【正文】 到物理塊號(hào)的地址映射 頁(yè)號(hào) 塊號(hào) 1 2 2 3 3 1 4 6 解答提示 ：設(shè)頁(yè)號(hào)為 P，頁(yè)內(nèi)位移為D，邏輯地址為 A，頁(yè)面大小為 L，則： P=int（ A/L） W=A mod L 例 1：若在一分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁(yè)表如下所示。段表由若干表目組成，每一表目有段號(hào)、段長(zhǎng)、在主存中的首地址、存取方式和狀態(tài)位等項(xiàng)。好的置換算法能適當(dāng)降低頁(yè)面更換頻率。 – 注意： OPT算法考查將要被訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)面，而 LRU算法考查已訪(fǎng)問(wèn)過(guò)的頁(yè)面。 一般來(lái)說(shuō)，隨著可用塊數(shù)的增加，缺頁(yè)數(shù)將減少 。 ? (2)了解文件系統(tǒng)的功能 。 ? (6)理解路徑名和文件鏈接的概念 。 ? ⒉目錄管理：為每個(gè)文件建立一個(gè)文件目錄項(xiàng)，若干個(gè)文件的目錄項(xiàng)組成一個(gè)目錄文件。文件的物理組織側(cè)重于提高存儲(chǔ)利用率和減少存取時(shí)間。 – 記錄式文件由記錄組成，即文件內(nèi)的信息劃分為若干個(gè)相關(guān)的記錄，以記錄為單位組織和使用信息。在 UNIX系統(tǒng)中，所有的文件都看做流式文件。順序文件常用于成批處理，對(duì)于查詢(xún)或更新某個(gè)記錄的請(qǐng)求處理性能不佳。 文件的物理組織 ? 文件的物理組織是指文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)方法。每個(gè)物理塊中設(shè)有一個(gè)指針，指向下一個(gè)物理塊的地址，這樣，所有文件所占的物理塊都被鏈接起來(lái)，形成一個(gè)鏈接隊(duì)列。 圖 3 多重索引文件：多重索引文件采用間接索引方式，解決了單一索引表結(jié)構(gòu)空間開(kāi)銷(xiāo)大的不足，使得使用靈活方便。 BACK BACK BACK BACK 文件目錄 ? 文件目錄：文件控制塊的有序集合稱(chēng)為文件目錄，文件目錄也被組織成文件，就稱(chēng)為目錄文件。即對(duì)空閑塊的組織和管理問(wèn)題。反之，管理程序把回收的空閑塊逐個(gè)的掛入鏈?zhǔn)?。這種方法兼?zhèn)淞丝臻e空間表法和空閑塊鏈接法的優(yōu)點(diǎn)， UNIX系統(tǒng)使用這種空閑塊管理策略。如 UNIX系統(tǒng)對(duì)文件主、同組用戶(hù)、其他用戶(hù)的權(quán)限劃分。后備的種類(lèi)分為定期后備和不定期后備。常用目錄命令有： mkdir、 rmdir、 ls、 copy、 cd、 chmod等； ? UNIX文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為成組鏈接法，參考教材176頁(yè)； ? 管道文件（ pipe）是利用系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建、按 FIFO方式在同族進(jìn)程間進(jìn)行大量信息傳送的文件。 ? (3)掌握設(shè)備管理功能：監(jiān)視設(shè)備狀態(tài) ， 進(jìn)行設(shè)備分配 ， 完成I/O操作 ， 緩沖管理與地址轉(zhuǎn)換 。 ? (7)記住 UNIX系統(tǒng)中安裝打印機(jī)的主要步驟 。 – ④管理統(tǒng)一：對(duì)各種外設(shè)采用統(tǒng)一的管理方法，簡(jiǎn)煉、可靠、易于維護(hù)。 – ②共享分配：通常適用于高速、大容量的直接存取存儲(chǔ)設(shè)備③虛擬分配：利用共享設(shè)備去模擬獨(dú)占設(shè)備，從而使獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備。輸出井模擬脫機(jī)輸出時(shí)的磁盤(pán)，用于收容用戶(hù)程序的輸出數(shù)據(jù)。 ? 輸入進(jìn)程、輸出進(jìn)程 – 輸入進(jìn)程模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)，將用戶(hù)要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)，通過(guò)輸入緩沖區(qū)再送到輸入井。 – ①單緩沖：在設(shè)備與處理機(jī)之間設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)，一般用在數(shù)據(jù)到達(dá)速度與離去速度相差很大的情況 – ②雙緩沖：引入雙緩沖可以提高處理機(jī)與外設(shè)的并行操作速度，一般用在數(shù)據(jù)到達(dá)速度與離去速度相差不大的情況 – ③多緩沖：用于陣發(fā)性的輸入、輸出。 ? (3)理解中斷處理的一般過(guò)程 。 ? 2． 教學(xué)要求： ? （ 1） 掌握死鎖的概念和產(chǎn)生死鎖的根本原因 。 ? （ 5） 理解進(jìn)程安全序列的概念 ， 理解死鎖與安全序列的關(guān)系 。 演講完畢，謝謝觀(guān)看！ 。 ? （ 7） 了解資源分配圖 。 ? （ 3） 記住解決死鎖的一般方法 ， 掌握死鎖的預(yù)防和死鎖的避免二者的基本思想 。 ? (5)了解信號(hào)機(jī)構(gòu)的工作原理 。 ? 2． 教學(xué)要求： ? (1)理解中斷 、 中斷源 、 中斷請(qǐng)求等概念 。輸出進(jìn)程模擬脫機(jī)輸出時(shí)的外圍控制機(jī)，將用戶(hù)要求的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時(shí)，再將輸出井中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)輸出緩沖區(qū)再送到輸出設(shè)備。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井。 ? SPOOLING系統(tǒng)的組成 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 輸入緩沖區(qū) 輸出緩沖區(qū) 輸入進(jìn)程 輸出進(jìn)程 輸入井 輸出井 ? 輸入、輸出井 – 磁盤(pán)上開(kāi)辟的兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域。 二、常用設(shè)備分配技術(shù) ? 與設(shè)備分配有關(guān)的因素 – ① I/O設(shè)備的固有屬性：如獨(dú)占、共享、順序、連續(xù)、直接設(shè)備等 – ②系統(tǒng)所采用的分配算法：如 FIFS，優(yōu)先級(jí)算法等 – ③設(shè)備分配應(yīng)防止死鎖 – ④用戶(hù)程序與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)：用戶(hù)程序中所用的設(shè)備都是邏輯設(shè)備，由系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)的請(qǐng)求和資源的使用，分配具體的物理設(shè)備。 – ②設(shè)備獨(dú)立性：用戶(hù)程序應(yīng)與實(shí)際使用的物理設(shè)備無(wú)關(guān)，由操作系統(tǒng)考慮因?qū)嶋H設(shè)備不同而需要使用不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等問(wèn)題。 ? (5)了解 SPOOLing系統(tǒng)的功能和實(shí)現(xiàn)思想 。 ? 2． 教學(xué)要求： ? (1)了解設(shè)備的一般分類(lèi)：存儲(chǔ)設(shè)備 （ 塊設(shè)備 ） ， 輸入 /輸出設(shè)備（ 字符設(shè)備 ） 。 UNIX文件系統(tǒng)的主要操作 ? UNIX系統(tǒng)文件分為普通文件、目錄文件和特別文件。為了防止可能出現(xiàn)的軟硬件故障，文件系統(tǒng)需要后備。對(duì)文件的保密是對(duì)文件的共享要求引起的。 位示圖法 ? 使用一個(gè)向量描述整個(gè)磁盤(pán)，向量的每一位表示一個(gè)物理塊的狀態(tài)，如 0表示空閑塊， 1表示該塊已使用。此方法適合連續(xù)文件的存放，缺點(diǎn)是易產(chǎn)生存儲(chǔ)上的碎片。對(duì)文件目錄的主要操作有：查找文件、建立文件、刪除文件、列目錄、后備文件等。 圖 4 文件控制塊和文件目錄 文件控制塊（ FCB） ? 文件控制塊是系統(tǒng)在管理文件時(shí)所必需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是文件存在的唯一標(biāo)志。 圖 2 索引文件：這是另一種對(duì)文件存儲(chǔ)不連續(xù)分配的方法，系統(tǒng)為每個(gè)文件建立一張索引表，索引表中每一表項(xiàng)指出邏輯塊與之對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)。它的存取速度較快，但不利于文件的動(dòng)態(tài)擴(kuò)充，還可能出現(xiàn)存儲(chǔ)上的碎片。在這種方法中，存取時(shí)通過(guò)計(jì)算地址直接訪(fǎng)問(wèn)記錄；另外還有索引文件組織方式，索引文件是對(duì)文件的記錄按記錄號(hào)建立索引，其本身是順序文件，每個(gè)表項(xiàng)存有指向該記錄在邏輯地址空間中首地址的指針。如欲存取記錄 Ri，必須先通過(guò)記錄 1到 i1。 – 流式文件的內(nèi)部不再劃分記錄，由一組相關(guān)信息組成有序字符流。 文件的邏輯組織 ? 文件的邏輯結(jié)構(gòu)是為了方便用戶(hù)使用。 ? 從用戶(hù)的觀(guān)點(diǎn)所看到的文件組織形式稱(chēng)為文件的 邏輯組織 （或文件的邏輯結(jié)構(gòu)）。 ? 記住 UNIX系統(tǒng)中文件的分類(lèi)，對(duì)文件和目錄的基本操作命令 ,如 cat,more,ls,cp,cd, rm 文件及其分類(lèi) ? ⒈文件是具有一個(gè)名稱(chēng)的相關(guān)信息的集合。 ? (4)掌握目錄的基本組織方式 ， 特別是 UNIX系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu) 。 –（ 1）最佳置換算法 –（ 2）先進(jìn)先出算法 –（ 3）最近最久未使用淘汰算法 解： （ 1）根據(jù)所給頁(yè)面走向，使用最佳頁(yè)面淘汰算法，頁(yè)面置換情況如下： 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 4 4 2 2 塊 2 3 3 3 3 3 1 塊 3 2 1 5 5 5 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 7/12 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 4 4 1 塊 2 3 3 3 3 3 塊 3 2 2 2 2 塊 4 1 5 5 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 6/12 由上述結(jié)果可以看出，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)可以降低缺頁(yè)率 （ 2）根據(jù)所給頁(yè)面走向，使用先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法，頁(yè)面置換情況如下： 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 1 1 1 5 5 5 塊 2 3 3 3 4 4 4 2 2 塊 3 2 2 2 3 3 3 1 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 9/12 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 4 5 5 5 5 1 1 塊 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 塊 3 2 2 2 2 3 3 3 3 塊 4 1 1 1 1 2 2 2 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 10/12 由上述結(jié)果看出，對(duì)先進(jìn)先出算法而言，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)反而使缺頁(yè)率上升，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 Belady現(xiàn)象 （ 3）根據(jù)所給頁(yè)面走向，使用最近最久頁(yè)面淘汰算法，頁(yè)面置換情況如下： 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 1 1 1 5 2 2 2 塊 2 3 3 3 4 4 4 4 1 1 塊 3 2 2 2 3 3 3 3 5 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 10/12 走向 4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 塊 1 4 4 4 4 4 4 4 5 塊 2 3 3 3 3 3 3 3 塊 3 2 2 5 2 1 1 塊 4 1 1 1 2 2 缺頁(yè) 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺 缺頁(yè)率： 8/12 由上述結(jié)果可以看出，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)可以降低缺頁(yè)率 第五章 文件系統(tǒng) ? 1． 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： ? (1)文件 、 文件系統(tǒng)的概念； ? (2)文件的邏輯組織和物理組織的概念； ? (3)目錄和目錄結(jié)構(gòu)； ? (4)路徑名和文件鏈接； ? (5)文件的存取控制； ? (6)對(duì)文件和目錄的主要操作 。 – （ 4）最近未使用置換法（ NUR）：是 LRU算法的一種近似 ? 評(píng)價(jià)一個(gè)算法優(yōu)劣，可通過(guò)在一個(gè)特定的存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)序列上運(yùn)行它，并計(jì)算缺頁(yè)數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。 – （ 2） 最佳置換法 （ OPT）：選擇將來(lái)不再被使用，或在最遠(yuǎn)的將來(lái)才被訪(fǎng)問(wèn)的老頁(yè)換出。 ? 段式系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程： 例題 2：在一個(gè)段式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，其段表為： 段號(hào) 內(nèi)存起始地址 段長(zhǎng) 0 210 500 1 2350 20 2 100 90 3 1350 590 4 1938 95 試求下述邏輯地址對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？ 段號(hào) 段內(nèi)位移 0 430 1 10 2 500 3 400 4 112 5 32 解答提示 ：在段式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)將邏輯地址中的段號(hào)與段表長(zhǎng)度進(jìn)行比較，若段號(hào)超過(guò)段表長(zhǎng)度，則產(chǎn)生越界中斷信號(hào)；否則，則根據(jù)段表始地址和段號(hào)計(jì)算出該段對(duì)應(yīng)段表項(xiàng)的位置，從中讀出該段在內(nèi)存的起始地址，再檢查段內(nèi)地址是否超過(guò)該段的長(zhǎng)度，若超過(guò)，則產(chǎn)生越界中斷信號(hào)；否則，則將該段的起始地址與段內(nèi)位移相加，從而得到了要訪(fǎng)問(wèn)的物理地址。在分段系統(tǒng)中，允許作業(yè)占據(jù)主存中許多分離的分區(qū)，段內(nèi)連續(xù)，段有段號(hào)，但段長(zhǎng)可以相同，通過(guò)段表進(jìn)行管理。 ? 頁(yè)式存儲(chǔ)管理的動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程是 ： – 進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，其頁(yè)表地址已在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中的基本地址寄存器中，執(zhí)行的指令訪(fǎng)問(wèn)邏輯地址（ p， d）時(shí)，首先根據(jù)頁(yè)號(hào)p查頁(yè)表，由狀態(tài)位可知，這個(gè)頁(yè)是否已經(jīng)調(diào)入主存。頁(yè)表包括頁(yè)號(hào)和塊號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)，