2024年操作系统复习知识点总结

第1章操作系统引论

1.1知识黠

1、什么是操作系统？

操作系统：是控制和管理计算机系统内多种硬件和软件资源、有效地组织多道程

序运行的系统软件（或程序集合），是顾客与计算机之间的接口。

DOS是什么：是系统软件（壹整套程序构成，如UNIX由上仟f固模块构成）

2）管什么：控制和管理系统资源（记录和调度）

（硬件资源：CPU、内存、外设

资源＜

‘软件资源：系统软件、应用软件（软件：计篁机执行的程序）

2、操作系统的重要功能？

操作系统的功能：存储器管理、处理机管理、设备管理、文献管理和顾客接口管

理。

1）存储器管理：内存分派，地址映射，内存保护和内存扩充

2）处理机管理：作业和迤程调度，谨程控制和谨程通信

3）设备管理：缓冲区管理，设备分派，设备驱勤和设备辗关性

4）文献管理：文献存储空间的管理,文献操作的壹般管理,目录管理,文献的

^写管理和存取控制

5）顾客接口：命令界面/图形界面和系统调用接口

3、操作系统的地位

操作系统是裸机之上的第壹层软件，是建立其他所有软件的基础。它是整（固系统

的控制管理中心，既管硬件，又管软件，它卷其他软件提供运行环境。

4、操作系统的基本特性？

操作系统基本特性；并发，共享和异步性。

1）并发：并发性是指两他或多种活勤在同壹给定的畤间间隔中迤行。

2）共享：共享是指计算机系统中的资源被多种任务所共用。

3)异步性：每他程序什么峙候执行，向前推暹速度快慢，是由执行的现埸所决

定。但同壹程序在相似的初始数据下，辗论何畤运行都应获得同样的成果。

5、操作系统的重要类型？

多道批处理系统、分畤系统、实畤系统、倜人机系统、网络系统和分布式系统

1)多道批处理系统

(1)批处理系统的特黠：多道、成批

(2)批处理系统的是处：资源运用率高、系统吞吐量大

(3)批处理系统的缺陷：等待畤间是、没有交互能力

2)分畤系统

(1)分畤：指若干并发程序封CPU畤间的共享。它是通遇系统软件实垣的。共

享的畴间军位称卷峙间片。

(2)分畤系统的特性：

同步性：若干顾客可同步上机使用计算机系统

交互性：顾客能以便地与系统谨行人--机封话

独立性：系统中各顾客可以彼此独立地操作，互不干扰或破塌

及日寺性：顾客能在很短畤间内得到系统的响应

(3)是处重要是：

响应快，界面友好

多顾客，便于普及

便于资源共享

3)实畤系统

(1)实畴系统：响应畤间很快，可以在亳秒甚至微秒级立即处理

(2)幺重典应用形式：谩程控制系统、信息查询系统、事务处理系统

(3)与分畤系统的重要区别：

分畤系统实畤系统

交互能力强(通用系统)弱(专用系统)

响应畤间秒级及畤，毫秒/微妙级

可靠性壹般规定规定更高

4)低1人机系统

(1)罩顾客操作系统

军顾客操作系统特性:

佰1人使用：整俯I系统由壹种人操纵，使用以便。

界面友好：人机交互的方式，图形界面。

管理以便：根据顾客自己的使用规定，以便的封系统谨行管理。

适于普及：满足壹般的工作需求，价格低廉。

（2）多顾客操作系统多：代表是UNIX,具有更强大的功能和更多是处。

①网络操作系统

计算机网络=计算机技术+通信技术

计算机网络的特性：分布性、自治性、互连性、可见性

网络操作系统功能

本机+网络操作系统：富地OS之上覆盖了网络OS,可以是同构的也可以是

异构的。

功能：实现网络通信、资源共享和保护、提供网络服务和网络接口等

②分布式操作系统

定义：运行在不具有共享内存的多台计算机上，但顾客眼衷却像是壹台计算

机。（分布式系统辗常地操作系统运行在各10机器上）

分布式系统特性：分布式处理、模块化构造、运用信息通信、实行整体控制

分布式操作系统特黠：透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性

1.2习题练习

1、选择题

1）操作系统是壹种（）。

A.系统软件B.系统硬件C.应用软件D.支援软件

2）多道程序设计是指（）。

A.在实畤系统中并发运行多种程序

B.在分布系统中同壹畤刻运行多种程序

C.在壹台处理机同壹畤刻运行多种程序

D.在壹台处理机上并发运行多种程序

3）操作系统的设计目的之壹是卦的性，下列（）原因不曾影响该目的？

A.并发性B.共享性C.高效性D.随机性

4）在下列操作系统的各他功能构成部分中，哪壹种不需要有硬件的支持？

A.ife程调度B」痔钟管理C.地址映射D.中断系统

5）下列操作系统中，（）是网络操作系统

A.Windows3.XB.DOS6.22C.CP/M2.2D.linux

6）若把操作系统看作是计算机系统资源的管理者，下列（）不属于操作系

统所管理的资源?

A.CPUB.内存C.程序D.中断

7）操作系统负责管理计算机系统的（）。

A.程序B.文献C.资源D.迤程

8）没有下列设备（），计算机辗法工作。

A.硬盘B.软盘C.内存D.打印机

9）操作系统采用最多的数据构造是（）。

A.队列B.表格C.树D.堆栈

2、判断题

1）OS的最终目的是管理好软件和硬件资源。（）

2）系统软件指的就是操作系统。（）

3）操作系统是存在ROM上的软件。（）

4）优顾客的角度，操作系统可以常作计算机硬件的扩充。（）

5）虚拟机是指硬件外层的软件。（）

6）顾客使用计算机，不必懂得内部数据是怎样寄存的。（）

7）操作系统的两大使命，服务顾客和管理资源是统壹的。（）

8）多道程序设计既在内存中的多种程序并行运行“（）

9）多顾客系统壹定采用多道技术。（）

10）只有多重处理系统可认卷多顾客服务。（）

11）多顾客必须使用多终端。（）

12）分畤系统中畤间片越晨越好。（）

13）顾客可以完全按照自己的意愿”生成”操作系统。（）

14）操作系统的冷，热启勤差异只在于与否有加甯自检的:©程。（）

3、填空题

1）徙人机交互方式来看，操作系统是顾客与机器的o

2）优管理角度看，操作系统是管理资源的o

3）计算机操作系统是,管理和控制的系统软件。

4、简答题

1）何谓脱机I/O,联机I/O?

2）分畤系统卷何能实现人机交互的操作?悬何主机间断的服务，顾客却竟得在持

续地工作？

3）批处理系统及分日寺系统中各顾客均能共享系统资源，在共享系统资源的措施上

有什么不壹样？

4）卷何UNIX系统是小型机的主导操作系统?优系统功能的角度阐明之

5）操作系统的五大类型的特黠

6）简述操作系统的功能

7）多道程序设计的基本思想

8）操作系统壹般卷顾客提供了哪三种界面?各有什么特黠？

9）解释下列术gS：并发，吞吐量，分畤，实畤

1.3习题解答

1、选择题

4、简答题

1）脱机I/O是指输入/输出工作不受主机直接控制，而由卫星机专门负责完毕

I/O,主机专门完毕迅速计算任务，优而两者可以并行操作。

联机I/O是指作业的输入、调入内存以及成果输出都在CPU直接控制下暹行。

2）分畤系统提供两种接口:命令接口和系统调用，主机在中断构造和畤钟系统的

支持下，把CPU畤间提成特切片，每f固程序只运行壹种畤间片，就产生壹种畤钟中断,

控制转向操作系统，操作系统选择另壹种顾客程序。它提供命令接口，交互性好，顾客

在终端上操作，即可得到系统的即日寺响应

在交互环境下，壹种顾客使用终端，大部分畤间用于操作键盘输入字符，或阅^思

索系统送回显示的信息J4值I阶段终端可独立完毕，辗需主机直接的服务.顾客感竟主

机在不间断地卷自己服务，因此造种系统也称卷联机系统.各顾客在自己享用的畤间

片内，获得主机的服务

3）批处理系统采用并发处理方式，作业搭配，运用外设申^中断的功能，通谩

系统调度程序暹行操作。

分畤系统各顾客准畤间片分享CPU,使系统具有共享能力

4.关键层提供基本功能，具有较强的迤程管理、存储管理和文献管理的功能，实

用层有命令的解释和言系统等实用软件，也有大量的应用软件，系统便于掌握，也

便于扩展，代码采用言移植性强。

很强的文献处理能力，以文献措施实I/O功能，管理拾分以便。良好的^发环

境

5.操作系统有如下几种类型：多道批处理系统、分畤系统、实畤系统、网络操

作系统和分布式操作系统。多道批处理系统的特黠：多道、成批分畴系统的特黠：

同步性、交互性、独立性、及畴性

实畤系统的特黠：交互能力较弱，系统专用，响应畴间更严格、及畤、可靠性规

定更高

网络操作系统的特黠：分布性、自治性、互连性、可见性

分布式操作系统的特黠：透明性、灵活性、可靠性、高性能、可扩充性

6.存储器管理：包括内存分派、址映射、内存保护和内存犷充。

作业管理：包括作业的创立，撤销，顾客界面的设计

迤程管理：暹程控制和暹程通信。

设备管理：包括缓冲管理、设备分派、和设备瓢关性。

文献管理：包括文献存空间的管理、文献操作的壹般管理、目录管理、文献的

写管理和存取控制。

7.教材P10

8.操作系统壹般悬顾客提供的三种界面是：命令界面，图形界面和系统调用界面

命令界面-在提醒符之彳及顾客优键盘上输入命令，系统提供封应服务。

图形界面--顾客运用鼠檄、窗口、菜罩、图襟等图形顾客界面工具，可以直观、

以便、有效地使用系统服务和多种应用程序及实用工具。

系统调用界面-顾客在自己的C程序中使用系统调用，彳隹而获取系统更基层的服

务。

9.教材P6

1().并发：是指两他或多种活勤在同壹务合定的陆间间隔中巡行。是宏观I.的概念。

吞吐量：在壹段彳合定的畴间内，计算机所能完毕的^工作量。

分畤：重要是指若干并发程序封CPU畤间的共享。

实除表达”及「域”既用。

第2章迤程管理

1、程序次序执行与并发执行比较

次序执行并发执行

程序次序执行间断执行，多种程序各自在“走走停停”种暹行

程序具有封闭性程宁失去封闭性

独享资源共享资源

具有可在垣性失去可再琪性

有直接和简接的互相制约

2、多道程序设计概念及其是处

1）多道程序设计：是在壹台计算机上同步运行两值I或更多种程序。

2）多道程序设计的特黠：多种程序共享系统资源、多种程序并发执行

3）多道程序设计的房处：提高资源运用率、增艮系统吞吐量

3、什么是暹程，暹程与程序的区别和关系

1）迤程的引入

由于多道程序的特黠，程序具有了并行、制约和勤态的特性，就使得本来程序的

概念已难以刻划和反应系统中的状况了。

2）谨程：程序在并发环境下的执行谩程。

3）迤程与程序的重要区别：

（1）程序是永存的，迤程是临畤的

（2）程序是静态的观念，暹程是勃态的观念

（3）迤程由三部分构成：程序+数据+暹程控制块（描述暹程活勤状况的数据

构造）

（4）暹程和程序不是壹壹封应的

壹种程序可封应多种暹程即多种迤程可执行同壹程序

壹种暹程可以执行壹种或几种程序

4）暹程特性：勃态性、并发性、调度性、异步性、构造性

4、暹程的基本状态及其转换

1）迤程基本状态

(1)运行态(Running)：逛程正在占用CPU；

(2)就绪态(Ready)：暹程具有运行条件，但尚未占用CPU；

(3)阻塞态(Blocked)：暹程由于等待某壹事件不能享用CPUo

2)谨程状态的转换

(1)就绪态-＞运行态

(2)运行态-＞就绪态

(3)运行态-＞阻塞态

(4)阻塞态,就绪态

5、暹程是由哪些部分构成，暹程控制块的作用

1)暹程的构成：由程序、数据集合和PCB三部分构成。

2)迤程控制块的作用：迤程控制块是谨程构成中最关健的部分。

(1)每俯I暹程有唯壹的PCB。

(2)操作系统根据PCB封迤程实行控制和管理。

(3)迤程的勤态、并发等特性是运用PCB体现出来的。

(4)PCB是迤程存在的唯壹襟志。

6、PCB组织方式

线性队列、链接表、索引表

7、迤程的同步与互斥

I)同步：是暹程间共同完毕壹项任务畤直接发生互相作用的关系。

2)互斥：排它性访冏即竞争同壹种物理资源而互相制约。

8、什么是临界资源、临界区？

1)临界资源：壹次仅容^壹种暹程使用的资源。

2)临界区：在每低1暹程中访冏临界资源的那段程序。

3)互斥暹入临界区的准则：

(1)假如有若干暹程规定谨入空闲的临界区，壹次仅容^宣种暹程谨入。

(2)任何畤候，处在临界区内的谨程不可多于壹种。如已^有迤程迤入自己

的临界区，则其他所有试图迤入临界区的迤程必须等待。

(3)选入临界区的选程要在有限畤间内退出，以使其他逸程能及畤逃入自己

的临界区。

(4)假如迤程不能迤入自己的临界区，则应让出CPU,防止暹程出现，忙等“

猊象。

9、信号量

1）信号量定义：信号量（信号灯）=<信号量的值，指向PCB的指针,

2）信号量的物理意义：

（1）信号量的值不小于0：表达目前资源可用数量

不不小于（）：其绝封值表达等待使用该资源的迤程他数

（2）信号量初值悬非负的整数变量，代表资源数。

（3）信号量值可变，但仅能由P、V操作来变化。

10、P/V操作原

1）P操作原言吾P（S）

（1）P操作壹次，S值隔U，即5=5—1（祈求分派壹资源）；

（2）假如SK）,则该迤程继续执行；假如SV0表达辗资源，则该暹程的状态

置卷阻塞态，把封应的PCB连入该信号量队列的末尾，并放弃处理机，迤行等待（直

至另壹种逛程执行V（S）操作）。

2）V操作原（荷兰^的等待）V（S）

（1）V操作壹次，S值加1,即$=5+1（释放壹罩位量资源）；

（2）假如S>0,表达有资源，则该迤程继续执行；假如SS0,则释放信号

量队列上的第壹种PCB所封应的迤程（阻塞态改卷就绪态），执行V操作的暹

程继续执行。

11、暹程间简朴同步与互斥的实垣

1）用P，V原实I0互斥的壹般模型

设互斥信号量mutex初值条）1

2）用P、V原^操作实琪简朴同步的例子

S1缓冲区与否空（0表达不空，1表达空），初值Sl=0；

S2缓冲区与否满（0表达不满，I表达满），初值S2R；

3）生产者一一消费者冏魅（OS典例子）：mutex互斥信号量，初值卷1；full

满缓冲区数,初值悬0；empty空缓冲区数,初值悬N；

第三章处理机调度与死锁

处理机调度级别

1.调度：选出待分派的作业或迤程

2.处理机调度：分派处理机

3.三级调度：高级调度（作业调度）、中级调度（内存封换）、低级调度

（造程调度）

作业状态

1.作业状态分卷四种：提交、彳灸备、执行和完毕。

2.作业状态变迁图：

作业调度和调度的功能

1.作业调度的任务

彳灸备状态一执行状态执行状态-完毕状态

2.作业调度的功能

1）记录系统中各俯1作业的状况

2）按照某种调度算法徙彳麦备作业队列中挑选作业

3）悬选中的作业分派内存和外设等资源

4）悬选中的作业建立封应的暹程

5）作业结束彳笈迤行善彳发处理工作

暹程调度和调度的功能

1.迤程调度：彳奏备状态T执行状态

2.暹程调度［将机：任务完毕彳爰、等待资源畤、运行届畤了、发ia重调木票志

3.暹程调度的功能：保留现埸、挑选逛程、恢复现埸

两级调度模型作业调度和迤程调度的区别

作业调度卷暹程活财做准备，即有获得处理

调度次数有的系统不设作业调度

（宏观调度）机的资格

迤程调度使造程活勃起来，即分派得到了处

调度频率高谨程调度必不可少

（微观调度）理机

评价调度算法的指檄

调度性能评价准则：CPU运用率、吞吐量、周转畤间、就绪等待畤间和响

应畤间

1.吞吐量：罩位畴间内CPU完毕作业的数量

2.周转日寺间：

1）周转畤间二完毕畤刻一提交畤刻

2）平均周转畴间二周转畤间/n

3）带权周转畤间=周转畤间/实际运行日寺间

4）平均带权周转畤间;带权周转畤间/n

简朴的调度算法

1.先来先服务（FCFS）

调度算法的实现思想：按作业（暹程）到来的先接次序退行调度，即先来

的先得到运行。用于作业调度：优作业封列（准畤间先彳发卷序）中选择队^的

壹种或几种作业运行。用于暹程调度：优就绪队列中选择壹种最先迤入该队列

的迤程投入运行。例如设有三他I作业，编号悬1,2,3。各作业分别封应壹种

暹程。各作业依次抵达，相差壹种畤间罩位。①图示出采用FCFS方式调度畤

道三他作业的执行次序

进程名到达运行开始完成周转带权周转

到达时间时间时间时间时间时由时间

A012026262.17

B05117173.4

时间片

C03211113.67

q=iD06320203.33

平均周转时间T=K工5平均带权周转对间W-3.14

012026262.17

0420204

时间片

0811113.67

q=4

061122223.67

平均周转时间T=19.75平均带权周转时间W=3.38

②算出各作业的周转畤间和带权周转畤间

作抵运完周带权

业达畤间行畤间始畤问毕畤间转畤间周转畤间

1024024241

2132427268.67

3232730289.33

平均周转畤间T=26平均带权周转畤间W=6.33

2.畤间片轮转（RR）

调度算法的实现思想：系统把所有就绪选程按先选先出的原则排成宣种

队列。新来的暹程加到就绪队列末尾。

每常执行暹程调度畤，暹程调度程序幺思是选出就绪队列的队首暹程，让它在

CPU上运行壹种畤间片的特间。常畤间片到，产生畤钟中断

,调度程序便停止该选程的运行，并把它放入就绪队列末尾，然彳爰，把CPU

分名合就绪队列的队首暹程。

畴间片：是壹种小的诗间军位，壹般10To0ms数量级。

例如设四偃I迤程A、B、C和D依次迤入就绪队列（同步抵达〉，四他暹

程分别需要运行12、5、3和6俯I畴间罩位。

①图示RR法畤间片q=l和q=4示迤程运行状况

D

②算出各迤程的周转畤间和带权周转畤间

周转

进程名到达运行开始完成带权周转

时

、

到达时间时间时间时间时间旧时间

A012026262.17

B05117173.4

时间片

C03211113.67

q-l

D06320203.33

平均周转时间T=K15平均带权周转时间W-3.14

012026262.17

05420204

时间片

03811113.67

q=4

061122223.67

平均周转时间T=19.75平均带权周转时间W=3.33

3.优先级调度算法的实现思想：

优就绪队列中选出优先级最高的暹程到CPU上运行。

1）两种不壹样的处理方式：非抢占式优先级法、抢占式优先级法

2）两种确定优先级的方式：静态优先级、勤态优先级

例如假定在军CPU条件下有下列要执行的作业：

作业运行畤间优先级

3|

1।10

211

323

414

552

②算出各作业的周转I恃间和带权周转畤间

作抵运完周带权

业达畴间行畤间始畤间毕畤间转畤间周转畴间

10100101010

21128191818.0

3221113115.5

435101188.0

54513181428

平均周转畴间T=12.2平均带权周转畴间W=7.06

Shell命令执行遇程

1.命令：shell命令解释程序将命令行^到自已的工作区中。

2.判封金昔：判断命令与否封的，若有金音则发出封应的金昔误信息。

3.建子暹程：终端暹程调用系统调用fork,创立壹种子暹程。

4.等待完毕：终端暹程将等待自己创立的子迤程完毕工作，变成睡眠态。

假如顾客键入的命令行末尾有“&”符号，表明是彳发台命令，则立即转（8）,

发提醒符。

5.子迤程运行：子暹程被创立彳发处在就绪态，迤入就绪队列排队。富迤程

调度程序选中它之彳发，就把CPU分给它使用。

6.子暹程终止：子暹程完毕工作彳爰，首先释放它所占用的资源；另首先唤

醒父暹程。子暹程优系统中消失。

7.父暹程运行：子暹程唤醒父暹程。

8.发提醒符：终端暹程发提醒符，让顾客键入新的命令。

什么是死锁

死锁：多种谨程循环等待它方占有的资源而辗限期地僵持下去的局面。

产生死锁的主线原因

产生死锁的主线原因：

资源有限旦操作不妥.

产生死锁的必要条件

产生死锁的必要条件：互斥条件、不可强占条件、占有且申^条件、循环等

待条件。假如在计算机系统中同步具有上面四俯I必要条件畤，那么曾发生死锁。

即四佰1条件中有壹种不具有，系统就不曾发生死锁。

处理死锁的壹般措施

处理死锁的三种措施：死锁的防止、防止、检测与恢复。

死锁防止的基本思想和可行的处理措施

1.死锁防止的基本思想：打破产生死锁的四低1必要条件的壹种或几种。

2.防止死锁的方略：资源预先分派方略、资源有序分派方略。

1）资源预先分派方略：打破占有且申言青条件，暹程在运行前壹次性地向

系统申^它所需要的所有资源，假如所序言的所有资源得不到满足，则不分派任

何资源，此造程暂不运行C

2）资源有序分派方略：打破循环等待条件，把资源事先分类编号，按序

分派，使迤程在申言青、占用资源峙不舍形成环路。

什么是暹程的安全序列，死锁与安全序列的关系

1.安全序列的定义：所谓系统是安全的，是指系统中的所有暹程可以按照

某壹种次序分派资源，并且依次地运行完毕，造种暹程序列｛Pl,P2,…，Pn)

就是安全序列。

2.安全序列｛Pl,P2,…，Pn｝是道样构成的：若封于每壹种暹程Pi(lWiWn),

它需要的附加资源可以被系统中目前可用资源加上所有逛程Pj(j<i)d目前占有资

源之和所满足，则｛Pl,P2,…，Pn｝卷壹种安全序列。

3.安全序列与死锁的关系：虽然存在安全序列壹定不曾有死锁发生，不遇

系统迤入不安全状态(四(0死锁的必要条件同步发生)也未必曾产生死锁，常然,

产生死锁彳灸，系统壹定处在不安全状态。

死锁的防止与银行家算法

1.防止死锁的措施：银行家算法。

2.银行家算法的基本思想：分派资源之前，判断系统与否是安全的：若是，

才分派。

死锁检测

1.死锁的检测算法：是常迤程暹行资源祈求峙检查并发暹程组与否构成资

源的祈求和占用环路。假如不存在追壹环路，则系统中壹定没有死锁。

2.幺思之：假如资源分派图中不存在环路，则系统不存在死锁；反之假如资

源分派图中存在环路，则系统也^存在死锁，也也三午不存在死锁。

死锁的恢复

1.死锁的恢复思想：壹旦在死锁检测畤发烧1死锁，就要消除死锁，使系统

优死锁中恢复谩来。

2.死锁的恢复措施：

1)系统重新启勘

2)撤销迤程、剥夺资源

第四章存储器管理

。存储器的层次

存诸器存取时间减少

程序和数据可

以被CPU直接

存绪器存取速度增加

存取

每位存储器成本增加

程序和数据必须先

存储器容量减少移到内存，才能被

CPU存取

三级存储器结构

顾客程序的重要处理阶段

1).编辑阶段：创立源文献

2).编译阶段：生成目的文献

3).连接阶段：生成可执行文献

4).装入阶段：重定位，装入内存

5).运行阶段：得到成果

存储器管理的功能

存储器管理的功能：内存分派、地址映射、内存保护、内存扩充。

存储器有关概念

1).逻辑地址：顾客程序^编译之彳灸的每他目的模块都以()卷基地址次序编

址。

2).物理地址：内存中各物理单元的地址是优统壹的基地址次序编址。

3).重定位：把逻辑地址转变卷内存的物理地址的谩程。

4).静态重定位：是在目的程序装入内存畤，由装入程序封目的程序中的指

令和数据的地址迤行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。一重定位

在程序装入畤壹次完毕。

00

程序A的地址空间

静态重定位示意图3

5).勤态重定位：在程序执行期间，每次访冏内存之间迤行重定位，造种变

换是靠硬件地址变换机构实现的。

画

动态重定位示意图

6).碎片：内存中容量太小、瓢法被运用的小分区。

存储管理基本技术

三种基本的存储管理技术：分区法、可重定位分区法和封换技术

1.分区法：把内存划提成若干分区，每他分区裹容纳壹种作业。

1）固定分区：分区的（0数、分区的大小固定不变；每他分区只能放壹道作

业。

房处：管理方式简朴。

缺陷：内存空间运用率低。

2）重力态分区法：分区大小和低1数依作业状况而定；作业暹入内存I恃才建分

区。

■K处：按需分派内存

缺陷：产生大量碎片.

2.可重定位分辨别配：通谩紧缩可处理碎片冏题；作业在内存中可以移勤。

房处：处理了碎片的冏题，提高了主存运用率；

缺陷：增晨了^销。，但须消耗大量的CPU畤间。

3.封换技术：作业（或暹程）在内存和磁盘之间互换，换出临畤不能运行

的作'也（或迤程）：换入具有运行条件的作业（或迤衿）。

虚拟存储器

1.虚拟存储器：是由操作系统提供的壹种假想的特大存储器

2.虚拟存储器的基本特性：

1）虚拟扩充：不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量

2）部分装入：每俯1作业不是所有壹次性地装入内存，而是只装入壹部分

3）离散分派；不必占用持续的空间，而是“见缝插针”。

4）多次封换：所需的所有程序和数据要提成多次调入内存

3.虚拟存储器受到的限制：

1）指令中表达地址的了•艮

2）外存的容量

分页存储管理技术

1.分页的概念

1）逻辑空间等分卷页；

2）物理空间等分卷块，与页面大小相似；

3）逻辑地址表达：（如，页面大小卷IK）

31109

聘P财眦

4）内存分派原则：以块卷军位，逻辑上相邻的页可以分派在不相邻的内存块中。

5）页表：实垣优页号到物理块号的地址映射

作业1页表

页号块号

।。|2|

I2「|卜7|

作业2地址空间

作业2页表

QI----1页号块号

Ik-J-------108

作业3地址空间

作业2页表

6）地址映射：由硬件完毕。

2.祈求分页的基本思想

1）地址空间分页，内存分块，页与块大小相似;

2）作业部分装入内存。

3）作业所占的各块不持续。

4）硬件通遇页表生成访内地址。

5）若缺页，暹行缺页中断处理，投入内存。

6）运用快表可加速地址转换。

分段存储管理技术

1.分段的概念

1）逻辑空间分段：段是信息的逻辑罩位，每段封应壹种封应的程序模块,

有完整的逻辑意义。

2）程序的地址构造：逻辑地址表；iA：（二维的地址空间）

3116150

3）内存分派：内存以段悬单位暹行分派，每彳固段里独占用壹块持续的内存

分区。

4）段表：实垣每他逻辑段到物理内存中分区位置的映射

5）地址转换：兄图P1264-23

2.分页与分段的区别

分页信息的物理罩位大小同样，由系统固定地址空间是青维的

分段信息的逻辑罩位大小不等，由顾客确定地址空间是二维的

虚存中的置换算法

1.先谨先出法（FIFO）：将最先暹入内存的页换出内存。

例如内存块数量卷3畤，采用FIFO页面置换算法，下面页面走向状况

下，缺页次数是多少？

7012030423032120701

77722244400077

0003332221110

111000333222

・•・缺页次数=14次

2.最佳置换法（OPT）：将未来不再被使用或是最逮的未来才被访冏的页

例如内存块数量卷3畤，采用OPT页面置换算法，下面页面走向状况下,

缺页次数是多少？

7012030423032120I70I

777222227

00004000

333

・•・缺页次数=9次

3.近来至少使用置换法（LRU）：将近来壹段畤问衷最久没有使川遇的页

面换出内存。

例如内存块数量卷3畤，采用LRU页面置换算法，下面页面走向状况下,

缺页次数是多少？

7012004230321201701

7772244401

00000033300

113222227

・•・缺页次数=12次

4.近来未使用置换法（NUR）：是LRU近似措施，比较轻易实现，^销也

比较小。

实措施：在存储分块表的每壹表项中增艮壹种引用位，操作系统定期地

将它优置卷0。常某壹页被访冏畤，由硬件将该位置L需

要淘汰壹页畤，把该位悬0的页淘汰出去，由于近来壹段畤间裹它未被访冏

谩。

第五章设备管理

设备分类及设备襟识

1.设备分类

1）存储设备（外存、辅助存储器）：用于存储信息的设备

2）输入/输出设备：用于输入/输出信息的设备

2.设备襟识.

3）设备绝封号：系统卷设备指定的唯壹代号

4）设备相封号：顾客自己规定的设备序号

引入缓冲的目的和缓冲区的设置方式

1.引入缓冲区的目的

1）缓和CPU与外设间速度不匹配的矛盾

2）提高CPU与外设之间的并行性

3）减少封CPU的中断次数

2.缓冲区的设置方式

1）里缓冲：富数据抵达率与拜别率相差很大畤，可采用军缓冲方式。

2）双缓冲：常信息输入和输出率相似（或相差不大）畤，可运用双缓冲区，

实现两者的并行。

3）多缓冲：封于阵发性的输入、输出，卷了处理速度不匹配冏堰，可以设

置多种缓冲区。

设备管理的目的

设备管理的FI的：使用以便、与设备辗关、效率高、管理统壹。

设备管理功能

1.监视设备状态：记住所有设备、控制器和通道的状态，以便有效的调度

和使用它（Th

2.迤行设备分派：按照设备的类型和系统中采用的分派算法，实行设备分

派。追壹功能由设备分派程序完毕。

3.完毕I/O操作：壹般完毕造壹部分功能的程序叫做设备驱勤程序。系统按

照顾客的规定调用品体的设备驱勤程序，启勤封应的设备，暹行I/O操作；并且

处理来自设备的中断。操作系统中每类设备均有自己的设备驱勤程序。

4.缓冲管理与地址转换：由于外设与主机间的速度差异，大多数I/O操作都

波及到缓冲区。因此系统应封缓冲区暹行管理。此外，顾客程序应与实际使用的

物理设备辗关，造就需要将顾客在程序中使用的逻辑设备转换成物理设备的地

址。

常用设备分派技术

1.根据设备的使用性质，可将设备提成：独占设备、共享设备和虚拟设备

1）独占设备：不能共享的设备，即：在壹段畤间内，该设备只容言午壹种谨

程独占。如打印机。

2）共享设备：可由若干他迤程同步共享的设备。如磁盘机。

3）虚拟设备：是运用某种技术把独占设备改导致可由多种暹程共享的设备。

2.针封三种设备采用三种分派技术：独占分派、共享分派和虚拟分派。

1）独占分派技术：是把独占设备固定地分派^壹种暹程，直至该逛程完毕

I/O操作并释放它卷止。

2）共享分派技术：壹般合用于高速、大容量的直接存取存储设备。由多种

迤程共享宣台设备，每他迤程只用其中的壹部分。

3）虚拟分派技术：运用共享设备去模