操作系统总结二

存储管理

1.存储器分类：（1）高速缓冲存储器（2）主存储器（3）外存储器

2.物理地址：内存单元地址，又称绝对地址。

3.逻辑地址：用户使用的地址，又称相对地址

4.地址重定位：在程序装入内存时将物理地址映射为逻辑地址。分为静态重定位和动态重定位。

5.静态重定位：在程序运行之前由装入程序一次性完成地址转换

6.动态重定位：对要被访问的程序和数据部分进行地址转换的方式

7.存储器的功能：（1）内存的分配与回收（2）地址转换（3）内存的共享与存储保护（4）内存的扩充

8.内存的扩充技术：（1）覆盖技术（2）交换技术（3）虚存技术

9.存储管理：

（1）单一连续分区：内存划分为系统区和用户区，用户区归用户所有。只能适用于单道程序设计，多个程序需要一次进入主存工作

（2）固定分区：将用户区划分为一个个连续的区域：每个区域大小固定。实现了单道程序到多道程序。不过每个分区还是连续分区。缺点：a.大小固定导致大程序无法装入b.主存利用率不高，并不是每个程序都能完整的占用分区c.分区之间很难实现程序和数据的共享d.分区书确定导致处理的多道程序数固定

（3）可变分区：主存分区大小，起始地址都是不固定的。为了对可变分区进行管理，引入已分配表和未分配表进行管理

可变分区的分配算法：最先适应算法

最佳适应算法

最坏适应算法

下次适应算法

  可变分区克服固定分区的内部碎片但是会导致外部碎片。可以采用移动技术解决外部碎片。移动技术的思想是将已分配分区移向内存一侧，使之成为连续区域，并把空闲区集中成一个较大区域。采用移动技术可以提高存储效率，但是移动浪费时间，并且在外部设备与内存交换数据时不能使用移动技术

（4）简单分页：还是将作业一次全部装入主存，但是可以将作业分散在不连续的相同大小的分区中。在主存中可用页数大于一个作业总页数时系统可以装入该作业，系统为每个作业建立一张页号与块号对应关系表，称为页表。

 相连存储器：页表较多情况下将页表放在高数缓冲存储器，这个存储器称为相连存储器。存放在相连存储器中的页表称为快表

（5）简单分段：简单分页将程序分成一页一页但是页面与程序间可能毫无关系。而简单分段是将程序分为主程序段，子程序段......每段放在一个内存段空间中，每个段内还是连续的，段的大小可以是不一样的。注意：简单分段还是一次将程序全部装入

 

（6）虚拟存储：不再是像前面几种分配全部装入（运行前将作业全部加载到内存中），而虚拟存储是部分装入，即将将要执行的程序加载到内存中，经常使用的放到辅助存储器中。部分装入和部分对换是虚拟存储管理的重要依据。具体实现方式：请求分页式，请求分段式，请求段页式

（7）请求分页虚拟主要思想：系统将作业的逻辑地址空间和物理控件按照同样大小的页划分出页和块。作业运行前，仅把需要的部分装入主存块中，运行时如果访问的页面不在主存中则产生缺页中断，由缺页中断处理程序将所需要的页面调入主存，如果主存没有足够空间，系统按一定的页面置换算法将主存部分页面移出然后再装入需要的页面

 请求分页页面置换算法：（1）最佳置换算法（OPT）

                                         （2）先进先出置换算法（FIFO）

                                         （3）最近最久未用置换算法（LRU）

                                         （4）二次机会置换算法（SC）

                                         （5）时钟置换算法（CLOCK）

                                         （6）最近未用置换算法（NRU）

设备管理：

1.设备管理功能：（1）实现对外部设备的分配与回收

                            （2）外部设备的启动与信息传输

                            （3）实现对磁盘的驱动调度

                            （4）对缓冲区进行管理

                            （5）实现虚拟设备技术

2.外部设备分类：（1）按信息交换单位分：块设备和字符设备

（2）按资源特点分类：独占设备和共享设备和虚拟设备

（3）按设备低位分：系统设备和用户设备

（4）按设备访问方式分：顺序存取设备和直接存取设备

（5）按使用特性分：输入输出设备和存储设备

3.设备IO控制方式：程序查询方式，中断方式，DMA方式和通道方式

（1）程序查询方式：CPU不停循环测试IO设备状态口判断IO设备是否准备好。降低CPU处理效率

（2）中断方式：当IO设备结束时会向CPU发送异常，大大提高CPU利用效率但是依旧是以字节或字为单位进行，大大降低CPU效率

（3）DMA允许主存储器和IO设备间通过DMA控制器直接进行批量数据交换，除了在开始和结束需要CPU干预，其他无需cpu干预

（4）通道：IO外围设备处理机，通道也是一个处理器，也能执行指令和指令组成的程序。不仅能和CPU通道间并行工作，通道与通道间也可以并行工作。通道并不直接与设备相连而是通过设备控制器。

IO中断处理程序主要工作：保护现场，处理中断过程，恢复现场，改变相关进程状态等

4.缓冲技术：（1）单缓冲技术

                     （2）双缓冲技术

                     （3）多缓冲技术

                     （4）缓冲池技术：多个专用缓冲区进行统一管理，动态分配，成为公用缓冲区技术

5.设备绝对号：在计算机内部对设备统一编号，通过这些编号对设备管理和控制。

6.设备相对号：用户申请或者使用的时候使用的设备号

7.设备独立性：申请使用的设备与设备管理器系统最后分配的设备无关，设备的这种特性交设备无关性。

8.磁盘移臂调度：（1）先来先服务

                            （2）最短寻找时间优先

                            （3）单向扫描

                            （4）双向扫描

                            （5）电梯调度

9.spooling技术：将一种硬件设备模拟成另外一种硬件设备的技术