【正文】 pheral Operations OnLine含義： 同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作（假脫機(jī)技術(shù)）包括：? 輸入程序模塊? 輸出程序模塊? 作業(yè)調(diào)度程序SPOOLing系統(tǒng)工作原理（續(xù)2）162。 作業(yè)全部運(yùn)行完畢，再由外設(shè)輸出全部數(shù)據(jù)和信息，稱為緩輸出162。 審查系統(tǒng)是否能滿足用戶作業(yè)的資源要求216。176。 使各種I/O設(shè)備得以充分利用162。 保證提交的作業(yè)在截止時(shí)間內(nèi)完成162。 最高響應(yīng)比優(yōu)先算法（HRN：Highest Response Ratio Next）162。調(diào)度算法162。170。 終端的連接162。 作業(yè)的基本概念? 定義? 作業(yè)步161。作業(yè)161。作業(yè)流? 作業(yè)控制方式：批處理和交互式162。170。 作業(yè)的基本概念? 定義? 作業(yè)步161。作業(yè)161。作業(yè)流? 作業(yè)控制方式：批處理和交互式162。170。170。 P42162。 進(jìn)程調(diào)度162。為了深刻描述程序動(dòng)態(tài)執(zhí)行過程的性質(zhì)，人們引入161。概念。 程序在執(zhí)行過程中是不斷申請資源 ，程序作為共享資源的基本單位是不合適的162。 ，作業(yè)機(jī)制已不能滿足需要，引入了進(jìn)程機(jī)制。 4161。. 進(jìn)程的概念和定義162。 161。 162。 增加了空間開銷：為進(jìn)程建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)162。 進(jìn)程的狀態(tài)和進(jìn)程控制塊? 進(jìn)程的狀態(tài)? 進(jìn)程的狀態(tài)演變? 進(jìn)程控制塊思考？162。運(yùn)行 （2） 就緒161。 進(jìn)程的定義162。 進(jìn)程的特征? 動(dòng)態(tài)性、并行性、獨(dú)立性、異步性、結(jié)構(gòu)特征162。162。173。 內(nèi)存資源緊張162。 掛起狀態(tài)162。 阻塞狀態(tài)162。 進(jìn)程的狀態(tài)和進(jìn)程控制塊162。170。 現(xiàn)代OS設(shè)計(jì)中，為減少系統(tǒng)本身的開銷，往往將一些與硬件緊密相關(guān)的（如中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等）、基本的、公共的、運(yùn)行頻率較高的模塊（如時(shí)鐘管理、進(jìn)程調(diào)度等）以及關(guān)鍵性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立開來，使之常駐內(nèi)存，并對他們進(jìn)行特殊保護(hù)，通常把這一部份成為OS內(nèi)核。170。 一般地，操作系統(tǒng)內(nèi)核的功能可以概括地劃分為資源管理功能和支撐功能。 進(jìn)程的阻塞與喚醒162。 進(jìn)程控制162。 問題? 如何協(xié)調(diào)多個(gè)進(jìn)程對系統(tǒng)資源（內(nèi)存、外部設(shè)備等）的競爭和共享？? 如何解決多個(gè)進(jìn)程因競爭資源而出現(xiàn)結(jié)果異常，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定、失效等問題？? 多個(gè)進(jìn)程同時(shí)申請文件打印，如何有效分配？例子162。 兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀余額并進(jìn)行修改162。 進(jìn)程競爭資源首先必須解決161。問題。162。 輸入機(jī)、打印機(jī)、磁盤機(jī)162。162。 當(dāng)臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程使用完畢，退出臨界區(qū)時(shí)，即在退出區(qū)修改臨界區(qū)使用標(biāo)志，并負(fù)責(zé)喚醒阻塞隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程，讓其進(jìn)入臨界區(qū)。 當(dāng)某一進(jìn)程已訪問了它的臨界區(qū)時(shí)，其他試圖訪問臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。 進(jìn)程只能在臨界區(qū)內(nèi)等待有限時(shí)間，不能使其他進(jìn)程在臨界區(qū)外無限等待。170。 軟件方法162。 消息傳遞方法162。 為了解決軟件方法的不足，有人提出了硬件解決方法，通過屏蔽中斷或采用專門的機(jī)器指令控制同步與互斥。 一直沒能成為通用的解決方法。p 并發(fā)進(jìn)程在申請進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，首先測試該臨界區(qū)是否是上鎖，若是，則該進(jìn)程要等到臨界區(qū)開鎖之后才能進(jìn)入臨界區(qū)。 操作系統(tǒng)內(nèi)核162。 紅綠燈162。161。170。 兩個(gè)或者多個(gè)進(jìn)程可以通過傳遞信號(hào)進(jìn)行合作，可以迫使進(jìn)程在某個(gè)位置暫時(shí)停止執(zhí)行（阻塞等待），直到它收到一個(gè)可以161。的信號(hào)（被喚醒）162。162。 公用信號(hào)量：聯(lián)系著一組并行進(jìn)程，初始值為1，每個(gè)進(jìn)程都可以對它進(jìn)行P和V操作，通常它為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥而設(shè)置。 關(guān)中斷 S:=S1。 開中斷End。 關(guān)中斷 S:=S+1。 插入到就緒隊(duì)列 end。 V原語V（S）釋放一個(gè)單位的資源，執(zhí)行一次V操作，信號(hào)量的值就加1進(jìn)程互斥進(jìn)入臨界區(qū)信號(hào)量的特征信號(hào)量的特征162。162。利用信號(hào)量方法實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥是高效的，一直被廣泛采用。 每執(zhí)行一句一個(gè)中斷162。 信號(hào)量161。表示資源的實(shí)體，變量? 公用信號(hào)量、私用信號(hào)量? 互斥信號(hào)量、資源信號(hào)量162。 進(jìn)程同步的規(guī)則：162。 初始值： Sc：=0； Sp：=0162。 計(jì)算進(jìn)程：數(shù)據(jù)未取走，阻塞自己162。Sp:=0。 P(Sp)。 生產(chǎn)者企圖將一個(gè)消息放入一個(gè)已經(jīng)滿的緩沖區(qū)時(shí)要等消費(fèi)者取走一個(gè)消息162。 full：消息數(shù)量162。170。 生產(chǎn)者進(jìn)程：162。 釋放緩沖區(qū)使用權(quán)，V(mutex)162。 如果有數(shù)據(jù)，申請互斥使用緩沖區(qū)P(mutex)162。 mutext:=1。 P(empty)。 V(full)。 司機(jī)和售票員要互通消息：是否啟動(dòng)車輛？能否開車門？分別用S1，S2表示。170。 信號(hào)通信和信件通信162。 喂飯方法設(shè)計(jì)的目標(biāo)？原則？162。170。170。 如何設(shè)計(jì)一個(gè)好的算法？調(diào)度目標(biāo)162。 盡量減少響應(yīng)時(shí)間為什么引進(jìn)進(jìn)程調(diào)度？216。 長程調(diào)度161。作業(yè)調(diào)度162。170。162。 短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先? 通過計(jì)算判斷就緒隊(duì)列中哪個(gè)作業(yè)的預(yù)期執(zhí)行時(shí)間最短，就調(diào)度誰。 最高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先（HPF）調(diào)度算法216。 作業(yè)調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度162。170。 外部優(yōu)先級(jí)和作業(yè)到達(dá)時(shí)間162。170。162。170。 典型的動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)變化方式為：? 優(yōu)先級(jí)隨著進(jìn)程運(yùn)行的剩余時(shí)間的減少而上升，使將要執(zhí)行結(jié)束的進(jìn)程盡快完成；? 或者隨著進(jìn)程排隊(duì)等待時(shí)間的增長而上升，使等待時(shí)間越長的進(jìn)程優(yōu)先得到調(diào)度，不至于長時(shí)間饑餓。 剩余時(shí)間最短者優(yōu)先，響應(yīng)比高者優(yōu)先 進(jìn)程調(diào)度算法162。 實(shí)例：162。 在分時(shí)系統(tǒng)中，n個(gè)進(jìn)程循環(huán)地獲得時(shí)間片而執(zhí)行。162。當(dāng)這個(gè)時(shí)間片結(jié)束時(shí)，強(qiáng)迫一個(gè)進(jìn)程讓出處理器，讓它排列到就緒隊(duì)列的尾部，等候下一輪調(diào)度。162。161。170。 優(yōu)先級(jí)161。多隊(duì)列可變時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法162。 進(jìn)程轉(zhuǎn)換時(shí)間162。 響應(yīng)時(shí)間多隊(duì)列輪轉(zhuǎn)法162。 先來先服務(wù)162。 如何選擇進(jìn)程調(diào)度算法跟系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)有關(guān)162。規(guī)定：p 每個(gè)顧客必須預(yù)先 申請對資金的最大需求量，但不得超過銀行共享資金的總和；p 每個(gè)顧客的借款方式是以161。為單位p 銀行對顧客提出的每次交易，將根據(jù)當(dāng)時(shí)的資金數(shù)量，依照一定的原則，或立即成交或推遲成交，但必須保證客戶等待的時(shí)間是有限的，每個(gè)顧客的借款總額不得超過其最大申請量p 當(dāng)且僅當(dāng)每個(gè)顧客的借款總額達(dá)到最大申請量后，才能且必須在有限時(shí)間內(nèi)歸還其全部借款假設(shè)銀行有10個(gè)資金單位，有甲、乙、丙三個(gè)顧客與銀行進(jìn)行交易，三個(gè)顧客的最大申請額分別為9個(gè)資金單位。 進(jìn)程的并發(fā)控制不僅要控制若干進(jìn)程的同步與互斥，確保進(jìn)程之間的正常通信，還需要解決進(jìn)程死鎖的問題。176。 交通中的死鎖現(xiàn)象162。216。 Eg：兩個(gè)進(jìn)程都在等待著對方占有的而不不能為自己使用的資源，這時(shí)就發(fā)生了死鎖。 當(dāng)然，如果能提前預(yù)防和避免死鎖的出現(xiàn)，將能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。162。162。162。 程序設(shè)計(jì)引起162。 互斥：競爭的資源一次只能被一個(gè)進(jìn)程使用162。 非剝奪：進(jìn)程已經(jīng)占有的資源不能被其他進(jìn)程強(qiáng)行剝奪。 四個(gè)條件必要條件162。解決死鎖的方法162。 死鎖恢復(fù)（死鎖檢測與恢復(fù)）解決死鎖的方法162。162。 該方法并不嚴(yán)格限制產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件，以提高系統(tǒng)資源利用率。173。173。 若系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，且按照某個(gè)安全序列分配資源，可以保證系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)死鎖。 不安全狀態(tài)可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)162。162。162。一個(gè)資金單位161。 進(jìn)程可以分期請求資源，但請求的總數(shù)不能超過最大需求量162。已知其所需的資源總數(shù)分別為6。 OS引入進(jìn)程的目的是為了描述和實(shí)現(xiàn)多程序的并發(fā)執(zhí)行，改善資源利用率以及系統(tǒng)吞吐量。162。162。 線程。 線程基本上不擁有系統(tǒng)資源，只擁有少許必須的私有資源162。 進(jìn)程中的各個(gè)線程共享進(jìn)程的資源162。176。 創(chuàng)建線程不需要另行分配資源，創(chuàng)建速度快，而且系統(tǒng)的開銷小162。 本章主要討論主存儲(chǔ)器空間的用戶區(qū)的管理，即內(nèi)存的分配方法存儲(chǔ)器162。170。 緩存：內(nèi)存和處理器之間的高速小容量存儲(chǔ)器本章要點(diǎn)162。 虛擬存儲(chǔ)管理技術(shù)本章主要研究的問題 存儲(chǔ)管理的目的和功能161。P91162。 使存儲(chǔ)管理的軟件簡單、靈活性大、系統(tǒng)的資源利用率高而且成本較低 存儲(chǔ)分配161。P92162。170。 回收內(nèi)存空間 存儲(chǔ)分配161。P92162。 然后，更新進(jìn)程的資源分配清單、內(nèi)存分配情況等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？臻e可用161。161。170。170。 邏輯地址，相對地址：一般從0開始編址? 高級(jí)語言使用符號(hào)地址：變量名或標(biāo)號(hào)等? 源程序經(jīng)過編譯、鏈接以后其中的符號(hào)地址就會(huì)變成邏輯地址162。170。 優(yōu)點(diǎn)：216。 程序不能移動(dòng)216。162。 硬件支持161。重定位寄存器和加法器 實(shí)存管理技術(shù)161。P96162。 用戶區(qū)：單個(gè)用戶，只有一個(gè)作業(yè)162。 單一連續(xù)分區(qū)分配161。單道單用戶162。170。161。除了操作系統(tǒng)占用區(qū)外，其余的各個(gè)分區(qū)存放各用戶程序。170。 硬件支持：? 界限寄存器? 保護(hù)鎖優(yōu)點(diǎn)：簡單。 一組概念：邏輯地址、物理地址162。 固定式分區(qū)：原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（分區(qū)說明表）162。170。162。一部分分配給作業(yè)，另一部分仍作為空閑區(qū)留在表中。 當(dāng)作業(yè)運(yùn)行完成撤離系統(tǒng)時(shí)：l 回收作業(yè)占用區(qū)（如何進(jìn)行？）。161。缺點(diǎn)：由于主存分區(qū)個(gè)數(shù)不定，表格長度不好控制；存在外零頭（現(xiàn)在有一個(gè)19K作業(yè)無法運(yùn)行。161。 已分配區(qū)表和空閑區(qū)表如何組織？162。162。176。161。 將空閑區(qū)按從小到大的順序在空閑區(qū)表中排列，每次分配分區(qū)時(shí)，順序查找空閑區(qū)表，把最先能夠滿足要求的空閑區(qū)進(jìn)行分割，一部分分為配給作業(yè)，另一部分仍為空閑區(qū)。碎片161。177。 最壞適應(yīng)算法162。161。177。170。162。 回收分區(qū)R沒有鄰接空閑區(qū)，將其插入空閑區(qū)表或鏈的適當(dāng)位置即可。 回收分區(qū)R與上面的空閑區(qū)鄰接162。 限長寄存器可重定位分區(qū)分配161。P102162。177。177。 動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)（重定位寄存器162。177。170。 既想用零頭，又不想費(fèi)時(shí)間162。170。 [例] 多作業(yè)進(jìn)行編譯時(shí)，一個(gè)作業(yè)由兩個(gè)分區(qū)構(gòu)成，作業(yè)的源代碼占一個(gè)分區(qū)，公共的編譯程序占有一個(gè)分區(qū)。否則，會(huì)增加系統(tǒng)更多的開銷。 分區(qū)分配的缺點(diǎn)：5162。161。162。 覆蓋段和覆蓋區(qū)：把作業(yè)中不要求同時(shí)裝入主存的程序段組成一組， 叫覆蓋段 ；為一個(gè)覆蓋段分配的同一個(gè)主存區(qū)，叫覆蓋區(qū)。161。162。 特點(diǎn)：打破了必須將一個(gè)作業(yè)的全部信息裝入主存后才能運(yùn)行的限制。170。 覆蓋可以在作業(yè)內(nèi)部進(jìn)行162。170。161。170。 非連續(xù)存儲(chǔ)162。170。地址空間中的頁面保持在邏輯上的連續(xù)性，把它們放到主存空間中的諸塊中時(shí)可以不連續(xù)。170。 頁表是動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)的延伸，每個(gè)頁面都可以分別重定位如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？162。 3. 找出頁內(nèi)位移（頁內(nèi)地址）162。170。 優(yōu)點(diǎn)：162。161。 （1）動(dòng)態(tài)地址變換機(jī)構(gòu)增加了開銷162。 （4）要求運(yùn)行的作業(yè)的信息全部裝入主存，如果可用空間存儲(chǔ)塊不能滿足該作業(yè)的要求，則該作業(yè)不能運(yùn)行。170。 虛擬存儲(chǔ)器162。170。 作業(yè)地址空間受主存容量限制162。 （2）如何決定哪些頁面應(yīng)該在主存中，哪些頁面放在外存上？162。170。170。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：? 頁面是否在內(nèi)存161。中斷位、輔存地址? 內(nèi)容是否發(fā)生改變161。改變位、輔存地址? 淘汰那個(gè)頁面161。引用位 請求頁式存儲(chǔ)管理161。P116162。176。 影響內(nèi)存利用率和系統(tǒng)的效率162。170。 先進(jìn)先出淘汰算法（FIFO）? 理論依據(jù)：可能最早調(diào)進(jìn)內(nèi)存的頁面，其不再使用的可能性比最近調(diào)入內(nèi)存的頁面大。170。161。 由于它不要求作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中連續(xù)存放，從而有效地解決了零頭問題。 請求頁式存儲(chǔ)管理161。P120162。這增加了系統(tǒng)的開銷。 (3) 理論上這種管理算法消除了存儲(chǔ)器的碎片，但每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程的最后一頁總有一部分空間得不到充分利用。 邏輯地址、物理地址162。161。170。 可變式分區(qū)161。外零頭162。 2.（1）如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？如何進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換？162。 3. 找出頁內(nèi)位移（頁內(nèi)地址）162。 分頁存儲(chǔ)管理? 原理? 地址映射162。170。170。 分段管理就是管理這些分段所組成的作業(yè)。170。 實(shí)現(xiàn)原理162。 4. 地址變換用到段表162。161。 缺點(diǎn)：? 硬件支持，管理開銷? 分段長度受到內(nèi)存可用空間的限制? 淘汰算法選擇必須謹(jǐn)慎，否則易出現(xiàn)161?，F(xiàn)象 段頁式管理162。162。 系統(tǒng)內(nèi)的邏輯地址：段號(hào) 161。頁號(hào)161。 段頁式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 162。 (1) 這種內(nèi)存管理方法增加了硬件成本、增加了處理機(jī)額外開銷、增加了軟件的復(fù)雜性。 (3) 零頭問題更為嚴(yán)重。162。162。本章回顧162。 實(shí)存管理技術(shù)? 分區(qū)式分配：固定式、可變式、可重定位、多重分區(qū)分配，分頁存儲(chǔ)管理162。 2. （1）（2）（4）（5）操作系統(tǒng)原理Principles of Operating System第五章 設(shè)備管理幾個(gè)問題162。 I/O設(shè)備概述162。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序162。170。170。 設(shè)備管理的功能? ，使設(shè)備控制塊之類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同每個(gè)設(shè)備相關(guān)聯(lián)? 162。170。 按照處理信息的方式分類? 塊設(shè)備：磁帶機(jī)、磁盤機(jī)? 字符設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、輸入機(jī)? 不完美162。161。161。 設(shè)備的類型號(hào)：操作系統(tǒng)管理上的需要162。177。161。 將輸入輸出控制器連接到中央處理機(jī)和主存儲(chǔ)器的硬設(shè)備162。170。161。由CPU對I/O設(shè)備直接進(jìn)行控制。170。許多控制器，特別是塊設(shè)備的控制器支持直接存儲(chǔ)器存取。170。161。4. 通道方式161。P140162。162。 通道的三種類型161。根據(jù)信息的交換方式161。P1411. 字節(jié)多路通道：以字節(jié)為單位傳輸信息，可以分時(shí)地執(zhí)行多個(gè)通道程序，一個(gè)通道程序?qū)?yīng)一臺(tái)設(shè)備。可用于連接高速設(shè)備，如固定頭磁盤等。 字節(jié)多路通道 162。 低中速I/O設(shè)備162。所以相比之下，這種類型的通道數(shù)據(jù)的傳輸效率較高。 數(shù)組多路通道是結(jié)合選擇通道的較高數(shù)據(jù)傳輸率的優(yōu)點(diǎn)和字節(jié)多路通道能進(jìn)行分時(shí)并行操作所具有的較高的通道利用率的特點(diǎn)而形成的一種通道方式。 中高速I/O設(shè)備162。170。176。170。 由于通道價(jià)格比較昂貴，其數(shù)量也遠(yuǎn)比I/O設(shè)備少，因而會(huì)因?yàn)橥ǖ罃?shù)量的不足而產(chǎn)生161。問題，影響整個(gè)系統(tǒng)的吞吐能力。 第一種方法是通過增加I/O設(shè)備的獨(dú)立性來加快數(shù)據(jù)