《四级操作系统原理考试真题复习资料全国计算机等级考试NCRE.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四级操作系统原理考试真题复习资料全国计算机等级考试NCRE.pdf（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算机四级网络工程师之操作系统计算机四级网络工程师之操作系统第一章第一章 操作系统概论操作系统概论1、计算机系统包括 硬件系统、软件系统硬件系统、软件系统.2、计算机系统的资源包括两大类 硬件资源和软件资源硬件资源和软件资源。3、硬件系统：中央处理器，内存储器，外存储器，以及各种类型的输入输出设备（键盘中央处理器，内存储器，外存储器，以及各种类型的输入输出设备（键盘,鼠标显示器，打印机）鼠标显示器，打印机）。4、软件系统：各种程序和数据各种程序和数据。5、软件系统又分为:应用软件、支撑软件应用软件、支撑软件(数据库、网络、多媒体）、系统软件系统软件（操作系统、编译器）6、集中了资源管理功能资源
2、管理功能和控制程序执行功能控制程序执行功能的一种软件称为操作系统。7、操作系统的任务：1）、组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源.2）、向用户提供各种服务功能（一方面,向程序开发和设计人员程序开发和设计人员提供高效的程序设计接口；另一方面，向使用计算机系统的用户计算机系统的用户提供接口）.8、操作系统的特征并发性，共享性，随机性，虚拟性并发性，共享性，随机性，虚拟性9、操作系统的功能进程管理，存储管理，文件管理，作业管理，设备管理，用户接口进程管理，存储管理，文件管理，作业管理，设备管理，用户接口10、操作系统的发展1）、手工操作2)、监控程序（早期批处理）3）、多道批处理4）、分时系统11
3、、UNIX 系统1)、用用 C C 语言编写语言编写2)、是一个良好的、通用的、多用户、多用户、多任务多任务、分时操作系统分时操作系统3）、具有树形文件系统和一定的安全机制12、个人计算机操作系统20 世纪 70 年代微软 MS DOS单用户单任务1984 年苹果操作系统交互式图形功能1992 年微软交互式图形功能操作系统Windows 3.11995 年微软Windows 951991 年Linux遵从 UNIX 标准 POSIX,继承 UNIX 全部优点13、Android 操作系统2007 年 11 月 5 日 Google 公司成立开放手持设备联盟(OHA)，发布基于 Linux2.6
4、 内核的 Android 1.0 beta 版14、操作系统分类1）、按用户界面的使用环境和功能特征分为：批处理操作系统，分时操作系统，实时批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统操作系统;2）、按计算机体系结构的发展分为：个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、个人操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统嵌入式操作系统15、批处理操作系统特点：成批处理成批处理。目标：系统资源利用率高系统资源利用率高、作业吞吐率高作业吞吐率高（单位时间内计算机系统处理作业的个数)优点：作业流程自动化较高，资源利用率高,作业吞吐量大，从而提高了整个系统效率.缺点:用户不能直接与计算机交互，不
5、适合调试程序。16、一般指令和特权指令1）、运行模式:用户模式，特权模式2)、为用户服务的用户模式称作为目态为用户服务的用户模式称作为目态为系统专用的特权模式称为管态为系统专用的特权模式称为管态3）、机器指令划分为 一般指令和特权指令，一般指令和特权指令，特权指令包括：输入输出指令,停机指令17、SPOOLing 技术多道程序的基本思想是在内存中同时保持多大作业,主机可以以交替方式同时处理多个作业。18、分时系统设计思想：分时操作系统将CPUCPU 的时间划分为的时间划分为 若干个小片段若干个小片段 称为时间片特点：多路性，交互性多路性，交互性,独占性，及时性独占性，及时性分时系统追求的目标是
6、及时响应用户输入的交互命令，用来衡量系统及时响应的指标是响应时间,响应时间越短越好.19、实时操作系统实时操作系统是指使计算机能在规定的时间内及时响应外部事件的请求。实时操作系统主要目标是在严格时间范围内，对外部请求作出反应，系统具有高度可靠性。实时操作系统具有的几个方面的能力：1）、具有多道程序系统2)、实时时钟管理3)、过载防护4）、高可靠性20、嵌入式操作系统嵌入式操作系统具有高可靠性、实时性、占有资源少、智能化能源管理、易于连接、高可靠性、实时性、占有资源少、智能化能源管理、易于连接、低成本低成本等优点。21、个人计算机操作系统是一种单用户多任务单用户多任务的操作系统。22、网络操作系
7、统（NOS）目标：相互通信及资源共享两种模式：集中式模式、分布式模式23、分布式操作系统(DOS）特征：1）、是一个统一的操作系统2）、实现资源的深度共享3)、透明性4）、自治性集群是分布式系统的一种。网络操作系统和分布式操作系统主要不同在于：网络操作系统可以构架于不同的操作系统。网络操作系统不要求对网络资源透明的访问,对本地资源和异地资源访问区别对待。分布式操作系统强调单一操作系统对整个分布式系统的管理、调度。24、智能卡操作系统指令集有 ISO/IEC7816-4提供的指令类型:数据管理类、通信控制类、安全控制类四个基本功能:资源管理资源管理,通信管理通信管理,安全管理，应用管理安全管理，
8、应用管理智能卡硬件资源：CPU,存储部件，通信接口25、操作系统结构1）、整体式结构2）、层次式结构3）、微内核（客户机/服务器，典型的 WINDOWS NT）第二章第二章 操作系统运行机制操作系统运行机制1、处理器的构成：运算器，控制器，一系列寄存器和高速缓存运算器，控制器，一系列寄存器和高速缓存运算器：实现任何指令中的算术和逻辑算术和逻辑运算控制器：负责控制程序的运行的流程运行的流程寄存器：指令在 CPU 内部作出处理过程中的暂存数据暂存数据，地址及指令信息的存储设备.在计算机的存储系统中具有最快的访问速度最快的访问速度高速缓存:位于 CPUCPU 和物理内存物理内存之间，一般有内存管理单
9、元管理,访问速度快于内存，访问速度快于内存，低于寄存器低于寄存器2、处理器中的寄存器：用户可见寄存器用户可见寄存器（数据寄存器，地址寄存器，条件码寄存器)控制和状态寄存器控制和状态寄存器（程序计数器PC,指令寄存器 IR，程序状态字 PSW）3、处理器中的指令大致分为5 类：访问存储器指令、算术逻辑指令、访问存储器指令、算术逻辑指令、I/0I/0 指令、控制转移指指令、控制转移指令、处理器控制指令令、处理器控制指令4、特权指令和非特权指令特权指令:只能由操作系统操作系统使用的指令,包括启动某设备指令、设置时钟指令、控制中断屏蔽的某些指令、清主存指令和建立存储保护指令）非特权指令：用户可以使用的
10、5、处理器的状态:划分为管态和目态管态：管态：一般指操作系统管理程序运行的状态，又称为特权态特权态,系统态系统态，目态：目态：一般指用户程序运行时的状态,又称为普通态，用户态普通态，用户态6、CPU 状态的转换目态目态 管态管态的转换通过中断或者异常中断或者异常管态管态-目态目态的转换通过 PSWPSW 指令（修改程序状态字）7、程序状态字 PSW包括：CPU 的工作状态代码、条件码、中断屏蔽码8、存储体系作业和程序只有存放在主存储器(又称内部存储器或者内存）中才能运行9、存储器的层次结构主要考虑的三个问题：容量、速度、成本容量、速度、成本层次化的存储体系：寄存器寄存器,高速缓存，内存高速缓存
11、，内存,硬盘存储器，磁带机和光盘存储器硬盘存储器，磁带机和光盘存储器10、存储保护界地址寄存器界地址寄存器(界限寄存器界限寄存器)存储键存储键11、中断与异常机制中断：CPUCPU 对系统中或系统外发生的异步事件的响应。对系统中或系统外发生的异步事件的响应。引起中断的事件称为中断事件或中断源.中断向量表:程序状态字 WPS+指令计数器 PC12、中断技术解决了主机和外设并存工作的问题作用:能充分发挥处理器的使用效率提高系统的实时能力13、异常中断是由外部事件引起的，异常是由正在执行的指令引发的.14、中断和异常的分类典型的中断典型的中断：时钟中断、输入输出中断、控制台中断、硬件故障中断时钟中断
12、、输入输出中断、控制台中断、硬件故障中断典型的异常典型的异常：程序性中断、访管指令异常程序性中断、访管指令异常15、中断系统中断系统的组成:中断系统的硬件中断装置和软件中断处理程序中断请求的接收=中断响应=中断处理16、中断信号的接收、响应和处理过程简要的归纳为：接收和响应中断接收和响应中断，保护中断断点现场，分析中断变量，调用中断处理程序，中断处理保护中断断点现场，分析中断变量，调用中断处理程序，中断处理结束回复现场，继续执行结束回复现场，继续执行17、几种典型的中断的处理1 1）、I/0I/0 中断中断2)2)、时钟中断、时钟中断3 3）、硬件故障中断、硬件故障中断4 4）、程序性中断、程
13、序性中断5)5)、系统服务请求、系统服务请求(访管中断访管中断）18、中断优先级与中断屏蔽1）、多级中断与中断优先级硬件硬件决定了各个中断的优先级别在同一中断优先级中多 2 个设备接口中同时又中断请求时：固定优先数，轮转法：固定优先数，轮转法2)、中断屏蔽（可屏蔽和不可屏蔽）机器故障中断不可屏蔽不可屏蔽19、系统调用1）、系统调用和一般过程调用区别系统调用：调用程序在用户态调用程序在用户态,被调用程序在系统态被调用程序在系统态一般过程调用：在相同状态（核心态或者用户态在相同状态（核心态或者用户态)2）、系统调用分类：进程控制类系统调用进程控制类系统调用文件操作类系统调用文件操作类系统调用进程通
14、信类系统调用进程通信类系统调用设备管理类系统调用设备管理类系统调用信息维护类系统调用信息维护类系统调用20、I/O 技术主题：主题：I/OI/O 结构，通道，直接存储器存取结构，通道，直接存储器存取(DMA(DMA）技术，缓冲技术）技术，缓冲技术1）、通道：代替代替 CPUCPU 对对 I/OI/O 操作的控制操作的控制,从而使使 CPUCPU 和外设和外设可以并行工作,所以称为 I/O处理机2）、DMA 技术自动控制成块数据在内存和I/O 单元之间的传送3）、缓冲技术：数据暂存技术,设置一个缓冲区。采用缓冲区的根本目的：CPUCPU 处理数据的能力与设备传输数据速度不相匹配处理数据的能力与设
15、备传输数据速度不相匹配，需需要用缓冲区来缓解速度的矛盾。要用缓冲区来缓解速度的矛盾。21、时钟一般分为:硬件时钟硬件时钟软件时钟软件时钟用途分为：绝对时钟绝对时钟相对时钟相对时钟(又称间隔时钟）又称间隔时钟）第三章第三章 进程线程模型进程线程模型1、多道程序的设计模型采用多道程序的设计可以提高提高 CPUCPU 的利用率的利用率2、程序的顺序执行顺序性顺序性封闭性封闭性程序执行结果的确定性程序执行结果的确定性程序执行结果的可再现性程序执行结果的可再现性3、多道程序设计通常采用并行并行操作技术，使系统的各种硬件资源尽量做到并行工作。4、多道程序设计环境的特点根本目的：提高整个操作系统的效率提高整
16、个操作系统的效率。衡量系统效率的尺度：系统吞吐量系统吞吐量 系统吞吐指在单位时间内系统所处理作业的道数在单位时间内系统所处理作业的道数。多道程序的特点:独立性独立性,随机性，资源共享性随机性，资源共享性5、程序的并发执行并发执行,指两个或两个以上的程序在计算机中同处于已开始执行且尚未结束的状态。1、并发程序在执行期间具有相互制约关系并发程序在执行期间具有相互制约关系2、程序与计算不再一一对应程序与计算不再一一对应3、并发程序执行结果不可再现并发程序执行结果不可再现宏观上是同时进行的，但从微观上，在单个CPU 中 仍然是顺序执行的6、进程模型：进程控制块的概念从操作系统的角度：分为系统进程和用户
17、进程系统进程和用户进程(系统进程优先级高于用户进程）7、进程和程序的联系和区别联系：程序是构成进程的组成部分之一,从静态角度，进程是由程序、数据和进程控制进程是由程序、数据和进程控制块块(PCB(PCB）组成）组成.区别：程序是静态的程序是静态的,进程是动态的进程是动态的8、进程的特性：1）、并发性并发性2）、动态性动态性（动态产生，动态消亡)3）、独立性独立性(一个进程是相对完整的资源分配单位）4）、交往性交往性（进程间相互作用）5）、异步性（异步性（相互独立 不可预知的速度向前推进）9、进程的状态及其状态转换三状态：运行三状态：运行 就绪就绪 等待等待就绪-运行进程被调度的程序选中运行就绪
18、时间片用完运行等待等待某事件发生等待-就绪等待的事件已经发生五状态：运行，就绪五状态：运行，就绪,阻塞阻塞,创建创建,结束结束状态转换：创建进程，提交,调度运行，释放，超时，事件等待，事件出现。(P50）七状态：运行，阻塞七状态：运行，阻塞,创建，结束，就绪挂起创建，结束，就绪挂起,阻塞挂起阻塞挂起,就绪就绪新引入的状态:挂起和激活10、进程控制块 PCBPCB 的内容可以分为调度信息调度信息和现场信息两大部分现场信息两大部分调度信息调度信息包括（进程名进程名,进程号，存储信息，优先级，当前状态，资源清单，进程号，存储信息，优先级，当前状态，资源清单，“家族”关“家族”关系，消息队列指针，进程
19、队列指针和当前打开文件系，消息队列指针，进程队列指针和当前打开文件）现场信息现场信息（程序状态字，时钟，界地址寄存器程序状态字，时钟，界地址寄存器）进程的组成：程序程序,数据数据 和进程控制块和进程控制块11、PCBPCB 组织（线性线性方式，索引，索引方式，链接链接方式）12、进程的队列(就绪队列，等待队列就绪队列，等待队列,运行队列运行队列)13、进程控制进程控制是通过原语来实现的。进程控制是通过原语来实现的。原语通常由若干条指令所组成，用来实现某个特定的操作。14、进程控制原语：创建进程，撤销进程，挂起进程，激活进程,阻塞进程,唤醒进程以及改变进程优先级。创建原语：创建原语：创建一个进程
20、的主要任务是建立进程控制块PCB撤销原语：撤销原语：撤销进程的实质是撤销PCB阻塞原语：阻塞原语：某进程执行过程中,需要执行 I/O 操作，则由该进程调用阻塞原语把进程从运行状态转换为阻塞状态唤醒原语：唤醒原语：一个进程因为等待事件的发生而处于等待状态，当等待事件完成后,就用唤醒原语将其装换为就绪状态15、UNIX 通过 forkfork（)函数函数创建子进程16、线程模型（更小的独立运行的基本单位线程）引入线程是为了减少并发执行时所付出的时间和空间开销。进程拥有两个基本属性：进程是一个可拥有资源的独立单位进程是一个可拥有资源的独立单位,又是一个可以独立调度和又是一个可以独立调度和分派的基本单
21、位。分派的基本单位。17、线程的基本概念线程是进程中的一个实体，是是 CPUCPU 调度和分派的基本单位调度和分派的基本单位一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程的多个线程之间可以并发执行线程特性：每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表。每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表。不同的线程可以执行相同的程序不同的线程可以执行相同的程序.同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间。同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间。线程是处理器的独立调度单位，多个线程是可以并发执行的。线程是处理器的独立调度单位，多个线程是可以并发执行的。一个线程被创建后便开始了它的生命周期。一个线程
22、被创建后便开始了它的生命周期。18、引入线程的好处:花费时间少、创建的速度比进程块、系统开销少、两线成的切换花费花费时间少、创建的速度比进程块、系统开销少、两线成的切换花费时间少、线程间信息传送速度快、能独立运行时间少、线程间信息传送速度快、能独立运行19、线程和进程比较线程又称为轻量级进程,传统的进程称为重量级进程。调度:线程作为调度和分派的基本单位线程作为调度和分派的基本单位，进程作为资源拥有的基本单位。进程作为资源拥有的基本单位。并发性：能更有效地使用系统资源和提高系统的吞吐量。拥有资源:线程不拥有系统资源线程不拥有系统资源系统开销：进程的开销远大于线程的开销进程的开销远大于线程的开销2
23、0、线程实现机制第一种:用户级线程用户级线程不依赖于内核不依赖于内核典型操作系统：典型操作系统：LINUXLINUX第二种：内核级线程内核级线程依赖内核依赖内核典型操作系统：典型操作系统：WindowsWindows第三种:混合实现方式混合实现方式同时实现用户级线程和内核级线程同时实现用户级线程和内核级线程典型操作系统：典型操作系统：SolarisSolaris21、进程（线程）调度一般分为：高级调度(作业调度)，中级调度，低级调度（进程（线程）调度）进程（线性)调度即处理机调度22、调度算法的设计原则1）、进程行为:当一个进程等待外部设备完成工作而被阻塞的行为属于I/O某些进程花费了绝大多数
24、时间在计算上面的称为计算密集型（CPU 密集型)在等待 I/0 花费了绝大多数的时间的称为I/0 密集型2）、系统分类:通常分为批处理、交互式和实时系统23、调度算法的设计目标调度算法的设计目标设计目标：公平，系统策略的强制执行，保持系统的所有部分尽可能忙碌公平，系统策略的强制执行，保持系统的所有部分尽可能忙碌通常检查三个指标：吞吐量，周转时间以及吞吐量，周转时间以及 CPUCPU 利用率利用率周转时间：从一个批处理作业提交时刻开始直到改作业完成时刻为止统计的平均时间平均时间24、进程（线程进程（线程)调度算法调度算法先来先服务先来先服务(非抢占式）非抢占式）最短作业优先（非抢占式）最短作业优
25、先（非抢占式）最短剩余时间优先（抢占式最短剩余时间优先（抢占式 SRTNSRTN）轮转法轮转法(R(RR R）将 CPU 处理时间分成一个个时间片,影响时间片的因素（系统响应时间，就绪进程的数目，计算机的处理能力)，将时间片设为 2050ms 通常是比较合理的折中。最高优先级算法最高优先级算法多级反馈队列算法（综合了先进先出，时间片，可抢占式）多级反馈队列算法（综合了先进先出，时间片，可抢占式）最短进程优先最短进程优先实时系统中的调度算法实时系统中的调度算法1）速率单调调度算法速率单调调度算法(RMS)2）最早最终时限优先调度最早最终时限优先调度（EDF）第四章第四章 并发与同步并发与同步1、
26、进程（线程）间相互作用进程同步是指多个进程中发生的事件存在某种时序关系，必须协同工作，相互配合，是指多个进程中发生的事件存在某种时序关系，必须协同工作，相互配合，以共同的完成一个任务以共同的完成一个任务.进程互斥是指由于共享资源所要求的排他性，由于共享资源所要求的排他性，进程间要相互竞争进程间要相互竞争,以使用这些互斥资源。以使用这些互斥资源。2、进程互斥的解决方法:一是由竞争各方平等协商竞争各方平等协商，二是引入进程管理者进程管理者3、临界资源是指计算机系统中的需要互斥使用的硬件或软件资源计算机系统中的需要互斥使用的硬件或软件资源4、计算机中的资源共享的程度可分为三次：互斥，死锁互斥，死锁,
27、饥饿饥饿。互斥 是指多个进程不能同时使用同一个资源是指多个进程不能同时使用同一个资源.死锁 是指避免多个进程互不相让，避免出现都得不到足够资源的情况是指避免多个进程互不相让，避免出现都得不到足够资源的情况饥饿 避免某些进程一直得不到资源或得到资源的概率很小避免某些进程一直得不到资源或得到资源的概率很小5、临界资源访问过程临界资源访问过程分成：进入区，临界区进入区，临界区,退出区退出区,剩余区。剩余区。6、遵循的准则：空闲则入，忙则等待，有限等待，让权等待空闲则入，忙则等待，有限等待，让权等待7、管程:一个管程由 过程 变量 数据结构等组成的集合一个管程由四个部分组成：管程名称，共享数据的说明，
28、对数据进行操作的一组进程：管程名称，共享数据的说明，对数据进行操作的一组进程和对公共享数据赋初值的语句。和对公共享数据赋初值的语句。8、管程三个主要特征：模块化模块化 抽象数据类型抽象数据类型 信息隐蔽信息隐蔽9、进程通信解决进程之间的大量信息通信的问题有三类方案：共享内存，消息机制以及通过共享文件进行通信(管道通信），这三种方式可以称为高级通信原语.10、共享内存：设有一个公共内存区11、消息机制消息机制：消息缓冲通信消息缓冲通信(用来发送消息原语，接收消息原语）信箱通信信箱通信（可存信件数，已有信件数，可存信件的指针）管道通信管道通信(UNIX 就是连接两个进程之间的一个打开的共享文件）优
29、点：传输数据量大 但通信速度慢第五章第五章 内存管理内存管理1、计算机系统中的存储器分为两类：内存储器和外存储器，处理器可以直接访问内存处理器可以直接访问内存 但不但不能直接访问外存能直接访问外存.CPU 通过启动相应的输入输入/输出设备输出设备后才能使外存和内存交换信息.2、对于内存速度和容量的要求是：内存的直接存取速度尽量快到与CPU 取值速度相匹配，其容量达到能装下当前运行的程序和数据3、存储器由内存和外存组成。内存空间由存储单元组成的一堆连续的地址空间，简称内存空间。内存空间一般分为:系统区和用户区系统区和用户区4、存储管理的主要任务：1）、内存的分配和回收组织方式：位示图表示法，空闲
30、页面表，空闲块表位示图表示法，空闲页面表，空闲块表内存分配两种方式：静态分配静态分配(程序运行前运行前)和动态分配动态分配（在目标模块装入时装入时确定并分配的）。2)、存储共享：两个或多个进程共用内存中的相同区域.内容包括：代码共享（纯代码）和数据共享.3）、存储保护：为多个程序共享内存提供保障，使得内存的各程序只能访问其自己的区域，避免各程序间的相互干扰。分为地址越界保护和权限保护。分为地址越界保护和权限保护。4)、“扩充”内存容量：在逻辑上扩充了内存容量5、地址转换:逻辑地址从“0开始，绝对地址就是物理地址。分为 地址重定位地址重定位 把逻辑地址逻辑地址装换成绝对地址。绝对地址。静态重定位
31、静态重定位 把程序的指令地址和数据地址全部转换程绝对地址绝对地址,在程序执行前完成动态重定位动态重定位 直接把程序装入到分配的内存区域中直接把程序装入到分配的内存区域中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换为绝对地址。绝对地址。由于地址转换是在程序执行时动地址转换是在程序执行时动态完成的，故称为动态重定位。态完成的，故称为动态重定位。6、内存管理内存管理方案:单一用户（连续区单一用户（连续区)管理管理，分区分区管理，页式页式管理，段式段式管理，段页式段页式管理7、分区存储管理方案：把内存划分为若干个连续区域,每个分区装入一个运行的程序。分区的方式归纳成 固定分区和可变
32、分区固定分区和可变分区。固定分区：在程序运行时必须提供对内存资源的最大申请量最大申请量。可变分区：在装入程序时划分内存分区，可变分区有较大的灵活性，比固定分区有更好更好地内存利用率地内存利用率.8、移动技术：解决碎片问题的办法是在适当的时刻进行碎片整理进行碎片整理。移动技术可以集中分散的空闲区，提高内存的利用率，便于作业动态扩充内存。缺点:移动技术会增加系统的开销，移动是有条件的。9、可变分区的实现：硬件设置两个专用的控制寄存器：基址寄存器基址寄存器（起始地址)和限长寄存限长寄存器器（存放长度）.10、空闲分区的分配策略空闲分区的分配策略：最先适应算法，最优适应算法，最坏适应算法，下次适应算法
33、。11、分区的回收12、分区的保护：系统设置界限寄存器系统设置界限寄存器,保护键方法保护键方法13、分区管理方案的优缺点在内存利用率方面：可变分区的内存利用率比固定分区高缺点:内存使用仍不充分，并且存在较为严重的碎片问题，浪费处理机时间14、覆盖技术和交换技术覆盖技术覆盖技术和交换技术交换技术的主要区别是控制交换的方式不同,前者主要是在早期的系统中,而后者目前主要用于小型分时系统小型分时系统.交换技术又称为对换技术：进程从内存移到磁盘并再移回内存称为交换。交换技术多用于分时系统中。缺点：在交换时需要花费大量的CPU 时间，影响对用户的响应时间.15、页式存储管理方案页式存储器使用的逻辑地址由两
34、部分组成，页号和页内地址页号和页内地址。块号=字号*字长+位号16、地址转换与块表物理地址=内存块号块长+页内地址页表:多级页表多级页表，大多数操作系统采用二级页表，散列页表散列页表反置页表反置页表17、快表快表:当要按给定的逻辑地址进行读写时,必须访问两次内存，第一次按页号读出页表中第一次按页号读出页表中对应的块号对应的块号，第二次按计算出来的绝对地址进行读写第二次按计算出来的绝对地址进行读写为了提高存取速度，采用两种方法：一种是在地址映射机制中增加一组高速寄存器保存页表，另一方法是在地址映射机制中增加一个小容量的联想存储器（相联存储器)18、虚拟存储技术与虚拟页式存储管理方案的实现虚拟存储
35、技术虚拟存储技术：利用大容量的外存来扩充内存利用大容量的外存来扩充内存(简称虚拟内存）虚拟存储技术同交换技术在原理上市类似的：交换技术交换技术是以进程进程为单位进行的，而虚拟虚拟存储存储一般是以页或段页或段为单位。虚拟页式存储管理在使用虚拟页式存储管理时需要在页表中增加以下的表项：页号，有效号，页框号，访问位，修改位，保护位，禁止缓存位19、缺页中断:要访问的页面不在内存中。要访问的页面不在内存中。20、页面调度策略页面调度策略：调入策略调入策略（外存调入内存），置业策略，置业策略和置换策略置换策略.21、置换策略置换策略分为（固定分配局部置换固定分配局部置换,可变分配全局置换可变分配全局置换
36、,可变分配局部置换可变分配局部置换）22、页面置换算法:刚被调出的页面又要立即要用，因而又要把他装入，频繁的调度，这种现象称为抖动或抖动或者颠簸者颠簸页面置换算法有：先进先出页面置换算法先进先出页面置换算法(FIFO)(FIFO)最近最少使用页面置换算法最近最少使用页面置换算法(LRU(LRU）最近最不常使用页面置换算法（最近最不常使用页面置换算法（LFU)LFU)理想页面置换算法（理想页面置换算法（OPTOPT）最近未使用页面置换算法最近未使用页面置换算法(NRU(NRU）第二次机会页面置换算法第二次机会页面置换算法时钟页面置换算法时钟页面置换算法(Clock)(Clock)23、缺页中断率
37、：缺页中断率与缺页中断的次数有关影响缺页中断率的因素：分配给程序的内存块数，页面的大小，程序编制方法，页面置换算法。24、段式和段页式存储管理方案:系统将内存空间动态分为若干个长度不同的区域，每个区域称作一个物理块，每个物理块在内存中有一个起始地址，称作段首止,从 0 开始编址，用户程序的逻辑地址由段号和段内地址组成。自己细看*段式存储第六单元第六单元 文件管理文件管理1、文件：可以被解释为一组带有标识的、在逻辑意义有完整的意义的信息项的序列，这个标识为文件名，信息项是构成文件内容的基本单位信息项是构成文件内容的基本单位.2、各种文件系统的文件命名不尽相同。文件系统的文件名:solarisso
38、laris 的的 UFSUFS 长度可达 255255 个字符，FAT12(FAT12(MSDOS 8 个字符，外加句点和 3 个字符的拓展名，NTFSNTFS 也可达到 255255 个字符）FAT12FAT12不区分大小写不区分大小写 EXT2EXT2 区分大小写。区分大小写。FAT12FAT12只使用只使用 ACSIIACSII，MSMSDOSDOS 和和 windowswindows2000/XP2000/XP 对不同的后缀有特定的解释。对不同的后缀有特定的解释。3、文件系统：是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。文件系统还负责对文件的按名存取和对文件进行存取控制按名存取和对文件进行
39、存取控制4、文件分类：按文件的用途用途:系统文件，库函数文件系统文件，库函数文件,用户文件用户文件按文件组织形式组织形式：普通文件普通文件 目录文件目录文件 特殊文件特殊文件一些常见的文件分类方式：按文件的保护保护方式：只读文件，读写文件，可执行文件，无保护文件只读文件，读写文件，可执行文件，无保护文件按文件的信息流向信息流向分类：输入文件，输出文件，输入输出文件按文件的存放时限存放时限:临时文件，永久文件，档案文件按文件的介质类型介质类型:磁盘文件，磁带文件磁盘文件，磁带文件,卡片文件，打印文件卡片文件，打印文件按文件的组织结构:逻辑文件逻辑文件（流式文件和记录式文件流式文件和记录式文件）物
40、理结构（顺序文件顺序文件,链链接文件，索引文件接文件，索引文件)UNIX 类操作系统的文件分类：普通文件普通文件,目录文件目录文件,特殊文件特殊文件5、文件的结构文件的逻辑结构逻辑结构:分为三类 无结构的字符流式文件无结构的字符流式文件,定长记录文件和不定长记录文件定长记录文件和不定长记录文件。定长记录文件和不定长记录文件统称为记录式文件记录式文件。流式文件：是有序字符的集合，UNIXUNIX 是流式文件结构。是流式文件结构。记录式文件：是一组有序记录的集合。构成文件的基本单位是记录记录，记录式文件分为:定长记录文件和不定长记录文件定长记录文件和不定长记录文件6、文件的物理结构：常见的文件的物
41、理结构物理结构:顺序结构，链接结构，索引结构顺序结构，链接结构，索引结构WindowsWindows 的的 FATFAT文件系统采用的是链接结构链接结构。7、文件的存储介质：文件在存储设备上的存取，顺序存取设备（磁带），随机存取设备（典型设备：磁盘）磁盘上每个物理块的位置位置可以用柱面号柱面号,磁头号，扇区号磁头号，扇区号表示。一次访问磁盘的时间一次访问磁盘的时间由寻道时间，旋转定位时间，数据传输时间寻道时间，旋转定位时间，数据传输时间所组成。8、文件的存取方式：顺序存取，随机存取顺序存取，随机存取（又称为直接存取）。UNIXUNIX 系统采用了顺序存取系统采用了顺序存取和随机存取两种方法。和
42、随机存取两种方法。9、文件目录:文件系统的一个特点是按名存取，为了管理大量文件，为每个文件都设置了一个描述性数据结构文件控制块（文件控制块（FCB)FCB),把所有文件的文件控制块有机组织起来，就构成了文件控制块的一个有序集合，称为文件目录文件目录。10、目录文件：文件目录以文件的形式保持起来,这个文件就被称为目录文件。目录文件是目录文件是长度固定的记录式文件长度固定的记录式文件.11、文件目录结构一般把文件目录设计成一级目录，二级目录结构，多级目录结构。二级目录分为两级：主文件目录主文件目录,用户文件目录用户文件目录缺点:增加了系统开销12、树形目录：高层次为根目录根目录,最底层为文件文件。
43、树形目录优点：便于分类，层次清楚,解决了文件重命名问题,查找搜索速度快。一个一个 UNIXUNIX 系统的根目录由系统的根目录由 binbin，etcetc，lib,tmplib,tmp，usrusr 构成构成13、路径名：当前正在使用的目录：当前目录有两种路径检索的方法:一种是全路径名（又称为绝对路径名)，另一种是相对路径.14、文件目录的改进：目录项（FCB）分为符号目录项和基本目录项.目录项分解法优点：减少了访问磁盘的次数，提高了文件目录检索速度。15、存储空间的分配与回收四种不同的方案位示图，空闲块表，空闲块链表，成组链接位示图，空闲块表，空闲块链表，成组链接成组链接的管理方式比普通的
44、链接方式效率高.16、实现文件系统的表目系统打开文件表用户打开文件表关系：用户打开文件表指向了系统打开文件表。17、记录的成组与分解:大概看看 158 页18、文件的操作建立文件：用户名，文件名,存取方式,存储设备类型，记录格式，记录长度。建立文件的实质是建立文件的文件控制块FCB19、文件的保护和安全文件的共享在多级目录中链接法是常用的实现文件共享技术，矩形表示目录，圆圈表示文件矩形表示目录，圆圈表示文件UNIXUNIX 采用了别名的方式采用了别名的方式20、文件的保护建立副本，定时转储，规定文件的存取权限建立副本，定时转储，规定文件的存取权限（采用树形目录结构,存取控制表）21、文件的存取
45、权限存取权限1 1。存取控制矩阵。存取控制矩阵2.2.二级存取控制二级存取控制3 3。UNIXUNIX 中的文件存取权限中的文件存取权限(文件属主或文件拥有者（owner)，文件属组的同组用户(group)，其他用户（other)）22、文件的保密措施:1.隐蔽文件目录2。设置口令3.使用密码23、文件系统的性能物理基础是磁盘设备.磁盘存储器的服务效率、速度和可靠性成为文件系统性能和可靠性的关键。常见的提高文件系统的技术文件系统的技术：块高速缓存，合理分配磁盘空间，磁盘的驱动调度，信块高速缓存，合理分配磁盘空间，磁盘的驱动调度，信息的优化分布息的优化分布,RAID,RAID 技术技术24、磁盘
46、的驱动调度：磁盘的驱动调度：磁盘的存取访问时间:寻道时间，旋转延迟时间，传输时间寻道时间，旋转延迟时间，传输时间。设计磁盘调度算法考虑的因素:公平性 高效性1）移臂调度移臂调度：根据访问者指定的柱面位置来决定执行的次序，目的在于减少操作中的寻找时间。一般采用以下几种移臂调度算法：先来先服务调度算法（先来先服务调度算法（FCFSFCFS），最短寻道时间优先，最短寻道时间优先调度算法（调度算法（SSTFSSTF），扫面算法（，扫面算法（SCANSCAN），循环扫描算法（，循环扫描算法（C-SCANC-SCAN）2)旋转调度25、RAID 技术：RAID0 采用多个磁盘并行以提高读写速度，RAID
47、1 用磁盘镜像的方法提高存储的可靠性，RAID 2 和 RAID 3 以“位或者“字节作为并行单位，RAID 4 的并行单位是块。26、WINDOWS 的 FAT文件系统和 UNIX 文件系统FATFAT（file allocation table）简单的目录结构,三个版本:FAT-12,FAT-16,FAT 32，FAT系统以簇以簇为单位分配。引导扇区，文件分配表，根目录（大小为32 字节）27、UNIX 文件系统UNIX 普通文件的物理结构是三级索引结构。第七单元第七单元 I/O I/O 设备管理设备管理1、输入输出设备(I/O 设备）也称为外部设备，狭义的 I/O 设备不包括外存设备，广
48、义的就是上述所说.设备管理是操作系统总体性能的重要决定因素,重要表现指标和常见瓶颈之一。2、设备管理的任务:CPU 性能越高，I/O 设备性能同,CPU 性能不匹配的反差也越大。操作系操作系统通过缓冲技术，中断技术，虚拟技术解决这一问题。统通过缓冲技术，中断技术，虚拟技术解决这一问题。3、设备的分类：按设备的使用特性使用特性分类：I/OI/O 设备和存储设备设备和存储设备。I/O 设备是计算机与外部世界交换信息的设备。调制解调器和网络适配器也处于调制解调器和网络适配器也处于 I/OI/O 设设备备，用于构建计算机网络通信系统。存储设备是计算机用来存放信息的设备，如磁带，磁盘，光盘，U 盘。按设
49、备的信息组织方式信息组织方式来划分：字符设备和块设备字符设备和块设备键盘，终端，打印机等以字符为单位组织的和处理信息的设备为字符设备，而磁盘,磁带等以数据块为单位组织和处理信息的为块设备。按设备的共享性共享性分类：共享设备，独占设备，虚拟设备共享设备，独占设备，虚拟设备。磁盘是典型的共享设备，独占设备的使用效率低是造成死锁的条件之一，为此引入了虚拟设备的概念，虚拟设备是指虚拟技术把独占设备改造成可以由多个进程共享的设备,SPOOLING 技术是非常重要的虚拟设备技术。4、I/O 硬件组成:I/OI/O 端口地址端口地址主要有两种编址方式：内存映射编址和内存映射编址和 I/OI/O 独立编址。独
50、立编址。5、I/O 设备数据传送控制方式程序直接控制方式程序直接控制方式,中断控制方式中断控制方式,DMA,DMA 方式，通道控制方式。方式，通道控制方式。程序直接控制方式：优点是CPU 和外设的操作能通过状态信息得到同步缺点是 CPU 效率较低.适用于那些 CPU 执行速度较慢，外围设备少的系统，如单片机.中断控制方式:CPU 与外设大部分时间内并行工作，具有实时响应能力，及时处理异常情况，提高计算机的可靠性。DMA 方式：直接内存访问，是一种完全由硬件执行 I/O 数据交换的工作方式,DMA 控制器从 CPUCPU 完全接管对总线的控制，数据交换不经过完全接管对总线的控制，数据交换不经过C