第4章 存储器管理

4.1 存储器管理引言（P98）

 * 内存：CPU能直接存取指令和数据的存储器，

         由字或字节构成的一维数组。

 * 内存在计算机系统中的地位：

   CPU—内存—I/O系统—显示器、打印机。

4.1.1 存储器的层次

4.1.2 用户程序的主要处理阶段（P99）

 4.装入阶段（P101）

  * 相对地址（逻辑地址）

    用户程序经编译后的目标模块以0为基地址顺序编排的地址。

  * 绝对地址（物理地址）

    内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址顺序编排的地址。

  * 重定位

    把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程。

4.1.3 重定位（P101）

  * 逻辑地址空间（地址空间）

    由程序逻辑地址组成的地址范围。

  * 物理空间（绝对空间）

    由内存中一系列存储单元所限定的地址范围。

 * 程序A装入内存时的情况（P102）

 * 地址100号单元的指令LOAD 1,500。

   把500号单元数据12345装到寄存器1。

 * 程序装入内存后进行了地址变换。

   地址5100号单元的指令LOAD 1,500。

   把5500号单元数据12345装到寄存器1。

 1.静态重定位

   由装入程序把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址，

   装入时一次完成。

 2.动态重定位

   由硬件地址变换机构在程序执行期间

   每次访问内存之前进行重定位。

4.2 存储管理基本技术

4.2.1 分区法(P104)

 1.固定分区法

   内存中分区的个数和分区的大小固定不变。

 2.动态分区法

   内存中的分区在作业进入内存时建立，其大小适应作业大小。

4.2.2 可重定位分区分配（P107）

 * 碎片：内存中容量太小、无法被利用的小分区。

 * 紧缩：集中已分配区，留出空闲区。

4.2.3 对换技术（P110）

 * 对换技术：

   在多道程序环境中，内存中保留多个进程。

   系统把内存中暂时不能运行的进程换出到外存上，

   把具备运行条件的进程从外存换到内存中。

4.3 分页存储管理技术

4.3.1 虚拟存储器的概念（P111）

 * 虚拟存储器(Virtual Memory)

   扩充内存物理的地址空间，把程序当前不使用的部分放在磁盘上。

 * 虚拟存储器的基本特征

   虚拟扩充、部分装入、离散分配、多次对换。

4.3.2 分页的概念

 1.分页存储管理的基本概念（P114）

   分页存储管理的基本方法

 (1)逻辑空间分页：将进程的逻辑地址空间划分成大小相等的页面。

 (2)内存空间分块：把内存划分成与页面相同大小的内存块。

 (3)逻辑地址表示

  * 逻辑地址的页号p和页内地址d的计算公式

    页号p=INT[A/L]

    页内地址d=[A] MOD L

    其中：A为逻辑地址，L为页面大小。

  已知：A=3456   L=1KB

  求：页号p、页内地址d

  (4)内存分配原则（P115）

    进程的页分别装入物理上不相邻的内存块中。

  2.分页系统中的地址映射（P116）

  * 把页号对应页表中的物理块号f装入物理寄存器,

    页内地址d送入物理地址寄存器的块内地址字段。

自测题（P140）

  3.名词解释（P281）

   物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存地址、重定位、

   静态重定位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。

 8.在分页系统中页面大小由谁决定？页表的作用是什么？

   如何将逻辑地址转换成物理地址？（P282）

10.已知：每页为1kB，页号（0、1、2、3）

              对应的块号（5、10、4、7），

   求：逻辑地址0A5C(H)对应的物理地址？（P115）

13.已知：段表

   求：逻辑地址对应的物理地址。（P126）

第5章 文件系统

5.1 概述

5.1.1 文件及其分类（P143）

 1.文件

   文件(file)：被命名的数据的集合体。

 2.文件类型

   按用途分类：系统文件、库文件、用户文件。

   按数据形式分类：源文件、目标文件、可执行文件。

   按存取权限分类：只读文件、读写文件、可执行。

   按保存时间分类：临时文件、永久文件。

   按文件构造和处理方式分类：普通文件、目录文件、特别文件。

5.1.2 文件系统的功能（P145）

 * 文件系统：操纵和管理文件，实现文件的共享和保护，按名存取。

 * 文件系统功能：文件管理、目录管理、文件存储空间的管理、

   文件的共享和保护、提供方便的接口。

5.2 文件的逻辑组织和物理组织

5.2.1 文件的逻辑组织（P146）

 1.有结构文件

   定长记录文件、变长记录文件。

 2.无结构文件

   有序字符流，如源程序、可执行程序、库函数。

5.2.2 用户对文件的存取方法（P147）

 * 顺序或随机存取方法。

5.2.3 文件的物理组织（P149）

 * 连续文件、串连文件、索引文件、多重索引文件。

5.3 目录文件

5.3.1 文件控制块和文件目录（P153）

 1.文件控制块

   文件名、文件类型、位置、大小、保护信息、使用计数、时间。

 2.文件目录

   文件名——外存物理位置映射。

5.3.2 目录结构（P154）

 * 单级和二级目录结构

 * 树形目录：绝对路径、相对路径。

5.4 文件存储空间的管理（P159）

 * 空闲空间表法、空闲块链接法、位示图法。

5.5 文件的共享和文件系统的安全性

5.5.2 文件的存取控制（P167）

5.6 UNIX文件的主要操作及其命令

5.6.1 普通文件的操作

 2.文件显示命令（P171）

   cat显示或连接文件，如 $ cat a.c

   more分屏显示文件，如 ls -l |more

   head显示文件前几行，默认10行，如 head a.c

   tail显示文件后几行

   pr向屏幕输出，如 pr a.c

 2.文件的复制、删除和移动（P172）

   cp复制，如 cp a.c b.c

   mv移动或重命名，如 mv a.c d.c

   rm删除文件或目录，如 rm d.c

5.6.2 目录文件的操作

 2.目录的创建和删除（P174）

   mkdir, rmdir

 3.目录的显示、复制和改变工作目录

   ls, copy, cd,

 4.改变文件存取权限（P175）

  * 符号方式

    格式：chmod 用户身份 操作符号 权限 文件名

    举例：chmod o + r file1

    说明：使其他用户对文件file1有读权限。

  * 绝对方式

    格式：chmod 权限数字 文件名

    举例：chmod 754 file1

    说明：将文件file1的存取权限置为754，即rwxr-xr--。

自测题（P184）

 2.一般说来，文件系统应具备哪些功能？（P283）

 4.什么是文件的逻辑组织和物理组织？文件的逻辑组织有几种形式？

   （P283）

 5.文件的物理组织形式主要有哪几种？各有什么优缺点？（P284）

 7.什么是文件控制块？它与文件有何关系？（P284）

第6章 设备管理

6.1 设备管理概述

6.1.1 设备分类和标识（P186）

 1. 设备分类：

    存储设备用于存储信息。

    输入/输出设备用于输入/输出信息。

 2. 设备标识：

    设备绝对号是系统为设备指定的惟一代号。

    设备相对号是用户自己规定的设备序号。

6.1.2 缓冲技术（P187）

 1.缓冲技术的引入

   缓冲技术的目的：

 (1)缓和CPU与外设间速度不匹配的矛盾。

 (2)提高CPU与外设之间的并行性。

 (3)减少对CPU的中断次数。

 2.缓冲区的设置

   缓冲由硬件或软件来实现。有单缓冲、双缓冲、多缓冲。

6.1.3 I/O系统的结构（P189）

 1.主机I/O系统

   主机I/O系统的四级结构：主机、通道、控制器和外部设备。

   控制器：交替控制几台同类设备的电子部件。

   通道：专门处理I/O操作的机构。

 2.微型机I/O系统

   利用总线I/O系统结构连接CPU、内存、控制器和I/O设备。

6.1.4 设备管理的功能（P190）

 1.设备管理的目标：

   使用方便、与设备无关、效率高、管理统一。

 2.设备管理的功能：

   监视设备状态、进行设备分配、完成I/O操作、

   缓冲管理与地址转换。

6.2 设备分配技术

6.2.1 设备分配技术（P192）

 1.与设备分配相关的因素

   设备的固有属性、分配算法、防止死锁、设备无关。

 2.设备分配技术：

   独占分配：分配独占设备（如打印机）。

   共享分配：分配共享设备（如磁盘机）。

   虚拟分配：

  分配虚拟设备，使用SPOOLing系统（同时外围联机操作）。

    利用共享设备模拟独占设备。

 3.设备分配算法：

   先来先服务法：以申请时间先后为序。

   优先级高的优先服务：以优先级高低为序。

6.3 输入输出管理

6.3.1 处理输入输出请求的步骤（P196）

 1.用户进程发出I/O请求

 2.转去执行操作系统的核心程序

 3.设备驱动程序是控制设备动作的核心模块

 4.I/O完成后，由通道或设备产生中断信号

6.3.2 设备驱动程序功能

 接受I/O请求，分配相应设备，启动设备工作，处理设备中断。

6.4 UNIX常用设备安装和管理

6.4.1 打印机的安装和管理（P199）

 1.打印机的安装

   端口设置：串口COM1，主并口设备名/dev/lp0。

   添加打印机到系统中，打印机配置。

6.4.2 终端的安装和管理（P205）

 1.终端的安装

   连接终端，设置终端，开启终端。

 2.终端的管理（P206）

   终端配置文件，改变串行线特性，设置终端类型，

   改变主控台，禁用终端。

自测题（P209）

 1.什么是存储设备？什么是输入/输出设备？

   UNIX系统中对设备怎样分类？（P286）

 2.UNIX系统中主次设备号各表示什么含义？（P286）

 3.为什么要引入缓冲技术？设置缓冲区的原则是什么？（P286）

 4.操作系统中设备管理的功能是什么？（P286）

 8.设备驱动进程主要执行什么功能？（P287）