操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料

1、1，OS：操作系統(tǒng)，是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件的首次擴(kuò)展。2：OS的作用可表現(xiàn)在哪幾方面？（1）：OS作為用戶與計(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(擴(kuò)展機(jī))3：OS有幾大特征？其最基本的特征是？四大特征：并發(fā)，共享，虛擬，異步 最基本為并發(fā)性，是其他的基礎(chǔ)。臨界資源：在同一時(shí)刻，只能有一個(gè)進(jìn)程對(duì)其訪問(wèn)的資源。臨界區(qū)：在每個(gè)進(jìn)程中，訪問(wèn)臨界資源的一段代碼。 進(jìn)程 ：一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程。線程 ：減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)間和空間開(kāi)銷。PCB ：記錄用于描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程

2、運(yùn)行的全部信息。4.PCB的主要內(nèi)容，PCB是如何組織的？?jī)?nèi)容：（1）：進(jìn)程描述信息（2）：處理機(jī)狀態(tài)信息（3）：進(jìn)程調(diào)度信息（4）：進(jìn)程控制信息鏈表：同一狀態(tài)的進(jìn)程其PCB成一鏈表，多個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)多個(gè)不同的鏈表。索引：同一狀態(tài)的進(jìn)程歸入一個(gè)index表（由index指向PCB），多個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)多個(gè)不同的index表5.進(jìn)程與程序的區(qū)別1)   進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的：程序是有序代碼的集合；進(jìn)程是程序的執(zhí)行。2)   進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的：進(jìn)程是一個(gè)狀態(tài)變化的過(guò)程，程序可長(zhǎng)久保存。3)   進(jìn)程與程序的組成不

3、同：進(jìn)程的組成包括程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊（即進(jìn)程狀態(tài)信息）。4)   進(jìn)程與程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系：通過(guò)多次執(zhí)行，一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；通過(guò)調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程可包括多個(gè)程序。6。進(jìn)程與線程的區(qū)別(1)  地址空間和其他資源（如打開(kāi)文件）：進(jìn)程間相互獨(dú)立，同一進(jìn)程的各線程間共享某進(jìn)程內(nèi)的線程在其他進(jìn)程不可見(jiàn) (2)  通信：進(jìn)程間通信IPC，線程間可以直接讀寫(xiě)進(jìn)程數(shù)據(jù)段（如全局變量）來(lái)進(jìn)行通信需要進(jìn)程同步和互斥手段的輔助，以保證數(shù)據(jù)的一致性 (3)   調(diào)度和切換：線程上下文切換比進(jìn)程上下文切換要快得多

4、。7.為什么引入進(jìn)程概念？在多道程序環(huán)境下，程序的執(zhí)行屬于并發(fā)性，此時(shí)他們將失去封閉性，并具有間斷性和不可再現(xiàn)性的特性。這決定了通常的程序是不能并發(fā)執(zhí)行的，則程序結(jié)果不可再現(xiàn)。為使程序能并發(fā)執(zhí)行，且為了對(duì)其進(jìn)行控制，則引入了進(jìn)程。8：試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因？（1） 處于就緒態(tài)的進(jìn)程，在調(diào)度程序位置分配處理機(jī)后。其即從就緒態(tài)轉(zhuǎn)為執(zhí)行態(tài)。（2） 對(duì)執(zhí)行的進(jìn)程，如果系統(tǒng)分配給它的時(shí)間片用完，而被暫停執(zhí)行時(shí)，其由執(zhí)行態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。（3） 如果因發(fā)生某事件而使進(jìn)程的執(zhí)行受阻，使其無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行，該進(jìn)程有執(zhí)行太轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麘B(tài)典型原因有：I/O請(qǐng)求、申請(qǐng)緩沖空間9：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則

5、？為什么？（1） 空閑讓進(jìn)；當(dāng)無(wú)進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，表明臨界資源處于空閑階段，應(yīng)允許一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)。（2） 忙則等待；當(dāng)已經(jīng)有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)表明臨界資源正在被訪問(wèn)，則應(yīng)該讓其他的請(qǐng)求等待。（3） 有限等待；對(duì)要求訪問(wèn)臨界區(qū)的進(jìn)程，應(yīng)保證其在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入臨界區(qū)，以免死等。（4） 讓權(quán)等待；當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)釋放處理機(jī)，以免忙等。10：為什么要在OS中引入線程？引入線程是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)間和空間開(kāi)銷，使OS有更好的并發(fā)性。高級(jí)調(diào)度：又稱作業(yè)調(diào)度、宏觀調(diào)度，從用戶工作流程的角度，一次提交的若干個(gè)流程，其中每個(gè)程序按照進(jìn)程調(diào)度。時(shí)間上通常是分鐘、小時(shí)或天。低級(jí)調(diào)度

6、：進(jìn)程換線程，微觀調(diào)度，從CPU資源的角度，執(zhí)行的單位。時(shí)間上通常是毫秒。因?yàn)閳?zhí)行頻繁，要求在實(shí)現(xiàn)時(shí)達(dá)到高效率。中級(jí)調(diào)度：內(nèi)外存交換，從存儲(chǔ)器資源的角度，將進(jìn)程的部分或全部換出到外存上，將當(dāng)前所需部分換入到內(nèi)存。為什么引入中級(jí)調(diào)度？為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量，其實(shí)現(xiàn)的就是存儲(chǔ)系統(tǒng)中的對(duì)換功能。6：在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是？（1） 優(yōu)先權(quán)原則；通常是對(duì)一些重要的或緊急的作業(yè)賦予較高優(yōu)先權(quán)。（2） 短作業(yè)優(yōu)先；當(dāng)新的作業(yè)比正在執(zhí)行的作業(yè)所需的時(shí)間少時(shí)，則應(yīng)該優(yōu)先執(zhí)行。（3） 時(shí)間片原則；各進(jìn)程按照時(shí)間片輪流運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)給的時(shí)間片用完，則進(jìn)程應(yīng)停止執(zhí)行重新等待調(diào)度。18：何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖

7、的原因和必要條件是什么？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)程處于這種狀態(tài)時(shí)，如果沒(méi)有外力作用，它們將無(wú)法進(jìn)行下去。原因： 競(jìng)爭(zhēng)資源；進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。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。19：預(yù)防死鎖的途徑？（1）擯棄請(qǐng)求和保持條件；（2）擯棄不剝奪條件；（3）擯棄環(huán)路等待條件。動(dòng)態(tài)重定位：在可執(zhí)行文件中記錄虛擬內(nèi)存地址，裝入和執(zhí)行時(shí)通過(guò)硬件地址變換機(jī)構(gòu)，完成虛擬地址到實(shí)際內(nèi)存地址的變換。交換： 一個(gè)進(jìn)程可以從內(nèi)存臨時(shí)交換到后備存儲(chǔ)器（外存）上存放，其后需要執(zhí)行時(shí)再將其調(diào)入內(nèi)存中。 可重入代碼：又稱純代碼，是一種允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)的代碼。進(jìn)程

8、不能多起修改。20.可以采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？（1） 絕對(duì)裝入：在可執(zhí)行文件中記錄內(nèi)存地址，裝入時(shí)直接定位在上述內(nèi)存地址。（2） 可重定位裝入：可執(zhí)行文件中，列出各個(gè)需要重定位的地址單元和相對(duì)地址值，裝入時(shí)再根據(jù)所定位的內(nèi)存地址去修改每個(gè)重定位地址項(xiàng)，添加相應(yīng)偏移量。（3） 動(dòng)態(tài)運(yùn)行期裝入（動(dòng)態(tài)重地位）：在可執(zhí)行文件中記錄虛擬內(nèi)存地址，裝入和執(zhí)行時(shí)通過(guò)硬件地址變換機(jī)構(gòu)，完成虛擬地址到實(shí)際內(nèi)存地址的變換。21.簡(jiǎn)述在具有快表的請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，將邏輯地址變換為物理地址的過(guò)程。如右上圖：22.何謂靜態(tài)鏈接？何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接 在程序執(zhí)行前，先將各目標(biāo)模塊及他們所需的

9、庫(kù)函數(shù)，鏈接成一個(gè)完整的裝配模塊，以后不再拆開(kāi)。裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：指用戶源程序編譯后所得的目標(biāo)模塊，在裝入內(nèi)存時(shí)，采用邊裝入邊鏈接的方式。運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：指對(duì)某目標(biāo)模塊的鏈接，是在程序執(zhí)行中需要該程序塊時(shí)才對(duì)其進(jìn)行鏈接。23.為實(shí)現(xiàn)分頁(yè)存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件支持？（1）頁(yè)表機(jī)制，在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中所需要的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是頁(yè)表。 （3）地址變換機(jī)制。（2）缺頁(yè)中斷機(jī)制，當(dāng)所訪問(wèn)的頁(yè)不再內(nèi)存中時(shí)，便產(chǎn)生一次缺頁(yè)中斷，請(qǐng)求系統(tǒng)將所缺的頁(yè)調(diào)入內(nèi)存。24.分頁(yè)和分段存儲(chǔ)管理有何區(qū)別？（1） 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，提高內(nèi)存利用率；段則是信息的邏輯單位，含有一組其意義相對(duì)完整的信息。（

10、2） 頁(yè)的大小固定，系統(tǒng)把頁(yè)劃分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址，同一系統(tǒng)頁(yè)大小一致；段長(zhǎng)度不定，由用戶的程序決定。（3） 分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的；分段的作業(yè)空間是二維的。25：虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征？其本質(zhì)的特征是？多次性、對(duì)換性、虛擬性（本質(zhì)特征）。26：實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)？請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)（請(qǐng)求分頁(yè)的頁(yè)表、缺頁(yè)中斷、地址變換）請(qǐng)求分段系統(tǒng)（請(qǐng)求分段的段表、缺段中斷、地址變換） 27：在請(qǐng)求分頁(yè)中，頁(yè)表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)？每項(xiàng)的作用是？從左至右：頁(yè)號(hào)、物理塊號(hào)、狀態(tài)位P、訪問(wèn)字段A、修改位M、外存地址。狀態(tài)位P：指示該頁(yè)是否已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存。訪問(wèn)字段A：記錄該頁(yè)在一定時(shí)間中訪問(wèn)的次數(shù)。修改位M：顯示

11、該頁(yè)在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改。外存地址：指出該頁(yè)的物理塊號(hào)。28：在請(qǐng)求分頁(yè)中，通常采用哪幾種頁(yè)面分配方式？為什么？1.固定分配局部置換2.可變分配全局置換3.可變分配局部置換29：說(shuō)明請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中的缺頁(yè)中斷處理過(guò)程。訪問(wèn)快表（無(wú)）、訪問(wèn)頁(yè)表（無(wú)）、在內(nèi)存中（無(wú)）、缺頁(yè)中斷、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、外存中找到缺頁(yè)、內(nèi)存滿（選出一頁(yè)換出）否則OS命令CPU從外存讀缺頁(yè)、啟動(dòng)I/O硬件、將該頁(yè)換入內(nèi)存、修改頁(yè)表、返回。磁盤高速緩存：指利用內(nèi)存中的存儲(chǔ)空間來(lái)暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息。虛擬設(shè)備：通過(guò)SPOOLing技術(shù)把原獨(dú)占設(shè)備改造成能為若干用戶共享的設(shè)備，以提高設(shè)備的利用率。SPOOLing：利用假

12、脫機(jī)技術(shù)，也稱為虛擬設(shè)備技術(shù)，可把獨(dú)享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備，從而提高設(shè)備利用率。30.為何引入虛擬設(shè)備？通過(guò)利用SPOOLing技術(shù)可把獨(dú)享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備，從而提高設(shè)備利用率。31.簡(jiǎn)述OS中設(shè)備管理模塊的層次結(jié)構(gòu)，及各層的功能。1） 用戶層軟件；實(shí)現(xiàn)與用戶交互的接口，用戶可直接調(diào)用在用戶層提供的、與I/O操作有關(guān)的庫(kù)函數(shù)。2） 設(shè)備獨(dú)立性軟件；負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的統(tǒng)一接口、設(shè)備命名、設(shè)備保護(hù)及設(shè)備的分配與釋放。3） 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；負(fù)責(zé)具體實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)設(shè)備發(fā)出的操作命令，驅(qū)動(dòng)I/O設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)程序。4） 中斷處理程序：用于保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中

13、斷程序處理后，在恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)返回到被中斷進(jìn)程。32：為何要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性？為了提高OS的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，便引入了；引入后的好處有提高了設(shè)備分時(shí)的靈活性，易于實(shí)現(xiàn)I/O的重定向。如何實(shí)現(xiàn)？驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)與硬件緊密相關(guān)的軟件，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，必須要再在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件。33：試說(shuō)明SPOOLing系統(tǒng)的組成？（1）：輸入井和輸出井；是在磁盤上開(kāi)辟的兩大存儲(chǔ)空間，輸入井是模擬脫機(jī)輸入時(shí)的磁盤設(shè)備，用于暫存I/O設(shè)備輸入數(shù)據(jù)，輸出井是模擬脫機(jī)輸出時(shí)的磁盤，用于暫存輸出數(shù)據(jù)。（2）：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)；為緩和CPU和磁盤撿得速度差異，在內(nèi)存中開(kāi)

14、辟的兩緩沖區(qū)，輸入緩沖區(qū)用于暫存輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，輸出緩沖區(qū)用于暫存輸出井送來(lái)的數(shù)據(jù)。（3）：輸入進(jìn)程SPi 和輸出進(jìn)程SPo；進(jìn)程SPi模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)通過(guò)輸入緩沖區(qū)在送到輸入井，當(dāng)CPU需要數(shù)據(jù)時(shí)再?gòu)妮斎刖x入內(nèi)存，SPo亦類似。文件目錄：是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于標(biāo)志系統(tǒng)中文件及其物理地址，供檢索時(shí)使用。索引結(jié)點(diǎn)：采用文件名于文件描述信息分開(kāi)的辦法，亦即，使文件描述信息單獨(dú)成為一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為索引結(jié)點(diǎn)。FCB： 文件控制塊，為文件設(shè)置用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常含有三方面信息，即基本信息、存取控制信息、使用信息。34.簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)現(xiàn)文件共享的

15、兩種方法（1）：基于索引結(jié)點(diǎn)的共享方式（硬鏈接）；在樹(shù)型結(jié)構(gòu)的目錄中，當(dāng)有多個(gè)用戶要共享一個(gè)子目錄貨文件時(shí)，必須將共享文件或目錄鏈接到多個(gè)用戶的目錄中，才能方便地找到該文件。（2）：利用符號(hào)連實(shí)現(xiàn)文件共享（軟鏈接）；例如為使B能共享C的一個(gè)文件F，可以由系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)LINK類型的新文件，也取名為F，并將F寫(xiě)入B的目錄中，以實(shí)現(xiàn)B的目錄與文件F的鏈接。35.OS中對(duì)空閑盤塊的管理方法。（1）：空閑表法；其屬于連續(xù)分配的方式，為每個(gè)文件分配一塊連續(xù)的存儲(chǔ)空間，即系統(tǒng)也為外存上所有空閑區(qū)建立一張空閑表，每個(gè)空閑區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)空閑表，其中包括表項(xiàng)序號(hào)、該空閑區(qū)的第一個(gè)盤塊號(hào)、該區(qū)的空閑塊數(shù)。（2）：空閑鏈

16、表法；將所有的空閑盤區(qū)拉成一條空閑鏈。可分為空閑盤塊鏈（盤塊為單位）、空閑盤區(qū)鏈（盤區(qū)為單位）。36.OS在磁盤上為文件分配空間的方法有哪些？簡(jiǎn)述各種方法的技術(shù)要點(diǎn)。（1）： 連續(xù)分配；要求每個(gè)文件分配一組相鄰的盤塊，一組盤塊的地址定義了磁盤上的一段線性地址，這樣所形成的文件結(jié)構(gòu)稱為順序文件結(jié)構(gòu)。（2）： 鏈接分配；不要求把整個(gè)文件分配到一塊連續(xù)的空間，而可以將文件離散的裝到多個(gè)盤中鏈接分配時(shí)，可通過(guò)在每個(gè)盤塊上的指針鏈接。分為隱式鏈接、顯示鏈接。（3）： FAT和NTFS技術(shù)；以盤塊或簇為基本分配單位（4）： 索引分配；此法為每一個(gè)文件分配一塊索引表，再把分配給文件的所有盤塊號(hào)都記錄在該索引

17、塊中，因而該索引塊就是一個(gè)含有許多盤塊號(hào)的數(shù)組。分為單級(jí)索引分配、多級(jí)索引分配、混合索引分配。37：文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說(shuō)明其每層所包含的基本內(nèi)容？1） 文件系統(tǒng)接口；分為命令接口（用戶和文件系統(tǒng)交互的接口）、程序接口（用戶程序與文件系統(tǒng)的接口）。2） 對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合；文件管理系統(tǒng)的核心，包括對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理、對(duì)文件目錄的管理、用于將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的機(jī)制、對(duì)文件讀寫(xiě)的管理、對(duì)文件的共享和保護(hù)。3） 對(duì)象及屬性；對(duì)象有文件、目錄、磁盤存儲(chǔ)空間等。考試題型：選擇、填空、是非、簡(jiǎn)答、運(yùn)算運(yùn)算題型：銀行家算法 進(jìn)程調(diào)度算法 頁(yè)面置換算法 PV操作 四 名詞解釋：

18、1.原語(yǔ)：它是由若干條機(jī)器指令所構(gòu)成，用以完成特定功能的一段程序，為保證其操作的 正確性，它應(yīng)當(dāng)是原子操作，即原語(yǔ)是一個(gè)不可分割的操作。2.設(shè)備獨(dú)立性：指用戶設(shè)備獨(dú)立于所使用的具體物理設(shè)備。即在用戶程序中要執(zhí)行I/O操作時(shí)，只需用邏輯設(shè)備名提出I/O請(qǐng)求，而不必局限于某特定的物理設(shè)備。3.文件的邏輯結(jié)構(gòu)：又稱為文件邏輯組織，是指從用戶觀點(diǎn)看到的文件組織形式。它可分為兩類：記錄式文件結(jié)構(gòu)，由若干相關(guān)的記錄構(gòu)成；流式文件結(jié)構(gòu)，由字符流構(gòu)成。4.樹(shù)形結(jié)構(gòu)目錄：利用樹(shù)形結(jié)構(gòu)的形式，描述各目錄之間的關(guān)系。上級(jí)目錄與相鄰下級(jí)目錄的關(guān)系是1對(duì)n。樹(shù)形結(jié)構(gòu)目錄能夠較好地滿足用戶和系統(tǒng)的要求。5.操作系統(tǒng)：操作

19、系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以及方便用戶的程序的集合。其主要功能是實(shí)現(xiàn)處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、I/O設(shè)備管理、文件管理和用戶接口。6.位示圖：它是利用一個(gè)向量來(lái)描述自由塊使用情況的一張表。表中的每個(gè)元素表示一個(gè)盤塊的使用情況，0表示該塊為空閑塊，1表示已分配。7.置換策略：虛擬式存儲(chǔ)管理中的一種策略。用于確定應(yīng)選擇內(nèi)存中的哪一頁(yè)(段) 換出到磁盤對(duì)換區(qū)，以便騰出內(nèi)存。通常采用的置換算法都是基于把那些在最近的將來(lái)，最少可能被訪問(wèn)的頁(yè)(段)從內(nèi)存換出到盤上。8.用戶接口：操作系統(tǒng)提供給用戶和編程人員的界面和接口。包括程序接口、命令行方式和圖形用戶界面。9. 死鎖

20、：指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源二造成的一種僵局，若無(wú)外力的作用，這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)。10.文件系統(tǒng):OS中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)。負(fù)責(zé)文件的建立，撤消，存入，續(xù)寫(xiě)，修改和復(fù)制，還負(fù)責(zé)完成對(duì)文件的按名存取和進(jìn)行存取控制。11.進(jìn)程:進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立的基本單位。12.wait(s)原語(yǔ)wait(s) ：BeginLock out interrupts;s = s 1;If s < 0 thenBeginStatus(q) = blocked;Insert(WL, q);Unlock interrupts; Scheduler

21、;EndElseunlock interrupts;End13.鏈接文件邏輯文件中的不同記錄可以存儲(chǔ)在離散的磁盤塊中。每個(gè)盤塊中都設(shè)置了一個(gè)指向下一個(gè)盤塊的鏈接指針，用這些指針可將一個(gè)文件中的所有盤塊拉成一條鏈，而在文件控制塊中的“文件地址指針”便指向存放該文件的第一個(gè)盤塊的編號(hào)。14.快表 采用聯(lián)想存儲(chǔ)器加快查表速度 ,在地址變換機(jī)構(gòu)中，加入一個(gè)高速，小容量、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，構(gòu)成快表,存放正運(yùn)行的作業(yè)的當(dāng)前頁(yè)號(hào)和塊號(hào)。 在快表中找到，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)器的空閑單元中，如沒(méi)有，淘汰最先裝入的頁(yè)號(hào)。 15虛擬存儲(chǔ)器 指具

22、有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。從用戶觀點(diǎn)看，虛擬存儲(chǔ)器具有比實(shí)際內(nèi)存大得多的容量。這既方便了用戶，又提高了內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。 16文件目錄為了項(xiàng)用戶提供對(duì)文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對(duì)系統(tǒng)中的文件名，(亦可包含文件屬性)進(jìn)行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。17I/O控制：我們把從用戶進(jìn)程的輸入/輸出請(qǐng)求開(kāi)始，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動(dòng)有關(guān)設(shè)備 進(jìn)行I /O操作，以及在I /O 操作完成之后響應(yīng)中斷，進(jìn)行善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)程稱為I /O 控制。18. 緩沖池： 這是具有多個(gè)緩沖區(qū)的公用緩沖器，其中的各個(gè)緩沖區(qū)可供多個(gè)進(jìn)程

23、或設(shè)備共享。為便于管理，通常把緩沖池中的緩沖區(qū)，按其性質(zhì)的不同而構(gòu)成若干個(gè)鏈表或隊(duì)列，如空緩沖隊(duì)列，輸入緩沖隊(duì)列等。19. SPOOLING： 即同時(shí)聯(lián)機(jī)外圍操作，又稱脫機(jī)操作。在多道程序環(huán)境下，可利用多道程序中的一道程序，來(lái)模擬脫機(jī)的輸入輸出功能。即在聯(lián)機(jī)條件下，將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到磁盤，或從磁盤傳送到輸出設(shè)備。20.邏輯地址與物理地址:在具有地址變換機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，允許程序中編排的地址和信息實(shí)際存放在內(nèi)存中的地址有所不同。邏輯地址是指用戶程序經(jīng)編譯后，每個(gè)目標(biāo)模塊以0為基地址進(jìn)行的順序編址。邏輯地址又稱相對(duì)地址。物理地址是指內(nèi)存中各物理存儲(chǔ)單元的地址從統(tǒng)一的基地址進(jìn)行的順序編址。物理地址

24、又稱絕對(duì)地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際存儲(chǔ)地址。21虛擬存儲(chǔ)器:答：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無(wú)限的，它由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲CPU工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。22.PCB: 進(jìn)程控制塊是用來(lái)描述進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)，本身特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程中組成的最關(guān)鍵部分，其中含有描述進(jìn)程信息和控制信息，是進(jìn)程的集中特性反映，是操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程具體進(jìn)行識(shí)別和控制的依據(jù)。23.聯(lián)想存儲(chǔ)器:不按地址而按給定內(nèi)容的特征進(jìn)行存取的存儲(chǔ)器！24.設(shè)備獨(dú)立性:

25、為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)作成文件來(lái)看待，只要安裝它們的驅(qū)動(dòng)程序，任何用戶都可以象使用文件一樣，操縱、使用這些設(shè)備，而不必知道它們的具體存在形式。25.系統(tǒng)調(diào)用:操作系統(tǒng)的主要功能是為應(yīng)用程序的運(yùn)行創(chuàng)建良好的環(huán)境，為了達(dá)到這個(gè)目的，內(nèi)核提供一系列具備預(yù)定功能的多內(nèi)核函數(shù)，通過(guò)一組稱為系統(tǒng)調(diào)用的（system call)的接口呈現(xiàn)給用戶26.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序: 是一個(gè)允許高級(jí)(High level)計(jì)算機(jī)軟件（computer software）與硬件（hardware）交互的程序，這種程序建立了一個(gè)硬件與硬件，或硬件與軟件溝通的界面，經(jīng)由主板上的總線（bus）或

26、其它溝通子系統(tǒng)（subsystem）與硬件形成連接的機(jī)制，這樣的機(jī)制使得硬件設(shè)備（device）上的數(shù)據(jù)交換成為可能。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？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：由用戶進(jìn)程來(lái)直接控制內(nèi)存或CPU和外設(shè)間的信息傳

27、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

28、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？能滿足用戶哪些需要？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

29、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，用戶不必

30、擔(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)前共享的用戶數(shù)。當(dāng)用戶進(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，則將共享用戶數(shù)加一，在將此段登記在用戶進(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。基本功能：內(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

31、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收算法類似，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

32、與計(jì)算機(jī)主機(jī)交換信息的一種技術(shù)，通常稱為“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)由專門負(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 ，而wait(empty) 導(dǎo)致生產(chǎn)者

33、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?？毂淼拿新屎芨?，有效地提高了地址

34、轉(zhuǎn)換的速度。 （3分）12什么是設(shè)備獨(dú)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)備名稱來(lái)請(qǐng)求使用某類設(shè)備。系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)，是使用物理設(shè)備名稱。（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，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

35、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，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

36、，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。17請(qǐng)描述請(qǐng)求頁(yè)式管理機(jī)制中的地址變換過(guò)程。18.目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是什么？它具有什么優(yōu)點(diǎn)？為了給用戶提供對(duì)文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對(duì)系統(tǒng)中的文件名，(亦可包含文件屬性)進(jìn)行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹(shù)型目錄結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)有：（1） 有效地提高對(duì)目錄的檢索速度；（2） 允許文件重名；（3） 便于實(shí)現(xiàn)文件共享。19什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是什么？死鎖：當(dāng)某進(jìn)程提出資源申請(qǐng)后，使得系統(tǒng)中一些進(jìn)程處于無(wú)休止的阻塞狀態(tài)，在無(wú)外力作用下，永遠(yuǎn)不能再繼續(xù)前進(jìn)。產(chǎn)生

37、死鎖的必要條件：互斥條件：某段時(shí)間內(nèi)某資源只能由一個(gè)進(jìn)程使用。不剝奪條件：資源在未使用完前，不能被剝奪，由使用進(jìn)程釋放。部分分配（請(qǐng)求和保持）：進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已分配給它的資源保持不放。環(huán)路條件：發(fā)生死鎖時(shí)，有向圖必構(gòu)成一環(huán)路。20.什么是內(nèi)存分頁(yè)存儲(chǔ)管理？它有什么特點(diǎn)？分頁(yè)存儲(chǔ)管理是將各進(jìn)程的地址空間分成大小相等的頁(yè)，把內(nèi)存的存儲(chǔ)空間也分成與頁(yè)大小相同的片，稱為物理塊。在分配存儲(chǔ)空間時(shí)，以塊為單位來(lái)分配。優(yōu)點(diǎn)：有效解決存儲(chǔ)器的零頭問(wèn)題，能在更高的程度上進(jìn)行多道程序設(shè)計(jì)，從而相應(yīng)提高了存儲(chǔ)器和CPU 的利用率。缺點(diǎn)：采用動(dòng)態(tài)地址變換為增加計(jì)算機(jī)成本和降低CPU 的速度。表格占內(nèi)存空間，費(fèi)時(shí)來(lái)管理表格。存在頁(yè)內(nèi)碎片。作業(yè)動(dòng)態(tài)的地址空間受內(nèi)存容量限制。21說(shuō)明進(jìn)程的結(jié)構(gòu)、特征和基本狀態(tài)。答：結(jié)構(gòu)：PCB (進(jìn)程控制塊)+程序+數(shù)據(jù)集合。特征：動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、制約性、結(jié)構(gòu)性?；緺顟B(tài)：就緒態(tài)、執(zhí)行態(tài)、等待態(tài)。22在生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty)，對(duì)執(zhí)行結(jié)果會(huì)有