操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱

1、操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)提綱第一章1.處理器的組成：運(yùn)算器，寄存器，控制器，高速緩存。2.處理器的典型寄存器中保存的內(nèi)容及作用，如PC,IR,PSW。數(shù)據(jù)寄存器：存儲(chǔ)程序員指派的內(nèi)容地址寄存器：存儲(chǔ)指向數(shù)據(jù)或指令的地址，也可以是指向一個(gè)地址的指針。 程序計(jì)數(shù)器 PC：存儲(chǔ)處理器下一條將要執(zhí)行的指令的地址指令寄存器IR ：存儲(chǔ)處理器下一條將要執(zhí)行的指令的內(nèi)容程序狀態(tài)字 PSW：存儲(chǔ)指令執(zhí)行結(jié)果表現(xiàn)的各種狀態(tài)中斷寄存器：保存與中斷管理有關(guān)的信息和狀態(tài)字3.處理器的運(yùn)行狀態(tài)。a.特權(quán)級(jí)別的處理器狀態(tài)，運(yùn)行特權(quán)指令b.一般級(jí)別的處理器狀態(tài)，運(yùn)行大部分指令4. 處理器中的MMU是什么？在系統(tǒng)執(zhí)行指令時(shí)起何作用？MM

2、U是內(nèi)存管理單元，它是中央處理器（CPU）中用來(lái)管理虛擬存儲(chǔ)器、物理存儲(chǔ)器的控制線路，同時(shí)也負(fù)責(zé)虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機(jī)制的內(nèi)存訪問(wèn)授權(quán)。5. 系統(tǒng)中多級(jí)存儲(chǔ)器有哪些特征。保持金字塔配置結(jié)構(gòu)，逐級(jí)向下價(jià)格便宜、訪問(wèn)速度慢具有高速緩存的主存儲(chǔ)器訪問(wèn)機(jī)制（圖1-16 P23）過(guò)程：（1）當(dāng)處理器需要讀取主存中的一個(gè)字時(shí)，首先要查尋該字是否在cache中。（2）若在其中，就從中讀出，這樣就完成了一次內(nèi)存訪問(wèn)操作。（3）若不在cache中，要先從主存中查找所需要讀取字的位置，然后將該字所在位置的一塊數(shù)據(jù)讀到cache中，并將該字傳遞給處理器。（4）這時(shí)cache中的信息就進(jìn)行了一輪更新。

3、（5）若在讀入信息的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)cache已滿，則需要做交換處理，即需要在cache中找出一批不再使用的信息塊交換出cache，這個(gè)空間可用來(lái)放置新讀入的數(shù)據(jù)。6.時(shí)鐘在系統(tǒng)中可起何作用？（1）時(shí)鐘在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中承擔(dān)著非常重要的各部件協(xié)調(diào)任務(wù)。通過(guò)它的協(xié)調(diào)，可以使計(jì)算機(jī)的各功能部件在統(tǒng)一的時(shí)間順序下工作。（2）CPU保護(hù)：防止進(jìn)程得到CPU后不放棄控制權(quán)。（3）資源定時(shí)分配：分配給每一個(gè)進(jìn)程一段時(shí)間（時(shí)間片），時(shí)間片到，發(fā)生時(shí)鐘中斷，資源控制權(quán)還給操作系統(tǒng)。7. 計(jì)算機(jī)軟件分類：固化軟件、系統(tǒng)軟件、工具軟件、應(yīng)用軟件。固化軟件：它們是與計(jì)算機(jī)硬件關(guān)聯(lián)比較密切、主要完成各項(xiàng)硬件設(shè)備設(shè)置、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)引

4、導(dǎo)的基本功能程序，被固化在系統(tǒng)的“只讀存儲(chǔ)器ROM”中，計(jì)算機(jī)加電后會(huì)被自動(dòng)讀取并執(zhí)行 。如PC機(jī)中的BIOS，嵌入式系統(tǒng)中使用的軟件。優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)軟件做固化處理可以使其具有硬件的特征，如運(yùn)行快、不易出錯(cuò)、可靠性高。但固化軟件的修改較麻煩。系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件可管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，生成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的代碼，與計(jì)算機(jī)硬件一起為用戶提供運(yùn)行環(huán)境或編程工具。如：操作系統(tǒng)，高級(jí)語(yǔ)言編譯系統(tǒng)，各種分布式軟件系統(tǒng)（分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù))工具軟件：工具軟件是可為用戶提供各種具有公共用途的軟件支持或中間件的一種軟件。 如：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，人機(jī)交互軟件。應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件是指在系統(tǒng)軟件和工具軟件之上建立的

5、應(yīng)用程序，它們是為某種特殊應(yīng)用服務(wù)的軟件系統(tǒng)。如辦公軟件、電子商務(wù)軟件、通信軟件、游戲軟件等。8. 指令執(zhí)行周期（1） 基本指令執(zhí)行周期（2） 帶中斷查詢的指令周期9.中斷源、中斷字、中斷優(yōu)先級(jí) （1） 中斷源-引起中斷的事件（2） 中斷字-是中斷寄存器中保存的固定格式內(nèi)容（3） 中斷優(yōu)先級(jí)-在處理多個(gè)中斷時(shí)的先后規(guī)則第二章1. 操作系統(tǒng)是什么?（1） 從資源管理的角度看：操作系統(tǒng)是資源管理器。（2） 從用戶的角度看:操作系統(tǒng)是虛擬計(jì)算機(jī)。（3） 從進(jìn)程的角度看：操作系統(tǒng)是由一些可同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行的進(jìn)程和一個(gè)對(duì)這些進(jìn)程進(jìn)行協(xié)調(diào)的核心組成的整體。2.操作系統(tǒng)的分類：名稱特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)批處理操作系統(tǒng) 1.用

6、戶采用脫機(jī)方式使用計(jì)算機(jī)2.作業(yè)可成批提交，成批處理3.可構(gòu)成多道程序并行分時(shí)操作系統(tǒng)1. 系統(tǒng)處理的多路性2. 同時(shí)運(yùn)行的多道程序能夠保持各自的獨(dú)立性3. 用戶與系統(tǒng)有較好的交互性實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)1. 可以提供多種時(shí)鐘管理機(jī)制2. 有過(guò)載保護(hù)功能3. 具有高度可靠和安全的運(yùn)行措施高度可靠實(shí)時(shí)系統(tǒng)與批處理和分時(shí)系統(tǒng)的區(qū)別 1.專用性方面：實(shí)時(shí)是專用，分時(shí)及批處理是通用的。 2.實(shí)時(shí)性方面：實(shí)時(shí)用于控制實(shí)時(shí)過(guò)程，對(duì)外部事件的迅速響應(yīng)，有較強(qiáng)的中斷處理機(jī)構(gòu)；分時(shí)這方面較差。3.可靠性方面：實(shí)時(shí)要求高度可靠，不惜用高冗余；其它系統(tǒng)主要考慮資源利用率 4.以事件驅(qū)動(dòng)和隊(duì)列驅(qū)動(dòng)：實(shí)時(shí)和分時(shí)具備接受外部消息，

7、分析消息，調(diào)用處理程序進(jìn)行處理的能力。而批處理系統(tǒng)通常不具備。UNIX是分時(shí)操作系統(tǒng)3.操作系統(tǒng)的基本功能（1）操作系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的用戶接口（2）為用戶和用戶程序提供多種服務(wù)（3）協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)資源使用沖突第三章 對(duì)程序的閱讀，能讀懂程序。第四章 1.進(jìn)程的定義 進(jìn)程是一個(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。2 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（2） 進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的（3） 進(jìn)程與程序的組成不同（4） 進(jìn)程與程序有對(duì)應(yīng)關(guān)系（既有區(qū)別又有聯(lián)系） 3.進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換五狀態(tài)進(jìn)程模型1.運(yùn)行狀態(tài)：占用處理器資源，該狀態(tài)進(jìn)程的數(shù)目應(yīng)小于等于處理器數(shù)目。 2

8、.就緒狀態(tài)：進(jìn)程已獲得了除處理器外的所有資源，等待分配處理器資源后就可執(zhí)行。 3.阻塞狀態(tài)：進(jìn)程因等待某種條件（如I/O操作或進(jìn)程同步），在條件滿足之前無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。 4.創(chuàng)建狀態(tài)：進(jìn)程剛創(chuàng)建，還不能運(yùn)行 5.結(jié)束狀態(tài)：進(jìn)程已結(jié)束運(yùn)行，已回收除進(jìn)程控制塊（PCB）之外的其他資源。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換：1.Null新建：用戶登錄、OS創(chuàng)建某項(xiàng)服務(wù)、批處理作業(yè)。 2.新建就緒：收容一個(gè)新進(jìn)程，使其進(jìn)入就緒狀態(tài)。 3.就緒運(yùn)行：從就緒進(jìn)程表中選擇一個(gè)進(jìn)程，使其運(yùn)行； 4.運(yùn)行退出：由于進(jìn)程完成或失敗而中止進(jìn)程運(yùn)行； 5.運(yùn)行就緒：用完時(shí)間片或高優(yōu)先進(jìn)程就緒導(dǎo)致； 6.運(yùn)行阻塞：進(jìn)程要求的事件未出現(xiàn)而進(jìn)入阻塞；

9、原因：申請(qǐng)系統(tǒng)服務(wù)或資源、通信、I/O操作等； 7.阻塞就緒：等待的事件出現(xiàn)；如操作完成、申請(qǐng)成功等。4.進(jìn)程掛起的概念與意義概念：將那些低優(yōu)先級(jí)、等待時(shí)間較長(zhǎng)的進(jìn)程從內(nèi)存換出至外存中，空出有限的內(nèi)存資源為急需運(yùn)行的進(jìn)程提供服務(wù)的過(guò)程叫做進(jìn)程的掛起。意義：1. 提高處理器的執(zhí)行效率2. 為正在運(yùn)行的進(jìn)程提供足夠的內(nèi)存3. 便于調(diào)試5.進(jìn)程阻塞的概念：進(jìn)程因等待某種條件（如I/O操作或進(jìn)程同步），在條件滿足之前無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。6.進(jìn)程控制塊（PCB）中主要包含什么內(nèi)容，它在進(jìn)程管理中起到什么作用。1.進(jìn)程的標(biāo)識(shí)信息 2.進(jìn)程的狀態(tài)信息 3.進(jìn)程的控制信息作用：進(jìn)程控制塊的內(nèi)容是進(jìn)程動(dòng)態(tài)特性的反映，

10、在進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)首先要?jiǎng)?chuàng)建進(jìn)程的PCB，操作系統(tǒng)是從進(jìn)程PCB的信息中感知到進(jìn)程的存在的。7.原語(yǔ)的定義 在系統(tǒng)態(tài)下運(yùn)行的具有某種特定功能的程序段，這些程序段的執(zhí)行具有不可分割、不可間斷、不可并發(fā)的原子特性。8.臨界區(qū) 在共享某個(gè)資源時(shí)，不允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程交叉執(zhí)行的一段程序。在系統(tǒng)中還將具有這種特性的共享資源稱為臨界資源，將為管理和使用這種資源編寫(xiě)的程序稱為臨界程序段。9.進(jìn)程互斥 多個(gè)進(jìn)程共享某個(gè)公共資源時(shí)，為了保證共享資源能夠被正確使用，在臨界區(qū)內(nèi)不允許多個(gè)并發(fā)的進(jìn)程交叉執(zhí)行的這種制約關(guān)系。10.進(jìn)程同步并發(fā)進(jìn)程之間各自執(zhí)行的結(jié)果互為對(duì)方的執(zhí)行條件，這種相關(guān)性使得進(jìn)程的運(yùn)行直接影響著其它進(jìn)程的

11、執(zhí)行速度。這時(shí)具有直接制約關(guān)系的并發(fā)進(jìn)程，需要通過(guò)相互傳遞信號(hào)達(dá)到協(xié)同工作的目的，這種在一組并發(fā)進(jìn)程中，因?yàn)橹苯又萍s關(guān)系而相互發(fā)送信息、協(xié)同工作的過(guò)程稱為進(jìn)程同步。11與進(jìn)程創(chuàng)建、同步、終止有關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，重點(diǎn)理解當(dāng)父子進(jìn)程共享同一變量時(shí)發(fā)生什么影響。（估計(jì)是程序閱讀題）第六章1. 進(jìn)程對(duì)臨界資源訪問(wèn)需要采用什么機(jī)制？互斥機(jī)制。否則會(huì)出現(xiàn)失去封閉性和可再現(xiàn)性的情況。2. 進(jìn)程間互斥的原則是什么？1.進(jìn)程對(duì)共享資源訪問(wèn)必須采用強(qiáng)制的互斥方式；2.當(dāng)某進(jìn)程退出臨界區(qū)時(shí)，不能阻止其它進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)；3.每個(gè)進(jìn)程從申請(qǐng)進(jìn)入臨界區(qū)，到允許進(jìn)入臨界區(qū)這個(gè)時(shí)間段應(yīng)該是一個(gè)有限值；4.當(dāng)臨界區(qū)中沒(méi)有進(jìn)程存在時(shí)

12、，任何請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程都應(yīng)該能夠立即進(jìn)入；5.進(jìn)程互斥對(duì)進(jìn)程執(zhí)行速度和使用處理器的個(gè)數(shù)應(yīng)該沒(méi)有要求和限制；6.一個(gè)進(jìn)程駐留在臨界區(qū)的時(shí)間必須是有限的。3.進(jìn)程互斥的實(shí)現(xiàn)方法1.中斷屏蔽法2.鎖變量法3.忙等待法4.進(jìn)程同步的含義一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行結(jié)果是另一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行條件，這時(shí)進(jìn)程間需要相互傳遞或接收信息，協(xié)同工作的過(guò)程叫做進(jìn)程的同步。5. 理解并能描述“生產(chǎn)者/消費(fèi)者問(wèn)題”中存在的進(jìn)程同步和互斥關(guān)系。1.存在的同步問(wèn)題：(1)消費(fèi)者想用緩沖區(qū)數(shù)據(jù)時(shí)，緩沖區(qū)至少有一個(gè)單元被填寫(xiě)過(guò)；(2)生產(chǎn)者要填寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，緩沖區(qū)至少有一個(gè)單元是空的。2.存在的互斥問(wèn)題：因?yàn)橛薪缇彌_區(qū)是臨界資源，所以在多個(gè)同類

13、進(jìn)程對(duì)緩沖區(qū)操作時(shí)應(yīng)進(jìn)行互斥控制，因此生產(chǎn)指針和消費(fèi)指針使用時(shí)要互斥。6. 信號(hào)量及信號(hào)量操作信號(hào)量是為了更好的管理臨界區(qū)而設(shè)置的一種變量，對(duì)信號(hào)量的操作只能用“up/down”原語(yǔ)。7. 管程的概念管程是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)，而非一種并發(fā)調(diào)度單元。8. 進(jìn)程通信：信號(hào)通信，消息通信，共享存儲(chǔ)區(qū)的通信（主要掌握概念）進(jìn)程通信是進(jìn)程并發(fā)中進(jìn)程間信息交互的主要手段。信號(hào)通信：信號(hào)是系統(tǒng)中設(shè)立的運(yùn)行狀態(tài)通報(bào)機(jī)制，進(jìn)程收到信號(hào)時(shí)將做出不同反映。消息通信：用消息傳遞方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的交互。共享存儲(chǔ)區(qū)的通信：在內(nèi)存中建立一個(gè)用于通信的共享存儲(chǔ)區(qū)，需要通信的進(jìn)程可以將信息寫(xiě)入該存儲(chǔ)區(qū)或從存儲(chǔ)區(qū)中讀出信息，以此完

14、成進(jìn)程間通信。9. 讀者寫(xiě)者問(wèn)題問(wèn)題描述：對(duì)共享數(shù)據(jù)區(qū)的多個(gè)進(jìn)程，有一些只讀進(jìn)程和一些只寫(xiě)進(jìn)程，它們必須滿足：1.任一時(shí)刻“寫(xiě)者”最多只允許一個(gè)2.多個(gè)“讀者”允許同時(shí)訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)區(qū)3.若一個(gè)寫(xiě)進(jìn)程正在寫(xiě)時(shí)，禁止所有讀寫(xiě)操作分析：讀/寫(xiě)問(wèn)題與其它問(wèn)題的差異（1）一般互斥問(wèn)題-進(jìn)程可能對(duì)共享數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行讀/寫(xiě)（2）生產(chǎn)者/消費(fèi)者問(wèn)題-生產(chǎn)者進(jìn)程中不僅包含寫(xiě)還有對(duì)寫(xiě)指針的讀，消費(fèi)者進(jìn)程不僅包含讀還有對(duì)讀指針的調(diào)整（3）讀/寫(xiě)問(wèn)題-是更單純的只讀或只寫(xiě)問(wèn)題，應(yīng)該有更高效的解決方案考慮設(shè)置信號(hào)量：（1）mutex-互斥信號(hào)量，負(fù)責(zé)對(duì)全局變量rc修改過(guò)程的保護(hù)，初值為（2）db-互斥信號(hào)量，負(fù)責(zé)對(duì)讀寫(xiě)共享

15、數(shù)據(jù)區(qū)保護(hù)，初值為（3）rc-是讀/寫(xiě)進(jìn)程的全局量，記錄讀進(jìn)程數(shù)目，初值為0該問(wèn)題難點(diǎn)：考慮多個(gè)讀進(jìn)程允許進(jìn)入的情況哲學(xué)家就餐問(wèn)題（1） 哲學(xué)家吃/思考（2）吃時(shí)需要兩個(gè)叉子（3）每次放下一個(gè)叉子 （4）如何避免死鎖 該問(wèn)題是針對(duì)多道并發(fā)進(jìn)程，對(duì)有限共享資源競(jìng)爭(zhēng)使用過(guò)程中的同步與互斥問(wèn)題一種有意義的解法：(1)用一組狀態(tài)標(biāo)志哲學(xué)家行為。(2)用宏LEFT和RIGHT定義哲學(xué)家i的相臨者。(3)每當(dāng)某哲學(xué)家要用餐時(shí)，須測(cè)試左右兩邊哲學(xué)家是否處于用餐狀.(4)將取叉子及放叉子的動(dòng)作分別做在一個(gè)函數(shù)中，避免循環(huán)判過(guò)程第七章1. 處理器的調(diào)度:分級(jí)調(diào)度包含哪些內(nèi)容（長(zhǎng)程，中程，短程）長(zhǎng)程-宏觀調(diào)度,作

16、業(yè)的管理 中程-存儲(chǔ)器的管理 短程-微觀調(diào)度,最小占用處理器單元管理2. 衡量處理器調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)時(shí)間：從進(jìn)程提交到進(jìn)程完成所經(jīng)歷的時(shí)間。：周轉(zhuǎn)時(shí)間 ：進(jìn)程的完成時(shí)間 ：進(jìn)程的提交時(shí)間平均周轉(zhuǎn)時(shí)間：n為進(jìn)程數(shù)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：周轉(zhuǎn)時(shí)間 ：進(jìn)程等待時(shí)間 ：進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間吞吐量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所完成的作業(yè)數(shù)，與作業(yè)本身特性和調(diào)度算法都有關(guān)系。3. 處理器調(diào)度算法的應(yīng)用（重點(diǎn)是對(duì)優(yōu)先級(jí)法，短進(jìn)程優(yōu)先法的理解應(yīng)用）：優(yōu)先級(jí)法（PS）是多級(jí)隊(duì)列算法的改進(jìn)，平衡各進(jìn)程對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求?？蛇m用作業(yè)和進(jìn)程調(diào)度。調(diào)度算法描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)先來(lái)先服務(wù)（FCFS）按照進(jìn)程的某種順序進(jìn)行排序，然后按照這個(gè)順序進(jìn)行調(diào)度特點(diǎn)： 1.有利

17、于長(zhǎng)進(jìn)程，不利于短進(jìn)程 2.有利于CPU繁忙型，不利于I/O 繁忙型短進(jìn)程優(yōu)先（SPN）對(duì)預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間短的進(jìn)程優(yōu)先分派處理器改善了FCFS調(diào)度中的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，縮短了進(jìn)程的等待時(shí)間，提高了系統(tǒng)的總體吞吐量對(duì)長(zhǎng)作業(yè)非常不利甚至?xí)?dǎo)致長(zhǎng)作業(yè)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法得到關(guān)注而整體執(zhí)行性能下降。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（RR）將所有就緒進(jìn)程按FCFS原則排列，每次調(diào)度將處理器分配給隊(duì)首進(jìn)程，執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片后讓出時(shí)間片的長(zhǎng)度對(duì)該算法的影響：1. 過(guò)長(zhǎng)：算法退化為FCFS算法，失去了時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的意義2. 過(guò)短：進(jìn)程的無(wú)謂調(diào)度增加，耗費(fèi)在進(jìn)程調(diào)度上的時(shí)間增多，執(zhí)行效率降低多級(jí)隊(duì)列（MLQ）將就緒進(jìn)程安排在不同的就緒隊(duì)

18、列中，每個(gè)隊(duì)列按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度，調(diào)度不同的隊(duì)列采用不同的處理方式。對(duì)于相似性的進(jìn)程采用同一種調(diào)度方式，不同類型的進(jìn)程采用不同的調(diào)度方式是一種有價(jià)值的處理器調(diào)度算法改進(jìn)，這樣可以使系統(tǒng)的綜合調(diào)度性能得以提高。優(yōu)先級(jí)法（PS）根據(jù)各類進(jìn)程對(duì)相應(yīng)時(shí)間方面的要求，給它們分配不同的優(yōu)先級(jí)，調(diào)度時(shí)按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度。優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略是一種比較有意義的調(diào)度方式，不僅適用于進(jìn)程和線程的調(diào)度，還適用于早期的操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度。根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)優(yōu)先級(jí)會(huì)不會(huì)改變可分為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度。對(duì)長(zhǎng)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間存在一下關(guān)系:T(FCFS)T(SPN)T(RR)對(duì)短進(jìn)程來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間存在一下關(guān)系:T(RR)T

19、(SPN)C A。所以這些進(jìn)程的調(diào)度次序及各自的周轉(zhuǎn)時(shí)間為： B：10:020-10:00=20(秒) C：10:050-10:00=50(秒) A：10:060-10:00=60(秒） 所以有三進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為： （20+50+60）/3=43.33（秒）(2）短進(jìn)程優(yōu)先法 按短進(jìn)程優(yōu)先法調(diào)度時(shí)，進(jìn)程的調(diào)度次序?yàn)?A B C。 每個(gè)進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間為： A：10:010-10:00=10(秒) B：10:030-10:00=30(秒) C：10:060-10:00=60（秒） 所以三進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為： （10+30+60）/3=33.33（秒）4. 死鎖問(wèn)題定義：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程組中每個(gè)進(jìn)程

20、都在等待只能由該組進(jìn)程中的其他進(jìn)程才能引發(fā)的事件時(shí)，稱這組進(jìn)程處于死鎖。5. 死鎖問(wèn)題的解決（主要針對(duì)死鎖避免中的銀行家算法的應(yīng)用，要求能理解請(qǐng)求矩陣，分配矩陣，資源向量表，剩余向量表的意義與作用，并能將它們應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題中）請(qǐng)求矩陣claim：用來(lái)說(shuō)明多個(gè)進(jìn)程對(duì)多種資源的請(qǐng)求數(shù)量分配矩陣allocation：用來(lái)說(shuō)明當(dāng)前已分配的情況資源向量表resource：用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)所擁有各種資源的總量剩余向量表available：用來(lái)說(shuō)明各資源當(dāng)前剩余量資源分配拒絕法（銀行家算法）詳見(jiàn)課件第七章p44（1）問(wèn)題描述 一個(gè)銀行家把他的固定資金貸給若干顧客。只要不出現(xiàn)一個(gè)顧客借走所有資金后仍不夠的情況

21、，銀行家的資金就能夠周轉(zhuǎn)。銀行家需一個(gè)算法保證借出去的資金在有限時(shí)間內(nèi)可以收回。（2) 算法描述 假定顧客借款分成若干次；并在第一次借款時(shí)，能說(shuō)明他的最大借款額。 具體算法： 顧客的借款操作按順序進(jìn)行，直到全部操作完成；銀行家對(duì)當(dāng)前顧客的借款操作進(jìn)行判斷，以確定其安全性（能否支持顧客借款，直到全部歸還）；安全時(shí)，貸款；否則，暫不貸款。一個(gè)安全狀態(tài)的確定，初始態(tài)為： 分析后可知P2可運(yùn)行直到完成：P2運(yùn)行完成后歸還它所占用的資源，可利用資源向量中的內(nèi)容增加。分配P1運(yùn)行直到完成：再分配P3運(yùn)行直到完成： 顯然P4請(qǐng)求的資源可以滿足，所以這是一個(gè)安全的分配狀態(tài)。一個(gè)不安全狀態(tài)的確定，初始態(tài)為：若給

22、P1一個(gè)R1資源和一個(gè)R3資源，則有：此時(shí)的4個(gè)進(jìn)程若要運(yùn)行都需要R1資源，但R1已沒(méi)有了，所以該分配是不安全的。因此p1請(qǐng)求被拒絕。第八章1. 存儲(chǔ)器配置策略有幾種？單一連續(xù)分區(qū)，多分區(qū)，分頁(yè)，分段，段頁(yè)式2. 邏輯地址空間，物理地址空間，地址重定位概念理解邏輯地址空間（相對(duì)地址，虛地址）：用戶的程序形成的目標(biāo)代碼，它所限定的地址范圍是地址空間，此空間的地址單元編號(hào)是邏輯地址，形成相對(duì)地址關(guān)系： 首地址為0，其余地址相對(duì)于首址編址 不能使用邏輯地址在內(nèi)存中讀取信息物理地址空間（絕對(duì)地址，實(shí)地址）：內(nèi)存中存儲(chǔ)單元的地址，該地址單元的集合稱為物理地址空間,可直接尋址。地址重定位：將程序中的邏輯地

23、址轉(zhuǎn)換為運(yùn)行時(shí)機(jī)器直接尋址的物理地址過(guò)程是地址重定位。實(shí)現(xiàn)地址重定位 可采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)地址重定位。常見(jiàn)方式包括： （1）當(dāng)從外存向內(nèi)存裝載程序或數(shù)據(jù)時(shí)完成。由鏈接程序給出重定位標(biāo)志，用起始+原址方式實(shí)現(xiàn)。 （2）對(duì)內(nèi)存地址按塊進(jìn)行管理、保護(hù)。程序裝載時(shí)按塊分配，并記錄塊標(biāo)志，以備執(zhí)行時(shí)判斷。（3）設(shè)立專用寄存器輔助完成地址分配。3. 分頁(yè)管理中的地址變換過(guò)程的具體理解1、 基本思想：將程序的邏輯地址空間劃分成固定大小的頁(yè)(page )，其大小與內(nèi)、外存大小，內(nèi)外存?zhèn)鬏斔俣扔嘘P(guān)。將物理空間按頁(yè)的大小劃分成頁(yè)面（page frame),頁(yè)面可被所有進(jìn)程共享。分配時(shí)，內(nèi)存中的進(jìn)程除在一個(gè)頁(yè)面

24、中是連續(xù)的，頁(yè)面間的分配可以不連續(xù)。采用頁(yè)式分配實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存空間的不連續(xù)4. 分頁(yè)管理中的邏輯地址標(biāo)識(shí)方式（讀懂頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移量的意義）分頁(yè)后進(jìn)程的邏輯地址由頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分構(gòu)成，如： 頁(yè)內(nèi)地址表示頁(yè)長(zhǎng)，頁(yè)號(hào)代表頁(yè)數(shù)該址可以表示頁(yè)長(zhǎng)為1K，有1024頁(yè)的邏輯地址空間。5. 對(duì)分區(qū)分配算法的理解1、分區(qū)分配算法的任務(wù) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，內(nèi)存中會(huì)形成多個(gè)分區(qū)，再分配時(shí)需要做選擇。 分配算法任務(wù)：分配時(shí)，尋找空閑分區(qū)，分區(qū)大小應(yīng)大于或等于請(qǐng)求進(jìn)程的要求；若大于，則將該分區(qū)分割成兩個(gè)，其中一個(gè)標(biāo)記為“占用”，而另一個(gè)標(biāo)記為“空閑”。方法描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)最先匹配法(first-fit)按分區(qū)的先后次序，從頭

25、查找，找到符合要求的第一個(gè)分區(qū)就分配。分配和釋放的時(shí)間性能較好，較大的空閑分區(qū)可以被保留在內(nèi)存高端。但隨著低端分區(qū)不斷劃分而產(chǎn)生較多小分區(qū)，每次分配時(shí)查找時(shí)間開(kāi)銷會(huì)增大。下次匹配法(next-fit)按分區(qū)的先后次序，從上次分配的分區(qū)起查找（到最后分區(qū)時(shí)再回到開(kāi)頭），找到符合要求的第一個(gè)分區(qū)就分配。該算法的分配和釋放的時(shí)間性能較好，使空閑分區(qū)分布得更均勻較大的空閑分區(qū)不易保留最佳匹配法(best-fit) 將分區(qū)按小大順序組織,找到的第一個(gè)適應(yīng)分區(qū)是大小與要求相差最小的空閑分區(qū). 個(gè)別來(lái)看，外碎片較小，較大的空閑分區(qū)可以被保留整體來(lái)看，會(huì)形成較多外碎片最壞匹配法(worst-fit)將分區(qū)按大

26、小順序組織,查找到的第一個(gè)大于需求的分區(qū)就分配,找到的是最大的空閑分區(qū).基本不留下小空閑分區(qū)較大的空閑分區(qū)不會(huì)被保留。分配算法特性分析： （1）對(duì)同一個(gè)分配請(qǐng)求，采用不同的分配算法會(huì)產(chǎn)生不同的分配效果。 （2）在設(shè)計(jì)分配算法時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況測(cè)評(píng)一個(gè)算法 （3）一般來(lái)講，算法沒(méi)有好壞之分只有是否合適的差異，只有滿足系統(tǒng)整體要求的算法才是最合適的算法。6.什么叫缺頁(yè)中斷？在缺頁(yè)中斷中主要完成什么工作？缺頁(yè)中斷：就是要訪問(wèn)的頁(yè)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(wèn)。當(dāng)進(jìn)程訪問(wèn)到某些不在內(nèi)存的頁(yè)面時(shí)，進(jìn)程發(fā)出缺頁(yè)中斷請(qǐng)求，由系統(tǒng)程序?qū)⑺表?yè)面調(diào)入內(nèi)存。7. 分頁(yè)管理策略的特點(diǎn)，分頁(yè)過(guò)大、過(guò)小

27、對(duì)系統(tǒng)的影響。分配時(shí)，內(nèi)存中的進(jìn)程除在一個(gè)頁(yè)面中是連續(xù)的，頁(yè)面間的分配可以不連續(xù)。采用頁(yè)式分配實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存空間的不連續(xù)。分頁(yè)過(guò)大：進(jìn)程頁(yè)表較短，開(kāi)銷就會(huì)減小，且內(nèi)外存交換時(shí)I/O響應(yīng)效率高。但頁(yè)比較大，內(nèi)存分配時(shí)的內(nèi)碎片就會(huì)增大。分頁(yè)過(guò)?。悍峙鋾r(shí)產(chǎn)生的內(nèi)碎片會(huì)比較??；但當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存容量比較大，描述進(jìn)程占用內(nèi)存的頁(yè)表就會(huì)比較長(zhǎng)，因頁(yè)表本身也需占用內(nèi)存空間，因此增加存儲(chǔ)空間。 當(dāng)頁(yè)表比較長(zhǎng)時(shí)對(duì)頁(yè)表的查找時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)，這些會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。8.分頁(yè)和分段管理的主要特點(diǎn)是什么，它們有何區(qū)別。方式特點(diǎn)區(qū)別分頁(yè)管理分配時(shí)，內(nèi)存中的進(jìn)程除在一個(gè)頁(yè)面中是連續(xù)的，頁(yè)面間的分配可以不連續(xù)。實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存空間的不連

28、續(xù)。進(jìn)程虛址對(duì)應(yīng)于一個(gè)一維線性虛擬空間。分段管理將程序按邏輯內(nèi)容或過(guò)程關(guān)系分段(segment)，每段標(biāo)注獨(dú)立名稱，進(jìn)程虛址對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維線性虛擬空間。 程序加載時(shí)，以段為單位分配內(nèi)存空間，這些段不必連續(xù)；物理內(nèi)存的管理可采用動(dòng)態(tài)分段（用缺段中斷）。需要CPU的硬件支持。 進(jìn)程虛址對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維線性虛擬空間。9.局部性原理在一個(gè)較短時(shí)期內(nèi)，程序所執(zhí)行的指令地址和指令的操作數(shù)地址，具有一定的局限性。主要體現(xiàn)在時(shí)間局部性：一條指令的一次執(zhí)行和下次執(zhí)行，一個(gè)數(shù)據(jù)的一次訪問(wèn)和下次訪問(wèn)是集中的； 空間局部性：鄰近的指令及鄰近的數(shù)據(jù)的使用集中在一個(gè)較小區(qū)域內(nèi)。10. 虛擬存儲(chǔ)的概念(重點(diǎn)理解頁(yè)面置換算法的

29、功能。要求對(duì)FIFO，OPT,LRU置換算法理解，并能用這些算法解決實(shí)際問(wèn)題)虛擬存儲(chǔ)的概念：利用程序運(yùn)行的互斥性和局部性原理。我們?cè)试S程序裝入內(nèi)存時(shí)不必裝入全部，只將需要的部分頁(yè)或段讀入內(nèi)存就可讓程序開(kāi)始執(zhí)行。執(zhí)行中，如果需要的指令或數(shù)據(jù)未在內(nèi)存時(shí)（稱為缺頁(yè)或缺段），則由處理器通知操作系統(tǒng)將相應(yīng)的頁(yè)或段調(diào)入到內(nèi)存，然后繼續(xù)執(zhí)行程序。頁(yè)面置換算法的功能：在進(jìn)行頁(yè)面裝入時(shí)會(huì)碰到內(nèi)存空間不夠用的情況，這時(shí)需要用頁(yè)面置換算法選擇一些頁(yè)面換出內(nèi)存，騰出空余空間給急需的進(jìn)程頁(yè)面使用，置換算法就是在選擇換出頁(yè)面時(shí)進(jìn)行計(jì)算的方法。頁(yè)面置換算法描述(1)隨機(jī)淘汰算法：隨機(jī)淘汰頁(yè)面。(2)最近最少使用算法(LR

30、U)：選擇內(nèi)存中最久未使用的頁(yè)面做置換。這是局部性原理的合理近似，需要記錄頁(yè)面使用時(shí)間的先后關(guān)系，硬件開(kāi)銷太大。(3)先進(jìn)先出法(FIFO):在認(rèn)定先調(diào)入的頁(yè)面沒(méi)有新調(diào)入的頁(yè)面被訪問(wèn)機(jī)率大的前提下。在淘汰時(shí)將先調(diào)入的頁(yè)面換出到交換區(qū)。存在以下問(wèn)題：內(nèi)存利用率較低,因?yàn)檩^早調(diào)入的頁(yè)往往是經(jīng)常被訪問(wèn)的頁(yè),且FIFO算法會(huì)出現(xiàn)Belady現(xiàn)象（如果對(duì)一個(gè)進(jìn)程未分配它所要求的全部頁(yè)面，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)分配的頁(yè)面數(shù)增多，缺頁(yè)率反而提高的異常現(xiàn)象）.(4) 最佳算法(OPT): 根據(jù)局部性原理選擇“未來(lái)不再使用的”或“在離當(dāng)前最遠(yuǎn)位置上出現(xiàn)的”頁(yè)面被置換。是一種理想情況，實(shí)現(xiàn)此算法要求事先知道每個(gè)進(jìn)程的訪問(wèn)串,

31、但在實(shí)際中無(wú)法預(yù)知，因而幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。第九章1.文件組織結(jié)構(gòu)可以采用幾種方式？哪種結(jié)構(gòu)比較適應(yīng)文件長(zhǎng)度的隨意調(diào)整？文件組織結(jié)構(gòu)：堆結(jié)構(gòu)，順序記錄結(jié)構(gòu)，索引結(jié)構(gòu)。索引結(jié)構(gòu)比較適應(yīng)文件長(zhǎng)度的隨意調(diào)整。2.按照文件的內(nèi)部組織方式可以將文件分成幾種類型？1.普通文件：用于存儲(chǔ)信息的一般文件（如ASCII文件，二進(jìn)制文件）2.目錄文件：用于目錄查詢和文件管理的一種特殊文件3.特殊文件：有特殊用途的文件（如管道文件，字符設(shè)備文件，塊設(shè)備文件，鏈接文件）索引節(jié)點(diǎn)號(hào)（i-node）文件名3.在UNIX目錄項(xiàng)中主要包含哪些內(nèi)容？在UNIX系統(tǒng)中目錄文件中包含目錄項(xiàng)，每個(gè)目錄中至少包含兩個(gè)目錄項(xiàng)，即當(dāng)前目錄項(xiàng)和父

32、目錄項(xiàng)。每個(gè)目錄項(xiàng)中包含文件名和文件的索引節(jié)點(diǎn)，而索引節(jié)點(diǎn)是指向文件描述信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)指針，一個(gè)目錄中的所有信息構(gòu)成了該目錄文件的內(nèi)容。4. 文件描述符是什么？它與文件名有何聯(lián)系？文件描述符代表著一個(gè)系統(tǒng)中打開(kāi)文件的標(biāo)識(shí)，是一個(gè)正整數(shù)。它與文件名之間有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。5. 對(duì)UNIX系統(tǒng)采用的多重索引文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)策略的理解（要求理解下圖的含義和表述機(jī)制，并能用實(shí)際問(wèn)題與之套用。書(shū)上P266）對(duì)于一個(gè)UNIX文件，如果其長(zhǎng)度不超過(guò)10個(gè)物理塊的大小，則文件的物理地址空間用10個(gè)直接尋址指針就可以表示出來(lái)。如果超出10個(gè)磁盤(pán)塊的大小，則文件的存儲(chǔ)方法改為直接尋址指針加上間接尋址指針的方式，對(duì)

33、于超出10個(gè)磁盤(pán)塊的信息從第11個(gè)以后的指針給出的地址進(jìn)行尋址（間接尋址）。假定磁盤(pán)塊大小為512字節(jié)，每個(gè)地址指針由4個(gè)字節(jié)組成，則UNIX下一個(gè)文件可以占用的最大容量是：塊=1056837字節(jié)若磁盤(pán)塊大小為1KB，每個(gè)地址指針由4個(gè)字節(jié)組成，則UNIX下一個(gè)文件可以占用的最大容量是：塊=16843018字節(jié)6. 有關(guān)文件管理的系統(tǒng)調(diào)用（能看懂相關(guān)的C程序）第十章1. 設(shè)備控制器（DC）I/O設(shè)備中的電子控制部件構(gòu)成了設(shè)備控制器。2. 設(shè)備控制器與設(shè)備間的標(biāo)準(zhǔn)接口串口（COM接口）、并口（SCSI和IDE），USB口，MIDI口等3. I/O中斷機(jī)制的意義I/O中斷是使CPU和I/O通道協(xié)調(diào)工作的一