windows思考題答案

1、一、進(jìn)程與線程1 在對(duì)進(jìn)程或線程做壓力測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果有什么差別，為什么會(huì)有這種差別？進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí),會(huì)造成系統(tǒng)的死機(jī);(1) 創(chuàng)建多個(gè)進(jìn)程時(shí)很容易導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰(2) 在一個(gè)進(jìn)行中創(chuàng)建多個(gè)線程時(shí),系統(tǒng)崩潰程度比前者低因?yàn)榫€程是共享進(jìn)程中的資源的,線程間的通訊要比進(jìn)程與進(jìn)程間的通訊簡(jiǎn)單,從而前者易死機(jī)2 在對(duì)進(jìn)程創(chuàng)建進(jìn)行計(jì)時(shí)的過(guò)程中，有幾種計(jì)時(shí)方法，哪種比較合理？(1) 調(diào)用GetTickCount();(2) 調(diào)用Ctime();(3) 調(diào)用GetSystemDate();采用Ctime()較好,因?yàn)樗〉搅撕撩爰?jí)的時(shí)間,方便時(shí)間上的統(tǒng)計(jì);3 在不同系統(tǒng)負(fù)荷下的結(jié)果分別有什么區(qū)別，造成該差別的

2、原因是什么？(1) 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較低時(shí),創(chuàng)建的進(jìn)程能運(yùn)行,進(jìn)程間的通訊也順利進(jìn)行;(2) 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷重時(shí),很容易造成系統(tǒng)的崩潰,進(jìn)程間的通訊效率明顯下降;在不同的系統(tǒng)負(fù)荷下，結(jié)果具有不可知性，由于CPU中當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程、線程數(shù)不同及它的不確定性，導(dǎo)致出不同的測(cè)試結(jié)果；線程可以減小并發(fā)執(zhí)行的時(shí)間和空間開(kāi)銷（線程的創(chuàng)建、退出和調(diào)度），因此容許在系統(tǒng)中建立更多的線程來(lái)提高并發(fā)度線程的創(chuàng)建時(shí)間比進(jìn)程短線程的終止時(shí)間比進(jìn)程短同進(jìn)程內(nèi)的線程切換時(shí)間比進(jìn)程短由于同進(jìn)程內(nèi)線程間共享內(nèi)存和文件資源，可直接進(jìn)行不通過(guò)內(nèi)核的通信原因:搶占系統(tǒng)的資源4 進(jìn)程與線程的概念是什么，在實(shí)現(xiàn)上有何種差別？這種差別會(huì)帶來(lái)何種影響

3、？進(jìn)程是具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的獨(dú)立單位u 線程的優(yōu)點(diǎn) 減小并發(fā)執(zhí)行的時(shí)間和空間開(kāi)銷（線程的創(chuàng)建、退出和調(diào)度），因此容許在系統(tǒng)中建立更多的線程來(lái)提高并發(fā)度 線程的創(chuàng)建時(shí)間比進(jìn)程短 線程的終止時(shí)間比進(jìn)程短 同進(jìn)程內(nèi)的線程切換時(shí)間比進(jìn)程短 由于同進(jìn)程內(nèi)線程間共享內(nèi)存和文件資源，可直接進(jìn)行不通過(guò)內(nèi)核的通信5 在創(chuàng)建進(jìn)程或線程的過(guò)程中系統(tǒng)需要做那些特殊處理（比如對(duì)調(diào)度和中斷的處理），為什么？創(chuàng)建進(jìn)程或線程時(shí),系統(tǒng)由用戶態(tài)轉(zhuǎn)入核心態(tài);中斷時(shí)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)IC寄存器的值,為了將來(lái)的恢復(fù).CPU調(diào)度、進(jìn)程切換通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用Create函數(shù)創(chuàng)建進(jìn)程或線程的過(guò)程中，

4、系統(tǒng)需要像其他系統(tǒng)調(diào)用一樣由用戶態(tài)切入核心態(tài)，這個(gè)步驟由中斷實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)系統(tǒng)服務(wù)調(diào)度表找到相應(yīng)的創(chuàng)建函數(shù)。這樣做的目的是為了在內(nèi)核中產(chǎn)生相應(yīng)的進(jìn)程或線程對(duì)象和一些內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。6 進(jìn)程和線程啟動(dòng)后進(jìn)入睡眠狀態(tài)或者死循環(huán)，這兩種情況對(duì)結(jié)果分別有什么影響？進(jìn)入睡眠狀態(tài)：系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，不占用系統(tǒng)資源；進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)：造成系統(tǒng)崩潰7 賦予不同的優(yōu)先級(jí)對(duì)測(cè)試結(jié)果會(huì)有什么影響？創(chuàng)建時(shí)間的不一致性；創(chuàng)建效率的高低8 系統(tǒng)負(fù)載的不同會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有什么影響？ 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較低時(shí),創(chuàng)建的進(jìn)程能運(yùn)行,進(jìn)程間的通訊也順利進(jìn)行;當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷重時(shí),很容易造成系統(tǒng)的崩潰,進(jìn)程間的通訊效率明顯下降9 該實(shí)驗(yàn)中用到的重要函數(shù)及其

5、參數(shù)，名稱及含義。 CreateProcess()函數(shù)用于創(chuàng)建新進(jìn)程及其主線程，以執(zhí)行指定的程序u ExitProcess()或TerminateProcess()，則進(jìn)程包含的線程全部終止u ExitProcess()終止一個(gè)進(jìn)程和它的所有線程；它的終止操作是完整的，包括關(guān)閉所有對(duì)象句柄、它的所有線程等u TerminateProcess()終止指定的進(jìn)程和它的所有線程；它的終止操作是不完整的（如：不向相關(guān)DLL通報(bào)關(guān)閉情況），通常只用于異常情況下對(duì)進(jìn)程的終止u CreateThread()函數(shù)在調(diào)用進(jìn)程的地址空間上創(chuàng)建一個(gè)線程，以執(zhí)行指定的函數(shù)；返回值為所創(chuàng)建線程的句柄u ExitThre

6、ad()函數(shù)用于結(jié)束本線程u SuspendThread()函數(shù)用于掛起指定的線程u ResumeThread()函數(shù)遞減指定線程的掛起計(jì)數(shù)，掛起計(jì)數(shù)為0時(shí)，線程恢復(fù)執(zhí)行二、多線程快速排序 1對(duì)數(shù)據(jù)分割的均勻程度對(duì)排序的時(shí)間有何影響，為什么會(huì)有這種影響？（1）數(shù)據(jù)分割均勻時(shí)，排序效率較高，歷時(shí)較短；（2）數(shù)據(jù)分割不均勻時(shí)，排序效率不高，歷時(shí)較長(zhǎng)；原因：分割不均勻時(shí)，文件間的交換頻繁，換進(jìn)換出內(nèi)存頻繁，從而嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率。2分解到每個(gè)線程的排序算法不應(yīng)采用快速排序算法，為什么？快速排序算法對(duì)數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候才有效，而在線程處理的數(shù)據(jù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，從而效率不明顯.3如何通過(guò)數(shù)據(jù)量和邊界條件來(lái)

7、控制參與排序的線程數(shù)？每個(gè)進(jìn)程（線程）處理的數(shù)據(jù)小于1000以后不再分割（控制產(chǎn)生的進(jìn)程在20個(gè)左右）可以利用一些技巧使分割盡可能均勻4在多線程協(xié)同工作的過(guò)程中，進(jìn)程之間有幾種辦法實(shí)現(xiàn)通信？各有什么特點(diǎn)？u 同步互斥問(wèn)題u 信號(hào)量及P、V操作u 進(jìn)程間高級(jí)通信（1）進(jìn)程的同步：synchronism指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，需要相互合作，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。具體說(shuō)，一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行到某一點(diǎn)時(shí)要求另一伙伴進(jìn)程為它提供消息，在未獲得消息之前，該進(jìn)程處于等待狀態(tài)，獲得消息后被喚醒進(jìn)入就緒態(tài)，由于各進(jìn)程要求共享資源，而有些資源需要互斥使用，因此各進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)使用這些資源，進(jìn)程的這種關(guān)系為進(jìn)

8、程的互斥（2）以上介紹的各種算法都存在問(wèn)題，它們是平等進(jìn)程間的一種協(xié)商機(jī)制，需要一個(gè)地位高于進(jìn)程的管理者來(lái)解決公有資源的使用問(wèn)題操作系統(tǒng)可從進(jìn)程管理者的角度來(lái)處理互斥的問(wèn)題，信號(hào)量就是操作系統(tǒng)提供的管理公有資源的有效手段（3）共享內(nèi)存： 相互通信的進(jìn)程間設(shè)有公共內(nèi)存，一組進(jìn)程向該公共內(nèi)存中寫(xiě)，另一組進(jìn)程從公共內(nèi)存中讀，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)兩組進(jìn)程間的信息交換（4）消息傳遞：系統(tǒng)為進(jìn)程提供了兩個(gè)高級(jí)通訊原語(yǔ)send和receive（5）消息傳遞模式：u 消息緩沖 在內(nèi)存中開(kāi)設(shè)緩沖區(qū)，發(fā)送進(jìn)程將消息送入緩沖區(qū)，接收進(jìn)程接收傳遞來(lái)的緩沖區(qū)u 信箱通信（6）共享文件模式：管道通信(7)內(nèi)存映射機(jī)制u 共享

9、存儲(chǔ)區(qū)(shared memory)可用于進(jìn)程間的大數(shù)據(jù)量通信u 進(jìn)行通信的各進(jìn)程可以任意讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)區(qū)，也可在共享存儲(chǔ)區(qū)上 使用任意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)u 在使用共享存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，需要進(jìn)程互斥和同步機(jī)制的輔助來(lái)確保數(shù)據(jù) 一致性u(píng) Windows 2000/XP采用文件映射(file mapping)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)區(qū)，用戶進(jìn)程可以將整個(gè)文件映射為進(jìn)程虛擬地址空間的一部分來(lái)加以訪問(wèn)5在windows中，內(nèi)存映射文件是如何使用的（步驟）。u CreateFileMapping為指定文件創(chuàng)建一個(gè)文件映射對(duì)象，返回對(duì)象指 針u OpenFileMapping打開(kāi)一個(gè)命名的文件映射對(duì)象，返回對(duì)象指針u MapVie

10、wOfFile把文件映射到本進(jìn)程的地址空間，返回映射地址空 間的首地址u FlushViewOfFile可把映射地址空間的內(nèi)容寫(xiě)到物理文件中u UnmapViewOfFile拆除文件映射與本進(jìn)程地址空間間映射關(guān)系u CloseHandle可關(guān)閉文件映射對(duì)象。當(dāng)完成文件到進(jìn)程地址空間的映射后，就可利用首地址進(jìn)行讀寫(xiě)6 建立內(nèi)存映射文件的過(guò)程中使用的命令OpenFileMapping需要哪些參數(shù)，表達(dá)什么含義？HANDLE OpenFileMapping( DWORD dwDesiredAccess, BOOL bInheritHandle, LPCTSTR lpName);dwDesiredAc

11、cess in Access to the file mapping object. This access is checked against any security descriptor on the target file mapping object. For a list of values,bInheritHandle in If this parameter is TRUE, the new process inherits the handle. Otherwise, it does not. lpName in Pointer to a string that names

12、 the file mapping object to be opened. If there is an open handle to a file mapping object by this name and the security descriptor on the mapping object does not conflict with the dwDesiredAccess parameter, the open operation succeeds7 進(jìn)程和線程在處理數(shù)據(jù)通信上有何差別，為什么會(huì)有這種差別？線程可以共享進(jìn)程中的資源。效率較高8 用多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)和用多線程實(shí)現(xiàn)有哪些

13、不同，產(chǎn)生這些不同的原因是什么？每一次運(yùn)行結(jié)果都有很大的不確定性,雖然原則上線程因?yàn)楦鱾€(gè)之間共享系統(tǒng)的資源,他們只是cpu的調(diào)度單位,而進(jìn)程不但是cpu的調(diào)度單位還是各種資源的分配單位.好像線程應(yīng)該大大快于進(jìn)程的排序速度,可從結(jié)果可以看出就本題來(lái)說(shuō)兩者都相差不是太大.原因可能是在數(shù)量不是很大且交換數(shù)據(jù)不是非常頻繁的情況下,線程的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分的發(fā)揮9 本實(shí)驗(yàn)用到的重要函數(shù)及其參數(shù)，名稱及含義。(1)CreateProcess( NULL, / No module name (use command line). "MyChildProcess", / Command li

14、ne. NULL, / Process handle not inheritable. NULL, / Thread handle not inheritable. FALSE, / Set handle inheritance to FALSE. 0, / No creation flags. NULL, / Use parent's environment block. NULL, / Use parent's starting directory. &si, / Pointer to STARTUPINFO structure. &pi ) / Point

15、er to PROCESS_INFORMATION structure. ) (2) = CreateThread(NULL,0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)(QuickSort), &thread_infoi,0,&thread_ID);(3) = CreateFile("quicksort1.dat", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ, NULL,CREATE_ALWAYS, FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN, NULL);(4) CreateFileMapping(hFile, NU

16、LL, PAGE_READWRITE, 0, 128, "Mu_texRunning"); if(hMap=NULL) (5)ViewOfFile(hMap,FILE_MAP_WRITE,0,0,0)(6) UnmapViewofFile(lpMem);(7)CloseHandle(hMap);三、船閘問(wèn)題1實(shí)現(xiàn)互斥的過(guò)程中，哪個(gè)對(duì)象效率比較高?為什么?Semaphore east=1 /向東方向(同步對(duì)象)初始方向?yàn)橄驏|臨界區(qū)效率比較高，因?yàn)樗恍枰袚Q到內(nèi)核執(zhí)行臨界段的效率較高，因?yàn)槌伺R界段是個(gè)結(jié)構(gòu)體之外，其他互斥對(duì)象都是內(nèi)核對(duì)象，因此，產(chǎn)生這樣的對(duì)象消耗資源比較多2

17、船閘的級(jí)數(shù)對(duì)結(jié)果有什么樣的影響，什么原因造成的？ semaphore doorN /各級(jí)船閘（互斥對(duì)象）當(dāng)N越大時(shí)，則互斥通過(guò)船閘越困難，效率越低船閘的級(jí)數(shù)過(guò)多可能會(huì)引起饑餓問(wèn)題，因?yàn)榧?jí)數(shù)過(guò)多，一方通過(guò)的時(shí)間將會(huì)很長(zhǎng)，這樣另一方長(zhǎng)時(shí)間不能通過(guò)而只能等待，這樣就造成了饑餓問(wèn)題。3如果用事件來(lái)實(shí)現(xiàn)同步操作，應(yīng)該怎么做？用SendMessage()或PostMessage()進(jìn)行發(fā)消息，當(dāng)向東方向船支通過(guò)船閘時(shí)，則對(duì)向西方向的等待般支發(fā)送一個(gè)消息，表示其可以通過(guò)船閘簡(jiǎn)單的講，首先Create一個(gè)Event對(duì)象，同步線程睡在wait函數(shù)上等待目標(biāo)線程觸發(fā)事件的發(fā)生，當(dāng)目標(biāo)線程處理完自己的任務(wù)后，調(diào)用S

18、etEvent，觸發(fā)事件，這樣同步線程被喚醒而開(kāi)始工作。最后Close。4在該問(wèn)題中存在哪些同步問(wèn)題，哪些互斥問(wèn)題？（1）同步：Semaphore east=1 /向東方向(同步對(duì)象)Semaphore west=1 /向西方向(同步對(duì)象)（2）互斥：semaphore doorN /各級(jí)船閘（互斥對(duì)象）互斥問(wèn)題：每個(gè)時(shí)刻只能有一艘船通過(guò)一個(gè)船閘同步對(duì)象：同一時(shí)刻只能有同一個(gè)方向的船只通過(guò)船閘，當(dāng)同一個(gè)方向所有船只通過(guò)后，應(yīng)通知相反方向的船只通航5在該問(wèn)題中，兩個(gè)方向的優(yōu)先級(jí)是相等的，如果優(yōu)先級(jí)不同，需要加入什么樣的控制當(dāng)兩個(gè)方向的優(yōu)先級(jí)不同時(shí)，則分以下兩種情況：（1）向東方向優(yōu)先（2）向西方

19、向優(yōu)先假定反面船只優(yōu)先，可以象寫(xiě)者優(yōu)先程序一樣，再增加一個(gè)臨界區(qū)，第一只反面船只到來(lái)時(shí)就申請(qǐng)這個(gè)臨界區(qū)的所有權(quán)，直到所有反面船只都通過(guò)了才釋放這個(gè)臨界區(qū)；而正面船只必須每一只船只都要申請(qǐng)這個(gè)臨界區(qū)的所有權(quán)，如果發(fā)現(xiàn)有反面船只在這個(gè)臨界區(qū)等待，那這只正面船就必須等待反面船只釋放這個(gè)臨界區(qū)，而后面到來(lái)的正面船只由于前面那只正面船未釋放互斥對(duì)象mutex而都在mutex隊(duì)列等待，這樣就可以實(shí)現(xiàn)反面船只優(yōu)先通過(guò)了。6船閘級(jí)數(shù)很多時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生饑餓問(wèn)題，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N解決饑餓的方案。每通過(guò)一級(jí)船閘后，放開(kāi)鎖權(quán)限，讓另一方向船支通過(guò)此船閘可以限制每方每次允許通過(guò)的最多船只數(shù)，比如每方每次最多允許通過(guò)10只船，

20、那么可以加一條判斷語(yǔ)句，判斷當(dāng)船只數(shù)到達(dá)10的時(shí)候就釋放臨界區(qū)，然后把船只數(shù)清零。7何謂死鎖，死鎖產(chǎn)生的原因，預(yù)防或消除的方法。死鎖：是各方循環(huán)等待各方占用的資源情況；原因：互相占用對(duì)方想用的資源，但又不放開(kāi)自己占據(jù)的資源。預(yù)防：防止造成死鎖的四個(gè)必要條件；消除：避免及采取相關(guān)算法（如銀行家算法。） 兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程無(wú)休止的等待發(fā)生一個(gè)事件，而這個(gè)事件只能由等待中的某個(gè)進(jìn)程引發(fā)，當(dāng)達(dá)到這樣的一個(gè)狀態(tài)時(shí)，我們稱這些進(jìn)程被死鎖。產(chǎn)生原因：在系統(tǒng)中，如果如下四個(gè)條件同時(shí)成立，那么死鎖能夠發(fā)生： 1). 互斥條件：必須至少有一個(gè)資源以非共享的方式被進(jìn)程持有；更確切的說(shuō)， 同時(shí)只有一個(gè)進(jìn)程可以使用該資源。

21、如果另一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求這個(gè)資源，那么該進(jìn)程必須等待這個(gè)資源被釋放。 2). 持有并等待條件：進(jìn)程必須持有至少一個(gè)資源且等待獲取另外的當(dāng)前被其它進(jìn)程持有的資源。 3). 不可搶占條件：不可以搶占資源；也就是說(shuō)，資源的釋放只可以是由持有它的進(jìn)程完成工作后自動(dòng)釋放。 4). 循環(huán)等待條件：對(duì)一組等待進(jìn)程P0, P1, , Pn來(lái)說(shuō)，必須：P0等待P1持有的資源，P1等待P2持有的資源，Pn-1等待Pn持有的資源，而Pn等待P0持有的資源。預(yù)防：只有四個(gè)必要條件同時(shí)成立才會(huì)發(fā)生死鎖。只要確保其中的一個(gè)條件不會(huì)成立，我們就可以預(yù)防死鎖。讓我們逐個(gè)測(cè)試這四個(gè)必要條件來(lái)詳細(xì)說(shuō)明這中方法。互斥條件：必須確保對(duì)不可

22、共享資源（nonsharable resource）的互斥條件。例如，多個(gè)進(jìn)程不可以共享一臺(tái)打印機(jī)。換句話說(shuō)，可共享資源（sharable resource）不要求互斥訪問(wèn)，這樣，可共享資源也不會(huì)包含在死鎖中。只讀文件是一個(gè)非常好的可共享資源的例子。如果同時(shí)有多個(gè)進(jìn)程試圖打開(kāi)同一個(gè)只讀文件，那么它們同時(shí)被獲準(zhǔn)訪問(wèn)這個(gè)文件。進(jìn)程從不需要等待可共享資源。然而，我們通常難以通過(guò)阻止互斥條件來(lái)預(yù)防死鎖：有些資源本來(lái)就是不可共享的。持有和等待條件：為了確保系統(tǒng)中不會(huì)發(fā)生持有和等待條件，我們必須確保：不論進(jìn)程何時(shí)請(qǐng)求資源，它都不可以持有其它任何資源。不可搶占條件：第三個(gè)必要條件是不可搶占已經(jīng)分配給進(jìn)程的資

23、源。為了確保這個(gè)條件不會(huì)成立，我們可以采用如下的協(xié)議。如果一個(gè)進(jìn)程持有一些資源并請(qǐng)求另外的資源，而不能夠立刻獲取所請(qǐng)求的資源（也就是說(shuō)，這個(gè)進(jìn)程必須等待），那么當(dāng)前持有的所有資源被搶占。換句話說(shuō)，這些資源隱含的被釋放了。被搶占的資源被添加到這個(gè)進(jìn)程所等待的資源列表。只有當(dāng)這個(gè)進(jìn)程可以重新獲取它的舊資源和所請(qǐng)求的新資源時(shí)，它才可以重新開(kāi)始運(yùn)行。循環(huán)等待條件：循環(huán)等待條件是死鎖的第四個(gè)也是最后一個(gè)條件。確保這個(gè)條件不會(huì)成立的一種方法是對(duì)所有的資源類型進(jìn)行總的排序，并要求進(jìn)程以遞增的順序請(qǐng)求資源。消除方法：當(dāng)確定系統(tǒng)中存在死鎖時(shí)，可以有多種選擇?？梢酝ㄖ僮鲉T死鎖發(fā)生，讓操作員手工解除死鎖。也可以使

24、系統(tǒng)自動(dòng)從死鎖中恢復(fù)。有兩種解除死鎖的方法。一種方法是簡(jiǎn)單的異常終止（abort）一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程來(lái)打斷這個(gè)循環(huán)等待。另一種方法是從一個(gè)或多個(gè)死鎖的進(jìn)程中搶占資源。8何謂饑餓，請(qǐng)說(shuō)出饑餓產(chǎn)生的原因，以及確保進(jìn)程盡可能公平獲得資源的方法饑餓：是指一方總不能分配到資源，總處于等待狀態(tài)；原因：算法不正確排除方法：采用正確的算法或預(yù)分配方法9通用操作系統(tǒng)主要包括幾種進(jìn)程間通信的機(jī)制，各側(cè)重解決哪類問(wèn)題？u 同步互斥問(wèn)題u 信號(hào)量及P、V操作u 進(jìn)程間高級(jí)通信（1）進(jìn)程的同步：synchronism指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程中發(fā)生的事件存在某種時(shí)序關(guān)系，需要相互合作，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。具體說(shuō)，一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行到某一點(diǎn)時(shí)

25、要求另一伙伴進(jìn)程為它提供消息，在未獲得消息之前，該進(jìn)程處于等待狀態(tài)，獲得消息后被喚醒進(jìn)入就緒態(tài)，由于各進(jìn)程要求共享資源，而有些資源需要互斥使用，因此各進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)使用這些資源，進(jìn)程的這種關(guān)系為進(jìn)程的互斥(2)以上介紹的各種算法都存在問(wèn)題，它們是平等進(jìn)程間的一種協(xié)商機(jī)制，需要一個(gè)地位高于進(jìn)程的管理者來(lái)解決公有資源的使用問(wèn)題操作系統(tǒng)可從進(jìn)程管理者的角度來(lái)處理互斥的問(wèn)題，信號(hào)量就是操作系統(tǒng)提供的管理公有資源的有效手段（3）共享內(nèi)存： 相互通信的進(jìn)程間設(shè)有公共內(nèi)存，一組進(jìn)程向該公共內(nèi)存中寫(xiě)，另一組進(jìn)程從公共內(nèi)存中讀，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)兩組進(jìn)程間的信息交換（4）消息傳遞：系統(tǒng)為進(jìn)程提供了兩個(gè)高級(jí)通訊原語(yǔ)se

26、nd和receive（5）消息傳遞模式：u 消息緩沖 在內(nèi)存中開(kāi)設(shè)緩沖區(qū)，發(fā)送進(jìn)程將消息送入緩沖區(qū)，接收進(jìn)程接收傳遞來(lái)的緩沖區(qū)u 信箱通信（6）共享文件模式：管道通信(7)內(nèi)存映射機(jī)制u 共享存儲(chǔ)區(qū)(shared memory)可用于進(jìn)程間的大數(shù)據(jù)量通信u 進(jìn)行通信的各進(jìn)程可以任意讀寫(xiě)共享存儲(chǔ)區(qū)，也可在共享存儲(chǔ)區(qū)上使用任意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)u 在使用共享存儲(chǔ)區(qū)時(shí)，需要進(jìn)程互斥和同步機(jī)制的輔助來(lái)確保數(shù)據(jù)一致性u(píng) Windows 2000/XP采用文件映射(file mapping)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)區(qū)，用戶進(jìn)程可以將整個(gè)文件映射為進(jìn)程虛擬地址空間的一部分來(lái)加以訪問(wèn)10幾種主要的進(jìn)程通信機(jī)制需要進(jìn)程調(diào)度提供

27、哪些支持，這些支持解決什么問(wèn)題？ （1）切換進(jìn)程上下文(2)由用戶態(tài)轉(zhuǎn)入系統(tǒng)態(tài)11本實(shí)驗(yàn)用到的重要函數(shù)及其參數(shù)，名稱與含義。(1) OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,FALSE,"mutex_for_ship_toeast_count")(2) EnterCriticalSection(&east);(3) ReleaseMutex(h_Mutex)(4) WaitForSingleObject(h_Mutex,-1)(5)CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)(TO_EAST),&thr

28、ead_infoi,0,&thread_ID);四、讀者寫(xiě)者問(wèn)題 1該問(wèn)題同船閘問(wèn)題的主要區(qū)別，從并發(fā)程度，同步過(guò)程的優(yōu)先級(jí)等發(fā)面考慮，并指出解決方法的不同。區(qū)別：讀者寫(xiě)者問(wèn)題區(qū)分兩種情況（讀者優(yōu)先和寫(xiě)者優(yōu)先），但船閘問(wèn)題卻是單一情況；并發(fā)程度、同步過(guò)程的優(yōu)先級(jí)不一樣，讀者寫(xiě)者問(wèn)題要比船閘問(wèn)題復(fù)雜2請(qǐng)給出一種解決饑餓問(wèn)題的方案。第一類讀者寫(xiě)者問(wèn)題的解法讀者： while (true) P(mutex); readcount +; if (readcount=1) P (w); V(mutex); 讀 P(mutex); readcount -; if (readcount=0) V(w

29、); V(mutex); ;寫(xiě)者： while (true) P(w); 寫(xiě) V(w); ; 規(guī)定每一次讀或者寫(xiě)操作的最長(zhǎng)時(shí)間，到達(dá)了最長(zhǎng)時(shí)間就要判斷是否有寫(xiě)者或者讀者在等待，如果有就釋放臨界區(qū)的所有權(quán)，并把讀者或者寫(xiě)者的數(shù)目清零。3若修改問(wèn)題約束，不允許并發(fā)讀，允許并發(fā)寫(xiě)，需要如何修改同步機(jī)制？寫(xiě)者優(yōu)先，控制讀者的進(jìn)入，只有當(dāng)寫(xiě)者不寫(xiě)、并且無(wú)寫(xiě)者再次想進(jìn)入的時(shí)候才允許讀者進(jìn)入4了解Win32 API中定義的IPC函數(shù)，說(shuō)明比較說(shuō)明涉及到的幾種同步對(duì)象。你猜測(cè)哪一種操作速度比較快，證實(shí)你的想法，并給出一個(gè)合理的解釋。(1)Critical Section 互斥量，臨界區(qū)，事件，信號(hào)量。臨界區(qū)更

30、快，原因見(jiàn)3.1（2）事件（3）SIGNAL5線程在實(shí)現(xiàn)同步的時(shí)候，主要有那些同步對(duì)象，這些同步對(duì)象各有什么特點(diǎn)?同步對(duì)象：會(huì)個(gè)讀、寫(xiě)者線程，有的對(duì)象是允許并發(fā)進(jìn)行的，而有的對(duì)象是不允許并發(fā)操作的 互斥對(duì)象、信號(hào)量對(duì)象和事件對(duì)象 互斥對(duì)象(Mutex)就是互斥信號(hào)量，在一個(gè)時(shí)刻只能被一個(gè)線程使用 信號(hào)量對(duì)象(Semaphore)就是資源信號(hào)量，取值的取值在0到指定最大值之間，用于限制并發(fā)訪問(wèn)的線程數(shù) 事件對(duì)象(Event)相當(dāng)于“觸發(fā)器”，可用于通知一個(gè)或多個(gè)線程某事件的出現(xiàn) Critical Section對(duì)象：只能在同一進(jìn)程內(nèi)使用的臨界區(qū)，同一進(jìn)程內(nèi)各線程對(duì)它的訪問(wèn)是互斥進(jìn)行的。6本實(shí)驗(yàn)出

31、現(xiàn)的函數(shù)及其參數(shù)，名稱與含義。五、內(nèi)存問(wèn)題 1 物理頁(yè)面的三種狀態(tài)free ， reserved， commit的含義。Free:自由狀態(tài)；Reserved:保存狀態(tài)；Commit:提交狀態(tài);空閑頁(yè)面是指那些可以保留或提交的可用頁(yè)面保留頁(yè)面是邏輯頁(yè)面已分配但沒(méi)有分配物理存儲(chǔ)的頁(yè)面提交頁(yè)面是物理存儲(chǔ)（在內(nèi)存中或磁盤(pán)上）已被分配的頁(yè)面2 VirtualAlloc存在哪兩種主要的調(diào)用方式，各實(shí)現(xiàn)什么功能？MEM_COMMIT:在內(nèi)存或磁盤(pán)頁(yè)面文件中分配物理存儲(chǔ)空間。MEM_RESERVE:保留進(jìn)程的虛擬地址空間，而不分配物理空間。3 VirtualFree存在幾種主要的調(diào)用方式，各實(shí)現(xiàn)什么功能？ME

32、M_DECOMMIT:注銷提交頁(yè)面，即釋放物理內(nèi)存空間，但在虛擬地址空間依然保留。MEM_RELEASE:釋放備用頁(yè)面，即將物理存儲(chǔ)和虛擬地址空間全部釋放內(nèi)4內(nèi)存映射文件可以用來(lái)解決哪些問(wèn)題，如何使用？采用文件映射(file mapping)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)區(qū)，用戶進(jìn)程可以將整個(gè)文件映射為進(jìn)程虛擬地址空間的一部分來(lái)加以訪問(wèn)解決如下問(wèn)題：§ 加載和執(zhí)行.exe和dll文件，這可以節(jié)省頁(yè)文件空間和應(yīng)用程序啟動(dòng)所需的時(shí)間；§ 訪問(wèn)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)文件，這可以減少文件I/O，并且不必對(duì)文件進(jìn)行緩存；§ 實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程間的數(shù)據(jù)共享1) 創(chuàng)建或打開(kāi)一個(gè)文件對(duì)象，該對(duì)象用于標(biāo)識(shí)磁盤(pán)

33、上想用作內(nèi)存映射文件的文件。2) 創(chuàng)建一個(gè)文件映射對(duì)象，告訴系統(tǒng)該文件的大小和打算如何訪問(wèn)該文件。3) 讓系統(tǒng)將文件映射對(duì)象的全部或一部分映射到進(jìn)程地址空間中步驟1：創(chuàng)建或打開(kāi)文件步驟2：創(chuàng)建一個(gè)文件映射對(duì)象步驟3：將文件數(shù)據(jù)映射到進(jìn)程的地址空間步驟4：從進(jìn)程的地址空間中撤消文件數(shù)據(jù)的映像4 分析不同參數(shù)的設(shè)置對(duì)內(nèi)存分配的結(jié)果影響。將VirtualAlloc函數(shù)的參數(shù)ftAllocationType改為MEM_RESET則減少了dwAvailVirtual（在用戶狀態(tài)下虛擬地址空間中的未保留與未提交的存儲(chǔ)空間）。將VirtualAlloc函數(shù)的參數(shù)ftAllocationType改為MEM_T

34、OP_DOWN不改變?nèi)魏谓Y(jié)果。將flProtect參數(shù)若改為PAGE_GUARD，則操作因?yàn)槭艿奖Ｗo(hù)而結(jié)果不發(fā)生任何變化。將flProtect參數(shù)若改為PAGE_NOCACHE,則操作的結(jié)果同樣不發(fā)生任何變化。5 如果調(diào)換分配，回收，內(nèi)存復(fù)位，加鎖，解鎖，提交，回收的次序，會(huì)有什么變化，并分析原因。如果把提交操作放在保留操作前面，則程序不能進(jìn)行，也就是說(shuō)，提交的必須是保留頁(yè)面。如果把釋放操作放在回收操作前面，則釋放操作會(huì)出錯(cuò)，而且可能減少dwAvailPhys。如果把解鎖操作放在鎖操作前面，則解鎖操作會(huì)出錯(cuò)，對(duì)結(jié)果不發(fā)生任何改變。6 在多數(shù)通用操作系統(tǒng)中，內(nèi)存管理分為哪三個(gè)層次，分別實(shí)現(xiàn)什么功

35、能？(1) 內(nèi)存管理器(2) 地址轉(zhuǎn)換機(jī)制(3) 物理內(nèi)存管理7 虛擬存儲(chǔ)有什么優(yōu)越性？在進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行之前，不是裝入全部頁(yè)面，而是裝入一個(gè)或零個(gè)頁(yè)面，之后根據(jù)進(jìn)程運(yùn)行的需要，動(dòng)態(tài)裝入其它頁(yè)面；當(dāng)內(nèi)存空間已滿，而又需要裝入新的頁(yè)面時(shí)，則根據(jù)某種算法淘汰某個(gè)頁(yè)面，以便裝入新的頁(yè)面使用戶感覺(jué)不到內(nèi)存的“限制”，好象可以“無(wú)限”擴(kuò)充一樣。8 引入線性地址在操作，管理，劃分，保護(hù)等方面帶來(lái)了什么好處與開(kāi)銷？加快速度9 為什么需要引入多級(jí)頁(yè)表，引入多級(jí)頁(yè)表有什么好處，帶了了什么開(kāi)銷？可以更大的擴(kuò)展尋址，帶來(lái)尋址開(kāi)銷。線性地址是邏輯地址和物理地址變換之間的中間層。邏輯地址是段中偏移量，加上相應(yīng)的段基址就成為

36、線性地址，如果不采用分頁(yè)機(jī)制，則此線性地址就是物理地址；如果啟用分頁(yè)機(jī)制則還需通過(guò)兩級(jí)頁(yè)表轉(zhuǎn)換為物理地址。對(duì)每個(gè)進(jìn)程而言，好像自己擁有獨(dú)立的4G線性地址空間，有效的保護(hù)了進(jìn)程內(nèi)的數(shù)據(jù)，但同時(shí)也增加了地址轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的開(kāi)銷。10 多數(shù)操作系統(tǒng)中，把內(nèi)存劃分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，為什么要進(jìn)行這種劃分，需要什么硬件支持？出于安全性考慮,CR311 物理存儲(chǔ)提交的不同方法，比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)。略？12 本實(shí)驗(yàn)中用到的主要函數(shù)及其參數(shù)，名稱及含義。六、 高速文件訪問(wèn)問(wèn)題1 在文件系統(tǒng)層次提高訪問(wèn)效率的方法有那些，各自的思想和實(shí)現(xiàn)。(1) 緩沖方式：假設(shè)一個(gè)進(jìn)程讀了文件的第一個(gè)字節(jié)，它常常會(huì)按照順序讀第二個(gè)第三個(gè)

37、字節(jié)，一直到讀出所有的字節(jié)。利用這個(gè)原理可以進(jìn)行“預(yù)取“，也就是說(shuō)，在進(jìn)程沒(méi)請(qǐng)求讀磁盤(pán)之前就先把文件讀出來(lái)并放到時(shí)高速緩存中。 文件緩存：預(yù)讀取。每次讀取的塊大?。痪彌_區(qū)大??；替換方式寫(xiě)回。寫(xiě)回時(shí)機(jī)選擇；一致性問(wèn)題n 類似處理器cache的思想n 局部性原則的思想n 區(qū)別n 只涉及空間局部性n 處理器cache對(duì)程序員不可見(jiàn)n 文件cache需要顯式地由程序員控制n 所在層次不同，file cache是在內(nèi)存中為文件做緩沖實(shí)現(xiàn)：表示用的標(biāo)志位是FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN(2) 異步方式：是一種改變指令執(zhí)行順序的機(jī)制，它通過(guò)設(shè)置打開(kāi)文件的一個(gè)標(biāo)志位來(lái)使進(jìn)程不等待讀寫(xiě)文件操

38、作而繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)后續(xù)指令必須用到磁盤(pán)訪問(wèn)的結(jié)果數(shù)據(jù)時(shí)，它再通過(guò)一條WAIT指令進(jìn)行等待。這樣，在訪盤(pán)指令和等待指令之間的指令就可以與磁盤(pán)訪問(wèn)同時(shí)進(jìn)行了，從而大大加快了系統(tǒng)的整體速度。不再等待磁盤(pán)操作的完成使處理器和I/O并發(fā)工作n 基本思想：填充I/O操作間等待的CPU時(shí)間實(shí)現(xiàn)：表示用的標(biāo)志位是FILE_FLAG_OVERLAPPED2 對(duì)Q1(讀寫(xiě)比例參數(shù))和Q2(操作相關(guān)概率)分別作定時(shí)和定次數(shù)測(cè)試，對(duì)每種模式產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行分析Q1:修改調(diào)用10次,可調(diào)用20次30次;Q2:涉及到多種操作,不僅僅為五種操作可適當(dāng)增加其他操作，如除、MOD（取模）等，使其操作概論分布均勻3 適當(dāng)變換Q1，Q

39、2的值，它們會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生什么影響？略？4 了解Linux的文件緩沖機(jī)制，說(shuō)明在常規(guī)的ext2文件系統(tǒng)以及某種日志文件系統(tǒng)例如ext3/jfs/raiserFS中緩沖機(jī)制有什么不同。ext2 文件系統(tǒng)的安全性還是不錯(cuò)的, 一般非正常關(guān)機(jī)造成的 錯(cuò)誤都可以修復(fù), 除非在讀寫(xiě)磁盤(pán)的時(shí)候非正常關(guān)機(jī). 由于 Linux 采用了 先進(jìn)緩沖機(jī)制和多任務(wù)機(jī)制, 在向磁盤(pán)些 數(shù)據(jù)的時(shí)候,都是先寫(xiě)到緩沖區(qū)中,軟盤(pán)也不例外. 等緩沖區(qū)存滿后 再往硬盤(pán)上寫(xiě).但這樣就容易造成問(wèn)題, 因?yàn)榫彌_

40、區(qū)中總會(huì)有數(shù)據(jù), 一旦非正常關(guān)機(jī), 將造成數(shù)據(jù)丟失. 為此, 特地有一個(gè)后臺(tái)執(zhí)行的 程序,沒(méi)隔一段時(shí)間就清空一次緩沖區(qū), 以防出現(xiàn)問(wèn)題. 當(dāng)然,如果 非常湊巧, 在緩沖區(qū)被清空之前斷電了, 文件系統(tǒng)很有可能就被破壞了. ext2 文件系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成盡量 少產(chǎn)生文件不連續(xù)存放的問(wèn)題無(wú)論是FAT32, EXT2 或者是NTFS，都是基于樹(shù)結(jié)構(gòu)的日志文件系統(tǒng):(ext3/reiserfs)ReiserFS 整體來(lái)說(shuō)是個(gè)相當(dāng)不錯(cuò)的系統(tǒng)，它處理小型文件(少于4kb)時(shí)效能會(huì)比e

41、xt2和ext3 來(lái)的好/Ext2: 是 GNU/Linux 系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)，其特點(diǎn)為存取文件的性能極好，對(duì)于中小型的文件更顯示出優(yōu)勢(shì)，這主要得利于其簇快取層的優(yōu)良設(shè)計(jì)。其單一文件大小與文件系統(tǒng)本身的容量上限與文件系統(tǒng)本身的簇大小有關(guān)，在一般常見(jiàn)的 x86 電腦系統(tǒng)中，簇最大為 4KB, 則單一文件大小上限為 2048GB, 而文件系統(tǒng)的容量上限為 16384GB。但由于目前核心 2.4 所能使用的單一分割區(qū)最大只有 2048GB，因此實(shí)際上能使用的文件系統(tǒng)容量最多也只有 2048GB。 Ext3: 顧名思義，它就是 ext2 的下一代，也就是在保有目前 ext2 的格式之下再加上日志功

42、能。目前它離實(shí)用階段還有一段距離，也許在下一版的核心就可以上路了。 ext3是一種日志式文件系統(tǒng)。日志式文件系統(tǒng)的優(yōu)越性在于：由于文件系統(tǒng)都有快取層參與運(yùn)作，如不使用時(shí)必須將文件系統(tǒng)卸下，以便將快取層的資料寫(xiě)回磁盤(pán)中。因此每當(dāng)系統(tǒng)要關(guān)機(jī)時(shí)，必須將其所有的文件系統(tǒng)全部卸下后才能進(jìn)行關(guān)機(jī)。 如果在文件系統(tǒng)尚未卸下前就關(guān)機(jī) (如停電) 時(shí)，下次重開(kāi)機(jī)后會(huì)造成文件系統(tǒng)的資料不一致，故這時(shí)必須做文件系統(tǒng)的重整工作，將不一致與錯(cuò)誤的地方修復(fù)。然而，此一重整的工作是相當(dāng)耗時(shí)的，特別是容量大的文件系統(tǒng)，而且也不能百分之百保證所有的資料都不會(huì)流失。故這在大型的伺服器上可能會(huì)造成問(wèn)題。 為了克服此問(wèn)題，業(yè)界經(jīng)長(zhǎng)久

43、的開(kāi)發(fā)，而完成了所謂日志式文件系統(tǒng) (Journal File System) 。此類文件系統(tǒng)最大的特色是，它會(huì)將整個(gè)磁盤(pán)的寫(xiě)入動(dòng)作完整記錄在磁盤(pán)的某個(gè)區(qū)域上，以便有需要時(shí)可以回朔追蹤。由于資料的寫(xiě)入動(dòng)作包含許多的細(xì)節(jié)，像是改變文件標(biāo)頭資料、搜尋磁盤(pán)可寫(xiě)入空間、一個(gè)個(gè)寫(xiě)入資料區(qū)段等等，每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行到一半若被中斷，就會(huì)造成文件系統(tǒng)的不一致，因而需要重整。然而，在日志式文件系統(tǒng)中，由于詳細(xì)紀(jì)錄了每個(gè)細(xì)節(jié)，故當(dāng)在某個(gè)過(guò)程中被中斷時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)這些記錄直接回朔并重整被中斷的部分，而不必花時(shí)間去檢查其他的部分，故重整的工作速度相當(dāng)快，幾乎不需要花時(shí)間。5 高速文件訪問(wèn)的三種主要模式有什么主要區(qū)別，適

44、用于什么場(chǎng)合？(1) 無(wú)緩沖方式：表示用的標(biāo)志位是FILE_FLAG_NO_BUFFERING(2) 緩沖方式：表示用的標(biāo)志位是FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN(3) 異步方式：表示用的標(biāo)志位是FILE_FLAG_OVERLAPPED場(chǎng)合：6 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讀寫(xiě)比例參數(shù)Q1和操作相關(guān)概率Q2的含義，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？略7 數(shù)據(jù)緩沖模式的提出是基于什么出發(fā)點(diǎn)提出的，對(duì)解決問(wèn)題有什么效果？“預(yù)取“假設(shè)一個(gè)進(jìn)程讀了文件的第一個(gè)字節(jié)，它通常會(huì)按照順序繼續(xù)讀第二個(gè)字節(jié)，一直到讀完，所以可以“預(yù)取”。大大加速了訪問(wèn)磁盤(pán)的速度。也保持了文件內(nèi)容的一致性。8 異步傳輸模式的提出是基于何種出發(fā)

45、點(diǎn)的提出的，對(duì)解決問(wèn)題的效果？ “指令執(zhí)行順序“的不依賴性填充I/O操作間等待的CPU時(shí)間9 數(shù)據(jù)緩沖模式與處理器cache的思想有何異同？文件高速緩存：有一“事后寫(xiě)”機(jī)制，保證了文件內(nèi)容的一致性；cache:僅是為了匹配外設(shè)與CPU之間的速度問(wèn)題；10 數(shù)據(jù)緩沖模式中如何處理同步和一致性問(wèn)題。（1） 日志（2） “事后寫(xiě)”將數(shù)據(jù)從磁盤(pán)讀入共享內(nèi)存緩沖區(qū)，稱為數(shù)據(jù)緩沖。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器需要取數(shù)據(jù)時(shí)，它必須先找到數(shù)據(jù)所在的頁(yè)。在找到頁(yè)后，把該頁(yè)從磁盤(pán)讀進(jìn)共享內(nèi)存緩沖池緩沖區(qū)，當(dāng)該頁(yè)在緩沖池中后，任何其他用戶可以讀取或修改該頁(yè)的內(nèi)容，而不必從磁盤(pán)中讀入，也就是說(shuō)，共享內(nèi)存緩沖池中的頁(yè)為所有服務(wù)進(jìn)程共

46、享。當(dāng)頁(yè)第一次進(jìn)共享內(nèi)存時(shí)，它與磁盤(pán)的內(nèi)容一樣。當(dāng)該頁(yè)中的任何數(shù)據(jù)修改時(shí)，內(nèi)存與磁盤(pán)不一致，如果修改的頁(yè)刷到磁盤(pán)之前，發(fā)生了故障，數(shù)據(jù)的完整性就會(huì)受到損害，物理日志即負(fù)責(zé)處理這個(gè)問(wèn)題。由系統(tǒng)的cache manager來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)緩存的控制a) 讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候的prefetchb) 定期地更新磁盤(pán)上的內(nèi)容使其與cache一致c) 在cache滿的情況下，根據(jù)LRU原則清除緩存的內(nèi)容Write-back機(jī)制d) 在用戶要對(duì)磁盤(pán)寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，只更改cache中的內(nèi)容，由cache manager來(lái)決定何時(shí)將更新反應(yīng)到磁盤(pán)11.為解決異步傳輸問(wèn)題，需要對(duì)訪問(wèn)控制做什么樣的修改，這樣做的意義是什么？它通過(guò)設(shè)置

47、打開(kāi)文件的一個(gè)標(biāo)志位來(lái)使進(jìn)程不等待讀寫(xiě)文件操作而繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)后續(xù)指令必須用到磁盤(pán)訪問(wèn)的結(jié)果數(shù)據(jù)時(shí)，它再通過(guò)一條WAIT指令進(jìn)行等待。這樣，在訪盤(pán)指令和等待指令之間的指令就可以與磁盤(pán)訪問(wèn)同時(shí)進(jìn)行了，從而大大加快了系統(tǒng)的整體速度。12 本實(shí)驗(yàn)用到的重要函數(shù)及其參數(shù)，名稱與含義。(1) void filter_nobuffer(char*source,char*sink,void(*func)(char*addr); /無(wú)緩沖模式(2) void filter_sequen(char*source,char*sink,void(*func)(char*addr); /高速緩沖模式(3) void f

48、ilter_overlp(char*source,char*sink,void(*func)(char*addr); /異步模式(4) GetTickCount() /獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間(5) CreateFile（LPCTSTR LPFILENAME,DWORD DWDESIREDACCESS,DWORD DWSHAREMODE,LPSECURITY_ATTRIBUTES LPSECURITYATTRIBUTES,DWORD DWCREATIONDISPOSITION,DWORD DWFLAGSANDATTRIBUTES,HANDLE HTEMPLATEDFILE）獲得在第一個(gè)參數(shù)中指定的文件

49、句柄(6) ReadFile(HANDLE HFILE，LPVOID LPBUFFER，DWORD NMUMBEROFBYTESTOREAD，LPDWORD LPNUMBEROFBYTESREAD，LPOVERLAPPED LPOVERLAPPED)和WriteFile(HANDLE HFILE，LPCVOID LPBUFFER，DWORD NUMBEROFBYTESTOWRITE，LPDWORD LPNUMBEROFBYTESWRITTEN，LPOVERLAPPED LPOVERLAPPED);(7) GetoverlappedResult（HANDLE HFILE,LPOVERLAPPED

50、 LPOVERLAPPED,LPDWORD LPNUMBEROFBYTESTRANSFERRED,BOOL BWAIT）：返回在指定文件、命名管道或通信設(shè)備上重疊操作的結(jié)果CreateFile 七、NDIS問(wèn)題1NDIS體系如何支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)？Microsoft網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序接口規(guī)范（NDIS）的設(shè)計(jì)目的是通過(guò)將不同的協(xié)議從網(wǎng)絡(luò)接口卡上拆除，使得用戶可以訪問(wèn)不同的協(xié)議。NDIS程序庫(kù)(NDIS.sys)提供了一個(gè)面向NIC驅(qū)動(dòng)程序的完全抽象的接口，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序與協(xié)議層驅(qū)動(dòng)程序及操作系統(tǒng)通過(guò)這個(gè)接口進(jìn)行通信通過(guò)一系列的導(dǎo)出函數(shù),支持多種類型的網(wǎng)絡(luò).2NDIS包括（小端口驅(qū)動(dòng)程序）、（中間層驅(qū)動(dòng)

51、程序）和（協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序），它們各有什么分工？如何配合工作？(1)NDIS小端口驅(qū)動(dòng)程序（也稱為小端口NIC驅(qū)動(dòng)程序）有兩種基本功能：a、管理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC），包括通過(guò)NIC發(fā)送和接收數(shù)據(jù)b、與高級(jí)驅(qū)動(dòng)程序接口，例如和中間驅(qū)動(dòng)程序和傳輸協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序NDIS庫(kù)導(dǎo)出了一組函數(shù)(NdisXXX 函數(shù)) ，這些函數(shù)封裝了所有的操作系統(tǒng)功能由小端口驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用小端口驅(qū)動(dòng)程序必須導(dǎo)出一組函數(shù)入口點(diǎn) (MiniportXxx函數(shù))由NDIS調(diào)用小端口驅(qū)動(dòng)程序與NDIS以及高層驅(qū)動(dòng)程序間的交互：發(fā)送 傳輸驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用一個(gè)NdisXxx 函數(shù). NDIS通過(guò)調(diào)用適當(dāng)?shù)腗iniportXxx函數(shù)將數(shù)據(jù)包傳送

52、給小端口驅(qū)動(dòng)程序. 小端口驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)調(diào)用適當(dāng)?shù)腘disXxx函數(shù)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給NIC小端口驅(qū)動(dòng)程序與NDIS以及高層驅(qū)動(dòng)程序間的交互：接收 NIC 發(fā)出一個(gè)硬件中斷. NDIS調(diào)用 MiniportXxx函數(shù) 小端口驅(qū)動(dòng)程序從NIC 接收數(shù)據(jù)，然后通過(guò)調(diào)用NdisXxx 函數(shù)向綁定的上層驅(qū)動(dòng)程序表明接收的數(shù)據(jù)包的存在（2）中間驅(qū)動(dòng)程序是那種典型的處于小端口驅(qū)動(dòng)程序和傳輸協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序之間的驅(qū)動(dòng)程序。由于它處于驅(qū)動(dòng)程序?qū)蛹?jí)的中間位置，所以中間驅(qū)動(dòng)程序必須和上面的協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序和下面的小端口驅(qū)動(dòng)程序都通訊 在其下邊界，導(dǎo)出協(xié)議入口點(diǎn) (ProtocolXxx 函數(shù)) 在其上邊界，導(dǎo)出小端口入口點(diǎn) (

53、MiniportXxx函數(shù))中間驅(qū)動(dòng)程序典型的用途：過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過(guò)濾器中間驅(qū)動(dòng)程序在多個(gè)網(wǎng)卡間平衡數(shù)據(jù)包的傳輸Mux中間驅(qū)動(dòng)程序（3）協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序位于NDIS驅(qū)動(dòng)程序的最高層，它通過(guò)中間驅(qū)動(dòng)程序或直接與小端口驅(qū)動(dòng)程序打交道，并向下導(dǎo)出一組ProtocolXxx函數(shù)。通常在實(shí)現(xiàn)傳輸協(xié)議棧 (例如TCP/IP, IPX)的傳輸驅(qū)動(dòng)程序中作為最低層在上邊界，協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序與協(xié)議棧中的高層驅(qū)動(dòng)程序的接口是私有的.協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)NDIS完成向小端口驅(qū)動(dòng)程序或中間驅(qū)動(dòng)程序的綁定，并使用它們收發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包3NDIS協(xié)議驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的思想。（1）網(wǎng)絡(luò)上截獲數(shù)據(jù)包的思想自然的設(shè)計(jì)思想是每當(dāng)上層應(yīng)用程序請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)

54、時(shí)，就為該請(qǐng)求生成一個(gè)相應(yīng)的IRP，并將此IRP置于一個(gè)讀取等待隊(duì)列之中。當(dāng)NIC從網(wǎng)絡(luò)上接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，由NDIS負(fù)責(zé)調(diào)用相應(yīng)的接收函數(shù)。接收函數(shù)從讀取等待隊(duì)列的首部取出一個(gè)IRP，并將從網(wǎng)絡(luò)上接收到的數(shù)據(jù)拷貝到由該IRP所指定的緩沖區(qū)中。至此，上層應(yīng)用程序便成功接收到了它所需要的數(shù)據(jù)。 這種接收方式的天生缺陷就是丟包。如果上層應(yīng)用程序一直沒(méi)有讀取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，那么NIC從網(wǎng)絡(luò)上接收到的數(shù)據(jù)就會(huì)直接被丟棄。 （2）解決丟包的策略本程序的設(shè)計(jì)思路是協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)接收緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)以隊(duì)列的形式組織。當(dāng)NIC通知NDIS已從網(wǎng)絡(luò)上接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，可以先將這些數(shù)據(jù)緩存起來(lái)。當(dāng)上層應(yīng)用程序需

55、要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該讀操作的數(shù)據(jù)源不是直接從網(wǎng)絡(luò)得到，而是經(jīng)過(guò)有效管理的存放著數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。這樣，丟包的問(wèn)題便得以解決。當(dāng)然，如果上層應(yīng)用程序還是一直沒(méi)有讀取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，或者上層應(yīng)用程序處理數(shù)據(jù)的速度低于NIC從網(wǎng)絡(luò)上接收數(shù)據(jù)的速度，再或者網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)峰值流量時(shí)，緩沖區(qū)自然會(huì)逐漸被填滿，最終還是會(huì)出現(xiàn)丟包的情況。但是在正常情況下，這種增設(shè)緩沖的方法已經(jīng)足以避免丟包情況的發(fā)生了。 4NDIS提供了哪幾層接口？NDIS提供了四層軟件接口：傳輸驅(qū)動(dòng)程序上邊界接口；傳輸驅(qū)動(dòng)程序下邊界接口；網(wǎng)絡(luò)接口卡上邊界接口；網(wǎng)絡(luò)接口卡下邊界接口；5如何解決丟包問(wèn)題？負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)接收緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)以隊(duì)列的形式組織。當(dāng)NIC通知NDIS已從網(wǎng)絡(luò)上接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，可以先將這些數(shù)據(jù)緩存起來(lái)。當(dāng)上層應(yīng)用程序需要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，該讀操作的數(shù)據(jù)源不是直接從網(wǎng)絡(luò)得到，而是經(jīng)過(guò)有效管理的