同じ時間間隔内に複数のイベントが発生する

パラレルとは違う 並列処理は同時に並列処理です

相互に排他的な共有

同時に訪問

リソース共有はプログラムの同時実行を条件とします。プログラムの同時実行が許可されていない場合、リソース共有は行われません。

エンティティが論理的に対応するものになる

マルチプログラミングによる同時実行

マルチプログラミング技術を使用して物理 CPU を複数の論理 CPU に分割します

仮想テクノロジー

リソースが限られているため、プロセスの実行は 1 ステップで実行されるのではなく、ストップアンドゴー方式で実行されます。

1) コマンドインターフェース

2) プログラムインターフェース

1) 連続性

2) 自動性

3) 一方向性

マルチプログラミング技術を通じて

アドバンテージ

短所: 応答時間が長い、人間による対話が提供されない、コンピューターを制御できない

複数のユーザーが互いに干渉することなく独立して動作します

短時間で応答が得られる

各コンピュータが有機的に統合されている

すべてのコンピュータは同等のステータスを持っています

ユーザーが使用できないディレクティブ

カーネルモードでのみ実行可能

ユーザーが使用できるようにするディレクティブ

アクセス管理命令とも呼ばれるトラップ命令は、システム コールを開始し、システムにサービスの提供を要求するために使用されます。

サブルーチンコール

ユーザーモード→コアモード

クロック割り込み管理によるプロセス切り替えの実装

クロック割り込み

割り込み (外部割り込み)

異常な (内部割り込み)

手続きです

1) オペレーティング システムの下部

2) プログラムはアトミックに実行されます

3) プログラムの実行時間が短く、呼び出しが頻繁に発生する

4) カーネルのコンポーネント

端末管理

プロセス管理

メモリ管理

BIOS割り込みプログラムのエントリアドレスを登録する

同時実行に参加する各プログラム (データを含む) を独立して実行できるようにする

PCB はプロセスの存在を示す唯一の兆候です

プログラムセグメント、関連データセグメント、PCB の 3 つの部分で構成されます。

これは、システム内のリソース割り当てとスケジューリングのための独立した単位です。

複数のプログラムの同時実行が原因で発生します

動的

同時実行性

独立

非同期性

実行状態→遮断状態

CPUによって実行されるプロセスによってスケジュールできるプログラムコードセグメント

親プロセスと子プロセスは一部のリソースを共有しますが、仮想アドレス空間は共有しません

イベント

プロセス

PV運用

共有ストレージ

メッセージング

パイプ通信

プログラム実行フローの最小単位です

スレッドID

プログラムカウンター

レジスタセット

スタック構成

スレッド固有の記憶域

プロセスは、CPU 外部のシステム リソースの割り当て単位として機能します。

分類

多対一

1対1

多対多

ジョブのスケジュール設定

メモリのスケジューリング

プロセスのスケジューリング

CPU 実効稼働時間 / (実効待機時間)

ターンアラウンドタイム = ジョブ完了時間 – ジョブ送信時間

平均所要時間 = ∑所要時間 / n

加重所要時間 = ジョブ所要時間 / ジョブの実際の実行時間

平均加重所要時間 = ∑加重所要時間 / n

キューワー

発車係

コンテキストスイッチャー

スケジューリングや切り替えができない状況

スケジュールして切り替えられるシチュエーション

非プリエンプティブ

先制攻撃

システム上で他のプロセスが実行されていない場合、アイドル状態を有効にします。

ユーザーレベル

カーネルレベル

譲渡不可能なアルゴリズム

アルゴリズムが単純で効率が低い

ビジーな CPU 操作を促進します 忙しい IO 操作には適さない

実行時間が最も短いジョブが優先されます

長時間の仕事には向かない

任務の緊急性を十分に考慮していない

平均待ち時間、最短の平均所要時間

ジョブの優先度に従って実行する

プロセススケジューリングとジョブスケジューリングの両方に使用可能

優先度

応答率＝（待ち時間所要サービス時間）／所要サービス時間

タイムシェアリングシステム用

タイム スライスが十分に大きいため、すべてのジョブを 1 つのタイム スライス内で実行できる場合、 タイム スライス ローテーション アルゴリズムは、先着順に退化します。

異なるタイプまたはプロパティのプロセスは、異なるレディキューに割り当てられます。

それぞれに異なる優先順位を持つ複数のレディキュー

各キューの処理タイムスライスサイズは異なります

各キューは先着順です

キューは優先度に従ってスケジュールされます

コンテキストとは、ある瞬間の CPU レジスタとプログラム カウンタの内容を指します。

CPU は別のプロセスに切り替わり、現在のプロセスの状態を保存し、他のプロセスの状態を復元する必要があります。

ユーザーモードとカーネルモードの切り替え

一度に 1 つのプロセスのみが使用できます

エントリーエリア

クリティカルセクション

出口エリア

残りの領域

直接的な制限関係

プロセス間の関係は直接的なコラボレーションであり、プロセスの同時実行性は非同期です。

間接的な制約

あるプロセスが重要なリソースにアクセスすると、別のプロセスは待機する必要があります

基準

シングルマーク方式

ダブルマーク方法を最初に確認してください

ダブルマーク法事後検査

ピーターソンアルゴリズム

割り込みマスク方式

ハードウェアの指示方法

ハードウェア実装方式のメリット

欠点がある

ロックを取得する

ロックを解除する

p 操作は待機操作であり、リソースが使用可能になるまで待機することを意味します。 リソースが使用できない場合、リソースはブロック状態になります。 p操作中のプロセスは実行状態です

V 操作は単一操作です。これは、システム内で割り当て可能なリソースの数が 1 になるようにプロセスがリソースを解放することを意味します。

ミューテックスの初期値は通常 1 です。これは、一度に 1 つのプロセスのみがクリティカル セクションに入ることを許可されることを意味します。 0 の場合は、プロセスがクリティカル セクションに入っており、クリティカル セクションの外で待機しているプロセスが存在しないことを意味します。 ミューテックスが 0 未満の場合は、クリティカル セクションにプロセスが存在することを意味します。ミューテックスの絶対値は、クリティカル セクションの外で待機しているプロセスの数を示します。

保証されたプロセスの相互排他

システム内の譲渡不可能なリソース、その量が複数のプロセスを満たすのに十分ではない

リソースの要求と解放の順序が不適切

特定のリソースは、特定の期間中 1 つのプロセスによってのみ占有されます

他のプロセスによってプリエンプトされることはできません

プロセスがリソースを占有していると同時に別のリソースを要求していますが、占有されているリソースは解放されていません。

各プロセスが占有しているリソースは、次のプロセスによって同時に要求されます。

4つの必要な条件のうち1つ以上を破る

1. 相互排除条件の破壊

2.非剥奪の条件を破壊する

3. リクエストを破棄し、条件を維持します

4. ループを中断して待ちます

システムが危険な状態に陥るのを防ぎます

1. システムのセキュリティステータス

2. バンカーのアルゴリズム

デッドロックの発生を検知し、デッドロックを解消するための措置を講じます。

プロセスにリソースを割り当てるときにシステムが何も対策を講じない場合は、デッドロックの検出および解放方法を提供する必要があります。

リソース割り当てマップ

デッドロックの解除

飢え

デッドロック

静的リンク

ロード時の動的リンク

ランタイム動的リンク

絶対マウントする （静的）

再配置可能な負荷

動的ランタイム読み込み

アクセスされるプログラム セグメントはカバレッジ エリアに配置され、他のセグメントは外部メモリに配置されます。システムは、元のセグメントを呼び出して置き換える前に、それらをカバレッジ エリアに転送する必要があります。

待機中のプログラムをメモリから補助記憶装置に転送します。これが中間スケジューリングです。

システム領域はオペレーティングシステムが使用する領域であり、低アドレス部分に配置されます。

ユーザーエリアメモリにはユーザープログラムが1つだけ存在します

オーバーレイ技術を使用する

最小限のコストでマルチプログラミングを実現する、最もシンプルなストレージ管理ソリューション

固定パーティション割り当て

動的パーティション割り当て

論理構造に関係するもの

ジョブは複数回に分けてメモリにロードされます。

未使用のプログラムとデータをメモリから呼び出します

メモリ容量を論理的に拡張する

ハードウェアのサポートが必要です

ページテーブルの仕組み

ページフォールト割り込みメカニズム

アドレス変換局

ページフレームの割り当て

置換アルゴリズム

ジッターとワーキングセット

open を呼び出してファイル名に基づいてディレクトリを検索し、指定されたファイルの属性 (物理的な場所を含む) を外部ストレージからメモリ内のオープン ファイル テーブルのエントリにコピーし、エントリ番号をユーザーに返します。

FCBをメモリファイルディレクトリテーブルに格納する

close を呼び出すと、システムはファイル テーブルを開いてこのエントリを削除します。

パスワードはシステム内に保存されるため、安全性が十分ではありません。

ユーザーがファイルにアクセスする方法を制御する

文字列構造

シーケンシャル構造

固定長レコードファイル

可変長レコードファイル

N レコードは √N グループに分割され、インデックス テーブルには √N 個のエントリがあり、合計 √N/2 √N/2 の検索が必要です。

レコードのキー値、またはハッシュ関数によって変換されたキー値が与えられると、レコードの物理アドレスが決定されます。

シーケンシャルアクセス/ランダムアクセスをサポート

アクセス速度が速い

ファイルを繰り返し削除すると、外部の断片化が発生します

追加、削除、変更が不便

ファイルのディレクトリ エントリのファイル物理アドレス フィールドには、最初のブロックのアドレスとファイル割り当て領域の長さが含まれます。

離散配分方式

外部のゴミを除去

確認するのが不便

暗黙的なリンク

明示的なリンク

ランダムアクセスをサポート

外部の破片がないこと

名前によるアクセス

検索速度が遅い、重複した名前が許可されていない、共有が不便

重複名の問題を解決しました

ファイルを分類できない、柔軟性に欠ける

プロセスによるファイルへのアクセスは、現在のディレクトリに相当します。

中間ノードにはパス名ごとに段階的にアクセスする必要があるため、ディスクアクセス数が増加します。

共有ファイルの場合、実際のファイルは 1 つだけ存在し、変更は他のユーザーに表示されます。

ファイル名とポインタの線形リストを取得します

チェーン構造を使用すると、ファイルの削除時間を短縮できます。

時間のかかる検索

すぐに見つかる

衝突を避ける必要がある

ハードリンク (インデックスノードに基づく)

ソフトリンク（シンボリックリンクを使用）

複数のユーザーが同時にファイルを操作する

セクタの分割、不良セクタのチェック、不良セクタの交換

ディスク パーティション、各パーティションのファイル システムの完全な初期化

生産する

ファイル記述子/ファイルハンドル

ディレクトリキャッシュ

システムオープンファイルテーブル

ユーザーがファイルテーブルを開く

vnode はメインメモリにのみ存在します i ノードはメイン メモリにロードされ、外部メモリに保存されます。

新しくマウントしたファイルシステムを仮想ファイルシステムに登録し、 メモリマウントテーブルには、各ファイルシステムの情報が含まれています

新しくマウントされたファイル システムは、仮想ファイル システムに関数アドレス リストを提供する必要があります。

ファイルシステムをマウントポイント（親ディレクトリ）にマウントします。

物理ディスクをファイルボリューム（論理ディスク、論理ボリューム）に分割します。

ファイル ボリュームは複数の物理ディスクで構成できます

ファイルボリュームの初期化

フリーリスト方式

フリーリスト方式

ビットマップ方式

グループ連携方法

ディスクブロックです

各セクターの容量は同じで、最も内側のセクターの密度が最も高くなります。

ディスクの各面が磁気ヘッドに対応

すべてのディスク上で同じ相対位置を持つトラックがシリンダーを形成します

シークタイム

送信時間

遅れ

シーク時間に直接影響します

早い者勝ち

検索時間が短い順

スキャンアルゴリズム

見た目アルゴリズム

サイクルスキャン （エレベーター配車）

c-lookアルゴリズム

論理的に隣接するセクターを物理的に分離する

同じセクター内のセクターをずらして配置します (たとえば、セクター 0 とセクター 1 は、他の番号のセクターによって分離されます)。

シリンダー番号-ディスク番号-セクター番号

ヘッドの移動時間の短縮

物理フォーマット

パーティション

論理フォーマット

パソコンの電源を入れると一連の初期化作業が必要になりますが、ブートローダープログラムを実行することで初期化作業が完了します。

完全なブートローダーは、ディスク上の固定の場所にあるディスクの起動ブロック (ブート ブロック) に保存されます。

不良ブロックはハードウェア障害です

シンプルディスクの場合

複雑なディスクの場合

フラッシュメモリベース 電気的に消去可能な ROM (EEPROM) に属する

フラッシュ翻訳レイヤー

記憶媒体

ページ単位で

ブロック単位で

ランダムアクセスをサポート

読み取り速度が速い 書き込み速度が遅い

SSD は機械式ハードドライブよりも読み取りと書き込みが速く、ランダムアクセスが可能です。

SSDは静かでノイズレス

SSD の特定のブロックは、複数回消去すると損傷します。 機械式ハードディスクのセクターは、大量の書き込みによって損傷することはありません

ブロック全体にわたる平均消去操作

動的なウェアレベリング

静的ウェアレベリング

動的よりも静的な方が優れています

データライン、アドレスライン、制御ラインを含む

コントローラーには 1 つ以上のデバイス インターフェイスがあります

機器の制御を実現

ハードウェアの一部です

仮想デバイス技術

専用機器の稼働率向上

CPUの高速性とIOデバイスの低速性の矛盾を緩和

このシステムは、ディスクの固定領域に入力ウェルと出力ウェルの 2 つの領域を開きます。

メモリ内の 2 つのバッファ (入力バッファと出力バッファ) を開きます。

共有プリンター

ユーザーがプログラミングしているデバイスは、実際のデバイスとは何の関係もありません

論理デバイステーブルの管理

エラー制御

設備の割り当てとリサイクル

バッファ管理

IOスケジューリングを実装する

デバイスの保護

プログラムは io システム コールを発行し、プロセスはブロックされて待機します。

プログラムは io システム コールを発行します。システム コールはすぐに返されるため、プロセスはブロックして待機する必要がありません。