操作系统基础概念汇总二

发布于:2022-12-17 ⋅ 阅读:(544) ⋅ 点赞:(0)

 以下内容几乎来自王道计算机考研视频,感谢王道计算机考研的公开教学视频。


一、文件管理

绝对路径:用户(或用户进程)要访问某个文件时要用文件路径名标识文件,文件路径名是个字符串。各级目录之间用“/”隔开。从根目录出发的路径称为绝对路径

相对路径:当用户想要访问某个文件时,可以使用从当前目录出发的“相对路径”。

FCB(文件控制块):FCB中包含了文件的基本信息,存储控制信息,使用信息,其中最重要的是文件名文件存放的物理地址。FCB的有序集合称为“文件目录”,一个FCB就是一个文件目录项,FCB实现了文件名和文件之间的映射。

索引结点机制:索引结点中记录了除文件名之外的文件描述信息。存放在外存中的索引结点称为“磁盘索引结点”,当索引结点放入内存后称为“内存索引结点”。相比之下,内存索引结点中需要增加一些信息,比如:文件是否被修改、此时有几个进程正在访问该文件等。(目的是为了通过减少I/O读取操作来大大提升文件检索速度

文件分配表(FAT):显式存放链接文件各物理块的指针的一张表。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。

随机访问外存:在内存中通过FAT直接找到要访问的外存磁盘块号,然后可以直接磁头访问对应块号的物理地址。(我自己的理解是在外存中只需要读取一次磁盘

索引块:索引表存放的磁盘块。

数据块:文件数据存放的磁盘块称为数据块。

磁盘分区:存储空间的划分,将物理磁盘划分为一个个文件卷(逻辑卷、逻辑盘)。文件卷一般分为目录区与文件区,目录区主要存放文件目录信息(FCB)、用于磁盘存储空间管理的信息。


磁道:磁盘的盘面被划分成一个个磁道。这样的一个“圈”就是一个磁道。

扇区:一个磁道又被划分为一个个扇区,每个扇区就是一个“磁盘块”,同一划分内的多个扇区具有相同的扇区号。每个扇区存放的数据量相同(由于最内侧磁道上的扇区面积最小,但是每个扇区数据量相同,因此最内侧扇区的数据密度最大)。

柱面:所有盘面中相对位置相同的磁道组成柱面。

磁盘的物理地址:可用(柱面号、盘面号、扇区号)来定位任意一个“磁盘块”。


        在外存中,读取某个磁盘块时,需要移动磁头。访问的两个磁盘块相隔越远,移动磁头所需时间就越长。

(一)文件的属性

文件名:由创建文件的用户决定文件名,主要是为了方便用户找到文件。同一目录下不允许有重名文件。

标识符:一个系统内的各文件标识符唯一,对用户来说毫无可读性,因此标识符只是操作系统用于区分各个文件的一种内部名称。

类型:指明文件的类型。

位置:文件存放的路径(让用户使用)、在外存中的地址(操作系统使用,对用户不可见)。

大小:指明文件的大小(一般以字节为单位)。

保护信息:对文件进行保护的访问控制信息(权限设置)。

创建时间、上次修改时间、文件所有者信息等。

(二)文件内部的数据组织方式

无结构文件(流式文件):由一些二进制或字符流组成的文件(如文本文件)。

有结构文件(记录式文件):由一组相似的记录组成(如Excel表及数据库关系表)。记录是一组相关数据项的集合。数据项是文件系统中最基本的数据单位。

(三)文件的逻辑结构

(四)文件的物理结构

(五)文件目录结构

(六)文件存储空间管理

 

二、I/O设备管理

(一)假脱机技术

脱机:脱离主机的控制进行的输入/输出操作。作用是缓解慢速输入、输出设备与CPU的速度矛盾,实现预输入、缓输出。

假脱机技术(SPOOLing):用软件的方式模拟脱机技术。

独占式设备:只允许各个进程串行使用的设备。(一段时间内只能满足一个进程的请求)

共享设备:允许多个进程“同时”使用的设备,可以同时满足多个进程的使用请求。(宏观上同时使用,微观上可能是交替使用)

(二)缓冲区管理

缓冲区:缓冲区是一个存储区域,可以由专门的硬件寄存器组成,也可利用内存作为缓冲区。

CPU与I/O字符型设备的合作:如果是字符型设备,则每输出完一个字符就要向CPU发送一次中断信号。

        当缓冲区数据非空时,不能往缓冲区充入数据,只能从缓冲区把数据传出;当缓冲区为空时,可以往缓冲区充入数据,但必须把缓冲区充满以后,才能从缓冲区把数据传出。

缓冲池:由系统中共用的缓冲区组成。这些缓冲区按使用状况可以分为:空缓冲队列、装满输入数据的缓冲队列(输入队列)、装满输出数据的缓冲队列(输出队列)。另外,根据一个缓冲区在实际运算中扮演的功能不同,又设置了四种工作缓冲区:用于收容输入数据的工作缓冲区(hin)、用于提取输入数据的工作缓冲区(sin)、用于收容输出数据的工作缓冲区(hout)、用于提取输出数据的工作缓冲区(sout)。

参考资料:

[1]王道计算机考研 操作系统_哔哩哔哩_bilibili

[2]操作系统原理(考研以及想深入学习的同学强烈推荐)_哔哩哔哩_bilibili


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