Nanjing University

计算机操作系统

121 ratings

1946年第一台计算机面世之后，科学家与工程师们一直致力于让计算机更好地为人类工作，一代又一代操作系统因此应运而生。操作系统是计算机系统的灵魂，它管理计算机系统的资源，提供友善的人机互动，对于每一位计算机用户来说，认知和理解操作系统非常重要。南京大学是中国最早从事，操作系统研发与教学的单位，1980年在中国首先出版了操作系统教程教材，至2014年该教材已更新至第五版。本课程的教学组织为六个部分：计算机操作系统概述、处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、并发程序设计。学习者能够认知操作系统的基本概念与实现原理，并深入理解操作系统的设计方法与实现技术。如果您是计算机科学、软件工程、电子、通信、控制、信息系统、电子商务、计算与信息科学等信息技术相关专业的学生，可以系统地学习本课程基本部分的内容，如果您想致力于操作系统的研发工作，可以进一步学习高级部分的内容；此外如果您是计算机爱好者，可以根据自己的需要，按需学习本课程相关部分的内容，建立对计算机操作系统整体或部分的认知。本课程有三个特点：第一，强调计算机软硬件协同设计技术，讲授操作系统各个模块的实现方法、策略与算法；第二，从大型软件系统构造的角度看待操作系统的实现，训练学生以折中的方法和方案，综合解决宏观问题的能力；第三，采用工程师的立场，强调操作系统的构造特征，即概念大于理论、技术大于算法、整体先于局部，培养学生综合解决实际问题的能力。欢迎大家修读本课程！

From the lesson

第三章存储管理

存储管理是操作系统的重要组成部分，负责管理计算机系统的重要资源-主存储器，由于任何程序及数据必须占用主存空间才能执行和处理，因此，它的优劣直接影响系统性能。主存对数据的存取比处理器处理数据的速度慢得多，硬件技术的发展还进一步拉大这种距离，通过高速缓存可部分缩小差距，但高效的主存管理仍然是操作系统设计中的重要课题。主存空间一般分为两部分：一部分是系统区，存放操作系统内核程序和数据结构等；另一部分是用户区，存放应用程序和数据，存储管理对核心区和用户区都应提供支持和进行管理，当然也包括对辅存(磁盘)空间的管理。尽管现代计算机主存容量不断增大，但仍然不能保证有足够大空间支持大型应用和系统程序及数据的使用。因此，操作系统的任务之一是要尽可能方便用户使用和提高主存利用率，此外，有效的存储管理也是多道程序设计系统的关键支撑。具体地说，存储管理包含以下功能： ·分配和去配：进程可请求对主存区的独占使用，主存区的请求与释放、即主存空间分配和去配操作由存储管理完成； ·抽象和映射：主存被抽象使得进程认为分配给它的地址空间是一个大而连续地址组成的数组，或者把主存抽象成二维地址空间，以支持模型化程序设计；同时建立抽象机制支持进程使用逻辑地址来映射到物理主存单元，实现地址转换； ·隔离和共享：系统负责隔离分配给进程的主存区，互不干扰、免遭破坏，确保进程对自己存储单元的独占使用，以实现存储保护功能；系统也允许多个进程共享主存区，在这种情况下，越过隔离机制并授权进程允许共享访问，达到既能提高主存利用率又能共享主存某区内信息的目的； ·存储扩充：实际主存容量不应该限制应用程序的大小，物理主存和辅存被抽象为虚拟主存，允许用户的虚拟地址空间大于主存物理地址空间，存储管理能自动地在不同存储层次中移动信息。本章将讲述：存储管理的主要模式、存储管理的功能、虚拟存储器的概念、存储管理的硬件支撑、单连续分区存储管理、可变分区存储管理、页式存储管理的基本原理、页式存储管理的地址转换、页式虚拟存储管理、页面调度、反置页表、段式存储管理、段式虚拟存储管理、段页式存储管理。