计算机软件技术基础（课堂PPT）.ppt

2021/3/29 2021/3/29 连续结构：把逻辑上连续的文件存放在一个连续的物理介质上。 2021/3/29 链接结构：文件可以分别存放在物理介质的不同块中，块与块之间通过指针取得联系。 索引结构：文件的全部记录分别存放在物理介质的不同块中，系统为每一个文件建立一张索引表. 2021/3/29 3.文件的存取方式 一般有顺序存取、随机存取两种方式。 顺序存取: 对文件的每次存取是在上次存取的基础上进行。对于记录式文件，它总是在上次存取的基础上顺序存取下一个记录。而对流式文件，则在读/写指针的当前位置顺序存取文件的下一串字符。 随机存取(直接存取): 以任意次序直接存取文件中某一个记录，对于流式文件，需要把读/写指针调整到要访问的位置。同时，直接存取技术的具体实现还与存取文件的物理介质结构有关。 2021/3/29 生产者与消费者问题是最著名的进程同步问题，生产者与消费者共享一个有界缓冲池，生产者向池中投入消息，消费者从中取得消息。生产者—消费者问题实际上是相互合作进程关系的一种抽象，常用于检验进程同步机制。 假定缓冲池中具有n个缓冲区，每个缓冲区存放一个消息，可利用互斥信号量mutex使进程对缓冲区实现互斥访问；利用资源信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲区及满缓冲区的数量。只要缓冲区未满，生产者便可将消息送入缓冲区；只要缓冲池未空，消费者便可从缓冲池取走一个消费。 信号量的初值：互斥信号量mutex=1，空缓冲区empty=n，满缓冲区full=0。 2021/3/29 在生产者—消费者问题中应当注意： 1）在每个程序中用于实现互斥的P(mutex）和V(mutex)必须成对出现。 2）对资源信号量empty和full的P、V操作同样需要成对出现，但它们分别处于不同的程序中。 3）在每个程序中的P操作顺序不能颠倒，否则可能引起进程死锁。V操作的次序无关紧要。 2021/3/29 3．进程的通信 进程以各自独立的速度向前推进。它们之间经常需要交换一定数据的信息，以便协调一致共同完成指定的任务。所交换的信息量，少则一个状态或数值，多则成百上千个字节。 进程间信息交换方式有： 低级通信: 交换少量数据。这种交换的方法常用变量，数组等。前面介绍的P，V操作也可以交换少量信息。 高级通信： 进程间交换大量数据信息，也称为消息通信。常用有消息缓冲方式、信箱通信、管道通信等方式，以较高的效率传输大批数据。 2021/3/29 实现进程高级通信的机制有: (1)消息缓冲：也称作直接通信方式，即一个进程直接发送一个消息给接收进程。这种通信方式必须知道对方存在。靠原语send(发送)和receive(接收)来实现。 (2)信箱通信：称作间接通信方式，指进程之间的通信需要通过某种中间实体，通常把这种中间实体称为信箱。利用信箱可实现非实时通信。 (3)管道通信：建立在文件系统的基础上,它利用共享文件来连接两个相互通信的进程，此共享文件称为管道(pipe)，因而这种通信方式也称为管道通信。管道通信的实质是利用外存来进行数据通信，故具有传送数据量大的优点。 2021/3/29 3.2.5死锁 在多道程序系统中，计算机系统中有限的资源与众多的请求分配资源的进程间会存在矛盾，如果管理和分配不当会引起进程相互等待资源的情况，形成这些进程都在等待资源而无法继续执行、然而也不可能归还已占用的资源。 1.死锁的产生 产生死锁的主要原因有两点: ．竞争资源而引起死锁 ．进程推进不当引起死锁 产生死锁的四个必要条件: (1)互斥条件 (2)请求和保持条件 (3)不剥夺条件 (4)循环等待条件 2021/3/29 2．死锁的解除与预防 目前用于解决死锁的办法有如下几种: (1)预防死锁: 破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个(除第一条件外的其它条件)，来防止死锁发生。 (2)回避死锁: 系统不需要采取各种限制措施去破坏产生死锁的必要条件。在资源的动态分配中，采用某种方法防止系统进入不安全状态，以避免死锁的最终发生，如著名的银行家算法。 (3)检测死锁: 系统运行过程事先不采取任何防止和避免的措施。但通过系统的检测机构，及时检测出死锁的发生，采取措施清除。 (4)解除死锁: 一旦死锁发生，采取措施解除死锁，方法是撤消或挂起一些进程，或剥夺资源，以便释放出一些资源。 2021/3/29 3.3 存储管理 3.3.1存储管理的概念及功能 1．系统存储器的配置 系统的存储器由内、外存储器组成。程序的指令和数据只有存放在CPU能直接访问的内存中，这个程序或这个程序的部分才能够被执行。 系统使用的存储器由二部分组成：物理内存