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操作系统基础

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类型

  • 单用户系统  ，一台处理机只支持一个用户程序；

  • 批处理系统，提交一批作业、不再干预、人机不交互；

  • 分时操作系统，处理器运行时间分成很短的时间片，按照时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用；

  • 网络操作系统，普通操作系统+网络通信、网络服务功能；

  • 分布式操作系统，网络为基础、物理分布具有自治工鞥的数据处理系统或计算机系统互联起来的操作系统；

  • 嵌入式操作系统，运行在嵌入式智能芯片环境中，对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、处理、指挥、控制。

概念

进程

进行资源分配和调度的基本单位。由 程序、数据集合、进程控制块PCB组成。进程控制块存储了进程相关所有信息，是进程存在的唯一标识。

五态图

PV操作

P操作
1、S=S-1
2、S≥0，进程执行，否则等待。

V操作
1、S=S+1
2、S＞0 无等待进程，S≤0 唤醒等待进程。

死锁  

存储管理

概念

逻辑地址

  • cpu所生成的地址
  • 内部和编程使用的
  • 不唯一

物理地址

  • 加载到内存地址寄存器中的地址
  • 内存单元真正地址

静态重定位 程序执行前进行重定位，它根据装配模块将要装入的内存起始位置，直接修改装配模块中的有关使用地址的指令。

  • 无需硬件支持
  • 程序重定位后不能搬动
  • 要求程序存储空间是连续的

动态重定位 不是在程序执行前而是在程序执行过程中进行地址重定位。（cpu每次访问内存单元才进行地址转换）

  • 需要硬件支持
  • 程序占用的内存空间动态可变，不必连续
  • 容易实现几个进程对同一程序副本的共享使用
  • 算法复杂

分区管理

固定分区  
静态分区作业装入之前划分，大小固定，内存利用率不高。

可变分区  
动态分区，碎片多，首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。

可重定位分区  
合并零散空间。

分页管理

分段存储管理

段页式存储管理

案例

案例一


【解答】
1、1k=1024, 从0号开始逻辑页0可存下0~1023，1024存在逻辑页1上，对应的物理页为3。
2、共享页4，都是4,4。

案例二


【解答】
根据公式 ，可以分别计算段号，页号以及页内地址最大的寻址空间。存储管理系统中的地址长度均表示为最大的寻址空间。
页内地址为13位，即页大小为213=8K；页号地址为11位，即页数最多为211=2048；段号地址为8位，即段数最多为2^8=256

设备管理

I/O系统工作方式：

  • 程序控制方式

    • 无条件查询-IO端口总是准备好接收主机的输出（入）数据。
         * 程序查询-

  • 中断方式  
    IO设备完成向CPU发送中断请求信号，CPU采取相应处理；进程调用IO设备时，CPU向设备发送IO启动指令，然后CPU继续原有工作。CPU、IO设备并行工作；

  • DMA方式（直接内存存取）  
    直接主存存取方法，允许IO设备、主存储器之间通过DMA控制器（DMAC）直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始、结束，全程无需CPU干预。

  • 通道控制方式  
    在一定的硬件基础上利用软件手段实现IO的控制和传送，更多的免去CPU的介入，使主机、外设并行工作程度更高；

  • I/O处理机
    专门负责IO的处理机，可以有独立的存储器、运算部件、指令控制部件；

文件管理

文件逻辑结构：

  • 无结构的字符流文件
  • 有结构的记录文件
    • 顺序文件
         * 索引顺序文件
         * 索引文件
         * 直接文件

文件的物理结构：
指文件在存储设备上的存放方法。侧重于提高存储器的利用效率和降低存取时间；文件分配策略：

  • 顺序分配（连续分配）
  • 连接分配（串联分配）
  • 索引分配，不连续、为每一个文件创建一张索引表（逻辑块号、对应的物理块号）

文件存储设备管理
位示图法，

案例

案例一


【解答】

案例二


【解答】
2053/32=64余5
在第65个字5个位置上，字的编号为64，位的编号为4

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