以提高程序并发执行的程度1、线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位。2、线程只拥有在运行中必需的资源（程序计数器，一组寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。3、一个线程可以创建和撤销另一个线程。4、同一进程中的多个线程可以并发执行。5、线程在运行中呈现间断性，也有就绪、阻塞和执行三种基本状态。第三章处理机调度和死锁按什么原则分配CPU 进程调度算法CPU 调度的目的：分配CPU 。进程调度的分类有：按调度层次，分为：高级调度（作业），中级调度（进程） ，低级调度（内存） （引入中级调度的目的：提高内存利用率和系统吞吐量）按 OS 的类型，分为：批处理调度，分时调度，实时调度，多处理机调度。CPU 利用率（处理机利用率） =cpu的有效工作时间 /cpu有效工作时间 +cpu空闲等待时间精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页学习必备欢迎下载先来先服务调度算法（FCFS ） （不可抢占） ： 优点 :实现简单缺点 :没考虑进程的优先级。此算法是有利于长(大)作业 (进程 )， 不利于短 (小 )作业 (进程 )； 有利于 CPU 繁忙的作业 (进程)，不利于I/O 繁忙的作业 (进程 )。短作业 (进程 )优先调度算法（SJF/SPF） ： 优点：该算法相对FCFS 来说调度性能要好些，且能满足大多数作业(均是短作业 )用户的要求。缺点：该算法对长作业不利。该算法未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证紧迫性作业（进程）及时得到处理。该算法不一定能真正做到短作业优先调度。优先权调度算法（PSA） ：基本原理是：对于进程调度，它总是把处理机分配给就绪队列中具有最高优先权的进程；对于作业调度， 它总选择后备队列中若干具有高优先权的作业进入内存。优先级调度算法又可分为：1.静态优先权确定静态优先权的依据有：(1)进程类型(2)进程对资源的需求(3)用户要求的优先权。静态优先 权简单易行，系统开销小，但不精确。2.动态优先权：动态优先权是基于某种原则，使进程的优先权随时间而改变。高响应比优先调度算法(HRRN): 响应比 Rp 定义如下：Rp=作业响应时间tR /要求执行的时间作业响应时间tR=作业进入系统后等待时间+要求执行的时间Rp=1+(作业等待时间tW /要求执行的时间) Rp=等待时间 +要求服务时间/要求服务时间响应时间 =等待时间 +要求服务时间周转时间 =结束时间 -进入时间带权周转时间=周转时间 /运行时间时间片轮转法：基本原理轮转法是最简单又最公平的进程调度算法。主要用于分时系统中作为其主调度算法。轮流使用CPU。如果时间片到期时，进程尚未完成运行，调度程序将剥夺它正在使用的CPU，转让给另一进程使用；如果进程在使用完它的某一时间片之前已经完成运行或已阻塞， CPU 也立即转让给另一进程使用。时间片选择有：固定时间片和可变时间片；与时间片大小有关的因素有：系统响应时间、就绪进程个数和CPU 处理能力三个。死锁：死锁引起的原因：竞争不可抢占性资源引起死锁，竞争可消耗资源引起死锁，进程推进顺序不当引起死锁。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页学习必备欢迎下载定义：如果一组进程中的每一个进程都在等待仅有该组进程中的其他进程才能引发的事件，那么该组进程是死锁的。产生死锁的必要条件：互斥条件，请求和保持条件，不可抢占条件，循环等待条件。处理死锁的方法：(1) 预防死锁。（事先设置某些限制条件，破坏产生死锁的必要条件，破坏请求和保持条件，不可抢占条件，循环等待条件。）(2) 避免死锁。（在资源动态分配过程中，利用算法避免死锁）(3) 检测死锁。(4) 解除死锁。银行家算法：Work Need Allocation work+Allocation Finish ABC ABC ABC P1 P2 存在安全序列死锁的检测和解除资源分配图P1P2r1r2死锁定理 ：S 为死锁的充分条件是：当且仅当S 状态的资源分配图是不可完全简化的。该充分条件称为死锁定理。死锁的解除：1 抢占资源2 终止（撤销）进程进程优先级大小，进程已经执行了多长时间，还有。 进程运行中使用了多少资源，以后。 。进程的性质是交互式的还是批处理的。第四章：程序的装入：绝对装入方式，可重定位装入方式，动态运行时的装入方式。程序的链接：静态链接方式，（(1) 对相对地址进行修改。(2) 变换外部调用符号）装入时动态链接（(1)便于修改和更新。(2) 便于实现对目标模块的共享。）运行时动态链接(加快程序的装入过程，可节省大量的内存空间。) 连续分配方式 :单一连续分配, 固定分区分配固定分区式分配是将内存用户空间划分为若干个固定大小的区域，在每个分区中只装入一道作业。它是一种最简单的可运行多道程序的存储管理方式。(优点：易于实现，开销小。缺点：内碎片造成浪费；分区总数固定，限制了并发执行的程序数目。) 动态分区分配算法：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页学习必备欢迎下载(1)首次适应算法FF 空闲区链：首址递增排列；申请：按分区的先后次序，从头查找，找到符合要求的第一个分区；优点：尽量使用低地址空间，高地址空间保持大的空闲区域。缺点：随着低地址分区不断划分而产生较多小分区（内存碎片），每次分配时查找时间开销会增大。2) 循环首次适应算法空闲区链：首址递增排列；申请： 从上次分配的分区起查找（到最后分区时再回到开头），找到符合要求的第一个分区，应设置一个查询指针。特点：空闲分区分布均匀；大的空闲分区不易保留；查找时间开销会减小。(3) 最佳适应算法空闲区链：分区容量递增排列；申请：找到符合要求的第一个分区。特点：碎片较小，但从整体来看，会形成较多的碎片(4) 最差适应算法空闲区链：分区容量递减排列；申请：找到符合要求的第一个分区。特点：大的空闲分区不易保留。逻辑地址 (相对地址 )：程序用来访问信息所用的一系列地址单元物理地址 (绝对地址 )：主存中一系列储存物理单元。地址空间 ：一个目标程序所限定的地址范围分页地址中的地址结构：31 12 11 0 0-11 位为页内地址，每页大小为4kb，12-31 位为页号，地址空间最多允许有1M 页。给定一个逻辑空间中的地址为A，页面大小为L，则页号和业内地址按下示求P=INTA/L ，d=AMOD L；为什么引入分段储存管理方式：分段存储管理方式更符合用户和程序员的需要：方便编程， 信息共享， 信息保护， 动态增长，动态链接。分页和分段的主要区别：（1）页是信息的物理单位。分页仅仅是系统管理上的需要，分段的目的在于更好的满足用户的需要。（2）页的大小固定且有系统决定，段的长度决定于用户所编写的程序（3）分页的用户程序地址空间是一维的，分页是系统行为而分段是用户的行为。页号 P 位移量 W 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页学习必备欢迎下载段页式存储管理方式1. 基本原理将用户程序划分若干个段，然后再把每个段分成若干页，并为每一段赋一个段名。为了实现从逻辑地址到物理地址的变换，系统中需要同时配置段表和页表. 为了便于实现地址转换，须配置一个段表寄存器，存放段表始址和段长TL。为了获得一条指令或数据需要三次访问内存。虚拟存储器基本概念：两种情况：(1) 有的作业很大，其所要求的内存空间超过了内存总容量，作业不能全部被装入内存，导致该作业无法运行。(2) 有大量作业要求运行，但是由于内存容量不足以容纳所有这些作业，只能将少数的作业装入内存让它们先运行，而将其它大量的作业留在外存上等待。虚拟存储器特征：（1）一次性：作业必须一次性的全部装入内存后方能开始运行。（2）驻留性， 作业被装入内存后，整个作业一直驻留在内存中，其中任何部分都不会换出，直至作业运行结束。局部性原理 ：（1）程序执行时，除少部分的转移和过程调用外，在大多数情况下是按顺序执行的，（2）过程调用会使程序的执行轨迹由一部分区域转至另一部分区域。（3）程序中存在许多循环结构，被多次调用，（4）程序中包括对数据结构的处理局部性又同时表现在下述两个方面：时间局部性（典型原因程序中存在大量的循环操作）空间局部性（典型情况程序的顺序执行）虚拟存储器定义：所谓虚拟存储器，是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。虚拟存储器的特征：多次性 ，多次性是指一个作业被分多次调入内存。多次性是虚拟存储器最重要的特征对换性 ，对换性是指允许在作业的运行过程中换进、换出。 换进和换出能够有效提高内存利用率。虚拟性， 虚拟性是指能够从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远远大于实际容量。虚拟性是以多次性和对换性为基础的。内存分配策略和分配算法最小物理块数的确定最小物理块数是指能保证进程正常运行所需的最小物理块数。物理块的分配策略1) 固定分配局部置换2) 可变分配全局置换3) 可变分配局部置换物理块分配算法1) 平均分配算法2)按比例分配算法3) 考虑优先权的分配算法niiSS1mSSbii精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页学习必备欢迎下载一个好的页面置换算法应该具有较低的页面更换频率。最佳置换算法optimal 先进先出置换算法（FIFO ）最近最久未使用(LRU) 置换算法第六章输入输出系统I/O 系统的基本功能：隐藏物理设备的细节，与设备无关性，提高处理机和I/O 设备的利用率，对I/O 设备进行控制，确保对设备的正确共享，错误处理设备控制器的基本功能1）接收和识别命令2) 数据交换3) 标识和报告设备的状态4) 地址识别5) 数据缓冲6) 差错控制对 I/O 设备的控制方式（传送数据的四种方式）使用可轮询的可编程I/O 方式使用中断可编程的I/O 方式直接存储器访问方式I/O 通道控制方式与设备无关的I/O 软件目的：方便用户和提高OS 的可适应性和可扩展性。基本含义：应用系统中所使用的设备，不局限于使用某个具体的物理设备，为每个设备所配置的设备驱动程序是与硬件紧密相关的软件。为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层软件，称为与设备无关的I/O 软件呢，或者设备独立软件。假脱机系统（SPOOLing ）SPOOLing 系统特点：(1)提高了 I/O 的速度(2)将独占设备改造为共享设备(3)实现了虚拟设备功能磁盘访问时间寻道时间Ts，旋转延迟时间Tyi，传输时间Tt 早期磁盘调度算法：先来先服务FCFS，最短寻道优先（SSTF）基于扫描的磁盘调度算法：扫描算法（SCAN ） ，循环扫描算法（CSCAN ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页学习必备欢迎下载第七章文件管理文件： 由创建者所定义的，具有文件名的一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。文件属性 ：文件类型，文件长度，文件的物理位置，文件的建立时间文件类型：按用途分类：系统文件，用户文件，库文件按文件中的数据形式分类：源文件，目标文件，可执行文件按存储控制属性分类：只执行文件，只读文件，读写文件按组织形式和处理方式分类：普通文件，目录文件，特殊文件文件目录管理要求：1，实现“按名存取”2，提高对目录的检索速度3，文件共享4，允许文件重名第八章磁盘储存器的管理磁盘储存器管理的主要要求和任务是1）有效的利用储存空间2）提高磁盘的I/O 速度3）提高磁盘系统的可靠性外存组织方式（文件物理结构）1）连续组织方式文件物理结构是顺序式的优点：顺序访问容易，访问速度快，缺点：要求为一个文件分配连续的储存空间必须事先知道文件的长度不能灵活的删除和插入记录动态增长的文件很难为其分配空间，即使实现知道文件最终大小，也会使大量的储存空间长期空闲2）链接组织方式链接式文件结构优点：消除了磁盘的外部碎片，提高了外存利用率插入，删除修改记录十分容易能适应文件的动态增长，无需事先知道文件的大小。分类：隐式链接（顺序访问，随机访问速度低）显示链接（文件分配表）3）索引组织方式索引式文件结构FAT 文件分配表，一个字节为8 位，FAT12，每个 Fat 表项占 12 位计算文件最大长度（注意问的是系统还是。 。 ）直接地址：（提高文件检索速度，在索引节点中设置10 个节点）假设每个盘块大小为4KB ，文件不大于40KB ，可直接从索引中读出该文件的全部盘块号一次间址：大中型文件1K*4K=4GB 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页学习必备欢迎下载两次间址文件长度大于4MB+40KB时1K*1K*4K 三次间址1K*1K*1K*4K、注意：操作系统课程最爱考的是算法题，所以每章的算法尤为重要。用 PV 操作 实现进程间同步与互斥应注意些什么? 1)对每一个共享资源(含变量 )都要设立信号量，互斥时对一个共享资源设一个信号量，同步时对一个共享资源可能要设两个或多个信号量，视由几个进程来使用该共享变量而定。(2)互斥时信号量的初值可大于或等于1,同步时，至少有一个信号量的初值大于等于1。(3)PV 操作一定要成对调用，互斥时在临界区前后对同一信号量作PV 操作，同步时则对不同的信号量作PV 操作， PV 操作的位置一定要正确。(4)对互斥和同步混合问题PV 操作可能会嵌套，一般同步的PV 操作在外，互斥的PV 操作在内。有三个进程P1,P2 和 P3 并发工作。进程P1 需用资源S3和 S1;进程 P2 需用资源S1 和 S2；进程 P3 需用资源S2 和 S3。回答 : (1)若对资源分配不加限制,会发生什么情况?为什么 ? (2)为保证进程正确工作,应采用怎样的资源分配策略?为什么 ? (1)可能会发生死锁现象。例如,进 P1,P2 和 P3 分别获得资源S3,S1 和 S2 后再继续申请资源时都要等待 ,这是循环等待。(2)可有几种答案: 采用静态分配,由于执行前已获得所需的全部资源 ,故不会出现占有资源又等待别的资源的现象 (或不会出现循环等待资源现象)。采用按序分配,不会出现循环等待资源现象。采用银行家算法,在分配时 ,保证了系统处于安全状态。文件系统 采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512 字节 ,每个块号长3 字节 ,如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置,分别求 二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。二级索引（个）（块）1.比较段式管理和页式管理的特点。2.什么是记录的成组和分解? 3.为实现分页式虚拟存贮,页表中至少应含有哪些内容? .分页和分段都采用不连续的分配方式,它们的特点如下: 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页学习必备欢迎下载(1)页式管理中源程序进行编译连接时是将主程序、子程序、数据区等按照线形空间的一维地址排列起来。段式管理则是将程序按照内容或过程(函数 )关系分成段 ,每段拥有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间。(2)同动态页式管理一样,段式管理也提供了内外存统一管理的虚存实现。与页式管理不同的是:段式虚存每次交换的是一段有意义的信息,而不是像页式虚存管理那样只交换固定大小的页,从而需要多次的缺页中断才能把所需要的信息完整地调入内存。(3)在段式管理中,段长可根据需要动态地增长。这对那些需要不断增加或改变新数据或子程序的段来说 ,将是非常有好处的。(4)段式管理便于对具有完整逻辑功能的信息段进行共享。1.能影响中断响应次序的技术是_c_和_d_。A.时间片B.中断C.中断优先级D.中断屏蔽E.特权指令精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页