第三章计算机软件基础课件

第三章计算机软件基础第三章计算机软件基础第三章计算机软件基础3.3操作系统的组成操作系统进程管理存储管理文件管理设备管理用户接口CPU内存外存外设用户对计算机系统中的软硬件资源进行管理和控制；合理组织计算机的工作流程；为用户提供一个使用计算机的接口和界面3.3.1进程管理I1C1P1C2C3输入设备处理机输出设备I2I3P2P3程序1程序2程序3t1t2t3t4t5t6t7t8t9顺序执行的程序并发执行例例：程序A：每执行一次都要做N=N+1；程序B，每执行一次都要做print(N)，然后使N=0。设某时刻N=n执行：先运行A，再运行B，得N为：n+1,n+1,0先运行B，再运行A，得N为：n,0,1先运行B的print(N)，再运行A，之后运行B的N=0，得N为：n,n+1,0进程的状态转换在整个生存周期内，进程的状态处于不断变化中阻塞状态时间用完获得资源等待资源进程调度执行状态新进程就绪状态终止接纳完成5进程的组成程序块即程序，描述进程所要完成的操作数据集合执行时所需要的数据集和工作区进程控制块PCB记录进程的各种信息PCB是进程控制的核心，OS通过PCB实现对进程的控制和管理。6进程控制块中的信息进程标识信息进程调度信息：进程状态、进程优先级等；进程现场信息：记录进程因放弃CPU，而必须保存的现场信息，作为再次恢复运行时从断点处开始执行的依据；进程控制信息；资源表、链表指针等进程家族信息：记录该进程与其父进程和子进程的相关信息确保结果可再现的重要因素7问题的提出计算机处理的数据和程序都是存放在外存中，使用时才调入内存。引出问题：调入内存过程中如何分配存储空间？多个程序的存储空间怎样分配？在小内存中能否运行大程序？同一程序多次装入内存其地址相同吗？如何防止内存中的多道程序间的干扰？存储分配存储扩充地址变换存储保护存储分配

按分配策略和分配算法分配主存空间地址变换

将程序中的逻辑地址转换为内存中的物理地址存储保护

保护各类程序及数据区免遭破坏存储扩充

解决在小的存储空间中运行大程序的问题存储器管理的主要功能9程序的装入和链接程序从编写到可执行的过程：源程序编译链接目标程序可执行程序10用户程序的处理步骤内存装入程序装入模块链接程序由编译程序产生的目标模块┇库函数编译链接装入11存储分配绝对装入——直接分配内存

在源程序中直接使用主存的物理地址可重定位装入：静态分配——程序装入前，一次性说明整个程序

所需要的地址空间动态分配——程序被装入主存或在执行过程中，

动态的确定存储器分配

现代多道程序系统中，主要采用动态分配方式12

地址变换由源程序中的符号名空间→目标程序的逻辑地址空间→主存中的物理地址空间。inta;floatb;charc;

2FF0H

a的绝对地址3EC0H

b的绝对地址

c的绝对地址4DAAHa的逻辑地址

b的逻辑地址

c的逻辑地址进程的存储空间源程序符号空间目标程序地址空间13地址重定位逻辑地址空间——在多道程序系统中，因为编译器不能预知目标程序模块在内存中的位置，故每个作业的主存地址均认为由0开始。将一个作业的逻辑地址变换为要装入的主存物理地址的过程——地址重定位，即：对目标程序中的指令和数据地址进行修改的过程。静态重定位动态重定位重定位方式：14动态地址重定位在程序执行过程中进行的重定位，即在每次访问内存单元前通过硬件的地址变换机构进行地址变换。15动态地址重定位示意图3001000+

0100300600

••••••••••••

0110013001600I1，300135作业A地址空间有效地址重定位寄存器主存空间I1，300135存放装入主存时程序的起始地址。作业在主存中的实际地址=有效地址+重定位寄存器内容。16动态地址重定位的特点目标模块装入主存时无需任何修改，装入后再移动不会影响其正确运行，有利于解决存储器碎块问题；若一个模块由若干个相对独立的目标模块组成，每个目标模块可分别装入互不相邻的内存区域。这样便于内存的充分利用和资源的共享。需附加硬件支持，增加了系统的开销。173.存储保护计算机中运行的程序：系统程序用户程序不同类型的程序存储于不同的存储区域中18存储保护为了确保各类程序在各自的存储区内独立运行，互不干扰，系统必须提供安全保护功能——各类程序的实际使用区域分隔开存储区域划分为:用户存储空间区域系统存储区域。系统区域用户区域主存空间的分区保护示意图194.存储器扩充主导思想是：如何在有限的主存空间中，处理大于主存的程序扩充主存常用的有效方法：“自动覆盖”技术“交换”技术“虚拟存储”技术20虚拟存储器技术由内存和部分磁盘存储器构成基本思想：把部分外存空间作为主存使用，以此为用户提供足够大的地址空间——虚存空间。用户可以在这个地址空间内编程，而完全不考虑主存的大小。虚拟存储器内存外存虚拟存储器虚拟存储器技术实际上是采用内、外存结合的办法实现的。具有调入和置换功能、能从逻辑上实现对内存容量的扩充的存储器系统；仅将作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统；基于程序的局部性原理；实存（主存）和虚存（外存）之间的信息调度管理由操作系统负责，虚实地址的转换由硬件负责。用户编程时可完全不考虑主存的大小。223.3.3文件管理文件的结构指文件的组织形式，任何文件都存在两种形式的结构：逻辑结构和物理结构，用户可见的是文件的逻辑结构，系统实现的是文件的物理结构。3.3.3文件管理文件系统采用“目录”结构管理文件。计算机通过查询目录来实现对文件的“按名存取”。3.5.2电子表格工作表常用函数求和函数：格式为SUM（计算区域求平均值函数：格式为AVERAGE（计算区域）求个数函数：格式为COUNT（计算区域）求最大值函数：格式为MAX(计算区域)求最小值函数：格式为MIN(计算区域)四舍五入函数：格式为ROUND（单元格，保留小数位数），是对指定单元格中的数值按照要求保留位数，进行四舍五入。排位函数：格式为RANK(查找值，参照区域)，功能是返回查找值在参照区域中的排位。5图表选择图表类型选择数据添加序列选择序列值编辑轴标签建立图表步骤设置样式5图表图表类型特性应用场景图表实例饼图反映部分占整体的构成比例收支表中各项支出比例产品的市场份额柱形图各项之间的比较一段时间内的数据变化学生成绩的比较一年中多个月份的销售额变化条形图反映不同项目之间的比较适合分类轴文字较多的项目曲线图反映随时间变化的趋势一年中多个月份的销售额变化散点图反映相关性