操作系統(tǒng)總復(fù)習(xí)

1、設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？方便性、有效性、可擴(kuò)大性、開(kāi)放性2、何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O？答：脫機(jī)輸入方式是指在一臺(tái)外面機(jī)(即一臺(tái)特地用來(lái)管理輸入/輸出的、功能較簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī))的控制下，起初將程序和數(shù)據(jù)從低速輸入設(shè)備輸入到磁帶，當(dāng)CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時(shí)，再?gòu)拇艓Ц嬖V的讀入內(nèi)存。近似的，脫機(jī)輸出方式是指當(dāng)CPU需要輸出時(shí)，先告訴的將數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁帶，爾后在一臺(tái)外面機(jī)的控制下，爾后低速輸出設(shè)備進(jìn)行輸出。相反，在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的輸入/輸出方式被稱為聯(lián)機(jī)輸入/輸出方式。優(yōu)點(diǎn)：減少了CPU的悠閑時(shí)間；提高I/O速度。3、實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的要點(diǎn)問(wèn)題是什么？應(yīng)怎樣解決？答：要點(diǎn)問(wèn)題：及時(shí)接收、及時(shí)辦理及時(shí)接收：在系統(tǒng)中設(shè)臵多路卡，使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個(gè)終端配臵緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。及時(shí)辦理：作業(yè)直接進(jìn)入內(nèi)存；采用輪轉(zhuǎn)運(yùn)行方式，不一樣意一個(gè)作業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)占用辦理機(jī)5、是什么原因使操作系統(tǒng)擁有異步性特色？答：進(jìn)度是以人們不能預(yù)知的速度向前推進(jìn)。內(nèi)存中的每個(gè)進(jìn)度何時(shí)獲得辦理機(jī)運(yùn)行；進(jìn)何時(shí)因提出某種資源央求而暫停；進(jìn)度以怎樣的速度向前推進(jìn)；每道程序總合需要多少時(shí)間完成，等等。在多道程序環(huán)境下，允好多個(gè)進(jìn)度并發(fā)執(zhí)行，但由于競(jìng)爭(zhēng)資源等因素的限制，使進(jìn)度的執(zhí)行不是“一氣呵成，而是以“走走停?！钡姆绞竭\(yùn)行。只要運(yùn)行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)過(guò)多次運(yùn)行，都會(huì)獲得完好相同的結(jié)果。6、何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中平時(shí)供應(yīng)了哪些功能？答：在微內(nèi)核OS中是將進(jìn)度管理、儲(chǔ)藏器管理以及I/O管理的功能一分為二，屬于體系的很小一部分放入微內(nèi)核中，別的絕大部分放在微內(nèi)核外的各種服務(wù)器中來(lái)實(shí)現(xiàn)。功能：進(jìn)度(線程)管理、初級(jí)儲(chǔ)藏器管理、中斷和墜入辦理。第2章作業(yè)2、程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)為什么會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？答：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，所以這些資源的狀態(tài)由多個(gè)程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會(huì)致使其失去可再現(xiàn)性。3、試說(shuō)明PCB的作用，為什么說(shuō)PCB是進(jìn)度存在的唯一標(biāo)志？答：PCB是進(jìn)度實(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)境下不能夠獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，成為能與其他進(jìn)度并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)度。OS是依照PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)度進(jìn)行控制和管理的。OS依照進(jìn)度的PCB感知到該進(jìn)度的存在。所以說(shuō)PCB是進(jìn)度存在的唯一標(biāo)志4、同步機(jī)構(gòu)應(yīng)依照哪些基本準(zhǔn)則？答悠閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待5、何謂“忙等”？它有什么弊端？答：“忙等”：不讓權(quán)等待，即進(jìn)度由于某事件的發(fā)生而無(wú)法連續(xù)執(zhí)行時(shí)，它仍占CPU，其實(shí)不執(zhí)行循環(huán)測(cè)試指令來(lái)等待該事件的達(dá)成。弊端：沒(méi)有做到“讓權(quán)等待”，降低了CPU的使用效率。6、試從物理見(jiàn)解上說(shuō)明記錄型信號(hào)量wait和signal。wait(S)：當(dāng)>0時(shí)，表示當(dāng)前系統(tǒng)中這類資源還有可用的。執(zhí)行一次wait操作，意味著進(jìn)程央求一個(gè)單位的該類資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個(gè)，所以描述為:=；當(dāng)<0時(shí)，表示該類資源已分配達(dá)成，進(jìn)度應(yīng)調(diào)用block原語(yǔ)自我擁塞，放棄辦理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表中。signal(S)：執(zhí)行一次signal操作，意味著釋放一個(gè)單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源數(shù)增加一個(gè)，故執(zhí)行:=+1操作。若加1后≤0，則表示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)度被擁塞，所以應(yīng)調(diào)用wakeup原語(yǔ)，將鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)度喚醒。8、我們?yōu)槟撑R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖；當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已經(jīng)打開(kāi)，試寫(xiě)出開(kāi)鎖和關(guān)鎖原語(yǔ)，并利用它們?nèi)?shí)現(xiàn)互斥。、我們?yōu)槟撑R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖；當(dāng)開(kāi)鎖和關(guān)鎖原語(yǔ)，并利用它們?nèi)?shí)現(xiàn)互斥。答：開(kāi)鎖語(yǔ)句：unlock（w）;w=0;關(guān)鎖語(yǔ)句：lock（w）;if（w==1）dono_op；w=1;

W=0時(shí)表示鎖已經(jīng)打開(kāi)，試寫(xiě)出互斥：varw:semaphore:=0;BeginRepeatLock(w);criticalsectionUnlock(w);remaindersectionUntilfalse;end;9、試說(shuō)明管程由哪幾部分組成，為什么要引入條件變量？答：管程由四部分組成：①管程的名稱；②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明；③對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過(guò)程；④對(duì)局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)臵初始值的語(yǔ)句；當(dāng)一個(gè)進(jìn)度調(diào)用了管程，在管程中時(shí)被擁塞或掛起，直到擁塞或掛起的原因清除，而在此期間，若是該進(jìn)度不釋放管程，則其他進(jìn)度無(wú)法進(jìn)入管程，被迫長(zhǎng)時(shí)間地等待。為認(rèn)識(shí)決這個(gè)問(wèn)題，引入了條件變量condition。第三章7、何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？10”答:若是一組進(jìn)度中的每一個(gè)進(jìn)度都在等待僅由該組進(jìn)度中的其他進(jìn)度才能惹起的事件，那么該組進(jìn)度是死鎖的。原因：競(jìng)爭(zhēng)不能搶占性資源，競(jìng)爭(zhēng)可耗資費(fèi)源，進(jìn)度推進(jìn)序次不當(dāng)。必要條件：互斥條件，懇求和保持條件，不能搶占條件和循環(huán)等待條件。9、不安全狀態(tài)可否必然致使系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)？舉例說(shuō)明。10”不安全狀態(tài)不用然致使進(jìn)入死鎖，由于，安全性檢查中的向量Max是進(jìn)度前供應(yīng)的，而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中一進(jìn)度需要的最大資源量可能小于Max，如一進(jìn)度對(duì)應(yīng)的程序中有一段進(jìn)行錯(cuò)誤辦理的代碼其中需要n個(gè)a種資源，若該進(jìn)度在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有碰到相應(yīng)的錯(cuò)誤，而不需要調(diào)用該段錯(cuò)誤辦理代碼，則它實(shí)質(zhì)大將完好不會(huì)央求這n個(gè)a種資源。14、在解決死鎖問(wèn)題的幾個(gè)方法中，哪一種方法最易于實(shí)現(xiàn)？哪一種方法能使資源利用率最高？答：解決/辦理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、防范死鎖、檢測(cè)和清除死鎖預(yù)防死鎖方法最簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，但所施加的限制條件過(guò)于嚴(yán)格，致使系統(tǒng)資源利用率降低防范死鎖可使系統(tǒng)獲得較好的資源利用率。第4-5章作業(yè)1、“整體對(duì)換從邏輯上也擴(kuò)大了內(nèi)存，所以也實(shí)現(xiàn)了虛假儲(chǔ)藏器的功能”這類說(shuō)法可否正確？請(qǐng)說(shuō)明原因。答：上陳說(shuō)明法是錯(cuò)誤的。整體對(duì)換將內(nèi)存中暫時(shí)不用的某個(gè)程序及其數(shù)據(jù)換出至外存，騰出足夠的內(nèi)存空間以裝入在外存中的、具備運(yùn)行條件的進(jìn)度所對(duì)應(yīng)的程序和數(shù)據(jù)。虛假儲(chǔ)藏器是指僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存即可運(yùn)行作業(yè)的儲(chǔ)藏器系統(tǒng)，是指擁有央求調(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)大的一種儲(chǔ)藏器系統(tǒng)，它的實(shí)現(xiàn)必定建立在失散分配的基礎(chǔ)上。誠(chéng)然整體對(duì)換和虛假儲(chǔ)藏器均能從邏輯上擴(kuò)大內(nèi)存空間，但整體對(duì)換不具備失散性。實(shí)質(zhì)上，在擁有整體對(duì)換功能的系統(tǒng)中，進(jìn)度的大小仍碰到實(shí)質(zhì)內(nèi)存容量的限制。2、什么叫靜態(tài)重定位，什么叫動(dòng)向重定位，它們分別與何種裝入方式相對(duì)應(yīng)？答：把作業(yè)裝入內(nèi)存中隨即進(jìn)行地址變換的方式稱為靜態(tài)重定位，在作業(yè)執(zhí)行時(shí)期，當(dāng)接見(jiàn)到指令或數(shù)據(jù)時(shí)才進(jìn)行地址變換的方式稱為動(dòng)向重定位。它們分別和可重定位、動(dòng)向運(yùn)行時(shí)裝入方式相對(duì)應(yīng)。3、虛假儲(chǔ)藏器有哪些特色？其中最實(shí)質(zhì)的特色是什么？答：虛假儲(chǔ)藏器擁有失散性、多次性、對(duì)換性和虛假性的特色。其中最實(shí)質(zhì)的特色是失散性，在此基礎(chǔ)上又形成了多次性和對(duì)換性，所表現(xiàn)出來(lái)的最重要的特色是虛假性。第6章習(xí)題1、有哪幾種I/O控制方式？哪一種I/O控制方式適用于字符設(shè)備？哪一種I/O控制方式適用于塊設(shè)備？答：有四種：①使用輪詢的可編程I/O方式；②使用中斷的可編程I/O方式；③直接儲(chǔ)藏器接見(jiàn)（DMA）方式；④I/O通道控制方式。其中使用中斷的可編程I/O方式適用于字符設(shè)備，直接儲(chǔ)藏器接見(jiàn)（DMA）方式適用于塊設(shè)備。2、在設(shè)備管理中，為什么要引入緩沖區(qū)？答：在設(shè)備管理中，引入緩沖區(qū)的主要原因有以下四點(diǎn)：1）緩和CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾；2）減少對(duì)CPU的中斷頻率，放寬對(duì)CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的限制；3）解決數(shù)據(jù)粒度不般配的問(wèn)題；4）提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。3、什么是設(shè)備的獨(dú)立性？引入設(shè)備的獨(dú)立性有什么優(yōu)點(diǎn)？怎樣實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性？答：設(shè)備的獨(dú)立性是指應(yīng)用程序獨(dú)立于詳盡使用的物理設(shè)備。引入設(shè)備獨(dú)立性可提高設(shè)備分配的靈便性和設(shè)備的利用率，使I/O重定向更易于實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的見(jiàn)解，在應(yīng)用程序中使用的是邏輯名，而系統(tǒng)中還裝備了一張將邏輯設(shè)備名變換為物理設(shè)備名的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邏輯設(shè)備表（LUT），從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序所使用的設(shè)備與詳盡的設(shè)備沒(méi)關(guān)的設(shè)備獨(dú)立性。4、什么是SPOOLing技術(shù)，它由哪幾部分組成？答：SPOOLing也稱為假脫機(jī)技術(shù)，是指在多道程序的環(huán)境下，利用多道程序中的一道或兩道來(lái)模擬外面控制機(jī)，從而在聯(lián)機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)同時(shí)外面操作的技術(shù)。它由輸入/輸出井、輸入/輸出緩沖區(qū)、輸入/輸出進(jìn)度和井管理程序四部分組成。5、什么是SCAN算法，它是為認(rèn)識(shí)決什么問(wèn)題而引入的？答：SCAN算法是一種磁盤調(diào)換算法，它選擇在磁頭當(dāng)前搬動(dòng)方向上，與當(dāng)前磁頭所在磁道距離近來(lái)的，要求接見(jiàn)的磁道進(jìn)行接見(jiàn)，直至在當(dāng)前搬動(dòng)方向上再無(wú)需要接見(jiàn)的磁道時(shí)，才反轉(zhuǎn)磁臂搬動(dòng)方向，并執(zhí)行與前面相同的調(diào)換策略。SCAN算法的引入是為了防范出現(xiàn)進(jìn)度“饑餓”現(xiàn)象。6、為什么引入NStepSCAN算法，它是怎樣解決上述問(wèn)題的？答：在SSTF、SCAN、CSCAN幾種磁盤調(diào)換算法中，都可能出現(xiàn)“磁臂粘著”現(xiàn)象，即有一個(gè)進(jìn)度或幾個(gè)進(jìn)度對(duì)某一磁道有較高的接見(jiàn)頻率，從而致使磁臂停留在某處不動(dòng)，壟斷了整個(gè)磁盤設(shè)備。NStepScan算法將磁盤央求隊(duì)列分成若干個(gè)長(zhǎng)度為N的子隊(duì)列，磁盤調(diào)換按FCFS算法依次辦理這些子隊(duì)列。而每辦理一個(gè)子隊(duì)列時(shí)又是依照SCAN算法。當(dāng)辦理某子隊(duì)列時(shí)，又有新的磁盤I/O央求，便將新央求進(jìn)度放入其他隊(duì)列中，從而防范了粘臂現(xiàn)象。第7-8章習(xí)題1、在文件系統(tǒng)中，目錄的功能是什么？對(duì)目錄管理的主要要求是什么？答：在文件系統(tǒng)中，擁有將文件名變換為該文件在外存的物理地址的功能。對(duì)目錄管理的主要要求是：1）能夠?qū)崿F(xiàn)“按名存取”；2）提高對(duì)目錄的檢索速度；3）能夠?qū)崿F(xiàn)文件共享；4）贊同文件重名。2、什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)？什么是文件的物理結(jié)構(gòu)？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶的見(jiàn)解出發(fā)，所觀察到的文件組織形式，是用戶能夠直接手理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特色，又稱文件組織。文件的物理結(jié)構(gòu)又稱為文件的儲(chǔ)藏結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的儲(chǔ)藏組織形式，與儲(chǔ)藏介質(zhì)的儲(chǔ)藏性能有關(guān)。3、文件的邏輯結(jié)構(gòu)有哪幾各種類？常用的外存組織方式哪幾種，分別對(duì)應(yīng)于哪一種文件物理結(jié)構(gòu)？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)有序次言件、索引文件和索引序次言件三各種類。常用的外存組織方式有：連續(xù)組織方式（對(duì)應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)是序次式的文件結(jié)構(gòu)）、鏈接組織方式（對(duì)應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)索引式的文件結(jié)構(gòu)）、索引組織方式（對(duì)應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)是索引式的文件結(jié)構(gòu)，但在現(xiàn)代OS中，則可對(duì)應(yīng)于多各種