《计算机科学概论全套配套课件原书第5版中英文 65739 x Chapter10》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机科学概论全套配套课件原书第5版中英文 65739 x Chapter10（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、10章 操作系统 2 章节目标 描述操作系统的两个主要责任定义内存和进程管理解释分时操作是如何创建虚拟机假象的解释逻辑地址和物理地址之间的关系比较内存管理方法 3 章节目标 区别固定分区法和动态分区法定义和应用分区选择算法解释请求分页是如何创建虚拟机假象的解释进程生存周期的各个阶段和过渡解释各种CPU调度算法的处理 4 软件分类 应用软件应用软件是为了满足特定需要 解决真实世界中的问题系统软件系统软件是在基础层上管理计算机系统 你能为每个举一些例子吗 5 操作系统的角色 操作系统系统软件管理计算机资源 例如内存和输入 输出设备提供直接的人机交互界面允许应用软件直接地或通过其他系统软件访问系统资
2、源 6 操作系统的角色 Figure10 1操作系统能与计算机系统的多个元素进行交互 你使用过什么操作系统 7 操作系统的角色 操作系统的各种角色通常都围绕着一个中心思想 良好的共享 操作系统负责管理计算机的资源 而这些资源通常是由使用他们的程序共享的 8 资源管理 多道程序设计同时在主存中驻留多个程序 由它们竞争CPU的技术内存管理了解主存中载有多少个程序以及它们的位置的动作 9 资源管理 进程正在执行的程序进程管理跟踪进程的进展以及所有的中间状态CPU调度确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作 10 批处理 第一个操作系统是由操作员管理的 操作员会把来自多个用户的的作业组织分批
3、一个分批包含一组需要相同或相似资源的作业 11 分时操作 分时系统多个交互用户同时共享CPU时间的系统虚拟机分时系统创建的每个用户都有专有机器的假象 随着计算机速度的提升 人工操作成为瓶颈 12 其他要素 实时系统应用程序的特性决定了响应时间至关重要的系统响应时间接受刺激和产生反应之间的时间延迟驱动程序一个小程序 它 知道 特定设备接收和传递信息的方式 13 内存管理 操作系统必须采用下列技术跟踪一个程序驻留在内存的什么位置以及是如何驻留的把逻辑地址转换成实际的内存地址逻辑地址对一个存储值的引用 是相对于引用它的程序的物理地址主储存设备中的真实地址 14 内存管理 Figure10 3主存是由
4、特定地址引用的连续的位集合 程序1 总和被分配存储器位置23 相对于程序1的位置 OS必须将sum 相对位置23 映射到特定的物理地址 sum 23 的逻辑地址在程序运行之前绑定到内存中的物理地址 15 单块内存管理 内存中只有两个程序操作系统要执行的应用程序这种方法被称为单块内存管理法 Figure10 4分成了两部分的主存 16 单块内存管理 具体而言 逻辑地址只是一个相对于程序起始位置的整数值物理地址就是用逻辑地址加上程序在物理主存中的起始地址 17 单块内存管理 Figure10 5逻辑地址和物理地址的联编 如果A是位置100 并且应用程序是程序1 则将和存储在位置123 18 分区内
5、存管理 单块内存管理一次只将内存分为操作系统和应用程序两部分分区内存管理是同时在内存中驻留多个应用程序和操作系统有两种划分内存的方法固定分区法把内存分成特定数目的分区以载入程序的内存管理方法动态划分法根据容纳程序的需要对内存分区的内存管理方法 19 分区内存管理 内存都是被划分为一组分区 有些是空的 有些是分配给了程序基址寄存器存放当前分区的起始地址寄存器界限寄存器存放当前分区的长度的寄存器 20 分区内存管理 Figure10 6分区内存管理法中的地址解析 为什么要检查 21 分区选择法 对于一个新程序 应该分配给它哪个分区呢 最先匹配即把第一个足够容纳程序的分区匹配给它最佳匹配即把最小的能
6、够容纳程序的分区匹配给它最差匹配即把最大的能够容纳程序的分区匹配给它 你能为每种方法给出理由吗 22 分区选择法 A 1000B 700C 750D 1500E 300F 350 请为左边的每个程序匹配分区 1000 25 780 1600 和325 将为每个请求分配什么块 如果是使用首次拟合算法 使用最佳拟合算法 使用最差拟合算法 将每个请求视为独立事件 23 页式内存管理 页式内存管理把进程划分为大小固定的页 载入内存是存储在帧中的内存管理方法帧大小固定的一部分主存 用于存放进程页页大小固定的一部分进程 存储在内存帧中我们认为一帧和一页是同样大的 24 页式内存管理 图10 7页式内存管理
7、法 Prog 1 Page3 Prog 2 Page2 如果是Prog 1正在运行并需要逻辑地址2566 如何计算实际地址 25 页式内存管理 逻辑地址通常被表示为页编号用页面大小除逻辑地址得到的商 say1024 偏移量用页面大小除逻辑地址得到的余数2566DIV1024 22566MOD1024 518 然后呢 26 页式内存管理 这个新的逻辑地址通过页面映射表 PMT 映射到一个物理地址每个程序都有一个PMT 它显示程序的每个页面存储在哪个帧中 的物理地址是什么 27 页式内存管理 请求分页页式内存管理法的扩展 只有当页面被引用是才会被载入内存页面交换把一个页面从二级存储设备载入内存通常
8、会使另一个页面从内存中删除 28 页式内存管理 虚拟内存由于整个程序不必同时处于内存而造成的程序大小没有限制的假象系统颠簸频繁的页面交换造成的低效处理 把 所有运算都是权衡 的表达与这个过程联系起来 29 进程管理 进程管理管理每个进程使用CPU的过程回想一下 进程是一个正在执行的程序 流程经历了哪些阶段 30 进程管理 进程状态 图10 8进程的生命周期 什么可以导致进程进入等待状态 31 进程管理 进程控制块操作系统管理进程信息使用的数据结构 包括程序计数器当前值进程在其他所有CPU寄存器中的值基址寄存器和界限寄存器的值或 页式系统 的页表账户信息每个状态由一个pcb列表表示 一个用于每个
9、过程的状态 32 进程管理 只有一个CPU 因此只有一套CPU寄存器 这些寄存器存放的是当前执行的进程的值每次进程被移动到运行状态 当前运行进程的寄存器值存储在其PCB中它的PCB被移动到它进入的状态列表进入运行状态的新进程的寄存器值被加载到CPU中交换注册信息称为上下文切换 33 CPU调度 CPU调度决定将处于就绪状态的哪个进程移动到运行状态的行为许多过程可能处于就绪状态只有一个进程可以处于运行状态 任何时候都可以取得进展 哪一个可以从准备状态移动到运行状态 34 CPU调度 非抢先调度当当前执行的进程自愿放弃了CPU时发生的CPU调度抢先调度当操作系统决定照顾另一个进程 抢占当前执行进程
10、的CPU资源是发生的CPU调度周转周期从进程进入准备就绪状态到它完成之间的时间间隔 是评估CPU调度算法的标准之一 35 CPU调度算法 先到先服务进程按照它们到达准备就绪状态的顺序转移到CPU最短作业优先查看所有处于准备就绪状态的进程 分派一个具有最短服务时间的循环调度法每个进程运行一个指定的时间片 并从运行状态移动到就绪状态 等待下一个未完成的回合 36 先到先服务 平均周转周期时间是多少 37 最短作业优先 平均周转时间是多少 38 轮询调度 每个进程都是平等的 时间片每个进程在被抢占并返回到就绪状态之前接收到的时间量 以允许另一个进程执行该操作 39 轮询调度 假设时间片长度为50 平
11、均周转时间是多少 40 CPU调度算法 这些调度算法是抢先的还是非抢先的 解释先到先服务 最短工作优先 轮询调度法 41 道德问题 HIPAA 健康保险可携性和责任法案这个法案的目的是什么 你曾经在医生的办公室签过HIPAA表格吗 什么是 去识别 信息 这部法律有什么问题和好处 42 我是谁 我总是和一个公司和一种水果联系在一起 你知道是哪种水果吗 自1976年以来 我一直是新闻人物 为什么我在2011年突然出现在新闻里 ChristopheEna APPhotos 43 你知道吗 BlankRoss是谁 60年代早期最具影响力的计算机工作是什么 为什么 你的运动鞋会跟你的iPod说话吗 解释一下耐克和iTunes之间的关系
