計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第三版)考試重點(diǎn)復(fù)習(xí)資料-個(gè)人總結(jié)版(共13頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上OS概念：OS是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作原理以及方程用戶(hù)的功能的集合。OS目標(biāo)：1有效性；2方便性；3可擴(kuò)充性；4開(kāi)放性。OS作用：1 OS作為用戶(hù)與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；2 OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者；3 OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。OS特征：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。OS功能：1 處理機(jī)管理：作業(yè)和進(jìn)程調(diào)度；2 存儲(chǔ)器管理：內(nèi)存分配，地址映射，內(nèi)存保護(hù)，內(nèi)存擴(kuò)充；3 設(shè)備管理：緩沖區(qū)管理，設(shè)備分配，設(shè)備驅(qū)動(dòng)，設(shè)備無(wú)關(guān)性；4 文件管理：文件存儲(chǔ)空間的管理，文件操作的一般管理，目錄管理，文件的

2、存取控制；5 OS與用戶(hù)之間的接口：程序接口，用戶(hù)接口，聯(lián)機(jī)接口，脫機(jī)接口，圖形接口；多道批處理系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量大；缺點(diǎn)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)交互能力。分時(shí)系統(tǒng)概念：將一臺(tái)計(jì)算機(jī)很好的提供給多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用，提高計(jì)算機(jī)的利用率。實(shí)時(shí)系統(tǒng)概念：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以立即對(duì)用戶(hù)程序要求或者外部信號(hào)作出反應(yīng)的系統(tǒng)，它可以分為硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的比較(及時(shí)性、交互性、可靠性、多路性、獨(dú)立性)：1 及時(shí)性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類(lèi)似，都是以人所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定；而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，是以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來(lái)確定的，一般

3、為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于100微妙。2 交互性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)中某些特定的專(zhuān)用服務(wù)程序。不像分時(shí)系統(tǒng)那樣能向終端用戶(hù)提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。3 可靠性：分時(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)難性后果，所以在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。進(jìn)程的概念：是可并發(fā)執(zhí)行的具有一定功能的程序段，在給定數(shù)據(jù)機(jī)上的一次執(zhí)行過(guò)程。進(jìn)程的引入：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。進(jìn)程

4、的基本狀態(tài)：就緒、執(zhí)行、阻塞。進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換：1 緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到CPU資源；2 執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時(shí)間片用完；3 執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請(qǐng)求；4 阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/O完成。進(jìn)程的同步和互斥：是指進(jìn)程在推進(jìn)時(shí)的相互制約關(guān)系，在多道系統(tǒng)中，由于資源共享與進(jìn)程合作，這種進(jìn)程間的制約成為了可能。進(jìn)程的同步：主要源于進(jìn)程合作，是進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。為進(jìn)程之間的直接制約關(guān)系。再多道環(huán)境下，這種進(jìn)程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)是必不可少的。進(jìn)程的互斥：主要源于資源共享，市進(jìn)程之間簡(jiǎn)介制約關(guān)系。再多得到系統(tǒng)中每次只允許一個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)的自愿成為臨界資源，進(jìn)程互斥就

5、是保證每一次只有一個(gè)進(jìn)程使用臨界資源。線(xiàn)程的概念：在操作系統(tǒng)中引入線(xiàn)程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo)，使OS具有更好的并發(fā)性，提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位，而線(xiàn)程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。PCB(Process Control Block進(jìn)程控制塊的概念)：PCB是為了描述和控制進(jìn)程的運(yùn)行系統(tǒng)，為每個(gè)進(jìn)程定義的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的一部分，也是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。PCB 的作用，為什么PCB 是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志：PCB 是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作用是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的

6、基本單位，成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。OS是根據(jù)PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。進(jìn)程和程序的比較：1 動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷(xiāo)而消亡。進(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實(shí)體。2 并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是OS 的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。3 獨(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，不能作為獨(dú)立單位參加運(yùn)行。進(jìn)程和線(xiàn)程的比較：1 調(diào)度性：線(xiàn)程在OS 中

7、作為調(diào)度和分派的基本單位，進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。2 并發(fā)性：進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線(xiàn)程也可并發(fā)執(zhí)行。3 擁有資源：進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位，線(xiàn)程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪(fǎng)問(wèn)隸屬進(jìn)程的資源。4 系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)：操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開(kāi)銷(xiāo)顯著大于線(xiàn)程。信號(hào)量的概念：表明資源可以提供給進(jìn)城使用的量，他是一個(gè)整型值。計(jì)數(shù)信號(hào)量S的物理含義：S>0：表示有n個(gè)可利用的資源。S<0：表示有n個(gè)被阻塞的資源。S=0：表示資源正在使用。動(dòng)態(tài)重定位：是指在程序執(zhí)行過(guò)程中，每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)指令或數(shù)據(jù)時(shí)，要將訪(fǎng)問(wèn)的邏輯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為物理地址。高級(jí)調(diào)度

8、的任務(wù)：高級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級(jí)調(diào)度的任務(wù)：低級(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息，按某種算法先取進(jìn)程，再把處理器分配給進(jìn)程。低級(jí)調(diào)度的功能：1 保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息；2 按某種算法選取進(jìn)程；3 把處理機(jī)分配給進(jìn)程。引入中級(jí)調(diào)度的目的：引入中級(jí)調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進(jìn)程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。死鎖的概念：死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局，當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。死鎖的原因：1 競(jìng)爭(zhēng)資源；

9、2 進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。死鎖的必要條件：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。死鎖的處理方法：預(yù)防、避免、檢測(cè)、解除。虛擬存儲(chǔ)器的概念：是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能呢個(gè)從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)系統(tǒng)。虛擬存儲(chǔ)器的特征：離散性、多次性、對(duì)換性和虛擬性。最本質(zhì)的是離散性，最重要的是虛擬性。虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方法：1 在分頁(yè)請(qǐng)求系統(tǒng)中是在分頁(yè)的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)頁(yè)功能和頁(yè)面置換功能所形成的頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)頁(yè)面的程序(及數(shù)據(jù))，便啟動(dòng)運(yùn)行。2 在請(qǐng)求分段系統(tǒng)中是在分段系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)段及分段置換功能后形成的段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)段(而非所有

10、段)的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，即可啟動(dòng)運(yùn)行。為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？在程序執(zhí)行過(guò)程中，每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)指令或數(shù)據(jù)時(shí)，將要訪(fǎng)問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，引入了動(dòng)態(tài)重定位；具體實(shí)現(xiàn)方法是在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位寄存器，用來(lái)裝入程序在內(nèi)存中的起始地址，程序執(zhí)行時(shí)，真正訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加之和，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重定位。抖動(dòng)：是指頁(yè)面在內(nèi)存和外村之間頻繁的調(diào)入調(diào)出引起的。緩沖區(qū)：緩沖區(qū)是為了協(xié)調(diào)處理機(jī)的高速度和外部設(shè)備的低速度之間的區(qū)大差距而在內(nèi)存中開(kāi)辟的一個(gè)區(qū)域。緩沖技術(shù)：緩沖技術(shù)是為了協(xié)調(diào)吞吐速度相差很大的設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳送的工作，在這兩種設(shè)備之間不直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，而是

11、在內(nèi)存中專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域作為中間環(huán)節(jié)，這種技術(shù)就叫做緩沖技術(shù)。引入緩沖的原因：1 緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾；2 減少對(duì)CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制；3 提高CPU與I/O設(shè)備之間的并行性。設(shè)備管理中采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：設(shè)備控制表、控制器控制表、通道控制表、系統(tǒng)設(shè)備。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的概念：又稱(chēng)為設(shè)備處理程序，是I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序，因?yàn)樗偸且赃M(jìn)程的形式存在，所以也稱(chēng)為設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)程。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能：1 將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求；2 檢查用戶(hù)I/O請(qǐng)求合法性，了解I/O 設(shè)備狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備工作方式；3 發(fā)出I/O 命令，啟動(dòng)分配

12、到的I/O設(shè)備，完成指定I/O 操作；4 及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求，根據(jù)中斷類(lèi)型調(diào)用相應(yīng)中斷處理程序處理；5 對(duì)于有通道的計(jì)算機(jī)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)該根據(jù)用戶(hù) I/O 請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。SPOOLing技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1 提高了I/O的速度；2 將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備；3 實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。文件結(jié)構(gòu)：1 邏輯結(jié)構(gòu)(記錄式、流式)；2 物理結(jié)構(gòu)(順序、索引、鏈接)。目錄的概念：OS要求對(duì)文件能夠?qū)崿F(xiàn)按名存取，這就需要把文件名到文件的物理地址的映射關(guān)系存在于文件目錄中。為此，系統(tǒng)為每一個(gè)文件設(shè)置了一個(gè)文件控制塊。文件目錄就是這些控制塊的有效集合。多級(jí)目錄的優(yōu)點(diǎn)：查詢(xún)速度快、層次結(jié)構(gòu)清晰、

13、文件管理和保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)。周期時(shí)間=完成時(shí)間-到達(dá)時(shí)間帶權(quán)周期時(shí)間=周轉(zhuǎn)時(shí)間/服務(wù)時(shí)間。通道又稱(chēng)I/O處理機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)（CPU和外設(shè)）之間信息的傳輸。實(shí)時(shí)系統(tǒng)按應(yīng)用需求可分為：實(shí)時(shí)控制；實(shí)時(shí)信息處理；進(jìn)程的影響：使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。進(jìn)程的基本屬性：1 進(jìn)程是一個(gè)可擁有資源的獨(dú)立單位；2 進(jìn)程同時(shí)又是一個(gè)可獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。線(xiàn)程的屬性：1 輕型實(shí)體；2 獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位；3 可并發(fā)執(zhí)行；4 共享進(jìn)程資源。磁盤(pán)的類(lèi)型：固定頭磁盤(pán)和移動(dòng)頭磁盤(pán)。文件：是具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。文件系統(tǒng)：又被管理的文件，操作系統(tǒng)中管理文件的軟件和相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的一個(gè)系統(tǒng)。邏輯文件：是物理

14、文件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的一種視圖方式，不包含具體數(shù)據(jù)，僅包含物理文件中數(shù)據(jù)的索引。物理文件：又稱(chēng)文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式。目錄的要求：實(shí)現(xiàn)按名存取、提高檢索目錄的速度、文件共享、允許文件重名。目錄結(jié)構(gòu)：?jiǎn)渭?jí)目錄、兩級(jí)目錄和多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。執(zhí)行進(jìn)程調(diào)度：通常是發(fā)生某個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程或者即應(yīng)運(yùn)行完畢、或者隱沒(méi)種原因進(jìn)入了等待隊(duì)列時(shí)，CPU可以為下一個(gè)進(jìn)程提供服務(wù)，另外，有較高優(yōu)先級(jí)進(jìn)行進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，這種方式成為可剝奪方式。為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備：對(duì)換空間的管理、進(jìn)程的換出、進(jìn)程的換入。進(jìn)程為單位對(duì)換時(shí)每次都將整個(gè)進(jìn)程換出是為了解決內(nèi)存緊張的問(wèn)題，提高內(nèi)存的利用率。臨界區(qū)是一段程序。實(shí)現(xiàn)

15、多道批處理系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題：1 處理機(jī)管理問(wèn)題；2 內(nèi)存管理問(wèn)題；3 I/O設(shè)備管理問(wèn)題；4 文件管理問(wèn)題；5 作業(yè)管理問(wèn)題。多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ? 不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率；2 方便用戶(hù)；3 器件的不斷更新?lián)Q代；4 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。對(duì)信號(hào)量的操作分為P(減)V(加)，這些操作叫做原語(yǔ)。原語(yǔ)是不可再分的操作，在對(duì)信號(hào)量的操作中，與每個(gè)信號(hào)量相對(duì)應(yīng)的是一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列中存儲(chǔ)的是排隊(duì)等待使用這個(gè)資源的進(jìn)程。引入信號(hào)量、隊(duì)列、以及P、V操作的目的是為了解決進(jìn)程間互斥和同步問(wèn)題。引入分段存儲(chǔ)管理的目標(biāo)：1 方便了編程；2 實(shí)現(xiàn)了分段共享；3 實(shí)現(xiàn)了分段保護(hù)；4 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)鏈

16、接；5 實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。分頁(yè)存儲(chǔ)管理需要的支持：動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。分段和分頁(yè)存儲(chǔ)管理的區(qū)別：頁(yè)是信息的物理單位，分頁(yè)是為了實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外部零頭，提高內(nèi)存利用率。段則是信息的邏輯單位，它含有一組相對(duì)完整的信息。2 頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分，是由機(jī)械硬件實(shí)現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的的頁(yè)面；而段的長(zhǎng)度卻不固定，決定于用戶(hù)所編寫(xiě)的程序，通常由編譯程序在對(duì)原程序進(jìn)行編譯時(shí)，根據(jù)信息的性質(zhì)來(lái)劃分。3 分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的，而分段作業(yè)地址空間則是二維的。I/O控制方式的特點(diǎn)：1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇菙?shù)據(jù)

17、塊，即在CPU與I/O設(shè)備之間，每次傳送至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊；2 所傳頌的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接送入內(nèi)存的，或者相反；3 盡在傳送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，才需CPU干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制下完成的。設(shè)備處理方式：1 為每一類(lèi)設(shè)備設(shè)置一個(gè)過(guò)程，專(zhuān)門(mén)用于執(zhí)行這類(lèi)設(shè)備的I/O操作；2 在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)I/O進(jìn)程，專(zhuān)門(mén)用于執(zhí)行系統(tǒng)中所有的各類(lèi)設(shè)備的I/O操作；3 不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的設(shè)備處理進(jìn)程，而只是為各類(lèi)設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的折本處理程序，供用戶(hù)進(jìn)程或系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)用。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)：1 是請(qǐng)求I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器間的一個(gè)通信程序；2 驅(qū)動(dòng)程序與I/O設(shè)備的特性緊密相關(guān)；3 驅(qū)動(dòng)程序與I/O控制方式

18、緊密相關(guān)；4 驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)，部分程序用匯編語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)，基本部分往往固化在ROM中。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的處理過(guò)程：1 將抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求；2 檢查I/O請(qǐng)求的合法性；3 讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài)；4 傳送必要的參數(shù)；5 工作方式的設(shè)置；6 啟動(dòng)I/O設(shè)備。SPOOLing系統(tǒng)的組成：SPOOLing系統(tǒng)由輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程 SPi和輸出進(jìn)程SPo三部分組成。磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間：磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間由尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr、傳輸時(shí)間Tt 三部分組成。1 Ts 是啟動(dòng)磁臂時(shí)間s 與磁頭移動(dòng)n條磁道的時(shí)間和，即Ts = m × n + s。2 Tr是指定扇區(qū)移動(dòng)到

19、磁頭下面所經(jīng)歷的時(shí)間。硬盤(pán)15000r/min時(shí)Tr為2ms；軟盤(pán)300或600r/min時(shí)Tr為50100ms。3 Tt 是指數(shù)據(jù)從磁盤(pán)讀出或向磁盤(pán)寫(xiě)入經(jīng)歷的時(shí)間。Tt 的大小與每次讀/寫(xiě)的字節(jié)數(shù)b和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：Tt = b/rN。單道批處理系統(tǒng)的特征：自動(dòng)性、順序性、單道性。分時(shí)系統(tǒng)特點(diǎn)：多路性、交互性、及時(shí)性、獨(dú)占性、。實(shí)時(shí)系統(tǒng)特點(diǎn)：有嚴(yán)格的時(shí)間限制，每一個(gè)信息的接受、分析處理和發(fā)送的過(guò)程必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS中，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)汁技術(shù)。微內(nèi)核技術(shù)的概念：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次中去運(yùn)行，而留下一個(gè)盡量小的內(nèi)核，用它來(lái)完成操作系統(tǒng)最基本的核

20、心功能，稱(chēng)這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。微內(nèi)核技術(shù)的功能：在微內(nèi)核中通常提供了進(jìn)程管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理等功能。引起進(jìn)程創(chuàng)建的事件：用戶(hù)登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請(qǐng)求。引起進(jìn)程撤銷(xiāo)事件：正常結(jié)束、異常結(jié)束、外界干預(yù)。處理機(jī)調(diào)度的層次：1 高級(jí)調(diào)度(作業(yè)/長(zhǎng)程調(diào)度)；2 低級(jí)調(diào)度(進(jìn)程/短程調(diào)度)；3 中級(jí)調(diào)度(中程調(diào)度)。作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流的概念：1 作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說(shuō)明書(shū)。系統(tǒng)根據(jù)該說(shuō)明書(shū)對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。2 作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過(guò)若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序加工的步驟。3 作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)

21、入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。調(diào)度算法的采用：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法。分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。按調(diào)度方式實(shí)時(shí)調(diào)度算法分類(lèi)：可分為非搶占式和搶占式兩種算法。而非搶占式算法又分為非搶占式輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先調(diào)度算法；搶占式調(diào)度算法又分為基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先權(quán)和立即搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。連續(xù)分配方式：1 單一連續(xù)分配(這是最簡(jiǎn)單的一種存儲(chǔ)管理方式，但只能用于單用戶(hù)、單任務(wù)的操作系統(tǒng)中)；2 固定分區(qū)

22、分配(劃分分區(qū)的方法有：分區(qū)大小相等和不等兩種)；3 動(dòng)態(tài)分區(qū)分配(分區(qū)分配算法：首次/循環(huán)首次/最佳/最壞/快捷適應(yīng)算法first/next/best/worst/quick fit)。分頁(yè)(段)存儲(chǔ)管理的概念：講一個(gè)進(jìn)程直接分散的裝入到許多不相鄰接的分區(qū)中，即離散分配的方式，如果離散分配飛基本單位是頁(yè)(段)則稱(chēng)為分頁(yè)(段)存儲(chǔ)管理方式。請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)的常用哪頁(yè)面置換算法：最佳(Optimal)、先進(jìn)先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)、Clock、最少使用(LFU)、頁(yè)面緩沖(PBA)置換算法。I/O控制方式的種類(lèi)和應(yīng)用：1 程序I/O 方式：早期計(jì)算機(jī)無(wú)中斷機(jī)構(gòu)，處理機(jī)對(duì)I/O設(shè)備的

23、控制采用程序I/O方式或稱(chēng)忙等的方式。2 中斷驅(qū)動(dòng)I/O 控制方式：適用于有中斷機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。3 直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)(DMA)I/O 控制方式：適用于具有DMA控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。4 I/O 通道控制方式：具有通道程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。為何要引入設(shè)備獨(dú)立性？現(xiàn)代操作系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，都實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性或設(shè)備無(wú)關(guān)性?；竞x是應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備，應(yīng)用程序以邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類(lèi)設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：1 設(shè)備分配時(shí)的靈活性；2 易于實(shí)現(xiàn)I/O 重定向。如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性，應(yīng)引入邏輯設(shè)備和物理設(shè)備概念。在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類(lèi)設(shè)備；系統(tǒng)

24、執(zhí)行時(shí)是使用物理設(shè)備名。鑒于驅(qū)動(dòng)程序是與硬件或設(shè)備緊密相關(guān)的軟件，必須在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件，執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作、完成邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的轉(zhuǎn)換(為此應(yīng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表)并向用戶(hù)層軟件提供統(tǒng)一接口，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性。設(shè)備虛擬：設(shè)備虛擬是指把獨(dú)占設(shè)備經(jīng)過(guò)某種技術(shù)處理改造成虛擬設(shè)備。實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬所需技術(shù)：可虛擬設(shè)備是指一臺(tái)物理設(shè)備在采用虛擬技術(shù)后，可變成多臺(tái)邏輯上的虛擬設(shè)備，則可虛擬設(shè)備是可共享的設(shè)備，將它同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用，并對(duì)這些訪(fǎng)問(wèn)該物理設(shè)備的先后次序進(jìn)行控制。磁盤(pán)調(diào)度算法的種類(lèi)和問(wèn)題：1 先來(lái)先服務(wù)算法優(yōu)先考慮進(jìn)程請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)的先后次序；2 最短尋道時(shí)間優(yōu)先算

25、法優(yōu)先考慮要求訪(fǎng)問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁頭所在磁道距離是否最近；3 掃描算法考慮欲訪(fǎng)問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁道間的距離，更優(yōu)先考慮磁頭當(dāng)前的移動(dòng)方向。文件系統(tǒng)模型的基本內(nèi)容：第一層：對(duì)象及其屬性說(shuō)明；第二層：對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合；第三層：文件系統(tǒng)接口。對(duì)空閑磁盤(pán)空間的管理分配方式：空閑表法、空閑鏈表法、位示圖法、成組鏈接法。UNIX系統(tǒng)采用的是成組鏈接法。進(jìn)程P1、P2、P3、P4：是安全狀態(tài)，安全序列為：<3214><3241><3412><3421>；不能實(shí)施分配，因?yàn)槭Ｓ噘Y源不足。五 問(wèn)答題 1在單處理機(jī)環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式，是如何實(shí)現(xiàn)的？

26、1. 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。2.設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種？分別簡(jiǎn)述如何實(shí)現(xiàn)的。2. 程序直接控制：由用戶(hù)進(jìn)程來(lái)直接控制內(nèi)存或CPU和外設(shè)間的信息傳送。中斷方式：進(jìn)程通過(guò)CPU發(fā)出指令啟動(dòng)外設(shè)，該進(jìn)程阻塞。當(dāng)輸入完成時(shí)，I/O控制器通過(guò)中斷請(qǐng)求線(xiàn)向CPU發(fā)出中斷信號(hào)，CPU進(jìn)行中斷處理。DMA方式：在外設(shè)和內(nèi)存之間開(kāi)辟直接的數(shù)據(jù)交換通

27、路。通道控制方式：CPU發(fā)出啟動(dòng)指令，指出通道相應(yīng)的操作和I/O 設(shè)備，該指令就可啟動(dòng)通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。3.簡(jiǎn)述進(jìn)程的幾種狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因，以及相關(guān)的操作原語(yǔ)。3. 進(jìn)程的基本狀態(tài)有：新、就緒，阻塞，執(zhí)行、掛起和終止六種。新到就緒：交換，創(chuàng)建原語(yǔ) 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到阻塞：I/O請(qǐng)求，阻塞原語(yǔ)阻塞到就緒：I/O完成，喚醒原語(yǔ)執(zhí)行到就緒：時(shí)間片完阻塞到掛起：掛起原語(yǔ)掛起到就緒：?jiǎn)拘言Z(yǔ) 執(zhí)行到終止：進(jìn)程執(zhí)行完畢4.什么是段式存儲(chǔ)管理？它從邏輯地址到物理地址是怎么變換的？4.把程序按內(nèi)容或構(gòu)成關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個(gè)用戶(hù)作業(yè)或進(jìn)程包含的段對(duì)

28、應(yīng)于一個(gè)二維虛擬儲(chǔ)存器。以段為單位分配內(nèi)存，然后通過(guò)地址映射機(jī)構(gòu)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。只將那些經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的段駐留內(nèi)存，其他的段放在外存，待需要時(shí)自動(dòng)調(diào)入。地址變換過(guò)程：由虛地址中的段號(hào)為索引，查段表。找出該段在內(nèi)存的起始地址，并將其和段內(nèi)地址相加，從而得到物理地址。5.什么是請(qǐng)求頁(yè)式管理？能滿(mǎn)足用戶(hù)哪些需要？答：請(qǐng)求頁(yè)式管理的基本原理是將邏輯地址空間分成大小相同的頁(yè)，將存儲(chǔ)地址空間分塊，頁(yè)和塊的大小相等，通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行管理。頁(yè)式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)位移量。頁(yè)表包括頁(yè)號(hào)和塊號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)，它們一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)邏輯空間的頁(yè)號(hào)，查找頁(yè)表對(duì)應(yīng)項(xiàng)找到對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，塊號(hào)乘以塊長(zhǎng)，加上位移量就形成存儲(chǔ)空間的物

29、理地址。每個(gè)作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。此外，頁(yè)表中還包括特征位（指示該頁(yè)面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁(yè)的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過(guò)）等。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要確定某一頁(yè)是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁(yè)未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，以裝入所需的頁(yè)。頁(yè)式存儲(chǔ)管理將不常用的頁(yè)面調(diào)出內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率高；虛擬的容量大，用戶(hù)不必?fù)?dān)心內(nèi)存不夠；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效地解決了“碎片”問(wèn)題。6在段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，不同進(jìn)程之間是如何實(shí)現(xiàn)程序共享的？6.在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)段表，用戶(hù)段表指向系統(tǒng)段表，系統(tǒng)段表內(nèi)有當(dāng)前共

30、享的用戶(hù)數(shù)。當(dāng)用戶(hù)進(jìn)程調(diào)入一個(gè)程序段之前，先查找系統(tǒng)段表，如果所需段存在，則將共享用戶(hù)數(shù)加一，在將此段登記在用戶(hù)進(jìn)程段表中。當(dāng)進(jìn)程退出時(shí)，共享計(jì)數(shù)減一，最后一個(gè)用戶(hù)刪除共享代碼段。7.試比較內(nèi)存管理和外存管理的異同點(diǎn).答：主要任務(wù)：內(nèi)存管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行，提供良好的環(huán)境；而外存管理的主要任務(wù)則是為文件提供存儲(chǔ)空間?；竟δ埽簝?nèi)存管理的基本功能包含了內(nèi)存空間的分配、回收、內(nèi)存保護(hù)、對(duì)換、內(nèi)存擴(kuò)充等方面；而對(duì)外存管理的基本功能則只是對(duì)外存空間的分配和回收。分配方式：它們都可采用連續(xù)分配或離散分配方式，且都以離散分配方式為主。分配算法或機(jī)制：對(duì)于連續(xù)分配方式，內(nèi)存與外存管理中的分配和回

31、收算法類(lèi)似，主要有首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法等；在離散分配方式中，兩者采用的機(jī)制不同，內(nèi)存管理主要是利用頁(yè)（段）表；而在外存管理中，則主要利用文件分配表FAT。8.SPOOLing的含義是什么？試述SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn)、功能以及控制過(guò)程。答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部設(shè)備聯(lián)機(jī)并行操作）的縮寫(xiě)，它是關(guān)于慢速字符設(shè)備如何與計(jì)算機(jī)主機(jī)交換信息的一種技術(shù)，通常稱(chēng)為“假脫機(jī)技術(shù)”。SPOOLing技術(shù)是在通道技術(shù)和多道程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它由主機(jī)和相應(yīng)的通道共同承擔(dān)作業(yè)的輸入輸出工作，利用磁盤(pán)作為后援存儲(chǔ)器，

32、實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作。SPOOLing系統(tǒng)由專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)I/O的常駐內(nèi)存的進(jìn)程以及輸入井、輸出井組成；它將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。9在生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中，能否將生產(chǎn)者進(jìn)程的wait(empty)和wait(mutex)語(yǔ)句互換，為什么？不能。（2分）因?yàn)檫@樣可能導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖。當(dāng)系統(tǒng)中沒(méi)有空緩沖時(shí)，生產(chǎn)者進(jìn)程的wait(mutex)操作獲取了緩沖隊(duì)列的控制權(quán)，而wait(empty) 導(dǎo)致生產(chǎn)者進(jìn)程阻塞，這時(shí)消費(fèi)者進(jìn)程也無(wú)法執(zhí)行。（3分）10進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？這些狀態(tài)之間是如何轉(zhuǎn)換的？進(jìn)程的基本狀態(tài)有：就緒，阻塞，執(zhí)行三種。（2分） 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到就緒：時(shí)間

33、片完 執(zhí)行到阻塞：I/O請(qǐng)求或等待事件發(fā)生 阻塞到就緒：I/O完成或事件已發(fā)生 （3分）1在單處理機(jī)環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式，是如何實(shí)現(xiàn)的？1. 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。2.設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種？分別簡(jiǎn)述如何實(shí)現(xiàn)的。2. 程序直接控制：由用戶(hù)進(jìn)程來(lái)直接控制內(nèi)存或CPU和外設(shè)間的信息傳送。中斷方式：進(jìn)程通過(guò)CPU發(fā)出指令啟動(dòng)外

34、設(shè)，該進(jìn)程阻塞。當(dāng)輸入完成時(shí)，I/O控制器通過(guò)中斷請(qǐng)求線(xiàn)向CPU發(fā)出中斷信號(hào)，CPU進(jìn)行中斷處理。DMA方式：在外設(shè)和內(nèi)存之間開(kāi)辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。通道控制方式：CPU發(fā)出啟動(dòng)指令，指出通道相應(yīng)的操作和I/O 設(shè)備，該指令就可啟動(dòng)通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。3.簡(jiǎn)述進(jìn)程的幾種狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因，以及相關(guān)的操作原語(yǔ)。3. 進(jìn)程的基本狀態(tài)有：新、就緒，阻塞，執(zhí)行、掛起和終止六種。新到就緒：交換，創(chuàng)建原語(yǔ) 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到阻塞：I/O請(qǐng)求，阻塞原語(yǔ)阻塞到就緒：I/O完成，喚醒原語(yǔ)執(zhí)行到就緒：時(shí)間片完阻塞到掛起：掛起原語(yǔ)掛起到就緒：?jiǎn)拘言Z(yǔ) 執(zhí)行到終止：進(jìn)程執(zhí)

35、行完畢4.什么是段式存儲(chǔ)管理？它從邏輯地址到物理地址是怎么變換的？4.把程序按內(nèi)容或構(gòu)成關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個(gè)用戶(hù)作業(yè)或進(jìn)程包含的段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維虛擬儲(chǔ)存器。以段為單位分配內(nèi)存，然后通過(guò)地址映射機(jī)構(gòu)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。只將那些經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的段駐留內(nèi)存，其他的段放在外存，待需要時(shí)自動(dòng)調(diào)入。地址變換過(guò)程：由虛地址中的段號(hào)為索引，查段表。找出該段在內(nèi)存的起始地址，并將其和段內(nèi)地址相加，從而得到物理地址。5.什么是請(qǐng)求頁(yè)式管理？能滿(mǎn)足用戶(hù)哪些需要？答：請(qǐng)求頁(yè)式管理的基本原理是將邏輯地址空間分成大小相同的頁(yè)，將存儲(chǔ)地址空間分塊，頁(yè)和塊的大小相等，通過(guò)頁(yè)表進(jìn)行管理。頁(yè)式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁(yè)號(hào)

36、和頁(yè)內(nèi)位移量。頁(yè)表包括頁(yè)號(hào)和塊號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)，它們一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)邏輯空間的頁(yè)號(hào)，查找頁(yè)表對(duì)應(yīng)項(xiàng)找到對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，塊號(hào)乘以塊長(zhǎng)，加上位移量就形成存儲(chǔ)空間的物理地址。每個(gè)作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。此外，頁(yè)表中還包括特征位（指示該頁(yè)面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁(yè)的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過(guò)）等。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過(guò)程中需要確定某一頁(yè)是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁(yè)未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，以裝入所需的頁(yè)。頁(yè)式存儲(chǔ)管理將不常用的頁(yè)面調(diào)出內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率高；虛擬的容量大，用戶(hù)不必?fù)?dān)心內(nèi)存不夠；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效地解

37、決了“碎片”問(wèn)題。6在段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，不同進(jìn)程之間是如何實(shí)現(xiàn)程序共享的？6.在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)段表，用戶(hù)段表指向系統(tǒng)段表，系統(tǒng)段表內(nèi)有當(dāng)前共享的用戶(hù)數(shù)。當(dāng)用戶(hù)進(jìn)程調(diào)入一個(gè)程序段之前，先查找系統(tǒng)段表，如果所需段存在，則將共享用戶(hù)數(shù)加一，在將此段登記在用戶(hù)進(jìn)程段表中。當(dāng)進(jìn)程退出時(shí)，共享計(jì)數(shù)減一，最后一個(gè)用戶(hù)刪除共享代碼段。7.試比較內(nèi)存管理和外存管理的異同點(diǎn).答：主要任務(wù)：內(nèi)存管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行，提供良好的環(huán)境；而外存管理的主要任務(wù)則是為文件提供存儲(chǔ)空間?；竟δ埽簝?nèi)存管理的基本功能包含了內(nèi)存空間的分配、回收、內(nèi)存保護(hù)、對(duì)換、內(nèi)存擴(kuò)充等方面；而對(duì)外存管理的基本功能則只是對(duì)外存空

38、間的分配和回收。分配方式：它們都可采用連續(xù)分配或離散分配方式，且都以離散分配方式為主。分配算法或機(jī)制：對(duì)于連續(xù)分配方式，內(nèi)存與外存管理中的分配和回收算法類(lèi)似，主要有首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法等；在離散分配方式中，兩者采用的機(jī)制不同，內(nèi)存管理主要是利用頁(yè)（段）表；而在外存管理中，則主要利用文件分配表FAT。8.SPOOLing的含義是什么？試述SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn)、功能以及控制過(guò)程。答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部設(shè)備聯(lián)機(jī)并行操作）的縮寫(xiě)，它是關(guān)于慢速字符設(shè)備如何與計(jì)算機(jī)主機(jī)交換信息的一種技術(shù)，通常稱(chēng)為“

39、假脫機(jī)技術(shù)”。SPOOLing技術(shù)是在通道技術(shù)和多道程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它由主機(jī)和相應(yīng)的通道共同承擔(dān)作業(yè)的輸入輸出工作，利用磁盤(pán)作為后援存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作。SPOOLing系統(tǒng)由專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)I/O的常駐內(nèi)存的進(jìn)程以及輸入井、輸出井組成；它將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。9在生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中，能否將生產(chǎn)者進(jìn)程的wait(empty)和wait(mutex)語(yǔ)句互換，為什么？不能。（2分）因?yàn)檫@樣可能導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖。當(dāng)系統(tǒng)中沒(méi)有空緩沖時(shí)，生產(chǎn)者進(jìn)程的wait(mutex)操作獲取了緩沖隊(duì)列的控制權(quán)，而wait(empty) 導(dǎo)致生產(chǎn)者進(jìn)程阻塞，這時(shí)消費(fèi)者進(jìn)程也無(wú)法執(zhí)行。（

40、3分）10進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？這些狀態(tài)之間是如何轉(zhuǎn)換的？進(jìn)程的基本狀態(tài)有：就緒，阻塞，執(zhí)行三種。（2分） 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到就緒：時(shí)間片完 執(zhí)行到阻塞：I/O請(qǐng)求或等待事件發(fā)生 阻塞到就緒：I/O完成或事件已發(fā)生 （3分）11什么是快表？它在地址轉(zhuǎn)換中起什么作用？快表是一個(gè)高速、具有并行查詢(xún)能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，用于存放正運(yùn)行的進(jìn)程的當(dāng)前頁(yè)號(hào)和塊號(hào)，或者段號(hào)和段起始地址。（2分）加入快表后,在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先在快表中查找，若找到就直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁(yè)表繼續(xù)查找，并把查到的頁(yè)號(hào)和塊號(hào)放入聯(lián)想存儲(chǔ)器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址轉(zhuǎn)換的速度。 （3分）12什么是設(shè)備獨(dú)

41、立性，它是如何實(shí)現(xiàn)的？設(shè)備獨(dú)立性即應(yīng)用程序獨(dú)立于使用的物理設(shè)備，在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名稱(chēng)來(lái)請(qǐng)求使用某類(lèi)設(shè)備。系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)，是使用物理設(shè)備名稱(chēng)。（3分）要實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性必須由設(shè)備獨(dú)立性軟件完成，包括執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作軟件提供統(tǒng)一的接口，其中邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射是由邏輯設(shè)備表LUT完成的。 （2分）13文件的物理結(jié)構(gòu)有哪幾類(lèi)，那種結(jié)構(gòu)能支持大型文件？文件的物理結(jié)構(gòu)有：順序文件、鏈接文件和索引文件。（4分）其中索引文件能支持大型文件。（1分）14.試說(shuō)明和比較幾種文件共享的方法繞彎路法：連訪(fǎng)法：利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享：基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方法：利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享：15.處理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？各自的主要任務(wù)是什么？答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。16什么是高級(jí)調(diào)度、中級(jí)調(diào)度和低級(jí)調(diào)度？答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后