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1、名师精编优秀资料第一章（一）1.未配置操作系统的计算机系统（1）人工操作方式（人机矛盾）（2）脱机输入 / 输出方式2.单道批处理系统内存里一道作业3.多道批处理系统优点： （1）资源利用率高（ CPU、内存、 I/0 设备）（2）系统吞吐量大缺点： （1）平均周转时间长（2）无交互能力3.分时系统（解决人机交互）及时接收：多个用户（配置多路卡） 、为每个用户配置一个缓冲区及时处理：（1）作业直接进入内存（2）采用轮转运行方式（时间片）响应时间 =时间片终端数4.实时系统周期性实时任务和非 . 硬实时任务和软 . （二）操作系统的基本特性1.并发（进程才能）实现并发执行的前提是：多道程序环境2
2、.共享精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 25 页名师精编优秀资料互斥共享方式、同时访问方式3.虚拟（ 1）时空复用技术（虚拟处理机技术、虚拟设备技术）（2）空分复用技术（虚拟磁盘技术、虚拟储存器技术）4.异步5.操作系统两个最基本的特征：并发和共享第二章（一）1.前趋图 （有向无环图）：描述进程之间执行的先后顺序2.顺序执行：顺序性、封闭性、可再现性并发执行：间断性、失去封闭性、不可再现性（与时间有关的错误）Bernstein条件（二）1.进程实体：包括程序段、数据的和PCB 2.进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性
3、（按各自速度推进）3.进程的三种基本状态：就绪、执行、阻塞相互之间的转换注意：执行 - （时间片完） - 就绪精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 25 页名师精编优秀资料4.进程的创建（状态）：申请空白 PCB- 分配资源 - 挂到就绪队列进程的终止（状态）：保存记录 -PCB 返还系统5.进程的挂起（不再被调度不在内存了、suspend 原语）活动就绪 - （挂起） - 静止就绪活动阻塞 - （挂起） - 静止阻塞执行- （挂起） - 静止就绪进程的激活（ active 原语）静止就绪 - （激活） - 活动就绪静止阻塞
4、- （激活） - 活动阻塞6.PCB 中的信息： P41 PCB组织方式：线性方式、链接方式、索引方式(三) 1.OS 内核：常驻内存OS 状态:系统态（管态、内核态）用户态（目态）2.父进程创建子进程： 3 种返回值进程图 :描述进程家族关系的一棵树3.进程的创建（ Creat 原语）引起进程创建的事件：用户登录、作业调度、提供服务（创建打印进程）、应用请求（用户创建）创建过程：申请空白PCB- 分配资源（从系统或父进程）- 初始化进程控制块（初始化内容见P45）- 插入就绪队列4.进程的终止引起进程终止的事件：正常结束、异常结束、外界干预精选学习资料 - - - - - - - - - 名
5、师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 25 页名师精编优秀资料终止过程： P46 5.进程的阻塞（ block 原语）引起事件：请求共享资源失败、等待某种操作的完成（I/O操作） 、新数据未到达（合作进程中）、等待新任务的到来（发送进程，没有信息可发送）阻塞过程：状态：执行变为阻塞-PCB 挂到阻塞队列 - 调度其他进程6.进程的唤醒（ wakeup 原语）唤醒过程：移除阻塞队列 - 挂到就绪队列（四）1.进程的同步（1）同步 :即某件事要等待另一件事完成才可以开始（2）2 种相互制约关系 ：间接相互制约关系（进程互斥访问资源） 、直接相互制约关系（进程合作）2.临界资源、临界
6、区（进入区、退出区、剩余区）3.同步机制遵循的规则 :空闲让进、忙则等待、 有限等待、让权等待（请求资源失败应释放 CPU）4.3 种信号量：互斥信号量（初值为1） 、资源信号量（初值可为n） 、同步信号量(初值为 0) P（wait ）原语：减 1 V(signal) 原语：加 1 （五）1.进程的互斥和同步称为低级进程通信，还有基于共享数据结构的通信方式也是2.进程通信方式（1）直接通信方式（基于共享存储区）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 25 页名师精编优秀资料申请一个缓冲区 - 将进程 A 发送区的内容复制给缓冲
7、区- 将缓冲区挂到进程 B 的消息队列 - 进程 B 将缓冲区复制到自己的接收区（2）管道通信方式（对管道的write 和 read ）管道是一个 pipe 文件，作为一个中介（3）消息传递方式（封装） ：直接和间接（有中间实体：邮箱）（六）进程和线程的区别重第三章（一）1.三大调度：高级调度（作业调度） ：调度作业（外存 - 内存） ，只用于多道批处理系统低级调度（进程调度） ：调度进程（就绪 - 获得 CPU）中级调度（内存调度） ：挂起（内存 - 外存- 重入内存）2.CPU 利用率： CPU 有效工作时间 /(CPU 有效工作时间 +CPU 空闲等待时间 ) （二）1.作业：包含程序和
8、数据，还有作业说明书。批处理系统中，是以作业为基本单位从外存调入内存的。2.作业控制块（ JCB）:作业在系统中存在的标志。包含：作业标识、 .P883.作业进入系统时 -“作业注册” 程序为其建立作业控制块 - 放到 作业后备队列（外存） - 调度作业进入内存4.作业的 4 种状态：提交状态、后备状态、运行状态（对应的进程有3 种状态） 、完成状态精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 25 页名师精编优秀资料5.作业调度的任务：（1）接纳多少个作业：取决于多道程序度（2）接纳哪些作业：取决于调度算法调度时机：内存中的进程数小
9、于多道度6.进程的响应时间（作业的周转时间） ：完成时间 -到达时间或 服务时间 + 等待时间平均周转时间： N 个的和除以 N 带权周转时间：（服务时间 +等待时间） / 服务时间或 1+ 等待时间 /服务时间平均带权周转时间： N 个的和除以 N 7.调度算法 (4 种都可用于作业调度或进程调度) （1）先来先服务（ FCFS）只能非抢占式（2）短进程优先（ SJF） ：有效降低作业的平均周转时间；对长作业不利（3）优先级调度算法 (PSA) （4）高响应比优先调度算法（HRRN ）:优先级随等待时间延长而增加优先权 =（服务时间 +等待时间） /服务时间或 1+ 等待时间 / 服务时间必
10、须等某个进程完成时，才重新计算优先权，即运行某进程过程中有新进程到达也不会重新调度后面 3 个对于作业只能非抢占式；对于进程，可抢占式或非抢占式8.题目未说明时，默认是非抢占式。（三）1.非抢占式：调度时机为 （1）进程运行完毕（ 2）进程 I/O 请求（3）执行 Block原语抢占式：抢占原则（ 1）优先权（ 2）短进程优先（ 3）时间片2.调度算法（1）轮转调度算法：基于时间片精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 25 页名师精编优秀资料（2）优先级调度算法（3）多队列调度算法：多个就绪队列 ，不同队列采用不同的调度算法（
11、4）多级反馈队列调度算法：对于长作业，往后时间片越长，得到的处理时间越长（5）最低松弛度优先算法：松弛度= 必须完成时间 -需要服务时间（四）1.可重用性资源（打印机） ：请求资源 - 获得资源 - 释放资源可消耗性资源（通信中的消息） ：进程运行期间动态创建和消耗的，不再返回可抢占性资源（ CPU、内存）不可抢占性资源（打印机） ：可能引起死锁2.引起死锁的 3 个原因：（1）竞争不可抢占性资源（ 2）竞争可消耗性资源（ 3）进程推进顺序不当（不安全区 D）3.产生死锁的必要条件 ：（1）互斥条件（ 2）请求和保持条件（ 3）不可抢占条件（ 4）循环等待条件（产生回路）4.处理死锁的方法 ：
12、（1）预防死锁（ 2）避免死锁（ 3）检测死锁（ 4）解除死锁5.预防死锁：破坏其中一个条件（1）互斥条件不能破坏还应保持（2）破坏请求和保持条件：A.一次性申请所需全部资源B.申请部分资源，用完释放，然后继续申请 (资源静态分配 ) （3）破坏不可抢占条件：提出新的资源请求时，必须释放自己已保持的所有资源（好像被抢占了）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 25 页名师精编优秀资料（4） 破坏循环等待条件： 每个进程按序号递增的顺序请求资源 （资源有序分配）6.避免死锁：防止系统进入不安全状态（1）系统安全状态：分配资源后，
13、系统能按一安全序列 推进（2）银行家算法 ：二维数组A.表示每个进程对每个资源的最大需求量B.表示每个进程对每个资源已分配到的C.表示每个进程对每个资源还需要的一维数组A.表示每类资源的可分配数available B.表示每个资源当前可分配数 （即加上某个进程运行完，释放后的资源数）work C.表示每个进程能否获得足够资源而运行finish 算法思路： P112-114 7.检测死锁：（1）资源分配图（2）死锁定理： S 为死锁的充分条件 :当且仅当 S 状态的资源分配图是 不可完全简化的8.解除死锁：（1）抢占资源（2）终止（撤销）进程方法： A.终止所有进程B.逐个终止进程： 付出代价最
14、小的死锁解除算法P117-118 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 25 页名师精编优秀资料第四章 存储器管理均称为传统存储器管理方式，具有2 个特点：一次性和驻留性P153 （一）1.存储系统至少 3 级：最高层为 CPU 寄存器，内存，最底层为辅存。2.可执行存储器：寄存器和内存。3.进程访问可执行存储器：使用一条load 或 store 指令即可访问辅存：需通过I/O 设备4.程序的装入方式（1）绝对装入方式 ：单道环境程序的相对地址（逻辑地址）与内存地址完全精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
15、总结 - - - - - - -第 9 页，共 25 页名师精编优秀资料相同（2）静态可重定位装入方式 ：多道环境在装入时对目标程序中指令和数据地址进行修改，以后不再改变。（3）动态运行时的装入方式 ：程序运行过程在内存的位置经常会改变装入内存，地址转换推迟到程序运行时才进行。A.工作原理：增设一个重定位寄存器 ，存放程序在内存中的起始地址-真正访问内存地址 =相对地址 +寄存器中的地址- 程序移动时，只需修改寄存器中的起始地址B.在“紧凑（拼接）”时，要用到。（二）连续分配存储管理方式1.单一连续分配 ：单道环境内存分为系统区（多放在低址）和用户区2.固定分区分配 ：多道环境内存划分为若干个
16、固定大小的区域，一个区域装入一道作业（1）a.分区大小相等b.分区大小不等（2）地址映射：采用静态重定位（3）缺点：造成大量的内部碎片（4）数据结构：分区使用表包括分区号、大小、起址、状态。3.动态分区分配（可变分区分配） ：（1）分区分配：按需划分分区回收：合并回收（2）数据结构：空闲分区表包括分区号、大小、起址、状态（全都是未分配）空闲分区链双向的（3）分配： P128 下面回收： P129 注意不同合并方式会对空闲分区表的修改不同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 25 页名师精编优秀资料（4）基于顺序搜索的动态分区
17、分配算法A.首次适应算法：每次分配从头顺序查找，找到大小可以满足为止特点：优先利用内存地址空闲区，保留了高址的大空闲区缺点：低址不断被划分，产生许多碎片；查找效率低对固定分区：整体分配，易形成内碎片对可变分区：按需划分，易形成外碎片B.循环首次适应算法：循环的，从上次找到的位置往下查找特点：使内存的空闲分区分布得更均匀缺点：缺乏大的空闲分区C.最佳适应算法：所有空闲分区从小到大形成空闲分区链缺点：留下许多碎片对固定分区：内碎片小对可变分区：易形成外碎片D.最坏适应算法：所有空闲分区从大到小形成空闲分区链优点： 产生碎片的可能性最小 ；查找效率高对固定分区：内碎片大对可变分区：剩余分区可再次利用
18、（5）基于索引搜索的动态分区分配算法A.快速适应算法：相同容量的空闲分区形成一个空闲分区链设置索引表查找特点：不会对任何分区产生分割，不会产生内存碎片优点：查找效率高在分配分区时，以进程为单位，一个分区只属于一个进程，或多或少存在浪费精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 25 页名师精编优秀资料B.伙伴系统：原理、分配、回收、计算伙伴地址P132 C.哈希算法：建立哈希函数，构造哈希表4.动态重定位分区分配算法：与3（3）基本相同，差别仅在于增加了紧凑的功能（三）对换1.对换：进程或程序和数据：内存 外存2.对换的类型 ：（
19、1）整体对换（进程对换） ：整个进程为单位对换（2）页面 / 分段对换（部分对换）：以进程的一个页面或分段为单位对换目的：支持虚拟存储系统3.磁盘空间分为文件区和对换区（对换空间）文件区：离散分配对换区：按需分配（分配算法上面4 种都可以）、合并回收4.进程的换进换出的选择标准P137 换出：换到 无阻塞进程为止换入：第一个换“就绪”且换出时间最久的进程，继续换到无处于“就绪且换出”状态的进程为止（四）分页存储管理方式：提高内存利用率1.程序分为若干固定大小的页面，内存同样称为物理块（页框）2.页面大小应为 2 的幂，通常为 1KB-8KB 3.地址结构：页号P+页内地址 W（一维的）若页面的
20、大小为 L,则逻辑地址 LA=P*L+W 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 25 页名师精编优秀资料4.每个进程一张 页面映像表（页表） ：存放在内存里，实现从页号到物理块号的地址映射页表大小 =表项数 *表项大小P139 5.地址变换机构：实现从逻辑地址到物理地址的转换6.页表寄存器：存放页表始址+页表长度进程未执行时，页表始址 + 页表长度放在 本进程 PCB 中- 执行时，装入页表寄存器7.查找过程（ 2 次访问内存）：页表寄存器 - 页表（内存里） - 得到内存物理地址，到内存取指令8.具有快表（联想寄存器） ：
21、先查快表看能否命中，未能命中则查完页表后还要修改快表9.查快表 t1,查页表和取指令 t2: 若同时查块表和页表：命中：t1+t2 未命中： t2+t1( 修改快表 )+t2 若命中率为 h,可得有效访问内存的时间 :h*t1+(1-h)*(t2+t1)+t2 （五）分段存储管理方式：满足用户编程和使用的要求1.作业分为若干个大小不同的段2.一个作业最多 64K 个段，每个段最大长度为64KB 3.地址结构：段号 + 段内地址（二维的）段号太大，段表中找不到则表示 越界；段内地址太大， 超过段表中目的段的大小，则表示 段内越界 。4.每个进程一张段映射表（段表） ：存放在内存里，每个表项包含一
22、个段的起始地址（基址） +该段的长度5.地址变换机构：段表寄存器，存放段表始址+段表长度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 25 页名师精编优秀资料6.查找过程（ 2 次访问内存）：段表寄存器 - 段表（内存里） - 得到内存物理地址，到内存取指令7.具有联想寄存器的：与分页式相同8.分页与分段的区别： P148( 重) （六）段页式存储管理方式1.程序分成若干段，每个段再分成若干页2.地址结构：段号 + 段内页号 +页内地址（二维的）3.需要段表寄存器、段表、页表：每个进程一张段表，段表包含页表始址+页表大小4.查找过程
23、（ 3 次访问内存）：段表寄存器 - 找段表（内存里），得到该段对应的页表起始地址 - 找页表（内存里），得到该页的物里块号- 形成物理地址，到内存取指令5.具有联想寄存器的：与分页式相同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 25 页名师精编优秀资料第五章 虚拟储存器原理：局部性原理（时间局部性、空间局部性）（一）概述1.虚拟储存器：具有 请求调入 功能和 置换功能，从逻辑上对内存容量扩充2.特征：多次性、对换性、虚拟性3.实现虚拟储存器的基础：离散存放、多次装入（二）请求分页存储管理方式1.页表增加 4 个字段：状态位（该
24、页是否已调入内存） 、访问位（访问次数或多久未访问）、修改位（有被修改的置换时要写回外存） 、外存地址2.缺页中断机构 ：指令执行期间，发现要访问的指令或数据不在内存，马上发出中断这种属于陷进（软中断） ，之前打印机那些是硬中断3.地址变换过程P158( 重) 注意最后必有“修改访问位和修改位”这一步骤4.最小物理块数：进程能正常运行的最小物理块数5.内存分配策略 ：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 25 页名师精编优秀资料（1）固定分配局部置换固定分配：为每个进程分配固定数目的物理块，不再改变局部置换：只能从分配给该进
25、程的页面中选一页换出（2）可变分配全局置换（3）可变分配局部置换一进程运行时缺页率很低，可以减少分配给该进程的物理块数6.物理块分配算法（1）平均分配算法：平均分配给各个进程（2）按比例分配算法：按进程大小（3）考虑优先级的分配算法7.页面调入策略（1）何时调入A.预调页策略 ：将预计不久后会被访问的页面预先调入内存，可用于首次调入时B.请求调页策略 ：缺页请求时再调入，一次只调入一页（2）何处调入UNIX 方式：从未运行过的，从文件区调入置换在对换区的，从对换区调入8.缺页率：访问页面失败的次数F/访问页面总次数A （三）页面置换算法1.最佳置换算法（无法实现的） ：换出未来最迟被访问的页面
26、2.先进先出置换算法： 可能产生 Belady 异常，即分配的页面数越多，缺页率反而越多精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 25 页名师精编优秀资料原因：先进的一般都是经常被访问的3.最近最久未使用置换算法（LRU）:需要移位寄存器或栈两个硬件之一的支持移位寄存器：每个在内存的页面配置一个R=Rn-1Rn-2.R1R0 进程访问某物理块时，将相应的寄存器的Rn-1 位置 1。每隔一段时间寄存器右移一位。最小数值那个就是最近最久未使用的页面。栈：栈顶总是最近访问的页面号（命中时调到栈顶），栈低总是最久的（置换时从栈底淘汰）4
27、.最少使用置换算法（ LFU）:即看访问次数最少的采用移位寄存器方式：每次访问某页，将该寄存器最高位置1，每隔一段时间右移一位。最小数值那个就是最少使用的页面。5.简单的 Clock 置换算法（最近未用算法NRL） ：每页设置访问位 (A)，将内存中所有页面构成循环队列。某页被访问时，访问位置 1 置换时，若访问位为0 则换出，为 1 则改为 0 改进的 Clock 置换算法 ：多了修改位 (W)，修改为为 1 表示修改过第一步： 优先置换“ A=0 ，W=0 ”的页面 ，不改变访问位 A 第二步：找“ A=0 ，W=1 ”的页面，同时将 A=1 的改为 A=0 第三步：重复第一步6.页面缓冲
28、算法（ PBA） ：（1）影响页面换进换出效率的因素A.页面置换算法B.写回磁盘的频率C.读入内存的频率（2）算法原理 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 25 页名师精编优秀资料A.空闲页面链表：用于分配给频繁缺页的进程、一个未被修改 的页面（有数据）要换出时，不换出，接到该链末尾B.修改页面链表：一个 已修改的 页面要换出时，不换出，接到该链末尾，方便集中写回磁盘（四）抖动与工作集1.工作集：某段时间内，进程实际所要访问页面的集合不同时间的工作集大小不同，所含的页面数也不同P171 2.抖动（1）产生原因：进程太多
29、，缺页频繁，CPU 效率急剧下降（进程处于“抖动”状态）（2）产生前提：采取可变分配+ 全局置换（3）预防方法 ：A.采取局部置换策略B.把工作集算法融入到处理机调度中调入作业之前，检查每个进程在内存的驻留页面是否足够多。C.利用“ L=S”准则调节缺页率P172 D.选择暂停的进程：挂起若干进程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 25 页名师精编优秀资料第六章（一） I/O 系统1.I/O系统的层次结构：从下往上：硬件- 中断处理程序 - 设备驱动程序 -设备独立性软件 - 用户层软件2.I/O 系统的上、下接口：I/O
30、 系统接口、软件/硬件接口（下面就是硬件部分了）3.I/O 系统的分层：从下往上：中断处理程序- 设备驱动程序 - 设备独立性软件4.I/O 系统接口：有 3 种（1）块设备接口A.块设备：以 数据块 为单位（磁盘）特点：传输速率高；可寻址；磁盘设备的 I/O 常采用 DMA 方式B.块设备接口特征：隐藏了磁盘的二维结构（磁道号+ 扇区） ；将抽象的命精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 25 页名师精编优秀资料令映射为底层操作（2）流设备接口A.流设备：以字符 为单位（键盘、打印机） 特点：传输速率低；不可寻址；流设备的
31、I/O 常采用中断驱动方式B.程序用 get 和 put 操作，只能顺序存取C.大多数流设备属于独占设备（互斥方式） ，要提供打开 /关闭操作。（3）网络通信接口（二）硬件部分1.I/O 设备的类型：存储设备和I/O 设备、低速设备（键盘、鼠标）和中速设备（打印机）和高速设备（磁盘、光盘）2.设备控制器（控制一个或多个I/O 设备）（1）三部分组成：A.设备控制器与 CPU 的接口（并行）：数据总线 -DR: 内存 设备-C/S: 状态：设备 -CPU 启动： CPU- 设备地址总线：设备名 - 译码电路（ I/O 逻辑） - 接口控制总线：操作码 - 译码电路 -CR B.设备控制器与设备的
32、接口（串行） ：数据线：设备 DR 状态线：设备 -C/S 控制线： C/S- 设备C.译码电路（ I/O 逻辑） ：实现对设备的控制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 25 页名师精编优秀资料上面 2 个译码功能 + 并行- （分解） - 设备控制器地址（即要选哪个设备） - 地址线 - 设备控制器 -I/O逻辑进行译码 -选中设备（3）设备 -DR: 数据准备； DR- 内存：数据传送（4）设备控制器的功能：A.接收和识别命令B.数据交换C.标识和报告设备的状态D.地址识别（设备控制器可连接多个设备、其里面也有很大寄存
33、器，都需要地址）E.数据缓冲区F. 差错控制3.I/O 通道（特殊处理机）（1）在 CPU 与设备控制器之间目的：建立独立的I/O 操作（2）过程：CPU 发 I/O 指令- 通道 - 内存中取对应的通道程序并执行- 完成后，向 CPU 发中断信号（3）通道与 CPU 共享内存（其通道程序放在内存）（4）通道的类型：A.字节多路通道：每个字通道连接一个设备，按时间片轮转共享主通道适合低速设备B.数组选择通道：每次只允许一个设备传输数据C.数组多路通道精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 25 页名师精编优秀资料（三）设备驱动
34、程序1.设备驱动程序的功能：A.将命令中的抽象要求转换为与设备相关的底层操作B.检查 I/O 请求的合法性，设置设备的工作方式C.启动 I/O 设备D.及时响应设备控制器发来的中断请求，调用相应的中断处理程序2.设备驱动程序的特点：A.用汇编语言编写B.允许可重入3.设备处理方式：A.每类设备一个进程来控制B.整个系统一个进程或一个输入一个输出共2 个进程C.不设置进程（常用）4.设备驱动程序的处理过程：将抽象要求转换为具体要求- 对服务请求进行校验- 检查设备的状态 - 传送必要的参数- 启动 I/O 设备启动后，驱动程序把控制返回给I/O 系统，自己阻塞起来， 直到中断到来被唤醒I/O 操
35、作是在设备控制器的控制下进行，实现处理机与 I/O 设备的并行操作5.对 I/O 设备的控制方式（1）轮询的可编程I/O 方式：数据传送过程中，CPU 一直查询CPU 与设备、设备之间只能串行工作（2）中断的可编程I/O 方式（以 字节为单位 传送数据）：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 25 页名师精编优秀资料数据传送过程中， CPU 干别的事， 传送好控制器通过控制线发中断给CPU，CPU 取走数据写入内存能并行工作（3）直接储存器访问方式（DMA 方式） ：A.以数据块为单位 、直接从设备到内存、在控制器的控制下不
36、用经过CPU B.DMA 控制器：三部分组成：DMA 控制器与主机的接口、 与设备的接口、I/O 控制逻辑含有 4 个寄存器：数据寄存器DR、控制 /状态寄存器 CR、数据计数器DC、内存地址寄存器MAR C.工作过程：CPU 要读磁盘 - 发命令给磁盘控制器 - 设置 CR、DC、MAR, 磁盘源地址送至 DMA 控制器的 I/O 控制逻辑 - 启动 DMA 控制器，进行数据传送 - 读一个字节送至 DR 后， 挪用一个存储器周期， 送至内存，MAR+1 ，DC-1- 传送完， DMA控制器发中断请求 -CPU处理中断 - 以后调度到进程时再取数据（4）I/O 通道控制方式：以 一组数据块
37、为单位A.过程： CPU 发 I/O 指令（包含通道程序的首址和访问的I/O 设备） -通道- 内存中取对应的通道程序并执行- 完成后，向 CPU 发中断信号B.通道程序由通道指令（通道命令）构成，包含操作码（读还是写）、内存地址、计数、记录结束标志R(R=1 结束)、通道程序结束位P(P=1 结束) （四）与设备无关的I/O 软件1.增加该类软件，以实现设备独立性（设备无关性），要引入 逻辑设备名2.与设备无关的I/O 软件可以实现 I/O 重定向（用于 I/O 操作的设备可以更换，而不必改变应用程序）3.系统只识别物理设备名，要转换4.设备分配精选学习资料 - - - - - - - -
38、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 25 页名师精编优秀资料（1）数据结构A.设备控制表 DCT:每个设备一张记录该设备相关内容B.控制器控制表 COCT:每个控制器一张C.通道控制表 THCT:每个一张D.系统设备表 SDT:含系统里所有设备 (含 DCT) （2）设备分配算法A.先来先服务B.优先级高者优先（3）设备分配中的安全性A.安全分配方式：进程获得设备后阻塞，不得再申请设备。破坏了“请求与保存”条件，不会发生死锁B.不安全分配方式：获得后进程还继续运行5.独占设备的分配过程：进程使用逻辑设备名请求I/O-系统在 SDT 里找第一个该类设备的 DCT(若忙找
39、下一个 )- - 计算本次分配安全性 :不安全则将 PCB 插入 DCT 里的等待队列，安全则分配- 由 DCT 可以找到 COCT，得知控制器是否空闲，若忙，挂入控制器的等待队列，否则分配控制器- 由 COCT 可以找到 CHCT,得知通道是否空闲， 同上-分配成功6.逻辑设备名到物理设备名的映射：（1）需要一张逻辑设备表LUT：含逻辑设备名、物理设备名、设备驱动程序入口地址每次为进程分配设备，就填写一个表项,下次时直接查找 LUT （2）整个系统一张LUT:只能单用户每个用户一张 LUT:实现多用户精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 25 页名师精编优秀资料（五）往后内容看书精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 25 页
