《计算机操作系统》课件OS-chapter 8

第八章UNIXSYSTEMV的内部结构系统调用本章重点及难点：进程结构和进程调度系统调用UNIX中文件的管理8.1进程结构和进程调度UNIX进程分两部分：USER：（U区）其中存放普通信息（进程表项的扩充信息），其中存放着该进程的私用控制信息，它只能被运行在核心态的进程所存取。系统区表：SYSTEMV把进程的虚地址空间划分为若干个逻辑区，有正文区、数据区、栈区等。区是进程虚拟地址空间上的一段连续区域，它是被共享、保护及进行内存分配和地址变换的独立实体，它相当于存贮器管理中所设的“段”。多个进程共享一个区，例如：多个进程共享一个正文区，即这几个进程将执行同一个程序。为了管理每个进程中的区，系统中设有一个称为区表的数据结构，系统中存在的每个区都在该表中占一个表项PROC：（进程表项）其中含有最常用的信息，这些信息包含相应的进程控制信息，由核心对它们进行存取。进程区表：为了记录进程的每一个区在进程中的虚地址，并通过它找到该区在物理存储器中的实地址，系统为每一个进程配置了一张进程区表，表中每项记录一个区的起始虚地址及指向系统区表中对应的区表项。这样核心通过查找进程区表和系统表，便可将区的逻辑地址变换为内存地址。可见，进程区表和系统区表用于对区地址进程映象。这里用两张表实现地址变换是为了便于实现区的共享。每个进程对应的程序放在正文段，相应数据放在数据区。正文数据栈正文数据栈abcdef…………abcde由PROC、USER，系统区表项和进程区表项以及区构成，其结构如下

A和B共享一个进程的数据结构正文区本进程区表abc进程表项指针abc进程状态及其转换

系统调用中断sleepwakeupswitcwakeup唤醒内存有空switc内存无空内存有空获得处理机进程调度剥夺返回返回921753648fork执行了exit进程已不复存在。（结束进程对通过exit()。而它是系统调用。系统调用在核心态执行。所以只能由核心态转姿态9.8.2几个系统调用1、与进程管理有关的系统调

返回fork()1）fork():建立进程。0:子进程返回（子进程创建成功）

子进程的pid父进程返回

main(){intsum=0,i,n;if(fork()==0,{intmul=l,i;for(i:=1;i<=100;i++)mul*i;父

Printf();1Exit(0);}else子2wait(&n);{fori:=1toi<=20;i++}sum+=i;孙

Printf();3}}2)父进程等待子进程wait()wait(&n)3)exec.:执行命令（改变进程映象）execl(“/usr/user02/echoarg”,”echoarg”,”A”,”B”,”C”,0)4)进程终止exitexit()5)函数：getpidgetpid()8.3UNIX中文件的管理1、文件物理结构：多级索引2、文件存贮器的管理方法：空白块成组链接课程总结第一章OS的定义OS的目的OS的发展历程OS的基本类型(批处理、分时、实时、PC、网络、分布式)OS的功能OS的基本特征计算机硬件结构OS需要硬件提供的几种支持操作系统，时间片，多道程序设计，并发，并行，吞吐量第二章用户界面定义、用户的分类、用户界面的分类及适用范围作业的定义、分类、控制、组织作业的状态及转换一般用户的输入输出方式用户接口的分类Window和Linux的用户接口类型系统调用的定义及执行流程Windows和Linux下的系统调用第三章单个进程顺序执行与特征：顺序性、封闭性、可再现性多个程序并发执行与特征：失去了封闭性、间断性、独立性、随机性Bernstain条件进程定义、特征（动态、并发、独立、异步、结构）、进程与程序关系（状态、存在、资源、包含、并发）

进程状态及转换进程描述PCB（作用、内容）进程控制：概念、内核、内核的功能进程的同步与互斥临界区、临界资源、CS使用规则同步与互斥信号量解决同步、互斥进程通信方式线程的基本概念第四章处理机调度定义、层次、四者所在位置作业调度与进程调度的任务、功能、关系作业调度功能、衡量标准作业调度算法进程调度功能、时机、衡量标准、方式进程调度算法两类调度算法的比较死锁定义死锁产生原因；产生死锁的四个必要条件；死锁的解决：预防、避免、检测和恢复第五章存贮管理的功能重定位、逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、物理地址空间、碎片、内碎片、外碎片、虚存固定式分区存储管理动态分区存储管理页式存储管理请求页式存储管理段式存储管理段页式存储管理第六章设备分类：所属关系、信息传输单位、操作方式、设备分配特性、设备使用特性设备管理的基本任务和功能设备工作的I/O控制方式、通道的类型，分别适用于哪类设备？处理输入输出请求的步骤中断系统：中断定义、中断源、请求、响应、优先级、关、屏蔽、意义、处理缓冲引入、实现、类型设备分配数据结构、原则、策略、方式、程序虚拟设备第七章文件文件的分类：按结构、性质和用途、保护级别、信息流向、文件组织、逻辑、物理文件系统：系统、用户文件系统的功能：按名存取、统一性、共享和保护文件系统的任务：分配空间、提供逻辑结构、物理结构、存取方式、逻辑结构和物理结构转换、共享、存取控制、操作界面文件组织：逻辑结构（连续、多重、转置）、流式存取方式：顺序、随机、按键物理结构：顺序、链接、索引文件存储器的管理：位示图、空白文件目录、空白块链文件目录：目录结构、单级、二级、多级存取控制：存取控制矩阵、存取控制表、口令文件的使用：磁盘调度：FCFS、SSFT、SCAN、CSCAN第八章进程结构和进程调度系统调用UNIX中文件的管理1.有一磁盘共有10个盘面，每个盘面上有100个磁道，每个磁道有16个扇区。假定分配以扇区为单位，若使用位示图管理磁盘空间，问位示图需要占多少空间？若空白文件目录的每个表项占用5个字节，问什么时候空白文件目录大于位示图。2.设某文件为链接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512字节，并依次存放在50、121、75、80、63号磁盘块上。若要存取文件的第1569逻辑字节处的信息，问要访问哪一个磁盘块？习题3.信息在外存空间的排列方式也会影响存取等待时间。考虑几个逻辑记录A、B、C、…、J，他们被存放于磁盘上，每个磁道存放10个记录，安排如下：物理块12345678910逻辑记录ABCDEFGHIJ假设要经常顺序处理这些记录，磁盘旋转速度为20ms/转，处理程序读出每个记录后花4ms进行处理，试问：（1）总的处理时间是多少？（2）考虑对信息的分布进行优化，优化后如下所示。信息分布优化后，处理的总时间是多少物理块12345678910逻辑记录AHEBIFCJGD4.如磁盘的每个磁道分成9个块，现有一文件共有9个逻辑记录A、B、C、…、I，每个记录的大小与块的大小相等，设磁盘旋转速度为27ms/转，处理程序读出每个记录后花2ms进行处理，忽略其他辅助时间，试问：（1）如果顺序存放这些记录并顺序存取，处理9个记录的总的处理时间是多少？（2）如果要顺序存取该文件，记录如何存放处理时间最短？5.某软盘有40个磁道，磁头从一个磁道移至另一个磁道需要6ms。文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻的数据块的平均距离是13磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别是100ms、25ms，问读取一个100块的文件需要多少时间？如果系统对磁盘进行了整理，让同一文件的磁盘块尽可能靠拢，从而使逻辑上相邻的数据块的平均距离降为2磁道，这时读100块的文件需要多少时间？6.有一个交叉存放信息的磁盘，信息在其上的存放方法如图所示。每个磁道上有8个扇区，每扇区512字节，磁盘旋转速度为3000转/分钟。假定磁头已在要读取信息的磁道上，0扇区转到磁头下需要1/2转，且设备对应的控制器不能同时进行输入/输出，在数据从控制器传送至内存的这段时间内，从磁头下通过的扇区数为2，问依次读出一个磁道上的所有扇区需要多少时间？其数据传输速度