四级操作系统原理 考试真题复习资料 全国计算机等级考试NCRE.pdf

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换技术又称为对换技术:进程从存移到磁盘并再移回存称为交换。交换技术多用于分时系统中。1:...缺点:在交换时需要花费大量的CPU时间,影响对用户的响应时间。页式存储管理方案页式存储器使用的逻辑地址由两局部组成,页号和页地址。块号=字号*字长+位号地址转换与块表物理地址=存块号*块长+页地址页表:多级页表,大多数操作系统采用二级页表,散列页表反置页表快表〔当要按给定的逻辑地址进展读写时,必须两次存,第一次按页号读出页表中对应的块号,第二次按计算出来的绝对地址进展读写〕为了提高存取速度采用两种方法:一种是在地址映射机制中增加一组高速存放器保存页表,另一方法是在地址映射机制中增加一个小容量的联想存储器〔相联存储器〕虚拟存储技术与虚拟页式存储管理方案的实现虚拟存储技术:利用大容量的外存来扩大存简称虚存虚拟存储技术同交换技术在原理上市类似的:交换技术是以进程为单位进展的,而虚拟存储一般是以页或段为单位虚拟页式存储管理〔页号,有效号,页框号,位,修改位,保护位,制止缓存位〕缺页中断:要的页面不在存中。页面调度策略:调入策略〔外存调入存〕,置业策略和置换策略。置换策略分为〔固定分配局部置换,可变分配全局置换,可变分配局部置换〕页面置换算法:刚被调出的页面又要立即要用,因而又要把他装入,频繁的调度,这种现象称为抖动或者颠簸页面置换算法有:先进先出页面置换算法(fifo),最近最少使用页面算法〔LRU〕,最近最不常使用页面置换算法〔LFU〕,理想页面置换算法〔OPT〕,最近未使用页面置换算法〔NRU〕,第二次时机页面置换算法,时钟页面置换算法〔clock〕缺页中断率:影响缺页中断率的因素:分配给程序的存块数,页面的大小。程序编制方法,页面置换算法。段式和段页式存储管理方案:系统将存空间动态分为假设干个长度不同的区域,每个区域称作一个物理块,每个物理块在存中有一个起始地址称作段首止,从0开场编址。用户程序的逻辑地址由段号和段地址组成。自己细看***段式存储操作系统第六单元文件管理文件:解释成为一组带有标识的,在逻辑意义有完整的意义的信息项的序列,这个标识为文件名,信息项是构成文件容的根本单位。文件系统的文件名:solaris的UFS长度可达255个字符,FAT12(MS-DOS8个字符,外加句点和3个字符的拓展名,NTFS也可到达255个字符)FAT12不区分大小写E*T2区分大小写。FAT12只使用ACSII,MS-DOS和windows2000/*P对不同的后缀有特定的解释。文件系统:是操作系统中统一管理信息资源的一中软件。文件系统还负责对文件的按名存取。文件分类:按文件的用途:系统文件,库函数文件,用户文件按文件组织形式普通文件目录文件特殊文件1:...一些常见的文件分类格式:按文件的保护方式:只读文件,读写文件,可执行文件,无保护文件信息流向:输入,输出,输入输出按存放时限:临时,永久,档案文件按文件的介质类型:磁盘文件,磁带文件,卡片文件,打印文件组织构造:逻辑文件〔流式文件和记录式文件〕物理构造〔顺序文件,文件,索引文件〕UNI*类操作系统的文件分类:普通文件,目录文件,特殊文件文件的构造文件的逻辑构造:分为三类无构造的字符流式文件,定长记录文件和不定长记录文件。定长记录文件和不定长记录文件统称为记录式文件。流式文件:是有序字符的集合,UNI*是流式文件构造。记录式文件:是一组有序记录的集合。构成文件的根本单位是记录,记录式文件分为:定长记录文件和不定长记录文件文件的物理构造:常见的文件的物理构造:顺序构造,构造,索引构造,I节点构造。windows的FAT文件系统采用的是构造。文件的存储介质:文件在存储设备上的存取,顺序存取设备〔磁带〕,随机存取设备〔典型设备磁盘〕磁盘上每个物理块的位置可以用柱面号,磁头号,扇区号表示。一次磁盘的时间由寻道时间,旋转定位时间,数据传输时间所组成。文件的存取方式:顺序存取,随机存取〔又称为直接存取〕。UNI*系统采用了顺序存取和随机存取两种方法。文件目录:文件系统的一个特点是按名存取,为了管理大量文件,为每个文件都设置了一个描述性数据构造-文件控制块〔FCB〕,把所有文件的文件控制块有机组织起来,就构成了文件控制块的一个有序集合,称为文件目录。目录文件:文件目录以文件的形式保持起来,这个文件就被称为目录文件。目录文件是长度固定的记录式文件。文件目录构造一般吧文件目录设计成一级目录,二级目录构造,多级目录构造。二级目录分为两级:主文件目录,用户文件目录缺点:增加了系统开销树形目录:高层次为根目录,最底层为文件。树形目录优点:便于分类,层次清楚,解决了文件重命名问题,查找搜索速度快。一个UNI*系统的根目录由bin,etc,lib,tmp,usr路径名:当前正在使用的目录:当前目录有两种路径检索的方法:一种是全路径名〔又称为绝对路径名〕,另一种是相对路径。文件目录的改进:FCB分为符号目录项和根本目录项。目录项分解法优点:减少了磁盘的次数,提高了文件目录检索速度。存储空间的分配与回收四种不同的方案位示图,空闲块表,空闲块链表,成组成组的管理方式比普通的方式效率高。实现文件系统的表目系统翻开文件表用户翻开文件表关系:用户翻开文件表指向了系统翻开文件表。记录的成组与分解:大概看看158页文件的操作1:..建立文件的实质是建立文件的文件控制块FCB文件的保护和平安文件的共享在多级目录中法是常用的实现文件共享技术,矩形表示目录,圆圈表示文件UNI*采用了别名的方式文件的保护建立副本,定时转储。规定文件的存取权限〔采用树形目录构造,存取控制表〕*中的文件存取权限〔文件属主或文件拥有者(owner),文件属组的同组用户(group),其他用户(other)〕文件的措施::块高速缓存,磁盘空间的合理分配,对磁盘调度算法进展优化磁盘的驱动调度:磁盘的存取时间:寻道时间,旋转延迟时间,传输时间。设计磁盘调度算法考虑的因素:公平性高效性1〕移臂调度:根据者指定的柱面位置来决定执行的次序,目的在于减少操作中的寻找时间。一般采用以下几种移臂调度算法:先来先效劳〔FCFS〕,最短寻道时间优先算法〔SSTF〕,扫面算法〔SCAN〕,循环扫描算法〔S-SCAN〕RAID技术:RAID0采用多个磁盘并行以提高读写速度,1用磁盘镜像的方法提高存储的可靠性,2和3以位或者字节作为并行单位,4的并行单位是块。WINDOWS的FAT和UNI*系统FAT〔fileallocationtable〕简单的目录构造,三个版本:FAT-12,-16,-32,FAT系统以簇为单位分配,引导扇区,文件分配表,根目录〔大小为32字节〕UNI*文件系统三级索引构造操作系统第七单元I/O设备管理输入输出设备〔I/O设备〕也称为外部设备,狭义的I/O设备不包括外存设备,广义的就是上述所说设备管理师操作系统总体性能的重要决定因素重要表现指标和常见瓶颈之一。设备管理的任务:CPU性能越高,I/O设备性能同CPU性能不匹配的反差也越大。操作系统通过缓冲技术,中断技术,虚拟技术解决这一问题。设备的分类:按设备的使用特性分类:I/O设备和存储设备。I/O设备室计算机与外部世界交换信息的设备。调制解调器和网络适配器也处于I/O设备。用于构建计算机网络通信系统。1:..如磁带,磁盘,光盘,U盘,按设备的信息组织方式来划分:字符设备和块设备键盘,终端,打印机等以字符为单位组织的和处理信息的设备为字符设备,而磁盘,磁带等以数据块为单位组织和处理信息的为块设备。按设备的共享性分类:共享设备,独占设备,虚拟设备。磁盘是典型的共享设备,独占设备的使用效率低是造成死锁的条件之一,,为此引入了虚拟设备的概念,虚拟设备是指虚拟技术吧独占设备改造成可以由多个进程共享的设备,SPOOLING技术室非常重要的虚拟设备技术。I/O硬件组成:I/O端口地址主要有两种编止方式:存映射编址和I/O独立编址。I/O设备数据传送控制方式程序直接控制方式,中断控制方式,DMA方式,通道控制方式。程序直接控制方式:优点CPU和外设的操作能通过状态信息得到同步缺点是CPU效率较低。适用于那些CPU执行速度较慢,外围设备少的系统,如单片机。中断控制方式:CPU与外设大局部时间并行工作,具有实时响应能力,及时处理异常情况,提高计算机的可靠性。DMA方式:直接存,是一种完全由硬件执行I/O数据交换的工作方式,DMA控制器从CPU完全接收对总线的控制,数据交换不经过CPU,而直接在存和I/O设备之间进展。DMA方式分为三个阶段:传送前预处理,数据传送,传送后处理。通道控制方式:可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与存之间的数据传送,目的是为了进一步减少数据输入输出对整个系统运行效率的影响。可分为三种通道:选择通道,数组多路通道,字节多路通道。选择通道和数组多路通道都是以数据块为单位。I/O软件的特点及构造最关键目标:设备独立性I/O软件一搬分为四层:中断处理程序,设备驱动程序,与设备无关的操作系统软件,用户级软件。与设备无关的系统软件〔统一命名,设备保护,提供与设备无关的逻辑块,缓冲,存储设备的块分配,独占设备的分配与释放,出错处理〕独占设备:SPOOLING系统是操作系统中处理独占设备的一种方法。典型的I/O技术缓冲技术和设备分配技术,SPOOLINH技术,DMA和通道技术缓存技术是以空间换时间。缓冲区的设置:缓冲区可以由硬件实现称为硬缓冲通常在〔打印机中〕缓冲区也可以由软件实现:通常采用单缓冲,双缓冲,多缓冲,缓冲池技术。设备分配技术:设备分配算法的数据构造:系统设备表SDT,设备控制表DCT,控制器控制表COCT,通道控制表CHCT设备分配的原则:考虑设备分配的特性和平安性,分为独占,共享,虚拟设备。从平安方面分为平安分配方式和不平安分配方式。设备分配策略:先来先效劳,高优先级优先,如果优先级一样则按照FIFO的顺序排列。独占设备的分配。共享设备的分配,虚拟设备〔SPOOLING〕.打印机是一种典型的独占设备。I/O性能问题解决:通过应用缓冲技术,减少或缓解不同设备之间传输速度的差距,通过应用异步I/O技术,使CPU计算不必等待I/O操作结果通过DMA技术和通道部件。是CPU摆脱I/O操作,与这些部件并行执行。通过应用虚拟设备技术,提高独占设备的利用率。操作系统第八单元死锁1:..死锁:是指在多道程序系统中,一组进程中的每个进程均无限期的等待被该进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源死锁进程的个数至少为2个活锁与饥饿饥饿现象可以通过先来先效劳策略来防止。死锁产生的主要原因:竞争资源,多道程序运行时,进程推进顺序不合理。死锁产生的原因分析:申请不同类资源产生死锁,申请同类资源产生死锁,P,V操作不当产生死锁,对临对性资源的使用不加限制而引起的死锁。产生死锁的必要条件:互斥条件,不可剥夺条件,请求和保持条件,循环等待条件。解决死锁的方法:预防死锁,防止死锁,检测死锁,解除死锁。死锁预防:破坏死锁的四个必要条件之一,破坏互斥条件:通过假脱机〔spooling〕破坏不可剥夺条件:缺点增加了开销,延长了进程的周转时间,降低系统的吞吐量和性能破坏请求和保持条件:缺点资源利用率低破坏循环等待条件:按资源有序分配策略分配资源破坏了循环等待条件死锁防止:系统对进程发出的每一个系统能够满足的资源申请进展动态检查,并根据检查结果断定是否分配资源,如果分配后会产生死锁,就不予分配。死锁预防和死锁防止的区别在于,死锁预防是设法破坏产生死锁的四个必要条件之一,而死锁防止是在系统运行过程中注意防止死锁的最终死锁的必要条件存在。,如果存在一个由系统中的所有进程构成的平安序列。。则系统处于平安状态。‘如果不存在任何一个平安序列,则系统处于不平安状态,不平安状态一定导致死锁,但不平安状态不一定是死锁状态。即系统处于不平安状态则可能发生死锁。只要能使系统总是处于平安状态就可以防止死锁的发生。。检测死锁的实质是确定是否存在“循环等待〞条件,死锁解除:死锁解除的实质是如何让释放资源的进程能够继续运行,为解除死锁就要剥夺资源。死锁解除法归纳为:剥夺资源,撤销进程,资源分配图:刻画进程的资源分配的方法在有向图中,用圆圈表示进程,方框表示每类资源。死锁判定的法则:如果资源分配图中没有环路,则系统没有死锁如果资源分配图中出现了环路,则系统中可能存在死锁环路是死锁的充分必要条件1