进程管理

进程的状态

前趋图

表达哪些任务可以先运行，任务间运行的先后顺序。

进程的同步与互斥

• 在多道程序环境下，操作系统必须采取相应措施处理好进程之间的制约关系。
• 进程同步的主要任务是对多个有制约关系的进程在执行次序上进行协调，以使并发进程间能有效地、安全地互相合作和共享系统资源。

同步	互斥
进程与进程之间有序合作	进程与进程之间共享临界资源
相互清楚对方的存在及其作用,直接合作	不清楚对方的情况，只是共享同一临界资源
多个进程合作完成一个任务	各个进程之间没有任何合作工作
例如：发送消息进程和接受消息进程之间；输入进程、计算进程和输出进程之间等。	例如：共享打印机的若干进程之间；共享同一全局变量的若干进程之间等。

PVC操作

• 临界资源：诸进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，如打印机、磁带机等
• 临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
• 信号量：是一种特殊的变量

死锁问题

进程管理是操作系统的核心，但如果设计不当，就会出现死锁的问题。如果一个进程在等待一件不可能发生的事，则进程就死锁了。而如果个或多个进程产生死锁，就会造成系统死锁。

银行家算法

• 当一个进程对资源的最大需求量不超过系统中的资源数时可以接纳该进程
• 进程可以分期请求资源，但请求的总数不能超过最大需求量
• 当系统现有的资源不能满足进程尚需资源数时，对进程的请求可以推迟分配，但总能使进程在有限的时间里得到资源

存储管理

分区存储组织

页式存储组织

优点：利用率高，碎片小，分配及管理简单
缺点：增加了系统开销：可能产生抖动现象

页面大小为4K，转二进制为$2^{12}$，逻辑地址为十六进制所以再转十六进为$2^{4\ast 3}=16^3$，所以逻辑地址5A29H转物理地址的后三位不变为A29H，剩余的第一位5，根据表格中的页号5对应的页帧号为6，所以物理地址为6A29H。

页面4不在内存中，优先淘汰在内存中筛选状态位为1的，然后是没有访问过的访问位为0的，所以淘汰1

段式存储

优点：多道程序共享内存，各段程序修改互不影响
缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大

段页式存储

优点：空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接
缺点：由于管理软件的增加，复杂性和开销也随之增加，需要的硬件以及占用的内容也有所增加，使得执行速度大大下降

块表

快表是一块小容量的相联存储器(Associative Memory),由高速缓存器组成速度快，并且可以从硬件上保证按内容并行查找，一般用来存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号。

页面置换算法

• 最优(Optimal,OPT)算法
• 随机(RAND)算法
• 先进先出（FIFO)算法：有可能产生“抖动”。例如，432143543215序列，用3个页面，比4个缺页要少
• 最近最少使用(LU)算法：不会“抖动”

没有使用块表，说明先要在内存上查表，再根据表，读取相应的内存块，所以每个块需要进行两次的内存访问，一共有6个块所以要进行12次访问。

默认指令不会产生中断所以swapA,B中断了1次，A块和A块夸内存各中断2次，所以一共中断了5次。

文件管理

索引文件结构

索引节点包括直接索引、一级间接索引、二级间接索引、三级间接索引。

索引节点一般为13各结点，假设一个物理盘块为4K，

规定0-9结点为直接索引可以存为$4K\ast 10=40K$

10节点为一级间接索引，假设每个地址占4各字节，一个物理盘块可以存$4K÷4=1024$物理盘地址，可以存$4K\times 1024=4096K$

11节点为二级间接索引可以存$4K\times 1024\times 1024$

12节点为三级间接索引可以存$4K\times 1024\times 1024\times 1024$

空闲存储空间的管理

$$(4195+1)÷32=131.125$$
所以为132。

因为要占用物理块，所以取值“1”，
$$131\times 32=4192$$
第0位置是4192，第1位置是4193，第2位置是4194，第3位置是4195

设备管理

数据传输控制方式

• 程序控制方式
• 程序中断方式
• DMA方式
• 通道
• 输入输出处理机

虚设备与SPOOLING技术