同学笔记

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  z583706 2020-03-31 22:00:31

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  3.6 作业管理

  一. 作业状态

  一个批处理型作业，从进入系统并驻留在外存的后备队列上开始，直至作业运行完毕，要经历提交、后备、执行和完成4个状态。

  

  二.处理机调度

  1、高级调度（High Scheduling）

  也称为作业调度，是指在后备队列中选择一个或一批作业，为它们建立进程，分配必要的资源，使它们能够运行。

  • 在批处理系统中，因作业进入系统后先驻留在外存，故需要有作业调度。
  • 在分时系统中为做到及时响应，命令或数据被直接送入内存，故不需作业调度。
  • 在实时系统中，不需要作业调度。

  2、中级调度（Intcrmcdiatc-Level Schcduling）（中程调度）

  是为了提高内存利用率和系统吞吐量。

  应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存资源，而将它们调到外存去等待，把此事的进程状态称为就绪驻外存状态或挂起状态。

   

  3、低级调度（Low Level Scheduling）

  也称为进程调度或短程调度，用来决定就绪队列中的哪个进程应获得处理机。

  为最基本的一种调度，三种类型OS中都必须有进程调度。

   

  三、调度算法

  （1）先来先服务

  （2）短作业（进程）优先调度算法

  （3）高优先权优先调度算法

  （4）高响应比优先调度算法

   

  四、用户接口

  操作系统接口

        命令接口

        程序接口

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  z583706 2020-03-19 14:42:43

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  3.5 文件管理

  一. 文件和文件系统

  文件是指具有文件名的若干相关元素的集合.

  • 现代os中通过文件系统来组织和管理计算机中存储的数据;
  • 文件系统包括两方面
    • 负责管理文件的系统软件
    • 被管理的对象--文件

  文件的结构

  文件存在以下两种形式的结构:

  • 文件的逻辑结构.从用户观点出发所观察到的文件组织形式,是用户可以直接处理的数据及其结构,它独立于文件的物理特性,又称为文件组织.
  • 文件的物理结构.又称为文件的存储结构,是指文件在外存上的存储组织形式.与存储介质的存储性能和采用的外存分配方式有关.

  一.文件的逻辑结构

  可以分为两大类:

  • 有结构文件,是指由一个以上的记录构成的文件,又把它称为记录式文件;根据记录的长度可分为定长记录文件;不定长记录文件.
  • 无结构文件,这是指由字符流构成的文件,故又称为流式文件.

  有结构文件

  根据记录的组织方式分为下列文件:

  • 顺序文件.由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件.通常是定长记录.
  • 索引文件.当记录可变长时,通常为之建立一张索引表,并为每个记录设置一个表项以加快对记录检索的速度.
  • 索引顺序文件.上述两种方式的结合.为文件建立一张索引表,为每一组记录中的第一个记录设置一个表项.
  • 直接文件

  无结构文件

  • 如果说大量的数据结构和数据库,是采用有结构的文件形式的话,则大量的源程序\可执行文件\库函数等,所采用的就是无结构的文件形式,即流式文件.其长度以字节为单位.对流式文件的访问,则是采用读写指针来指出下一个要访问的字符.
  • UNIX系统中,所有的文件都被看做是流式文件.

  二. 文件的物理结构

  由于磁盘具有可直接访问的特性,故当利用磁盘来存放文件时,具有很大的灵活性.

  常用的外存分配方法有:

  • 连续分配
  • 链接分配
  • 索引分配

  在一个系统通常只采用一种方法.

   

  1.连续分配

   

  2.链接分配(经常出题)

   

  3.索引分配

   

  存储空间的管理

   

  位示图(bitmap):

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  z583706 2020-03-18 17:19:56

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  3.4 设备管理(二)

  五.磁盘管理

  考:磁盘的访问时间,磁盘的调度序列

  上面:同心圆称为磁道,信息存放在磁道上

  扇区是存放信息的最基本单位

  查询信息存储位置:

  • 柱面号(磁道号)什么位置
  • 盘面号(磁头号)
  • 扇区

  柱面:不同的盘面相同的磁道组成的柱称为柱面.

  1.磁盘的访问时间(考的多,一定要掌握)

  磁头只能沿半径方向移动.

  • 寻道时间Ts:把磁臂从当前位置移到指定磁道上所经历的时间
  • 旋转延迟时间Tr:指定扇区移动到磁头下面所经历的时间.
  • 传输时间Tt:数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间

  在访问时间中,寻道时间和旋转延迟时间,通常是占据了访问时间的大头.适当地集中数据(不要太零散)传输,将有利于提高传输效率.

  2.磁盘调度算法

  • 先来先服务
  • 最短寻道时间优先
  • 扫描(SCAN)算法(电梯调度算法)
  • 循环扫描CSCAN

  1)先来先服务(FCFS)

  根据进程请求饭嗯我磁盘的先后次序进行调度.

  优点:公平\简单,且每个进程的请求都能一次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况.

  缺点:未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长.仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合.

   

  2)最短寻道时间优先SSTF

  优先满足访问磁道与当前磁头所在磁道距离最近的进程,以使每次的寻道时间最短.

  问题:可能导致某些进程发生"饥饿".因为只要不断有所要访问的磁道与磁头当前所在磁道的距离较近的新进程到达,就会出现"老进程饥饿"现象.这种调度算法不能保证平均寻道时间最短.

   

  3)扫描(SCAN)算法(电梯调度算法)

  SCAN算法中磁头移动的规律似电梯的运行,又称为电梯调度算法.算法既能获得较好的寻道性能,又能防止进程饥饿,被广泛用于大\中\小型机和网络中的磁盘调度.

  问题:当磁头刚从里向外移动过某一磁道时,恰有一进程请求访问此磁道,这时该进程必须等待,待磁头从里向外,然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后,才处理该进程的请求,致使该进程的请求被严重地推迟.

   

  4)循环扫描CSCAN算法

  为了减少请求进程的延迟,CSCAN算法规定磁头单向移动.若规定只自里向外移动,当磁头移到最外的被访问磁道时,磁头立即返回到最里的欲访磁道,即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环,进行扫描.

   

  五. 虚设备和SPOOLing技术

  为缓和CPU的高速性与I/O设备低速性间的矛盾而引入了脱机输入\脱机输出技术.该技术是利用专门的外围控制机,将低速设备上的数据传送到告诉磁盘上;或者相反.

  这样就可以在主机的直接控制下实现脱机输入输出.此时外围操作与CPU对数据的处理同时进行,我们把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing(Simultaneaus Periphernal Operating On Line),或称为假脱机操作.

   

  SPOOLing系统的有三大部分组成:

  • 输入井和输出井.是磁盘上开辟的两个大存储空间.
  • 输入缓冲区和输出缓冲区.在内存中开辟两个缓冲区,输入缓冲区暂存由输入设备送来的数据,后送输入井;输出缓冲区暂存从输出井送来的数据,后送输出设备.
  • 输入进程和输出进程.利用两个进程模拟脱机I/O时的外围处理机.

  SPOOLing系统的特点:

  • 提高了I/O的速度.利用输入输出井模拟成脱机输入输出,缓和了CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾.
  • 将独占设备改造为共享设备
  • 实现了虚拟设备功能.多个进程同时使用一台独占设备,虚拟成了多台设备.

   

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