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计算机操作系统知识框架
主要介绍Windows、Linux操作系统的进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和现代操作系统。
编辑于2022-07-07 22:20:06
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计算机操作系统
概论
定义和功能
操作系统的定义
操作系统是一组计算机程序的集合，主要用来控制和管理计算机的硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程，向应用程序和用户提供方便、快捷、友好的使用接口。
操作系统的功能
进程管理
存储管理
设备管理
文件管理
网络通信与服务
安全与保护
操作系统的特征
并发性
虚拟性
共享性
随机性
操作系统的发展
手工操作阶段
早期的批处理阶段
多道批处理系统阶段
操作系统的分类
批处理操作系统
分时操作系统
实时操作系统
嵌入式操作系统
个人操作系统
网络操作系统
分布式操作系统
操作系统的接口
程序接口
操作接口
操作系统设计实现方法
开发概述
计算机软件是伴随计算机硬件而诞生的，随着计算机应用范围的扩大，要求软件的功能越来越强，程序也越来越大。操作系统作为一种硬件之上最重要的大型软件系统，其设计、实现技术一方面体现了最新的软件工程思想，另一方面对开发其他软件系统有着非常重要的借鉴意义。
设计与开发特点
与硬件关联
复杂程度高
生产周期长
设计原则
可靠性
方便性
高效性
易维护性
可扩充性
开放性
操作系统的体系结构
无结构
模块化结构
分层结构
客户机-服务器结构
虚拟机结构
面向对象的结构
典型的操作系统概况
Windows系列操作系统
前身是DOS(磁盘操作系统)
Linux系列操作系统
基于Linux内核版本诞生了超过300多个发行版本，常见的有Ubuntu、CentOS、Red Hat Linux、Debian。
Android系列操作系统
安卓是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要用于移动设备。
国产操作系统
华为鸿蒙OS
中标麒麟
统一操作系统UOS
进程管理
概述
进程(Process)，就是正在运行的程序及其占用的系统资源，如CPU(寄存器)、内存、I/O等资源。
程序的运行方式
程序的顺序运行
顺序性
封闭性
可再现性
程序的并发运行
间断性
开放性
不可再现性
程序的并发运行与并行运行
并行是指多个事件在同一时刻发生，而并发是指多个事件在同一时期内发生。显然，并行是并发的特例，程序并行运行的硬件前提是系统中有多个CPU。
进程概念的引入
系统中允许同时运行多个程序时，所谓程序顺序运行的特性将不复存在，程序被载入内存运行时，这个运行体与相应的二进制程序文件不一定维持一一对应的关系，为了更好地描述，引入进程的概念来描述程序的运行，，强调其动态性并正确描述程序的运行状态。
进程的特征与控制
进程的特征
动态性
结构性
独立性
并发性
进程的分类
系统进程，系统进程的优先级高于用户进程
用户进程
进程的状态
三态
就绪状态
阻塞状态
运行状态
五态
新建状态
就绪状态
运行状态
阻塞状态
终止状态
进程控制块
为了描述和控制进程的运行，系统为每个进程定义了一个数据结构--进程控制块(Process Control Block，PCB)
进程控制
进程的控制通常由原语(Primitive)完成。所谓“原语”是指由若干条指令组成，用来实现某个特定功能，在运行过程中不可被中断的程序段。原语是一个不可分割的运行单位，原语的运行不可能是并发的。
进程的互斥和同步
死锁
一组进程均只占有部分所需资源而无法继续执行，陷入阻塞、死等其他进程释放资源的状态，最终这一组进程都陷入永远等待的状态
饥饿
进程被调度程序长期忽视而分配不到CPU运行
互斥
若干进程因相互竞争独占性资源而产生的竞争制约关系称为互斥
同步
为完成共同任务的并发进程，需基于某个条件来协调其运行速度、执行次序而等待、传递信号或消息产生的协作制约关系称为同步。
临界资源
在某段时间内只能允许一个进程使用的资源称为临界资源
临界区
访问临界资源的代码段称为临界区
进程通信
概念
进程通信是进程之间数据的相互交换和信息的相互传递，是一种高级通信机制。
主要的通信机制有
消息传递通信
是指进程之间以不连续的成组方式发送的信息，而消息缓冲区应包含信息发送进程标识、消息接收进程标识、指向下一个消息缓冲区的指针、消息长度、消息正文等。
共享内存通信
基于共享数据结构的通信方式
基于共享存储区的通信方式
管道通信
管道(pipe)是连续读写进程的一个特殊文件，允许进程按FIFO方式传送数据，也能使进程同步执行操作。发送进程以字符流形式把数据送入管道，接收进程从管道中接收数据。
进程调度
功能
进程调度的功能就是按一定的策略，动态的把CPU分配给处于就绪队列的某一项进程执行。
分类
抢占式(剥夺式)
非抢占式(非剥夺式)
原因
正在执行的进程执行完毕
执行中的进程要求I/O操作
执行某种原语操作(如P操作)导致进程阻塞
比正在执行的进程优先级更高的进程进入就绪队列
分配给执行进程的时间片已经用完
调度算法
先来先服务(First-Come First-Served,FCFS)
短作业优先(Shortest-Job-First,SJF)
最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First,SRTF)
高响应比优先(Highest Response Ratio First,HRRF)
优先权(Highest-Priority-First,HPF)
时间片轮转(Round-Ribon,RR)
多级反馈队列(Multilevel-Feed-Queue,MFQ)
多核CPU中的调度
多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个计算引擎(内核/Core)，称为CMP(Chip multi-Processors)结构，其思想是将大规模并行处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同一芯片内，并用高速片内总线互联。操作系统会将每个内核作为分立的逻辑处理器，各个处理器核心并行调度执行不同的进程/线程。通过在多个内核之间划分任务，多核处理器可在特定的时间周期内执行更多的任务。
死锁
概念
如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由该集合中的其中一个进程才能引发的事件，则称一组进程或系统此时发生了死锁。
死锁发生的原因
并发进程对临界资源的竞争
并发进程推进顺序不当
死锁产生的必要条件
互斥条件
请求与保持条件
不剥夺条件
环路等待条件
死锁的避免
银行家算法：通过资源分配算法分析系统是否存在一个并发进程的状态序列，在确定不会造成进程循环等待的情况下，才将资源真正分配给进程，以保证并发进程不会产生死锁。
系统为进程提出约束条件
每个进程必须事先声明其资源需求
每个进程每次提出部分资源申请并获得分配
进程获得所需资源，且执行完毕后，必须及时将所占资源归还系统。
死锁解除方法
重启
重新启动死锁进程，甚至重启操作系统
撤销
撤销死锁进程，回收资源，优先选择占用资源最多或者撤销代价最小的，撤销一个不行就继续选择撤销进程，直至解除死锁
剥夺
剥夺死锁的进程资源再分配，选择原则同“撤销”死锁解除方法
回滚
根据系统保存的检查点，使进程或系统回退到死锁前的状态
线程的基本概念
线程是操作系统进程中能够独立执行的实体(控制流)，是处理器调度和分派的基本单位。线程是进程的组成部分，线程只拥有一些在运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈)，与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
管程的基本概念
管程是一种比信号量机制更先进的进程同步机制。管程的基本思想是：把分散在各进程中的控制和管理临界资源的临界区集中起来统一管理，这样既便于系统管理共享资源，又能保证互斥访问。
管程的特点
模块化
隐蔽性
互斥性
Windows10操作系统线程状态
初始状态
就绪状态
备用状态
运行状态
等待状态
转换状态
终止状态
Linux操作系统进程状态
运行/就绪状态
可中断睡眠状态
不可中断睡眠状态
僵死状态
停止状态
退出状态
内存管理
内存管理概述
内存管理的功能
内存的分配和回收
实现地址转换
内存的共享和保护
内存扩充
计算机存储系统的结构
处理器寄存器和高速缓存、内存储器、外存储器。越往上，存储介质的访问速度越快，价格也越高；越往下，存储介质的存储空间越大。
地址的表示与地址转换
物理地址
程序在物理内存中的实际存储位置称为物理地址，也叫绝对地址，物理地址的总体构成了用户程序实际运行的物理地址空间。
逻辑地址
用户程序中所使用的地址称为逻辑地址，也叫相对地址，一个用户作业目标程序的逻辑地址集合称为该作业的逻辑地址空间。
地址转换
只有把程序和数据的逻辑地址转换为物理地址，程序才能正确运行，该过程称为地址转换或地址重定位。
覆盖与交换技术
覆盖技术
交换技术
分区内存管理
单一连续内存管理
单一连续内存管理适用于单用户单任务操作系统，是最简单的内存管理方式。
固定分区内存管理
固定分区内存管理是预先把可分配的内存空间分割成若干大小固定的连续区域，每个区域的大小可以相同，也可以不同，每个区域称为一个分区。每个分区可以装入且只能装入一个用户作业，这样，分区后的内存中就可以装入多道程序，从而支持多道程序并发设计。
可变分区内存管理
概念
可变分区是指事先不确定分区的大小，也不确定分区的数目。当某一用户作业申请内存时，检查内存中是否有一块能满足该作业的连续存储空间，若有则把这一空间划出一块区域给该用户使用，这种方式称为可变分区内存管理。可变分区克服了固定分区内存利用率低的问题，更适合多道程序环境。
可变分区的内存分配算法
最先适用分配算法
循环首次适用分配算法
最优适用分配算法
最坏适用分配算法
快速适应分配算法
页式存储管理
进程的逻辑地址是A，页面大小是L，页号P=INT[A/L]，页内偏移d=[A]MODL
在进行内存分配时，操作系统为进入内存的每个用户作业建立一张页表，页表用来指出逻辑地址中的页号与内存中物理块号的对应关系。
块号*块长+页内偏移=物理地址
为了提高存取速度，计算机系统中通常都设置一个专用的高速缓冲存储器，用来存放页表的一部分，这种高速缓冲存储器称为相联存储器，存放在相联存储器中的页表称为快表。
段式存储管理
按照程序的逻辑段结构，将一个程序按段为单位来分配内存，一段占用一块连续的内存地址空间，段与段之间不需要连续。
虚拟存储技术
程序的局部性原理
时间局部性
是指如果程序中的某条指令一旦被执行，则不久之后该指令可能再次被执行
空间局部性
一旦程序访问了某个存储单元，则不久之后其附近的存储单元也将被访问
结论
程序的一次性装入内存与全部驻留内存是不必要的
虚拟存储技术的基本思想
将外存作为内存的扩充，作业运行不需要将作业的全部信息放入内存，将暂时不运行的作业信息存放在外存，通过内存与外存之间的对换，使系统逐步将作业信息放入内存，最终达到能够运行整个作业，从逻辑上扩充内存的目的
页面置换算法
概念
请求分页虚拟存储管理规定，当需要从外存调入一个新的页面时，如果此时物理内存无空闲块，系统必须按照一定的算法选择内存中的一些页面调出，并将所需的页面调入内存，这个过程叫页面置换。衡量页面置换算法的重要指标是缺页率。
影响缺页率的因素
进程分得的内存物理块数越多，缺页率越低
划分的页面越大，缺页率越低
如果程序局部性越好，缺页率越低
如果选取的置换算法优，则缺页率低
置换算法
先进先出页面置换算法
最佳页面置换算法
最近最少使用页面置换算法
操作系统的安全与保护
基本概念
系统安全性：是指计算机系统的硬件、软件、数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受破坏、篡改、泄露，从而保证系统连续正常运行。
操作系统安全
可用性
完整性
机密性
操作系统的安全等级
D级：最小保护等级。这一等级只有一个级别
C级：自主保护等级。这一等级分为两个级别(C1和C2)
B级：强制保护等级。这一等级分为三个级别(B1、B2和B3)
A级：验证保护等级。A类安全等级只包含一个安全类别A1
操作系统的安全威胁与保护
安全威胁的类型
硬件威胁
软件威胁
数据威胁
网络通信威胁
被动威胁
消息内容威胁
消息流量分析
主动威胁
伪装
篡改信息
服务拒绝
操作系统保护层次
内存储器的保护
主体标识与验证
访问控制
审计
文件与数据系统的安全保护
操作系统与应用程序的动态保护
对网络通信的安全保护
系统安全的密码技术
数据加密与解密
消息摘要与消息验证码
数字签名与公钥基础设施
针对操作系统的入侵与防范
黑客入侵与防范
黑客概述
伪装者
违法行为者
秘密的用户
黑客入侵预防
口令系统
防火墙
基于对包的IP地址校验的包过滤型技术
通过代理服务器隔离的服务代理型技术
建立状态监视的状态监测型技术
病毒入侵与防范
病毒概述
病毒又称恶意的软件，它专门用来制造破坏目标计算机的软件资源，常常隐藏在合法软件中，或伪造成合法软件，在某些情况下，它通过电子邮件或感染的存储设备将自己传播到其他的计算机中。
分类
陷阱门
是秘密进入程序的入口，用于在没有正常访问授权的情况下获得存取权
逻辑炸弹
逻辑炸弹是嵌入某些合法程序中的代码，满足某项条件时就"爆炸"。
特洛伊木马
特洛伊木马是嵌入一个有用的程序或命令过程中的秘密、潜在的例程，程序的执行会触发该例程的执行，产生非预期的有害后果。
病毒
病毒是靠能够通过修改并感染其他程序的程序，修改的结果包括一个病毒程序的副本，继而可以感染其他程序。
蠕虫
网络蠕虫使用网络连接在系统之间进行传播，一旦在一个系统内部被激活，像计算机病毒一样进行传播，也能植入特洛伊木马程序，进行破坏性活动。
细菌
细菌并不显示地破坏文件，其目的是复制自身，一个细菌程序执行同时生成两个副本或生成两个新文件，每个都是细菌程序的一个副本。
僵尸
僵尸是一个程序，它能秘密地取代另一台能通过Internet连接的计算机，使用该计算机发起攻击，使得难以上溯到僵尸地创建者。
病毒特性
潜伏阶段
传播阶段
触发阶段
执行阶段
病毒类型
寄生病毒
常驻内存病毒
引导扇区病毒
秘密病毒
多形病毒
宏病毒
电子邮件病毒
反病毒的方法
检测
识别
清除
现代操作系统
现代操作系统概述
推动现代操作系统发展的主要因素
计算机硬件的发展
网络的发展
系统安全性需求
软件开发方法的发展
现代操作系统的新特征
多线程
微内核
网络化
高度安全性
网络操作系统
概念
网络操作系统就是利用局域网底层提供的数据传输功能，为高层网络用户提供资源共享等网络服务的系统软件。
功能
较强的系统服务
丰富的应用程序
网络管理服务
对客户端的支持
分布式服务
多处理机操作系统
广义地讲，使用多台计算机协同解决任务的计算机系统都称为多处理机系统，这包括并行多处理机系统、计算机网络、分布式系统和在同一计算机系统内的共享存储器的多处理机(CPU)系统。狭义的多处理机系统专指在同一计算机内共享存储器的多CPU系统。
单CPU多核操作系统
与传统的单核CPU相比，多核CPU带来了更强的并行处理能力、更高的计算密度和更低的时钟频率，并大大减少了散热和功耗。
分布式操作系统与集群
分布式操作系统是由一组独立的计算机系统，经互连网络连接而形成的“单计算机系统”，具有如下特征：分布性、自治性、透明性、统一性
嵌入式操作系统
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序4个部分组成，用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。
虚拟操作系统
虚拟机系统使得一台独立的个人计算机或者服务器可以同时运行多个操作系统。虚拟机管理程序Hypervisor是虚拟化技术的核心。该软件运行于硬件和众多的虚拟机(VM)之间，起到资源管理的作用。虚拟机监视器是一种对物理硬件进行抽象化的软件，其作为客户虚拟机的代理，来请求和消耗物理宿主机上的资源。
移动设备操作系统
移动设备操作系统随着智能手机等设备的快速应用产生，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。当前主流的移动设备操作系统包括Android系统和iOS系统。Android操作系统是一种基于Linux系统的自由及开放源代码的操作系统。
文件系统
概述
文件的概念
在计算机系统中，文件是指存储在外部存储介质上的、由文件名标识的一组相关信息的集合。
文件系统
概述
操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构叫做文件管理。文件系统是指操作系统中与文件管理有关的那部分软件和被管理的文件，以及实现管理所需要的一些数据结构的总体。
功能
实现文件的"按名存取"功能，也叫透明存取功能
实现能够快速定位文件的目录结构，如树形目录
向用户提供一套使用方便、简单的操作命令
管理磁盘、磁带等组成的文件存储器
实现逻辑文件到物理文件的转换
保证文件信息的安全可靠
便于文件的共享
文件的属性
文件物理位置
文件名称
文件拥有者
文件权限
文件类型
文件长度
文件时间
文件的分类
按照文件逻辑结构的不同，可以把文件分为流式文件和记录式文件
按照用途将文件分为系统文件、库文件、用户文件
按照性质可以把文件分为普通文件、目录文件、特殊文件
按照保护级别将文件分为只读文件、只写文件、可读可写文件、可执行文件、不保护文件
按照文件数据的形式可以分为源文件、目标文件、可执行文件
按照保存期限可以分为临时文件和永久文件
文件的使用
文件创建
文件删除
文件截断
文件读
文件写
文件的读写定位
文件打开
文件关闭
文件的组织
文件的逻辑结构
流式文件
流式文件指文件内的数据不组成记录，只是依次的一串信息集合，如字节流或字符流，也可以看成是无结构或只有一个记录的记录式文件，所以也称无结构文件。字节或字符是访问流式文件的基本单位。流式文件有文本文件、源程序文件、可执行文件等二进制文件、ASCII文件、库函数文件等。
记录式文件
概述
记录式文件是一种有结构的文件，指文件中的数据由若干条定长或不定长的记录构成，每条记录又由若干数据项构成。记录是记录式文件存取的基本单位，顺序访问时文件读写指针每次步进一条记录长度。
分类
顺序文件
顺序存取
只要在系统中分别设置读写指针Rptr和Wptr，读完或写完一条记录后，修改该指针指向下一条记录。
直接存取(随机存取)
主要适用于定长记录的顺序文件，因为在这种文件中，任何记录的位置都很容易通过记录长度计算出来。对定长记录的顺序文件实现直接存取可以通过两种方式：通过文件中记录的位置的方式、利用关键字的方式。
索引文件
按照关键字建立索引表。优点：通过建立索引极大的提高了对文件的查找速度。 缺点：除了主文件外还需配置一张索引表，而且每个记录都要有一个索引项，存储开销变大，增删记录时还需要修改索引表。
索引顺序文件
索引文件查找效率提高了，但是索引表本身增加了空间开销，特别当记录很多时，索引表也占用很大的空间。索引顺序文件是顺序文件和索引文件相结合的产物。 优点：索引表占用空间小，同时查找效率比顺序文件又高，因此在文件记录比较多时采用顺序索引文件比较适合。
文件的物理结构
连续文件
连续文件是基于磁带设备的最简单的物理结构，也适合其他各种外存设备。是指把一个逻辑上连续的文件信息存放在依次相邻的物理块中的组织形式。
链接文件
链接文件就是通过每个物理块上的连接指针将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表的组织形式，实现离散分配。这种外存的分配方式叫链接分配。
索引文件
索引结构是实现非连续分配的另一种方法，这种分配方法也称索引分配，适用于数据记录保存在磁盘上的文件。
为了提高大文件的查找速度，可以为这些一级索引块再建立一个索引，称为二级索引，即系统再分配一个盘块记录一级索引块的块号。如果文件再大，可以建立三级索引、四级索引，以此类推。
直接文件
利用哈希函数直接建立逻辑记录的关键字与其物理地址对应关系的文件组织形式叫做直接文件 优点：记录在介质上不需要按序存放，因为它能根据关键字直接计算出物理地址，所以最适合直接存取；相对于索引文件，它不需要索引，节省了索引存储空间和索引查找时间。 缺点：需要解决冲突问题。
文件的存取方法
顺序存取
按照记录的排列顺序或字符的先后顺序逐个存取的方法叫做顺序存取
直接存取
根据需要任意存取文件中的记录或物理块的方法叫做直接存取，也叫随机存取
按键存取
按键存取可以看作直接存取的一种特例，它是指按给定的键值存取对应的记录
文件目录
目录管理的任务
对大量的文件实施有效的管理
实现"按名存取"
提高对目录的检索速度
支持文件共享和文件重名
文件目录的基本概念
文件控制块
为了能对文件进行正确的存取，必须为文件设置用于描述和控制文件的数据结构，称为文件控制块(File Control Block,FCB)
文件目录和目录文件
为了加快文件的查找速度，通常把FCB集中起来进行管理，文件控制块的有序集合称为文件目录，即一个文件控制块就是一个文件目录项。文件目录也是以文件的形式保存在外存上的，这就形成了目录文件。
目录文件的组织
FCB线性表
索引节点
哈希表组织
目录的结构
单级目录
单级目录结构最为简单，在整个文件系统中仅建立和维护一张总的目录表，系统中所有文件都在该表中占有一项。 优点：实现简单 缺点：不允许文件重名；文件查找速度慢；不便于实现文件共享
二级目录
二级目录可以解决文件重名，即把系统中的目录分为一个主文件目录和多个用户文件目录 优点：提高了文件检索速度；部分地允许文件重名 缺点：对同一用户，也不能有两个同名的文件存在，限制了文件的共享。
二级目录加以扩展就形成了多级层次目录，也称树形目录，可以明显地提高对目录的检索速度和文件系统的性能。 优点：既可方便用户查找文件，又可把不同类型和不同用途的文件分类；允许文件重名；利用多级层次结构关系，可以更方便地制定保护文件的存取权限，有利于文件的保护。 缺点：不能直接支持文件或目录的共享，因为每个文件只能有一个父目录。
图状目录结构
为了使文件或目录可以被不同的目录所共享，对多级层次目录结构进行扩展，形成图状目录结构。Linux系统支持多父目录，但其中一个是主父目录，它是文件的拥有者，且文件被物理地存储在此目录下，其他父目录通过link方式来链接和引用文件。Windows系统实现被称为"快捷方式"的多父目录链接，“快捷方式”是一些指向可以在不同文件夹和菜单之间任意复制和移动的文件及文件夹的指针，删除“快捷方式”就是删除其所对应的指针。
目录的检索
目录的检索是文件系统一项重要的工作，也是实现按名存取的重要基础。在采用树状目录结构的文件系统中，要根据用户提供的文件路径名，从根目录或当前目录开始，逐级查找路径名中的各子目录名，用它们作为索引，逐层搜索各个目录文件，最后找到匹配的文件目录项。
文件目录操作
创建目录
删除目录
改变目录
检索目录
移动目录
链接操作
打开目录
关闭目录
设备管理
设备管理概述
设备分类
按服务功能分类
存储类设备
输入输出类设备
通信类设备
按每次信息交换的单位分类
字符设备
块设备
按使用特征分类
独占设备
共享设备
虚拟设备
设备管理的目标、功能
目标
提高使用效率
提供便捷的界面
功能
设备的分配和回收
缓冲区管理
设备控制和中断处理
实现虚拟设备
设备控制方法
查询方式
中断方式
DMA方式(直接内存存取)
通道方式
缓冲技术
概念
缓冲技术作为一种缓和机制，主要用来解决速度不匹配的问题，在现实世界中应用很广。
作用
改善中央处理器与外部设备之间速度不匹配的矛盾，提高CPU和I/O设备的并行性
减少I/O对CPU的中断次数和放宽对CPU的中断响应时间的要求
缓冲技术还能协调逻辑记录大小与物理记录大小不一致的问题
分类
按个数
单缓冲
双缓冲
多缓冲
按结构
环形缓冲
缓冲池
输入输出软件
目标是改善输入输出类设备的效率，实现统一标准的输入输出设备管理方式
中断处理程序：凡涉及输入输出设备开始、结束或者异常时，一般都会发生中断信号。
设备分配和回收
操作系统为了能够统一管理和统一分配，需要掌握设备的所有相关信息，包括系统设备表、设备控制表、控制器控制表、通信控制表。
设备分配策略
独占设备
把一台设备固定的分配给一个用户或进程，直到它运行结束
共享设备
指设备可以在多个用户(或进程)间"交替"使用，即一个进程需要时，便申请它，获得后使用它，用完就释放它。
虚拟设备
就是利用快速、共享设备(如磁盘)把慢速、独占设备模拟成为同类物理设备。
SPOOLing技术
为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性之间的矛盾而引入脱机输入输出技术，该技术是利用专门的外围控制机，实现低速I/O设备与高速磁盘的数据传输。