操作系统
3.内存管理{
3.1内存管理基础{
1.内存管理概念{
(1)内存管理的功能
(2)应用程序的处理过程
}
2.交换与覆盖{
(1)交换技术
(2)覆盖技术
}
3.连续分配的管理方式{
(1)单一连续分配
(2)固定分区分配
(3)动态分区分配
}
4.非连续分配的管理方式{
(1)基本分页存储管理方式
(2)基本分段存储管理方式 {
1)基本分段存储管理的实现思想
2)地址变换机构
3)段的共享与保护{
//地址越界保护(段表寄存器)
//存取控制保护
}
4)分段与分页的主要区别{
//页是物理单位、段是逻辑单位
//页的大小固定、段的大小不固定
//分页管理作业的地址空间是一维的、分段管理作业的地址空间是二维的
//分段管理容易实现共享和动态链接
}
5)基本分段存储管理方式的优缺点{
//无内部碎片、有外部碎片
}
}
(3)基本段页式存储管理方式{
1)地址变换机构{
//作业分段、段再分页。页的大小固定,与存储块对应
//段号+页号+页内偏移。段表+页表
}
2)段页式存储管理方式的优缺点
}
}
}
3.2虚拟内存管理{
1.虚拟内存的基本概念{
//借助于外存空间
1)引入虚拟存储管理方式的原因{
//程序执行的局部性
//时间局部性、空间局部性
}
2)虚拟存储器的定义{
//部分装入、请求调入、置换功能
}
3)实现虚拟存储技术的硬件支持{
//内存、外存、动态地址变换
}
4)常用的虚拟存储技术{
//请求分页存储管理
//请求分段存储管理
//请求段页式存储管理
}
5)虚拟存储器的特征{
//离散性、多次性、交换性、从逻辑上扩充内存
}
}
2.请求分页管理方式{
//请求分页系统=基本分页系统+请求调页功能+页面置换功能
1)请求分页存储管理的实现思想{
//扩充页表表项
}
2)缺页中断{
//在指令执行期间产生并处理中断
}
3)地址变换机构{
//装入空闲块、修改表项、淘汰页、写回外存
}
4)请求分页管理方式的特点{
//需要硬件支持地址变换、缺页中断、选择淘汰页
}
}
3.页面置换算法{
1)最佳置换算法OPT
2)先进先出置换算法FIFO
3)最近最久未使用算法LRU
4)时钟置换算法CLOCK
}
4.页面分配策略{
1)物理块的分配策略{
//固定内存分配、可变内存分配。全局置换、局部置换
{
1:固定分配局部置换
2:可变分配全局置换
3:可变分配局部置换
}
}
2)页面调入策略{
1:请求调页策略
2:预调页策略
}
3)从何处调入页面{
//对换区、文件区
}
4)缺页率{
//有效访问时间的计算方法
}
}
5.抖动现象和工作集{
1)Belady现象{
//增加物理块数反而使缺页率增加
}
2)抖动现象{
//反复地进行页面调入调出操作
}
3)工作集{
//经常使用的页面
}
}
6.请求分段管理方式{
1)段表机制{
//扩充段表
}
2)段表中断机构和地址变换机构{
//产生中断、从外存读取段。拼接空闲分区或淘汰段
}
3)分段的共享和保护{
1:分段共享{
//在系统中维护一个共享段表
}
2:分段保护{
1.越界检查{
//检查段表长度
}
2.存取控制检查{
//存取控制字段
}
3.环保护机构{
//0环、中间环、外环
}
}
}
}
7.请求段页式管理方式{
//地址空间、内存空间的管理,页置换算法
}
}
}
4.文件管理{
4.1文件系统基础{
1.文件概念{
1)文件的定义{
1:有结构文件{
//文件、文件中的记录、记录中的数据项、数据项的型、数据项的值
}
2:无结构文件{
//由若干字符组成、流式文件
}
}
2)文件的属性{
//文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间
}
3)文件的分类{
1:按用途分类{
1.系统文件{
//只允许用户调用
}
2.库文件{
//系统提供给用户的标准函数
}
3.用户文件{
//用户保存的文件
}
}
2:按数据形式分类{
1.源文件{
//由源程序和数据构成的文件
}
2.目标文件{
//源文件编译后但尚未链接的二进制文件
}
3.可执行文件{
//目标代码经链接程序链接后形成的可运行文件
}
}
3:按文件存取控件属性分类{
1.只读文件
2.读写文件
3.只执行文件
}
4:按组织形式和处理方式分类{
1.普通文件{
//通常存储于外存上
}
2.目录文件{
//通过目录文件检索其他文件
}
3.特殊文件{
//系统中各类输入输出设备
}
}
}
4)文件的操作{
1:最基本的文件操作{
1.创建文件{
//分配外存空间、创建目录项。记录文件名、文件外存地址。
}
2.删除文件{
//删除对应文件目录项、回收存储空间
}
3.读文件{
//查找对应文件目录项、获取文件读写指针
}
4.写文件{
//查找对应文件目录项、利用写指针进行写操作
}
5.截断文件{
//将原有文件长度设置为0、放弃原有文件内容
}
6.设置文件的读、写操作{
//设置读、写指针位置
}
}
2:文件的打开和关闭操作{
1.打开文件{
//从外存拷贝到内存并返回文件索引号
}
2.关闭文件{
//删除文件表项、销毁文件控件块、将修改写回到外存
}
}
3:其他文件操作{
//对目录文件的操作、对文件属性的操作
}
}
}
2.文件的逻辑结构{
1)文件逻辑结构的定义{
//有结构的记录式文件、无结构的流式文件
}
2)顺序文件{
1:定长记录顺序文件{
//每个记录的长度固定
}
2:变长记录顺序文件{
//每个记录的长度不固定
}
}
3)索引文件{
//索引文件=索引表+逻辑文件
}
4)索引顺序文件{
//主文件中的记录分组排列、组与组之间的关键字有序排列
}
5)直接文件和哈希文件{
//记录键值本身决定记录的物理地址
//哈希文件是一种典型的直接文件
}
}
3.目录结构{
1)目录管理的概念{
//允许不同用户对不同文件采用相同名字
}
2)文件控制块和索引节点{
1.文件控制块{
1:基本信息类{
//文件名、文件位置、文件类型
}
2:存取控制信息类{
//用户的存取权限
}
3:使用信息类{
//文件的创建时间和修改时间
}
}
2.索引节点{
//将文件控制块中的文件名与描述信息分开
//描述信息单独形成索引节点
}
}
3)目录结构{
1.单级目录结构{
//整个文件系统只有一张目录表
}
2.两级目录结构{
//为每个用户建立独立文件目录
}
3.多级目录结构{
//路径名、当前目录、绝对路径名、相对路径名
}
4.图形目录结构{
//在多级目录的树形结构上添加有向边构成有向无环图
}
}
4)增加和删除目录{
//对非空文件夹的两种处理方式
}
5)目录查询技术{
1.线性检索法
2.Hash方法
}
}
4.文件共享{
1)共享动机{
//多个用户共享同一文件
}
2)共享方式{
1.基于索引节点的共享方式{
//一个共享文件只有一个索引节点
}
2.利用符号链实现文件共享{
//添加指向索引节点的指针
}
}
3)共享语义{
1.一致性语义
2.UNIX语义
3.会话语义
4.永久共享文件语义
}
}
5.文件保护{
1)访问类型
2)访问控制{
1.访问控制矩阵{
//用户、文件、及其存取权限
}
2.访问控制表{
//按存取权限将用户分组
}
3.用户权限表
4.口令{
//用于识别用户
}
5.密码{
//对需要保护的文件进行加密。需要编码、译码
}
}
}
}
4.2文件系统实现{
1.文件系统的层次结构{
1.I、O控制{
//最底层、设备驱动程序、中断处理程序
}
2.基本文件系统{
//读写磁盘物理块
}
3.文件组织模块{
//逻辑地址转换成物理地址、管理空闲块
}
4.逻辑文件系统{
//通过文件控制块维护文件结构
}
5.应用程序{
//操作文件系统的应用程序
}
}
2.目录实现{
1)线性表
2)Hash表
}
3.文件实现{
1)外存分配方式{
1.连续分配{
//不适合文件的增长
}
2.链接分配{
1)隐式链接
2)显式链接{
//将地址指针存入内存、文件分配表FAT
//File Allocation Table
//NTFS_New Technology File System
}
}
3.索引分配{
1)单级索引分配
2)两级索引分配
3)混合索引分配
}
}
2)文件记录的成组与分解
3)文件存储空间的管理{
1.空闲空间表法
2.空闲块链表法
3.位示图法{
//盘块的分配与回收
}
4.成组链接法
}
}
}
4.3磁盘组织与管理{
1.磁盘的结构{
1)磁盘的物理结构{
//磁道、扇区
}
2)磁盘结构中的信息
3)磁盘的访问时间{
1.寻道时间
2.旋转延迟时间
3.传输时间
}
}
2.磁盘调度算法{
1)先来先服务FCFS
2)最短寻道时间优先SSTF
3)扫描算法或电梯调度算法SCAN
4)循环扫描算法CSCAN
}
3.磁盘的管理{
1)磁盘格式化
2)引导块
3)坏块
4)提高磁盘IO速度的方法{
1.提前读
2.延迟写
3.优化物理块的分布
4.虚拟盘
}
}
}
}
5.IO管理{
5.1IO管理概述{
1.IO设备的分类{
1)按设备的使用特性分类{
1.存储设备
2.IO设备
}
2)按传输速率分类{
1.低速设备
2.中速设备
3.高速设备
}
3)按信息交换单位分类{
1.块设备
2.字符设备
}
4)按设备的共享属性分类{
1.独占设备
2.共享设备
3.虚拟设备
}
}
2.IO设备的特点
3.IO管理的目标
4.IO管理的功能
5.IO应用接口{
1)IO应用接口的设计目标和原则
2)IO应用接口的层次
3)中断处理过程
4)设备驱动程序
}
6.IO设备控制器
7.IO控制方式{
1)程序输入输出控制方式
2)中断控制方式
3)DMA控制方式
4)通道控制方式{
1.字节多路通道
2.数组多路通道
3.数组旋转通道
}
}
}
5.2IO核心子系统{
1.IO调度概念
2.高速缓存与缓冲区{
1)引入缓冲的目的
2)单缓冲和双缓冲{
1.单缓冲
2.双缓冲
3.环形缓冲
4.缓冲池
}
}
3.设备分配与回收{
1)设备分配中的数据结构
2)设备分配策略{
1.设备的使用性质
2.设备分配算法
3.设备分配的安全性
4.设备独立性
}
3)设备分配步骤{
1.单通路IO系统的设备分配
2.多通路IO系统的设备分配
}
}
4.假脱机技术SPOOLing{
1)SPOOLing系统组成{
1.输入井和输出井
2.输入缓冲区和输出缓冲区
3.输入进程和输出进程
}
2)SPOOLing系统特点
}
5.出错处理
}
}
操作系统
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