操作系統(tǒng)知識點整理(完整版)

1、第1章 操作系統(tǒng)概述1） 一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成2） 計算機軟件是指程序和與程序相關(guān)的文檔的集合3） 按功能可把軟件分為“系統(tǒng)軟件”和“應(yīng)用軟件”兩部分系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)語言處理程序，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件：各種管理軟件，用于工程計算的軟件包，輔助設(shè)計軟件4） 通常把未配置任何軟件的計算機稱為“裸機”5） 操作系統(tǒng)可以被看作是計算機系統(tǒng)的核心，統(tǒng)管整個系統(tǒng)資源，制定各種資源的分配策略，調(diào)度系統(tǒng)中運行的用戶程序，協(xié)調(diào)它們對資源的需求，從而使整個系統(tǒng)在高效、有序的環(huán)境里工作。6） 發(fā)展的動力：(1) 提高計算機資源的利用率的需要(2) 方便用戶使用計算機的需要(3)

2、 硬件技術(shù)不斷發(fā)展的需要(4) 計算機體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要7） 操作系統(tǒng)是在“裸機”上加載的第一層軟件，是對計算機硬件系統(tǒng)功能的首次擴充8） 操作系統(tǒng)的定義：操作系統(tǒng)是控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理地組織計算機工作流程，以及方便用戶使用計算機的一個大型程序9） 操作系統(tǒng)的功能：Ø 處理機管理：進程控制，進程同步，進程通信、調(diào)度、實施CPU分配Ø 存儲器管理：內(nèi)存分配，內(nèi)存保護，地址映射，內(nèi)存擴充Ø 設(shè)備管理：緩沖管理，設(shè)備分配，設(shè)備管理Ø 文件管理：存儲空間管理，目錄管理，讀寫管理和保護Ø 與用戶有關(guān)的接口：用戶接口，程序接口，人機交互10

3、） 操作系統(tǒng)另一種定義：操作系統(tǒng)是一組能有效地組織和管理計算機硬件和軟件資源，合理地對各類作業(yè)進行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合操作系統(tǒng)的種類：1) 單道批處理系統(tǒng)特點：單路性、獨占性、自動性、封閉性、順序性缺點：系統(tǒng)的資源得不到充分的利用2) 多道批處理系統(tǒng)特點：多路性、共享性、自動型、封閉性、無序性、調(diào)度性好處：ü 提高CPU的利用率ü 提高內(nèi)存和I/O設(shè)備的利用率ü 增加系統(tǒng)吞吐量缺點：平均周轉(zhuǎn)時間長，無交互能力3) 分時系統(tǒng)分時系統(tǒng)是指在一臺主機上連接了多個配有顯示器和鍵盤的終端，由此所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許多個用戶同時通過自己的終端，以交互方式使用計

4、算機，共享主機中的資源。采用了“時間片輪轉(zhuǎn)”的處理機調(diào)度策略4) 實時系統(tǒng)實時系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行第2章 處理機管理1) 進程是指在系統(tǒng)中能獨立運行并作為資源分配的基本單位，它是由一組機器指令，數(shù)據(jù)和堆棧等組成的，是一個能獨立運行的活動實體，多個進程可以并發(fā)執(zhí)行和交換信息2) 程序是一個在時間上嚴格有序的指令集合3) 在單道程序設(shè)計下，系統(tǒng)具有的特點a. 資源的獨占性b. 執(zhí)行的順序性c. 結(jié)果的再現(xiàn)性在多道程序設(shè)計環(huán)境下，系統(tǒng)具有：a. 執(zhí)行的并發(fā)性b. 相互的制約性c. 狀態(tài)的多變性（不可再現(xiàn)性）5) 并發(fā)

5、、并行、串行a. 從宏觀上看是并行，同時在內(nèi)存的多個程序都在執(zhí)行著，互不影響b. 從微觀上看是串行，由于CPU在任何時刻只能執(zhí)行一個程序，因此這些程序輪流占用CPU，交替執(zhí)行著c. 我們把“邏輯上相互獨立的程序，在執(zhí)行時間上相互重疊，一個程序的執(zhí)行還沒有結(jié)束，另一個程序的執(zhí)行已經(jīng)開始”的這種特性稱為程序執(zhí)行的并發(fā)性6) 對進程的描述a. 進程是程序的一次執(zhí)行過程b. 進程的運行活動是建立在某個數(shù)據(jù)集合上的c. 進程是在獲得資源的基礎(chǔ)上從事自己的運行活動7) 進程的特征結(jié)構(gòu)特征、動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、異步性進程是一個動態(tài)的概念不同進程可以執(zhí)行同一個程序每一個進程都有自己的生命周期進程之間具有并

6、發(fā)性，進程間會相互制約8) 程序和進程的區(qū)別a. 程序是指令的有序集合，是靜態(tài)的，進程是程序在處理機上的一次執(zhí)行過程，是動態(tài)的。程序的存在時永久的，而進程是有生命周期的，它因創(chuàng)建而產(chǎn)生，因調(diào)度而運行，因撤銷而消亡b. 進程是程序的一次執(zhí)行過程，程序是進程賴以存在的基礎(chǔ)c. 進程具有并發(fā)性，而程序并發(fā)執(zhí)行會失去可再現(xiàn)性d. 進程是系統(tǒng)分配和調(diào)度的獨立單位，進程由程序、數(shù)據(jù)集合和進程控制塊組成9) 系統(tǒng)進程的使用級別高于用戶進程10) 進程的狀態(tài)創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞a. 一個進程從運行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，一定會引起另一個進程從就緒變?yōu)檫\行b. 一個進程從運行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，一定會引起另一個進程從

7、運行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)；這種因果變遷絕對不可能發(fā)生，因為一個CPU不可能真正同時運行兩個進程c. 一個進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，不一定會引起另一個進程從就緒狀態(tài)變?yōu)檫\行狀態(tài)11) 進程的三個組成部分：程序、數(shù)據(jù)集合、進程控制塊（PCB）12) 進程控制塊是進程存在的唯一標示a. 作用：通過PCB，是原來不能獨立運行的程序，成為一個可以獨立運行的基本單位，一個能夠并發(fā)執(zhí)行的進程b. 其中的信息：進程標識符、處理機狀態(tài)、進程調(diào)度信息、進程控制信息13) 操作系統(tǒng)中把做出“決定把CPU分配給誰用”的程序稱為“進程調(diào)度程序”14) 常用的進程調(diào)度算法：a. 先來先服務(wù)調(diào)度算法b. 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法：

8、為就緒隊列中的每一個進程分配一個稱為“時間片”的時間段，它是允許該進程占用CPU的最長時間長度c. 優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法：優(yōu)先數(shù)高的先調(diào)度，若相同則先來先服務(wù)d. 多級隊列調(diào)度算法：時間片調(diào)度和優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法的結(jié)合15) 進程調(diào)度程序的主要功能a. 記錄系統(tǒng)中所有進程的有關(guān)情況，比如進程的當前狀態(tài)，優(yōu)先數(shù)等b. 確定分配處理機的算法c. 完成處理機的分配d. 完成處理機的回收16) 把處理劑分配給進程后，還有一個允許它占用多長時間的問題，有兩種處理方式，一種是不可剝奪方式，另一種是剝奪方式17) 為了對進程進行有效的管理和控制，操作系統(tǒng)要提供若干基本的操作以便能創(chuàng)建進程、撤銷進程、阻塞進程、喚醒進程

9、，把具有這種特性的程序稱為“原語”，原語的不可分割性，通常利用屏蔽中斷的方法18) 程序接口：操作系統(tǒng)在程序一級給予用戶的支持命令接口：操作系統(tǒng)在控制一級給予用戶的支持19) CPU指令系統(tǒng)中的指令分為兩類a. 操作系統(tǒng)和用戶都能使用的指令，非特權(quán)指令b. 只能由操作系統(tǒng)使用的指令，特權(quán)指令20) CPU的兩種工作狀態(tài)：管態(tài)、目態(tài)a. 當CPU處于管態(tài)時，可以執(zhí)行包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切機器指令b. 當CPU處于目態(tài)時，禁止使用特權(quán)指令21) 訪管指令系統(tǒng)調(diào)用命令的程序?qū)儆诓僮飨到y(tǒng)，它應(yīng)該在管態(tài)下執(zhí)行用戶程序只有通過計算機系統(tǒng)提供的訪管指令才能實現(xiàn)由目態(tài)轉(zhuǎn)為管態(tài)，進而調(diào)用這些功能程序的目的訪管指

10、令屬于非特權(quán)指令，功能是執(zhí)行它就會產(chǎn)生一個軟中斷，促使中央處理機由目態(tài)轉(zhuǎn)為管態(tài)，進入操作系統(tǒng)并處理該中斷22) 從功能上看，可以把系統(tǒng)調(diào)用命令分為五大類：a. 一是關(guān)于進程管理和控制的b. 二是關(guān)于外部設(shè)備輸入/輸出的c. 三是關(guān)于磁盤文件管理的d. 四是關(guān)于訪問系統(tǒng)信息的e. 五是關(guān)于存儲申請與釋放的23) 從形式上看，操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用與一般的過程調(diào)用（子程序調(diào)用）相似，但它們有著明顯 的區(qū)別作業(yè)管理：1) 把一個作業(yè)提交給系統(tǒng)時，系統(tǒng)要開辟一個作業(yè)控制塊JCB，以便隨時記錄作業(yè)的信息2) 被系統(tǒng)接納的作業(yè)，在沒有投入運行之前，稱為后備作業(yè)。這些作業(yè)存放在輔助存儲器中，并由他們的JCB

11、連接在一起，形成所謂的后備作業(yè)隊列3) 作業(yè)調(diào)度：按照某種規(guī)則，從后備作業(yè)隊列中挑選作業(yè)進入內(nèi)存，參與處理機的競爭，這個過程稱為作業(yè)調(diào)度4) 作業(yè)的狀態(tài)：a. 提交狀態(tài)：進入輔助存儲器，作業(yè)的信息還沒有全部進入系統(tǒng)，系統(tǒng)也沒有為它建立JCB，感知不到它的存在b. 后備狀態(tài)：建立起了JCB，并將JCB排到后備作業(yè)隊列中c. 運行狀態(tài)：（阻塞、運行、就緒）都屬于運行狀態(tài)d. 完成狀態(tài)：也是一個暫時性的狀態(tài)5) 作業(yè)的調(diào)度算法：a. 先來先服務(wù)：以作業(yè)進入后備作業(yè)隊列的先后次序周轉(zhuǎn)時間=完成時間-到達時間注：若分配一定的內(nèi)存，且不允許作業(yè)在內(nèi)存中移動時，要考慮所占內(nèi)存大小b. 短作業(yè)優(yōu)先：從后備作業(yè)

12、隊列中挑選所需CPU時間最少且資源能夠得到滿足的作業(yè)注：如果所有作業(yè)“同時”到達后備作業(yè)隊列，那么采用短作業(yè)優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法總會獲得最小的平均周轉(zhuǎn)時間c. 響應(yīng)比高著優(yōu)先：先調(diào)度響應(yīng)比高著 響應(yīng)比=已等待時間/所需CPU時間6) 在確定作業(yè)調(diào)度算法時應(yīng)注意的問題：a. 公平對待后備作業(yè)隊列中的每一個作業(yè)，避免無故或無限期的延遲一個作業(yè)的執(zhí)行，使各類用戶感到滿意b. 使進入內(nèi)存的多個作業(yè)，能均衡地使用系統(tǒng)中的資源，避免出現(xiàn)有的資源沒有作業(yè)使用，有的資源卻被多個作業(yè)爭搶的“忙閑”不均的情況c. 力爭在單位時間內(nèi)為盡可能多的作業(yè)提供服務(wù)，提高整個系統(tǒng)的吞吐能力第3章 存儲管理1) 計算機操作系統(tǒng)的

13、存儲器：CPU寄存器，主存，輔存2) 在考慮計算機存儲器的設(shè)計時，必須顧及a. 價格、容量、訪問時間b. 存取時間越快，價格越高，容量越小3) 高速緩存：介于寄存器和存儲器之間的存儲器，主要用于備份主存中較常用的數(shù)據(jù)，以減少處理機對主存儲器的訪問次數(shù)，提高程序執(zhí)行速度高速緩存容量遠大于寄存器，比內(nèi)存約小兩到三個數(shù)量級左右為了緩和內(nèi)存與處理機（CPU）速度的不匹配4) 字（字長）：一次傳送數(shù)據(jù)的長度16、32、64依系統(tǒng)而定（主）內(nèi)存儲器和高速緩存之間是以“塊”為單位傳遞數(shù)據(jù)的高速緩存與CPU之間則以“字”為單位傳遞數(shù)據(jù)5) 存儲器管理的功能：a. 內(nèi)存的分配與回收b. 存儲的保護和共享c. 地

14、址定位d. 存儲擴充6) 內(nèi)存儲器由一個個存儲單元組成，一個存儲單元可存放若干個二進制的位（bit），8個二進制位被稱為一個字節(jié)（byte）7) 在操作系統(tǒng)中，把用戶程序指令中的相對地址變?yōu)樗诮^對地址空間中的絕對地址的這個過程，稱為地址重定位8) 地址的定位方式：a. 絕對定位方式：是在程序裝入內(nèi)存之前，程序指令中的地址就已經(jīng)是絕對地址，已經(jīng)正確地反映了它將要進入的存儲區(qū)的位置，不適用于多道程序設(shè)計環(huán)境b. 靜態(tài)重定位（多道程序環(huán)境下）根據(jù)內(nèi)存的具體情況將裝入模塊裝入到內(nèi)存的適當位置，會使裝入模塊中的所有邏輯地址與實際裝入內(nèi)存后的物理地址不同。這種地址重定位是在程序執(zhí)行前完成的c. 動態(tài)重定

15、位將地址重定位的時間推遲到程序執(zhí)行時再進行所以裝入內(nèi)存的所有地址都仍是邏輯地址連續(xù)分配存儲方式 ：1) 單一連續(xù)分配（靜態(tài)重定位）a. 單道程序環(huán)境下，總體上把內(nèi)存儲器分為兩個分區(qū)：系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)b. 系統(tǒng)總是把整個用戶區(qū)分配給一個用戶使用，把分配給了用戶但未被使用的區(qū)域稱為“內(nèi)部碎片”c. 單一連續(xù)分區(qū)存儲管理的缺點：a) 由于每次只能有一個進入內(nèi)存，故它不適用于多道程序設(shè)計，工作效率不高，資源利用率低b) 只要作業(yè)比用戶區(qū)小，在用戶區(qū)里就會形成碎片，造成資源浪費c) 大作業(yè)無法在小內(nèi)存中運行d. 為緩解大作業(yè)小內(nèi)存的情況提出覆蓋技術(shù)和對換技術(shù)a) 覆蓋技術(shù)：允許一個作業(yè)的若干個程序段使用同

16、一個存儲區(qū)b) 對換技術(shù)：以輔助存儲器作為內(nèi)存的后援（硬盤）2) 固定分區(qū)存儲管理（靜態(tài)）：分區(qū)數(shù)目、大小固定a. 預(yù)先把內(nèi)存儲器中可供分配的用戶區(qū)劃分成若干個連續(xù)分區(qū)，每個分區(qū)的尺寸可以相同，可以不同。每個分區(qū)中只允許裝入一個作業(yè)運行，系統(tǒng)可以為每一個分區(qū)設(shè)置一個后備作業(yè)隊列，一個作業(yè)到達時，總是進入到“能容納該作業(yè)的最小分區(qū)”的那個后備隊列中去排隊b. 分區(qū)的分配與釋放方案：a) 在隊列中挑選出第一個可容納的作業(yè)進入i. 優(yōu)點：選擇效率高ii. 缺點：小作業(yè)->大內(nèi)存b) 在這個隊列中進行搜索，找到這個分區(qū)能夠容納的最大的那個作業(yè)，讓它進入運行i. 優(yōu)點：存儲空間利用率高，產(chǎn)生內(nèi)部碎

17、片盡可能的小ii. 缺點：選擇效率低c) 在系統(tǒng)中至少保留一個小的分區(qū)，以避免因為運行小作業(yè)而被迫分配打分去的發(fā)生d) 為具體管理各個分區(qū)，并建立一個“分區(qū)分配表”，其中包括每個分區(qū)的起始位置大小及狀態(tài)c. 特點a) 它是最簡單的，具有“多道”色彩的存儲管理方案，提高資源利用率b) 當把一個分區(qū)分配給某個作業(yè)時，該作業(yè)的程序?qū)⒁淮涡缘娜垦b入到分配給他的連續(xù)分區(qū)里c) 靜態(tài)重定位，在分區(qū)內(nèi)的程序不能隨意移動d. 缺點a) 進入分區(qū)的作業(yè)尺寸不見得與分區(qū)的長度相吻合，勢必產(chǎn)生內(nèi)部碎片，引起資源的浪費b) 如果到達作業(yè)的尺寸比任何一個分區(qū)的長度都大，它就無法運行3) 可變分區(qū)存儲管理：分區(qū)的邊界劃

18、分隨作業(yè)的需求可變，分區(qū)的數(shù)目隨著進入作業(yè)的多少可變，消滅了內(nèi)部碎片（可能會產(chǎn)生內(nèi)部碎片）。外部碎片是指無法分配給用戶使用的存儲區(qū)a. 基本思想：在作業(yè)要求裝入內(nèi)存儲器時，如果當時內(nèi)存儲器中有足夠的存儲空間滿足該作業(yè)的需求，就劃分出一個與作業(yè)相對地址空間同樣大小的分區(qū)，并分配給它b. 要解決的問題a) 采用一種新的地址重定位技術(shù)，動態(tài)地址重定位，以便程序能夠在內(nèi)存儲器中隨意移動，為空閑區(qū)的合并提供保證b) 記住系統(tǒng)中各個分區(qū)的使用情況c) 給出分區(qū)分配算法c. 地址動態(tài)重定位過程（在程序執(zhí)行時動態(tài)完成）a) 為實施地址動態(tài)重定位，硬件要增加一個地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)，這個機構(gòu)一般由地址轉(zhuǎn)換線路和一個定位

19、寄存器（基址寄存器）組成b) 地址的靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位的比較i. 地址轉(zhuǎn)換時刻：靜態(tài)重定位是在程序運行之前完成地址轉(zhuǎn)換的，而動態(tài)重定位是在程序執(zhí)行時完成ii. 誰來完成任務(wù)：靜態(tài)重定位是由軟件完成地址轉(zhuǎn)換工作的，而動態(tài)重定位則是由一套硬件提供的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)來完成iii. 完成的形式：靜態(tài)重定位是在裝入時一次性集中地把程序指令中所有要轉(zhuǎn)換的地址加以轉(zhuǎn)換；而動態(tài)重定位則是每執(zhí)行一條執(zhí)行時，就對其地址加以轉(zhuǎn)換iv. 完成的結(jié)果：實施靜態(tài)重定位，原來的指令地址部分被修改了，而動態(tài)重定位只是按照所形成的地址去執(zhí)行這條指令，并不對指令本身做任何修改d. 空閑區(qū)的合并e. 分區(qū)的管理a) 表格法：一張已

20、分配表，一張空閑表（分區(qū)號，分區(qū)大小，分區(qū)起始地址、狀態(tài)）b) 單鏈表法：一個存放該分區(qū)的長度，另一個存放它下一個空閑分區(qū)的起始地址c) 雙鏈表法：還存放上一個空閑區(qū)起始地址f. 空閑分區(qū)的分配算法a) 最先適應(yīng)算法：要求空閑分區(qū)鏈以地址遞增的次序鏈接（對大作業(yè)不利）b) 最佳適應(yīng)算法：每次為作業(yè)分配內(nèi)存時，總是把能滿足要求，又是最小的空閑分區(qū)分配給作業(yè)，避免“大材小用” 按其容量c) 最壞適應(yīng)算法：挑選一個最大的空閑區(qū)，從中分割一部分存儲空間給作者使用，以至于存儲器中缺乏大的空閑分區(qū)，照顧中小作業(yè)的需求d) 循環(huán)首次適應(yīng)算法：從上次分配的位置之后開始查找g. 可變分區(qū)存儲管理的特點a) 作業(yè)

21、一次性的全部裝入到一個連續(xù)的存儲分區(qū)中b) 分區(qū)是按照作業(yè)對存儲的需求劃分的，所以不會出現(xiàn)內(nèi)部碎片c) 為了確保作業(yè)能夠在內(nèi)存中移動，要有硬件的支持，實行指令地址的動態(tài)重定位h. 缺點：a) 仍然沒有解決小內(nèi)存裕興大作業(yè)的問題，只要作業(yè)的存儲需求大于系統(tǒng)提供的整個用戶區(qū)，該作業(yè)就無法投入運行b) 雖然避免了內(nèi)部碎片，但有可能出現(xiàn)極小的翻去暫時分配不出去的情形，引起了外部碎片，c) 為了形成大的分區(qū)，可變分區(qū)存儲管理通過移動程序來達到分區(qū)合并的目的，然而程序的移動是很花費時間的，增加了系統(tǒng)在這方面的投入與開銷4) 分頁式存儲管理：需要兩次訪問內(nèi)存，目的是提高內(nèi)存利用率a. 分頁式儲存管理是將固定

22、分區(qū)方法與動態(tài)重定位技術(shù)結(jié)合在一起，需要硬件支持基本思想：首先把整個內(nèi)存儲器劃分成大小相等的許多分區(qū)，每個分區(qū)稱為“一塊”b. 在分頁式存儲管理中，塊是存儲分配的單位a) 用戶作業(yè)仍然是相對于“0”進行編址，形成一個連續(xù)的相對地址空間b) 用戶程序相對地址空間中的每一個分區(qū)被稱為“頁”，用戶相對地址空間中的每一個相對地址，都可以用（頁號，頁內(nèi)位移）這樣的數(shù)對來表示i. 物理地址=頁的大小*頁號+頁內(nèi)位移ii. 頁號=相對地址/塊尺寸iii. 頁內(nèi)位移=相對地址%塊尺寸c. 頁與塊對應(yīng)關(guān)系表稱為“頁表”a) 快速寄存器組單獨起名為“相聯(lián)寄存器”，簡稱“快表”b) 快表與頁表聯(lián)合工作，先查找快表，

23、若無再查找頁表并把數(shù)據(jù)寫入快表c) （訪問頁表時間+訪問一次內(nèi)存時間）*命中率+訪問快表時間*命中率=平均內(nèi)存存取時間d) 頁面尺寸大多選在512byte到64kb之間d. 特點：a) 內(nèi)存儲器實現(xiàn)被劃分成相等尺寸的塊，它是進行存儲分配的單元b) 用戶作業(yè)的相對地址空間按照塊的尺寸劃分成頁，這是在系統(tǒng)內(nèi)部進行的，用戶感覺不到c) 相對地址空間中的頁可以進入內(nèi)存中的任何一個空閑塊，并且分頁式存儲管理實行的是動態(tài)重定位，因此它打破了一個作業(yè)必須占據(jù)連續(xù)的存儲空間的限制，作業(yè)在不連續(xù)的存儲區(qū)里，也能夠得到正確的運行e. 缺點：a) 平均每一個作業(yè)要浪費半頁大小的存儲塊，會產(chǎn)生內(nèi)部碎片b) 作業(yè)雖然可

24、以不占據(jù)連續(xù)的存儲區(qū)，但是每次仍然要求一次全部進入內(nèi)存。因此，如果作業(yè)很大，其存儲需求大于內(nèi)存，仍然存在小內(nèi)存不能運行大作業(yè)的問題5) 分段式存儲管理：a. 目的：方便用戶使用編程，存儲共享，存儲保護，動態(tài)增長，動態(tài)鏈接b. 要求用戶將自己的整個作業(yè)程序以多個相互獨立的稱為“段”的地址空間提交給系統(tǒng)，每個段都是一個從“0”開始的一維地址空間，長度不一，操作系統(tǒng)按照段長為作業(yè)分配內(nèi)存空間c. 段表：段號、段長、該段在內(nèi)存的基址（起始地址）段號，段內(nèi)位移a) 物理地址=段的起始地址+段內(nèi)地址b) 邏輯地址=段號+段內(nèi)地址d. 分段與分頁的區(qū)別：a) 頁是信息的物理單位，段是信息的邏輯單位i. 分頁

25、提高內(nèi)存的利用率，僅僅是系統(tǒng)管理上的需要，用戶不可見。段是信息的邏輯單位，它通常包括的是一組意義相對完整的信息，分段段的目的主要在于能更好地滿足用戶的需要b) 頁的尺寸由系統(tǒng)決定，段的尺寸因段而異i. 段的長度取決于用戶編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分c) 頁的地址空間是一維的，段的地址空間是二維的i. 分頁：用戶必須通過鏈接編輯程序，把各程序段鏈接成一個相對于0編址的線性空間，程序中是通過地址編號來確定空間中的位置的。因此用戶向系統(tǒng)提供的是一個一維的邏輯地址空間。ii. 分段：用戶不把各程序段鏈接成一個相對于0進行編制的一維線性空間，各程序段之間是通過段號，

26、段內(nèi)位移進行訪問的。因此，用戶向系統(tǒng)提供的是一個二維的邏輯地址空間6) 段頁式存儲管理：（三次訪問內(nèi)存）a. 基本原理：分段和分頁原理的結(jié)合，即先將用戶程序分成若干個段，再把每個段分成若干個頁，并為每一個段賦予一個段名。a) 作業(yè)地址空間結(jié)構(gòu)：主程序段，子程序段，數(shù)據(jù)段b) 地址結(jié)構(gòu)：段號，段內(nèi)頁號，頁內(nèi)地址b. 系統(tǒng)設(shè)置了位示圖、段表和頁表，記錄主存的使用情況和作業(yè)分配情況a) 邏輯地址=段號+頁號+頁內(nèi)位置b) 塊號*塊長+頁內(nèi)地址c. 虛擬存儲器：是具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴充的一種存儲器系統(tǒng)，其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和所決定，其運行速度接近于內(nèi)存速度

27、。a) 特征：多次性、對換性、虛擬性、離散性d. 請求分頁式存儲管理（需要硬件支持）a) 是基于分頁式存儲管理的一種虛擬存儲器“請求分頁式”是指當程序運行中需要某一頁時，再把它從輔助存儲器里調(diào)入內(nèi)存使用，解決了小內(nèi)存與大作業(yè)的矛盾，但會產(chǎn)生內(nèi)部碎片b) 缺頁中斷是指在指令執(zhí)行期間，若發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或數(shù)據(jù)不在內(nèi)存時，便立即產(chǎn)生和處理缺頁中斷信號，以便能及時將所缺之頁面調(diào)入內(nèi)存e. 缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別缺頁中斷率=缺頁次數(shù)/頁面總數(shù)a) 缺頁中斷是在執(zhí)行一條指令中間時產(chǎn)生的中斷，并立即去處理，一般中斷則是一條指令執(zhí)行完畢后，當發(fā)現(xiàn)有中斷請求時，才去響應(yīng)和處理b) 缺頁中斷處理完成后，仍返回

28、到原指令去執(zhí)行，因為那條指令并未執(zhí)行；而一般中斷則是到下一條指令去執(zhí)行，因為上一條指令已經(jīng)執(zhí)行完畢了f. 影響缺頁中斷次數(shù)的因素：a) 分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)b) 頁面尺寸c) 程序的實現(xiàn)7) 頁面淘汰（置換）算法：頁面淘汰是由缺頁中斷引起的，但缺頁中斷不見得一定引起頁面淘汰a. 先進先出頁面淘汰（置換）算法（FIFO）淘汰最先進入內(nèi)存的頁面（3個內(nèi)存塊都為空，3次缺頁中斷）b. 最近最久未用頁面淘汰（置換）算法（LRU）總是把最長時間未被訪問過的頁面淘汰出去（需要寄存器和棧）c. 最近最少用頁面淘汰（置換）算法（LFU）總是把當前使用的最少的頁面淘汰出去為每個內(nèi)存中的頁面設(shè)置一個計數(shù)器（移位寄

29、存器） 加1d. 最優(yōu)（最佳）頁面淘汰（置換）算法（OPT）把以后不再使用的或最長時間內(nèi)不會用到的頁面淘汰出去（理論上，不會實現(xiàn)）注：對于FIFO頁面淘汰算法，有時增加分配給作業(yè)的可用內(nèi)存塊數(shù)，它的缺頁次數(shù)反而上升，通常稱為異?，F(xiàn)象第4章 設(shè)備管理1 “設(shè)備”泛指計算機系統(tǒng)中的各種外部設(shè)備，外設(shè)（即主機以外的其他所有設(shè)備）在眾多的I/O設(shè)備中，并不是所有的設(shè)備都是可以共享的，可以借助于磁盤，把只能獨享的設(shè)備變?yōu)楣蚕?，這就是所謂的“虛擬設(shè)備”SPOOLing技術(shù)2 設(shè)備是指計算機中用以在機器之間進行傳送和接收信息，完成用戶輸入/輸出（I/O）操作的那些部件。比如磁盤、磁帶、打印機、顯示器、鼠標、

30、鍵盤······3 計算機I/O系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)：（1） 底層是具體的設(shè)備和硬件接口（2） 中間是系統(tǒng)軟件（與設(shè)備相關(guān)軟件、與設(shè)備無關(guān)軟件）（3） 用戶程序4 I/O設(shè)備一般是由執(zhí)行I/O操作的機械部分和執(zhí)行控制I/O的電子部件組成（1） 執(zhí)行I/O操作的機械部分就是一般的I/O設(shè)備（2） 執(zhí)行控制I/O的電子部件稱為設(shè)備控制器或適配器1 為了能夠使CPU設(shè)備控制器中的各個寄存器進行通信，通常采用“單獨的I/O空間”和“內(nèi)存映射I/O”兩種方法2 設(shè)備控制器是CPU與外圍設(shè)備之間的接口，是一個可編址設(shè)備，每一個地址對應(yīng)一個設(shè)備功能：&#

31、216; 接收和識別命令Ø 數(shù)據(jù)交換Ø 標識和報告設(shè)備的狀態(tài)Ø 地址識別Ø 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)Ø 差錯控制組成：Ø 設(shè)備控制器與處理機（CPU）的接口Ø 設(shè)備控制器與設(shè)備的接口Ø I/O邏輯：用于實現(xiàn)對設(shè)備的控制5 設(shè)備驅(qū)動程序：6 設(shè)備處理方式：（1） 為每一類設(shè)備設(shè)置一個進程，專門用于執(zhí)行這類設(shè)備的I/O操作（2） 在整個系統(tǒng)中設(shè)置一個I/O進程，專門用于執(zhí)行系統(tǒng)中所有各類設(shè)備的I/O操作（3） 不設(shè)置專門的設(shè)備處理進程，而只為各類設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，供用戶或系統(tǒng)進程調(diào)用7 設(shè)備驅(qū)動程序的處理過程（1） 將抽象要求

32、轉(zhuǎn)換為具體要求（2） 對服務(wù)請求進行校驗，即檢查I/O請求的合法性（3） 檢查設(shè)備的狀態(tài)（4） 傳送必要的參數(shù)（5） 啟動I/O設(shè)備（6） 工作方式的設(shè)置I/O接口程序：是操作系統(tǒng)中與設(shè)備無關(guān)的軟件，它從上層接收用戶對設(shè)備提出的I/O請求，然后負責吧I/O請求轉(zhuǎn)變成所需要的I/O命令，調(diào)用具體的設(shè)備驅(qū)動程序去執(zhí)行系統(tǒng)都是用主設(shè)備號和次設(shè)備號組成“邏輯設(shè)備名”操作系統(tǒng)提供的設(shè)備無關(guān)性的優(yōu)點：ü 方便用戶ü 提高設(shè)備的利用率8 計算機設(shè)備的分類（1） 基于設(shè)備的從屬關(guān)系a. 系統(tǒng)設(shè)備（鍵盤、顯示器、打印機、磁盤驅(qū)動）b. 用戶設(shè)備（2） 基于設(shè)備的分配特性a. 獨享設(shè)備（打印機

33、）b. 共享設(shè)備c. 虛擬設(shè)備（SPOOLing技術(shù)）（3） 基于設(shè)備的工作特性a. 輸入/輸出設(shè)備（字符設(shè)備）b. 存儲設(shè)備（塊設(shè)備） 磁盤、磁帶（4） 按信息交換的單位a. 塊設(shè)備：用于存儲信息，屬于結(jié)構(gòu)設(shè)備。磁盤、磁帶（以塊為單位傳送信息）b. 字符設(shè)備：以單個字符為單位來傳送信息。鍵盤9 設(shè)備管理的目標a. 提高外部設(shè)備的利用率b. 為用戶提供便利、統(tǒng)一的使用界面10 設(shè)備管理的功能a. 提供一組I/O命令b. 進行設(shè)備的分配和回收c. 對緩沖區(qū)進行管理d. 實現(xiàn)真正的I/O操作11 輸入輸出管理步驟（1） 用戶在程序中使用系統(tǒng)提供的輸入/輸出命令發(fā)出I/O請求（2） 輸入輸出管理程序

34、接受這個請求（3） “設(shè)備驅(qū)動程序”來具體完成所要求的的I/O操作（4） 實現(xiàn)設(shè)備中斷處理程序來處理這個請求設(shè)備的輸入輸出管理程序由3塊內(nèi)容組成：接受用戶的I/O請求，組織管理輸入輸出進行，輸入輸出的善后處理設(shè)備控制：1) 設(shè)備控制塊DCB中存放的是一臺具體設(shè)備的有關(guān)信息，找到一個設(shè)備的DCB，就得到了該設(shè)備的特性，各種參數(shù)，使用情況等，所以DCB是設(shè)備管理中最重要的一條數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2) 獨享設(shè)備中具有排他性，只能采取“靜態(tài)分配”的策略a. 靜態(tài)分配：用戶作業(yè)開始之前，由系統(tǒng)一次分配給該作業(yè)所需的設(shè)備，控制器和通道，不會發(fā)生死鎖b. 動態(tài)分配：在進程執(zhí)行過程中進行的設(shè)備分配，可能造成死鎖對獨享設(shè)備

35、采用的分配算法：v 先來先服務(wù)v 優(yōu)先級高者先服務(wù)3) 共享磁盤的調(diào)度磁盤是一種典型的共享存儲設(shè)備，允許多個作業(yè)進程同時使用，而不是讓一個作業(yè)在整個運行期間獨占。“同時使用”是指當一個作業(yè)進程暫時不用時，其他作業(yè)進程就可以使用。每一個時刻只有一個作業(yè)用4) 調(diào)度算法a. “先來先服務(wù)”調(diào)度算法（并不理想）（移臂調(diào)度，減少查找時間）以I/O請求到達的先后次序作為磁盤調(diào)度的順序b. “最短查找時間”調(diào)度算法把距離磁頭當前位置最近的I/O請求作為下一次調(diào)度的對象c. “電梯”調(diào)度算法（SCAN）總是沿著此案移動臂的移動方向選擇距離磁頭當前位置最近的I/O請求，作為下一次調(diào)度的對象d. “單向掃描”調(diào)

36、度算法（循環(huán)掃描 CSCAN）總是從0號柱面開始往里移動移動臂，遇到有I/O請求就進行處理，直到到達最后一個請求柱面，然后移動臂立即帶動磁頭不做任何服務(wù)地快速返回到0號柱面，開始下一次掃描對I/O設(shè)備的控制方式（數(shù)據(jù)傳輸方式）1) 程序循環(huán)測試方式（程序查詢式）是指用戶進程使用start指令啟動設(shè)備后，不斷地執(zhí)行test指令，去測試所啟動設(shè)備的狀態(tài)寄存器。只有在狀態(tài)寄存器出現(xiàn)了所需要的狀態(tài)后，才停止測試工作，完成輸入/輸出。數(shù)據(jù)寄存器：用來存放傳輸?shù)臄?shù)據(jù)狀態(tài)寄存器：用來記錄設(shè)備當前所處狀態(tài)2) 中斷方式所謂“中斷”是一種使CPU暫時中止正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去處理特殊時間的操作。引起中斷的時間稱為

37、中斷源。程序中產(chǎn)生的中斷，由CPU的某些錯誤結(jié)果（如，計算機溢出）產(chǎn)生的中斷稱為“內(nèi)中斷”，由外部設(shè)備控制器引起的中斷稱為“外中斷”3) 直接存儲器存取方式（DMA方式）特點：能使I/O設(shè)備直接和內(nèi)存儲器進行成批數(shù)據(jù)的快速傳輸。（單位：塊數(shù)據(jù)）DMA控制器包括四個寄存器：數(shù)據(jù)寄存器，狀態(tài)寄存器，地址寄存器，字節(jié)計數(shù)器DMA控制器的組成：主機與DMA控制器的接口；DMA控制器與塊設(shè)備的接口；I/O控制邏輯4) 通道方式通道方式能夠使CPU徹底從I/O中解放出來。CPU進行善后處理和啟動。通道是一個獨立于CPU的，專門用來管理輸入/輸出操作的處理機。通道是通過執(zhí)行通道程序并與設(shè)備控制器共同實現(xiàn)對I

38、/O設(shè)備的控制的。它規(guī)定了設(shè)備應(yīng)該執(zhí)行的各種操作的順序。由一系列通道指令所構(gòu)成，CPU對I/O請求只去做啟動和善后處理工作，輸入/輸出的管理以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)仁乱耍坑赏ǖ廓毩⑼瓿?。緩沖：1) 原因：a. 緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾b. 減少對CPU的中斷頻率，放寬對CPU中斷響應(yīng)時間的限制c. 解決數(shù)據(jù)粒度不匹配的問題d. 提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性2) 緩沖的實現(xiàn)a. 采用專門的硬件寄存器，比如設(shè)備控制器里的數(shù)據(jù)寄存器，“硬件緩沖”b. 在內(nèi)存儲器中開辟出n個單元，作為專用的I/O緩沖區(qū)，以便存放輸入/輸出的數(shù)據(jù)，這種緩沖區(qū)就是“軟件緩沖”c. 根據(jù)緩沖區(qū)的個數(shù)：單緩沖

39、區(qū)、雙緩沖區(qū)、多緩沖區(qū)、緩沖池3) 虛擬設(shè)備a. 通過多道程序技術(shù)可將一臺物理CPU虛擬為多臺邏輯CPU，需要硬件的支持。作為后援的硬盤（大容量），具有設(shè)備與CPU并行工作的能力4) SPOOLing技術(shù)a. 在主機的直接控制下，實現(xiàn)以前的脫機輸入/輸出功能，此時的外圍操作與CPU對數(shù)據(jù)的處理同時進行，我們把這種在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作的技術(shù)稱為SPOOLing技術(shù)，或假脫機技術(shù)b. SPOOLing技術(shù)是對脫機輸入/輸出系統(tǒng)的模擬。SPOOLing系統(tǒng)建立在通道技術(shù)和多道程序技術(shù)的基礎(chǔ)上，以高速隨機外存（通常為磁盤）為后援存儲器5) 設(shè)備無關(guān)性：應(yīng)用程序中所用的設(shè)備，不局限于使用某個具

40、體的物理設(shè)備。為每個設(shè)備所配置的設(shè)備驅(qū)動程序是與硬件緊密相關(guān)的軟件。為了實現(xiàn)設(shè)備獨立性，必須再在設(shè)備驅(qū)動程序上設(shè)置一層軟件，稱為與設(shè)備無關(guān)的I/O軟件或設(shè)備獨立性軟件6) 操作系統(tǒng)中實現(xiàn)虛擬設(shè)備的軟件功能模塊由3部分組成a. 預(yù)輸入程序b. 緩輸出程序c. 井管理程序7) SPOOLing系統(tǒng)由四部分組成a. 輸入井和輸出井在磁盤上開辟出來的兩個存儲區(qū)域，輸入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)b. 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)在內(nèi)存中開辟的兩個緩沖區(qū)c. 輸入進程和輸出進程模擬外圍控制機d. 井管理程序特點：Ø 提高了I/O的速度Ø 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備Ø 實現(xiàn)了虛擬設(shè)備的功能第5章

41、文件管理1) 目標：提高外存儲空間的利用率主要任務(wù)：對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理，方便用戶使用，并保證文件的安全性文件存儲設(shè)備是以塊為單位進行管理的2) 所謂“文件”是指具有完整邏輯意義的一組相關(guān)信息的集合，它是在磁盤上保存信息，而且能方便以后讀取的方法，文件用符號名加以標識，這個符號名就被稱為“文件名”3) 文件是指由創(chuàng)建者所定義的，具有文件名的一組相關(guān)元素的集合，可分為有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件兩種。在有結(jié)構(gòu)的文件中，文件由若干個相關(guān)記錄組成而無結(jié)構(gòu)文件則被看成是一個字符流。文件在文件系統(tǒng)中是一個最大的數(shù)據(jù)單位，它描述了對象集文件屬性：文件類型、文件長度、文件的物理位置、文件的建立時間（最后一

42、次的修改時間）4) 文件名：在不同的系統(tǒng)之間，對文件名的規(guī)定是不同的。一個文件名是在創(chuàng)建該文件時由用戶給出的，操作系統(tǒng)將向用戶提供組成文件名的命名規(guī)則5) 很多操作系統(tǒng)采用句點.隔開成兩部分的文件名形式，句點之前的部分稱為文件名，句點后面的部分稱為文件的“擴展名”。又稱后綴名，用于指示文件的類型.bak備份文件.basABSIC源程序.bin可執(zhí)行的二進制文件.cC源程序.dat數(shù)據(jù)文件.doc文檔文件.hlp幫助文件.obj目標文件.pasPascal文件.txt一般文本文件.tmp臨時文件1) 文件被存在大容量的輔助存儲器（外存）中，當用戶需要使用時，就通過文件名把相應(yīng)的文件讀到內(nèi)存2)

43、“文件系統(tǒng)”是指操作系統(tǒng)中與文件管理有關(guān)的那部分軟件，被管理的文件，以及管理文件所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（目錄、索引表······）的總體3) 對文件的分類a. 按文件的性質(zhì)和用途：系統(tǒng)文件、用戶文件、庫文件b. 按文件中數(shù)據(jù)的形式：源文件、目標文件、可執(zhí)行文件c. 按存取控制屬性分類：只執(zhí)行文件、只讀文件、讀寫文件d. 按文件的保護性質(zhì)：只讀文件、讀寫文件、可執(zhí)行文件、不保護文件e. 按文件的保護期限：臨時文件、檔案文件、永久文件f. 按文件的存取方式：順序存取文件、隨機存取文件g. 按設(shè)備的類型：磁盤文件、磁帶文件、打印文件h. 按文件的

44、物理結(jié)構(gòu)：連續(xù)文件、鏈接文件、索引文件i. 按文件的內(nèi)容（組織形式和處理方式）：普通文件、目錄文件、特殊文件j. 按文件的邏輯結(jié)構(gòu)：流式文件、記錄式文件4) 文件的邏輯結(jié)構(gòu)a. 從用戶使用的角度出發(fā)組織的文件，被稱為是文件的邏輯結(jié)構(gòu)，一類是有結(jié)構(gòu)的文件，這是指由一個以上的記錄構(gòu)成的文件，故又稱為記錄式文件b. 從文件的組織方式來分，可以分為順序文件，索引文件，索引順序文件c. UNIX操作系統(tǒng)總是以流失作為文件的邏輯結(jié)構(gòu)5) 文件的物理結(jié)構(gòu)a. 文件按不同的組織方式在輔存上存放，就會得到不同的物理結(jié)構(gòu)，文件的物理結(jié)構(gòu)有時也稱為文件的“存儲結(jié)構(gòu)”b. 文件在輔存（外存）上可以有3種不同的存放方式

45、：連續(xù)存放、鏈接塊存放以及索引表存放c. 對應(yīng)地文件就有3種物理結(jié)構(gòu)，分別叫做順序結(jié)構(gòu)，鏈接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)，也叫作連續(xù)文件，串聯(lián)文件，索引文件6) 存放方式a. 連續(xù)存放連續(xù)文件不足之處：v 必須預(yù)先知道文件的最大長度v 會造成磁盤碎片b. 鏈接塊存放串聯(lián)文件不會因為磁盤碎片而浪費存儲空間，但使用的指針要占去一些字節(jié)，每個磁盤塊存儲數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)不再是2的冪，從而降低了系統(tǒng)的運行效率c. 索引表存放索引文件7) 文件的存取a. 順序存取b. 隨機存取8) 磁盤空間的管理a. 磁盤是以塊為單位進行分配的b. 磁盤與內(nèi)存之間是以磁盤塊為信息傳輸?shù)膯挝籧. 選定了塊的大小，還要對它們進行管理，即要記住

46、哪些已經(jīng)分配，哪些仍然空閑。d. 常采用的磁盤存儲空間管理方案有：位示圖，空閑塊表，空閑塊鏈9) 文件的操作：創(chuàng)建文件、刪除文件、打開文件、關(guān)閉文件、讀文件、寫文件10) 系統(tǒng)是通過文件的目錄來管理文件的文件目錄也是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于標識系統(tǒng)中的文件及其物理地址11) 為每一個文件開辟一個存儲區(qū)，在它的里面記錄著該文件的有關(guān)信息。我們把該存儲區(qū)稱為“文件控制塊”（FCB） 也是一個目錄項隨系統(tǒng)的不同，一個文件的FCB中所包含的內(nèi)容及大小也不盡相同包含內(nèi)容：Ø 文件名稱Ø 文件在輔存中存放的物理位置Ø 文件的邏輯結(jié)構(gòu)Ø 文件的物理結(jié)構(gòu)Ø 文件的存

47、取控制信息Ø 文件管理信息12) 目錄的層次結(jié)構(gòu)如果把所有文件的FCB都登記在一個文件目錄中，這樣由文件名查文件目錄項，直接就能夠找到所需要的文件，那么就成這種文件目錄為一級目錄結(jié)構(gòu)a) 優(yōu)點：i. 簡單，能實現(xiàn)目錄管理中最基本的功能按名存取b) 缺點：i. 查找速度慢，不允許重名，不便于實現(xiàn)文件共享二級目錄結(jié)構(gòu)：由“主目錄”與“用戶目錄”二級構(gòu)成，在主目錄（根目錄）中，每個目錄項的內(nèi)容只是給出文件主名以及它的目錄所在的磁盤地址。在一個個用戶目錄中，才是由問價的呢FCB組成的目錄，用戶目錄，實際上就是一級目錄1) 兩級目錄結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：a. 提高了檢索目錄的速度b. 在不同的文件目錄中

48、，可以使用相同的文件名c. 不同用戶還可使用不同的文件名訪問系統(tǒng)中的同一個共享文件2) 缺點：a. 若一個用戶可以擁有很多文件，則查找時間仍然很長b. 用戶無法對自己的文件進行再分類安排3) 樹型目錄結(jié)構(gòu)允許每個用戶可以擁有多個目錄，即在用戶目錄的下面可以再分子目錄，子目錄的下面還可以再有子目錄。但每個文件目錄中，只能有一個根目錄，每個文件和每個目錄都只能有一個父目錄4) 從根目錄出發(fā)到具體文件所經(jīng)過的各層名字，就構(gòu)成了文件的“路徑名”，從根目錄出發(fā)的這個路徑名，也稱為文件的“絕對路徑名”。文件的絕對路徑名必須從根目錄出發(fā)，且是唯一的，從分隔符開頭在UNIX系統(tǒng)中，路徑名各部分之間是用“/”分

49、隔在MS-DOS系統(tǒng)中，路徑各部分是用“”分隔在MVLTICS系統(tǒng)中，路徑各部分之間是用“>”分隔在當前目錄下的文件的路徑名，稱為文件的相對路徑名5) 文件的“共享”是指一個文件可以被多個授權(quán)用戶共同使用分兩種：Ø 任何時刻只允許一個用戶使用共享文件Ø 允許多個用戶同時使用同一個共享文件，只進行讀操作第6章 進程間的制約關(guān)系1) 在多道程序設(shè)計環(huán)境下，進程程序的執(zhí)行具有并發(fā)性，在相同的前提條件下，兩次執(zhí)行的結(jié)果有可能不相同，使得一個進程對另一個進程的影響無法預(yù)測，在操作系統(tǒng)里把這種由于時間因素的影響而產(chǎn)生的錯誤稱為：“與時間有關(guān)的錯誤”2) 進程間具有兩種制約關(guān)系：互

50、斥和同步a. 由于對共享資源的爭奪，導致進程之間出現(xiàn)互斥關(guān)系b. 由于對任務(wù)的協(xié)調(diào)工作，導致進城之間出現(xiàn)同步關(guān)系3) 把那些可以共享的資源（文件、隊列、緩沖區(qū)、表格、變量······）統(tǒng)稱為共享變量或臨界資源與一個共享變量（或共享資源）交往的多個進程，為了保證它們各自運行結(jié)果的正確性，當其中的一個進程正在對該變量（臨界資源）進行操作時，就不允許其他進程同時對它操作。進程的這種制約關(guān)系被稱為“互斥”4) 注意（互斥進程）a. 作為具有互斥關(guān)系的進程，它的一部分程序可能用于內(nèi)部的計算以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理等，那么只有設(shè)計共享變量的那一部分程序

51、，才真正需要保證互斥地執(zhí)行，把進程程序中“真正需要保證互斥執(zhí)行”的那一段程序（或在每個進程中訪問臨界資源的那段代碼）稱為該進程的臨界區(qū)（臨界段）b. 具有互斥關(guān)系的進程，并不關(guān)心對方的存在，即使對方不存在，自己也能夠正確地運行c. 具有互斥關(guān)系的那些進程程序中的臨界區(qū)，雖然都是針對同一個共享變量的程序，但在其上執(zhí)行的操作可以相同也可以不同d. 進程的臨界區(qū)是相對于某個共享變量而言的，不同共享變量的臨界區(qū)之間，不存在互斥關(guān)系信號量及其定義在信號量上的P、V操作：1) 如何來保證進程在臨界區(qū)執(zhí)行的互斥性，由信號量及其定義在信號量上的P、V操作具體完成，但遵循如下規(guī)則a. 如果有若干個進程希望進入臨界區(qū)時，至少應(yīng)該允許一個進入，而不能誰也進不去b. 每次只允許一個進程進入臨界區(qū)c. 進入臨界區(qū)的進程不能無限期地把持臨界區(qū)2) 同步a. 需要在某些點上協(xié)調(diào)相互的動作，誰先到達誰后到達是有順序要求的b. 這些進程都應(yīng)該了解對方的工作，對方如果不存在，或任何一方單獨運行，就會出現(xiàn)差錯c. 一方或雙方的運行會直接地依賴于對方所產(chǎn)生的的信息，或發(fā)出的消息3) 一個進程運行到某一點時，除非合作進程已經(jīng)完成了某種操作或發(fā)來了信息，否則就必須暫時等待那些操作的完成或信息的到來。進程間的這種關(guān)系被稱為“同步”，暫停以取得同步的那一點稱為“同步點”，需要等待一個進程完成的操作或發(fā)送的