八、其他管理

　　1.死鎖問題

　　進程管理是操作系統的核心，在進程管理的實現中，如果設計不當，會出現一種尷尬的局面———死鎖。如果一個進程正在等待一個不可能發生的事件，則稱該進程處于死鎖狀態。在系統發生死鎖時，一個或多個進程處于死鎖狀態。

　　（1）死鎖條件產生死鎖的主要原因是供共享的系統資源不足、資源分配策略和進程的推進順序不當。系統資源既可能是可重用的永久性資源，也可能是消耗性的臨時資源。可重用資源產生死鎖存在4個必要條件，它們是:互斥條件，保持和等待條件，不剝奪條件，環路等待條件。

　　（2）對待死鎖的策略顯然，人們不希望發生死鎖。處于死鎖狀態的進程不能繼續運行，但仍占有系統資源，從而會阻礙其他作業的運行。對待死鎖的策略，一般有下列4個策略:死鎖的預防，死鎖的避免，死鎖的檢測和死鎖的解除。

　　2.多處理器系統與線程
　　
　　近年來，隨著微電子技術的發展，使計算機系統由單處理系統發展到多處理機系統，后者又可按是否有共享主存分成緊密耦合的多處理器系統和由獨立計算機系統構成的網絡系統，網絡系統又可分成局域網、城域網、廣域網等。
　　
　　（1）緊密耦合多處理器系統

　　在緊密耦合多處理器系統（以下簡稱多重處理系統）中，進程可在各處理器之間透明遷移，因此，由于進程的并行執行，進程上下文切換等系統開銷使多重處理系統的復雜度大大增加。多重處理系統的主要目標是為了提高系統的處理能力，也為了提高系統的可靠性（當某個處理器發生故障時，系統仍能正常工作———降級使用）。因此，多重處理操作系統除了單處理器操作系統的功能以外，還應提供處理器的負載平衡，處理器發生故障后的結構重組等。一般，多處理器系統的操作系統可以分為3類:主從式，分離執行和移動執行

　　（2）對稱多處理系統與線程對稱多處理器系統（簡記為SMP系統）是近年來流行的計算機系統。它由若干同構的、甚至相同的處理器構成一個系統。如Solaris和Windows NT等就支持SMP系統。為了發揮多個處理器的作用，操作系統提供了線程（thread）機制，線程也稱為輕進程（lightweight process）。

　　九、MS-DOS操作系統簡介

　　MS-DOS是美國Microsoft公司為IBM PC微型計算機開發的一個單用戶、單任務磁盤操作系統，也稱為IBM-DOS或PC-DOS。和其它微型機操作系統一樣，MS-DOS的主要功能是進行文件管理和設備管理，其中文件系統負責建立、刪除、讀/寫、檢索文件，而輸入輸出系統則負責驅動顯示器、鍵盤、磁盤、打印機以及異步通訊口的工作。

　　1.MS-DOS的系統結構

　　MS-DOS采用層次模塊結構，它由三個層次模塊和一個引導程序組成。這三個模塊是文件系統（MSDOS.SYS）、命令處理程序（COMMAND.COM）和輸入輸出系統（IO.SYS）。其中輸入輸出系統又由駐在ROM中的基本輸入輸出系統BIOS和系統盤上的BIOS接口模塊兩部分組成。MS-DOS是用戶與物理機器的接口，用戶通過它提供的一組鍵盤命令或一組軟中斷和系統功能調用來使用MS-DOS。命令處理程序（COMMAND.COM）可處理MS-DOS和操作員打入的鍵盤命令以及批處理文件。當命令處理程序執行操作員打入的鍵盤命令時，它就啟動相應的程序運行。用戶程序在運行過程中可以調用MS-DOS文件系統提供的一組系統功能調用。MS-DOS文件系統提供的系統功能調用主要有文件的建立、刪除、讀寫以及其它各種文件操作。此外，它還管理內存、外設以及其它系統資源并為應用程序使用這組資源提供相應的系統功能調用。文件系統是MS-DOS的核心部分。當文件系統在處理系統功能調用時，要調用BIOS接口模塊中的設備驅動程序提供的設備讀寫、控制等功能。最后由設備驅動程序調用BIOS驅動設備工作。BIOS是MS-DOS中惟一與設備有關的部分。由于它與硬件的關系較為密切，通常固化在ROM中，故也稱為ROMBIOS。BIOS包括自檢程序、一組設備輸入輸出子程序和裝入程序。引導程序是在磁盤初始化時，由FORMAT命令寫在軟盤或硬盤的0柱0面1扇區上的，它在系統啟動時用來查找和裝入MS-DOS（IO.SYS和MSDOS.SYS）。

　　2.MS-DOS的存儲管理

　　MS-DOS是基于單道程序設計方法的操作系統，它最早選用的微處理器芯片是Intel8088和8086。這類微處理器上共有20根地址總線，因而內存容量為1MB，編址從0開始到2 20 -1結束。其中除MS-DOS的常駐主存部分和硬件用于硬盤驅動、顯示緩沖等需要外，可供用戶使用的內存空間最多還剩余640KB。MS-DOS對用戶空間采用單連續存儲管理方法。當一個用戶程序裝入運行時，MS-DOS把整個用戶區分配給它;當程序運行結束時，MS-DOS收回用戶區以滿足下一個用戶程序的運行要求。用戶區域最多只有640KB，這一限制使許多用戶感到失望，因而從MS-DOS5.0開始管理的內存空間可以擴大到16MB（80286）或4GB（80386、80486），把所管理的內存空間可分成下列幾類:

　　（1）常規內存把0KB至640KB的內存區域作為基本內存區，稱為“常規內存”，可供所有的程序使用。其中MS-DOS5.0占用了一部分，其余可歸用戶使用。

　　（2）保留內存指定址在640KB到1MB之間的內存區域，這部分區域也稱“上方內存”（Upper Memory—縮記為UMB）。該區域供硬件使用，保留給屏幕處理、ROM BIOS或其它設備使用。

　　（3）擴展內存定址在1MB之后的內存稱“擴展內存”，一般程序不能直接使用擴展內存。擴展內存的使用要用XMS（Extended Memory Specification）規范提供支持，所以，擴展內存有時也簡稱XMS。Microsoft的HIMEM.SYS是一個符合XMS規范的擴展內存管理程序，因而，在使用擴展內存前應首先在CONFIG.SYS中加入安裝HIMEM.SYS的命令。擴展內存的第一段，即1MB到1MB+64KB的區域稱為“高內存區”（High Memory Area—縮寫HMA）。用戶可以要求把常規內存中的DOS大部分常駐程序移到高內存區，以騰出更多的空間讓用戶的應用程序使用。
　　
　　（4）擴充內存擴充內存是由EMS（Expanded Memory Specification）規范支持的內存，它被做成一塊卡的方式插在擴充槽上，擴充內存可簡稱EMS。使用EMS時必須裝入擴充內存管理程序EMM386.EXE。

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