【文章內(nèi)容簡介】 話。在計算機領域中，廣泛利用該技術來實現(xiàn)虛擬處理機、虛擬設備等，以提高資源的利用率。 2．空分復用技術 ? 早在上世紀初，電信業(yè)中就使用頻分復用技術來提高信道的利用率。它是將一個頻率范圍非常寬的信道，劃分成多個頻率范圍較窄的信道，其中的任何一個頻帶都只供一對用戶通話。 ? 之后，在計算機中也使用了空分復用技術來提高存儲空間的利用率。 異步性 (Asynchronism) ? 在多道程序環(huán)境下，允許多個進程并發(fā)執(zhí)行， 但由于競爭資源等因素的限制，使進程的執(zhí)行不是“ 一氣呵成，而是以 “ 走走停停”的方式運行。 ? 多道程序環(huán)境下程序的執(zhí)行，是以異步方式進行的；每個程序在何時執(zhí)行，多個程序間的執(zhí)行順序以及完成每道程序所需的時間都是不確定和不可預知的。 進程是以人們不可預知的速度向前推進，此即進程的異步性。 操作系統(tǒng)的主要功能 從資源管理觀點看 ， 操作系統(tǒng)具有五大功能： ? 處理機管理 ? 存儲器管理 ? 設備管理 ? 文件管理 主要任務：是對處理機的分配和運行實施有效管理 。 對處理機管理 ， 可歸結為對進程的管理 。 ? 當用戶作業(yè)要運行時 ， 應為之建立一個或多個進程 ， 并為它分配除處理機以外的所有資源 ， 將它放入進程就緒隊列 。當進程運行完成時 ， 立即撤消該進程 ，以便及時釋放其所占有的資源 。 ? 進程控制的基本功能就是創(chuàng)建和撤消進程以及控制進程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 。 所謂進程同步是指系統(tǒng)對并發(fā)執(zhí)行的進程進行協(xié)調(diào)。 有兩種協(xié)調(diào)方式： ? (1) 進程互斥方式。這是指諸進程 (線程 )在對臨界資源進行訪問時，應采用互斥方式； ? (2) 進程同步方式。這是指在相互合作去完成共同任務的諸進程 (線程 )間，由同步機構對它們的執(zhí)行次序加以協(xié)調(diào)。 3．進程通信 ? 對于相互合作的進程，在它們運行時，相互之間往往要交換一定的信息，這種進程間所進行的信息交換稱為進程通信。 ? 進程調(diào)度是指按一定算法，如最高優(yōu)先算法，從進程就緒隊列中選出一進程，把處理機分配給它，為該進程設置運行現(xiàn)場，并使之投入運行。 ? 在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，包括作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度兩步。 ? (1) 作業(yè)調(diào)度。 ? (2) 進程調(diào)度。 存儲器管理功能 存儲器管理的主要任務 : ? 為多道程序的并發(fā)運行提供良好環(huán)境； ? 便于用戶使用存儲器； ? 提高存儲器的利用率； ? 為盡量多的用戶提供足夠大的存儲空間 。 ? 多道程序能并發(fā)執(zhí)行的首要條件是 ，各道程序都有自己的內(nèi)存空間 ， 因此 ，為每道程序分配內(nèi)存是存儲器管理的最基本功能 。 ? 為了實現(xiàn)內(nèi)存分配，在內(nèi)存分配的機制中應具有這樣的結構和功能： ? (1) 內(nèi)存分配數(shù)據(jù)結構。 該結構用于記錄內(nèi)存空間的使用情況，作為內(nèi)存分配的依據(jù)； ? (2) 內(nèi)存分配功能。 系統(tǒng)按照一定的內(nèi)存分配算法為用戶程序分配內(nèi)存空間； ? (3) 內(nèi)存回收功能。 系統(tǒng)對于用戶不再需要的內(nèi)存，通過用戶的釋放請求去完成系統(tǒng)的回收功能。 ? 為保證各道程序都能在自己的內(nèi)存空間運行而互不干擾 ， 要求每道程序在執(zhí)行時能隨時檢查對內(nèi)存的所有訪問是否合法 。 必須防止因一道程序的錯誤而擾亂了其它程序 ， 尤其應防止用戶程序侵犯操作系統(tǒng)的內(nèi)存區(qū) 。 ? 在多道程序的系統(tǒng)中 ， 操作系統(tǒng)必須提供把程序地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間對應的物理地址的功能 。 地址映射功能可使用戶不必過問物理存儲空間的分配細節(jié) ， 從而為用戶編程提供了方便 。 ?由于物理內(nèi)存的大小可能限制了大型作業(yè)或多個作業(yè)的并發(fā)執(zhí)行 ， 為了滿足用戶的要求并改善系統(tǒng)性能 ，必須對內(nèi)存加以擴充 。 但我們無須去真正地增加內(nèi)存空間 ， 而只須借助于虛擬存貯技術 ， 便可獲得這樣地效果 。 ? 系統(tǒng)必須具有內(nèi)存擴充機制，用于實現(xiàn)下述各功能： ? (1) 請求調(diào)入功能。允許在裝入一部分用戶程序和數(shù)據(jù)的情況下，便能啟動該程序運行。 ? (2) 置換功能。若發(fā)現(xiàn)在內(nèi)存中已無足夠的空間來裝入需要調(diào)入的程序和數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)應能將內(nèi)存中的一部分暫時不用的程序和數(shù)據(jù)調(diào)至盤上，以騰出內(nèi)存空間，然后再將所需調(diào)入的部分裝入內(nèi)存。 設備管理 1)設備管理的主要任務 : ? 為用戶程序分配 I/O設備； ? 完成用戶程序請求的 I/O操作； ? 提高 CPU和 I/O設備的利用率； ? 方便用戶使用 I/O設備 。 ? 幾乎所有的外圍設備與處理機交換信息時 ， 都要利用緩沖來緩和 CPU和 I/O設備間速度不匹配的矛盾 ， 和提高 CPU與設備 、設備與設備間操作的并行程度 ， 以提高CPU和 I/O設備的利用率 。 ? 系統(tǒng)根據(jù)用戶所請求的設備類型和所采用的分配算法對設備進行分配 ，并將未獲得所需設備的進程放進相應設備的等待隊列 。 ? 設備處理程序又稱為設備驅(qū)動程序 ? 啟動指定的 I/O設備 ， 完成用戶規(guī)定的I/O操作 ， 并對由設備發(fā)來的中斷請求進行及時響應 ， 根據(jù)中斷類型進行相應的處理 。 文件管理功能 ? 文件存儲空間的管理 ? 目錄管理 ? 文件讀 、 寫管理 ? 文件保護 1．文件存儲空間的管理 ? 為了方便用戶的使用，對于一些當前需要使用的系統(tǒng)文件和用戶文件，都必須放在可隨機存取的磁盤上。若由用戶自己對文件的存儲進行管理，不僅非常困難，而且也必然是十分低效的。 ? 因而，由文件系統(tǒng)對諸多文件及文件的存儲空間實施統(tǒng)一的管理。其主要任務是為每個文件分配必要的外存空間，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系統(tǒng)的存、取速度。 為了方便用戶查找文件，通常由系統(tǒng)為每個文件建立一個目錄項。目錄項包括文件名、文件屬性、文件在磁盤上的物理位置等。 目錄管理的主要任務是為每個文件建立其目錄項。其次，目錄管理還應能實現(xiàn)文件共享。此外，還應能提供快速的目錄查詢手段，以提高對文件的檢索速度。 3．文件的讀 /寫管理和保護 ? (1) 文件的讀 /寫管理。該功能是根據(jù)用戶的請求，從外存中讀取數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)寫入外存。在進行文件讀 (寫 )時，系統(tǒng)先根據(jù)用戶給出的文件名去檢索文件目錄，從中獲得文件在外存中的位置。然后，利用文件讀 (寫 )指針，對文件進行讀 (寫 )。 3．文件的讀 /寫管理和保護 ? (2) 文件保護。為了防止系統(tǒng)中的文件被非法竊取和破壞，在文件系統(tǒng)中必須提供有效的存取控制功能，以實現(xiàn)下述目標： ? ① 防止未經(jīng)核準的用戶存取文件； ? ② 防止冒名頂替存取文件； ? ③ 防止以不正確的方式使用文件。 操作系統(tǒng)與用戶之間的接口 ? 為了方便用戶使用操作系統(tǒng)， OS又向用戶提供了“用戶與操作系統(tǒng)的接口”。該接口通?？煞譃閮纱箢悾? ? (1) 用戶接口。它是提供給用戶使用的接口 ,用戶可通過該接口取得操作系統(tǒng)的服務； ? (2) 程序接口。它是提供給程序員在編程時使用的接口，是用戶程序取得操作系統(tǒng)服務的惟一途徑。 ?為了方便用戶對計算機系統(tǒng)的使用和編程，操作系統(tǒng)向用戶提供了用戶與操作系統(tǒng)的接口，簡稱為用戶接口。 ? 該接口又進一步分為聯(lián)機用戶接口 ,脫機用戶接口和 ,圖形接口。 (1) 聯(lián)機用戶接口。這是為聯(lián)機用戶提供的，它由一組鍵盤操作命令及命令解釋程序所組成。當用戶在終端或控制臺上每鍵入一條命令后，系統(tǒng)便立即轉(zhuǎn)入命令解釋程序，對該命令加以解釋并執(zhí)行該命令。在完成指定功能后，控制又返回到終端或控制臺上，等待用戶鍵入下一條命令。這樣，用戶可