自考《操作系統(tǒng)概論》串講筆記.doc

1、自考操作系統(tǒng)概論串講筆記第 1章引 論考情分析本章主要內(nèi)容： 1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念2.操作系統(tǒng)的定義、作用和功能3.操作系統(tǒng)的分類4.管態(tài)、目態(tài)、特權(quán)指令、訪管指令的概念5.操作系統(tǒng)與用戶的兩個(gè)接口重點(diǎn)： 1. 操作系統(tǒng)的功能、分類2. 處理器的工作狀態(tài)3. 程序狀態(tài)字4. 系統(tǒng)功能調(diào)用本章考試分值約為810 分，出題形式多以單選題、多選題、填空題為主。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖串講內(nèi)容一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括 計(jì)算機(jī)硬件 和計(jì)算機(jī)軟件 兩大部分。2.（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最內(nèi)層是硬件。（2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最外層是使用計(jì)算機(jī)的 人。人與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口界面是計(jì)算機(jī)軟件 。（3）計(jì)算機(jī)軟件可以分為 系

2、統(tǒng)軟件、支撐軟件 以及應(yīng)用軟件 三類。二、操作系統(tǒng)1. 操作系統(tǒng)的定義：操作系統(tǒng)（OS）是管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面和為應(yīng)用軟件提供支持的一種系統(tǒng)軟件、2. 操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的 作用有如下幾個(gè)方面：（1）操作系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源；（2）操作系統(tǒng)為用戶提供方便的使用接口；（3）操作系統(tǒng)具有擴(kuò)充硬件的功能。3. （重點(diǎn)） 從資源管理的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)的 功能可分為：處理器管理、存儲(chǔ)管理、文件管理和設(shè)備管理。三、操作系統(tǒng)的形成與基本類型（重點(diǎn)）1. 批處理操作系統(tǒng)：（1）“ 單道批處理系統(tǒng) ”：每次只允許一個(gè)作業(yè)執(zhí)行。一批作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)交給系統(tǒng)后，系統(tǒng)順序控制作業(yè)的執(zhí)

3、行， 當(dāng)一個(gè)作業(yè)執(zhí)行結(jié)束后自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一個(gè)作業(yè)的執(zhí)行。（2）“ 多道批處理系統(tǒng) ”：允許若干個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，使一個(gè)中央處理器輪流地執(zhí)行各個(gè)作業(yè)，各個(gè)作業(yè)可以同時(shí)使用各自所需的外圍設(shè)備。（3）多道批處理系統(tǒng)提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源使用率，但作業(yè)執(zhí)行時(shí)用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的執(zhí)行。但作業(yè)執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，由操作系統(tǒng)通知用戶重新修改后再次裝入執(zhí)行。2. 分時(shí)操作系統(tǒng)（簡稱分時(shí)系統(tǒng)）（1）分時(shí)操作系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過終端機(jī)器同時(shí)使用一臺(tái)主機(jī)，這些終端機(jī)器鏈接在主機(jī)上，用戶可以同時(shí)與主機(jī)進(jìn)行交互操作而不干擾。它以 時(shí)間片為單位輪流使用計(jì)算機(jī)中某一資源的系統(tǒng)。（2）分時(shí)操作系統(tǒng)的主要 特點(diǎn)：同時(shí)性、獨(dú)立性、

4、及時(shí)性、交互性。3. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（1）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收到外部信號后及時(shí)進(jìn)行處理，并且要在嚴(yán)格的時(shí)限內(nèi)處理完接收的事件并且給出反饋信號的系統(tǒng)稱為 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 。（2）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要 特點(diǎn)：快速響應(yīng)，及時(shí)處理；高可靠性和安全性。（3）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的 及時(shí)性更強(qiáng)。4. （補(bǔ)充）：什么是前臺(tái)作業(yè)和后臺(tái)作業(yè)？答：在批處理兼分時(shí)的系統(tǒng)中，由分時(shí)系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為 前臺(tái)作業(yè) ；由批處理系統(tǒng)控制點(diǎn)作業(yè)稱為 后臺(tái)作業(yè) 。四、操作系統(tǒng)的發(fā)展1. （了解） 微機(jī)操作系統(tǒng)微機(jī)操作系統(tǒng)的主要 功能是實(shí)現(xiàn)文件管理、輸入 / 輸出控制和命令的解釋。系統(tǒng)每次只允許一個(gè)用戶使用計(jì)算機(jī)，稱為“單用戶操作系統(tǒng)” 。如 CP/M，

5、MS-DOS等。操作系統(tǒng)提供給用戶的接口是 “命令語言”，用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)輸入命令請求操作系統(tǒng)服務(wù)。2. 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（ NOS）把為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)稱為 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)各臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的通信以及網(wǎng)絡(luò)中各種資源共享。3. 分布式操作系統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的一種特殊的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 分布式操作系統(tǒng)采用客戶 / 服務(wù)器模式（ C/S）。分布式操作系統(tǒng)的主要 特點(diǎn)：統(tǒng)一性、透明性。4. （補(bǔ)充）：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)的異同：答：相同點(diǎn)：（1）都是安裝在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的操作系統(tǒng)；（2）都能實(shí)現(xiàn)資源共享和通信。不同點(diǎn)：（1）是否有主次之分。網(wǎng)

6、絡(luò)操作系統(tǒng)有，但分布式操作系統(tǒng)沒有。（2）是否共同完成一項(xiàng)任務(wù)。分布式操作系統(tǒng)是，但網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不是。5. 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是指運(yùn)行在嵌入式（計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)中對各種部件、裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、處理和控制的系統(tǒng)軟件。嵌入式操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：微型化和實(shí)時(shí)性。6. 當(dāng)前流行的操作系統(tǒng)簡介（1）Windows：多用戶、多任務(wù)、圖形化、窗口式的操作系統(tǒng)。（2）UNIX：多用戶、多任務(wù)、分時(shí)操作系統(tǒng)。 UNIX的主要特點(diǎn)：短小精悍；具有可裝卸的多層次文件系統(tǒng)； 可移植性好； 網(wǎng)絡(luò)通信功能強(qiáng)。 UNIX是目前唯一可以安裝和運(yùn)行在從微機(jī)、工作站、大型機(jī)到巨型機(jī)上的操作系統(tǒng)。（3）Linux ：多

7、用戶、多任務(wù)、通用操作系統(tǒng)。 Linux 的特點(diǎn)：支持 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并能與其他網(wǎng)絡(luò)集成，使異種機(jī)能方便地入網(wǎng)；它支持并行處理和實(shí)時(shí)處理，能充分發(fā)揮硬件性能；它支持多種文件系統(tǒng)，方便用戶使用，等等。五、處理器的工作狀態(tài)（重點(diǎn)）1. 特權(quán)指令（1）把 CPU執(zhí)行的指令分成兩類：特權(quán)指令和非特權(quán)指令。（2）把不允許用戶程序中直接使用的指令稱為特權(quán)指令 ，其余的為非特權(quán)指令。例如， I/O 指令、設(shè)置時(shí)鐘、設(shè)置控制寄存器、停機(jī)指令、設(shè)置中斷屏蔽、傳送PSW的指令等都是特權(quán)指令。（3）I/O 指令只允許在操作系統(tǒng)中使用， 不允許在用戶程序中使用。 若用戶程序直接使用這些指令，則可能引起沖突或

8、由于某些意外而造成錯(cuò)誤。2. 管態(tài)和目態(tài)為避免用戶程序中錯(cuò)誤地使用特權(quán)指令， 計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)中的中央處理器具有兩種工作狀態(tài)：目態(tài)和管態(tài)。系統(tǒng)程序運(yùn)行的狀態(tài)為 管態(tài)（包括特權(quán)指令）。用戶程序運(yùn)行的狀態(tài)為 目態(tài)。3. 怎樣限制用戶程序使用特權(quán)指令？答：如果中央處理器在目態(tài)工作，卻取到了一條特權(quán)指令，此時(shí)中央處理器將拒絕執(zhí)行該指令，并形成一個(gè)“程序中使用了非法指令”的信號。硬件的中斷裝置識(shí)別到該信號后，將暫停用戶程序的執(zhí)行，并轉(zhuǎn)交給操作系統(tǒng)去處理。操作系統(tǒng)通知用戶： “程序中有非法指令”，應(yīng)進(jìn)行修改。這樣可限制用戶使用特權(quán)指令。4. 程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字（ PSW）是用來控制指令執(zhí)行順序并且保留和指

9、示與程序有關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)。程序狀態(tài)字包含三部分 內(nèi)容：（1）程序基本狀態(tài)（指令地址、條件碼、目態(tài)/ 管態(tài)、等待 / 計(jì)算）（2）中斷碼（3）中斷屏蔽位。六、操作系統(tǒng)與用戶的接口1. 操作系統(tǒng)提供了兩類 接口：程序員接口和操作員接口。2. 什么是訪管指令？常見的有哪些？答：訪管指令不是特權(quán)指令，既可在管態(tài)下執(zhí)行，又可在目態(tài)下執(zhí)行，主要功能是自愿進(jìn)管 ，引起訪管中斷 。例如， INT，drop 。3. （重點(diǎn)） 什么是“系統(tǒng)調(diào)用”？為什么要提供“系統(tǒng)調(diào)用”？答：操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序，供用戶程序執(zhí)行中調(diào)用。這些由操作系統(tǒng)提供的子程序稱為系統(tǒng)功能調(diào)用程序，簡稱系統(tǒng)調(diào)用 。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)

10、為用戶程序提供的一種服務(wù)界面，或者說，是操作系統(tǒng)保證程序設(shè)計(jì)語言能正常工作的一種支持。在源程序一級，用戶用程序設(shè)計(jì)語言描述算題任務(wù)的邏輯要求，例如讀文件、寫文件、請求主存資源等。這些要求的實(shí)現(xiàn)只有通過操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用才能完成，其中有些要求還必須執(zhí)行硬件的特權(quán)指令（如I/O 指令）才能達(dá)到目的。4. 用戶程序執(zhí)行時(shí)，若取了訪管指令， CPU將轉(zhuǎn)入了管態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用程序后， CPU回到了目態(tài)。5. 操作系統(tǒng)提供了讓聯(lián)機(jī)用戶表示作業(yè)執(zhí)行步驟的手段： 操作控制命令、作業(yè)控制語言 。第 2 章 處理器管理考情分析本章主要內(nèi)容： 1. 多道程序涉及的概念2.進(jìn)程的定義及其四大屬性3.進(jìn)程控制塊（ PCB

11、）和進(jìn)程隊(duì)列的組織4.中斷及中斷處理的概念5.進(jìn)程調(diào)度和作業(yè)調(diào)度及其計(jì)算6.線程的相關(guān)概念重點(diǎn)： 1. 多道程序設(shè)計(jì)2. 進(jìn)程、原語3. 進(jìn)程調(diào)度和作業(yè)調(diào)度本章考試分值約為 2025 分。出題形式多以單選題、多選題、填空題、簡答題、綜合應(yīng)用題為主。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖程序的順序執(zhí)行多道程序設(shè)計(jì)程序的并行執(zhí)行多道程序設(shè)計(jì)進(jìn)程的定義提高資源的利用率為何要引入進(jìn)程正確描述程序的執(zhí)行情況進(jìn)程的概念進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，它包含了數(shù)據(jù)和運(yùn)行在數(shù)據(jù)集上的程序進(jìn)程的定義多個(gè)進(jìn)程可以含有相同的程序多個(gè)進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行 等待態(tài)處進(jìn)程控制快就緒態(tài)理進(jìn)程隊(duì)列中斷運(yùn)行態(tài)器中斷類型管硬件故障中斷事件處理理中斷和中斷處理中斷響應(yīng)硬件程序中斷

12、事件處理中斷處理硬件外部中斷事件處理硬件輸入 / 輸出中斷事件處理硬件訪管中斷事件處理處理的兩級調(diào)度作業(yè)調(diào)度算法處理器調(diào)度先來先服務(wù)調(diào)度算法進(jìn)程調(diào)度算法最高優(yōu)先級調(diào)度算法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法先來先服務(wù)調(diào)度算法線程的概念最高優(yōu)先級調(diào)度算法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法串講內(nèi)容一、多道程序設(shè)計(jì) （重點(diǎn)）1. （了解） 程序的順序執(zhí)行和并行執(zhí)行一個(gè)計(jì)算機(jī)問題，往往要依一定的順序執(zhí)行，執(zhí)行的順序是由編制的程序確定的。例如，某個(gè)數(shù)據(jù)處理問題，程序的編制方法如圖2-1 所示。輸入一批數(shù)據(jù)處 理 數(shù) 據(jù)打印處理結(jié)果圖 2-1 程序的順序執(zhí)行這個(gè)程序執(zhí)行時(shí)，不能使輸入機(jī)、處理器、打印機(jī)同時(shí)忙碌。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)具有處理器與外圍設(shè)

13、備并行工作的能力， 我們可以把上述計(jì)算問題的升序分成三個(gè)可獨(dú)立執(zhí)行的程序模塊：輸入程序、處理程序、打印程序。這樣，輸入機(jī)、處理機(jī)、打印機(jī)就可能經(jīng)常同時(shí)在忙碌，實(shí)現(xiàn)并行工作。程序的并行執(zhí)行，發(fā)揮了處理器與外圍設(shè)備并行工作的能力，使處理器的效率有所提高。但是由于處理器的執(zhí)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外圍設(shè)備的傳輸速度。 為了進(jìn)一步提高效率，可以考慮同時(shí)接收兩道以上的算題， 這樣有可能當(dāng)一道算題在等待外圍設(shè)備傳輸?shù)耐瑫r(shí)讓另一道算題占用暫時(shí)空閑的處理器。2. （重點(diǎn)） 多道程序設(shè)計(jì)讓多個(gè)計(jì)算題同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并行執(zhí)行， 這種程序設(shè)計(jì)方法稱為多道程序設(shè)計(jì) ，這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為 多道程序涉及系統(tǒng) 。實(shí)

14、現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)的 物質(zhì)基礎(chǔ) ：通道技術(shù)和中斷系統(tǒng)。3. 多道程序設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：能充分發(fā)揮處理器的使用效率，增加單位時(shí)間內(nèi)的算題量。缺點(diǎn)：（1）系統(tǒng)的效率和道數(shù)不成正比；（2）可能延長某些作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。二、進(jìn)程的概念 （重點(diǎn)）1. 進(jìn)程的定義程序的執(zhí)行必須依賴于一個(gè)實(shí)體數(shù)據(jù)集。 把一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行稱為一個(gè)進(jìn)程。 程序是靜止的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的 。2. 進(jìn)程的組成進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)集合和進(jìn)程控制塊（ PCB）組成。3. 為什么要引入進(jìn)程？答：（1）提高資源的利用率；（2）正確描述程序的執(zhí)行情況。4. （重點(diǎn)） 進(jìn)程和程序有什么區(qū)別？答：（1）進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的；（2）

15、多個(gè)進(jìn)程可以有相同的程序；（3）進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，但程序不可以，程序只能并行執(zhí)行；（4）進(jìn)程是有生命期的，而程序沒有生命期，可以做文檔資料，長期保存。5. 進(jìn)程的屬性答：（1）進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，它包含了數(shù)據(jù)和運(yùn)行在數(shù)據(jù)集上的程序（2）多個(gè)進(jìn)程可以含有相同的程序（3）多個(gè)進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行（4）進(jìn)程有三種基本狀態(tài)：等待態(tài)、就緒態(tài)、運(yùn)行態(tài)6. 進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 （重點(diǎn)）運(yùn)行態(tài)等待某一事件選落中等待態(tài)選等待的事件發(fā)生就緒態(tài)（1）運(yùn)行態(tài)等待態(tài)（2）等待態(tài)就緒態(tài)（3）運(yùn)行態(tài)就緒態(tài)（4）就緒態(tài)運(yùn)行態(tài)進(jìn)程剛被創(chuàng)建是，它的初始狀態(tài)為 “就緒態(tài) ”。當(dāng)它能占用處理器時(shí)變成 “運(yùn)行態(tài) ”。7. 進(jìn)程的特性（1）動(dòng)態(tài)性（2

16、）并發(fā)性（3）異步性。三、進(jìn)程控制塊1. 進(jìn)程控制塊（ PCB）包含四類信息（1）標(biāo)識(shí)信息（2）說明信息（3）現(xiàn)場信息（4）管理信息。2. 一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過程中，為了請求某種服務(wù)，可以再要求創(chuàng)建其它進(jìn)程。3. （重點(diǎn)） 原語操作系統(tǒng)中往往設(shè)計(jì)一些能完成特定功能且不可中斷的過程。 這些不可中斷的過程稱為原語。用于控制進(jìn)程的原語有： 創(chuàng)建原語、撤銷原語、阻塞原語、喚醒原語 。四、進(jìn)程隊(duì)列 （了解）1. 進(jìn)程的基本隊(duì)列等待隊(duì)列和就緒隊(duì)列。2. 入隊(duì)、出隊(duì)及隊(duì)列管理的定義一個(gè)進(jìn)程從所在的隊(duì)列中退出稱為 出隊(duì)。一個(gè)進(jìn)程排入到一個(gè)指定的隊(duì)列中稱為 入隊(duì)。系統(tǒng)中負(fù)責(zé)進(jìn)程入隊(duì)和出隊(duì)的工作稱為 隊(duì)列管理 。五、

17、中斷和中斷處理1. 中斷、中斷源及中斷處理程序的定義由于某些事件的出現(xiàn)，中止現(xiàn)行進(jìn)程的運(yùn)行，而由操作系統(tǒng)去處理出現(xiàn)的事件，待適當(dāng)?shù)臅r(shí)候讓被中止的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行，這個(gè)過程稱為 中斷。引起中斷的事件稱為 中斷源。對出現(xiàn)的事件進(jìn)行處理的程序稱為中斷處理程序 。2. 中斷類型（1）硬件故障中斷（2）程序中斷（3）外部中斷（4）輸入 / 輸出中斷（5）訪管中斷。前四類中斷是由于外界的原因迫使正在運(yùn)行的進(jìn)程被打斷，因此稱為強(qiáng)迫性中斷 ，第五類中斷是正在運(yùn)行的進(jìn)程所期待的，它表示正在運(yùn)行的進(jìn)程對操作系統(tǒng)有某種需求，故稱為自愿性中斷 。3. 中斷響應(yīng)的定義通常在處理器執(zhí)行完一條指令后， 硬件的中斷裝置立即檢查有

18、無強(qiáng)迫性中斷事件發(fā)生。無論發(fā)生那類中斷事件，都由于硬件的中斷裝置暫停現(xiàn)行進(jìn)程的運(yùn)行，而讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器。這一過程稱為 中斷響應(yīng) 。4. 程序狀態(tài)字寄存器的定義在單處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中， 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)用來存放當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的 PSW的寄存器，該寄存器稱為 程序狀態(tài)字寄存器 。5. 硬件發(fā)現(xiàn)中斷事件應(yīng)做哪些事情？答：中斷裝置應(yīng)首先把出現(xiàn)的中斷事件存放到程序狀態(tài)字寄存器中的中斷碼為止，然后把程序狀態(tài)字寄存器中的當(dāng) 前 PSW作為舊 PSW存放到預(yù)先約定好的主存固定單元中保護(hù)起來，再把已經(jīng)確定好的操作系統(tǒng)處理程序的 新 PSW送到程序狀態(tài)字寄存器中，成為當(dāng)前 PSW。這一過程稱為

19、交換 PSW。中斷裝置通過交換 PSW完成中斷響應(yīng)，使被中斷進(jìn)程讓出處理器，且使處理器按照中斷處理程序的新 PSW控制執(zhí)行。6. 中斷處理中，中斷處理程序應(yīng)做哪些事情？答：（1）保護(hù)好被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場信息。（2）分析引起中斷的原因。（3）對中斷事件進(jìn)行具體處理。7. （了解） 中斷事件的處理原則（1）硬件故障中斷事件的處理（2）程序中斷事件的處理（3）外部中斷事件的處理（4）輸入 / 輸出中斷事件的處理（5）訪問中斷事件的處理六、處理器調(diào)度 （重點(diǎn)）1. 輸入井、后備作業(yè)的定義在操作系統(tǒng)中，把磁盤上用來存放作業(yè)信息的專用區(qū)域稱為 輸入井。把在輸入井中等待處理的作業(yè)稱為 后備作業(yè) 。2. 作業(yè)調(diào)

20、度的定義根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)確定的允許并行工作的道數(shù)和一定的規(guī)則（或稱算法）從輸入井的后備作業(yè)中選取若干作業(yè)，讓它們進(jìn)入主存儲(chǔ)器，使它們有機(jī)會(huì)去獲得處理器執(zhí)行的工作稱為作業(yè)調(diào)度 。3. （重點(diǎn)） 作業(yè)調(diào)度的必要條件系統(tǒng)現(xiàn)有的尚未分配的資源可以滿足被選作業(yè)的資源要求。4. 進(jìn)程調(diào)度的定義按照一定的規(guī)則從就緒進(jìn)程中選取一個(gè)進(jìn)程，讓它占用處理器。這項(xiàng)從就緒進(jìn)程中選取一個(gè)進(jìn)程，讓它占用處理器的工作稱為 進(jìn)程調(diào)度 。5. 進(jìn)程調(diào)度從就緒態(tài)選進(jìn)程，作業(yè)調(diào)度從后備態(tài)（收容態(tài)）選作業(yè)。6. 作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度的區(qū)別作業(yè)調(diào)度是按一定的作業(yè)調(diào)度算法從輸入井的后備態(tài)中選擇資源可以滿足的作業(yè)裝入主存，使其有機(jī)會(huì)占用 CPU

21、執(zhí)行，而一個(gè)作業(yè)能否占用 CPU，何時(shí)占用 CPU則由進(jìn)程調(diào)度決定的， 進(jìn)程調(diào)度則按一定的進(jìn)程調(diào)度算法從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程為其分配CPU去運(yùn)行，作業(yè)調(diào)度從輸入井中選中作業(yè)并拖它裝入主存中，為其創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，多個(gè)不同的進(jìn)程初始態(tài)都為就緒態(tài)，然后由進(jìn)程調(diào)度選擇當(dāng)前可占用 CPU的進(jìn)程，進(jìn)程運(yùn)行中由于某種原因狀態(tài)發(fā)生變化，當(dāng)它讓出處理器時(shí)，進(jìn)程調(diào)度又再選另一個(gè)作業(yè)的進(jìn)程去執(zhí)行。7. （重點(diǎn)） 在涉及調(diào)度算法時(shí)，可考慮如下原則：（1）公平性；（2）平衡資源使用；（3）極大的流量；8. 一個(gè)理想的調(diào)度算法應(yīng)該是既提高系統(tǒng)效率， 又能使進(jìn)入系統(tǒng)的作業(yè)及時(shí)得到計(jì)算結(jié)果。9. 作業(yè) i 周轉(zhuǎn)時(shí)間 =作業(yè)

22、i 得到計(jì)算結(jié)果的時(shí)間 - 作業(yè) i 進(jìn)入輸入井的時(shí)間n對 n 個(gè)作業(yè)來說，它們的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T 為： T=（Ti） ni1周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均時(shí)間與選用的調(diào)度算法有關(guān)。10. （重點(diǎn)） 常用的作業(yè)調(diào)度算法（ 1）先來先服務(wù)算法它是按照作業(yè)進(jìn)入輸入井的先后次序來挑選作業(yè)，先進(jìn)入作業(yè)的優(yōu)先被挑選。一個(gè)先進(jìn)入的作業(yè)， 若它所需要的資源或其中的一部分資源已被在它之前的作業(yè)占用且尚未歸還，那么，這個(gè)作業(yè)將被推遲執(zhí)行，而去選擇在它之后進(jìn)入的資源能滿足的作業(yè)先執(zhí)行。一旦有作業(yè)執(zhí)行結(jié)束歸還資源后，作業(yè)調(diào)度再次選擇作業(yè)時(shí)，仍要按進(jìn)入輸入井的次序去挑選，剛剛被推遲的作業(yè)有可能被優(yōu)先選中。先來先服務(wù)算法具有一定的公平性

23、，容易實(shí)現(xiàn)。但增加了平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，降低了系統(tǒng)的吞吐能力。（ 2）計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先算法采用這種算法時(shí)，要求用戶對自己的作業(yè)需要計(jì)算的時(shí)間預(yù)先作一個(gè)估計(jì)，在作業(yè)控制說明書中加以說明。作業(yè)調(diào)度時(shí)依據(jù)在輸入井中的作業(yè)提出的計(jì)算時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先選擇計(jì)算時(shí)間短且資源能得到滿足的作業(yè)。這種算法能降低作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，從而提高系統(tǒng)的吞吐能力，但可能使大作業(yè)等待時(shí)間過長。（ 3）響應(yīng)比高者優(yōu)先算法響應(yīng)比最高者優(yōu)先連算法綜合考慮等待時(shí)間和計(jì)算時(shí)間，把響應(yīng)比定義為：響應(yīng)比 =等待時(shí)間 / 計(jì)算時(shí)間一個(gè)計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)容易得到較高的響應(yīng)比，作業(yè)能被優(yōu)先選中。一個(gè)大作業(yè)在等待了相當(dāng)長的時(shí)間后，也或得了較高的響應(yīng)比

24、。（ 4）優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法（ 5）均衡調(diào)度算法（注意）：作業(yè)調(diào)度的必要條件和開始調(diào)度時(shí)間?！纠?1】：有一個(gè)多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)供用戶使用的主存空間為100K。現(xiàn)有一作業(yè)序列如下：作業(yè)號進(jìn)入輸入井時(shí)間需計(jì)算時(shí)間主存量要求A10.1時(shí)42 分鐘15KB10.3時(shí)30 分鐘60KC10.5時(shí)24 分鐘50KD10.6時(shí)24 分鐘10KE10.7時(shí)12 分鐘20K該系統(tǒng)采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，請分別寫出采用“先來先服務(wù)調(diào)度算法”和“計(jì)算時(shí)間短優(yōu)先算法”選中的作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。答：先來先服務(wù)算法：作業(yè)號裝入輸入井時(shí)間開始執(zhí)行的時(shí)執(zhí)行結(jié)束的時(shí)周轉(zhuǎn)時(shí)間間間A10.1時(shí)10.1時(shí)10.8時(shí)0.7小時(shí)B10.3

25、時(shí)10.8時(shí)11.3時(shí)1.0小時(shí)C11.3時(shí)11.7時(shí)12.1時(shí)1.6小時(shí)D10.6時(shí)11.3時(shí)11.7時(shí)1.1小時(shí)E11.3時(shí)12.1時(shí)12.3時(shí)1.6小時(shí)5 個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（ 0.7+1.0+1.6+1.1+1.6 ） 5=1.2 （小時(shí)）計(jì)算時(shí)間短的作業(yè)優(yōu)先算法：作業(yè)裝入輸入井時(shí)間開始執(zhí)行的時(shí)執(zhí)行結(jié)束的時(shí)周轉(zhuǎn)時(shí)間號間間A10.1時(shí)10.1時(shí)10.8時(shí)0.7小時(shí)B10.3時(shí)10.8時(shí)11.3時(shí)1.0小時(shí)C11.3時(shí)11.9時(shí)12.3時(shí)1.8小時(shí)D10.6時(shí)11.3時(shí)11.7時(shí)1.1小時(shí)E11.3時(shí)11.7時(shí)11.9時(shí)1.2小時(shí)5 個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（ 0.7+1.0+1.8

26、+1.1+1.2 ） 5=1.16 （小時(shí)）【例 2】：某單道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中有 3 個(gè)作業(yè) A、B、C，它們到達(dá)輸入井的時(shí)間及需要的計(jì)算時(shí)間如下表：作業(yè)名到達(dá)輸入井時(shí)間需計(jì)算時(shí)間A8:501.5小時(shí)B9:000.4小時(shí)C9:301.0小時(shí)當(dāng)這 3 個(gè)作業(yè)全部到達(dá)輸入井后，系統(tǒng)以響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法選擇作業(yè)，忽略調(diào)度所用的時(shí)間，則作業(yè)被選中的次序應(yīng)是怎樣的呢？答：由于進(jìn)行作業(yè)調(diào)度的時(shí)間是在作業(yè)全部到達(dá)輸入井之后，即在 9:30 開始進(jìn)行調(diào)度，此時(shí)作業(yè) A、B、C 分別等待了 40 分鐘、30 分鐘和 0 分鐘，因而它們的響應(yīng)比為：A 作業(yè)的響應(yīng)比 =40/90=4/9B 作業(yè)的響應(yīng)比 =30/

27、24=5/4C作業(yè)的響應(yīng)比 =0/60=0可見，作業(yè) B 的響應(yīng)比最高，當(dāng)然優(yōu)先選擇作業(yè) B裝入主存儲(chǔ)器執(zhí)行。作業(yè) B 執(zhí)行結(jié)束后，又要進(jìn)行調(diào)度，由于等待時(shí)間發(fā)生了變化，故應(yīng)重新計(jì)算響應(yīng)比。此時(shí)的計(jì)算結(jié)果如下：A 作業(yè)的響應(yīng)比 =64/90=32/45C作業(yè)的響應(yīng)比 =24/60=2/5顯然作業(yè) A 的響應(yīng)比高于作業(yè)業(yè) C 進(jìn)入主存儲(chǔ)器執(zhí)行。C 的響應(yīng)比，因而先選擇在作業(yè)A 執(zhí)行，最后再讓作11. 進(jìn)程切換的定義及原因我們把一個(gè)進(jìn)程讓出處理器由另一個(gè)進(jìn)程占用處理器的過程稱為進(jìn)程切換 。下列情況均會(huì)引起進(jìn)程的切換（原因） ：（1）一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變成等待狀態(tài)。（2）一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)變成就緒狀

28、態(tài)。（3）一個(gè)進(jìn)程從等待狀態(tài)變成就緒狀態(tài)。（4）一個(gè)進(jìn)程完成工作后被撤銷。12. （重點(diǎn)） 常用的進(jìn)程調(diào)度算法（ 1）先來先服務(wù)調(diào)度算法按照進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列的先后次序可占用處理器的進(jìn)程。 一旦一個(gè)進(jìn)程占有了處理器，它就一致運(yùn)行下去，直到該進(jìn)程完成工作而結(jié)束或者因等待某事件而不能運(yùn)行時(shí)才讓出處理器。（ 2）最高優(yōu)先級調(diào)度算法進(jìn)程占用處理器后有兩種方式：第一種方式是非搶占式的（非剝奪式的） ，第二種方式是可搶占式的（剝奪式的） 。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，可把處理緊急情況的報(bào)警進(jìn)程定為最高優(yōu)先級的進(jìn)程，一旦有緊急事件發(fā)生時(shí)，這個(gè)報(bào)警進(jìn)程就可搶占處理器進(jìn)行緊急處理和發(fā)出報(bào)警信號。優(yōu)先數(shù)大的優(yōu)先級高，出 Unix

29、 之外。（ 3）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法時(shí)間片是指允許進(jìn)程一次占用處理器的最長時(shí)間。 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法把就緒進(jìn)程按就緒的先后次序排成隊(duì)列，調(diào)度時(shí)總是選擇就緒隊(duì)列中的第一個(gè)進(jìn)程，讓它占用處理器，但規(guī)定它一次連續(xù)占用處理器的實(shí)踐不能超過預(yù)定的時(shí)間片。在分時(shí)操作系統(tǒng)中，經(jīng)常采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。【例】：假設(shè)有 5 個(gè)進(jìn)程，只有一個(gè)在執(zhí)行，有 5 個(gè)進(jìn)程在等待，有 4 個(gè)進(jìn)程在就緒。七、線程的概念1. 線程的定義線程又稱輕量級進(jìn)程，是進(jìn)程中可獨(dú)立執(zhí)行的子任務(wù)。一個(gè)進(jìn)程中可以有一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程都應(yīng)有一個(gè)唯一的 標(biāo)識(shí)符和一張線程描述表 。線程描述表記錄線程執(zhí)行時(shí)的現(xiàn)場信息及狀態(tài)等。2. 線程的基本屬

30、性：（1）同一個(gè)進(jìn)程中的各線程駐留在分配給進(jìn)程的主存地址空間中，且共享該進(jìn)程的所有資源。（2）一個(gè)線程被創(chuàng)建后便開始了它的生命周期，直至執(zhí)行結(jié)束而終止。線程在生命期內(nèi)會(huì)經(jīng)歷等待態(tài)、就緒態(tài)和運(yùn)行態(tài)等各種狀態(tài)變化。（3）線程是處理器的獨(dú)立調(diào)度單位，多個(gè)線程可以并發(fā)執(zhí)行。（4）不同的線程可以執(zhí)行相同的程序，即同一個(gè)服務(wù)程序若被不同用戶調(diào)用時(shí)操作系統(tǒng)就為它們創(chuàng)建不同的線程。3. 線程與進(jìn)程的根本區(qū)別線程與進(jìn)程的根本區(qū)別是把進(jìn)程作業(yè)資源分配單位，而線程是調(diào)度和執(zhí)行單位；每一個(gè)進(jìn)程都有自己的主存空間，但同一進(jìn)程中的各線程共享該進(jìn)程的主存空間，進(jìn)程中的所有線程對進(jìn)程的整個(gè)主存空間都有存取權(quán)限。更多 優(yōu)質(zhì)自考

31、資料盡在百度貼吧自考樂園 俱樂部（）歡迎 ? 加入 .歡迎 ? 交流 .止不住的驚喜等著你.第 3章存儲(chǔ)管理考情分析本章主要內(nèi)容： 1. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器2.邏輯地址和絕對地址3.重定位4.單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理5.固定分區(qū)管理6.可變分區(qū)存儲(chǔ)管理及常用的分配算法7.頁式虛擬存儲(chǔ)管理、虛擬存儲(chǔ)器、頁面調(diào)度重點(diǎn)： 1. 可變分區(qū)方式的主存分配算法以及移位技術(shù)2. 頁式主存空間的分配與回收3. 頁面調(diào)度算法本章考試分值約為 15 分。出題形式多以單選題、多選題、填空題、簡答題、綜合應(yīng)用題為主。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖更多 優(yōu)質(zhì)自考資料盡在百度貼吧自考樂園 俱樂部（）歡迎 ? 加入 .歡迎 ? 交流 .止不住的驚

32、喜等著你.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器絕對地址和邏輯地址重定位靜態(tài)重定位重定位動(dòng)態(tài)重定位單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理固定分區(qū)存儲(chǔ)管理存可變分區(qū)存儲(chǔ)管理儲(chǔ)管理頁式虛擬存儲(chǔ)管理多級頁表主存空間的分配與回收地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)如何提高主存空間的利用率主存空間的分配與回收地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)移動(dòng)技術(shù)頁式存儲(chǔ)管理的基本原理頁式主存空間的分配與回收頁表和地址轉(zhuǎn)換頁的共享和保護(hù)什么是虛擬存儲(chǔ)器頁式虛擬存儲(chǔ)器管理的實(shí)現(xiàn)最先適應(yīng)分配算法最優(yōu)適應(yīng)分配算法最壞適應(yīng)分配算法實(shí)現(xiàn)原理FIFO頁面調(diào)度LRULFU串講內(nèi)容一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器1. 存儲(chǔ)器的分類若把 CPU中的寄存器看作是一種特殊的存儲(chǔ)器，則可把存儲(chǔ)器分為： 寄存器、主存儲(chǔ)器

33、和高速緩沖存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器 三個(gè)層次。2. 寄存器寄存器是計(jì)算機(jī)中 價(jià)格最昂貴 飛存儲(chǔ)器，它的 存取速度快 ，但容量小。常用的寄存器有：指令寄存器、通用寄存器、控制寄存器。3. 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 容量較大 ，存儲(chǔ)速度也較快 。存儲(chǔ)單元以字節(jié)為單位進(jìn)行編址，若干字節(jié)組成一個(gè)字，處理器能按地址讀 / 寫一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字。主存用于存放用戶當(dāng)前需要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以及操作系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理的信息。高速緩沖寄存器的 速度快于主存 ，但造價(jià)比主存高 ，因而存儲(chǔ)容量不大 。用于存放經(jīng)常被訪問的單元，以提高主存的速度。4. 輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器的 存儲(chǔ)容量大 ，可用來長期存儲(chǔ)信息，但處理器 不能直接讀 /

34、 寫輔助存儲(chǔ)器，因此 速度較慢 。二、重定位1. 絕對地址和邏輯地址主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元以字節(jié)為單位， 把容量為 n 的主存空間的地址編號稱為主存儲(chǔ)器的絕對地址 ，與絕對地址對應(yīng)的主存空間稱 物理地址空間 。為了方便用戶，每個(gè)用戶都可以認(rèn)為自己作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)存放在一組從“ 0”開始的連續(xù)空間中。把用戶程序中使用的地址稱為 邏輯地址 , 與邏輯地址對應(yīng)的存儲(chǔ)空間稱為邏輯地址空間 。2. 重定位的定義及分類把邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址的工作稱為 重定位或地址轉(zhuǎn)換 。重定位的方式可以有靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種。3. 靜態(tài)重定位由于地址轉(zhuǎn)換工作是在作業(yè)執(zhí)行前集中一次完成的，所以在作業(yè)執(zhí)行過程中就無需再進(jìn)行地

35、址轉(zhuǎn)換工作。這種定位方式稱為靜態(tài)重定位。靜態(tài)重定位不需要硬件支持 。4. 動(dòng)態(tài)重定位在作業(yè)執(zhí)行過程中，由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，在執(zhí)行指令時(shí)只要把邏輯地址與基址寄存器中的值相加就可得到絕對地址。 這種定位方式在執(zhí)行過程中進(jìn)行的，所以稱為動(dòng)態(tài)重定位。動(dòng)態(tài)重定位需硬件支持，即基 址寄存器 。動(dòng)態(tài)重定位支持程序浮動(dòng) 。三、單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理（適合單道程序設(shè)計(jì)）1. 單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理基本原理在這種管理方式下，操作系統(tǒng)占了一部分主存空間，其余剩下的主存空間都分配給一個(gè)作業(yè)使用，即在任何時(shí)刻主存儲(chǔ)器中最多只有一個(gè)作業(yè)，故適合于單道運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2. 地址變換方式如下：（1）設(shè)置一個(gè)界限

36、寄存器（ BR），其內(nèi)容是主存中用戶區(qū)的首地址，只當(dāng)操作系統(tǒng)功能擴(kuò)充或修改時(shí)，改變了所占區(qū)域的長度，才更改界限寄存器的內(nèi)容。（2）絕對地址 =邏輯地址 +BR的值（界限地址）（3）采用靜態(tài)重定位3. 處理器在執(zhí)行指令時(shí)要檢查其 絕對地址是否界限地址，且最大地址 C。若絕對絕對地址在規(guī)定的范圍內(nèi)，則可執(zhí)行，否則產(chǎn)生一個(gè)“ 地址越界 ”中斷事件，由操作系統(tǒng)進(jìn)行處理，以達(dá)到存儲(chǔ)保護(hù)的目的。四、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理 （適合多道程序設(shè)計(jì)）1. 分區(qū)的定義固定分區(qū)存儲(chǔ)管理是把主存儲(chǔ)器中可分配的用戶區(qū)域預(yù)先劃分成若干個(gè)連續(xù)區(qū)，每一個(gè)連續(xù)區(qū)稱為一個(gè) 分區(qū)。2. 固定分區(qū)存儲(chǔ)管理的特點(diǎn)（1）分區(qū)大小固定（2）分區(qū)數(shù)

37、目固定。3. 主存空間的分配與回收存儲(chǔ)管理設(shè)置“分區(qū)分配表”來說明各分區(qū)的分配和使用情況。表中指出各分區(qū)的起始地址和長度， 并為每個(gè)分區(qū)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位。 標(biāo)志位為“ 0”表示分區(qū)空間， 非“ 0” 表示分區(qū)已被占用。當(dāng)有作業(yè)要裝入分區(qū)，存儲(chǔ)管理分配主存區(qū)域時(shí)，根據(jù)作業(yè)地址空間的長度與標(biāo)志為“ 0”的分區(qū)的長度比較，當(dāng)有分區(qū)長度能容納該作業(yè)時(shí)，則把作業(yè)裝入該分區(qū)，且把作業(yè)名填到占用標(biāo)志位上。否則，該作業(yè)暫時(shí)不能裝入。作業(yè)運(yùn)行結(jié)束后，根據(jù)作業(yè)名查分區(qū)分配表，把該分區(qū)的占用標(biāo)志置成“0”以示空閑。4. 地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)因作業(yè)存放區(qū)域不會(huì)改變，可采用靜態(tài)重定位方式把作業(yè)裝入所在的分區(qū)號，且把該分區(qū)的

38、下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。 處理器執(zhí)行該作業(yè)的指令時(shí)必須核對： “ 下限地址絕對地址上限地址 ”如此等式不成立，產(chǎn)生“ 地址越界 ”中斷事件。5. 為了提高主存空間的利用率，可以采用如下幾種措施：（1）根據(jù)經(jīng)常出現(xiàn)的作業(yè)的大小和數(shù)量來劃分分區(qū)，盡可能使各個(gè)分區(qū)被充分利用。（2）劃分分區(qū)時(shí)按分區(qū)的大小順序排列，低地址部分是較小的分區(qū)，高地址部分是較大的分區(qū)。（3）按作業(yè)對主存空間的需求量排成多個(gè)作業(yè)隊(duì)列，每個(gè)作業(yè)隊(duì)列中的各作業(yè)依次裝入一個(gè)一個(gè)固定的分區(qū)中，每次裝一個(gè)作業(yè)；不同作業(yè)隊(duì)列中的作業(yè)分別依次裝入不同的分區(qū)中；不同的分區(qū)中可同時(shí)裝入作業(yè)；某作業(yè)隊(duì)列為空時(shí)；該作業(yè)隊(duì)

39、列對應(yīng)的分區(qū)也不用來裝入其它作業(yè)隊(duì)列中的作業(yè)， 空閑的分區(qū)等到對應(yīng)作業(yè)隊(duì)列有作業(yè)時(shí)再被使用。五、可變分區(qū)存儲(chǔ)管理1. 可變分區(qū)存儲(chǔ)管理的基本思想和特點(diǎn)可變分區(qū)存儲(chǔ)管理是把作業(yè)要求裝入主存儲(chǔ)器時(shí)， 根據(jù)作業(yè)需要的主存空間大小和當(dāng)時(shí)主存空間使用情況來決定是否為作業(yè)分配一個(gè)分區(qū)。 分區(qū)的長度按作業(yè)的實(shí)際需求劃分；分區(qū)的個(gè)數(shù)由裝入的作業(yè)數(shù)決定。2. （重點(diǎn)） 可變分區(qū)管理方式常用的主存分配算法有：（1）最先適應(yīng)分配算法：基本思想是空閑區(qū)在空閑區(qū)表中按地址遞增的次序排列。（2）最優(yōu)適應(yīng)分配算法：基本思想是空閑區(qū)在空閑區(qū)表中按其容量遞增的次序排列。（3）最壞適應(yīng)分配算法：基本思想是空閑區(qū)在空閑區(qū)表中按其容

40、量遞減的次序排列。3. 歸還區(qū)與空閑區(qū)合并的四種情況：（1）歸還區(qū)有上鄰空閑區(qū)；（2）歸還區(qū)有下鄰空閑區(qū)；（3）歸還區(qū)即有上鄰空閑區(qū)又有下鄰空閑區(qū)， 空閑區(qū) -1 ；（4）歸還區(qū)即無上鄰空閑區(qū)又無下鄰空閑區(qū)， 空閑區(qū) +1。4. 地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)一般采用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)。 硬件設(shè)置有兩個(gè)專用的基址寄存器和限長寄存器，以及一些加法、比較線路等。當(dāng)作業(yè)可以占用處理器執(zhí)行時(shí)，進(jìn)程調(diào)度便把該作業(yè)所占分區(qū)的起始地址送入基址寄存器，所占分區(qū)的最大地址送入限長寄存器。作業(yè)執(zhí)行過程中，當(dāng)取出一條指令后，把該指令中的邏輯地址與基址寄存器的內(nèi)容相加即得到絕對地址，該絕對地址若滿足： “基址寄存器內(nèi)容絕對地

41、址限長寄存器內(nèi)容 ”允許指令訪問主存單元地址，否則，說明 絕對地址已超出區(qū)域 。5. （重點(diǎn)）把作業(yè)從一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域移到另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的工作稱為移動(dòng)。采用移動(dòng)技術(shù)有兩個(gè)目的：（1）集中分散的空閑區(qū)（2）便于作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充主存6. （重點(diǎn)） 采用移動(dòng)技術(shù)時(shí)必須注意兩個(gè)問題：（1）移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開銷（2）移動(dòng)是有條件的六、頁式虛擬存儲(chǔ)管理（重點(diǎn)）1. 頁式虛擬存儲(chǔ)管理的主要特點(diǎn)（1）作業(yè)運(yùn)行前必須全部裝入主存（2）作業(yè)可裝入主存的不連續(xù)區(qū)域2. 頁表是由操作系統(tǒng)創(chuàng)建的，對用戶不可見。每個(gè)作業(yè)都有一張頁表，頁表是在主存上的。主存空間有地址結(jié)構(gòu)決定。3. 頁式存儲(chǔ)管理的基本原理頁式存儲(chǔ)管理是把主存儲(chǔ)器分成

42、大小相等的去多區(qū)，每個(gè)區(qū)稱為一塊。于此對應(yīng)，編制程序的邏輯地址也分成頁，頁的大小與塊的大小相等。分頁式存儲(chǔ)器的邏輯地址由兩部分組成：頁號和頁內(nèi)地址。其格式為：頁號頁內(nèi)地址地址結(jié)構(gòu)確定了主存儲(chǔ)器的分塊的大小，也就決定了頁面的大小?！纠?: 某作業(yè)頁號占 6bit ，頁內(nèi)地址占 10bit ，則該作業(yè)所需的存儲(chǔ)容量為 64K，頁面大小為 1K，共有 64 頁。4. （重點(diǎn)） 頁式主存空間的分配與回收頁式存儲(chǔ)管理把主存儲(chǔ)器的可分配區(qū)域按頁面大小分成若干塊，主存空間按塊為單位進(jìn)行分配。可用一張主存分配表來記錄已分配的塊和尚未分配的塊以及當(dāng)前剩余的空閑塊數(shù)。由于塊的大小是固定的，所以可以用一張“ 位示

43、圖 ”來構(gòu)成主存分配表。（1）塊號 =字號字長 +位號（2）字號 =i/ 字長 （3）位號 =i mod 字長其中 i 是塊號， 表示取 i 被字長除后的整數(shù)部分，而 mod表示取其余數(shù)部分。【例】：分頁式存儲(chǔ)管理可用一張 “位示圖”構(gòu)成主存分配表， 現(xiàn)設(shè)主存有 8192 塊，則可用字長為 32 位的 256 個(gè)字作為位示圖，試問 4999 塊對應(yīng)的字號和位號是多少？ 123 字的 29 位對應(yīng)的是哪塊？解：字號 =i/字長 =4999/32=156位號 =i mod 字長 =4999 mod 32=7塊號 =字號字長 +位號 =12932+29=41575. 頁表和地址轉(zhuǎn)換頁表是指出邏輯地址

44、中頁號與主存中塊號的對應(yīng)關(guān)系。 頁式存儲(chǔ)管理也是采用 動(dòng)態(tài)重定位的方式裝入作業(yè)。地址轉(zhuǎn)換的一般公式為：絕對地址 =塊號塊長 +頁內(nèi)地址絕對地址頁 表主 存bdpb第 b塊邏輯地址pd分頁式地址轉(zhuǎn)換6. 快表的定義利用高速緩沖寄存器存放頁表的一部分， 把存放在高速緩沖寄存器中的部分頁表稱為快表。7. 虛擬存儲(chǔ)器當(dāng)主存空間小于作業(yè)需求量時(shí)， 作業(yè)也能執(zhí)行，這就使得主存空間能被充分地利用，進(jìn)而用戶編織程序時(shí)可以不必考慮主存儲(chǔ)器的實(shí)際容量， 允許用戶的邏輯地址空間大于主存儲(chǔ)器，稱為 虛擬存儲(chǔ)器 。虛擬存儲(chǔ)器的容量由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)和輔助存儲(chǔ)器的容量決定， 與實(shí)際主存儲(chǔ)器的內(nèi)容無關(guān)。所以，虛擬存儲(chǔ)器實(shí)際

45、上是為擴(kuò)大主存容量而采用的一種管理技巧。實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的三大物質(zhì)基礎(chǔ)：（1）大量的輔助存儲(chǔ)器（2）一定容量的主存（3）要有地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。8. 擴(kuò)充后的頁面包含哪些信息？答：頁號，標(biāo)志，主存塊號和磁盤上的位置。9. 抖動(dòng)的定義剛被調(diào)出的頁又立即要用，因而又要把它調(diào)入；而調(diào)入不久又被調(diào)出；調(diào)出不久又再次被調(diào)入。如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁，以至于使大部分時(shí)間都花費(fèi)在來回調(diào)度上，這種現(xiàn)象稱為 抖動(dòng)，又稱顛簸。10. （重點(diǎn)） 常用的頁面調(diào)度算法有：（1） 先進(jìn)先出調(diào)度算法（ FIFO）（2） 最近最久未使用調(diào)度算法（ LRU）（3） 最近最不經(jīng)常使用調(diào)度算法（ LFU）（注意）：關(guān)于頁面調(diào)度算法的3 個(gè)

46、條件、 5 個(gè)求解問題3 個(gè)條件：（1）作業(yè)開始的幾頁是否在主存。（2）作業(yè)第幾頁在主存。（3）上面兩點(diǎn)都沒有。5 個(gè)求解問題：（1）寫出正確的頁面調(diào)度次序。（2）求缺頁次數(shù) F。（3）求缺頁中斷率 f= 缺頁中斷數(shù) F/ 被訪問頁面總數(shù) A。（4）寫出被淘汰的頁面次序。（5）寫出最后駐留在主存的頁面次序。【例】：依次要訪問的頁號為：7， 0， 1， 2， 0， 3， 0， 4， 2， 3，0， 3，2，1，2，現(xiàn)只有三個(gè)主存塊可供使用，把開始的三頁先裝入主存。執(zhí)行時(shí)分別按 FIFO 和 LRF算法進(jìn)行頁面調(diào)度，求正確的頁面調(diào)度次序，求缺頁次數(shù)，求缺頁中斷率，寫出被淘汰的頁面次序，寫出最后駐留在主存的頁面次序。解：（1）FIFO 算法：正確的頁面調(diào)度次序如下表所示：被訪問的頁面7012 03042 30321 2主存塊數(shù)72222 4 44000000 00 3 3322222 1 1M=31 1 11 0 0033333 2缺頁中斷次數(shù) F+ + +缺頁中斷次