【正文】 。8存取方式是操作系統(tǒng)為用戶程序提供的使用文件的技術(shù)和手段。6二進(jìn)制文件由一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，組織成字節(jié)的流，可執(zhí)行文件是指令和數(shù)據(jù)的流，記錄式文件是邏輯記錄的流。4普通文件：ASCII文件和二進(jìn)制文件5ASCII文件由多行正文組成，在dos，windows中每一行以回車換行結(jié)束，整個(gè)文件以ctrl+z結(jié)束；在unix中每一行以換行結(jié)束；整個(gè)文件以ctrl+d結(jié)束。2文件可以按各種方法進(jìn)行分類，按用途分成：系統(tǒng)文件、庫文件、和用戶文件；按保護(hù)級(jí)別可分為：只讀文件、讀寫文件和不保護(hù)文件；按信息流向可分為輸入文件、輸出文件和輸入輸出文件。情況①②情況，旋轉(zhuǎn)調(diào)度總是讓首先到達(dá)讀寫磁頭位置下的扇區(qū)先進(jìn)行傳送操作；情況③旋轉(zhuǎn)調(diào)度可以任選一個(gè)讀寫磁頭位置下的扇區(qū)先進(jìn)行傳送操作。2移臂調(diào)度算法：電梯調(diào)度算法。7作業(yè)表是作業(yè)調(diào)度程序進(jìn)行作業(yè)調(diào)度的依據(jù)，是Spooling系統(tǒng)和作業(yè)調(diào)度程序共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。5系統(tǒng)擁有一張作業(yè)表用來登記進(jìn)入系統(tǒng)的所用作業(yè)的作業(yè)名、狀態(tài)、預(yù)輸入表位置等信息。3“井”是用做緩沖的存儲(chǔ)區(qū)域，采用井的技術(shù)能調(diào)節(jié)供求之間的矛盾，消除人工干預(yù)帶來的損失。 Spooling系統(tǒng)1外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作，簡(jiǎn)稱為Spooling系統(tǒng)或假脫機(jī)操作系統(tǒng)，是用一類物理設(shè)備模擬另一類物理設(shè)備的的技術(shù)，是使獨(dú)占使用的設(shè)備變成多臺(tái)虛擬設(shè)備的一種技術(shù)，也是一種速度匹配技術(shù)。2輸入輸出中斷的類型和功能：通知用戶程序輸入輸出操作延鏈推進(jìn)的程度；通知用戶程序輸入輸出正常結(jié)束；通知用戶程序發(fā)現(xiàn)的輸入輸出操作異常；通知程序外圍設(shè)備上重要的異步信號(hào)。5通道又稱為輸入輸出處理器。3訪問方式又稱為程序直接控制方式。 I/O硬件原理1按照輸入輸出特性，I/O設(shè)備可劃分為：輸入型外圍設(shè)備、輸出型外圍設(shè)備和存儲(chǔ)型外圍設(shè)備。 設(shè)備管理1外圍設(shè)備分類：存儲(chǔ)型設(shè)備、輸入輸出型設(shè)備。 分區(qū)存儲(chǔ)管理1分區(qū)存儲(chǔ)管理分為：固定和可變分區(qū)管理。2邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址，稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位。 存儲(chǔ)管理1存儲(chǔ)管理的功能：①主存空間的分配與回收②地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)③主存空間的共享④主存空間的擴(kuò)充。 死鎖1死鎖：兩個(gè)進(jìn)程分別等待對(duì)方占用的一個(gè)資源，于是兩者都不能執(zhí)行而處于永遠(yuǎn)等待。4最常用的同步機(jī)制：信號(hào)量即PV，管程。進(jìn)程的互斥是一種特殊的進(jìn)程同步關(guān)系，即逐次使用互斥共享資源。 進(jìn)程的同步與互斥1進(jìn)程之間存在兩種基本關(guān)系：競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系和協(xié)作關(guān)系。4常用的現(xiàn)場(chǎng)信息包括：通用寄存器的內(nèi)容、控制寄存器（PSW）的內(nèi)容、用戶堆棧指針、系統(tǒng)堆棧指針。 進(jìn)程的描述1進(jìn)程上下文：操作系統(tǒng)中把進(jìn)程物理實(shí)體和支持進(jìn)程運(yùn)行的環(huán)境合稱為上下文（context）.2一個(gè)進(jìn)程映像包括：進(jìn)程程序塊、進(jìn)程數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)/用戶堆棧、進(jìn)程控制塊（PCB）。2進(jìn)程屬性：結(jié)構(gòu)性、共享性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性、制約性、并發(fā)性。4實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)采集、加工處理、操作控制、反饋處理。2批處理系統(tǒng)的主要特征：用戶脫機(jī)工作、成批處理作業(yè)、多道程序設(shè)計(jì)、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。2從資源管理的觀點(diǎn)來了解操作系統(tǒng)的6個(gè)主要功能：①處理器管理②存儲(chǔ)管理③設(shè)備管理④文件管理⑤作業(yè)管理⑥網(wǎng)絡(luò)與通信管理。共享性：指操作系統(tǒng)中的資源，可被多個(gè)并發(fā)的程序使用。 操作系統(tǒng)的功能特征1操作系統(tǒng)的主要特性：并發(fā)性、共享性和異步性。3資源：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，能分配給用戶使用的各種硬件和軟件設(shè)施。 計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域1計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域包括： 1 科學(xué)計(jì)算2 信息管理3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與多媒體技術(shù)4 語言與文字的處理5 人工智能第二章 操作系統(tǒng)知識(shí) 操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介 操作系統(tǒng)的定義與作用1操作系統(tǒng)是管理軟硬件資源，控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。5磁盤存儲(chǔ)器由磁記錄介質(zhì)、磁盤存儲(chǔ)器、磁盤控制器3部分組成；磁盤控制器包括控制邏輯、時(shí)序電路、“并—串”轉(zhuǎn)換和“串—并”轉(zhuǎn)換電路；磁盤驅(qū)動(dòng)器包括：讀寫電路、讀寫轉(zhuǎn)換開關(guān)、讀寫磁頭和磁頭定位伺服系統(tǒng)。3磁頭由高導(dǎo)磁率的軟磁材料（如坡莫合金和具有高頻特性的帖氧體）做鐵心，在鐵心上開有縫隙并繞有線圈。 輔助存儲(chǔ)器1常用的輔助存儲(chǔ)器包括：磁帶、磁盤、光盤。Tm（存儲(chǔ)周期）＞Ta（讀出時(shí)間），Tm＞Tw（寫入時(shí)間）。3存儲(chǔ)器主要技術(shù)指標(biāo)：存儲(chǔ)容量、存取速度、可靠性。 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng) 主存儲(chǔ)器1半導(dǎo)體讀寫存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱RWM，習(xí)慣上稱為RAM，按工藝不同可分為：雙極型RAM和MOS型RAM。2多處理機(jī)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)靈活性、程序并行性、并行任務(wù)派生、進(jìn)程同步、資源分配和進(jìn)程調(diào)度。 多處理機(jī)系統(tǒng)1多處理機(jī)屬于MIMD計(jì)算機(jī)。并行處理機(jī)通常有一個(gè)控制器CU，N個(gè)處理單元（PE）（包括處理器和存儲(chǔ)模塊），以及一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)部件（IN）組成。 流水線處理機(jī)系統(tǒng)若假定圖中取指令、分析指令、執(zhí)行指令的時(shí)間相同，均為t，則完成n條指令的時(shí)間T分別為T=3nt；T=（n+2）t。3指令流：計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)流：指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列；多重性：計(jì)算機(jī)同時(shí)可處理的指令或數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 并行處理的概念1并行性包括同時(shí)性和并發(fā)性兩種含義。分辨率要求越高，為保證圖像不閃爍，則時(shí)間要求越高（每一像素讀出顯示的時(shí)間越短）。30kHz=33μs每一像素讀出的時(shí)間=33μs80%247。16計(jì)算題舉例：如當(dāng)分辨率為640480，幀頻為50幀/秒，且水平回掃期和垂直回掃期各占水平掃描周期和垂直掃描周期的20%，則行頻=480線247。監(jiān)視器由陰極射線管（CRT）、亮度控制電路（控制柵）、掃描偏轉(zhuǎn)電路（水平/垂直掃描偏轉(zhuǎn)線圈）組成。13非擊打式打印機(jī)類型：激光印字機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱敏打印機(jī)。11打印機(jī)以印字原理可分為：擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)；以輸出方式可分為串行打印機(jī)和并行打印機(jī)。9鼠標(biāo)與主機(jī)相連有兩種方式：總線接口和通信接口。7鍵盤控制器的構(gòu)成方式不同，可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩類。5輸入輸出設(shè)備按功能分為三類：用于人機(jī)接口、用于存儲(chǔ)信息、機(jī)—機(jī)聯(lián)系。3輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、語音輸出設(shè)備、卡片穿孔機(jī)、紙帶穿孔機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備。分為兩類：媒體輸入設(shè)備和交互式輸入設(shè)備。 常用I/O設(shè)備1按信息的傳輸方向來分可分為：輸入、輸出與輸入輸出設(shè)備。3為了使計(jì)算機(jī)能夠正確執(zhí)行指令，CPU必須能夠按正確的時(shí)序產(chǎn)生操作控制信號(hào)，這是控制器的主要任務(wù)。 中央處理器1運(yùn)算器通常由算術(shù)運(yùn)算部件（ALU）和一些寄存器組成。內(nèi)存儲(chǔ)器和中央處理器合稱為主機(jī)。 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)基本組成1一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5部分組成。第一章2運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器。3控制器包括：指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序控制。2累加器除了存放參加運(yùn)算的操作數(shù)外，在連續(xù)運(yùn)算中，還用于存放中間結(jié)果和最終結(jié)果。4控制器組成：①程序計(jì)數(shù)器(PC)②指令寄存器（IR）③指令譯碼器④脈沖源及啟?？刂凭€路⑤時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生部件⑥操作控制信號(hào)形成部件⑦中斷機(jī)構(gòu)⑧總線控制邏輯 存儲(chǔ)器1按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中的功能分類：高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache），由雙極型半導(dǎo)體；主存儲(chǔ)器，由MOS半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成；輔助存儲(chǔ)器，又稱為外存儲(chǔ)器。2輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、光標(biāo)、觸摸屏、跟蹤球、控制桿、數(shù)字化儀、語言輸入、手寫漢字識(shí)別、光學(xué)字符閱讀機(jī)（OCK）。媒體輸入設(shè)備：紙帶輸入機(jī)、卡片輸入機(jī)、光學(xué)字符閱讀機(jī)；交互式輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、觸屏、光屏、跟蹤球。4輸入輸出設(shè)備：磁盤機(jī)、磁帶、可讀寫光盤、CRT顯示器、通信設(shè)備。6鍵盤：按鍵開關(guān)可分為兩類：觸點(diǎn)式、非觸點(diǎn)式。8根據(jù)鼠標(biāo)器鎖采用的傳感技術(shù)的不同，鼠標(biāo)器可分為兩類：機(jī)械式與光電式。10目前大部分計(jì)算機(jī)把鼠標(biāo)接在串行通信口：COM1和COM2上。12擊打式打印機(jī)按字錘或字模的構(gòu)成方式來分，可分為整字形擊打印設(shè)備（按字模載體的形態(tài)分為：球形、菊花瓣形、輪式、鼓式）和點(diǎn)陣打印設(shè)備兩類。14顯示器由監(jiān)視器和顯示控制器組成。15為保證屏幕上顯示的圖像不產(chǎn)生閃爍，圖像必須以50幀/秒至70幀/秒的速度進(jìn)行刷新。80%50幀/s=30kHz水平掃描周期=1247。640線=4050ns若分辨率提高到1024768，幀頻為60幀/秒，水平掃描周期（HC）。光柵掃描顯示器的掃描方式還可以分成逐行掃描和隔行掃描方式兩種。2計(jì)算機(jī)中提高并行性的措施：時(shí)間重疊（時(shí)間并行技術(shù)）；資源重復(fù)（空間并行技術(shù)）；資源共享（一種軟件方法）。4（Ssingle、單一的，Iinstruction、指令，Mmultiple、多倍的，Ddat、數(shù)據(jù)）根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流的多重性，可以把計(jì)算機(jī)分為4類： ①單指令流單數(shù)據(jù)流（SISD）②單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）③多指令流單數(shù)據(jù)流（MISD）④多指令流多數(shù)據(jù)流（MIMD）。 并行處理機(jī)系統(tǒng)1并行處理機(jī)也稱為陣列式計(jì)算機(jī)，是操作并行的SMID計(jì)算機(jī)，采用資源重復(fù)的措施開發(fā)并行性。2并行處理機(jī)的主要特點(diǎn)：以單指令流多數(shù)據(jù)流方式工作；采用資源重復(fù)方法引用空間因素；是以某一類算法為背景的專用計(jì)算機(jī)；并行處理機(jī)的研究必須與并行算法的研究密切結(jié)合；處理單元結(jié)構(gòu)相同是同構(gòu)型并行機(jī)，同時(shí)是異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng)。和SIMD計(jì)算機(jī)的區(qū)別：多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)任務(wù)或作業(yè)一級(jí)的并行，而并行處理機(jī)只實(shí)現(xiàn)指令一級(jí)的并行。 CISC/RISC指令系統(tǒng)RISC與CISC比較，指令系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：指令數(shù)目少；指令長(zhǎng)度固定、指令格式種類少、尋址方式種類少；大多數(shù)指令可在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成；通用寄存器數(shù)量多。2靜態(tài)MOS存儲(chǔ)芯片由：存儲(chǔ)體、讀寫電路、地址譯碼、控制電路（存儲(chǔ)體、地址譯碼器、驅(qū)動(dòng)器、I/O控制、片選控制、讀/寫控制）組成。4存儲(chǔ)器的速度可用訪問時(shí)間、存儲(chǔ)周期和頻寬來描述。 高速緩沖存儲(chǔ)器1訪問高速緩沖存儲(chǔ)器的時(shí)間一般為訪問主存時(shí)間的1/41/10。2磁表面存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)原理：磁層由非矩形剩磁特性的導(dǎo)磁材料（氧化鐵、鎳鈷合金）構(gòu)成；磁層材料的剩磁要大（讀出信息大），矯頑力HC要合適，才有足夠的抗干擾能力和使用較小寫電流，磁層厚度要薄，才能提高記錄密度。4在磁表面存儲(chǔ)器中一般都是磁頭固定。6按讀寫類型，光盤可分為：之都型、一次性寫入型和可重寫型。2操作系統(tǒng)2個(gè)重要的作用：通過資源管理，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率；改善人機(jī)界面，向用戶提供友好的工作環(huán)境。包括2大類：硬件資源和信息資源。并發(fā)性：指兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)行程序在同一時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)執(zhí)行。異步性：又稱為隨機(jī)性。 操作系統(tǒng)的類型1操作系統(tǒng)的類型：批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。3分時(shí)操作系統(tǒng)特性：同時(shí)性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性。 處理機(jī)管理 進(jìn)程的基本概念1進(jìn)程：一個(gè)具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。 進(jìn)程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換1 3種不同的進(jìn)程狀態(tài)：運(yùn)行態(tài)（running）、就緒態(tài)（ready）、等待態(tài)（wait）（又稱為阻塞態(tài)，blocked；或睡眠態(tài)，sleep）。3進(jìn)程控制塊包括3類信息：標(biāo)示信息、現(xiàn)場(chǎng)信息、控制信息。5常用的控制信息包括：進(jìn)程的調(diào)度相關(guān)信息、進(jìn)程組成信息、進(jìn)程間通信相關(guān)信息、進(jìn)程在二級(jí)存儲(chǔ)器內(nèi)的地址、CPU資源的占用和使用信息、進(jìn)程特權(quán)信息、資源清單。2進(jìn)程的互斥是解決進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的手段；進(jìn)程的同步是解決進(jìn)程間協(xié)作關(guān)系的手段。3典型的進(jìn)程間同步問題：生產(chǎn)者—消費(fèi)者問題。5原語是操作系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)不可中斷的過程，即原子操作兩個(gè)同步原語：P（測(cè)試）操作和V（增量）操作。2死鎖產(chǎn)生的條件：①互斥的條件②占有和等待條件③不剝奪條件④循環(huán)等待條件。 存儲(chǔ)器的層次1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器可分為：寄存器、高速緩存、主存儲(chǔ)器、磁盤緩存、固定磁盤、可移動(dòng)磁盤介質(zhì)6個(gè)層次結(jié)構(gòu)。 地址轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)保護(hù)1存儲(chǔ)管理類型：分區(qū)存儲(chǔ)管理、分段存儲(chǔ)管理、分頁存儲(chǔ)管理、虛擬存儲(chǔ)管理。2可變分區(qū)管理的分配算法：最先適用分配算法、最優(yōu)適用分配算法、最壞適用分配算法。2設(shè)備管理應(yīng)具有以下功能：外圍設(shè)備中斷處理；緩沖區(qū)處理；外圍設(shè)備的分配；外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)度。2按I/O控制器功能的強(qiáng)弱以及和CPU之間聯(lián)系方式的不同，I/O設(shè)備控制方式可分為：詢問方式、中斷方式、DMA方式、通道方式。4DMA，直接存儲(chǔ)器存取方式。 I/O軟件原理1操作系統(tǒng)通常把I/O軟件組織成4個(gè)層次：I/O中斷處理程序（底層）、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、與硬件無關(guān)的操作系統(tǒng)I/O軟件、用戶層的I/O軟件。3由設(shè)備無關(guān)軟件完成的功能：對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口；設(shè)備命名；設(shè)備保護(hù)；提供獨(dú)立于設(shè)備的塊大小；緩沖區(qū)管理；塊設(shè)備的存儲(chǔ)分配；獨(dú)占性外圍設(shè)備的分配和釋放；錯(cuò)誤報(bào)告。2“井管理程序”控制作業(yè)和輔助存儲(chǔ)器緩沖區(qū)域之間交換信息。4預(yù)輸入程序的主要任務(wù)是控制信息從輸入設(shè)備輸入到輸入井存放，并填寫好輸入表以便在作業(yè)執(zhí)行中要求輸入信息量，可以隨時(shí)找到它們的存放位置。6輸入井中的作業(yè)有4種狀態(tài)：輸入狀態(tài)、收容狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完成狀態(tài)。 磁盤調(diào)度1操作系統(tǒng)采用一種適當(dāng)?shù)恼{(diào)度算法，使各進(jìn)程對(duì)磁盤的平均訪問（主要是尋道）時(shí)間最小，磁盤調(diào)度分為：移臂調(diào)度、旋轉(zhuǎn)調(diào)度。3當(dāng)有若干等待進(jìn)程請(qǐng)求訪問磁盤上的信息時(shí)，旋轉(zhuǎn)調(diào)度應(yīng)考慮如下情況：①進(jìn)程請(qǐng)求訪問的是同一磁道上的不同編號(hào)的扇區(qū)；②進(jìn)程請(qǐng)求訪問的是不同磁道上的不同編號(hào)的扇區(qū)；③進(jìn)程請(qǐng)求訪問的是不同磁道上的相同編號(hào)的扇區(qū)。 文件管理 文件與文件系統(tǒng)1文件是由文件名字標(biāo)示的一組相關(guān)信息的集合，文件名是字母和數(shù)字組成的字母數(shù)字串，格式和長(zhǎng)度因系統(tǒng)而異。3操作系統(tǒng)支持以下4種不同類型的文件：普通文件、目錄文件、塊設(shè)備文件、字符設(shè)備文件。最大優(yōu)點(diǎn)是可以原樣打印和顯示，也可以用通常的文本編輯器進(jìn)行編輯。7文件系統(tǒng)面向用戶的功能是：文件的換名存??；文件目錄建立和維護(hù)；實(shí)現(xiàn)從邏輯文件到物理文件的轉(zhuǎn)換；文件存儲(chǔ)空間的分配和管理；提供合適的文件存取方法