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计算机软件技术基础 操作系统（4） 本章作业 P241 2、3、12、22、32、34 * 3.4 操作系统资源管理 处理机调度 存储管理 设备管理 文件系统 1. 处理机调度 （1） 处理机的二级调度 宏观调度： 作业调度——选择辅存上的后备作业进入系统，并做作业完成的善后处理工作。 微观调度： 进程调度——当CPU空闲时，选择一个就绪进程去运行。 （2）作业调度算法 先来先服务调度算法 —— 按作业来到的先后次序进行调度。 这种算法优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管它要求运行时间的长短。 短作业优先调度算法 —— 按作业运行时间的长短进行调度。 它总是选取计算时间最短的作业为下一个服务对象。 运行 就绪 完成 等待 后备 提交 进入内存执行 （3）作业的状态及变化 进程调度 作业调度 （3）进程调度 当处理机空闲时，根据一定的调度策略从就绪队列中选择一个进程去运行，分配一个处理机时间。 选择哪个就绪进程呢？ 进程调度算法 常用的进程调度算法 优先数调度算法——预先确定各进程的优先数，系统把处理机的使用权赋予就绪队列中具备最高优先权（优先数和一定的优先级相对应）的就绪进程。 例如：在实时系统中，实时任务的优先级高，当实时任务到达时，采用优先数调度算法的进程调度程序就会优先选择实时任务运行。 循环轮转调度算法——当CPU空闲时，选取就绪队列首元素，赋予一个时间片，当时间片用完时，该进程转为就绪态并进入就绪队列末端。 例如：在分时系统中，往往采用循环轮转调度算法，以保证对每个用户的公平响应。 2. 存储管理 功能： 主存分配 —— 按照一定的算法把某一空闲的主存区域分配给进程。 地址映射 —— 地址映射是将用户可见的逻辑地址（虚存）映射为主存的物理地址（存储空间），以保证程序的正确执行。 信息保护 —— 保证各道用户程序或进程在各自规定的存储区域内操作，互不干扰。 “扩充”主存容量 —— 系统提供虚拟存储技术，使用户程序的大小不受主存容量的限制，即使在用户程序比实际主存容量还要大的情况下，程序也能正确运行。 1）物理地址（绝对地址、实地址）—— 计算机主存单元的真实地址。 2）主存空间 —— 物理地址的集合所对应的空间。 3）逻辑地址（相对地址、虚地址）—— 用户的程序地址，如指令地址或操作数地址。 4）作业地址空间 —— 用户程序所有的逻辑地址集合对应的空间。其编址总是从 0 开始。 与地址映射有关的几个概念： 主存空间 … 作业1地址空间 0 1 n-1 … 作业2地址空间 0 1 n-1 … 0 1 m-1 作业1 作业2 500 830 5）地址映射 —— 将程序地址空间中使用的逻辑地址变换成主存中的物理地址的过程，称为地址映射，又称地址重定位。 mov r1,[500] 123 0 100 500 599 作业地址空间 mov r1 , [500] 123 0 1000 256k-1 存储空间 1100 1500 1600 重定位寄存器 1000 500 逻辑地址 + 动态地址映射过程示意图 这种系统采用的是 分区存储管理 分页存储管理技术 页和块的概念： 1）页 —— 把作业的地址空间分成大小相等的单位，称为页。 2）块 —— 把主存空间分成与页大小相等的单位，称为块。 页式系统的基本思想： 程序运行时，每个页装入到一个块中，整个程序可以使用不连续的块。 0页 1页 2页 3页 0 2KB 4KB 254KB 256KB?1 主存空间 … … 0 2KB 4KB 6KB 作业地址空间 8KB 问题：作业的物理地址空间由连续变成分散后，如何保证程序的正确寻址呢？ 方法：使用页面映像表来记录页与内存块之间的对应关系。页面映像表简称页表。 10KB?1 0 1KB 0 1KB 2KB 3KB?1 主存空间 作业2地址空间 2KB 3KB 4KB 5KB 6KB 7KB 8KB 9KB 0 1KB 2KB?1 作业1地址空间 0 1KB?1 作业3地址空间 0 5 1 6 页号 块号 0 2 1 4 0 8 2 7 作业1页表 作业2页表 作业3页表 OS OS 页式地址变换 虚地址结构： 15 10 9 0 页号P 页内位移W P W 000111 0111000100 15 10 9 0 页号P 页内位移W 页表始址寄存器 mov r1 , [2500] 123 0 1KB 2KB 3KB?1 作业2地址空间 ＋ 0 2 1 4