计算机操作系统原理知识点第六章学习资料
操作系统讲义-第六章
2011年7月11日
第六章 文件管理
7
6.1 文件和文件系统
2. 文件类型和文件系统模型
根据文件存取控制属性,可分为三类: 根据文件存取控制属性,可分为三类: • 只执行文件:只允许被核准的用户调用执行; • 只读文件:只允许文件主及被核准的用户去读; • 读写文件:允许文件主和被核准的用户去读写的文件。 根据组织形式和处理方式,可分为三类: 根据组织形式和处理方式,可分为三类: • 普通文件:由ASCII码或二进制码组成的字符文件; • 目录文件:由文件目录组成,用来管理和实现文件系统功能 的系统文件; • 特殊文件:特指系统中的各类I/O设备。2011年7月11日源自第六章 文件管理11
6.2 文件的逻辑结构
任何文件都存在下面两种形式的结构: 任何文件都存在下面两种形式的结构: (1)文件的逻辑结构:用户所看到的文件组织形式; (2)文件的物理结构:文件在外存上的存储组织形式。 对文件逻辑结构的要求: 对文件逻辑结构的要求: • 提高检索记录的速度和效率; • 便于在文件中添加、删除和修改一个或多个记录; • 降低文件的存储费用(存储空间)。
索引号 0 1 … i … mi 长度m m0 m1 指针ptr R0 R1 … Ri …
缺点:还须设置索引表,每个记录都要索引项,提高了存储费用。 缺点:还须设置索引表,每个记录都要索引项,提高了存储费用。
2011年7月11日 第六章 文件管理 15
6.2 文件的逻辑结构
4. 索引顺序文件
最常见的一种逻辑文件形式,克服了变长记录文件不便于直接存 取的缺点,所付出的代价也不算大。 索引文件的组织 检索时,首先根据用户(程序)提供的关键字,采用折半查找法检索 索引表,再利用该表项中给出的指向记录的指针,访问所需的记录。
计算机操作系统教程 第6章g
Linux的进程控制系统在逻辑上由四个模块组 成。 文件系统的接口部分 进程本身的控制部分,包括进程的创建、进 程调度和进程的撤消等 第三部分是进程间控制部分,包括进程间的 互斥、同步和通信等, 第四部分是存储管理部分。
调度模块的作用是分配CPU。 在Linux系统中,这个调度原则就是按照进程的 优先级,每次调度具有最高优先级的进程去占有处 理机。每一个进程,从它被创建的那一时刻起,就 具有了一个随时间动态变化的优先级。 调度过程schedule()和时钟中断修改进程的动态 优先级
Linux系统中进程通过请求操作系统服务进入核心态的 机制称为系统调用。具体实现和硬件平台的体系结构相关, 在80x86系统中,用户进程通过int 0x80指令请求系统调用, 系统调用完成后通过iret指令返回到用户态。
图6.2 Linux进程的核心态与用户态之间的转换
6.1
Linux进程与存储管理简介
6.4 LINUX进程调度
LINUX的进程调度由核心的调度过程schedule() 实现。Linux中没有高级调度和中级调度。 1. 调度原理 对实时进程和普通进程采用不同的调度算法。 普通进程—基于时间片的动态优先数调度法 实时进程—先来先服务和轮转法 2. 调度的时机 处理机从核心态向用户态转换之前的瞬间 当进程状态发生变化时
第6章 进程与存储管理示例
6.1 Linux进程和存储管理简介 6.2 Linux进程结构 6.3 进程控制 6.4 Linux进程调度 6.5 进程通信 6.6 Linux存储管理 本章小结 习题
第 6章
6.1
进程与存储管理示例
Linux进程和存储管理简介
UNIX系统的核心部分从整体上说可以分为两大部分, 即“静”的文件系统和“动”的进程控制系统。 文件系统主要用来存放、管理那些暂时不被处理机执 行的程序和数据,它为程序和数据文件分配空间,控制文 件存取和为用户检索信息。 进程控制系统则负责为将要执行的程序和数据文件分 配内存空间,并负责进程调度、控制并发进程的执行速度 和分配必要的资源,以及负责进程通信和内存管理等。
操作系统原理第六章课件
设备驱动程序概念
设备驱动程序是操作系统中与硬件设备直接交互的软件,负责与硬件设备进行通信和控制 。
设备驱动程序功能
设备驱动程序的主要功能包括初始化设备、配置设备、控制设备的操作和响应设备的请求 等。
设备驱动程序与操作系统的关系
设备驱动程序是操作系统的一部分,通常由操作系统提供,用于支持各种硬件设备的操作 和管理。
进程阻塞与唤醒
进程因等待某个条件成立而阻 塞,等待条件成立后被唤醒。
进程切换
当一个进程的时间片用完时, 系统保存该进程的状态,恢复 下一个就绪态的进程的状态并
执行。
进程同步与互斥
临界区
同一时间只允许一个进程访问的资源或代码 段。
同步
协调多个进程的执行顺序,使得它们能按一 定的规则和条件执行。
互斥
两个或多个进程不能同时进入临界区。
通道控制方式下,硬件设备和通道之间建 立数据传输的通道,通道负责数据的传输 和管理。
设备分配与回收
01
设备分配策略
设备分配策略是指根据一定的规则和优先级,将设备分配 给请求设备的进程的过程。常见的设备分配策略包括先来 先服务、最短作业优先、优先级调度等。
02 03
死锁与活锁
在设备分配过程中,可能会出现死锁和活锁的情况。死锁 是指多个进程互相等待对方释放资源,导致所有进程都无 法继续执行。活锁是指进程在不断切换占用和释放资源的 过程中,始终无法满足自己的需求,导致进程无法继续执 行。
内存管理的主要目标是提高内存利用率,并确保 所有程序都能得到足够的内存空间。
内存管理需要处理内存的分配、回收、共享、保 护和扩充等问题。
内存分区管理
内存分区管理是一种将内存划分为若干个固定大小的分区,每个分区只能被一个进程使用的内存管理 方式。
计算机操作系统第六章
? 存储时间不同 。文件区的存储适合于较长久的数据存
储;而交换区作为临时数据的存放处,只存放短期的数
作 系
据。
统
5
统系作操统系作操统系作操统系作操
二十一世纪计算机本科教育
二、进程调出
进程调出操作,需要选择一个近期无运行要求的进程调出内 存。这里,处于阻塞状态的进程是首选的,其次是就绪状态的进 程,一个正在共享的程序不在考虑之列。选择过程中的另一个参 数是进程的优先级或响应比。
10
统系作操统系作操统系作操统系作操
二十一世纪计算机本科教育
3.中断处理机制
缺页中断是指令执行过程中产生的中断,而非(一般的中断)在 一条指令执行完成后产生的。当 CPU执行指令希望访问一个不在内存 的页面时,将产生缺页中断,系统开始运行中断处理程序。此时指令 计数器( PC)的值尚未来得及增加就被压入堆栈,因此压入的断点必 然是本次被中断的指令地址,而非下一条指令的地址。
2.地址变换机制
当调度一个进程时,系统将其页表首址装入 CPU中的
页表控制寄存器。运行中用相对地址的高端部分作为页 操
号去检索页表,看该页是否已在内存。若已在内存就按 作
普通分页机制的方式直接生成物理地址,并将访问标志 和修改标志设置好。如果该页不在内存,则产生缺页中
系 统
断信号,通过中断处理过程将缺页装入。
系 统
位置。
2
统系作操统系作操统系作操统系作操
二十一世纪计算机本科教育
例如,某进程的程序段由A、B、C、D、E、F、G和H等 8个程序段组成。它们之间的调用关系如图( a)所示。
操 作 系 统
3
统系作操统系作操统系作操统系作操
二十一世纪计算机本科教育
操作系统原理第六章操作系统安全
❖
多一分防火准备,可减少生命财产损 失。21.3.1017:12:2317:12Mar -2110- Mar-21
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隐患险于明火防范胜于救灾。17:12:2317:12:2317:12Wednesday, March 10, 2021
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安全生产,生产蒸蒸日上;文明建设 ,建设 欣欣向 荣。21.3.1021.3.1017:12:2317:12:23March 10, 2021
4.屏幕保护密码
设置屏幕保护密码是防止内部人员破坏服务器的一 个屏障。 将屏幕保护的选项“密码保护”选中,并设置等待 时间
5.NTFS分区
把服务器的所有分区都改成NTFS格式。NTFS文 件系统要比FAT、FAT32的文件系统更安全。
6.防毒软件
安装杀毒软件,并且要经常升级病毒库。
7.备份盘的安全
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斩草要除根,安全须治本。2021年3月 10日下 午5时12分21.3.1021.3.10
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质量是企业的生命,安全是职工的生 命。2021年3月 10日星 期三下 午5时12分23秒17:12:2321.3.10
❖
பைடு நூலகம்
安全编织幸福的花环,违章酿成悔恨 的苦酒 。2021年3月下 午5时12分21.3.1017:12Marc h 10, 2021
2.管理员帐号改名
Windows 2003中,把Administrator帐户改名,把它伪 装成普通用户,比如改成:guestone。具体操作的 时候只要选中帐户名改名就可以了。
3.安全密码
密码对于一个系统安全是非常重要的,但是也是 最容易被忽略的。 要求用户使用复杂的密码,还要注意经常更改密 码。 密码尽量包括:字母、数字、特殊字符
计算机操作系统原理知识点第六章学习资料
计算机操作系统原理知识点第六章储存器的层次:采用三级存储器结构,即:1.高速缓冲储存器2.主储存器3.辅助储存器分配算法固定式分区和可变式分区的储存管理算法有如下几种:1.最佳适应算法:就是为一个作业选择分区时总是寻找其大小最接近于作业说要求的储存空间2.最坏适应算法:就是他在为作业选择储存空间时,总是寻找最大的空闲区3.首次适应算法:将空闲区按其在存储空间中的起始地址递增的顺序序列。
为作业分配存储空间时,从空闲区链表的始端开始查找,选择第一个满足要求的空闲区,而不管他究竟有多大。
4.下次适应算法:在不改变链表结构的情况下,保持每次分配结束后链表指针的位置不变,等下一次分配时从当前链表位置继续向下查找,直到链表结尾在返回链表的起始位置开始查找。
5.快速适应算法:不能独立使用,将空闲区链表独立成表,查找时仅在该表中进行。
不再搜索系统中的主存分配链表,达到快速搜索的目的。
6.分配和回收分区程序分页储存管理:在分区储存管理中,都要求把一个作业的地址空间装入到连续的存储空间内缺页中断处理(页面置换):当存在位为“0”时,表示该页不在存在,则必须确定他在外存中的存放地址,并将其从外存中调入内存。
若主存中没有空闲块,首先按照某种策略选择某页进行淘汰,以腾出空闲块供本次调入的页占用。
请求式调页存储管理的页面置换算法:1.先进先出页面置换算法(FIFO=first in first out )2.最佳置换算法(OPT)3.最近最久未使用页面置换算法(LRU=least recently used)段式存储管理的基本思想:把程序按内容或过程(函数)关系分成段,每段有自己的名字。
一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维的线性虚拟空间,也就是一个二维虚拟器。
段式管理程序以段为单位分配主存,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的主存物理地址。
段式管理把一个进程的虚拟地址空间设计成二维结构,即段号S与段内相对地址W(即偏移量)段页式存储管理的基本思想:1.用分段方法分配和管理虚拟存储器。
计算机操作系统第三版第六章详解
| |
和管理的软
件集合
基本 I/O 管理程序(文件组织模块)
青
基本文件系统(物理 I/O 层)
岛
理 工 大 学 文件、目录、磁盘
(带)存储空间
I/O 控制层(设备驱动程序) 对象及其属性说明
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操
6.1.3 文件操作
作
系
1.最基本的文件操作
统 |
★创建文件
工
读写文件
大
学
第六章 文件管理
6.1 文件和文件系统 计对文件存储空间的管理、对文件
算目录的管理、用于将文件的逻辑
机操地文址件转的换读6为和.物 写1.理的2 地管文址理件的以类机及型制对、文和对件文件系统模型
作的共享2.与文保件护系统模型
命令接口、程序接口
系
文件系统接口
统
|
对对象操纵
逻辑文件系统
|
★删除文件
|
★读文件
青
岛
★写文件
理
★截断文件
工
大
★设置文件的读/写位置
学
第六章 文件管理
计 算
6.1 文件和文件系统
机
操 6.1.3 文件操作
作
系 2.文件的“打开”和“关闭”操作
统 |
步骤:
|
① 检索文件目录找到指定文件的属性及其在
|
外存上的位置;
青
② 对文件实施相应的操作。
岛
理 3.其它文件操作
岛 理 工 大
其目件用的,户是即选物择理一文逻结种件辑构良。好的、设备物结利理构用率高系的统物理 文件结构。系统按此结构和外部设备交换信息。
《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理
2 . 路径名 在多级目录结构中,从根目录到末端的数据文件之间只有一条 唯一的路径。我们就可以用路径名惟一的表示一个文件。路径名有 绝对路径名和相对路径名两种表达形式。 绝对路径名,又称为全路径名,是指从根目录到达所要查找文 件的路径名。 相对路径名。在多级目录结构中,如果每次都从根目录开始检 索,会耗费大量的查找时间。为解决此问题,系统引入了当前目录 (又称为工作目录)。用户在一定时间内,可指定某一级的一个目 录作为当前目录(或称工作目录、值班目录),而后用户想访问某 一文件时,便不用给出文件的整个路径名,也不用从根目录开始查 找,只需给出从当前目录到查找的文件间的路径名即可,从而减少 查找路径。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
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6.1.1 文件与文件系统的概念
1.文件的定义 文件是具有标识符(文件名)的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法: (1)文件是具有标识符的相关字符流的集合。 (2)文件是具有标识符的相关记录的集合。
3 . 索引分配
在索引分配策略中,系统为每个文件分配一个索 引块,索引块中存放索引表,索引表中的每个表 项对应分配给文件的一个物理块。
4 . i节点
最后一个磁盘分配策略是给每个文件赋予一张称 为i-节点(索引节点)的小型表,其中列出了文件 属性和各块在磁盘上的地址,实例如图6.13所示。
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索引节点编号 索引节点状态 连接指针 访问计数
逻辑设备名
返回本节
6.4.2 单级目录结构
文件名 C 文件的物理 位置 日期 时间 其他信 息
bsc
Wps …… 图6.8 单级目录结构
返回本节
计算机操作系统原理张海云版第6章
第六章 设备管理
6.2.4 通道控制方式
为使中央处理机从繁忙的I/O处理中摆 脱出来,现代大、中型计算机系统中设置了 专门的处理I/O操作的处理机,并把这种处 理机称为通道。通道在CPU的控制下独立地 执行通道程序,对外部设备的I/O操作进行 控制,以实现内存与外设之间成批的数据交 换。 通道=I/O处理机
3. 为用户提供一个友好的透明接口,使得用 户在编制程序时,使用逻辑设备名,由系 统实现从逻辑设备到物理设备(实际设备) 的转换。用户能独立于具体物理设备而方 便的使用设备 4. 提高设备和设备之间、CPU和设备之间, 以及进程之间的并行操作度,以使OS获得 最佳效率
第六章 设备管理
6.1.3 设备管理的功能和任务
第六章 设备管理
6.1.1 设备的类别
按设备的使用特性分类
存储设备 输入输出设备
第六章 设备管理
图6.1 按使用特性对外部设备的分类
第六章 设备管理
6.1.1 设备的类别
按设备的数据传输率分类
低速设备:每秒几个到数百字节。如键 盘、鼠标 中速设备:每秒数千到数万字节。如打 印机 高速设备:每秒数百K到数兆。如磁盘、 磁带
共享设备
在一段时间内,允许任意的用户或进程访问该类设 备。 也称随机设备
虚拟设备
通过虚拟技术实现的一种设备,即将独占设备变换成 可以共享的逻辑设备,以供多个用户或进程同时访问。
第六章 设备管理
6.1.1 设备的类别
按设备的从属关系分类
系统设备 在OS生成时就已配置好的各种标准设备 用户设备 由用户自己安装配置后由OS统一管理的 设备
6.1.2 输入/输出系统结构
操作系统第六章
3. 按保存的时间 (1)临时文件。从作业开始至运行 结束期间所保留的暂时文件。 (2)永久文件。是指用户没有发出 撤消文件的命令前,一直保存在系统中 的文件。
4. 按文件中信息的流向
(1)输入文件。例如读卡机或纸带输入机 上的文件,只能读入,所以它们是输入文件。 (2)输出文件。例如打印机、穿卡机等文 件,只能写,所以它们是输出文件。 (3)输入输出文件。在磁盘、磁鼓、磁带 上的文件、既可读,又可写。
(1) 命令接口。这是指作为用户与文件系统 交互的接口。 用户可通过键盘终端键入命令, 取得文件系统的服务。
(2) 程序接口。这是指作为用户程序与文件 系统的接口。 用户程序可通过系统调用来取 得文件系统的服务。
总之,文件系统实现对文件存储空间 和用户信息的管理,提供各种存取方法, 故文件系统面向用户功能是: (1)文件的按名存取 (2)文件的共享与保护 (3)文件的操作与使用
操作系统将若干个文件说明放在一张表格中, 称该表格为文件目录,其中每一个表目(文 件说明)称为目录项。
文件系统的结构和功能元素
1. 文件系统的结构
应用程序 多种文件类型(划分记录,顺序或索引等) 基本 I/O 管理(I/O 缓存和调度,性能优化) 物理 I/O(基本文件系统) 外部存储器 文件系统
操作系统本身就是一种重要的系统资 源,而且往往相当庞大,占用几十K甚至 上百M字节的存储量。因此,它们不能全 部常驻主存。所以,只好把相当一部分的 操作系统功能(程序),暂时存放在能直 接存取的磁盘存储器或其它辅助存储器上。 当用户需要用到某部分功能时,才把相应 的一组操作系统例程调入。可见,操作系 统本身也要求具备文件管理的功能。
文件系统
文件系统是操作系统中负责管理和存取文
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计算机操作系统原理知识点第六章
储存器的层次:采用三级存储器结构,即:
1.高速缓冲储存器
2.主储存器
3.辅助储存器
分配算法
固定式分区和可变式分区的储存管理算法有如下几种:
1.最佳适应算法:就是为一个作业选择分区时总是寻找其大小最接近于作业
说要求的储存空间
2.最坏适应算法:就是他在为作业选择储存空间时,总是寻找最大的空闲区
3.首次适应算法:将空闲区按其在存储空间中的起始地址递增的顺序序列。
为作业分配存储空间时,从空闲区链表的始端开始查找,选择第一个满足要求的空闲区,而不管他究竟有多大。
4.下次适应算法:在不改变链表结构的情况下,保持每次分配结束后链表指
针的位置不变,等下一次分配时从当前链表位置继续向下查找,直到链表结尾在返回链表的起始位置开始查找。
5.快速适应算法:不能独立使用,将空闲区链表独立成表,查找时仅在该表
中进行。
不再搜索系统中的主存分配链表,达到快速搜索的目的。
6.分配和回收分区程序
分页储存管理:
在分区储存管理中,都要求把一个作业的地址空间装入到连续的存储空间内
缺页中断处理(页面置换):当存在位为“0”时,表示该页不在存在,则必须确定他在外存中的存放地址,并将其从外存中调入内存。
若主存中没有空闲块,首先按照某种策略选择某页进行淘汰,以腾出空闲块供本次调入的页占用。
请求式调页存储管理的页面置换算法:
1.先进先出页面置换算法(FIFO=first in first out )
2.最佳置换算法(OPT)
3.最近最久未使用页面置换算法(LRU=least recently used)
段式存储管理的基本思想:把程序按内容或过程(函数)关系分成段,每段有自己的名字。
一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维的线性虚拟空间,也就是一个二维虚拟器。
段式管理程序以段为单位分配主存,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的主存物理地址。
段式管理把一个进程的虚拟地址空间设计成二维结构,即段号S与段内相对地址W(即偏移量)
段页式存储管理的基本思想:
1.用分段方法分配和管理虚拟存储器。
即按程序的自然逻辑关系把作业的地址空间分成
若干段,而每一段都有自己的段名。
2.用分页方法分配和管理实存。
即把整个主存分成大小相等的存储块。
3.作业的每一段又采用分页方法。
即按主存块的大小把每一段分成若干页,
每一段都从0开始为可也一次编排连续的页号
4.逻辑地址结构。
一个逻辑地址用三个参数来表示:段号S,页号P,页内地
址d,记为V=(S,P,d)
5.主存分配。
主存以块为单位分配给作业
6.段表、页表、段表地址寄存器。
进行虚、实地址的变换时,要访问主存中的一条指令或存取数据至少需要访问3次主存
存储管理的功能: P154 .1
1.存储分配(主存的分配和共享)
2.地址变换
3.“扩充“主存容量
4.存储保护。