【正文】 。 ②就緒狀態(tài) 此時(shí)進(jìn)程基本具備了運(yùn)行條件，正在等待使用處理機(jī)。 存 儲(chǔ) 區(qū) 因?yàn)榫彌_區(qū)首部與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以通常把兩者統(tǒng)稱(chēng)為緩沖區(qū)。 鏈 表 頭 空 閑 緩 沖 區(qū) 1 空 閑 緩 沖 區(qū) 2 空 閑 緩 沖 區(qū) 3 空 閑 緩 沖 區(qū) n 空閑緩沖區(qū)鏈表操作 ① 取用任意空閑緩沖區(qū) 從空閑緩沖區(qū)鏈表的表頭位置取下一個(gè)空閑緩沖區(qū)，后面的空閑緩沖區(qū)依次向前移動(dòng)。這四個(gè)空閑鏈表是： 0空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放文件系統(tǒng)超級(jí)塊 1空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放通常使用的數(shù)據(jù)塊 2空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放延遲寫(xiě)、無(wú)效數(shù)據(jù)或錯(cuò)誤內(nèi)容 3空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放沒(méi)有對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)空間的緩沖區(qū)首部 如果某種類(lèi)型的空閑緩沖區(qū)不夠用時(shí)，核心也從其它空閑緩沖區(qū)鏈表中取用空閑緩沖區(qū)。如果不空閑，則它只能處在某一個(gè) hash鏈表中。 預(yù)讀的結(jié)果： 放在緩沖池內(nèi)，以免需要的時(shí)候再去啟動(dòng)磁盤(pán)讀數(shù)據(jù)塊。 虛構(gòu)文件系統(tǒng)接受來(lái)自用戶(hù)的操作請(qǐng)求，根據(jù)該操作所訪(fǎng)問(wèn)的文件是存放在本地機(jī)器上，還是存放在遠(yuǎn)地機(jī)器上而分別把操作交給本地文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)；本地文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（實(shí)際上再傳給遠(yuǎn)地機(jī)器上的本地文件系統(tǒng)）進(jìn)行相應(yīng)的操作后，將結(jié)果返回到虛擬文件系統(tǒng)中再傳回給用戶(hù)。它包含 12項(xiàng)直接索引表目和 3項(xiàng)間接索引表目。如下圖所示： 鏈 表 頭 空 閑 i 節(jié) 點(diǎn) 1 空 閑 i 節(jié) 點(diǎn) 2 空 閑 i 節(jié) 點(diǎn) 3 空 閑 i 節(jié) 點(diǎn) n 空閑活動(dòng) i節(jié)點(diǎn)鏈表為雙向（非循環(huán)）鏈表，分別由鏈表頭指針和鏈表尾指針指向空閑鏈表的首尾。 引導(dǎo)塊 超級(jí)塊 i節(jié)點(diǎn)表塊 數(shù)據(jù)區(qū) 引導(dǎo)塊： boot程序 超級(jí)塊： fs結(jié)構(gòu)，存放文件系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù) i 節(jié)點(diǎn)表塊：磁盤(pán) imon表 數(shù)據(jù)區(qū)： 各數(shù)據(jù)塊 ② 、兩級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)型 這種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)由兩級(jí)組成：第一級(jí)由超級(jí)塊和若干個(gè) 柱面組塊 （ cylinder group block）所組成（如果是根文件系統(tǒng)則還包括引導(dǎo)塊）。 柱面組信息塊（ cg塊） 柱面組信息塊中存放的是有關(guān)該柱面組的靜態(tài)參數(shù)，它由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) cg來(lái)定義： struct cg { 內(nèi)存中柱面組塊的鏈接指針 本柱面組塊中 i節(jié)點(diǎn)表大小 本柱面組塊中數(shù)據(jù)區(qū)大小 最近一次所用塊的位置 最近一次所用片的位置 最近一次所用 i節(jié)點(diǎn)的位置 本柱面組空閑數(shù)據(jù)塊總數(shù) i節(jié)點(diǎn)位示圖 空閑塊位示圖 } 位示圖： 位示圖為一張表，其中的每一個(gè)二進(jìn)制位（ bit）的值來(lái)表示某一個(gè)資源（例如數(shù)據(jù)塊或 i節(jié)點(diǎn)）的狀態(tài)，這樣每檢測(cè)一個(gè)字節(jié)的值就可以知道八個(gè)資源的狀態(tài)；每檢測(cè)一個(gè)四字節(jié)的整數(shù)的值就可以知道 32個(gè)資源的狀態(tài)。 2 。 584 。 /* 目錄項(xiàng) i節(jié)點(diǎn)號(hào) */ short d_reclen。(*namep+*(namep1+slen)+slen+(int)VP) namep：為指向名字字符串的指針 slen： 為名字長(zhǎng)度 VP： 為父目錄節(jié)點(diǎn)指針 計(jì)算出相應(yīng)的 hash值（ 0~7）。 變長(zhǎng)目錄結(jié)構(gòu)增加了算法復(fù)雜性和工作量，通常用在硬件性能較高的大型系統(tǒng)中。 這種定長(zhǎng)目錄項(xiàng)在算法實(shí)現(xiàn)方面比較簡(jiǎn)單，在使用靈活方面都有所不便，并且可能因許多目錄項(xiàng)名字長(zhǎng)度不足 14字符面有空間浪費(fèi)。 153 。 目錄也被當(dāng)作文件進(jìn)行處理，一個(gè)目錄文件的結(jié)構(gòu)為表狀結(jié)構(gòu)，其中通常包含有若干表項(xiàng)，稱(chēng)為目錄項(xiàng)，這些目錄項(xiàng)既可以是普通文件的入口，也可以是子目錄的入口。 第一級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 引導(dǎo)塊 超級(jí)塊 1號(hào)柱面組塊 2號(hào)柱面組塊 …… n號(hào)柱面組塊 第二級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 超級(jí)塊拷貝塊 柱面組信息塊 i節(jié)點(diǎn)表塊 數(shù)據(jù)區(qū) 超級(jí)塊 是由 fs定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存放文件系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)： struct fs { 內(nèi)存超級(jí)塊鏈接指針 超級(jí)塊的磁盤(pán)地址 柱面組塊的位移量 最近修改時(shí)間 文件系統(tǒng)大小 文件系統(tǒng)塊大小 柱面組數(shù) 柱面組大小 片大小 文件系統(tǒng)標(biāo)識(shí)數(shù) 文件系統(tǒng)標(biāo)志區(qū) 最近訪(fǎng)問(wèn)的柱面組號(hào) 確定分配算法的參數(shù) } 超級(jí)塊拷貝塊： 在每個(gè)柱面組塊中存放有一個(gè)超級(jí)塊拷貝塊，其目的是使系統(tǒng)在超級(jí)塊被意外破壞時(shí)，能從任何一個(gè)柱面組中進(jìn)行恢復(fù)而不致使整個(gè)文件系統(tǒng)陷入癱瘓。如下圖所示： inode inode inode inode inode inode inode inode inode 空閑鏈表頭 Hash鏈表頭 hn=0 hn=1 hn=63 NULL 空閑鏈表尾 活動(dòng) inode 表的結(jié)構(gòu) 文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 在 UNIX系統(tǒng)中，一個(gè)物理磁盤(pán)通常被劃分成一個(gè)或多個(gè)邏輯文件系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)文件系統(tǒng)或子文件系統(tǒng)），每個(gè)邏輯文件系統(tǒng)都被當(dāng)作一個(gè)由邏輯設(shè)備號(hào)標(biāo)識(shí)的邏輯設(shè)備。 直接 0 直接 1 直接 2 直接 11 一次間址 二次間址 三次間址 數(shù)據(jù)塊索引表 一級(jí)間址塊 二級(jí)間址塊 三級(jí)間址塊 數(shù)據(jù)塊 inode表的結(jié)構(gòu) 在內(nèi)存中，活動(dòng) i節(jié)點(diǎn)表類(lèi)似于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖中的緩沖池結(jié)構(gòu)。每個(gè)磁盤(pán) i節(jié)點(diǎn)表項(xiàng)是由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) imon定義的，描述對(duì)應(yīng)文件的 靜態(tài)參數(shù) 。 算法 bwrite 輸入：緩沖區(qū) 輸出：無(wú) { 啟動(dòng)磁盤(pán)讀； if（ I/O同步） { sleep（等待“ I/O完成”事件）； 釋放緩沖區(qū)（ brelse）； } else if （緩沖區(qū)標(biāo)記著延遲寫(xiě)） 為緩沖區(qū)做標(biāo)記以放到空閑緩沖區(qū)鏈表頭部； } 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ? 提供了對(duì)磁盤(pán)塊的統(tǒng)一的存取方法 ? 消除了用戶(hù)對(duì)用戶(hù)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的特殊對(duì)齊需要 ? 減少了磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)的次數(shù)，提高了系統(tǒng)的整體 I/O效率 ? 有助于保持文件系統(tǒng)的完整性 缺點(diǎn)： ? 數(shù)據(jù)未及時(shí)寫(xiě)盤(pán)而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn) ? 額外的數(shù)據(jù)拷貝過(guò)程，大量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)影響性能 第四章 文件和文件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代 UNIX的文件系統(tǒng)通?？捎扇竽K組成： ①本地文件系統(tǒng)（ UFS） ——User File System ② 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（ NFS） ——Network File System ③ 虛擬文件系統(tǒng)（ VFS） ——Virtual File System 本地文件系統(tǒng)（ UFS） 是 UNIX系統(tǒng)中的基本文件系統(tǒng)，它通常固定存放在本地機(jī)器的存貯設(shè)備上，任何一種結(jié)構(gòu)形式的文件系統(tǒng)都必然會(huì)直接或間接地與某個(gè)本地文件系統(tǒng)相聯(lián)系。 緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)與某個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)塊一一對(duì)應(yīng)，這種對(duì)應(yīng)有兩個(gè)特點(diǎn) ： ① 一個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)塊在緩沖池中最多只能有一個(gè)副本； ② 緩沖區(qū)與數(shù)據(jù)塊的對(duì)應(yīng)是動(dòng)態(tài)的， LRU數(shù)據(jù)塊將被釋放。 每一個(gè) hash 鏈表都是一個(gè)由鏈表頭指向的 雙向循環(huán)鏈表 ，查找某一個(gè)指定 hashno 值的緩沖區(qū)時(shí)，也是從相應(yīng)的 hash鏈表的表頭位置開(kāi)始向表尾方向進(jìn)行查找。 當(dāng)系統(tǒng)不斷從鏈頭取用空閑緩沖區(qū)，又把使用過(guò)的（裝有數(shù)據(jù)的）緩沖區(qū)掛到鏈尾，一個(gè)裝有有效數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)就會(huì)逐漸向鏈表頭移動(dòng)。這些數(shù)據(jù)馬上還要使用的可能性最小。（抗病毒傳播的重要原因之一） 第三章 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖 硬件緩存（ cache） 由一種高速寄存器（ register）組成，主要解決 CPU與 RAM之間的 速度差 問(wèn)題。 0進(jìn)程 是由機(jī)器上電時(shí)“手工”創(chuàng)建的，調(diào)用 fork創(chuàng)建了1進(jìn)程后，成為 對(duì)換進(jìn)程（ swap）。核心棧和用戶(hù)棧不能交叉使用。對(duì)映像的執(zhí)行也就是一個(gè)程序在虛擬機(jī)上動(dòng)態(tài)執(zhí)行的過(guò)程。 因此只能在用戶(hù)打開(kāi)文件表和活動(dòng) inode表之外再建立一個(gè)系統(tǒng)打開(kāi)文件表（ file表）來(lái)存放讀寫(xiě)指針。這樣要使用（打開(kāi)）同一個(gè)文件的進(jìn)程不必再到盤(pán)上去尋找了，（共享！） 5．用戶(hù)打開(kāi)文件表（或稱(chēng)用戶(hù)文件描述符表） 在系統(tǒng)中每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)描述該進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) user（類(lèi)似于描述文件的 i節(jié)點(diǎn)），在 user中有一個(gè)數(shù)組， 存放一組指針指向系統(tǒng)打開(kāi)文件表中該進(jìn)程打開(kāi)的文件所對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)。如鏈接數(shù)不為零，則文件（節(jié)點(diǎn)）仍然存在。 核心永遠(yuǎn)是活躍的 普通進(jìn)程具有特定的生命周期（除非人為設(shè)定為無(wú)限循環(huán)） read write open close . . . 核心代碼段 A進(jìn)程 B進(jìn)程 open read read write 映射 映射 只是用戶(hù)進(jìn)程中的核心態(tài)下運(yùn)行的代碼段常駐內(nèi)存，而非整個(gè)用戶(hù)進(jìn)程常駐內(nèi)存。分配和收回存貯區(qū)和索引節(jié)點(diǎn) 5．設(shè)備管理 對(duì) I/O設(shè)備進(jìn)行有控制的存?。ǘ噙M(jìn)程系統(tǒng)的特征） 內(nèi)核提供的服務(wù)的特點(diǎn)： 服務(wù)是透明的 ①文件類(lèi)型透明 ： 用戶(hù)可不關(guān)心是普通文件還是外部設(shè)備，但 要關(guān)心文件類(lèi)型！ ②文件系統(tǒng)的透明 ： 文件系統(tǒng)類(lèi)型、存放的物理位置。 printf(“ copy done\n” )。 while((count = read(old, buffer, sizeof(buffer))) 0) write(new, buffer, count)。 if (fdold == 1) { printf(“ cannot open file %s\n” , argv[1])。 成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)成績(jī) + 期末報(bào)告 第一章 系統(tǒng)概貌 ? 發(fā)展?fàn)顩r 發(fā)展歷史及版本 1970年 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie PDP7 匯編語(yǔ)言 UNICS 1971年 PDP11 匯編語(yǔ)言 UNIX 1972年 增加管道功能 1973年 Dennis Ritchie B language C language 重寫(xiě) UNIX 第一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言 OS 1975年 對(duì)外發(fā)表 UNIX 大學(xué)和科研單位應(yīng)用 1978年 第一個(gè)商業(yè)版本 我國(guó)開(kāi)始深入研究應(yīng)用的最早版本 System III 1981年 完全轉(zhuǎn)向?yàn)樯鐣?huì)提供的商品軟件 System V 1983年 系統(tǒng)功能穩(wěn)定完善 公布號(hào) : 、 、 、 、 、 、 現(xiàn)在最后版本為 System V