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操作系统教程操作系统的定义和功能操作系统的类型

进程管理

与进程有关的时间操作系统CPU调度操作系统调度算法操作系统FCFS调度操作系统FCFS护航效果操作系统FCFS与开销操作系统最短作业优先(SJF)调度预测SJF进程的CPU突发时间最短剩余时间优先(SRTF)调度算法循环调度算法循环调度算法示例最高响应比下(HRRN)调度最高响应比下(HRRN)调度示例优先级调度非抢占式优先级调度抢先式优先级调度

同步

进程同步简介临界区问题锁定变量机制测试集锁定机制优先级反转开启可变或严格的交替方式感兴趣变量机制帕特森(Peterson)解决方案同步机制无需等待睡眠和唤醒信号量介绍计算信号量的问题计算信号量的问题二进制信号量或互斥量

死锁

死锁简介处理死锁的策略死锁预防避免死锁避免死锁使用RAG进行死锁检测死锁检测和恢复

内存管理

内存管理简介固定分区动态分区压缩(碎片整理)用于动态分区的位图链表动态分区分区算法分页技术分页技术实例二进制地址基础知识物理和逻辑地址空间页表从页表映射到主内存页表项查找最佳页面大小虚拟内存后备缓冲器按需分页转换页表页面替换算法Belady异常分段分页与分段比较分段的分页

文件管理

文件的属性文件上的操作文件访问方法目录结构一级目录两级目录树型结构目录非循环图结构化目录文件系统文件系统结构主引导记录(MBR)磁盘中的数据结构内存中的数据结构目录实现目录实现连续分配链表分配文件分配表索引分配链接索引分配索引节点空闲空间管理磁盘调度

按需分页


根据虚拟内存的概念,要执行某个进程,只需要在主内存中存在一部分过程,这意味着在任何时候只有少数几页才会出现在主内存中。

但是,决定哪些页面需要保存在主存储器中,哪些页面需要保存在辅助存储器中,这很困难,因为不能预先说明某个过程在特定时间需要特定的页面。

因此,为了克服这个问题,有一个叫做按需分页(Demand Paging)的概念被引入。 它建议将所有帧的页面保留在辅助存储器中,直到它们被需要为止。 换句话说,它表示在需要之前不要在主内存中加载任何页面。

每当首次在主存中引用任何页面时,该页面将在辅助存储器中找到。

之后,它可能会或可能不会出现在主内存中,具体取决于本教程后面将介绍的页面替换算法。

什么是页面错误?

如果引用的页面不存在于主内存中,那么将会有一个未命中的概念被称为页面遗漏或页面错误。

CPU必须从辅助存储器访问遗漏页面。 如果页面错误的数量非常多,那么系统的有效访问时间将变得非常高。

什么是抖动?

如果页面错误的数量等于参考页面的数量或者页面错误的数量如此之高以致CPU在从辅助存储器读取页面时仍然忙,则有效访问时间将是 CPU从辅助存储器读取一个字。 这个概念被称为抖动

如果页面错误率为PF%,则从辅助存储器获取页面并再次重新启动所需的时间为S(服务时间),并且存储器访问时间为ma,那么有效访问时间可以表示为;

EAT = PF X S + (1 - PF) X (ma)

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