最新复习指导精品课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着

2、，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国

3、已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过

4、了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅操作系统基本概念操作系统基本概念操作系统操作系统是控制和管理计算机系统的硬是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作件和软件资源，合理地组织计算机工作流程及方便用户使用的程序和数据的集流程及方便用户使用的程序和数据的集合。合。系统调用的实现过程系统调用的实现过程实际上系统调用语句本身是硬件提供的（机器指实际上系统调用语句本身是硬件提供的（机器指令），但其所调用的功能是操作系统提供的。每种令），但其所调用的功能是操作系统提供的。

5、每种机器的机器指令集中都有一条系统调用指令。机器的机器指令集中都有一条系统调用指令。陷入指令系统子程序系统子程序sub 0A0sub 1A1sub nAnsub iAi.陷入处理机构陷入处理机构1)保护处理机现场2)取系统调用功能号并寻找子程序入口3)恢复处理机现场并返回入口地址表A0A2Ai.An.系统调用.用户程序用户程序作业调度作业调度作业调度性能衡量指标(1)(1)作业平均周转时间作业平均周转时间T T(Ti(Ti为每个作业的周转时间；为每个作业的周转时间；t tc c作业完成时作业完成时刻；刻；t ts s作业进入系统时刻作业进入系统时刻) )(2)(2)平均带权周转时间平均带权周转

6、时间W W（T Ti为每个作业的周转时间；为每个作业的周转时间；t tr为作业实际运为作业实际运行时间）行时间）作业调度算法作业调度算法先来先服务先来先服务（FCFS）：按照作业进入系统的）：按照作业进入系统的先先后次序后次序进行调度，先进入系统者先调度；即启进行调度，先进入系统者先调度；即启动等待时间最长的作业。动等待时间最长的作业。短作业优先短作业优先（SJF）：以要求）：以要求运行时间长短运行时间长短进行进行调度，即启动要求运行时间最短的作业。调度，即启动要求运行时间最短的作业。高响应比优先高响应比优先（HRF: Highest Response Ratio Next ）：）：响应比最高

7、的作业优先启动。响应比最高的作业优先启动。 响应比响应比= 周转时间周转时间 / 估计运行时间估计运行时间 =（等待时间（等待时间+估计运行时间）估计运行时间）/ 估计运行时间估计运行时间 = 1 + 等待时间等待时间 / 估计运行时间估计运行时间高优先级优先高优先级优先（HPF：Highest Priority First）：）：由用户指定作业优先级，优先级高由用户指定作业优先级，优先级高的作业启动。的作业启动。假设在单道批处理环境下有四个作业，已知它们进入系假设在单道批处理环境下有四个作业，已知它们进入系统的时间、估计运行时间，应用先来先服务、最短作业统的时间、估计运行时间，应用先来先服务

8、、最短作业优先和最高响应比优先作业调度算法，分别计算出作业优先和最高响应比优先作业调度算法，分别计算出作业的的平均周转时间平均周转时间和和带权的平均周转时间带权的平均周转时间。最短作业优先算法结果最短作业优先算法结果 作作业业 进进入入时时间间 估估计计运运行行时时间间 （分分钟钟） 开开始始时时间间 结结束束时时间间 周周转转时时间间 （分分钟钟） 带带权权周周转转时时间间 JOB1 8：00 70 8：00 9：10 70 1 JOB2 8：20 30 9：10 9：40 80 2.67 JOB3 9：00 40 9：40 10：20 80 2 JOB4 9：30 20 10：20 10：

9、40 70 3.5 JOB5 9：45 50 10：50 11：40 115 2.3 JOB6 10: 05 10 10：40 10：50 45 4.5 作作业业平平均均周周转转时时间间 T = 76.67 作作业业带带权权平平均均周周转转时时间间 W =2.66 460 15.97 最高响应比优先算法结果最高响应比优先算法结果先来先服务调度算法计算结果先来先服务调度算法计算结果 作业作业 进入时进入时间间 估计运估计运行时间行时间 （分钟）（分钟） 开始时开始时间间 结束时结束时间间 周转时周转时间间 （分钟）（分钟） 带权周带权周转时间转时间 JOB1 8：00 120 8：00 10：0

10、0 120 1 JOB2 8：50 50 10：00 10：50 120 2.4 JOB3 9：00 10 10：50 11：00 120 12 JOB4 9：50 20 11：00 11：20 90 4.5 作业平均周转时间作业平均周转时间 T = 112.5 作业带权平均周转时间作业带权平均周转时间 W = 4.975 450 19.9 顺序程序顺序程序特征：特征：v程序执行的顺序性程序执行的顺序性v程序执行的封闭性程序执行的封闭性v程序执行结果的确定性（可再现性）程序执行结果的确定性（可再现性） 多道程序设计的特征多道程序设计的特征v并发性并发性v独立性独立性v动态随机性动态随机性v相互

11、制约性相互制约性进程定义进程定义：ProcessProcess 进程是进程是一个具有一定独立功能的一个具有一定独立功能的程序程序在一在一个个数据集合数据集合上的一次上的一次动态执行动态执行过程过程，是系统，是系统进行资源分配和调度的独立单位进行资源分配和调度的独立单位进程进程进程的组成要素：进程的组成要素：用户程序用户程序用户数据用户数据进程控制块进程控制块PCBPCB进程的特征进程的特征动态性动态性 独立性独立性并发性、异步性并发性、异步性 结构化结构化进程与程序的区别进程与程序的区别 进程是动态的，程序是静态的进程是动态的，程序是静态的; 进程是暂时的，程序的永久的进程是暂时的，程序的永久

12、的; 进程与程序的组成不同进程与程序的组成不同; 进程可以创建其它进程，而程序不能；进程可以创建其它进程，而程序不能； 进程与程序的对应关系进程与程序的对应关系：通过多次执行，：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。一个进程可包括多个程序。v系统为了管理进程设置的一个专门的系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构数据结构，存放了用于描述该进程情，存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息。况和控制进程运行所需的全部信息。v系统利用系统利用PCBPCB来来控制和管理控制和管理进程，所以进程，所以PCBPCB是系

13、统感知进程存在的唯一标志。是系统感知进程存在的唯一标志。v进程与进程与PCBPCB是是一一对应一一对应的。的。进程控制块进程控制块 (PCB, process control block) 运行 阻塞 就绪 撤销 创建 调度 时间片用完 I/O请求 I/O完成 提交 释放 进程状态转换图进程状态转换图 中断中断、 内核内核、 原语原语基本概念基本概念中级调度中级调度新建新建态态挂起就绪态挂起就绪态挂起等待态挂起等待态高级调度高级调度低级调度低级调度运行态运行态就绪态就绪态等待态等待态终止态终止态处理机调度的层次处理机调度的层次 引进进程调度的时机v当一个进程运行完毕，或由于某种错误而终当一个进

14、程运行完毕，或由于某种错误而终止运行止运行v当一个进程在运行中处于阻塞状态（等待当一个进程在运行中处于阻塞状态（等待I/OI/O）v当有一个优先级更高的进程就绪（可抢占式）当有一个优先级更高的进程就绪（可抢占式） 例如：新创建一个进程，一个等待进程变成例如：新创建一个进程，一个等待进程变成就绪就绪v在进程通信中，执行中的进程执行了某种原在进程通信中，执行中的进程执行了某种原语操作（语操作（P P操作，阻塞原语，唤醒原语）操作，阻塞原语，唤醒原语）v分时系统中时间片到分时系统中时间片到常用进程调度算法常用进程调度算法v先进先出先进先出(FIFO)(FIFO)算法算法v最短最短CPUCPU运行期优

15、先调度算法运行期优先调度算法v最高优先权优先调度算法最高优先权优先调度算法v时间片轮转法时间片轮转法 v多级反馈队列多级反馈队列 线程的特点：线程的特点：是进程的一个实体，可作为系统独立调度和分派是进程的一个实体，可作为系统独立调度和分派的基本单位。的基本单位。 不拥有系统资源（只拥有从属进程的全部资源，不拥有系统资源（只拥有从属进程的全部资源，资源是分配给进程）资源是分配给进程） 一个进程中的多个线程可并发执行。（进程可创一个进程中的多个线程可并发执行。（进程可创建线程执行同一程序的不同部分）建线程执行同一程序的不同部分） 线程（线程（Thread）定义：定义：是进程的一个实体，是是进程的一

16、个实体，是CPU调度的基本单位。调度的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只留有几个寄存器，线程自己基本上不拥有系统资源，只留有几个寄存器，但它可以与同属同一个进程的其他线程共享进程所拥但它可以与同属同一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。有的全部资源。 进程互斥：进程互斥：指在多道程序环境下，每次只指在多道程序环境下，每次只允许一个进程对临界资源进行访问。允许一个进程对临界资源进行访问。 进程同步：进程同步：指多个相关进程在执行次序上指多个相关进程在执行次序上的协调。的协调。 临界资源临界资源: :一次仅供一个进程使用的资源。一次仅供一个进程使用的资源。 在进程中涉及到临界资源的程

17、序段叫在进程中涉及到临界资源的程序段叫临界区临界区。 多个进程的临界区称为多个进程的临界区称为相关临界区相关临界区。进程互斥与同步机制进程互斥与同步机制信号量及信号量及P.V操作操作信号量的物理含义：信号量的物理含义：S0表示有表示有S个资源可用个资源可用S=0表示无资源可用表示无资源可用S0则则| S |表示表示S等待队列中的进程个数等待队列中的进程个数P(S)：表示申请一个资源。：表示申请一个资源。 V(S)：表示释放一个资源，信号量的初值：表示释放一个资源，信号量的初值应该大于等于应该大于等于0。 P(S)： S =S-1; 若若S0，则调用，则调用P(S)的进程继续运行；的进程继续运行

18、； 若若S0，则调用，则调用V(S)的进程继续运行；的进程继续运行； 若若S0，从等待信，从等待信号量号量S的阻塞队列中唤的阻塞队列中唤醒头一个进程，醒头一个进程， 然后然后调用调用V(S)的进程继续运的进程继续运行。行。 V操作的原语操作的原语V(sem)sem sem+1sem 0?唤醒等待队列中的一个进程唤醒等待队列中的一个进程继续自己的程序执行继续自己的程序执行NY利用利用P.V操作操作 实现进程的同步与互斥实现进程的同步与互斥司机与售票员问题司机与售票员问题生产者与消费者问题生产者与消费者问题管程：管程：把分散的各同类临界区集中起来。把分散的各同类临界区集中起来。并为每个可共享资源设

19、立一个专门的机构来并为每个可共享资源设立一个专门的机构来统一管理各进程对该资源的访问。统一管理各进程对该资源的访问。消息缓冲通讯技术消息缓冲通讯技术的基本思想是：的基本思想是：根据根据“生产者生产者-消费者消费者”原理，利用内存原理，利用内存中中公用消息缓冲区公用消息缓冲区实现进程的信息交换。实现进程的信息交换。死锁死锁概念：概念：如果在一个进程集合中的每个进程都在等待如果在一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该集合中的其他一个进程才能引发的事件，只能由该集合中的其他一个进程才能引发的事件，则称这一组进程或系统此时发生了死锁。则称这一组进程或系统此时发生了死锁。四个必要条件：四个必要条件：互

20、斥控制（资源独占）互斥控制（资源独占）非剥夺控制（不可剥夺）非剥夺控制（不可剥夺）逐次请求（部分分配，占有申请）逐次请求（部分分配，占有申请）环路条件（循环等待）环路条件（循环等待）原因：原因：系统资源不足；系统资源不足；进程推进顺序不合适；进程推进顺序不合适；对死锁的采取的对策对死锁的采取的对策 (1) 鸵鸟策略。鸵鸟策略。(2) 预防策略。预防策略。 (3) 避免策略。避免策略。 (4) 检测和解除。检测和解除。 预防死锁预防死锁破坏死锁四个必要条件中的一个或多个，破坏死锁四个必要条件中的一个或多个，来防止死锁。来防止死锁。解决方法：解决方法：z静态资源分配静态资源分配 z资源有序分配法资

21、源有序分配法 系统中对进程发出的每一个系统能够满足的资系统中对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是源申请进行动态检查，并根据检查结果决定是否分配资源；如果分配后系统可能发生死锁，否分配资源；如果分配后系统可能发生死锁，则不予分配，否则予以分配。则不予分配，否则予以分配。 避免死锁避免死锁最具有代表性算法最具有代表性算法：银行家算法。：银行家算法。 例如，设系统中有例如，设系统中有 10 台磁带机，由三个进程台磁带机，由三个进程A、B、C共享。假定共享。假定A、B、C已分别占用了已分别占用了 2 台、台、3 台、台、3 台，它们的最大需求量分别为台，它们的最大

22、需求量分别为4 台、台、 6 台、台、 8 台。台。（假定只有当满足了最大需求量后才能释放所占用的（假定只有当满足了最大需求量后才能释放所占用的全部资源。）全部资源。） 单项资源的银行家算法单项资源的银行家算法进程名进程名已分配数已分配数 尚需申尚需申请数请数 最大需最大需求数求数 剩余资源剩余资源ABC2332354682Availabler1r2r3230maxr1r2r3P1753P2322P3902P4222P5433allocationr1r2r3P1010P2302P3302P4211P5002needr1r2r3P1743P2020P3600P4011P5431P2: 5 3 2

23、P4: 7 4 3P1: 7 5 3P3: 10 5 5P5: 10 5 7P2 P4 P1 P3 P5多项资源的银行家算法多项资源的银行家算法地址变换地址变换(地址再定位地址再定位,地址映射地址映射)直接指定方式直接指定方式: :程序员在编序时或编译程序对程序员在编序时或编译程序对源程序进行编译时，所用的是实际存储地址。源程序进行编译时，所用的是实际存储地址。名空间名空间程序程序逻辑空间逻辑空间逻辑地址（相对地址，虚地址）逻辑地址（相对地址，虚地址）存储空间存储空间物理地址（绝对地址，实地址）物理地址（绝对地址，实地址）逻辑地址（相对地址，虚地址）逻辑地址（相对地址，虚地址）：用户的：用户的

24、程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码通常采用相对地址的形式。代码通常采用相对地址的形式。物理地址（绝对地址，实地址）物理地址（绝对地址，实地址）：内存中：内存中存储单元的地址。物理地址可直接寻址。存储单元的地址。物理地址可直接寻址。地址映射地址映射：将用户程序中的逻辑地址转换：将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址。为运行时由机器直接寻址的物理地址。分区存储管理分区存储管理原理：原理：把内存分为一些大小相等或不等的分区，把内存分为一些大小相等或不等的分区，每个应用进程占用一个或几个分区。每个进程占每个应用进程占用一个或几个分区。每

25、个进程占据一个分区。据一个分区。特点：特点：适用于多道程序系统和分时系统适用于多道程序系统和分时系统支持多个程序并发执行支持多个程序并发执行难以进行内存分区的共享难以进行内存分区的共享问题：问题：可能存在内碎片和外碎片。可能存在内碎片和外碎片。内碎片：内碎片：占用分区之内未被利用的空间占用分区之内未被利用的空间外碎片外碎片：占用分区之间难以利用的空闲分区。：占用分区之间难以利用的空闲分区。固定分区固定分区 预先把可分配的主存储器空间分割成若干预先把可分配的主存储器空间分割成若干个连续区域，称为一个分区。每个分区的大小个连续区域，称为一个分区。每个分区的大小可以相同也可以不同，但分区大小固定不变

26、，可以相同也可以不同，但分区大小固定不变，每个分区装一个且只能装一个作业。每个分区装一个且只能装一个作业。相关技术：相关技术：覆盖覆盖交换交换可变分区可变分区按空闲块链接方式不同，有四种分配算法：按空闲块链接方式不同，有四种分配算法：首次适应法首次适应法下次适应法（循环首次适应法）下次适应法（循环首次适应法）最佳适应法最佳适应法最坏适应法最坏适应法可再定位式分区和多重分区可再定位式分区和多重分区概念和原理概念和原理分页存储管理分页存储管理页：页：把用户程序按逻辑页划分成大小相等的部把用户程序按逻辑页划分成大小相等的部分。用户程序分页的划分是由系统自动完成的，分。用户程序分页的划分是由系统自动完

27、成的，对用户是透明的。一页的大小为对用户是透明的。一页的大小为2的整数次幂。的整数次幂。内存块：内存块：按页的大小划分为大小相等的区域，按页的大小划分为大小相等的区域，称为内存块（又叫物理页面，页框）。称为内存块（又叫物理页面，页框）。内存分配：内存分配：以页为单位进行分配，并按作业的以页为单位进行分配，并按作业的页数多少来分配。逻辑上相邻的页，物理上不页数多少来分配。逻辑上相邻的页，物理上不一定相邻，一定相邻，通过页表把作业的各个页面与内存通过页表把作业的各个页面与内存块对应起来。块对应起来。 页面变换表页面变换表列列出了作业的逻辑地址与主存中的物理地址间出了作业的逻辑地址与主存中的物理地址

28、间的对应关系。的对应关系。页面大小页面大小: 页面的大小应适中，且页面大小应页面的大小应适中，且页面大小应是是2的幂的幂一个页表中包含若干个表目，自然序号对应于一个页表中包含若干个表目，自然序号对应于用户程序中的页号，块号是该页对应的物理块用户程序中的页号，块号是该页对应的物理块号。号。页面变换表的每一个表目除了包含指向页框的页面变换表的每一个表目除了包含指向页框的指针外，还包括一个存取控制字段。指针外，还包括一个存取控制字段。请求式分页存储管理请求式分页存储管理 与与纯分页存储管理不同，请求式分页管理系统在进程纯分页存储管理不同，请求式分页管理系统在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装

29、入一个或开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它零个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其它页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，页面；当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面。则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面。缺页中断缺页中断当要访问的页面不在内存时，便产生一缺页当要访问的页面不在内存时，便产生一缺页中断，请求中断，请求OS将所缺的页面调入内存。将所缺的页面调入内存。页面置换算法页面置换算法 先进先出置换算法先进先出置换算法 最近最久未用置换算法最近最久未用置换算法(LRU)

30、(LRU)近似的近似的LRULRU算法（算法（NRUNRU算法）算法）先进先出先进先出(FIFO)页面置换算法页面置换算法基本思想：基本思想：置换时置换时 首先淘汰在内存中驻留时间最长首先淘汰在内存中驻留时间最长的页面，即最早进入主存的页面。的页面，即最早进入主存的页面。时刻时刻123456789101112P432143543215M4+3+42+31+24+13+45+34534532+51+25125F+FIFO M=3 缺页中断次数：缺页中断次数：F=9缺页率：缺页率：f=9/12=75%最近最久未用最近最久未用(LRU)置换算法置换算法基本思想：基本思想：当需要置换一页时，当需要置换

31、一页时， 选择在最近一段时间选择在最近一段时间最久未用的页予以淘汰。最久未用的页予以淘汰。时刻时刻123456789101112P432143543215M4+3+42+31+24+13+45+344 53342+31+25+12F+LRU M=3 缺页中断次数：缺页中断次数：F=10缺页率：缺页率：f=10/12=83%分段存储管理分段存储管理原理：原理：按程序自身的逻辑关系划分为若干个按程序自身的逻辑关系划分为若干个程序段，每个程序段都有一个段名，且有一程序段，每个程序段都有一个段名，且有一个段号。段号从个段号。段号从0开始，每一段也从开始，每一段也从0开始编开始编址，段内地址是连续的。址

32、，段内地址是连续的。内存划分内存划分 内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，内存空间被动态的划分为若干个长度不相同的区域，称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定。称为物理段，每个物理段由起始地址和长度确定。内存分配内存分配 以段为单位分配内存，每一个段在内存中占据连续以段为单位分配内存，每一个段在内存中占据连续空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各空间（内存随机分割，需要多少分配多少），但各段之间可以不连续存放。段之间可以不连续存放。段表段表 记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系。每一记录了段号，段的首（地）址和长度之间的关系。每一个程序设置一个段表，放在内存，个程序设

33、置一个段表，放在内存， 属于进程的现场信息。属于进程的现场信息。OSXAMAIN实存空间346038004000L 1，A |6ST ,B|MAIN=00160X=3A=5B=6C:虚存空间34000100060160E0400034010060ERR/W00134603800 0123456SMT容量存取权限状态始址分页与分段的主要区别分页与分段的主要区别段是信息的段是信息的逻辑单位逻辑单位，它是根据用户的需要，它是根据用户的需要划分的，因此段对用户是可见的；页是信息划分的，因此段对用户是可见的；页是信息的的物理单位物理单位，是为了管理主存的方便而划分，是为了管理主存的方便而划分的，对用户是

34、透明的。的，对用户是透明的。页的大小固定不变，由系统决定。段的大小页的大小固定不变，由系统决定。段的大小是不固定的，它由其完成的功能决定。是不固定的，它由其完成的功能决定。段式向用户提供的是二维地址空间，页式向段式向用户提供的是二维地址空间，页式向用户提供的是一维地址空间，其页号和页内用户提供的是一维地址空间，其页号和页内偏移是机器硬件的功能。偏移是机器硬件的功能。由于段是信息的逻辑单位，因此便于存贮保由于段是信息的逻辑单位，因此便于存贮保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。 段页式存储管理段页式存储管理段页式管理吸收了分段的地址空间按逻辑意段页式管

35、理吸收了分段的地址空间按逻辑意义分段的优点和分页在存储空间管理上的优义分段的优点和分页在存储空间管理上的优点，不把段看成一个单一的连续整体来实现，点，不把段看成一个单一的连续整体来实现，而是将每个段分成若干页面来管理。而是将每个段分成若干页面来管理。进程的逻辑地址由三个部分组成：即段号进程的逻辑地址由三个部分组成：即段号s，页号页号p，和页内相对地址，和页内相对地址w。段号段号段内地址段内地址页号页号页内地址页内地址段段号号页表长页表长度度(页页数数)内内外外标标志志页表页表始址始址0L111L202L313内存内存页号内外页面01121119215。第第0段页表段页表页号内外页面012010

36、 2 1 6。 第2段页表56121920段页式地址映像段页式地址映像段表长度指某个作业进程段表长度指某个作业进程所含段的数量；所含段的数量；页表长度指一个段所占用页表长度指一个段所占用的页的数量。的页的数量。设备管理设备管理l设备的分类设备的分类:按照功能、数据组按照功能、数据组织、资源分配和数据传输速率织、资源分配和数据传输速率l设备的独立性设备的独立性l设备的统一性设备的统一性数据寄存器数据寄存器控制/状态控制/状态寄存器寄存器数据线数据线I/O逻辑逻辑控制器控制器与设备与设备接口 1接口 1控制器控制器与设备与设备接口 接口 i数据数据状态状态控制控制数据数据状态状态控制控制地址线地址

37、线控制线控制线CPU与控制器接口与控制器接口控 制 器 与设备接 口口设备控制器的组成设备控制器的组成 程序直接控制方式。程序直接控制方式。 (2) (2) 程序中断程序中断I/OI/O方式。方式。 (3) DMA(3) DMA方式。方式。(4) (4) 通道方式。通道方式。 I/O控制方式控制方式DMADMA方式下的数据传输方式下的数据传输 CPU内存内存计数计数系统总线系统总线内存地址内存地址计数计数磁盘磁盘控制器控制器驱动器驱动器缓冲器缓冲器DMA寄存器寄存器通道分类通道分类: :字节多路通道字节多路通道选择通道选择通道数组多路通道数组多路通道 通道通道通道工作原理：通道工作原理：CPU

38、、通道、通道IO软件的层次软件的层次中断处理程序中断处理程序设备驱动程序设备驱动程序与设备无关的与设备无关的I/O软件软件用户层的输入用户层的输入/输出软件输出软件设备管理中的四种控制块设备管理中的四种控制块 表目表目1表目表目i设备类型设备类型设备标识设备标识获得设备的进程获得设备的进程DCT指针指针 系统设备表系统设备表STD控制器标识控制器标识控制忙控制忙/闲标记闲标记CHCT指针指针控制器等待队控制器等待队列首列首控制器等待队控制器等待队列尾列尾COCT 通道标识通道标识通道忙通道忙/闲标记闲标记通道等待队列首通道等待队列首通道等待队列尾通道等待队列尾CHCT 设备类型设备类型设备标识

39、设备标识设备忙设备忙/闲标记闲标记COCT指针指针设备等待队列首设备等待队列首设备等待队列尾设备等待队列尾驱动程序地址驱动程序地址DCT I/O系统的设备分配系统的设备分配按如下步骤实施设备分配：按如下步骤实施设备分配： 分配设备。分配设备。 (2) 分配控制器。分配控制器。 (3) 分配通道。分配通道。 I/O控制控制中断原因分析中断原因分析唤醒中断唤醒中断处理程序处理程序I/O请求设备请求设备设备分配程序设备分配程序缓冲区管理缓冲区管理中断响应中断响应启动启动I/O指令、设备驱动指令、设备驱动程序或通道程序程序或通道程序I/O控制控制单缓冲单缓冲双缓冲双缓冲多缓冲多缓冲缓冲池缓冲池缓冲区管

40、理缓冲区管理文件：文件：是指具有符号名的数据信息的集合。是指具有符号名的数据信息的集合。逻辑记录：逻辑记录：构成文件内容和对文件进行存取构成文件内容和对文件进行存取控制的基本单位。控制的基本单位。文件系统：文件系统：操作系统中负责管理和存取文件操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构，是对文件存储器的存储空信息的软件机构，是对文件存储器的存储空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。入的文件进行保护和检索的系统。文件与文件系统文件与文件系统文件的分类与逻辑结构文件的分类与逻辑结构1）连续文件（顺序结构）连续文件（顺序结构） 文

41、件的信息存放在若干连续的物理块中文件的信息存放在若干连续的物理块中2）串联文件（链接结构）串联文件（链接结构） 一个文件的信息存放在若干不连续的物理块中，一个文件的信息存放在若干不连续的物理块中，各块之间通过指针连接，前一个物理块指向下各块之间通过指针连接，前一个物理块指向下一个物理块一个物理块3）随机文件（索引结构）随机文件（索引结构） 一个文件的信息存放在若干不连续物理块中，一个文件的信息存放在若干不连续物理块中，系统为每个文件建立一个专用数据结构系统为每个文件建立一个专用数据结构-索引索引表，并将这些块的块号存放在一个索引表中表，并将这些块的块号存放在一个索引表中文件的物理结构文件的物理

42、结构文件控制块（文件控制块（FCB）：）：文件控制块是操作系统文件控制块是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有关信息，是文件存在的标志。文件所需的所有有关信息，是文件存在的标志。文件目录：文件目录：把所有的把所有的FCB组织在一起，就构成组织在一起，就构成了文件目录，即文件控制块的有序集合了文件目录，即文件控制块的有序集合目录项：目录项：构成文件目录的项目（目录项就是构成文件目录的项目（目录项就是FCB）目录文件：目录文件：为了实现对文件目录的管理，通常为了实现对文件目录的管理，通常将文件目录以文件的形式保存在外存，这个文将文件目录以文件的形式保存在外存，这个文件就叫目录文件件就叫目录文件概念概念中断信号中断信号文件命令解释模块文件命令解释模块目录检索模块目录检索模块存取控制验证模块存取控制验证模块逻辑文件系统逻辑文件系统物理文件系统物理文件系统设备策略模块设备策略模块输入输入/输出控制系统输出控制系统磁盘磁盘I/O启动命令启动命令用户程序用户程序命令命令回答回答文件系统的层次结构文件系统的层次结构END!69 结束语结束语