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1、CH6存储管理1446.1存储管理的功能1446.1.1主存储器空间的分配和去配1446.1.2主存储器空间的共享1446.1.3存储保护1456.1.4主存储器空间的扩充1456.2连续存储空间管理1456.2.1重定位1456.2.2单连续存储管理1466.2.3固定分区存储管理1476.2.4可变分区存储管理1486.3分页式存储管理1516.3.1分页式存储管理的基本原理1516.3.2相联存储器和快表1536.3.3分页式存储空间的分配和去配1536.3.4页的共享和保护1546.4分段式存储管理1556.4.1程序的分段结构1556.4.2分段式存储管理的基本思想1556.4.3段
2、页式存储管理1566.4.4段的共享1566.4.5分段和分页的比较1566.5虚拟存储管理的概念1566.6分页式虚拟存储系统1576.6.1分页式虚拟存储系统的基本原理1576.6.2页面调度1596.6.3页面调度算法1606.6.4页式虚拟存储系统的几个设计问题1636.7分段式虚拟存储系统1666.8实例研究：Intel的Pentium167CH7设备管理1727.1设备管理的基本功能1727.2I/O硬件原理1727.2.1I/O设备的分类1737.2.2I/O控制方式1737.2.3设备控制器1747.2.4直接主存存取DMA1757.2.5输入输出处理器通道1767.3I/O软
3、件原理1777.3.1I/O中断处理程序1787.3.2设备驱动程序1797.3.3与硬件无关的I/O软件1807.3.4用户空间的I/O软件1817.4具有通道的I/O系统管理1827.4.1I/O指令1827.4.2通道命令和通道程序1837.4.3通道启动和I/O操作过程1837.5缓冲技术1847.5.1单缓冲1847.5.2双缓冲1847.5.3多缓冲1857.6驱动调度技术1857.6.1循环排序1857.6.2优化分布1867.6.3交替地址1877.6.4搜查定位1877.7设备分配1897.7.1设备独立性1897.7.2设备分配1897.8虚拟设备1907.8.1问题的提出
4、1907.8.2斯普林系统的设计和实现1917.9实例研究：Windows2000的设备管理1937.9.1Windows NT4的设备管理1937.9.2Windows 2000设备管理的扩展196CH8文件管理1998.1文件系统概述1998.1.1文件的概念1998.1.2文件系统及其功能1998.2文件2008.2.1文件的命名2008.2.2文件的类型2008.2.3文件的属性2018.2.4文件的存取2018.2.5文件的使用2028.3文件目录2028.3.1文件目录与文件目录项2028.3.2一级目录结构2038.3.3二级目录结构2048.3.4树形目录结构2048.4文件组
5、织与数据存储2058.4.1文件的存储2058.4.2文件的逻辑结构2078.4.3文件的物理结构2118.5文件的保护和保密2168.5.1文件的保护2168.5.2文件的保护2188.6文件系统其他功能的实现2188.6.1目录的查找和打开文件表2188.6.2文件操作的实现2198.6.3文件操作的执行过程2218.6.4辅存空间管理2228.7实例研究：Windows 2000文件系统2248.7.1Windows 2000文件系统概述2248.7.2NTFS的实现层次2268.7.3NTFS在磁盘上的结构227CH9操作系统安全性2309.1安全性概述2309.2隔离2309.2.1
6、状态隔离：2309.2.2空间隔离2319.3分级安全管理2319.3.1系统级安全管理2319.3.2用户级安全管理2329.3.3文件级安全管理2329.4通信网络安全管理2329.5信息安全管理2339.6预防、发现和消除计算机病毒2339.7实例研究：Windows2000的安全性2349.7.1Windows2000安全性概述2349.7.2Windows2000安全性系统组件2359.7.3Windows2000保护对象2359.7.4Windows2000安全审核2389.7.5Windows2000登录过程2399.7.6Windows2000的活动目录2419.7.7分布式安
7、全性扩展2419.7.8Windows2000的文件加密2429.7.9安全配置编辑程序2439.8实例研究：UnixWare 2.1/ES 操作系统244CH10死锁24510.1死锁的产生24510.2死锁的定义24610.3驼鸟算法24710.4死锁的防止24710.4.1死锁产生的条件24710.4.2静态分配策略24810.4.3层次分配策略24810.5死锁的避免24910.5.1单种资源的银行家算法24910.5.2资源轨迹图25010.5.3多种资源的银行家算法25010.6死锁的检测和恢复25210.7混合策略253CH11实时任务管理25611.1实时操作系统概述25611
8、.1.1实时操作系统的基本概念25611.1.2实时操作系统的基本术语25611.1.3实时数字控制系统25711.1.4实时操作系统的特点25811.1.5实时任务25911.2实时任务的设计26111.2.1实时任务之间的同步通信26111.2.2定时任务和延迟任务26311.3实时系统的实现26411.3.1实时任务调度26411.3.2实时任务命令的实现26611.3.3建立任务命令程序实现流程267CH12操作系统结构26812.1操作系统设计目标26812.2操作系统的构件27012.2.1内核27112.2.2进程27312.2.3线程27312.2.4管程27312.2.5类程
9、27312.3操作系统结构概述27412.4整体式结构27412.5层次式结构27612.5.1层次式结构概述27612.5.2分层的原则27712.5.3对层次结构的分析27812.6虚拟机系统27812.7客户/服务器结构（微内核结构）28012.7.1微内核(Microkernel)技术28012.7.2微内核结构概述28012.7.3微内核结构的优点28112.7.4微内核的性能28212.7.5微内核的设计28312.8实例研究：Windows2000的系统结构28512.8.1Windows2000系统结构的设计目标28512.8.2Windows2000的关键系统组件286ICH
10、6 存储管理存储管理是操作系统的重要组成部分，它负责管理计算机系统的存储器。存储器可分成主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）两类，本章讨论主存储器空间的管理，有关辅助存储器空间的管理可参见第四节。主存储器的存储空间一般分中两部分：一部分是系统区，存放操作系统以及一些标准子程序，例行程序等；另一部分是用户区，存放用户的程序和数据等。存储管理主要是对主存储器中的用户区域进行管理。6.1 存储管理的功能计算机系统采用多道程序设计技术后，往往要在主存储器中同时存放多个作业的程序，而这些程序在主存储器中的位置是不能预先知道的，所以用户在编写程序时不能使用绝对地址。现代计算机的指令中地址部分所指示
11、的地址通常是地址，逻辑地址可从开始编号。用户按逻辑地址编写程序。当要把程序装入计算机时，首先，操作系统要为其分配一个合适的主存空间。由于逻辑地址经常与分配到的主存空间的绝对地址不一致，而处理器执行指令是按绝对地址进行的，所以必须把逻辑地址转换成绝对地址才能得到信息的真实存放处。把逻辑地址转换成绝对地址的工作称地址转换。多个作业共享主存储器时，必须对主存储器中的程序和数据进行保护，并进行合理有效地调动，以达到充分发挥主存储器的效率。为方便用户编制程序，使用户编写程序时不受主存储器实际容量的限制，可以采用一定的技术“扩充”主存储器容量，可使用得到比实际容量大的主存空间。总之，存储管理的目的是要尽可
12、能地方便用户和提高主存储器的效率。具体地说，存储管理有下面四个功能。6.1.1 主存储器空间的分配和去配要把作业装入主存时，必须按照规定的方式向操作系统提出申请，由存储管理进行具体分配。存储管理设置一张表格记录存储空间的分配情况，根据申请乾的要求按一定的策略分析存储空间的使用情况找出足够的空闲区域分配情况不能满足申请要求时，则让申请者处于等待主存资源的状态，直到有足够的主存空间时再分配给他。当主存储器中某个作业撤离或主动归还主存资源时，存储管理要收回它所占用的全部或部分存储空间，使它们成为空闲区域（也叫自由区），这时也要修改表格的有关项。收回存储区域的工作也称“去配”。6.1.2 主存储器空间
13、的共享主存储器空间的共享为了提高主存空间的利率效率，所谓主存储器空间共享有两方面的含义：l 共享主存储器资源。采用多道程序设计技术使若干个程序同时进入主存储器，各自占用一定数量的存储空间，共同使用一个主存储器。l 共享主存储器的某些区域。若干个作业有共同的程序段或数据时，可将这些共同的程序段或数据存放在某个存储区域内，各作业执行时都可访问它们。6.1.3 存储保护主存储器中不仅有系统程序，而且还有若干道用户作业的程序。为了避免主存中的若干道程序相互干扰，必须对主存中的程序和数据进行保护。通常由硬件提供保护功能，软件配合实现。当要访问主存某一单元时，由硬件检查是否允许访问，若允许则执行，否则产生
14、中断，由操作系统进行相应的处理。最基本的保护措施是规定各道程序只能访问属于它的那些区域或存取公共区域中的信息，不过对公共的访问应该加以限制，一般说，一个程序执行时可能有下列三种情况：l 对属于自己主存区域中的今年既可读又可写；l 对公共区域中允许共享的信息或获得可使用的别的用户的信息，可读而不准修改；l 对未获得授权使用的信息，既不可读又不可写。对于不同结构的主存储器，采用的保护方法是各不相同的，在以后各节将作介绍。6.1.4 主存储器空间的扩充在计算机硬件的支撑下，软硬件协作，可把磁盘等辅助存储器作为主存储器的扩充部分来使用。当一个大型的程序要装入主存时，可先把其中的一部分装入主存储器，其余部分存放在磁盘上，如果程序执行中需用不在主存中的信息时，由操作系统采用覆盖技术将其调入主存，这样，用户编制程序时还
