第二章操作系统基础知识

第二章操作系统基础知识2.1、操作系统概述2.2、进程管理2.3、存储管理2.4、设备管理2.5、文件管理2.6、作业管理2.1操作系统概述

操作系统（OperatingSystem,OS）是计算机系统中必不可少的核心系统软件，其他软件（如编辑程序、汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件）是建立在操作系统的基础上，并在操作系统的统一管理和支持下运行。操作系统是用户与计算机之间的接口，用户可以通过操作系统提供的功能访问计算机系统中的软硬件资源。2.1操作系统概述2.1.1操作系统的作用、特征与功能特征：

并发性

两个或两个以上的事件在同一时间间隔中发生.

共享性

多个并发执行的程序可以共同使用系统的资源.

虚拟性

通过虚拟技术把一个物理设备虚拟为多个逻辑设备.

不确定性

操作系统并发执行系统内各种进程，各种运行故障，输入输

出，中断，发生时间不可预测作用：

操作系统有效地组织和管理系统中的软、硬件资源，合理地组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并且向用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。2.1操作系统概述功能：（1）进程管理

有效地、合理地分配CPU的时间。

（2）存储管理

完成存储分配、地址转换、信息保护以及存储扩充等工作。（3）文件管理（信息管理）

对文件进行组织管理、提供方便的存取和文件的安全保证机制。（4）设备管理

对各种各样的设备进行有效地管理，为用户提供方便的操作，提高

设备的利用率。（5）作业管理

包括任务、界面管理、人机交互、图形界面、语音控制和虚拟现实

等。

上述五项功能是对操作系统软，硬件资源的管理。除此之外，操作系统需要提供用好的用户接口-命令和图形接口，通过这两种命令请求操作系统的服务。2.1操作系统概述2.1.2操作系统分类及特点1.批处理系统（BatchProcessingSystem)批处理系统是一种“成批”处理用户作业的操作系统。处理过程：用户根据任务需求编制好程序，准备好数据以及作业操作说明书，一次提交给系统，然后不再与作业进行交互，直到作业运行完毕，按指定时间收取运行报告后，才能根据输出结果分析，确定是否需要进行修改再次上机。用户提交的作业不是立即执行，由系统操作员分批进行处理，每批中的作业由操作系统控制执行。主要特征：

--用户脱机使用计算机

--作业成批处理

--多道程序运行批处理系统还可以分为单道批处理系统：用户一次提供已安排好先后顺序的多个任务，由操作系统按照顺序自动完成任务运行的全过程。多道批处理系统：又称多任务操作系统，用户提供多个任务同时运行，用户将要执行的任务和要求一起交代给计算机，然后由操作系统调度并协调各个作业运行，直到完成全部运行。2.1操作系统概述1分时系统是一种将CPU时间划分成很小的时间片，按时间片轮转法分配给多个终端用户使用的操作系统。处理过程：多个用户或程序分时共享硬件和软件资源，每个用户或程序在属于自己的时间片内使用计算机，依次轮转。多用户分时是当今操作系统中普遍采用的一种方式,UNIX就是典型的多用户分时操作系统.2.分时操作系统(TimeSharingSystem)主要特征：

--多路性：多个用户同时工作。共享系统资源，提高了资源利用率。

--独占性：各用户独立操作，互不干扰，用户感觉独占计算机。

--及时性：及时对用户的操作进行响应，提高调试和修改程序的效率，缩短了间。

--交互性：用户根据系统响应结果进一步提出新请求（交互会话工作方式）。2.1操作系统概述实时系统是指对于特定的输入，系统能够在极短的时间内作出响应，并完成对该输入请求处理的操作系统。处理过程：Linux实时系统采用了时间片分时技术，也具有及时性，多路性，独占性和交互性等四个特征。不过，实时操作系统与分时系统之间还是有很大的区别的。实时系统一般是专用的，其交互能力比较差，它只允访问数量有限的专用程序。主要特征：

--实时性

--可靠性主要应用：飞机售票系统，航天发射系统，生产过程自动控制、事务处理等有实时要求的领域。3.实时操作系统(RealTimeOperatingSystem)2.1操作系统概述分布式系统是指通过计算机网络将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互连起来，实现信息交换或资源共享，协作完成处理任务的操作系统。处理过程：以计算机网络为基础，所有系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配并自动调度各处理机的工作负载。基本特征：

--功能和任务的分布性

--高可靠性4.分布式操作系统(DistributedOperatingSystem）

2.1操作系统概述网络操作系统是在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。主要性能：除具有一般操作系统的基本功能外，还应具有网络管理模块。负责管理整个网络资源，保证网络某著名企业息传输的准确性、安全性和性，提高系统资源的利用率和可靠性。网络功能与操作系统的结合程度是网络操作系统的重要性能指标。早期的做法是通常操作系统附加网络软件，过渡到网络功能成为操作系统的有机组成部分。代表产品：Netware、UNIX、Linux及Windows系列。5.网络操作系统(NetworkOperatingSystem

)2.1操作系统概述6.嵌入式系统（EmbeddedOperatingSystem）嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中，对整个嵌入式系统以及它控制的各种资源进行统一管理和调度的操作系统。主要性能：嵌入式操作系统能够有效管理复杂的系统资源，具有实时高效性、软件固态化以及应用专业化等特点。嵌入式操作系统在制造业、过程控制、家用电器的智能化控制等领域中都得到了很好的应用。内核可剪裁，适合各种专门用途，如手机、PDA、各种专用设备。基本特征：

--（1）微型化--（2）可定制

--（3）实时性

--（4）可靠性--（5）性2.1操作系统概述7.微机操作系统（MicrputerOperatingSystem）

微机操作系统是配置在微型计算机上的操作系统。常见的微机操作系统有DOS、windows、UNIX和Linux。单用户单任务操作系统MS-DOS MS-DOS是Microsoft公司开发的首先在IBM-PC机上使用的微机OS，MS-DOS操作系统现成了事实上的16位微机单用户单任务操作系统的标准。单用户多任务操作系统MSWindows Windows98/2000/XP是Microsoft公司开发的一个图形用户界面的多任务、多线程、全32位的操作系统。多用户多任务操作系统SCOUNIX2.2进程管理

进程管理也称为处理机管理，其核心是如何合理地分配处理机的时间，提高系统的效率。在计算机系统种有多个并发执行的程序，采用“程序”这个静态的概念已经不能描述程序执行时动态变化的过程，所有引入了“进程”。2.2进程管理2.2.1基本概念主要任务：完成处理机资源的分配调度，处理机调度的单位可为进程或线程。进程控制进程同步与互斥进程通信进程调度2.2进程管理单道作业环境中程序顺序执行示意图多道作业环境中程序交替执行示意图程序A程序B程序C执行执行执行内存时间t任何时刻内存中只有一道程序,一个程序完全运行结束后才能运行下一个程序.程序A程序B程序C执行等待内存时间t执行执行等待等待等待执行等待等待等待执行执行等待指等待CPU或系统资源.处于等待状态的程序虽不占CPU,但仍然驻留内存.2.2进程管理2.2.1进程组成进程是动态的概念。进程通常由程序，数据和进程块PCB组成。

程序。作用：描述进程要完成的功能。

数据。作用：程序在执行时所需要的数据和工作区。

PCB。作用：包含进程的描述信息和控制信息。它是进程存在的唯一标志。进程控制块2.2进程管理2.2.1进程的状态及其状态间的切换

进程在执行过程中，由于操作系统中出现的不同事件导致进程执行的间歇性、不确定性，使进程的状态也随执行过程发生变化。有三种状态：

就绪:进程已获除CPU外的资源,一旦得到CPU使用权就可立即运行。

运行:任何时刻只能有一个进程处于运行状态.在多处理机系统中,可以有多个进程运行。

阻塞：由于等待某个事件，如申请打印输出，而打印机被其他进程占用，进程被挂起。就绪阻塞运行等待事件事件发生时间片完进程调度进程基本状态转换图2.2进程管理2.2.2进程控制

进程控制是指对系统中所有进程从创建到消亡的全过程实施有效的控制。在操作系统中通过设置一套控制机构对进程实施控制，其主要功能包括创建一个新进程，撤销一个已经运行完的进程，改变进程的状态，实现进程间的通信。进程控制是由操作系统内核中的原语实现的。

原语是若干条机器指令组成的、用于完成特定功能的程序段。原语的特点是在执行时不能被分割，即原子操作要么都做，要么都不做。内核中所包含的原语主要有进程控制原语、进程通信原语、资源管理原语以及其他原语。属于进程控制方面的原语有进程创建原语、进程撤销原语、进程激活原语、进程阻塞原语以及进程唤醒原语等。不同的操作系统，内核所包含的功能不同，但大多数操作系统的内核都包含支撑功能和资源管理的功能。2.2进程管理2.2.3进程通信-同步和互斥概念

操作系统引入进程后，由于进程的异步性，可能会导致程序执行结果的不确定性，使程序执行时出现不可再现性。

进程互斥与同步的主要任务是使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作，从而使程序的执行具有可再现性。同步：指多个进程中发生的事件存在着某种时序关系，它们必须按规定时序执行，以共同完成一项任务。互斥：多个进程不能同时使用同一资源。临界资源：某段时间内仅允进程使用的资源。临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码。2.2进程管理2.2.3进程通信-信号量机制信号量机制

即利用pv操作来对信号量进行处理。信号量

一个特殊的变量，用于进程间传递信息的整数值，信号量的值与相应资源的使用情况有关。信号量S

当它的值S>=0时，表示当前可用资源的数量；

当它的值S<0时，其绝对值表示阻塞队列等待使用该资源的进程个数。注意：

信号量的值仅能由PV操作来改变以及初始化。

P操作和V操作都是不可分割的原子动作，也称为原语。 P操作表示申请一个资源 V操作表示释放一个资源2.2进程管理2.2.3进程通信-信号量机制P(S)：执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S=S-1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。V(S)：而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S=S+1；若S<=0，表示释放S信号量队列上的一个等待进程，使之进入就绪队列。当S>0时，表示还有资源可以分配；当S<0时，其绝对值表示信号量等待队列中进程的个数。每执行一次P操作，意味着要求分配一个资源每执行一次V操作，意味着释放一个资源2.2进程管理2.2.3进程通信-信号量机制实现进程互斥令信号量mutex的初值为1，进入临界区时执行p操作，退出临界区时执行V操作。这样，进入临界区的代码如下： P（mutex）

临界区 V(mutex)2.2进程管理2.2.3进程通信-信号量机制实现进程同步单缓冲区的同步控制2.2进程管理2.2.3进程通信-信号量机制实现进程同步n个缓冲区的同步控制2.2进程管理2.2.3进程通信-进程调度算法

进程调度：解决以何种次序对各就绪进程进行处理机的分配以及按何种时间比例让进程占用处理机。进程调度的方式通常有可剥夺和非剥夺方式两种。

所谓可剥夺方式，是指就绪队列中一旦有优先级高于当前运行进程的优先级的进程存在时，便立即发生进程调度，转让处理机。

非剥夺方式则是指即使在就绪队列中存在有优先级高于当前运行进程的进程，当前进程仍将继续占有处理机，直到该进程完成或某种事件发生（如I/O事件）让出处理机。

因为“可剥夺”优先级调度始终保证在处理机上运行的是优先级最高的进程，这样，当处理机正在运行某个进程时，很可能会被其他优先级更高的进程“抢占”引起处理机调度，和“非剥夺”算法相比，前者的调度次数会更频繁，而每调度一次都会引起保护现场、恢复现场的工作，所以“可剥夺”的优先级调度算法开销更大。2.2进程管理2.2.3进程通信-进程调度算法进程调度常用算法如下：1.先来先服务调度算法（FIFO）这种调度算法是按照进程进入就绪队列的先后次序选择可以占用处理器的进程。当有进程就绪时，把该进程排入就绪队列的末尾，而进程调度总是把处理器分配给就绪队列中的第一个进程。一旦一个进程占有了处理器，它就一直运行下去，直到因等待某事件或进程完成了工作才让出处理器。2.优先数调度算法（HPF）对每个进程确定一个优先数，进程调度总是让具有最高优先数的进程先使用处理器。如果进程具有相同的优先数，则对这些有相同优先数的进程再按先来先服务的次序分配处理器。就绪队列中进程可按优先数从大到小排列，这样，进程调度也总是把处理器分配给就绪队列中的第一个进程。进程被创建时系统为其确定一个优先数，进程的优先数可以是固定的，也可随进程的执行过程而动态变化。优先数调度算法分为“非抢占式”的与“可抢占式”的两种。2.2进程管理2.2.3进程通信-进程调度算法3.时间片轮转调度算法（RR)

系统规定一个“时间片”的值。调度算法让就绪进程按就绪的先后次序排成队列，每次总是选择就绪队列中的第一个进程占用处理器，但规定只能使用一个“时间片”。如果一个时间片用完，进程工作尚未结束，则它也必须让出处理器而被重新排到就绪队列的末尾，等待再次运行，当再次轮到运行时，重新开始使用一个新的时间片。这样，就绪队列中的进程就依次轮流地占用处理器运行。

轮转法主要是用于分时系统的调度算法，它具有较好的响应时间，且对每个进程来说都具有较好的公平性。

先来先服务调度算法是“非抢占式”的；“优先数调度算法”可以是“非抢占式”的，也可以是“抢占式”的；“时间片轮转调度算法”是一种“抢占式”的。2.2进程管理2.2.3进程通信-死锁

在多道程序系统中，虽可通过多个进程的并发执行来改善系统的资源利用率和提高系统的处理能力，但可能发生一种危险——死锁。死锁是多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

我们可以把死锁定义为：若系统中存在一组进程（两个或多个进程），它们中的每一个进程都占用了某种资源而又都在等待其中另一进程所占用的资源，这种等待永远不能结束，则说系统出现了“死锁”，或说这组进程处于“死锁”状态。2.2进程管理哲学家进餐问题●哲学家们共用一，围绕着圆桌而坐，在圆桌上有五个碗和五支筷子，平时哲学家进行思考，饥饿时拿起其左、右的两支筷子，试图进餐，进餐完毕又进行思考。●这里的问题是哲学家只有拿到靠近他的两支筷子才能进餐，而拿到两支筷子的条件是他的左、右邻居此时都没有进餐。2.2进程管理2.2.3进程通信-死锁死锁具有以下特点：1）陷入死锁的进程是系统并发进程中的一部分，且至少要有两个进程，单个进程不会形成死锁。2）陷入死锁的进程彼此都在等待对方释放资源，形成一个循环等待链。3）死锁形成后，在没有外力干预下，陷入死锁的进程不能自己解除死锁，死锁进程无法正常结束。4）如不及时解除死锁，死锁进程占有的资源不能被其他进程所使用，导致系统中更多进程阻塞，造成资源利用率下降。2.2进程管理2.2.3进程通信-死锁系统产生死锁必定同时保持以下四个必要条件：

（1）互斥条件：进程应互斥使用资源，任一时刻一个资源仅为一个进程独占，若另一个进程请求一个已被占用的资源时，它被置成等待状态，直到占用者释放资源。（2）占有且等待条件：一个进程请求资源得不到满足而等待时，不释放已占有的资源。（3）不剥夺条件：任一进程不能从另一进程那里抢夺资源，即已被占用的资源，只能由占用进程自己来释放。（4）循环等待条件：存在一个循环等待链，其中，每一个进程分别等待另一个进程所持有的资源，造成永远等待。这四个条件仅是必要条件而不是充分条件，即只要发生死锁则这四个条件一定会同时成立，但反之则不然。2.2进程管理解决死锁的方法1）预防死锁。预防死锁是在系统运行之前就采取相应措施，消除发生死锁的任何可能性。消除死锁发生的必要条件可预防死锁。破坏产生死锁的四个必要条件中一个或几个来预防产生死锁。预防死锁是处理死锁的静态策略，它虽比较保守、资源利用率低，但因简单明了较，现仍被广泛使用。

2）避免死锁。避免死锁是为了克服预防死锁的不足而提出的动态策略。避免死锁与预防死锁的策略不同，它并不是事先采取各种限制措施，去破坏产生死锁的四个必要条件，而是在资源动态分配过程中，用某种方法防止系统进入不安全状态，从而可以避免发生死锁。避免死锁方法虽好，但也存在两个缺点：一是对每个进程申请资源分析计算较为复杂且系统开销较大；二是在进程执行前，很难精确掌握每个进程所需的最大资源数。银行家算法3）检测死锁。这种方法无须事先采取任何限制性措施，允在运行过程中发生死锁。但可通过检测机构及时地检测出死锁的发生，然后采取适当的措施，把进程从死锁中解脱出来。死锁检测不延长进程初始化时间，允锁进行现场处理，其缺点是通过剥夺解除死锁，给系统或用户造成一定的损失。4）解除死锁。当检测到系统中已发生死锁时，就采取相应措施，将进程从死锁状态中解脱出来。常用的方法是撤销一些进程，回收它们的资源，将它们分配给已处于阻塞状态的进程，使其能继续运行。在实际执行中，由于并发进程推进顺序的多样性，系统很难做到有效地解除死锁。2.2进程管理2.2.4线程(1)线程的概念进程是程序的一次执行过程和资源分配的基本单位。线程是一个进程内的基本调度单位，是CPU分配的基本单位。(2)引入线程的目的为了更好地实现并发处理和共享资源，提高CPU的利用率，提高系统的执行效率，减少处理机的空转时间和调度切换的时间，减少内存开销，便于系统管理。

引入线程后，进程成为（除CPU以外）资源分配的单位。在UNIX系统中，进程是CPU的分配单位，在Windows中，线程是CPU的分配单位。在任务管理器的“进程”选项中，选择“查看”→“选择列”，查看一个进程所包含的线程数。2.3存储管理计算机存储器的管理，存储管理的对象是内存以及作为内存的扩展和延伸的外存储器。存储管理的目标是为程序便、安全和充分大的存储空间，提供一个内外存结合的满足需要的存储空间。2.3存储管理（1）内存的分配与回收：为运行的进程分配内存空间,并在不需要时回收它们占据的空间。（2）地址变换：当程序中采用的地址和将其装入内存后的地址不一致时,要完成程序中采用的地址到内存地址的转换,即逻辑地址转换为物理地址，程序才能正确运行。通常有静态重定位、动态重定位。（3）存储保护：代码和数据共享某省市内存空间和保持数据一致性。内存中程序相互干扰，要设置地址空间访问权限（读、写、执行）。（4）存储扩充：虚拟存储技术、覆盖技术、交换技术虚拟存储器是指一种实际上并不存在存储器，是由内存和外存连接成的存储器。基本思想是：把当前正在使用的部分放在内存，其他暂时不用的部分放在外存，运行时根据需要进行调度。即在不改变实际内存容量情况下，借助大容量外存解决内存不足问题。虚拟内存的最大容量与CPU的地址总线的位数有关。2.3存储管理程序的装入和链接在程序环境下，要使程序运行，必须先为之创建进程。而创建进程的第一件事，便是将程序和数据装入内存。如何将一个用户源程序变为一个可在内存中执行的程序，通常都要经过以下几个步骤：编译：由编译程序piler)将用户源代码编译成若干个目标模块(ObjectModule)。链接：由链接程序(Linker)将编译后形成的一组目标模块，以及它们所需要的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块(LoadModule)。装入：由装入程序(Loader)将装入模块装入内存。2.3存储管理存储管理的目的和功能：

对主存空间进行分配和管理；提高主存的利用率；“扩充”主存容量；实现地址的变换。分区法：把内存划分成若干分区，每个分区里容纳一个作业。固定分区：分区的个数、分区的大小固定不变；每个分区只能放一道作业。

优点：管理方式简单。

缺点：内存空间利用率低。动态分区法：分区大小和个数依作业情况而定；作业进入内存时才建分区。

优点：按需分配内存。

缺点：产生大量碎片。重定位分区分配：通过紧缩可解决碎片问题；作业在内存中可以某著名企业。

优点：解决了碎片的问题，提高了主存利用率。

缺点：增加了开销，但须消耗大量的CPU时间。对换技术：作业（或进程）在内存和磁盘之间交换，换出暂时不能运行的作业（或进程），换入具备运行条件的作业（或进程）。存储管理基本技术2.3存储管理虚拟存储器虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。虚拟存储器的基本特征：虚拟扩充：不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量。部分装入：每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分。离散分配：不必占用连续的空间，而是“见缝插针”。多次对换：所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。虚拟存储器受到的限制：指令中表示地址的字长、外存的容量。2.3存储管理分页存储管理技术1.分页的概念逻辑空间等分为页，物理空间等分为块，与页面大小相同。逻辑地址表示：（如，页面大小为1K）。内存分配原则：以块为单位，逻辑上相邻的页可以分配在不相邻的内存块中。页表：实现从页号到物理块号的地址映射。地址映射：由硬件完成。2.3存储管理2.请求分页的基本思想（1）基本思想地址空间分页，内存分块，页与块大小相同；作业部分装入内存。作业所占的各块不连续。若缺页，进行缺页中断处理，换入内存。利用快表可加速地址转换。（2）缺页中断的概念缺页中断：要访问的页不在主存，需要操作系统将其调入主存后再进行访问。在这个时候，被内存映射的文件实际上成了一个分页交换文件。2.3存储管理（3）缺页中断发生时的事件顺序如下 1）硬件陷入内核，在内核堆栈中保存程序计数器。大多数机器将当前指令的各种状态信息保存在特殊的CPU寄存器中。 2）启动一个汇编代码例程保存通用寄存器和其他信息，以免被操作系统破坏。这个例程将操作系统作为一个函数来调用。 3）当操作系统发现一个缺页中断时，尝试发现需要哪个虚拟页面。通常一个硬件寄存器包含了这一信息，如果没有的话，操作系统必须检索程序计数器，取出这条指令，用软件分析这条指令，看看它在缺页中断时正在做什么。2.3存储管理4）一旦知道了发生缺页中断的虚拟地址，操作系统检查这个地址是否有效，并检查存取与保护是否一致。如果不一致，向进程发出一个信号或杀掉该进程。如果地址有效且没有保护错误发生，系统则检查是否有空闲页框。如果没有空闲页框，执行页面置换算法寻找一个页面来淘汰。5）如果选择的页框“脏”了，安排该页写回磁盘，并发生一次上下文切换，挂起产生缺页中断的进程，让其他进程运行直至磁盘传输结束。无论如何，该页框被标记为忙，以免因为其他原因而被其他进程占用。6）一旦页框“干净”后（无论是立刻还是在写回磁盘后），操作系统查找所需页面在磁盘上的地址，通过磁盘操作将其装入。该页面被装入后，产生缺页中断的进程仍然被挂起，并且如果有其他可运行的用户进程，则选择另一个用户进程运行。7）当磁盘中断发生时，表明该页已经被装入，页表已经更新可以反映它的位置，页框也被标记为正常状态。8）恢复发生缺页中断指令以前的状态，程序计数器重新指向这条指令。9）调度引发缺页中断的进程，操作系统返回调用它的汇编语言例程。10）该例程恢复寄存器和其他状态信息。2.3存储管理分段存储管理技术分段的概念逻辑空间分段：段是信息的逻辑单位，每段对应一个相应的程序模块，有完整的逻辑意义。程序的地址结构：逻辑地址表示：二维的地址空间。内存分配：内存以段为单位进行分配，每个段单独占用一块连续的内存分区。段表：实现每个逻辑段到物理内存中分区位置的映射。地址转换：将逻辑地址转换成内存的物理地址，完成地址重定位。需要指出的是，地址转换是操作系统的地址变换机构自行完成的，无需用户干预，这样我们使用操作系统时，才方便而可靠。2.3存储管理虚拟存储管理先进先出法（FIFO）：将最先进入内存的页换出/淘汰出内存。最佳置换法（OPT）：其所选择的被淘汰的页面将是以后永不使用的，或是在最长（未来）时间内不再被访问的页面。最近最少使用置换法（LRU）：将最近一段时间里最久没有使用过的页面换出内存。最近未使用置换法（NUR）：是LRU近似方法，比较容，开销也比较小。 实现方法：在存储分块表的每一表项中增加一个引用位，操作系统定期地将它们置为0。 当某一页被访问时，由硬件将该位置1。需要淘汰一页时，把该位为0的页淘汰出去，因为最近一段时间里它未被访问过。2.4设备管理

设备管理是操作系统中最繁杂而且与硬件紧密相关的部分，不但要管理实际I/O操作的设备（如磁盘机、扫描仪、打印机、键盘和鼠标），还要管理诸如设备控制器、DMA控制器、中断控制器和I/O处理机（通道）等支持设备。设备管理包括各种设备分配、缓冲区管理和实际物理I/O设备操作，通过管理达到提高设备利用率和方便用户的目的。2.4设备管理设备分类存储设备（外存、辅助存储器）：用于存储信息的设备输入/输出设备：用于输入/输出信息的设备根据设备的使用性质，可将设备分成：独占设备、共享设备和虚拟设备。

独占设备：不能共享的设备，即：在一段时间内，该设备只允进程独占。如打印机。共享设备：可由若干个进程同时共享的设备。如磁盘机。虚拟设备：是利用某种技术把独占设备改造成可由多个进程共享的设备。

针对三种设备采用三种分配技术：独占分配、共享分配和虚拟分配。独占分配技术：是把独占设备固定地分配给一个进程，直至该进程完成

I/O

操作并释放它为止。共享分配技术：通常适用于高速、大容量的直接存取存储设备。由多个进程共享一台设备，每个进程只用其中的一部分。虚拟分配技术：利用共享设备去模拟独