四級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程師最全操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料

1、第1章 操作系統(tǒng)概論1、操作系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)軟件，有效管理系統(tǒng)中軟硬件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，方便。2、操作系統(tǒng)特征：并發(fā)性（多程序宏觀(guān)并發(fā)，微觀(guān)單道）、共享性（互斥共享，同時(shí)共享）、隨機(jī)性（異步性，進(jìn)程走走停停）3、操作系統(tǒng)功能：進(jìn)程管理（進(jìn)程控制、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信、調(diào)度），存儲(chǔ)管理（內(nèi)存分配與回收、存儲(chǔ)保護(hù)、內(nèi)存擴(kuò)充）、文件管理（文件存儲(chǔ)空間、目錄管理按名存儲(chǔ)、文件安全性）、設(shè)備管理、用戶(hù)接口（命令接口、程序接口、圖形接口）4、操作系統(tǒng)分類(lèi)：（1）按用戶(hù)界面的使用環(huán)境和功能特征 批處理操作系統(tǒng)，分時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（2）個(gè)人操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)，

2、嵌入式操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)：特點(diǎn) 成批處理。優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化高目標(biāo)系統(tǒng)資源利用率高 作業(yè)吞吐率高（單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理作業(yè)的個(gè)數(shù)）缺點(diǎn)：不能直接與計(jì)算機(jī)交互 不適合調(diào)試程序單道批處理系統(tǒng)：自動(dòng)性、順序性、單道性多道批處理系統(tǒng)：提高CPU利用率、增加系統(tǒng)吞吐量指令：一般指令（用戶(hù)） 特權(quán)指令：輸入輸出，停機(jī)（系統(tǒng)）5、 SPOOLing（假脫機(jī)技術(shù)）：把獨(dú)占改為虛擬共享a) 在磁盤(pán)上開(kāi)辟輸入井，輸出井b) 在主存輸入緩沖區(qū)、輸入緩沖區(qū)c) 輸入進(jìn)程數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備輸入緩沖區(qū)輸入井CPU需要，輸入井主存特點(diǎn)：提高輸入輸出速度、把獨(dú)占改為虛擬共享、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備功能6、 分時(shí)系統(tǒng)：交互的、采用時(shí)間片輪

3、轉(zhuǎn)、輪流為多個(gè)終端用戶(hù)使用特點(diǎn)：多路性、交互性、獨(dú)占性、及時(shí)性影響相應(yīng)時(shí)間：（1）機(jī)器處理能力（2）請(qǐng)求服務(wù)時(shí)間（3）終端數(shù)（4）服務(wù)請(qǐng)求分布（5）調(diào)度算法7、 實(shí)時(shí)系統(tǒng)：在規(guī)定時(shí)間完成處理工業(yè)控制、軍事控制、實(shí)時(shí)通訊（電訊、銀行、飛機(jī)訂票、股市）特點(diǎn)：多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性8、 嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)：內(nèi)核小、專(zhuān)用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡(jiǎn)、高實(shí)時(shí)性、多任務(wù)操作系統(tǒng)9、 分布式操作系統(tǒng)特點(diǎn)：分布性、并行性、透明性、共享性、健壯性10、 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)（硬件層操作系統(tǒng)層系統(tǒng)程序?qū)討?yīng)用程序?qū)樱?、微?nèi)核（客戶(hù)服務(wù)器結(jié)構(gòu) 典型的WINDOWS NT）11、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括 硬件系統(tǒng)，

4、軟件系統(tǒng)12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源包括兩大類(lèi) 硬件資源和軟件資源13、硬件系統(tǒng)：中央處理器，內(nèi)存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器，以及各種類(lèi)型的輸入輸出設(shè)備（鍵盤(pán)，鼠標(biāo)顯示器，打印機(jī)）14、軟件系統(tǒng)：各種程序和數(shù)據(jù)軟件系統(tǒng)又分為：應(yīng)用軟件，支撐軟件（數(shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)絡(luò)，多媒體），系統(tǒng)軟件（操作系統(tǒng)，編譯器）15、.操作系統(tǒng)的任務(wù)：組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源向用戶(hù)提供各種服務(wù)功能（一方面 向程序開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)人員提供高效的程序設(shè)計(jì)接口 二 向使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶(hù)提供接口）16、操作系統(tǒng)的發(fā)展1.手工制作2.早期批處理3.多道批處理4.分時(shí)系統(tǒng)17、UNIX系統(tǒng)C語(yǔ)言編寫(xiě)，多用戶(hù)，多任務(wù)，分時(shí)操作系統(tǒng) ，樹(shù)形文件系統(tǒng)

5、7.個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)20世紀(jì)70年代 微軟MS DOS 單用戶(hù)單任務(wù)1984年 蘋(píng)果操作系統(tǒng)1992 微軟 交互式操作系統(tǒng)WINDOWS 3.11995 window951991 linux linux遵循UNIX標(biāo)準(zhǔn)POSIX 繼承UNIX全部?jī)?yōu)點(diǎn)嵌入式操作系統(tǒng) 高可靠性，實(shí)時(shí)性，占有資源少，智能化能源管理。易于連接，低成本個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)單用戶(hù)多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS）目標(biāo)：相互通信及資源共享 兩種模式：集中式，分布式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng) 主要不同在于：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可以構(gòu)架與不同的操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)不要求對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源透明的訪(fǎng)問(wèn)，對(duì)本地資源和異地資源訪(fǎng)問(wèn)區(qū)別對(duì)待分布式操作系統(tǒng)強(qiáng)

6、調(diào)單一操作系統(tǒng)對(duì)整個(gè)分布式系統(tǒng)的管理，調(diào)度指令集：ISO/IEC7816-4 提供的指令類(lèi)型：數(shù)據(jù)管理類(lèi)，通信控制類(lèi)，安全控制類(lèi)四個(gè)基本功能：資源管理，通信管理，安全管理，應(yīng)用管理智能卡硬件資源：CPU，存儲(chǔ)部件，通信接口第2章 操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制1、 CPU（運(yùn)算器、控制器、寄存器、高速緩存）寄存器：用戶(hù)可見(jiàn)寄存器（數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、條件碼寄存器）、控制狀態(tài)寄存器（程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、程序狀態(tài)字）2、 處理器狀態(tài)：（1） 管態(tài)特權(quán)指令、目態(tài)非特權(quán)指令（管態(tài)可調(diào)用所有指令和資源，改變處理器狀態(tài)，目態(tài)轉(zhuǎn)換官態(tài)中斷，官態(tài)轉(zhuǎn)目態(tài)修改PSW值） PSW程序狀態(tài)字（2） 核心狀態(tài)、管理狀態(tài)、用

7、戶(hù)程序狀態(tài)（目標(biāo)狀態(tài)）3、 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖4、 存儲(chǔ)保護(hù)（1界地址寄存器（1）上下限寄存器，（2）基址寄存器和限長(zhǎng)寄存器2存儲(chǔ)鍵）5、 中斷與異常a) 中斷特點(diǎn)：隨機(jī)的、可恢復(fù)的、自動(dòng)處理的b) 中斷分類(lèi)c) 中斷：與正在執(zhí)行的指令無(wú)關(guān)，可以屏蔽異常：與正在執(zhí)行的指令有關(guān)，不可以屏蔽d) 中斷系統(tǒng)：硬件中斷裝置、軟件中斷處理程序e) 通過(guò)中斷掃描機(jī)構(gòu)掃描中斷信號(hào)f) 產(chǎn)生中斷方式：I/O中斷（正常，異常）、時(shí)鐘中斷、硬件故障中斷、程序性中斷、系統(tǒng)調(diào)用6、 系統(tǒng)調(diào)用與一般調(diào)用的差別：運(yùn)行的系統(tǒng)狀態(tài)不同，系統(tǒng)調(diào)用在管態(tài)7、 I/O技術(shù)控制方法：通道（使CPU從I/O事務(wù)解脫，提高效率、傳輸數(shù)據(jù)較小，

8、按字節(jié)）、DMA技術(shù)（按塊傳輸）、緩沖技術(shù)（匹配速度問(wèn)題）8、 時(shí)鐘（一般由硬件提供）：硬件時(shí)鐘、軟件時(shí)鐘或絕對(duì)時(shí)鐘、相對(duì)時(shí)鐘第3章 進(jìn)程線(xiàn)程模型1多道程序的設(shè)計(jì)模型采用多道程序的設(shè)計(jì)可以提高CPU的利用率1.1程序的順序執(zhí)行特點(diǎn)：順序性，封閉性，程序執(zhí)行結(jié)果的確定性，程序執(zhí)行結(jié)果的可再現(xiàn)性1.2多道程序設(shè)計(jì)通常采用并行操作技術(shù)。多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境的特點(diǎn)根本目的：提高整個(gè)操作系統(tǒng)的效率。衡量系統(tǒng)效率的尺度：系統(tǒng)吞吐量 指在單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所處理作業(yè)的道數(shù)。多道程序的特點(diǎn)：獨(dú)立性，隨機(jī)性，資源共享性1.3程序的并發(fā)執(zhí)行指兩個(gè)或兩個(gè)以上的程序在計(jì)算機(jī)中同處于以開(kāi)始執(zhí)行且尚未結(jié)束的狀態(tài) 特點(diǎn)：（1） 并

9、發(fā)程序在執(zhí)行期間具有相互制約關(guān)系 （2）程序與計(jì)算不在一一對(duì)應(yīng) （3）并發(fā)程序執(zhí)行結(jié)果不可再現(xiàn)（宏觀(guān)上是同時(shí)進(jìn)行的，但從微觀(guān)上，在單個(gè)CPU中 仍然是順序執(zhí)行的）1.4進(jìn)程模型： 程序、數(shù)據(jù)、PCB（靈魂）進(jìn)程控制塊組成從操作系統(tǒng)的角度：分為系統(tǒng)進(jìn)程和用戶(hù)進(jìn)程（系統(tǒng)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)高于用戶(hù)進(jìn)程）進(jìn)程和程序的聯(lián)系和區(qū)別聯(lián)系：程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成部分之一，從靜態(tài)角度，進(jìn)程是由程序，數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊組成。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的進(jìn)程的特性：并發(fā)，動(dòng)態(tài)（動(dòng)態(tài)產(chǎn)生，動(dòng)態(tài)消亡），獨(dú)立（相對(duì)完整的資源分配單位），交往（相互作用），異步（相互獨(dú)立 不可預(yù)知的前進(jìn)）。1.5進(jìn)程的狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換三狀態(tài)：運(yùn)行 就

10、緒 等待就緒->運(yùn)行 進(jìn)程被調(diào)度的程序選中運(yùn)行->就緒 時(shí)間片用完運(yùn)行->等待 等待某事件發(fā)生等待->就緒 等待的事件已經(jīng)發(fā)生五狀態(tài)：運(yùn)行，就緒，阻塞，創(chuàng)建，結(jié)束狀態(tài)轉(zhuǎn)換：創(chuàng)建進(jìn)程，提交，調(diào)度運(yùn)行，釋放，超時(shí)，事件等待，事件出現(xiàn)。創(chuàng)建：建立未進(jìn)入就緒結(jié)束七狀態(tài)：運(yùn)行 阻塞，創(chuàng)建，結(jié)束，就緒掛起，阻塞掛起，就緒新引入的狀態(tài)（掛起和激活）掛起狀態(tài)：內(nèi)存轉(zhuǎn)外存激活狀態(tài)：外存轉(zhuǎn)內(nèi)存狀態(tài)轉(zhuǎn)換：創(chuàng)建就緒：加入就緒隊(duì)列就緒執(zhí)行：執(zhí)行執(zhí)行阻塞：等待資源而無(wú)法執(zhí)行（請(qǐng)求某種服務(wù)、啟動(dòng)某種操作、新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)、無(wú)新工作可做）執(zhí)行就緒：時(shí)間片結(jié)束、優(yōu)先權(quán)較低阻塞就緒：得到資源執(zhí)行終止：正常結(jié)

11、束或異常錯(cuò)誤1.6進(jìn)程控制塊PCB分為調(diào)度信息和現(xiàn)場(chǎng)信息調(diào)度信息包括（進(jìn)程名，進(jìn)程號(hào)，存儲(chǔ)信息，優(yōu)先級(jí)，當(dāng)前狀態(tài)，資源清單，消息隊(duì)列指針，進(jìn)程隊(duì)列指針，和當(dāng)前打開(kāi)文件）現(xiàn)場(chǎng)信息（程序狀態(tài)字，時(shí)鐘，界地址）進(jìn)程的組成（程序，數(shù)據(jù) 和進(jìn)程控制塊）PCB組織方式（線(xiàn)性方式，索引方式，鏈接方式）進(jìn)程的隊(duì)列（就緒隊(duì)列，等待，運(yùn)行）1.7進(jìn)程控制通過(guò)原語(yǔ)（由若干條指令所構(gòu)成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定的操作）進(jìn)程控制原語(yǔ)：創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷(xiāo)進(jìn)程，掛起進(jìn)程，激活進(jìn)程，阻塞進(jìn)程，喚醒進(jìn)程，以及改變進(jìn)程優(yōu)先級(jí)。創(chuàng)建原語(yǔ)，撤銷(xiāo)原語(yǔ)，阻塞原語(yǔ)，喚醒原語(yǔ)。UNIX通過(guò)fork()函數(shù)創(chuàng)建子進(jìn)程，執(zhí)行一次，返回兩個(gè)結(jié)果1.8線(xiàn)程模型

12、 更小的獨(dú)立運(yùn)行的基本單位-線(xiàn)程引入線(xiàn)程 為了減少并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)間和空間開(kāi)銷(xiāo)進(jìn)程擁有兩個(gè)基本屬性：是一個(gè)可擁有資源的獨(dú)立單位，又是一個(gè)可以獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位1.8.1線(xiàn)程的基本概念是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位一個(gè)線(xiàn)程可以創(chuàng)建和撤銷(xiāo)另一個(gè)線(xiàn)程，同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線(xiàn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行線(xiàn)程特性：每個(gè)線(xiàn)程有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符合一張線(xiàn)程描述表。 不同的線(xiàn)程可以執(zhí)行相同的程序。 同一個(gè)進(jìn)程中的各個(gè)線(xiàn)程共享該進(jìn)程的內(nèi)存地址空間 線(xiàn)程是處理器的獨(dú)立調(diào)度單位 多個(gè)線(xiàn)程可以并發(fā)執(zhí)行線(xiàn)程的好處：花費(fèi)時(shí)間少 創(chuàng)建的速度比進(jìn)程塊，系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)少，兩現(xiàn)成的切換花費(fèi)時(shí)間少 能獨(dú)立運(yùn)行線(xiàn)程和進(jìn)程比較線(xiàn)

13、程又稱(chēng)為 輕量級(jí)進(jìn)程 傳統(tǒng)的進(jìn)程稱(chēng)為重量級(jí)進(jìn)程調(diào)度：線(xiàn)程作為調(diào)度和分派的基本單位，吧進(jìn)程作為資源擁有的基本單位。并發(fā)性：擁有資源：線(xiàn)程不擁有系統(tǒng)資源系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)：進(jìn)程的開(kāi)銷(xiāo)遠(yuǎn)大于線(xiàn)程的開(kāi)銷(xiāo)1.8.2線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)機(jī)制第一種：用戶(hù)級(jí)線(xiàn)程 不依賴(lài)于內(nèi)核 LINUX第二種：內(nèi)核級(jí)線(xiàn)程 依賴(lài)內(nèi)核 windows第三種：混合實(shí)現(xiàn)方式 solaris1.9進(jìn)程（線(xiàn)程）調(diào)度一般分為：高級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度批處理），中級(jí)調(diào)度，低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程（線(xiàn)程）調(diào)度）進(jìn)程（線(xiàn)性）調(diào)度即處理機(jī)調(diào)度2.0調(diào)度算法的設(shè)計(jì)原則：面向用戶(hù)原則（周轉(zhuǎn)時(shí)間）、面向系統(tǒng)（系統(tǒng)吞吐量）2.0.1進(jìn)程行為：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程等外部設(shè)備完成工作而被阻塞的行為屬于I

14、/O某些花費(fèi)了絕大多數(shù)時(shí)間在計(jì)算上面的 稱(chēng)為計(jì)算密集型在等待I/0花費(fèi)了絕大多數(shù)的時(shí)間 稱(chēng)為I/0密集型 系統(tǒng)分類(lèi)：通常分為 批處理 交互式 實(shí)時(shí)系統(tǒng)2.1調(diào)度算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)公平，系統(tǒng)策略的強(qiáng)制執(zhí)行 另一個(gè)就是保持系統(tǒng)的所有部分盡可能忙碌通常檢查三個(gè)指標(biāo)：吞吐量，周轉(zhuǎn)時(shí)間，CPU利用率周轉(zhuǎn)時(shí)間：從一個(gè)批處理作業(yè)提交時(shí)刻開(kāi)始直到改作業(yè)完成時(shí)刻為止統(tǒng)計(jì)的平均時(shí)間2.2進(jìn)程（線(xiàn)程）調(diào)度算法先來(lái)先服務(wù)FCFS（非搶占式）最短作業(yè)優(yōu)先SPF（非搶占式）最短剩余時(shí)間優(yōu)先SPT（搶占式 ）輪轉(zhuǎn)法（R-R）分成一個(gè)個(gè)時(shí)間片 影響時(shí)間片的因素（系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，就緒進(jìn)程的數(shù)目，計(jì)算機(jī)的處理能力）應(yīng)該將時(shí)間片設(shè)為20

15、-50ms最高優(yōu)先級(jí)算法（搶占或非搶占）多級(jí)反饋隊(duì)列算法（綜合了先進(jìn)先出，時(shí)間片，可搶占式）最短進(jìn)程優(yōu)先實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度算法：（1）速率單調(diào)調(diào)度算法（RMS）（2）最早最終時(shí)限優(yōu)先調(diào)度（EDF）第4章 并發(fā)與同步1、進(jìn)程關(guān)系：同步、互斥2、進(jìn)程同步：是指多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，必須協(xié)同工作，相互配合，以共同的完成一個(gè)任務(wù)3、進(jìn)程互斥：是指由于共享資源所要求的排他性，進(jìn)程間要相互競(jìng)爭(zhēng)，以使用這些互斥資源4、進(jìn)程互斥的解決方法：（1）由競(jìng)爭(zhēng)各方平等協(xié)商，（2）引入進(jìn)程管理者（只有信號(hào)量）5、臨界資源：是指只允許一個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)和使用的資源6、計(jì)算機(jī)中的資源共享的程度可分為三次：互斥，死鎖

16、，饑餓?；コ?是指多個(gè)進(jìn)程不能同時(shí)使用同一個(gè)資源。死鎖 是指避免多個(gè)進(jìn)程互不相讓?zhuān)苊獬霈F(xiàn)都得不到足夠資源的情況饑餓 避免某些進(jìn)程一直得不到資源或得到資源的概率很小7、臨界資源訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程分成：進(jìn)入?yún)^(qū)，臨界區(qū)，退出區(qū)，剩余區(qū)。8、進(jìn)程同步遵循的準(zhǔn)則：空閑則入，忙澤等待，有限等待，讓權(quán)等待9、進(jìn)程互斥的硬件方法：TS指令、SWAP指令、信號(hào)量10、信號(hào)量大于等于0：可用資源數(shù)小于0：進(jìn)程被阻塞數(shù)對(duì)信號(hào)量的操作：P操作-（wait(s)）：進(jìn)臨界區(qū)V操作+(signal(s)：釋放臨界區(qū)11、管程：一個(gè)管程由 過(guò)程 變量 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等組成的集合一個(gè)管程由四個(gè)部分組成：管程名稱(chēng)，共享數(shù)據(jù)的說(shuō)明，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行

17、操作的一組進(jìn)程和對(duì)公共享數(shù)據(jù)賦初值的語(yǔ)句管程三個(gè)主要特征：模塊化 抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 信息隱蔽12、進(jìn)程通信（管道通信）方式：共享內(nèi)存，消息機(jī)制，以及通過(guò)共享文件進(jìn)行通信共享內(nèi)存：設(shè)有一個(gè)公共內(nèi)存區(qū)消息機(jī)制：消息緩沖通信（要用發(fā)送消息原語(yǔ)，接收消息原語(yǔ)）信箱通信（可存信件數(shù)，已有信件數(shù)，可存信件的指針）管道通信（UNIX 就是連接兩個(gè)進(jìn)程之間的一個(gè)打開(kāi)的共享文件） 優(yōu)點(diǎn)：傳輸數(shù)據(jù)量大 但通信速度慢第5章1、存儲(chǔ)器分為：內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器，a) 處理器可以直接訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存 但不能直接訪(fǎng)問(wèn)外存。CPU通過(guò)啟動(dòng)相應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備后才能使外存和內(nèi)存交換信息。b) 對(duì)于內(nèi)存速度和容量的要求是：內(nèi)存的直接存取速度

18、盡量快到與CPU取指速度相匹配，其容量達(dá)到能裝下當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)2、 內(nèi)存空間分為：系統(tǒng)區(qū)和用戶(hù)區(qū)3、存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)：1.內(nèi)存的分配和回收. 位示圖法，空閑頁(yè)面表，空閑塊表 內(nèi)存分配兩種方式：靜態(tài)分配（程序運(yùn)行前）和動(dòng)態(tài)分配（在目標(biāo)模塊裝入時(shí)確定并分配的）。2.存儲(chǔ)共享：代碼共享、數(shù)據(jù)共享。3. 存儲(chǔ)保護(hù)：地址越界保護(hù)、權(quán)限保護(hù)、存儲(chǔ)鍵4. 擴(kuò)充內(nèi)存容量：采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)或其他交互技術(shù)4、地址轉(zhuǎn)換：邏輯地址從0開(kāi)始 ，絕對(duì)地址就是物理地址。 地址重定位：把邏輯地址裝換成絕對(duì)地址。 靜態(tài)重定位 把程序的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部轉(zhuǎn)換程絕對(duì)地址。在程序執(zhí)行前完成 動(dòng)態(tài)重定位 直接把程序裝入到分

19、配的內(nèi)存區(qū)域中，每當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí)都由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將指令中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址5、內(nèi)存管理方案：?jiǎn)我挥脩?hù)（連續(xù)區(qū)）管理，分區(qū)管理，頁(yè)式管理，段式管理，段頁(yè)式管理6、分區(qū)存儲(chǔ)管理方案：把內(nèi)存劃分為若干個(gè)連續(xù)區(qū)域，每個(gè)分區(qū)裝入一個(gè)運(yùn)行的程序。分區(qū)的方式歸納成 固定分區(qū)、可變分區(qū)。固定分區(qū)：在程序運(yùn)行時(shí)必須提供對(duì)內(nèi)存資源的最大申請(qǐng)量。 特點(diǎn)：（1）一個(gè)分區(qū)只能裝一個(gè)作業(yè)，反之亦然。（2） 通過(guò)分區(qū)分配表（起始位置，大小，狀態(tài)）實(shí)現(xiàn)對(duì)主存的分配與回收（3） 采取靜態(tài)地址重定位，分區(qū)總數(shù)確定，當(dāng)作業(yè)小時(shí)浪費(fèi)主存可變分區(qū)：在裝入程序時(shí)劃分內(nèi)存分區(qū)，可變分區(qū)有較大的靈活性，比固定分區(qū)有更好地內(nèi)存利

20、用率。（1） 可變分區(qū)的實(shí)現(xiàn)：已分分區(qū)表、空閑分區(qū)表，分配主存是，先分小地址，再分大地址，首次分區(qū)，只有一個(gè)空閑區(qū)。（2） 空閑分區(qū)的分配策略：最先適應(yīng)算法（地址遞增），最優(yōu)適應(yīng)算法（挑最小，長(zhǎng)度遞增），最壞適應(yīng)算法（挑最大，長(zhǎng)度遞減），下次適應(yīng)算法。（3）分區(qū)管理方案的優(yōu)缺點(diǎn)：可變分區(qū)的內(nèi)存利用率比固定分區(qū)高 缺點(diǎn)：內(nèi)存使用仍不充分，并且存在較為嚴(yán)重的碎片問(wèn)題，浪費(fèi)處理機(jī)時(shí)間 （4）移動(dòng)技術(shù)：可以集中分散的空閑區(qū)，提高內(nèi)存的利用率，便于作業(yè)動(dòng)態(tài)擴(kuò)充內(nèi)存。缺點(diǎn)：（1）移動(dòng)會(huì)增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)（2）移動(dòng)是有條件的7、覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)的主要區(qū)別是控制交換的方式不同，前者主要是在早期的

21、系統(tǒng)中，而后者目前主要用于小型分時(shí)系統(tǒng)。交換技術(shù)又稱(chēng)為對(duì)換技術(shù)：進(jìn)程從內(nèi)存移到磁盤(pán)并再移回內(nèi)存稱(chēng)為交換。交換技術(shù)多用于分時(shí)系統(tǒng)中。缺點(diǎn)：在交換時(shí)需要花費(fèi)大量的CPU時(shí)間，影響對(duì)用戶(hù)的響應(yīng)時(shí)間。8、 頁(yè)式存儲(chǔ)（支持離散存儲(chǔ)，有效解決碎片多的問(wèn)題，不用增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)解決碎片問(wèn)題）a) 頁(yè)式存儲(chǔ)器使用的邏輯地址由兩部分組成，頁(yè)號(hào)（分頁(yè)多少）和頁(yè)內(nèi)地址（頁(yè)面大?。゜) 位示圖（空閑塊）、頁(yè)表（頁(yè)塊關(guān)系）、主存分配表（存儲(chǔ)頁(yè)表在內(nèi)存位置）c) 地址轉(zhuǎn)換i. 頁(yè)號(hào)=邏輯地址/頁(yè)長(zhǎng)（取整）ii. 頁(yè)內(nèi)地址=邏輯地址MOD頁(yè)長(zhǎng)（余數(shù)）iii. 塊號(hào)=字號(hào)*字長(zhǎng)+位號(hào)iv. 物理地址=內(nèi)存塊號(hào)*塊長(zhǎng)+頁(yè)內(nèi)地址（塊

22、內(nèi)地址）+用戶(hù)區(qū)基址d) 頁(yè)表：i. 多級(jí)頁(yè)表，大多數(shù)操作系統(tǒng)采用二級(jí)頁(yè)表ii. 散列頁(yè)表iii. 反置頁(yè)表9、 快表（頁(yè)表必須訪(fǎng)問(wèn)兩次內(nèi)存，第一次按頁(yè)號(hào)讀出頁(yè)表中對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，第二次按計(jì)算出來(lái)的絕對(duì)地址進(jìn)行讀寫(xiě)。而快表存在高速緩存，快表找到，內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)一次，找不到內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)兩次）a) 采用兩種方法：一種是在地址映射機(jī)制中增加一組高速寄存器保存頁(yè)表，另一方法是在地址映射機(jī)制中增加一個(gè)小容量的聯(lián)想存儲(chǔ)器（相聯(lián)存儲(chǔ)器）10、 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)：a) 最大容量與地址寄存器位數(shù)有關(guān)，位數(shù)為24，則大小為224Bb) 當(dāng)最大大于實(shí)際，實(shí)際容量=主存+硬盤(pán) 當(dāng)最大小于實(shí)際，實(shí)際容量=最大c) 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)同交換技術(shù)

23、在原理上市類(lèi)似的：交換技術(shù)是以進(jìn)程為單位進(jìn)行的，而虛擬存儲(chǔ)一般是以頁(yè)或段為單位d) 虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理（頁(yè)號(hào)，有效號(hào)，頁(yè)框號(hào)，訪(fǎng)問(wèn)位，修改位，保護(hù)位，禁止緩存位）e) 頁(yè)面調(diào)度策略：調(diào)入策略（請(qǐng)求調(diào)頁(yè)、預(yù)調(diào)頁(yè)）、置頁(yè)策略、置換策略（固定分配局部置換，可變分配全局置換，可變分配局部置換）缺頁(yè)中斷：要訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)面不在內(nèi)存中。11、頁(yè)面置換算法：先進(jìn)先出頁(yè)面置換算法(fifo)，最近最少使用頁(yè)面算法（LRU），最近最不常使用頁(yè)面置換算法（LFU），理想頁(yè)面置換算法（OPT），最近未使用頁(yè)面置換算法（NRU），第二次機(jī)會(huì)頁(yè)面置換算法，時(shí)鐘頁(yè)面置換算法（clock）12、 缺頁(yè)中斷率：a) 影響缺頁(yè)中斷率的

24、因素：分配給程序的內(nèi)存塊數(shù)，頁(yè)面的大小。程序編制方法，頁(yè)面置換算法。b) 中斷率=中斷次數(shù)/頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)總次數(shù)13、 段式和段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案：a) 系統(tǒng)將內(nèi)存空間動(dòng)態(tài)分為若干個(gè)長(zhǎng)度不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域稱(chēng)作一個(gè)物理塊，每個(gè)物理塊在內(nèi)存中有一個(gè)起始地址 稱(chēng)作段首止，從0開(kāi)始編址。用戶(hù)程序的邏輯地址由段號(hào)和段內(nèi)地址組成。自己細(xì)看*段式存儲(chǔ) 操作系統(tǒng)第六單元 文件管理1、文件：信息項(xiàng)是構(gòu)成文件內(nèi)容的基本單位。文件系統(tǒng)的文件名：solaris的UFS 長(zhǎng)度可達(dá)255個(gè)字符，F(xiàn)AT12(MS-DOS 8個(gè)字符，外加句點(diǎn)和3個(gè)字符的拓展名，NTFS也可達(dá)到255個(gè)字符)FAT12不區(qū)分大小寫(xiě) EXT2區(qū)分大小

25、寫(xiě)。FAT12只使用ACSII，MS-DOS和windows 2000/XP對(duì)不同的后綴有特定的解釋。2、 文件系統(tǒng)：是文件和目錄相關(guān)的子系統(tǒng)、是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一中軟件a) 文件系統(tǒng)還負(fù)責(zé)對(duì)文件的按名存取。b) 操作系統(tǒng)對(duì)文件透明存儲(chǔ)3、 文件分類(lèi)：（目的：對(duì)不同文件進(jìn)行管理，提高系統(tǒng)效率，提高頁(yè)面友好性）a) 按文件的用途：系統(tǒng)文件，庫(kù)函數(shù)文件，用戶(hù)文件b) 按文件組織形式 普通文件 目錄文件 特殊文件c) 按文件的保護(hù)方式：只讀文件，讀寫(xiě)文件，可執(zhí)行文件，無(wú)保護(hù)文件d) 信息流向：輸入，輸出，輸入輸出e) 按存放時(shí)限：臨時(shí)，永久，檔案文件f) 按文件的介質(zhì)類(lèi)型：磁盤(pán)文件，磁帶

26、文件，卡片文件，打印文件g) 組織結(jié)構(gòu)：邏輯文件（流式文件和記錄式文件） 物理結(jié)構(gòu)（順序文件，鏈接文件，索引文件）h) UNIX類(lèi)操作系統(tǒng)的文件分類(lèi)：普通文件，目錄文件，特殊文件4、文件系統(tǒng)功能（非重點(diǎn)）：a) 實(shí)施存儲(chǔ)空間分配回收b) 文件按名存儲(chǔ)c) 實(shí)現(xiàn)文件共享，提供保護(hù)和保密d) 向用戶(hù)提高使用的接口e) 系統(tǒng)維護(hù)及向用戶(hù)提供有關(guān)信息f) 保持文件系統(tǒng)執(zhí)行效率g) 提供I/O的統(tǒng)一接口5、 文件的結(jié)構(gòu)a) 文件的邏輯結(jié)構(gòu)：i. 無(wú)結(jié)構(gòu)的流式文件、有結(jié)構(gòu)的記錄式文件ii. 遵循原則：查找快捷、修改方便、空間緊湊、易于操作iii. 流式文件：是無(wú)結(jié)構(gòu)法的，有序字符的集合，UNIX是流式文件

27、結(jié)構(gòu)。iv. 記錄式文件：記錄式文件分為：定長(zhǎng)記錄文件和不定長(zhǎng)記錄文件b) 文件的物理結(jié)構(gòu)：i. 常見(jiàn)的文件的物理結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，鏈接結(jié)構(gòu)，索引結(jié)構(gòu)，I節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)1. 順序結(jié)構(gòu)：優(yōu)：支持順序存儲(chǔ)和隨機(jī)存儲(chǔ)、存取快速 缺：不能動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)、分配空間慢、容易產(chǎn)生碎片2. 鏈接結(jié)構(gòu)：優(yōu)：解決碎片，有利于文件動(dòng)態(tài)擴(kuò)充和增刪 缺：不能隨機(jī)存取，存取速度慢刺頭移動(dòng)多，效率低，可靠性較差，鏈接指針需要空間 windows的FAT文件系統(tǒng)采用的是鏈接結(jié)構(gòu)ii. 文件物理塊（文件物理記錄）：文件分配及傳輸信息的基本單位iii. 物理記錄大小與物理設(shè)備有關(guān)，與邏輯記錄大小無(wú)關(guān)6、 文件的存儲(chǔ)介質(zhì)：a) 介質(zhì)分類(lèi)：順序存

28、取設(shè)備（磁帶），隨機(jī)存取設(shè)備（磁盤(pán)） i. 磁盤(pán)上每個(gè)物理塊的位置確定：柱面號(hào)，磁頭號(hào)，扇區(qū)號(hào)表示。ii. 磁帶特性：存取速度與信息密度，帶速，間隙有關(guān)。iii. 一次訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)的時(shí)間由組成：尋道時(shí)間，延遲時(shí)間（旋轉(zhuǎn)時(shí)間），傳輸時(shí)間iv. 磁盤(pán)位置：1. 已知物流塊號(hào)，則磁盤(pán)地址：a) 柱面號(hào)（磁道號(hào)）=物理塊號(hào)/（磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)）b) 磁頭號(hào)=物理塊號(hào)MOD（磁頭數(shù)*扇區(qū)數(shù)）/扇區(qū)數(shù)7、 文件的存取方式：順序存取，隨機(jī)存?。ㄓ址Q(chēng)為直接存取）。UNIX系統(tǒng)采用了順序存取和隨機(jī)存取兩種方法。8、 文件目錄：每個(gè)文件都設(shè)置了一個(gè)描述性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-文件控制塊（FCB），F(xiàn)CB包含：文件名，文件起始地址等等。文件目錄是FCB的集合、文件目錄放在外存。9、 文件目錄結(jié)構(gòu)a) 一般吧文件目錄設(shè)計(jì)成一級(jí)目錄，二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。i. 一級(jí)目錄：（1）簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)（2）易發(fā)生重命名（3）時(shí)間長(zhǎng)（4）不便共享，適合PC單用戶(hù)ii. 二級(jí)目錄：主文件目錄，用戶(hù)文件目錄 1. 缺點(diǎn)：增加了系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)2. 優(yōu)點(diǎn)：（1）提高速度（2）解決重名（3）可共享（4）實(shí)現(xiàn)文件保護(hù)和保密（5）解決不同用戶(hù)可不同命，但是同名用戶(hù)不能同名iii. 多級(jí)目錄：unix