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1、操作系统辅导纲要第一章操作系统概述内容提要：本章主要讲述操作系统的基本概念，具体包括操作系统的目标和作用，操作系统的发展过程、操作系统的基本特征和功能、操作系统的结构设计等内容。1操作系统的定义的掌握从计算机系统的组成角度看，计算机系统由硬件系统和软件系统组成。而计算机软件系统又分为系统软件和应用软件。在所有的系统软件中，最重要的系统软件是操作系统（operating system，简称os），它是其他系统软件和应用软件正常工作的基础。因此可把操作系统看成是一个程序的集合体，其作用是管理计算机系统中的各种资源，其目标是为用户提供一个友好的操作界面，方便用户使用计算机，并提高计算机系统的性能。2

2、操作系统的发展主要从推动操作系统发展的主要动力因素上来学习操作系统的发展历程，并注意每一阶段都解决上了什么问题，还存在什么问题。1）手工操作阶段2）单道批处理系统（simple batch processing system）3）多道批处理系统4）分时系统（time-sharing system）5）实时系统（real-time system）6）通用操作系统4操作系统的分类注意了解每一种操作系统所具有的特点及其优缺点。1）批处理操作系统2）分时操作系统3）实时操作系统4）通用操作系统5）网络操作系统6）分布式操作系统5操作系统的特征注意理解每一种特征的实际含义。1）并发性2）共享性3）虚拟性

3、4）异步性6操作系统的功能这是对本课程所有主体内容的简略描述，因此关系操作系统功能描述的内容请仔细阅读，为课程后续内容的学习打下良好的基础。1）处理机管理（第二章、第三章）2）存储器管理（第四章）3）设备管理（第五章）4）文件管理（第六章）5）用户接口（第七章）重点掌握：操作系统的分类、功能、操作系统的特征第二章进程管理内容提要：本章主要讲述进程和线程的基本概念及其控制，具体包括进程的基本概念、组成及其实现、进程的状态及其转换、进程的互斥与同步、进程之间通信原理和机制、线程的基本概念、线程的状态及其转换、进程与线程的关系等内容。1进程概念的引入多道程序设计技术虽然提高了系统的吞吐量，但也带来了

4、一系列的问题，如程序执行过程出现间断性、程序执行环境的封闭性被打破、程序执行结果可能失去再现性。基于这些问题，需要引入某种机制来描述程序的执行过程，以及分配相关资源，这就是“进程”。1)引入进程的原因2)进程与程序的差别3)进程与作业的差别4)进程与线程的差别2进程的概念及其特征1)进程的概念一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程和资源分配的基本单位。2)进程的组成每一个进程都是由程序段、数据段和pcb三部分构成。3)pcb的定义4)pcb的作用5)pcb中的基本信息6)进程的基本状态:就绪态、等待态（阻塞态）、执行态（运行态）、挂起状态、激活状态、静止阻塞状态、活动阻塞状态、

5、静止就绪状态、活动就绪状态、睡眠状态、僵尸状态等。重点要掌握pcb的作用，进程的其他状态以及生命期间都是通过pcb来表示的。7)什么是管态？什么是目态？8)进程与其pcb是一一对应的吗？9)进程与程序是一一对应的吗？10)psw是什么意思？psw有什么作用？11)进程的顺序执行及其特征（顺序性、封闭性、可再生性）12)什么是进程的并发执行？13)什么是进程的并行执行？14)进程的并发执行与并行执行是相同的吗？15)进程并发执行的基本特征是什么？3要弄清作业与进程的区别与联系，程序与进程的区别与联系。4要了解进程的三种基本状态及其转换过程。1)弄清每一种状态转换产生的原因和条件。2)哪些状态可以

6、直接转换，哪些状态不可以直接转换。3)进程状态发生改变时，其资源（比如cpu）占用情况。5要了解进程上下文与进程空间的概念1)进程上下文的定义进程上下文：进程执行活动全过程的静态描述。包括计算机中与执行该进程有关的各寄存器的值、程序段在经过编译之后形成的机器指令代码集（正文段）、数据集、各种堆栈和pcb结构。2)进程空间的定义进程空间：进程中所有能使用的地址集合。6关于进程的实现1)进程创建的时机2)进程的创建3)进程切换4)进程阻塞及其原因、类型5)进程创建、阻塞、唤醒、挂起、激活、撤消原语6)进程的创建过程7)进程的撤消过程要了解进程的创建时机与创建者，还包括进程创建的过程。关于进程的撤消

7、、阻塞、唤醒、挂起、激活等状态的转换，要了解引起这些状态发生改变的原因，及其处理过程。7进程互斥与同步1）进程互斥与同步的引入这是本章的重点，也是难点部分。由于多道程序的引入，使得内存中同时存在多个程序，并且这些程序在并发的执行，另一方面，计算机系统中的资源是有限的，由于资源的数量远不及进程的需求量，因此，在多道程序环境中，进程之间在向前推进的同时，它们必然会竞争系统中的资源，从而进程彼此相互制约。因此提出了直接制约、间接制约、临界资源、临界区的概念。如何让多个进程能够有条不紊的使用系统中的资源，操作系统必然要引入进程互斥和同步的机制。2)进程控制相关概念l 进程互斥的概念；l 进程同步的概念

8、；l 临界资源的概念；l 临界区的概念；l 信号量的概念；l 原语的概念；3）要掌握进程互斥与同步的实现方法。l 实现进程同步机制的原则是：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。l wait(s)中关于s值的修改是如何进行的？l signal(s)中关于s值的修改是如何进行的？l p(s)操作与wait(s)的关系是什么样的？l v(s)操作与signal(s)的关系是什么样的？l p(s)对信号量s是如何操作的？l v(s)对信号量s是如何操作的？l 如何利用wait(s)和signal(s)实现进程同步与互斥？l 信号量的物理意义是什么？信号量的作用是什么？l 如何利用wai(s)和si

9、gnal(s)实现进程互斥？l 如何利用wai(s)和singal(s)实现进程同步？l 在利用wait(s)和signal(s)实现进程同步和互斥时，如何注意wait(s)和signal(s)的使用顺序？l 如何利用p、v操作使用进程的互斥与同步？l 如何利用wait(s)、signal(s)或p、v操作实现生产者-消费者问题、哲学家就餐问题、读者-写者问题？必须读懂相应的程序段，要求会使用这些控制机制实现进程的互斥与同步。l 如何利用wait(s)、signal(s)或p、v操作编程解决现实生活中的互斥与同步问题？l 在处理实际问题中，如何明确需要多少个信号量？如何明确每一种信号量的物理意

10、义？如何给信号量初始值？3）在实际问题分析中，必须要分析该涉及多少个进程，这些进程之间存在着什么关系，然后才着手设定信号量和赋初值。从生产者-消费者问题、读者-写者问题以及哲学家就餐问题中要学会如何利用信号量来实现进程的互斥与同步。8关于管程1)管程的定义2)引入管程的目的是什么？有什么好处？3)管程的组成4)管程的访问特性5)管理是如何实现进程互斥与同步的，它有什么好处?6)如何创建一个管程？7)如何利用管程解决生产者-消费者问题？8)如何利用管程解决读者-写者问题？9进程的几种通信方式中，要重点了解消息通信的原理及其特点。1)进程通信的概念2)进程通信的级别及其特点:低级通信、高级通信3)

11、进程通信的类型：l 共享存储器系统的特点及原理。l 消息传递系统的特点及原理。l 管道的定义。l 管道通信的特点及原理。10关于线程：1)线程的概念。2)引入线程的原因。3)线程与进程的区别与联系。重点掌握：1进程的组成，进程与程序区别，进程的基本状态及其转换。2如何实现进程互斥，信号量机制，如何用pv操作实现进程的同步和互斥。3管程的组成与实现，如何利用管程实现进程同步。4进程通信原理和特点，着重邮箱通信。第三章作业与处理机调度内容提要：本章主要讲述操作系统中的作业与处理机调度以及死锁的概念，具体包括作业的概念与组织、处理机调度的概念、作业与进程调度的目标和算法、实时系统中的调度特点与调度算

12、法、死锁的概念和处理方法等内容。1关于作业：l 作业的概念。l 作业的应用范围，即作业一般用于什么样的操作系统中？l 作业与jcb的关系l 作业的建立包括作业的输入与jcb的建立，其中作业的输入方式有哪几种？l 作业的四种状态及其转换。即提交状态、后备状态、执行状态和完成状态。l 作业与进程的区别与联系n 作业是用户向计算机系统提交任务的任务实体，而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。n 作业在没有进入执行状态时被存入外存的后备作业队列中等待调度执行，进程一旦被创建，总有相应总分放入内存。n 一个作业可由多个进程组成，且必须至少由一个进程组成，反之不成立。n 作业的

13、概念应用范围主要局限于批处理系统中，而进程的概念则应用到几乎所有的多道程序系统中。2关于处理机调度：l 处理机调度的概念l 处理机调度的类型n 高级调度的功能：也称为作业调度、长程调度、接纳调度。n 中级调度的功能：也称为交换调度、中程调度。n 低级调度的功能：也称为进程调度、短程调度。l 三级调度模型是什么？l 处理机调度算法好坏的评价标准，即处理机调度准则。n 面向用户的准则u 周转时间短：什么是周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间及它们的计算？u 响应时间快：什么是响应时间？u 截止时间保证：什么是截止时间？n 面向系统的准则u 什么是吞吐量？3关于作业调度：l 作业调

14、度的功能是什么？l 作业调度的目标是什么？l 不同系统中作业调度性能的衡量标准是什么？l 必须要会根据选择的调度算法正确作业的完成时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间以及平均带权周转时间。l 进程调度的功能是什么？l 进程调度的时机是什么？4关于处理机调度算法：l 需要清楚每一种调度算法的思想、特点以及优缺点。l 先来先服务调度算法（first come first serve，fcfs）l 最短作业优先调度算法（shortest job first,sjf）l 优先级调度算法n 优先数（优先级）的类型1静态优先数：在进程创建时确定，在进程运行过程中其优先数不会发生改变。2动态优先数：在

15、进程创建时确定，但进程的优先数会在进程推进过程中或随其等待时间的增加而改变。n 优先级的确定原则1.作业优先级的确定(静态)1)根据用户要求或用户身份确定作业的优先级。2)根据作业的类型确定作业的优先级：一般情况下，i/o型作业的优先级高于cpu型作业的优先级。3)根据作业需要资源的多少来确定其优先级，原则上需要资源多的作业的优先级低于需要资源少的作业的优先级。2.进程优先级的确定(静态)1)按进程的属性把进程分为系统进程和用户进程。其中，系统进程的优先级高于用户进程的优先级。2)按进程的类型把进程分为i/o型进程、cpu型进程以及i/o与cpu均衡的进程，一般情况下，i/o型进程的优先级最高

16、，i/o与cpu均衡的进程优先级次之，cpu型的优先级最低。3)其他方法。3进程优先级的确定(动态)1)根据进程占用cpu的时间长短来决定，进程占用cpu时间越长，其优先级就越低。2)根据进程等待cpu的时间长短来决定，进程等待cpu的时间越长，其优先级就越高。l 最高响应比优先调度算法（highest response ration next，hrrn）n 什么是响应比？响应比如何计算？l 时间片轮转调度算法（round robin，rr）l 多级反馈队列轮转法（round robin with multiple feedback）5关于实时系统：l 实时系统的概念。是指产生系统输入的时间对

17、系统至关重要的系统。从输入到输出的滞后时间必须足够小到一个可接受的时限内。因此，实时逻辑的正确性不仅依赖于计算结果的正确性，还取决于输出结果的时间。l 实时系统的特点。1实时性2并行性3多路性4独立性5可预测性6可靠性l 实时系统的分类n 硬实时（强实时）n 软实时（弱实时）l 实时系统中的调度方式。n 非抢占式调度n 抢占式调度l 实时系统调度算法。n 最早截止时间优先(earlist deadline first，edf)算法n 最低松弛度优先级（least laxity first,llf）算法6死锁问题一直是操作系统系统中必须着重解决的一个问题，因而它既是重点，也是难点。要求学生在学习

18、死锁概念的基础上，理解死锁产生的原因和条件，并将其与现实生活中的一些现象联系起来理解。注意区别处理死锁问题的各种方法的优缺点。要求能够利用银行家算法在资源分配时避免死锁的产生。为进一步理解银行家算法的精髓，还可以上机编程模拟实现银行家算法。这部分的验证在实验内容会有所体现。l 死锁及其相关概念n 死锁：是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。n 可剥夺资源：指某进程在获得这类资源后，该资源还可以被其他进程或系统剥夺。例如，“处理机”和“内存”等均属于可剥夺资源。n 不可剥夺资源：当系统把这类资源分配给某进程后再不能强行

19、收回，只能在进程用完后自行释放。如“磁带机”、“打印机”等。n 永久性资源：可重复使用型资源。n 临时性资源：由一个进程产生，被另一个进程使用一短暂时间后便无用的资源，也称为“消耗性资源”。l 死锁产生的原因n 竞争资源引起进程死锁n 进程推进顺序不当引起死锁l 死锁产生的必要条件（重点掌握）n 互斥条件：任意时刻只允许一个进程使用资源。n 请求和保持条件：进程在请求其他资源时，不主动释放已经占用的资源。n 不剥夺条件：进程已经占用的资源不会被强制剥夺。n 环路等待条件：其中环路中的每一条边是进程在请求另一进程已经占有的资源。l 死锁的处理方法n 预防死锁u 特点：容易实现，但可能会导致系统资

20、源利用率和吞吐量降低，属于预先预防策略。这种方法设置的限制条件比较严格，不利于进程的并发执行。n 避免死锁u 特点：只需事先加以较弱的限制条件，便可获得较高的资源利用率及系统吞吐量，但实现时比较难。这种方法设置的限制条件比较宽松，有利于进程的并发执行。u 安全状态的概念是什么？u 什么叫安全序列？u 银行家算法的内容，利用银行家算法解题u 安全检测算法n 检测死锁u 死锁定理：s为死锁状态的充分条件是当且仅当s状态的资源分配图是不可完全简化的。n 解除死锁的方法u 剥夺资源u 撤消进程重点掌握：1作业生命期中四种状态转换。2调度层次(作业调度、交换调度、进程调度)。3作业调度功能与目标。4进程

21、调度功能及时机、进程上下文切换。5几种典型调度算法：先来先服务算法（fcfs），时间片轮转算法（rr），短作业优先算法（sjf），最高响应比优先算法（hrrn），优先数算法（hpf）。6死锁的问题，如何利用银行家算法避免死锁。死锁的检测与解除。第四章存储器管理内容提要：本章主要讲述内存的各种管理方式，具体包括分区式、分页式、分段式、段页式存储管理方式，以及虚拟存储器的基本概念和请求调页、请求调段存储管理方式、分页与分段系统中信息的共享与保护等内容。1基本概念的掌握：n 地址映射n 物理地址n 物理地址空间n 逻辑地址n 逻辑地址空间n 重定位n 静态重定位n 假定程序装入内存的首地址为br，程

22、序中某指令的地址为vr，指令所对应的内存地址为mr，则地址映射按下式进行：mr=br+vr 。n 例如：程序装入内存的首地址为1000，则装配程序就按mr=1000+vr对程序中所有地址部分进行修改，修改后指令load a，200就变为load a，1200。n 动态重定位n 静态链接n 动态链接n 紧凑n 抖动n 对换n 页面n 物理块2关于程序的装入：n 绝对装入方式n 静态重定位装入方式n 动态重定位装入3关于程序的链接：l 静态链接（装入前）l 装入时动态链接（运行前）l 运行时动态链接（运行中）4内存的连续分配：l 单一连续分配：将内存分为系统区和用户区两部分。只能用于单用户、单任务

23、的操作系统中。l 固定分配：操作系统或系统管理员在操作系统启动时，将内存用户空间划分成若干个固定大小相等或不等的区域，分区一旦划定，在整个执行过程中就不能改变，每个作业占用一个分区，且占用一片连续的内存区域。固定分区也属于连接分配。缺乏灵活性，小作业浪费空间，大作业无法装入。l 可变分区：作业运行前系统中不建立分区，分区的建立是在作业的处理过程中进行的，是根据进程对内存的要求而为作业或进程分配相应大小的分区。分区算法如下：n 首次适应算法：在组织空闲区表（队列）时，要求空闲分区以地址递增的次序排序。特点是每次都从空闲分区表的首地址开始查找。n 循环首次适应算法：特点是每次不从空闲链表首地址开始

24、查找，而是从上次找到的空闲分区的下一个空闲分区开始查找。该算法能使内存中的空闲分区分布得比较均匀，从而减少了查找空闲分区的时间开销。缺点是同样会产生碎片，会导致缺乏大的空闲分区，从而导致大作业无法装入。n 最佳适应算法：要求将所有的空闲分区按容量大小递增顺序排列。优点是在系统中若存在一个与申请分区大小相等的空闲区，必定会被选中，而首次适应法则不一定。另外，若系统中不存在与申请分区大小相等的空闲区，则选中的空闲区是满足要求的最小空闲区，而不致于毁掉较大的空闲区。缺点是空闲区的大小一般与申请分区大小不相等，因此将其一分为二，留下来的空闲区一般情况下是很小的，以致无法使用。随着时间的推移，系统中的小

25、空闲区会越来越多，从而造成存储区的大量浪费。n 最坏适应算法：要求将所有的空闲分区按容量大小递减顺序排列。优点是当程序装入内存中最大的空闲区后，剩下的空闲区还可能相当大，还能装下较大的程序，另一方面每次仅作一次查询工作，从而减少查找空闲分区的时间开销。l 可重定位可变分区l 内存的回收：分为以下四种情况。n 回收区与插入点的前一空闲分区f1相邻接，将回收区与插入点的前一分区合并，不用建立新表项，只需修改前一分区f1的大小。n 回收分区与插入点的后一空闲分区f2相邻接，也可将两分区合并，形成新的空闲分区，但用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为两者之和。n 回收区同时与插入点的前、后两个分区邻

26、接，将三个分区合并，使用前一分区的首址和表项，取消后一分区的表项，大小为三者之和。n 回收区既不与f1邻接，又不与f2邻接。这时应为回收区单独建立一个新表项，填写回收区的首址和大小，并根据其首址插入到空闲链中的适当位置。5内存的离散分配：为解决连续分配方式中所产生的“碎片”问题，引入离散分配方式。l 分页管理：若离散分配的基本单位是页，则为基本分页管理。分页是从操作系统的角度出发，主要是为了操作系统好管理，进一步提高内存的利用率。n 重要概念：页表。l 分段管理：若离散分配的单位是段，则为基本的分段管理。分段则是从用户的用度考虑问题，主要是为方便用户编程。n 重要概念：段表l 段页式管理：为充

27、分利用分页和分段的优点，进而引入段页式存储管理。l 要求学生重点学习分页管理、分段管理以及段页式管理中的地址映射过程，越界保护、地址映射机构等内容。l 重点掌握物理地址的映射过程，即物理地址的计算。l 重点掌握分页和分段的区别。其区别如下：n 页是信息的物理单位，是为减少内存的碎片，出于系统管理需要；段是信息的逻辑单位，是出于用户的需要出发。n 页的大小固定，由系统决定；段的长度不固定，由用户决定。n 分页的地址空间是一维的，从0开始编址，而分段的地址空间是二维的，每个段的段内地址是连续的，也从0开始编址，但段间可以不连续，它们离散地分布在内存的各个分区中。6虚拟存储器技术：了解虚拟存储技术引

28、入的原因及优势。虚拟存储器技术的特点及其实现。l 虚拟存储器的概念l 什么是抖动？产生抖动的原因是什么？l 常规存储器管理方式的特征：一次性，驻留性。l 虚拟存储器的主要特征：多次性，对换性，虚拟性。7请求分页分段管理：l 比较请求分页与基本分面管理中页表内容的不同。n 请求分页管理的基本原理n 请求分页的调页策略u 请求调页策略u 预调页策略u 最小物理块数的确定n 页面置换算法（重点）u 最佳（opt）置换算法：掌握置换顺序，缺页次数和缺页率。u 先进先出（fifo）页面置换算法：掌握置换顺序，缺页次数和缺页率。u 最近最久未使用（lru）算法：掌握置换顺序，缺页次数和缺页率。u cloc

29、k置换算法：（了解）u 最少使用（lfu）置换算法：（了解）u 页面缓冲算法（pba）：（了解）l 同样也要比较请求分段与基本分段管理中的段表的不同。8关于信息的共享与保护：l 注意区分在分页和分段系统中信息的共享方式的不同之处。l 了解信息的保护的方式，并联系进程空间来理解为什么要保护，以防止进程访问越界。重点掌握：1动态分区管理原理。2页式管理原理，特点，地址映射机构及越界保护，缺页中断及其处理过程。3段式管理原理，特点，地址映射机构及越界保护，缺段中断及其处理过程。4段页式管理原理，特点，地址映射机构及越界保护。5请求分页中的页面转换算法。第五章设备管理内容提要：本章主要介绍i/o的控制

30、方式和设备的分配和处理，具体包括i/o系统的硬件组成、i/o的控制方式、缓冲技术、设备分配、spooling技术，设备驱动程序和i/o中断处理程序、磁盘存储器的管理等内容。1了解设备的分类及其性能评价指标。l 分类n 按传输速率分类：低速设备，中速设备，高速设备。n 按信息交换的单位分类：字符设备，块设备。n 按设备的共享属性分类：独占设备，共享设备，虚拟设备。l 性能指标：数据传输速率、数据的传输单位、设备共享属性。2了解设备管理的功能。l 缓冲区管理：解决cpu的高速性与i/o设备低速性之间的矛盾。l 设备分配：根据用户进程的i/o请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配

31、其所需的设备。l 设备处理：设备处理程序又称为设备驱动程序。其基本任务是实现cpu和设备控制器之间的通信，即由cpu向设备控制器发出i/o命令，要求它完成指定的i/o操作；反之由cpu接收从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和相应的处理。l 虚拟设备及实现设备独立性：3掌握i/o设备的四种控制方式l 程序控制方式：在程序i/o方式中，由于cpu的高速性和i/o设备的低速性，致使cpu的绝大部分时间都处于等待i/o设备完成数据i/o的循环测试中，造成对cpu的极大浪费。l 中断控制方式：由于cpu可以与设备并行工作，比较程序i/o方式来，中断驱动方式成百倍地提高了cpu的利用率，但它每传送几

32、个字节（具体字节数由数据缓冲寄存器的大小决定）便请求一次中断，故cpu仍需花费大量的时间来处理频繁的i/o中断。l dma方式：减少了中断次数。l 通道方式：是dma方式的发展，它可进一步减少cpu对i/o的干预，它把以一个数据块的读（或写）为单位的干预，减少为以一组数据块的读（或写）为单位的干预。实现了cpu、通道和i/o设备三者的并行操作，从而更有效地提高了整个系统的资源利用率。4在i/o硬件系统中，重点要掌握设备控制器的组成及其与外界的接口。l i/o硬件组成：i/o系统主要由i/o设备、设备控制器、i/o通道和总线等部分组成。l 设备控制器n 设备控制器的概念：是计算机中的一个实体，是

33、cpu与i/o设备之间的接口，它接收从cpu发来的命令，并去控制一个或多个i/o设备工作。n 设备控制器的组成u 设备控制器与处理机的接口u 设备控制器与设备的接口u i/o逻辑5缓冲管理l 引入缓冲的目的是什么？n 缓和cpu与i/o设备间速度不匹配的矛盾。n 减少对cpu的中断频率，放宽对cpu中断响应时间的限制。n 提高cpu和i/o设备之间的并行性。l 缓冲有哪几种？它们各自的特点是什么？n 单缓冲n 双缓冲n 循环缓冲n 缓冲池l 缓冲区的工作方式n 收容输入：在输入进程需要输入数据时，从空缓冲队列的队首摘下一个空缓冲区，把它作为收容输入工作缓冲区，把数据输入其中，装满后将该缓冲区挂

34、在输入队列上。n 提取输入：当计算进程需要输入数据时，从输入队列的队首取得一个缓冲区，作为提取输入工作缓冲区，计算进程从中取得数据，计算进程用完数据后，再将该缓冲区挂到空缓冲队列上。n 收容输出：当计算进程需要输出时，从空缓冲队列的队首取得一个空缓冲区，作为收容输出工作缓冲区，当其中装满输出数据后，又将该缓冲区挂在输出队列末尾。n 提取输出：由输出进程从输出队列的队首取得一个装满输出数据的缓冲区，作为提取输出工作缓冲区，在数据提取完后，再将该缓冲区挂在空缓冲队列末尾。6设备分配：l 掌握与设备分配与去配相关的数据结构：n 系统设备表（sdt）。n 设备控制器。n 控制器控制表(dct)。n 通

35、道控制表(chct)。l 注意它们的内存联系。7设备独立性l 了解设备独立性的含义：应用程序独立于具体使用的物理设备。在应用程序中使用逻辑设备名称来请求使用某类设备，系统在实际执行时使用物理设备名称。故系统须具有将逻辑设备名称转换为某物理设备名称的功能。l 设备分配的算法。n 先来先服务n 优先级高者优先l 为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？8设备驱动程序l 什么是设备驱动程序？n 是i/o进程与设备控制器之间的通信程序，其主要任务是接收上层软件发来的抽象要求，并将其转换为具体要求后，发送给设备控制器，启动设备去执行。此外，它也将由设备控制器发来的信号传送给上层软件。l 设备驱动程序

36、有什么功能？n 接收由i/o进程发来的命令和参数，并将命令中的抽象要求转换为具体要求。例如，将磁盘块号转换为磁盘的盘面、磁道号及扇区号。n 检查用户i/o请求的合法性，了解i/o设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。n 发出i/o命令，如果设备空闲，便立即启动i/o设备去完成指定的i/o操作；如果设备处于忙碌状态，则将请求者的请求块挂在设备队列上等待。n 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。n 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。l 设备驱动程序的处理过程如何？n 将抽象要求转换为具体要

37、求n 检查i/o请求的合法性n 读出和检查设备的状态n 传送必要的参数n 工作方式的设置：主要是针对有多个工作方式的设备。n 启动i/o设置l 设备驱动程序与应用程序有什么区别？（仅了解）9了解spooling技术。l 什么是spooling：联机情况下实现的同时外围操作。l spooling系统的组成n 输入井和输出井n 输入缓冲区和输出缓冲区n 输入进程spi和输出进程spol spooling系统的特点n 提高了i/o的速度。n 将独占设备改造为共享设备。n 实现了虚拟设备功能。10重点掌握磁盘调度的算法。l 磁盘访问的时间n 寻道时间tsn 旋转延迟时间tn 传输时间ttl 磁盘调度算

38、法（重点）n 先来先服务(fcfs)算法：掌握寻道次数的计算以及平均寻道长度的计算，描述磁道的访问过程。n 最短寻道时间优先(sstf)算法：掌握寻道次数的计算以及平均寻道长度的计算，描述磁道的访问过程。n 扫描（scan）算法：掌握寻道次数的计算以及平均寻道长度的计算，描述磁道的访问过程。n 循环扫描（cscan）算法：仅了解n n-step-scan算法：仅了解n fscan算法：仅了解n 目前常用的磁盘调度算法有哪几种？每种算法优先考虑的问题是什么？重点掌握：1i/o控制方式：中断技术、dma、通道技术。2设备分配相关的数据结构、分配算法以及分配过程。3设备驱动程序的处理。4磁盘调度算法

39、。第六章文件管理内容提要：本章主要介绍操作系统如何通过文件系统来管理程序、数据等信息资源，具体包括文件和文件系统的基本概念、文件的逻辑结构和物理组织、文件存储空间的管理、目录的管理、文件的共享和保护以及数据一致性控制等内容。1基本概念l 数据项l 记录l 文件l 文件系统2了解文件的分类、文件系统模型。l 文件的分类n 文件结构类型：有结构文件、无结构文件。n 按用途分类：系统文件、用户文件、库文件。n 按文件中数据的形式分类：源文件、目标文件、可执行文件。n 按存取控制属性分类：只执行文件、只读文件、可读写文件。l 文件系统模型n 最底层是对象及其属性；n 中间层是对对象进行操纵和管理的软件集合；n 最高层是文件系统提供给用户的接口。3注意区分文件的逻辑结构与文件的物理结构。掌握文件的组织方式以及文件逻辑结构的类型。按文件的物理结构可将文件分为哪几类？4了解顺序文件与索引文件各自的特点。5掌握外存分配的几种方式及其各自的特点。l 连续分配l 链接分配l 索引分配6文件目录的组织与文件目录的检索是重点，学习时要将这部分知识与windows等操作系统的目录结构联系起来，做到理论联系实际，以加深理解。l 目录管理的要求1. 实现“按名存取”。2. 提高对目录的检索速度。3. 文件共享。4. 允许文件重名。l