驻留集:指请求分页存储管理中给进程分配的物理块的集合
在采用了虚拟存储技术的系统中,驻留集大小一般小于进程的总大小
若驻留集太小,会导致缺页频繁,系统要花大量的时间来处理缺页,实际用于进程推进的时间很少,驻留集太大,又会导致多道程序并发度下降,资源利用率降低,所以应该选择一个合适的驻留集大小。
固定分配:操作系统为每个进程分配一组固定数目的物理块,在进程运行期间不再改变,即驻留集大小不变。
可变分配:先为每个进程分配一定数目的物理块,在进程运行期间,可根据情况做适当的增加或减少,即驻留集大小可变
局部置换:发生缺页时只能选进程自己的物理块进行置换
全局置换:可以将操作系统保留的空闲物理块分配给缺页进程,也可以将别的进程持有的物理块置换到外存,再分配给缺页进程
链接分配采取离散分配的方式,可以为文件分配离散的磁盘块,分为隐式链接和显示链接两种
隐式链接
隐式链接:除文件的最后一个盘块之外,每个盘块中都存有下一个盘块的指针。文件目录包括文件第一块的指针和最后一块的指针
优点:很方便文件拓展,不会有碎片问题,外存利用率高
缺点:只支持顺序访问,不支持随机访问,查找效率低,指向下一个盘块的指针也需要耗费少量的存储空间
显式链接
显式链接:把用于连接文件各物理块的指针显示地存放在一张表中,即文件分配表(FAT)。一个磁盘只会建立一张文件分配表。开机时文件分配表放入内存,并常驻内存。
优点:很方便文件拓展,不会有碎片问题,外存利用率高,并且支持随机访问。相比于隐式链接
缺点:文件分配表的需要占用一定的存储空间
文件系统的层次结构
以某用户删除文件"D:/工作目录/学生信息.xlsx"的最后30条记录
1.用户需要通过操作系统提供的接口发出上述请求-用户接口
2.由于用户提供的是文件的存放路径,因此需要操作系统一层一层地查找目录,找到对应的目录项-文件目录系统
3.不同的用户对文件有不同的操作权限,因此为了保证安全,需要检查用户是否有访问权限-存取控制模块
4.验证了用户的访问权限之后,需要把用户提供的记录号转变为对应的逻辑地址-逻辑文件系统与文件信息缓冲区
5.知道了目标记录对应的逻辑地址后,还需要转换成实际的物理地址-物理文件系统
6.要删除这条记录,必定要对磁盘设备发出请求-设备管理程序模块
7.删除这些记录后,会有一些盘块空闲,因此要将这些空闲块回收-辅助分配模块
I/O软件的层次
I/O请求->用户层软件->设备独立性软件->设备驱动程序->中断处理程序->硬件
用户层软件:实现与用户交互的接口,向上提供方便易用的库函数
设备独立性软件:向上层提供统一的调用接口(如read/write系统调用),设备的保护,差错处理,设备的分配与回收,数据缓冲区管理,建立逻辑设备名到物理设备名的映射关系,根据设备类型选择调用相应的驱动程序
设备驱动程序:设置设备寄存器,检查设备状态
中断处理程序:进行中断处理
硬件:执行I/O操作,有机械部件,电子部件组成
I/O设备分类
按传输速率分类:低速设备-键盘 中速设备-激光打印机 高速设备-磁盘
按信息交换单位分类:字符设备(信息交换以字符为单位,传输速率低,不可寻址,通常采用中断控制) 块设备(信息交换以块为单位,传输速率高,可寻址,通常采用DMA控制方式)
按设备的共享属性分类:独占设备 (一段时间内只允许一个进程访问,属于临界资源,可能导致死锁)
共享设备:一段时间内允许多个进程访问,但是每个时刻只有一个进程访问(可并发,不可并行)
不会导致死锁,必须是可寻址,可随机访问的设备
虚拟设备:将一台独占设备虚拟为若干台逻辑设备,物理上是独占设备,但逻辑上是共享设备