[工学]操作系统课本第1章.ppt

* 3．进程通信 属于一个作业的进程(线程)相互合作去完成一个共同的任务——作业的功能。这些进程(线程)之间，在运行之间往往需要交换信息。 进程通信的任务：用来实现在相互合作的进程之间进行信息交换。 如：进程运行三个步骤输入、计算、输出之间的信息传递。 * 4．调度 后备队列上等待的每个作业都需经过调度才能执行。 传统的操作系统中，调度包含作业调度和进程调度两步 作业调度的任务 是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配运行所需的资源(首先是分配内存)。在将它们调入内存后，便分别为它们建立进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪进程，并按照一定的算法将它们插入就绪队列。 进程调度的任务 是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一个进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使进程投入执行。在多线程OS中，通常是把线程作为独立运行和分配处理机的基本单位，为此，须把就绪线程排成一个队列，每次调度时，是从就绪线程队列中选出一个线程，把处理机分配给它。 * 二、　存储器管理功能 1．内存分配 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器的利用率，以减少空闲空间；允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要。 OS在内存分配时，采用静态和动态两种方式。静态分配：每个作业的内存空间是在作业装入时确定的；在作业装入后的整个运行期间，不允许该作业再申请新的内存空间，也不允许作业在内存中“移动”。 动态分配：每个作业所要求的基本内存空间也是在装入时确定的，但允许作业在运行过程中继续申请新的附加内存空间，以适应程序和数据的动态增长。 动态分配的另外含义：每个作业的组成部分在需要运行的时候才调入内存。 * 实现内存分配的机制应具有的结构和功能： (1)内存分配数据结构 该结构用于记录内存空间的使用情况，作为内存分配的依据；（如存储分配表） (2)内存分配功能 系统按照一定的内存分配算法为用户程序分配内存空间； (3) 内存回收功能 系统对于用户不再需要的内存，通过用户的释放请求去完成系统的回收功能。 * 2．内存保护 内存保护的主要任务：是确保每道用户程序都只在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰；绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据；也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。 实现技术：内存保护机制。 一种简单的内存保护机制：设置两个界限寄存器，分别用于存放正在执行程序的上界和下界。系统须对每条指令所要访问的地址进行检查，如果发生越界，便发出越界中断请求，以停止该程序的执行。如果这种检查完全用软件实现，则每执行一条指令，便须增加若干条指令去进行越界检查，这将显著降低程序的运行速度。因此，越界检查都由硬件实现。对发生越界后的处理，是软件和硬件配合来完成。 * 3．地址映射 绝对地址：主存单元的实际地址。 相对地址：相对于某个基准地址的地址。 逻辑地址：目标程序的地址集合。 （相对于基地址的编址。） 存储器管理的地址映射功能：是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。该功能在硬件（寄存器、加法器）的支持下完成。 * 4．内存扩充 虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存空间，使内存能够容纳比实际内存空间大得多的用户程序。 内存扩充机制： 请求调入 允许在装入一部分用户程序和数据的情况下，便启 动该程序运行。在程序运行过程中，若发现要继续 运行时所需的程序和数据尚未装入内存，可向OS 发出请求，由OS从磁盘中将所需部分调入内存，以 便继续运行。 需要运行时才调入主存 (2) 置换功能 若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。 淘汰哪些页面呢？？ * 三、设备管理功能 1．缓冲管理 2．设备分配 在现代计算机系统中，无一例外地都在内存中设置了缓冲区,其作用在于有效地缓和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。 设备分配的基本任务是根据用户进程的I/O请求、系统的现有资源情况以及按照某种设备的分配策略，为之分配其所需的设备。 * 3．设备处理（设备驱动程序） 基本任务是用于实现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。 处理过程：自读内容 * 四、文件管理功能 1．文件存储空间的管理 2．目录管理 主要任务是为每个文件分配必要的外存空间，以及对存储空间的回收功能，提高外存的利用率，并能有助于提高文件系统的存、取速度。 （类似主存的管理） 主要任务是为每