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文檔簡介

操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)材料第一章1,理解操作系統(tǒng)概念答:操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行,管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。2,掌握三種基本類型及特點(diǎn) 批處理操作系統(tǒng)的特點(diǎn)是:脫機(jī)使用,多道和成批處理 分時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn):交互性,多用戶同時(shí)性,獨(dú)立性 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn):提供即時(shí)響應(yīng)和高可靠性3,理解操作系統(tǒng)功能答:處理機(jī)管理,存儲(chǔ)管理,設(shè)備管理,信息管理4,熟練掌握算法描述的規(guī)則(第三章)自己看書把。第二章1, 理解操作系統(tǒng)與用戶兩類接口,操作系統(tǒng)提供了3類型的接口供用戶使用:1 聯(lián)機(jī)命令接口:提供一組命令供用戶直接或間接操作。根據(jù)作業(yè)的方式不同,命令接口又分為聯(lián)機(jī)命令接口和脫節(jié)命令接口。2 程序接口:程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用命令組成,提供一組系統(tǒng)調(diào)用命令供用戶程序使用。3 圖形界面接口:通過圖標(biāo) 窗口 菜單 對話框及其他元素,和文字組合,在桌面上形成一個(gè)直觀易懂 使用方便的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境.,用戶接口可分為三個(gè)部分:1.命令接口:為了便于用戶直接或間接控制自己的作業(yè),操作系統(tǒng)向用戶提供了命令接口。命令接口是用戶利用操作系統(tǒng)命令組織和控制作業(yè)的執(zhí)行或管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。命令是在命令輸入界面上輸入,由系統(tǒng)在后臺(tái)執(zhí)行,并將結(jié)果反映到前臺(tái)界面或者特定的文件內(nèi)。命令接口可以進(jìn)一步分為聯(lián)機(jī)用戶接口和脫機(jī)用戶接口。2.程序接口:程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用命令組成,這是操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口。用戶通過在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用命令來請求操作系統(tǒng)提供服務(wù)。每一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都是一個(gè)能完成特定功能的子程序。如早期的UNIX系統(tǒng)版本和MS-DOS版本。3.圖形接口:圖形用戶接口采用了圖形化的操作界面,用非常容易識(shí)別的各種圖標(biāo)來將系統(tǒng)各項(xiàng)功能、各種應(yīng)用程序和文件,直觀、逼真地表示出來。用戶可通過鼠標(biāo)、菜單和對話框來完成對應(yīng)程序和文件的操作。圖形用戶接口元素包括窗口、圖標(biāo)、菜單和對話框,圖形用戶接口元素的基本操作包括菜單操作、窗口操作和對話框操作等。2,理解作業(yè)級接口(1) 圖形用戶接口:即GUI。是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境用戶接口。典型軟件有:Dev-C+,X-scan,nmap等。(2) 命令行接口:即CLI。是基于文本的配置實(shí)用程序,它支持一組鍵盤命令和參數(shù)以配置和管理AP。用戶輸入由CLI命令以及相關(guān)參數(shù)組成的命令語句。這些語句可以通過鍵盤發(fā)布以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配置3,掌握常用操作系統(tǒng)命令,命令組合(課堂有說,望認(rèn)真聽講的同學(xué)補(bǔ)充)答:pwd:顯示工作目錄 。cd:進(jìn)入或者退出某級目錄 。LS (LIST) 列出目錄內(nèi)容 .cp(copy) :不解釋。其他不知道了。4,能閱讀理解簡單的batch和shell腳本程序(課件5,28 作業(yè))課本28到31頁看看5,了解系統(tǒng)調(diào)用的概念以及基本用法答:系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口。大致分為以下六類:1 設(shè)備管理。該類系統(tǒng)調(diào)用被用來請求和釋放有關(guān)設(shè)備以及啟動(dòng)設(shè)備操作等2 文件管理。包括對文件的讀寫創(chuàng)建刪除等 進(jìn)程控制。進(jìn)程是一個(gè)在功能上獨(dú)立的程序的一次執(zhí)行過程。進(jìn)程控制的有關(guān)調(diào)用包括進(jìn)程創(chuàng)建,執(zhí)行,撤銷,執(zhí)行等待和執(zhí)行優(yōu)先級控制等4 存儲(chǔ)管理。包括調(diào)查作業(yè)占據(jù)內(nèi)存區(qū)的大小,獲取作業(yè)占據(jù)內(nèi)存去的始址等。5 進(jìn)程通信。該類系統(tǒng)調(diào)用被用在進(jìn)程之間傳遞信息或信號(hào)。6 線程管理。包括線程創(chuàng)建調(diào)度執(zhí)行撤銷等。6,了解系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理答:linux的系統(tǒng)調(diào)用形式與POSIX兼容,也是一套C語言函數(shù)名的集合。然而,linux系統(tǒng)調(diào)用的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式卻與DOC的INT 21H相似,它是經(jīng)過INT 0X80H軟中斷進(jìn)入后,再根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)分門別類地服務(wù)。(?)第三章1,掌握進(jìn)程概念,組成,并發(fā),并行,與執(zhí)行的異步性(課件6)了解并發(fā)執(zhí)行條件(Beistein條件)答:概念:并發(fā)執(zhí)行的程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位。組成:程序,數(shù)據(jù),進(jìn)程控制塊(PCB)并發(fā),并行:并發(fā)和并行是即相似又有區(qū)別的兩個(gè)概念,并行是指兩個(gè)或者多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生;而并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。在多道程序環(huán)境下,并發(fā)性是指在一段時(shí)間內(nèi)宏觀上有多個(gè)程序在同時(shí)運(yùn)行,但在單處理機(jī)系統(tǒng)中,每一時(shí)刻卻僅能有一道程序執(zhí)行,故微觀上這些程序只能是分時(shí)地交替執(zhí)行。倘若在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有多個(gè)處理機(jī),則這些可以并發(fā)執(zhí)行的程序便可被分配到多個(gè)處理機(jī)上,實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行,即利用每個(gè)處理機(jī)來處理一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的程序,這樣,多個(gè)程序便可以同時(shí)執(zhí)行。執(zhí)行的異步性:進(jìn)程以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。內(nèi)存中的每個(gè)進(jìn)程何時(shí)執(zhí)行,何時(shí)暫停,以怎樣的速度向前推進(jìn),每道程序總共需要多少時(shí)間才能完成等,都是不可預(yù)知的。并發(fā)執(zhí)行的條件:獨(dú)立性,隨機(jī)性,資源共享性。2.掌握PCB的作用與地位進(jìn)程控制塊是用來記錄進(jìn)程的外部特征,描述進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)變化過程。系統(tǒng)利用PCB來控制和管理進(jìn)程,PCB是系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。進(jìn)程與PCB是一一對應(yīng)的。PCB集中反映一個(gè)進(jìn)程的動(dòng)態(tài)特征。在進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí),由于資源共享,帶來各進(jìn)程之間的相互制約。為了反映這些制約關(guān)系和資源共享關(guān)系,在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí),首先創(chuàng)建其PCB,然后才根據(jù)PCB中信息對進(jìn)程實(shí)施有效的管理和控制。3,了解進(jìn)程上下文概念,進(jìn)程切換與模式切換。進(jìn)程上下文是進(jìn)程執(zhí)行過程中順序關(guān)聯(lián)的靜態(tài)描述。是一個(gè)與進(jìn)程切換和處理機(jī)狀態(tài)發(fā)生交換有關(guān)的概念。進(jìn)程切換:就是從正在運(yùn)行的進(jìn)程中收回處理器,然后再使待運(yùn)行進(jìn)程來占用處理器。(這就像多個(gè)同學(xué)要分時(shí)使用同一張課桌一樣9說是要收回正在使用課桌同學(xué)的課桌使用權(quán),實(shí)質(zhì)上就是讓他把屬于他的東西拿走;而賦予某個(gè)同學(xué)課桌使用權(quán),只不過就是讓他把他的東西放到課桌上罷了。誰擁有使用權(quán)誰就把他的東西放桌上)模式切換:中斷是引起模式切換的原因。進(jìn)程切換是進(jìn)程調(diào)度的本質(zhì)。進(jìn)程切換需要對進(jìn)程上下文信息全部切換。而模式切換主要是寄存器上下文的切換。模式切換可以不改變當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的狀態(tài),開銷比較小,速度比較快。模式切換有可能引起進(jìn)程切換,而進(jìn)程切換則是保存老進(jìn)程的上下文并裝載新進(jìn)程的上下文過程,與模式切換無必然聯(lián)系。4,熟練掌握進(jìn)程的狀態(tài)以及轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換原因。5,理解進(jìn)程控制的實(shí)現(xiàn)答:進(jìn)程控制簡單的說相當(dāng)于在一個(gè)程序中執(zhí)行另一個(gè)程序。進(jìn)程控制的意義在于可以創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程,并可以通過進(jìn)程句柄結(jié)束進(jìn)程。(這個(gè)有點(diǎn)答非所問,資料比較難找,理解就好。)6,掌握進(jìn)程的制約關(guān)系以及表現(xiàn)的互斥與同步概念,要能判斷進(jìn)程間的同步和互斥。答:制約關(guān)系:同步與互斥。同步:指兩個(gè)或兩個(gè)以上隨時(shí)間變化的量在變化過程中保持一定的相對關(guān)系。好比是A和B各自完成自己的工作才算完成整個(gè)工作。互斥:一組并發(fā)進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)程序段,因共享某一個(gè)公有資源而導(dǎo)致他們必須以一個(gè)不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行。好比是一樣?xùn)|西要么給A用要么給B用,就是不允許一起用。判斷同步與互斥:以生產(chǎn)者和消費(fèi)者為例。在單緩沖區(qū)中,A生產(chǎn)完了要等待B消費(fèi)才能繼續(xù)生產(chǎn),這就是同步?;コ饩褪怯心銢]我。7,理解鎖機(jī)制解決互斥的方法。答:書上是用lock(keys)和unlock(keys)解決的8,掌握信號(hào)量(私有,公有)和P V概念用法答:(直接制約) (間接制約) 私有信號(hào)量 公有信號(hào)量一般來說,也可以把各進(jìn)程之間發(fā)送的消息作為信號(hào)量看待。與進(jìn)程互斥時(shí)不同的是,這里的信號(hào)量只與制約進(jìn)程及被制約進(jìn)程有關(guān)而不是與整組并發(fā)進(jìn)程有關(guān)。因此,稱該信號(hào)量為私用信號(hào)量(Private Semaphvre)。一個(gè)進(jìn)程Pi的私用信號(hào)量Semi是從制約進(jìn)程發(fā)送來的進(jìn)程Pi的執(zhí)行條件所需要的消息。與私用信號(hào)量相對應(yīng),稱互斥時(shí)使用的信號(hào)量為公用信號(hào)量。信號(hào)量的物理意義:大于零:表示可用資源數(shù)目。小于零:絕對值表示請求資源而被阻塞的進(jìn)程數(shù)p原語為申請資源v原語為釋放資源pv操作必須成對出現(xiàn)2, 熟練掌握應(yīng)用PV原語解決互斥答:還是自己看例子給力9,熟練掌握PV解決同步(生產(chǎn)消費(fèi) 讀寫者)答:同上。重點(diǎn)。10,理解進(jìn)程的通信方式(消息緩沖,郵箱,管道)答:消息緩沖機(jī)制:發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程采用消息緩沖機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí),發(fā)送進(jìn)程在發(fā)送消息前,先在自己的內(nèi)存空間設(shè)置一個(gè)發(fā)送區(qū),把欲發(fā)送的消息填入其中,然后再用發(fā)送過程將其發(fā)送出去。接收進(jìn)程則在接收消息之前,在自己的內(nèi)存空間內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的接收區(qū),然后用接收過程接收消息。必須滿足:1,消息隊(duì)列的互斥操作2,收發(fā)進(jìn)程的同步郵箱:郵箱通信就是由發(fā)送進(jìn)程申請建立一與接收進(jìn)程鏈接的郵箱。發(fā)送進(jìn)程把消息送往郵箱,接收進(jìn)程從郵箱中取出消息,從而完成進(jìn)程間信息交換。設(shè)置郵箱的最大好處就是發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程之間沒有處理時(shí)間上的限制。對于只有一發(fā)送進(jìn)程和一接收進(jìn)程使用的郵箱,則進(jìn)程間通信應(yīng)滿足如下條件: 發(fā)送進(jìn)程發(fā)送消息時(shí),郵箱中至少要有一個(gè)空格能存放該消息。 接收進(jìn)程接收消息時(shí),郵箱中至少要有一個(gè)消息存在。管道: 管道通信即發(fā)送進(jìn)程以字符流形式將大量數(shù)據(jù)送入管道,接收進(jìn)程可從管道接收數(shù)據(jù),二者利用管道進(jìn)行通信。管道是連接讀寫進(jìn)程的一個(gè)特殊文件,允許進(jìn)程按先進(jìn)先出方式傳送數(shù)據(jù),也能使進(jìn)程同步執(zhí)行操作。11,理解死鎖的概念答;所謂死鎖: 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進(jìn)下去。12,死鎖的必要條件(1) 互斥。不允許兩個(gè)或者兩個(gè)以上占用同一個(gè)資源。(2) 不剝奪。未使用完畢不能釋放。(3) 部分分配。吃著碗里瞧著鍋里。(4) 環(huán)路條件。A需要B B需要C C需要A13,掌握防止死鎖的方法以及應(yīng)用,了解理解資源分配圖。答: 死鎖預(yù)防:打破資源的互斥與不可剝奪條件。有缺點(diǎn):1,進(jìn)程在執(zhí)行之前不會(huì)一次性分配所要的所有資源。2,進(jìn)程只有在所有資源全部滿足才執(zhí)行。3,不經(jīng)常使用的進(jìn)程,會(huì)占著茅坑不拉屎。4,降低并發(fā)性。 死鎖避免:動(dòng)態(tài)預(yù)防。典型的有銀行家算法。自己看書。該過程占去較大開銷。 死鎖檢測:進(jìn)程請求資源時(shí)檢查并發(fā)進(jìn)程組是否構(gòu)成資源的請求和保持環(huán)路。防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。 死鎖恢復(fù):最簡單的就是終止各鎖住進(jìn)程,或按一定順序終止,直到釋放足夠資源完成。資源分配圖:進(jìn)程的死鎖問題可以用有向圖來形象的描述,這種有向圖稱為系統(tǒng)資源分配圖.一個(gè)系統(tǒng)資源分配圖SRAG可定義為一個(gè)二元組,即SRAG=(V,E),其中V是頂點(diǎn)的集合,而E是有向邊的集合.頂點(diǎn)集合可分為兩種部分:P=(P1,P2,Pn),是由系統(tǒng)內(nèi)的所有進(jìn)程組成的集合,每一個(gè)Pi代表一個(gè)進(jìn)程;R=(r1,r2,rm),是系統(tǒng)內(nèi)所有資源組成的集合,每一個(gè)ri代表一類資源. 如果資源分配圖出現(xiàn)環(huán)(有循環(huán)) 看課件把 第三章191-207 如果每類資源只有一個(gè)實(shí)例,則一定會(huì)死鎖。 如果每類資源有多個(gè)實(shí)例,則可能會(huì)死鎖。 沒有環(huán),就不會(huì)死鎖。 14,熟練掌握哲學(xué)家進(jìn)餐問題的幾種解法(基本解法,可能死鎖,改進(jìn)算法)答:有五個(gè)哲學(xué)家圍坐在一圓桌旁,桌中央有一盤通心粉,每人面前有一只空盤子,每兩人之間放一只筷子每個(gè)哲學(xué)家的行為是思考,感到饑餓,然后吃通心粉.為了吃通心粉,每個(gè)哲學(xué)家必須拿到兩只筷子,并且每個(gè)人只能直接從自己的左邊或右邊去取筷子不過,這種顯然的解法是錯(cuò)誤的。如果五位哲學(xué)家同時(shí)拿起左面的叉子,就沒有人能夠拿到他們右面的叉子,于是發(fā)生死鎖。為防止死鎖發(fā)生可采取的措施:最多允許4個(gè)哲學(xué)家同時(shí)坐在桌子周圍僅當(dāng)一個(gè)哲學(xué)家左右兩邊的筷子都可用時(shí),才允許他拿筷子()給所有哲學(xué)家編號(hào),奇數(shù)號(hào)的哲學(xué)家必須首先拿左邊的筷子,偶數(shù)號(hào)的哲學(xué)家則反之 為了避免死鎖,把哲學(xué)家分為三種狀態(tài),思考,饑餓,進(jìn)食,并且一次拿到兩只筷子,否則不拿.16,熟練掌握死鎖避免的方法與應(yīng)用(安全狀態(tài),銀行家算法,安全測試子算法)答:課件第三章214 -224. 期中考試也有類似的。17,理解線程的概念,基本狀態(tài),使用場合,與進(jìn)程區(qū)別答:一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的基本調(diào)度單位稱為線程或稱為輕權(quán)進(jìn)程。基本狀態(tài):一般說有3種,但也有說4種的就緒:線程分配了CPU以外的全部資源,等待獲得CPU調(diào)度執(zhí)行:線程獲得CPU,正在執(zhí)行阻塞:線程由于發(fā)生I/O或者其他的操作導(dǎo)致無法繼續(xù)執(zhí)行,就放棄處理機(jī),轉(zhuǎn)入線程就緒隊(duì)列第四種:掛起:由于終端請求,操作系統(tǒng)的要求等原因,導(dǎo)致掛起。適用場合:雖然線程可以提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率,但不適用于在那些很少做進(jìn)程調(diào)度和切換的實(shí)時(shí)系統(tǒng),個(gè)人數(shù)字助理系統(tǒng)中,由于任務(wù)的單一性,反而會(huì)占用更多資源。典型應(yīng)用有:服務(wù)器中的文件管理或通信控制;前后臺(tái)處理;異步處理;書上78 79區(qū)別:1、 線程是進(jìn)程的一部分,所以線程有的時(shí)候被稱為是輕權(quán)進(jìn)程或者輕量級進(jìn)程。2、 一個(gè)沒有線程的進(jìn)程是可以被看作單線程的,如果一個(gè)進(jìn)程內(nèi)擁有多個(gè)進(jìn)程,進(jìn)程的執(zhí)行過程不是一條線(線程)的,而是多條線(線程)共同完成的。3、 系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)為每個(gè)進(jìn)程分配不同的內(nèi)存區(qū)域,但是不會(huì)為線程分配內(nèi)存(線程所使用的資源是它所屬的進(jìn)程的資源),線程組只能共享資源。那就是說,出了CPU之外(線程在運(yùn)行的時(shí)候要占用CPU資源),計(jì)算機(jī)內(nèi)部的軟硬件資源的分配與線程無關(guān),線程只能共享它所屬進(jìn)程的資源。4、 與進(jìn)程的控制表PCB相似,線程也有自己的控制表TCB,但是TCB中所保存的線程狀態(tài)比PCB表中少多了。5、 進(jìn)程是系統(tǒng)所有資源分配時(shí)候的一個(gè)基本單位,擁有一個(gè)完整的虛擬空間地址,并不依賴線程而獨(dú)立存在第四章1,理解處理機(jī)調(diào)度的四個(gè)層次答:課件第四章前11頁2,了解作業(yè)與進(jìn)程的關(guān)系答:作業(yè)可被看作是用戶向計(jì)算機(jī)提交任務(wù)的任務(wù)實(shí)體,例如一次計(jì)算、一個(gè)控制過程等。反過來,進(jìn)程則是計(jì)算機(jī)為了完成用戶任務(wù)實(shí)體而設(shè)置的執(zhí)行實(shí)體,是系統(tǒng)分配資源的基本單位。一個(gè)作業(yè)總是由一個(gè)以上的多個(gè)進(jìn)程組成的。首先,系統(tǒng)必須為一個(gè)作業(yè)創(chuàng)建一個(gè)根進(jìn)程。然后,在執(zhí)行作業(yè)控制語句時(shí),根據(jù)任務(wù)要求,系統(tǒng)或根進(jìn)程為其創(chuàng)建相應(yīng)的子進(jìn)程,然后,為各子進(jìn)程分配資源和調(diào)度各子進(jìn)程執(zhí)行以完成作業(yè)要求的任務(wù)3,了解作業(yè)的組織與調(diào)度答:作業(yè)是一個(gè)比程序更為廣泛的概念,它不僅包含了通常的程序和數(shù)據(jù),而且還應(yīng)配有一份作業(yè)說明書,系統(tǒng)根據(jù)該說明書來對程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。在批處理系統(tǒng)中,是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存的。調(diào)度:書上88 89 (1)記錄系統(tǒng)中各作業(yè)的狀況。(2)從后備隊(duì)列挑選出一部分作業(yè)投入執(zhí)行(3)為被選中作業(yè)做好執(zhí)行前的準(zhǔn)備工作(4)在作業(yè)執(zhí)行結(jié)束時(shí)做善后處理工作。3, 熟練掌握常用的調(diào)度算法,應(yīng)用以及評價(jià)指標(biāo)(平均周轉(zhuǎn)時(shí)間,帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間)算法:FCFS,SJF,HRN,RR,優(yōu)先級答:周轉(zhuǎn)時(shí)間T = T1-T2 T1為作業(yè)i的完成時(shí)間,T2為作業(yè)i的提交時(shí)間平均周轉(zhuǎn)為所有作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間 / 作業(yè)數(shù)一個(gè)作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)停留的時(shí)間。一部分為等待時(shí)間,另一部分為執(zhí)行時(shí)間。T3主要指作業(yè)i從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的等待時(shí)間,不包括作業(yè)進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)后的等待時(shí)間。T = T3 + T4 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間是作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間與作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的比W = T / T4平均的如上。FCFS(先來先服務(wù)): SJF(最短作業(yè)優(yōu)先)HRN(最高相應(yīng)比優(yōu)先) 公式響應(yīng)比R定義如下:R=(W+T)/T=1+W/T假如有4道作業(yè),它們的提交時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間如下表所示:采用單道運(yùn)行,試問下述調(diào)度算法下,它們的調(diào)度順序,并分別計(jì)算各調(diào)度算法下三個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T 和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 W。(1)FCFS(先來先服務(wù))(2)SJF(短作業(yè)優(yōu)先)(3)HRRN(響應(yīng)比高者優(yōu)先)解:RR算法(輪流法)優(yōu)先級;自己手動(dòng)算一下結(jié)果把第五章1,掌握虛擬存儲(chǔ)器的概念,實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)(程序運(yùn)行的局部性原理)答:虛擬存儲(chǔ)器是指具有請求調(diào)入功能和置換功能,能從邏輯上對內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。原理:在虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)中,作業(yè)無需全部裝入,只要裝入一部分就可運(yùn)行。引入虛擬存儲(chǔ)技術(shù)之后,可以:1、提高內(nèi)存利用率;2、程序不再受現(xiàn)有物理內(nèi)存空間的限制;編程變得更容易;3、可以提高多道程序度,使更多的程序能夠進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行。2,熟練掌握地址的映射方法(靜動(dòng)態(tài))答:靜態(tài)重定位的優(yōu)點(diǎn)是不需要硬件支持。但是,使用靜態(tài)重定位方法進(jìn)行地址變換無法實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器。缺點(diǎn):靜態(tài)重定位方法一旦將程序裝入內(nèi)存之后就不能再移動(dòng),并且必須在程序執(zhí)行之前將有關(guān)部分全部裝入。必須占用連續(xù)的內(nèi)存空間,這就難以做到程序和數(shù)據(jù)的共享。結(jié)論:靜態(tài)重定位不允許進(jìn)程從一個(gè)內(nèi)存段移動(dòng)到另一個(gè)內(nèi)存段。 其具體過程是:(1) 設(shè)置基地址寄存器BR,虛擬地址寄存器VR。(2) 將程序段裝入內(nèi)存,且將其占用的內(nèi)存區(qū)首地址送BR中。例如,在圖5.3中,(BR)=1000。(3) 在程序執(zhí)行過程中,將所要訪問的虛擬地址送入VR中,例如在圖5.3中執(zhí)行LOAD A 500語句時(shí) ,將所要訪問的虛擬地址500放入VR中。(4) 地址變換機(jī)構(gòu)把VR和BR的內(nèi)容相加,得到實(shí)際訪問的物理地址。動(dòng)態(tài)重定位的主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)可以對內(nèi)存進(jìn)行非連續(xù)分配。顯然,對于同一進(jìn)程的各分散程序段,只要把各程序段在內(nèi)存中的首地址統(tǒng)一存放在不同的BR中,則可以由地址變換機(jī)構(gòu)變換得到正確的內(nèi)存地址。(2)動(dòng)態(tài)重定位提供了實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)。因?yàn)閯?dòng)態(tài)重定位不要求在作業(yè)執(zhí)行前為所有程序分配內(nèi)存,也就是說,可以部分地、動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存。從而,可以在動(dòng)態(tài)重定位的基礎(chǔ)上,在執(zhí)行期間采用請求方式為那些不在內(nèi)存中的程序段分配內(nèi)存,以達(dá)到內(nèi)存擴(kuò)充的目的。(3)有利于程序段的共享。3,理解內(nèi)存的共享與保護(hù)答:在多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下,內(nèi)存中的許多用戶或系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)段可供不同的用戶進(jìn)程共享。這種資源共享將會(huì)提高內(nèi)存的利用率。但是,反過來說,除了被允許共享的部分之外,又要限制各進(jìn)程只在自己的存儲(chǔ)區(qū)活動(dòng),各進(jìn)程不能對別的進(jìn)程的程序和數(shù)據(jù)段產(chǎn)生干擾和破壞,因此須對內(nèi)存中的程序和數(shù)據(jù)段采取保護(hù)措施。常用的內(nèi)存信息保護(hù)方法有硬件法、軟件法和軟硬件結(jié)合三種。另外一種常用的內(nèi)存保護(hù)方式是:界限寄存器與CPU的用戶態(tài)或核心態(tài)工作方式相結(jié)合的保護(hù)方式。在這種保護(hù)模式下,用戶態(tài)進(jìn)程只能訪問那些在界限寄存器所規(guī)定范圍內(nèi)的內(nèi)存部分,而核心態(tài)進(jìn)程則可以訪問整個(gè)內(nèi)存地址空間。UNIX系統(tǒng)就是采用的這種內(nèi)存保護(hù)方式。4, 掌握分區(qū)管理的概念,分配與回收算法,會(huì)收區(qū)的合并,內(nèi)存拼接,內(nèi)存利用率等答:分區(qū)管理是把內(nèi)存劃分成若干個(gè)大小不等的區(qū)域,除操作系統(tǒng)占用一個(gè)區(qū)域之外,其余由多道環(huán)境下的各并發(fā)進(jìn)程共享。分區(qū)管理是滿足多道程序設(shè)計(jì)的一種最簡單的存儲(chǔ)管理方法。分區(qū)的分配與回收:1,固定分區(qū)的分配固定分區(qū)的回收更加簡單。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行完畢,不再需要內(nèi)存資源時(shí),管理程序?qū)?yīng)的分區(qū)狀態(tài)置為未使用即可。2,動(dòng)態(tài)分區(qū)的分配1 最先適應(yīng)法2 最佳適應(yīng)法3 最壞適應(yīng)法通俗地說,好比有幾個(gè)地方,依次能容納如下位置個(gè)數(shù):5,6,7,2,4如果我有3個(gè)人,最先適應(yīng)就是去有五個(gè)容量的地方,最佳適應(yīng)就是從最小的空間開始,2,4,5,6,7找有4個(gè)容量的地方,最壞就是從最大的開始找,找有7個(gè)容量的地方。 回收:作業(yè)或進(jìn)程結(jié)束,存儲(chǔ)管理程序要收回已使用完畢的空間,并將其插入空閑區(qū)可用表或自由鏈5, 了解覆蓋與交換技術(shù)的用途答:覆蓋與交換技術(shù)是在多道環(huán)境下用來擴(kuò)充內(nèi)存的兩種方法。覆蓋技術(shù)主要用在早期的操作系統(tǒng)中,而交換技術(shù)則在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中仍具有較強(qiáng)的生命力。6, 理解段,頁式存儲(chǔ)管理的基本原理答:頁式:各進(jìn)程的虛擬空間被劃分成若干個(gè)長度相等的頁,頁長的劃分和內(nèi)存外存之間數(shù)據(jù)傳輸速度以及內(nèi)存大小有關(guān)。用戶進(jìn)程在內(nèi)存空間除了在每個(gè)頁面地址連續(xù)之外,每個(gè)頁面不再連續(xù)。課本P124段式:把程序按內(nèi)容或過程(函數(shù))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)程所包含的段對應(yīng)一個(gè)二維線性虛擬空間,也就是一個(gè)二維虛擬存儲(chǔ)器。段式管理程序以段為單位分配內(nèi)存,然后通過地址映射機(jī)制把段式虛擬地址轉(zhuǎn)換成實(shí)際的內(nèi)存物理地址。7, 掌握程序運(yùn)行的局部性原理答:局部性原理是指在幾乎所有程序的執(zhí)行過程中,在一段時(shí)間內(nèi),CPU總是集中地訪問程序中的某個(gè)部分而不是對程序的所有部分具有平均的訪問概率。這樣就有可能把要使用的程序和數(shù)據(jù),按其使用的急迫和頻繁程度,分時(shí)間段、分批量、合理地調(diào)入存儲(chǔ)容量不同、讀寫速度不同的存儲(chǔ)器部件中,并由計(jì)算機(jī)硬件、軟件自動(dòng)地統(tǒng)一管理與調(diào)度。即是,把CPU最近一小段時(shí)間要頻繁、高速使用的信息存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中,可以快速完成讀寫操作,不至于拖慢CPU的運(yùn)行速度。把那些暫時(shí)可以先不使用的信息保存在容量非常大的虛擬存儲(chǔ)器中,用到時(shí)再從那里以更大的批量讀入主存儲(chǔ)器。8, 熟練掌握段,頁式管理的地址映射(計(jì)算和畫圖),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(頁表,存儲(chǔ)頁面表(位圖表),塊表)答:自己看書上P126 以及作業(yè)最簡單的頁表由頁號(hào)與頁面號(hào)組成。頁表在內(nèi)存中占有一塊固定的存儲(chǔ)區(qū)。 頁表的大小由進(jìn)程或作業(yè)的長度決定。例如,對于一個(gè)每頁長1 K,大小為20 K的進(jìn)程來說,如果一個(gè)內(nèi)存單元存放一個(gè)頁表項(xiàng),則只要分配給該頁表20個(gè)存儲(chǔ)單元即可。位圖表:橫坐標(biāo)代表頁面,縱坐標(biāo)代表單元。0為未分配例題:設(shè)每個(gè)頁面長度為1K,指令LOAD 1,2500的虛地址為100,怎樣通過圖5.19所示頁表來找到該指令所對應(yīng)的物理地址呢?由控制寄存器的頁表始址,可以找到頁表所在位置。并由虛地址100可知,指令LOAD 1,2500在第0頁的第100單元之中。由于第0頁與第2個(gè)頁面(塊)相對應(yīng),因此,該指令在內(nèi)存中的地址為2048+100=2148。當(dāng)CPU執(zhí)行到第2148單元的指令時(shí),CPU要從有效地址2500中取數(shù)據(jù)放入1號(hào)寄存器中。為了找出2500對應(yīng)的實(shí)際物理地址,地址變換機(jī)構(gòu)首先將2500轉(zhuǎn)換為頁號(hào)與頁內(nèi)相對地址組成的地址形式。即p=2,w=452。由頁表,可知2號(hào)頁所對應(yīng)的頁面(塊)號(hào)等于8。最后,將頁面(塊)號(hào)8乘以塊長(1024)再加上頁內(nèi)相對地址w(452),得到待訪問的物理內(nèi)存地址8644。 快表中,存入那些當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程中最常用的頁號(hào)與所對應(yīng)的頁面號(hào),從而以提高查找速度。9, 熟練掌握動(dòng)態(tài)段,頁式的常用算法,缺段,頁中斷的改練以及處理答:FIFO設(shè)進(jìn)程P共有8頁,且已在內(nèi)存中分配有3個(gè)頁面(塊),程序訪問內(nèi)存的順序(訪問串)為7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1。缺頁率為12/17=70.5%。最近最久未使用頁面置換算法(LRU)理想型淘汰算法(OPT)平時(shí)作業(yè)有做過的缺頁中斷就是要訪問的頁不在主存,需要操作系統(tǒng)將其調(diào)入主存后再進(jìn)行訪問。10,了解段頁式存儲(chǔ)管理的基本思想和實(shí)現(xiàn)原理答:基本思想:發(fā)揮段和頁的優(yōu)點(diǎn) P138實(shí)現(xiàn)原理:1 虛地址的構(gòu)成 一個(gè)進(jìn)程中所包含的具有獨(dú)立邏輯功能的程序或數(shù)據(jù)仍被劃分為段,并有各自的段號(hào)s。這反映相繼承了段式管理的特征。其次,對于段s中的程序或數(shù)據(jù),則按照一定的大小將其劃分為不同的頁。和頁式系統(tǒng)一樣,最后不足一頁的部分仍占一頁。這反映了段頁式管理中的頁式特征。從而,段頁式管理時(shí)的進(jìn)程的虛擬地址空間中的虛擬地址由三部分組成:即段號(hào)s,頁號(hào)P和頁內(nèi)相對地址d。虛擬空間的最小單位是頁而不是段,從而內(nèi)存可用區(qū)也就被劃分成為著干個(gè)大小相等的頁面,且每段所擁有的程序和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中可以分開存放。分段的大小也不再受內(nèi)存可用區(qū)的限制。 2 段表和頁表 為了實(shí)現(xiàn)段頁式管理,系統(tǒng)必須為每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程建立一張段表以管理內(nèi)存分配與釋放、缺段處理、存儲(chǔ)保護(hù)相地址變換等。另外,由于一個(gè)段又被劃分成了若干頁,每個(gè)段又必須建立一張頁表以把段中的虛頁變換成內(nèi)存中的實(shí)際頁面。顯然,與頁式管理時(shí)相同,頁表中也要有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)缺頁中斷處理和頁面保護(hù)等功能的表項(xiàng)。另外,由于在段頁式管理中,頁表不再是屬于進(jìn)程而是屬于某個(gè)段,因此,段表中應(yīng)有專項(xiàng)指出該段所對應(yīng)頁表的頁表始址和頁表長度。 3 動(dòng)態(tài)地址變換過程 在一般使用段頁式存儲(chǔ)管理方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,都在內(nèi)存中辟出一塊固定的區(qū)域存放進(jìn)程的段表和頁表。因此,在段頁式管理系統(tǒng)中,要對內(nèi)存中指令或數(shù)據(jù)進(jìn)行一次存取的話,至少需要訪問三次以上的內(nèi)存: 第八章1.理解文件和文件系統(tǒng)的概念答:文件被解釋成一組賦名的相關(guān)聯(lián)字符流的集合,或者是相關(guān)聯(lián)記錄的集合操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)成為文件系統(tǒng)。2.掌握文件的邏輯結(jié)構(gòu)和存取方法答:文件的邏輯結(jié)構(gòu)是用戶可見結(jié)構(gòu)。文件的邏輯結(jié)構(gòu)可分為兩大類:字符流式的無結(jié)構(gòu)文件和記錄式的有結(jié)構(gòu)文件。一般情況下,選取文件的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循下述原則:(1)當(dāng)用戶對文件信息進(jìn)行修改操作時(shí),給定的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)能盡量減少對已存儲(chǔ)好的文件信息的變動(dòng)。(2)當(dāng)用戶需要對文件信息進(jìn)行操作時(shí),給定的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)使文件系統(tǒng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)查找到需要查找的記錄或基本信息單位。(3)應(yīng)使文件信息占據(jù)最小的存儲(chǔ)空間。(4)應(yīng)是便于用戶進(jìn)行操作的。存取方法:(1)順序存取法。按照文件的邏輯地址順序存取。在記錄式文件中,這反映為按記錄的排列順序來存取,例如,若當(dāng)前讀取的記錄為Ri,則下一次讀取的記錄被自動(dòng)地確定Ri+1。(2)隨機(jī)存取法(直接存取法)隨機(jī)存取法允許用戶根據(jù)記錄的編號(hào)來存取文件的任一記錄,或者是根據(jù)存取命令把讀寫指針移到欲讀寫處來讀寫。(3)按鍵存取法 根據(jù)給定的鍵或記錄名進(jìn)行的。按鍵存取法首先搜索到要進(jìn)行存取的記錄的邏輯位置,再將其轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的物理地址后進(jìn)行存取。3,熟練掌握文件的無力結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)設(shè)備(磁盤的物理結(jié)構(gòu):磁頭,磁道,柱面,扇區(qū));物理塊的概念(文件內(nèi)字節(jié)偏移量與物理塊號(hào)和塊內(nèi)偏移量的轉(zhuǎn)換);了解塊號(hào)與柱面號(hào)(磁道),磁頭號(hào),和扇區(qū)號(hào)的轉(zhuǎn)化 (作業(yè))答:文件的物理結(jié)構(gòu)是指文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存放方法。事實(shí)上,由于文件的物理結(jié)構(gòu)決定了文件信息在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)位置,因此,文件信息的邏輯塊號(hào)(邏輯地址)到物理塊號(hào)(物理地址)的變換也是由文件的物理結(jié)構(gòu)決定的。常用的有:串聯(lián),連續(xù),索引文件。常用的存儲(chǔ)設(shè)備有磁盤,光盤,磁帶等。磁盤可分為硬盤和軟盤。要了解磁盤的構(gòu)造以及專用名詞,書上P208物理塊就是實(shí)際中劃分的塊轉(zhuǎn)換例子:在連續(xù)分配方式中,如何將文件的字節(jié)偏移量3500轉(zhuǎn)化為物理塊號(hào)和偏移量:設(shè)盤塊大小為1KB,盤塊號(hào)占4字節(jié)。?、解:如果第一塊的塊號(hào)是0,每塊前4字節(jié)是塊號(hào),則每塊大小1020B,那么就是塊號(hào)3,塊內(nèi)偏移量440。余下的看書P208 作業(yè)4.熟練掌握文件存儲(chǔ)空間管理(鏈,位示圖)答:空閑塊鏈把文件存儲(chǔ)設(shè)備上的所有空閑塊鏈接在一起,當(dāng)申請者需要空閑塊時(shí),分配程序從鏈頭開始摘取所需要的空閑塊,然后調(diào)整鏈?zhǔn)字羔?。反之,?dāng)回收空閑塊時(shí),把釋放的空閑塊逐個(gè)插入鏈尾上。主要的是成組鏈法課本P209 210 位示圖P2104, 理解文件目錄管理的功能(按名存?。┐穑簡渭壞夸洠壞夸浐投嗉壞夸洶疵嫒〉脑颍?)實(shí)現(xiàn)從邏輯文件到物理文件間的轉(zhuǎn)換,即“按名存取”外存上的文件。(2)分配文件的存儲(chǔ)空間。(3)建立文件目錄。文件目錄是實(shí)現(xiàn)按名存取的有效手段,也是保證文件安全的機(jī)構(gòu)(4)提供合適的存取方法以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。(5)實(shí)現(xiàn)文件的共享、保護(hù)和保密。不同用戶能在系統(tǒng)的控制下共享其他用戶的文件。(5) 提供一組文件操作。完成對文件的諸如建立、刪除、更名、復(fù)制和移動(dòng)等操作。(是么?)6.掌握文件控制塊(FCB,文件說明,文件目錄)的概念,(含i節(jié)點(diǎn))?答:FCB(File Control Block),文件控制塊,存儲(chǔ)文件在磁盤中的相關(guān)信息。從文件管理角度看一個(gè)文件包含文件說明和文件體。文件說明有時(shí)也叫FCB 至少包括文件名,與文件名相對應(yīng)的文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)以及文件信息在文件存儲(chǔ)設(shè)備上第一個(gè)物理塊的地址。不同結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的存儲(chǔ)方法。文件說明組成目錄文件。文件系統(tǒng)利用目錄文件完成按名存取和對文件信息的共享和保護(hù)7.理解文件目錄的構(gòu)成:文件目錄,目錄項(xiàng),目錄文件的區(qū)別答:單級目錄,二級目錄和多級目錄文件目錄是系統(tǒng)為了管理用的目錄文件是一個(gè)文件目錄項(xiàng)是蝦米?8,理解文件目錄結(jié)構(gòu)/bin 啟動(dòng)所需的命令和用戶可能用到的/sbin 一般給管理員用的/ect 系統(tǒng)配置文件/root 超級用戶/lib 共享庫。(是這個(gè)?)9,掌握文件共享的方法(鏈接法,基本文件目錄表和BFD法)答:鏈接法:將一個(gè)目錄中的鏈指針直接指向被共享文件所在目錄。需要用戶指定被共享的文件和被鏈接的目錄。BFD書P214 215 課件 第八章 89 9110,加快文件檢索的方法答:1設(shè)置當(dāng)前目錄2.把文件目錄分成兩部分從長度來考慮先找到文件名11,了解文件的存取控制和使用答:文件存取控制是指限制文件共享,保護(hù)文件的方法。實(shí)施文件存取控制的方案有存取控制矩形,存取控制表,用戶權(quán)限表和口令密碼等。第九章1,了解設(shè)備管理的功能和任務(wù),設(shè)備類別,虛擬設(shè)備的概念答:設(shè)備管理是對計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)的管理,是操作系統(tǒng)中最具多樣性和復(fù)雜性的部分。其主要任務(wù)是:(1)選擇和分配輸入輸出設(shè)備以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作;(2)控制輸入輸出設(shè)備和CPU(或內(nèi)存)之間交換數(shù)據(jù);(3)為用戶提供友好的透明接口,把用戶和設(shè)備硬件特性分開,使得用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)不必涉及具體設(shè)備,系統(tǒng)按用戶要求控制設(shè)備工作。另外,這個(gè)接口還為新增加的用戶設(shè)備提供一個(gè)和系統(tǒng)核心相連接的入口,以便用戶開發(fā)新的設(shè)備管理程序;(4)提高設(shè)備和設(shè)備之間、CPU和設(shè)備之間,以及進(jìn)程和進(jìn)程之間的并行操作度,以使操作系統(tǒng)獲得最佳效率。按設(shè)備的使用特性分,可分為存儲(chǔ)設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、終端設(shè)備以及脫機(jī)設(shè)備等.按設(shè)備的從屬關(guān)系,可把設(shè)備劃分為系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)備。虛擬設(shè)備:通過虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備虛擬成多臺(tái)邏輯設(shè)備,供多個(gè)用戶進(jìn)程同時(shí)使用, 通常把這種經(jīng)過虛擬的設(shè)備2,掌握數(shù)據(jù)傳送控制方式答:(1)程序直接控制方式;(2)中斷控制方式;(3)DMA方式;(4)通道方式。課件P21 -503,理解中斷的概念以及向量中斷的應(yīng)用答:中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中,當(dāng)出現(xiàn)異常情況或特殊請求時(shí),計(jì)算機(jī)停止現(xiàn)行程序的運(yùn)行,轉(zhuǎn)向?qū)@些異常情況或特殊請求的處理,處理結(jié)束后再返回現(xiàn)行程序的間斷處,繼續(xù)執(zhí)行原程序。n 要求中斷的設(shè)備既發(fā)出中斷請求信號(hào)也給出一個(gè)中斷號(hào)。 n 中斷號(hào)作為中斷服務(wù)程序(入口地址)表的偏移量。 n 中斷服務(wù)程序(入口地址)表稱為中斷向量。 n 采用這種機(jī)制,要求中斷的設(shè)備可以讓 CPU 馬上執(zhí)行特定的中斷處理程序。5, 理解引入數(shù)據(jù)緩沖的原因,緩沖的種類答:原因:CPU和外圍設(shè)備速度不一致,減少中斷次數(shù)和CPU中斷處理時(shí)間單緩沖,雙緩沖,多緩沖(一部分用于輸入一部分用于輸出的緩沖結(jié)構(gòu)),緩沖池。緩沖池由多個(gè)緩沖區(qū)組成,而一個(gè)緩沖區(qū)由兩部分組成:一部分是用來標(biāo)識(shí)該緩沖器和用于管理的緩沖首部,另一部分是用于存放數(shù)據(jù)的緩沖體。這兩部分有一一對應(yīng)的映射關(guān)系。對緩沖池的管理是通過對每一個(gè)緩沖器的緩沖首部進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)的

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