逻辑地址与物理地址 在具有地址变换机构的计算机中,允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地 址有所不同。前者叫逻辑(相对)地址,后者叫物理(绝对)地址 重定位:将逻辑地址转换为物理地址 虚拟存储管理 虚存是由操作系统调度,采用内外存的交换技术,各道程序在必需使用时调入内存,不 用的调出内存,这样好象内存容量不受限制 虚存的特点 (1)虚存容量不是无限的,极端情况受内存和外存可利用的总容量限制 (2)虚存容量还受计算机总线地址结构限制 (3)速度和容量的“时空”矛盾,虚存量的“扩大”是以牺牲CPU工作时间以及内外存交 换时间为代价的 存储管理的目的及功能 目的是方便用户,提高内存资源的利用率,实现内存共享 功能主要有内存的分配和管理、内存的扩充技术、内存保护技术 2、分区分配存储管理 分为固定分区、可变分区、可重定位分区、多重分区 内存“扩充”技术 交换:由操作系统做,用户不知道。 覆盖:由用户控制,操作系统提供覆盖机制。 内存保护技术 -保护系统工作区和用户作业区,特别是如何防止系统区被破坏。方法有存储保护键、 界限寄存器 3、请求页式存储管理 (1)页式存储管理实现原理
·逻辑地址与物理地址 在具有地址变换机构的计算机中，允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地 址有所不同。前者叫逻辑（相对）地址，后者叫物理（绝对）地址。 ·重定位：将逻辑地址转换为物理地址。 ·虚拟存储管理 虚存是由操作系统调度，采用内外存的交换技术，各道程序在必需使用时调入内存，不 用的调出内存，这样好象内存容量不受限制。 虚存的特点： （1）虚存容量不是无限的，极端情况受内存和外存可利用的总容量限制； （2）虚存容量还受计算机总线地址结构限制； （3）速度和容量的“时空”矛盾，虛存量的“扩大”是以牺牲 CPU 工作时间以及内外存交 换时间为代价的。 ·存储管理的目的及功能 目的是方便用户，提高内存资源的利用率，实现内存共享。 功能主要有内存的分配和管理、内存的扩充技术、内存保护技术 2、分区分配存储管理 分为固定分区、可变分区、可重定位分区、多重分区。 内存“扩充”技术： ·交换：由操作系统做，用户不知道。 ·覆盖：由用户控制，操作系统提供覆盖机制。 内存保护技术： ---保护系统工作区和用户作业区，特别是如何防止系统区被破坏。方法有存储保护键、 界限寄存器 3、请求页式存储管理 （1）页式存储管理实现原理
基于程序在运行时不需要一开始都装入内存(局部性原理),更不应该把最近较长一段 时间内不用的程序装入内存 (2)页表的作用是将逻辑页号转换为物理块号 (3)页面淘汰算法 先进先出算法(FIFO)、循环检测法、最近最少使用页面先淘汰(LRU)、最不经常使用 的页面先淘汰(LFU)、最近没有使用页面先淘汰(NUR)、最优淘汰算法(OPT)等。 (4)页式存储管理的优、缺点 优点: 虚存量大,适合多道程序运行,用户不必担心内存不够的调度操作; 内存利用率高,不常用的页面尽量不留在内存; 不要求作业连续存放,有效地解决了“碎片”问题。与分区式相比,不需移动作业:与 重分区比,无零星碎片产生 缺点: 要处理页面中断、缺页中断处理等,系统开销较大 有可能产生“抖动” 地址变换机构复杂,为提高速度采用硬件实现,增加了机器成本 、段式、段页式存储管理 段式、页式存储管理的对比表见教材92页 段页式存储管理特点 每一段分若干页,再按页式管理,页间不要求连续 用分段方法分配管理作业,用分页方法分配管理内存 兼有段式和页式管理的优点,系统复杂和开销增大,一般在大型机器上才使用。 第五章输入输出设备管理 1、设备管理的任务和功能 设备管理的任务
基于程序在运行时不需要一开始都装入内存（局部性原理），更不应该把最近较长一段 时间内不用的程序装入内存。 （2）页表的作用是将逻辑页号转换为物理块号。 （3）页面淘汰算法 先进先出算法(FIFO)、循环检测法、最近最少使用页面先淘汰（LRU）、最不经常使用 的页面先淘汰（LFU）、最近没有使用页面先淘汰（NUR）、最优淘汰算法（OPT）等。 （4）页式存储管理的优、缺点 优点： ·虛存量大，适合多道程序运行，用户不必担心内存不够的调度操作； ·内存利用率高，不常用的页面尽量不留在内存； ·不要求作业连续存放，有效地解决了“碎片”问题。与分区式相比，不需移动作业；与多 重分区比，无零星碎片产生。 缺点： ·要处理页面中断、缺页中断处理等，系统开销较大； ·有可能产生“抖动”； ·地址变换机构复杂，为提高速度采用硬件实现，增加了机器成本。 4、段式、段页式存储管理 段式、页式存储管理的对比表见教材 92 页。 段页式存储管理特点： ·每一段分若干页，再按页式管理，页间不要求连续； ·用分段方法分配管理作业，用分页方法分配管理内存； ·兼有段式和页式管理的优点，系统复杂和开销增大，一般在大型机器上才使用。 第五章 输入输出设备管理 1、设备管理的任务和功能 ·设备管理的任务
(1)按用户需求提出的要求接入外部设备,系统按一定算法分配和管理控制,而用户 不必关心设备的实际地址和控制指令; (2)尽量提高输入输出设备的利用率,例如发挥主机与外设以及外设与外设之间的真 正并行工作能力 设备管理的功能 (1)分配设备 (2)控制和实现真正的输入输出操作 (3)对输入输出缓冲区进行管理 (4)在一些较大系统中实现虚拟设备技术 2、外部设备分类 (1)按系统和用户分:系统设备、用户设备 (2)按输入输出传送方式分(UNX或 Linux操作系统):字符型设备、块设备 (3)按资源特点分:独享设备、共享设备、虚拟设备 (4)按设备硬件物理特性分:顺序存取设备、直接存取设备 (5)按设备使用分:物理设备、逻辑设备、伪设备 设备IO方式:询问、通道、中断 I/O设备分配算法:先来先服务(FCFS)、按优先级进行分配 3、设备管理技术 (1)I/O设置缓存理由 解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾 缓存起中转站的作用 使得一次输入的信息能多次使用 在通道或控制器内设置局部寄存器作为缓冲存储器,可暂存O信息,以减少中断CPL 的次数。这种情形可进一步推广,使得一次读入的信息可多次重复使用。 (2)虚拟设备的技术( SPOOLing)
（1）按用户需求提出的要求接入外部设备，系统按一定算法分配和管理控制，而用户 不必关心设备的实际地址和控制指令； （2）尽量提高输入输出设备的利用率，例如发挥主机与外设以及外设与外设之间的真 正并行工作能力。 ·设备管理的功能 （1）分配设备 （2）控制和实现真正的输入输出操作 （3）对输入输出缓冲区进行管理 （4）在一些较大系统中实现虚拟设备技术 2、外部设备分类 （1）按系统和用户分：系统设备、用户设备 （2）按输入输出传送方式分（UNIX 或 Linux 操作系统）：字符型设备、块设备 （3）按资源特点分：独享设备、共享设备、虚拟设备 （4）按设备硬件物理特性分：顺序存取设备、直接存取设备 （5）按设备使用分：物理设备、逻辑设备、伪设备 ·设备 I/O 方式：询问、通道、中断 ·I/O 设备分配算法：先来先服务（FCFS）、按优先级进行分配 3、设备管理技术 （1）I/O 设置缓存理由 ·解决信息的到达率和离去率不一致的矛盾； ·缓存起中转站的作用； ·使得一次输入的信息能多次使用； ·在通道或控制器内设置局部寄存器作为缓冲存储器，可暂存 I/O 信息，以减少中断 CPU 的次数。这种情形可进一步推广，使得一次读入的信息可多次重复使用。 （2）虚拟设备的技术（SPOOLing）
SPOOLing,即外围设备联机并行操作,它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信 息的一种技术,通常也叫做“假脱机技术”。是一种预输入、缓输出和转储的管理技术 SPOOLing系统的特点: 提高了I/O速 将独享设备改造为共享设备(典型例子是打印机的“共享”) 实现了虚拟设备功能 4、设备处理程序编制内容 设备驱动程序的功能 (1)将接收到的抽象要求转换为具体要求; (2)检查用户IO请求的合法性,了解IAO设备的状态,传递有IO关参数,设置设备 的工作方式 (3)发出IO命令,启动分配到的LO设备,完成指定的O操作 (4)及时响应由控制器或通道发来的中断请求,并根据其中断类型调用相应的中断处 理程序进行处理 5)对于设置有通道的计算机系统,驱动程序还应能够根据用户的IO请求,自动地 构成通道程序。 设备驱动程序的特点 (1)驱动程序主要是在请求O的进程与设备控制器之间的一个通信程序。 (2)驱动程序与IO设备的特性紧密相关。 (3)驱动程序与LO控制方式紧密相关。 (4)由于驱动程序与硬件紧密相关,因而其中的一部分程序用汇编语言书写,目前有 很多驱动程序,其基本部分已经固化,放在ROM中 设备处理方式 (1)将抽象要求转换为具体要求 (2)检查I/O请求的合法性 (3)读出和检查设备的状态
SPOOLing，即外围设备联机并行操作，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信 息的一种技术，通常也叫做“假脱机技术”。是一种预输入、缓输出和转储的管理技术. SPOOLing 系统的特点： ·提高了 I/O 速度； ·将独享设备改造为共享设备（典型例子是打印机的“共享”）； ·实现了虚拟设备功能。 4、设备处理程序编制内容 ·设备驱动程序的功能 （1）将接收到的抽象要求转换为具体要求； （2）检查用户 I/O 请求的合法性，了解 I/O 设备的状态，传递有 I/O 关参数，设置设备 的工作方式； （3）发出 I/O 命令，启动分配到的 I/O 设备，完成指定的 I/O 操作； （4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处 理程序进行处理； （5）对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的 I/O 请求，自动地 构成通道程序。 ·设备驱动程序的特点 （1）驱动程序主要是在请求 I/O 的进程与设备控制器之间的一个通信程序。 （2）驱动程序与 I/O 设备的特性紧密相关。 （3）驱动程序与 I/O 控制方式紧密相关。 （4）由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分程序用汇编语言书写，目前有 很多驱动程序，其基本部分已经固化，放在 ROM 中。 ·设备处理方式 （1）将抽象要求转换为具体要求 （2）检查 I/O 请求的合法性 （3）读出和检查设备的状态
(4)传送必要的参数 (5)方式的设置和IO设备启动 第六章进程及处理机管理 1、为什么要引入“进程” (1)进程调度属于低级处理机管理,即确定系统中哪个进程将获得CPU:而作业调度 属于高级处理机管理,即确定系统中哪些作业将获得CPU (2)进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 (3)引入进程的意义是描述多道程序设计系统中程序的动态执行过程。 2、进程的定义及特征 (1)程序和进程的区别见教材119页的表6-2: (2)进程的五个基本特征:动态性、并发性、独立性、制约性、结构性 3、进程调度 (1)进程的三个基本状态及转换 三个基本状态是等待、执行和就绪,在一定的条件下,进程的状态将发生转换。见教材 123页图6-1。 (2)进程调度算法 主要有先来先服务(FCFS)、时间片轮转法、多级反馈轮转法、优先数法。 (3)进程控制块(PCB)是进程存在的唯一标志,它描述了进程的动态性。 4、进程通信 (1)进程的同步与互斥 一般来说同步反映了进程之间的协作性质,往往指有几个进程共同完成一个任务时在时 间次序上的某种限制,进程相互之间各自的存在及作用,通过交换信息完成通信。如接力比 赛中一组队员使用接力棒等。 进程互斥体现了进程之间对资源的竞争关系,这时进程相互之间不一定清楚其它进程情 况,往往指多个任务多个进程间的通讯制约,因而使用更广泛。如打篮球时双方挣抢篮板球
（4）传送必要的参数 （5）方式的设置和 I/O 设备启动 第六章 进程及处理机管理 1、为什么要引入“进程” （1）进程调度属于低级处理机管理，即确定系统中哪个进程将获得 CPU；而作业调度 属于高级处理机管理，即确定系统中哪些作业将获得 CPU。 （2）进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。 （3）引入进程的意义是描述多道程序设计系统中程序的动态执行过程。 2、进程的定义及特征 （1）程序和进程的区别见教材 119 页的表 6-2； （2）进程的五个基本特征：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性 3、进程调度 （1）进程的三个基本状态及转换 三个基本状态是等待、执行和就绪，在一定的条件下，进程的状态将发生转换。见教材 123 页图 6-1。 （2）进程调度算法 主要有先来先服务（FCFS）、时间片轮转法、多级反馈轮转法、优先数法。 （3）进程控制块（PCB）是进程存在的唯一标志，它描述了进程的动态性。 4、进程通信 （1）进程的同步与互斥 一般来说同步反映了进程之间的协作性质，往往指有几个进程共同完成一个任务时在时 间次序上的某种限制，进程相互之间各自的存在及作用，通过交换信息完成通信。如接力比 赛中一组队员使用接力棒等。 进程互斥体现了进程之间对资源的竞争关系，这时进程相互之间不一定清楚其它进程情 况，往往指多个任务多个进程间的通讯制约，因而使用更广泛。如打篮球时双方挣抢篮板球 等