操作系統(tǒng)第四版(湯小丹)期末復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第一章 操作系統(tǒng)問(wèn)：操作系統(tǒng)答：操作系統(tǒng)是一組能有效組織和管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、合理調(diào)度作業(yè)、方便用戶(hù)使用的程序的集合，是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。主要作用 作為用戶(hù)與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的接口；作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者：實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象主要目標(biāo) 方便性、有效性、可擴(kuò)展性和開(kāi)放性。（使用編譯指令或OS提供的命令操縱系統(tǒng)）（提高系統(tǒng)的吞吐量、系統(tǒng)資源利用率）（可添加或修改功能、模塊）（能遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，兼容性強(qiáng)）主要發(fā)展動(dòng)力 不斷提高計(jì)算機(jī)利用率、方便用戶(hù)、器件的不斷更新?lián)Q代、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。主要/基本功能 處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理基

2、本特征 并發(fā)、共享、虛擬、異步。問(wèn)：并發(fā)性與并行性 答：并發(fā)性是指多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生；并行性是指多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。問(wèn)：共享（資源復(fù)用） 答：指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中的多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用?；コ夤蚕矸绞?在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)資源；同時(shí)訪問(wèn)方式 允許多個(gè)進(jìn)程在一段時(shí)間內(nèi)“同時(shí)”訪問(wèn)資源，“同時(shí)”指的是宏觀意義，在微觀上是交替訪問(wèn)的問(wèn)：虛擬 答：把通過(guò)某種技術(shù)將一個(gè)物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物的功能稱(chēng)為“虛擬”。時(shí)分復(fù)用技術(shù) 利用某設(shè)備為一用戶(hù)服務(wù)的空閑時(shí)間，轉(zhuǎn)去為其他用戶(hù)服務(wù)，使設(shè)備得到最充分的利用。（虛擬處理機(jī)、虛擬設(shè)備。虛擬為n個(gè)，平均速度1/n）空分復(fù)用技

3、術(shù) 利用存儲(chǔ)器的空閑時(shí)間分區(qū)域存放和運(yùn)行其他的多道程序，以此提高內(nèi)存的利用率。（虛擬后，平均內(nèi)存1/n）問(wèn)：異步性 答：指進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。問(wèn)：?jiǎn)蔚琅幚硐到y(tǒng) 答：將一批作業(yè)以脫機(jī)方式（使用外圍機(jī)，脫離主機(jī)）輸入在磁帶上，使作業(yè)在監(jiān)督程序的控制下一個(gè)個(gè)連續(xù)處理。目的 提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。缺點(diǎn) 內(nèi)存中只有一道程序，系統(tǒng)資源浪費(fèi)。特性 單道性、順序性、自動(dòng)性。問(wèn)：多道批處理系統(tǒng) 答：將作業(yè)輸入在外存，排成后備隊(duì)列，并在由于某程序I/O操作而暫停執(zhí)行時(shí)的CPU空閑時(shí)間，按照一定算法，調(diào)度后備隊(duì)列的另一個(gè)程序運(yùn)行，使多道程序交替運(yùn)行，保持CPU處于忙碌狀態(tài)。目的 進(jìn)一步提高

4、系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。優(yōu)點(diǎn) 資源利用率高、系統(tǒng)吞吐量達(dá)。缺點(diǎn) 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)交互能力。特性 多道性、無(wú)序性、調(diào)度性問(wèn)：分時(shí)系統(tǒng) 答：指在一臺(tái)主機(jī)上連接了多個(gè)配有顯示器和鍵盤(pán)的終端并由此所組成的系統(tǒng)。分時(shí)系統(tǒng)允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)通過(guò)自己的終端，以交互方式使用計(jì)算機(jī)，共享主機(jī)資源。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題 及時(shí)接收、及時(shí)處理。特征 多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性（多用戶(hù)共享）（用戶(hù)間互不干擾）（及時(shí)響應(yīng)）（人機(jī)對(duì)話(huà)）問(wèn)：實(shí)時(shí)系統(tǒng) 答：能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)事件的處理、并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行的系統(tǒng)。特征 多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性。類(lèi)型 工業(yè)（武器）控制系統(tǒng)、

5、信息查詢(xún)系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)。問(wèn)：用戶(hù)與操作系統(tǒng)的接口 答：分為用戶(hù)接口（聯(lián)機(jī)/脫機(jī)/圖形用戶(hù)接口）和程序接口傳統(tǒng)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的OS 無(wú)結(jié)構(gòu)、模塊化結(jié)構(gòu)、分層式結(jié)構(gòu)早期的操作系統(tǒng)的內(nèi)部既復(fù)雜又混亂，是無(wú)結(jié)構(gòu)的，又稱(chēng)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 問(wèn)：衡量模塊獨(dú)立性的標(biāo)準(zhǔn) 答：內(nèi)聚性：指模塊內(nèi)部各部分之間的聯(lián)系緊密程度。內(nèi)聚性越高，模塊獨(dú)立性越強(qiáng)；耦合度：指模塊間的相互聯(lián)系和相互影響程度。耦合度越低，模塊獨(dú)立性越高。問(wèn)：分層設(shè)計(jì)的基本原則 每一步設(shè)計(jì)都建立在可靠的基礎(chǔ)上，各層間只存在單向依賴(lài)關(guān)系（高層依賴(lài)于緊貼著的低層）：客戶(hù)/服務(wù)器模式簡(jiǎn)稱(chēng)為C/S模式 問(wèn)：裸機(jī) 答：完全無(wú)軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，僅由硬件組成

6、第二章 進(jìn)程的描述與控制問(wèn)：前趨圖 答： 是指一個(gè)有向無(wú)循環(huán)圖，用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的先后順序。把沒(méi)有前趨的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為初始結(jié)點(diǎn)，把沒(méi)有后繼的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為終止結(jié)點(diǎn)。前趨圖中不允許有循環(huán)，否則必然產(chǎn)生不可實(shí)現(xiàn)的前趨關(guān)系。問(wèn)：程序 答：程序是指令的有序集合，可以作為一種軟件資料長(zhǎng)期保存。問(wèn)：程序順序執(zhí)行 答：在早期未配置OS的系統(tǒng)和單道批處理系統(tǒng)中，程序的執(zhí)行方式是順序執(zhí)行。具有以下特征：順序性：按規(guī)定的順序操作；封閉性：程序運(yùn)行時(shí)獨(dú)占全機(jī)資源，執(zhí)行結(jié)果不受外界因素干擾；可再現(xiàn)性：只要執(zhí)行環(huán)境和初始條件相同，執(zhí)行結(jié)果就相同。 問(wèn)：程序并發(fā)執(zhí)行 答： 只有在不存在前趨關(guān)系的程序之間才有可能并發(fā)執(zhí)行。特征：間

7、斷性：“執(zhí)行暫停執(zhí)行”；失去封閉性；不可再現(xiàn)性。原因：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，以及為完成同一項(xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在這些并發(fā)執(zhí)行的程序之間形成了相互制約的關(guān)系，而相互制約導(dǎo)致了并發(fā)程序的間斷性；多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的程序共享系統(tǒng)資源，勢(shì)必會(huì)改變系統(tǒng)的資源狀態(tài)，從而影響到使用該資源的程序，因而失去封閉性；在失去封閉性后，程序的計(jì)算結(jié)果將受到并發(fā)程序執(zhí)行速度的影響，因而失去可再現(xiàn)性。問(wèn)：進(jìn)程 答： 進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(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)立單位。進(jìn)程實(shí)體簡(jiǎn)稱(chēng)進(jìn)程，由程序控制塊PCB、程序段、數(shù)據(jù)段構(gòu)成。（創(chuàng)建/撤消進(jìn)程，實(shí)質(zhì)是創(chuàng)建/撤消PCB）。進(jìn)程的特征 動(dòng)態(tài)性（生命期

8、）、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性（程序不具備這些特性）三種基本狀態(tài) 就緒狀態(tài)Ready：指進(jìn)程已準(zhǔn)備好運(yùn)行，就差獲得CPU；執(zhí)行狀態(tài)Running；阻塞狀態(tài)Block：也稱(chēng)等待狀態(tài)或封鎖狀態(tài)。轉(zhuǎn)換圖： 答： 進(jìn)程的創(chuàng)建步驟（調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語(yǔ)Creat） 申請(qǐng)空白PCB；為新進(jìn)程分配運(yùn)行時(shí)所必須的資源（包括向PCB填寫(xiě)用于控制和管理進(jìn)程的信息）；初始化PCB；將進(jìn)程轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)并插入就緒隊(duì)列。創(chuàng)建狀態(tài) 保證進(jìn)程的調(diào)度在創(chuàng)建工作完成后執(zhí)行，確保對(duì)進(jìn)程控制塊操作的完整性。終止?fàn)顟B(tài) 進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)的進(jìn)程以后不能再執(zhí)行，但有在操作系統(tǒng)中保留一個(gè)包含數(shù)據(jù)的記錄，供其他進(jìn)程收集。當(dāng)其他進(jìn)程完成對(duì)其的信息提取后就刪除

9、該進(jìn)程。掛起操作 答：使進(jìn)程處于靜止?fàn)顟B(tài)，例如，掛起前正在執(zhí)行，掛起后暫停執(zhí)行；掛起前是就緒狀態(tài)，掛起后暫時(shí)不接受調(diào)度。與之對(duì)應(yīng)的是激活操作。引發(fā)進(jìn)程終止的條件 正常結(jié)束，表示進(jìn)程已完成任務(wù)；異常結(jié)束，表示進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)發(fā)生了某種異常事件，或是出現(xiàn)了無(wú)法克服的錯(cuò)誤；外界干預(yù)，表示進(jìn)程受外界請(qǐng)求而終止運(yùn)行，例如被操作系統(tǒng)或其他進(jìn)程所終結(jié)。進(jìn)程的終止過(guò)程 從PCB集合中檢索出該進(jìn)程的PCB，讀取進(jìn)程狀態(tài)；終止處于執(zhí)行狀態(tài)的該進(jìn)程，包括其子孫進(jìn)程，并置調(diào)度標(biāo)志為真；將其所擁有的資源歸還給父進(jìn)程或系統(tǒng)；將其移出隊(duì)列。問(wèn)：進(jìn)程管理中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 答：分為內(nèi)存表、設(shè)備表、文件表、進(jìn)程表。問(wèn)：進(jìn)程控制塊PCB

10、答：用于描述進(jìn)程的當(dāng)前情況及管理進(jìn)程運(yùn)行，記錄了實(shí)現(xiàn)上述功能所需的全部信息，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 問(wèn)：PCB的作用 答：使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(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，一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。具體如下：作為獨(dú)立運(yùn)行基本單位的標(biāo)志；能實(shí)現(xiàn)間斷性運(yùn)行方式；提供進(jìn)程管理所需要的信息；提供進(jìn)程調(diào)度所需要的信息；實(shí)現(xiàn)與其它進(jìn)程的同步與通信。問(wèn)：處理機(jī)狀態(tài)信息 答：也稱(chēng)為處理機(jī)的上下文，主要由處理機(jī)的各種寄存器的內(nèi)容組成。這些寄存器包括：通用寄存器；指令計(jì)數(shù)器；程序狀態(tài)字PSW；用戶(hù)棧指針。問(wèn)：進(jìn)程調(diào)度信息 答：進(jìn)程狀態(tài)：指明進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài)；進(jìn)程優(yōu)先級(jí)：描述進(jìn)程使

11、用處理機(jī)的優(yōu)先級(jí)別；進(jìn)程調(diào)度所需的其他信息；事件，即阻塞原因。 問(wèn)：進(jìn)程控制信息 答：程序和數(shù)據(jù)的地址；進(jìn)程同步和通信機(jī)制；資源清單；鏈接指針。問(wèn)：PCB的組織方式 答：線(xiàn)性方式（將PCB組織在線(xiàn)性表中）；鏈接方式（隊(duì)列）；索引方式。 問(wèn)：操作系統(tǒng)內(nèi)核 答：通常將一些與硬件緊密相關(guān)的模塊、各種常用設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序以及運(yùn)行頻率較高的模塊，都安裝在緊靠硬件的軟件層次，即OS內(nèi)核中，使它們常駐內(nèi)存。 OS內(nèi)核兩大方面功能 答：支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、原語(yǔ)操作；資源管理功能：存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、進(jìn)程管理。問(wèn)：處理機(jī)的執(zhí)行狀態(tài) 答：系統(tǒng)態(tài)，又稱(chēng)管態(tài)、內(nèi)核態(tài)，具有較高特權(quán)，可執(zhí)行一切指令；用戶(hù)態(tài)，又

12、稱(chēng)目態(tài)，具有較低特權(quán)，僅能執(zhí)行規(guī)定的指令。（一般情況下應(yīng)用程序只能在用戶(hù)態(tài)運(yùn)行）問(wèn)：原語(yǔ) 答：原語(yǔ)是由若干條指令組成的、用于完成一定功能的過(guò)程。與一般過(guò)程的區(qū)別在于：原語(yǔ)是原子操作，即操作中的所有動(dòng)作是一個(gè)不可分割的整體，要么全做要么全不做。所以原語(yǔ)執(zhí)行時(shí)不允許被中斷。常見(jiàn)原語(yǔ)：創(chuàng)建原語(yǔ)Creat，阻塞原語(yǔ)block，喚醒原語(yǔ)wakeup，掛起原語(yǔ)suspend，激活原語(yǔ)active。問(wèn)：進(jìn)程間的兩種制約關(guān)系 答：間接相互制約：進(jìn)程-資源-進(jìn)程；直接相互制約：進(jìn)程-進(jìn)程 問(wèn)：臨界資源與臨界區(qū) 答：一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱(chēng)為臨界資源，訪問(wèn)臨界資源的那段代碼稱(chēng)為臨界區(qū)。 問(wèn)：同步機(jī)制應(yīng)遵循的

13、規(guī)則 答：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待（保證資源在有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入臨界區(qū)，避免“死等”）、讓權(quán)等待（進(jìn)不了臨界區(qū)時(shí)釋放處理機(jī)，避免“忙等”） 問(wèn)：實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的三個(gè)方法 答：管理臨界區(qū)時(shí)將標(biāo)志看做一個(gè)鎖，每個(gè)要進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須先測(cè)試鎖，關(guān)則等待，開(kāi)則進(jìn)入并關(guān)鎖。鎖測(cè)試和關(guān)鎖操作必須是連續(xù)的，不可分開(kāi)進(jìn)行。關(guān)中斷：實(shí)現(xiàn)互斥的最簡(jiǎn)單的方法之一。在進(jìn)行鎖測(cè)試前關(guān)閉中斷，完成鎖測(cè)試并上鎖后再打開(kāi)中斷。 使用原語(yǔ)Test-and-Set指令：boolean TS(boolean *lock)boolean old;old=*lock;*lock=TRUE;/TRUE表已上鎖，及資源正被使用；FALSE

14、表資源空閑return old;使用Swap指令：為每個(gè)臨界資源設(shè)置一個(gè)全局布爾變量lock，在每個(gè)進(jìn)程使用局部布爾變量key。void swap(boolean *a,boolean *b)boolean temp;temp=*a;*a=*b;*b=temp; 存在忙等狀態(tài)（不停地鎖測(cè)試），不符合讓權(quán)等待的原則。問(wèn)：進(jìn)程同步互斥時(shí)常用的信號(hào)量 整形信號(hào)量：除初始化外僅能通過(guò)原子操作wait(S)和signal(S)（也稱(chēng)P、V操作）來(lái)訪問(wèn)。并未遵循“讓權(quán)等待”原則。wait：請(qǐng)求資源；signal：釋放資源記錄型信號(hào)量：遵循“讓權(quán)等待”，不存在“忙等”。其中的list是一個(gè)鏈表指針，用于鏈接

15、等待該資源的進(jìn)程，value表示系統(tǒng)某類(lèi)資源的數(shù)目，每次wait申請(qǐng)資源后，value減一，當(dāng)value0表示資源已分配完畢，此時(shí)進(jìn)程應(yīng)調(diào)用block原語(yǔ)進(jìn)行自我阻塞。signal釋放資源使value加一。若加一后value仍小于0，表示仍有申請(qǐng)?jiān)撡Y源的進(jìn)程被阻塞，此時(shí)應(yīng)調(diào)用wakeup原語(yǔ)，喚醒list鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程。AND型信號(hào)量：基本思想是將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中需要的所有資源一次性全部分配給進(jìn)程，待進(jìn)程使用完后一起釋放?？杀苊馑梨i。信號(hào)量集：可設(shè)置信號(hào)量測(cè)試值n，一次性申請(qǐng)n個(gè)資源，并可設(shè)置分配下限值t，當(dāng)申請(qǐng)資源數(shù)低于下限值時(shí)不予分配。如：Swait（S，t，n），表示只有一個(gè)

16、信號(hào)量S，允許每次申請(qǐng)n個(gè)資源，申請(qǐng)數(shù)不可小于t；Swait（S，1，1）相當(dāng)于普通的記錄型信號(hào)量；Swait（S，1，0）相當(dāng)于可控開(kāi)關(guān)，S1時(shí)允許多個(gè)進(jìn)程進(jìn)入，S=0時(shí)阻止任何進(jìn)程進(jìn)入。對(duì)應(yīng)有Ssignal（S，n）在生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題中，如果對(duì)調(diào)生產(chǎn)者進(jìn)程中的兩個(gè)wait操作，可能導(dǎo)致死鎖。由于signal操作是釋放資源，因此對(duì)該操作的次序無(wú)關(guān)緊要。 問(wèn)：線(xiàn)程與進(jìn)程的比較 答：獨(dú)立運(yùn)行：線(xiàn)程和進(jìn)程都是能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，但線(xiàn)程被調(diào)度時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)更小；并發(fā)性。進(jìn)程間可以并發(fā)，進(jìn)程內(nèi)的線(xiàn)程間或不同進(jìn)程的線(xiàn)程間也可以并發(fā)，更加有效地提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量；擁有資源：進(jìn)程可以擁有資源，線(xiàn)程

17、不僅可以擁有少量資源還可以共享該進(jìn)程的資源；獨(dú)立性：同一進(jìn)程的線(xiàn)程間的獨(dú)立性遠(yuǎn)低于不同進(jìn)程間的獨(dú)立性；系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)：線(xiàn)程的創(chuàng)建、撤消、切換遠(yuǎn)低于進(jìn)程；線(xiàn)程支持多處理機(jī)系統(tǒng)。 問(wèn)：進(jìn)程通信 答：指進(jìn)程間的信息交換。四種通信機(jī)制/類(lèi)型：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)；管道通信系統(tǒng)；消息傳遞系統(tǒng)；客戶(hù)機(jī)-服務(wù)器系統(tǒng) 問(wèn)：引入線(xiàn)程的原因 答：為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo)，使OS具有更好的并發(fā)性。 第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖問(wèn)：處理機(jī)的調(diào)度層次 答：高級(jí)調(diào)度：調(diào)度對(duì)象是作業(yè)，又稱(chēng)長(zhǎng)程調(diào)度或作業(yè)調(diào)度，將外存作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，創(chuàng)建進(jìn)程，分配資源，插入就緒隊(duì)列；低級(jí)調(diào)度：調(diào)度對(duì)象為進(jìn)程，又稱(chēng)短程調(diào)度或進(jìn)程調(diào)度，運(yùn)行頻率最高

18、，給就緒隊(duì)列的進(jìn)程分配處理機(jī)；中級(jí)調(diào)度：又稱(chēng)內(nèi)存調(diào)度，將進(jìn)程調(diào)至外存或調(diào)入內(nèi)存，目的是提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。問(wèn)：吞吐量 答：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所完成的作業(yè)數(shù)。 問(wèn)：批處理系統(tǒng)的目標(biāo):平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短、系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率高分時(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間快、均衡性實(shí)時(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)：截止時(shí)間的保證、可預(yù)測(cè)性 問(wèn)：進(jìn)程的調(diào)度方式 答：搶占方式：允許調(diào)度程序根據(jù)某原則去暫停某個(gè)正在執(zhí)行的進(jìn)程，將已分配給進(jìn)程的處理機(jī)重新分配給其他進(jìn)程；非搶占方式：一旦將處理機(jī)分配給某進(jìn)程后就一直允許下去，除非進(jìn)程完成或進(jìn)程阻塞。問(wèn)：實(shí)時(shí)調(diào)度算法分類(lèi) 答：非搶占式調(diào)度算法（輪轉(zhuǎn)調(diào)度、優(yōu)先調(diào)度）；搶占式調(diào)度算法（基于時(shí)鐘中斷

19、、立即搶占）。相應(yīng)時(shí)間：輪轉(zhuǎn)>優(yōu)先>時(shí)鐘中斷>立即。 問(wèn)：兩類(lèi)系統(tǒng)資源 答：可搶占資源：該資源被進(jìn)程獲得后，還可以被其他進(jìn)程或系統(tǒng)搶占；不可搶占資源：該資源一旦被分配給進(jìn)程就不能強(qiáng)行收回，只能等進(jìn)程用完后自行釋放。（另兩種資源：可重用性資源；可消耗性資源：又稱(chēng)臨時(shí)性資源，由進(jìn)程在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建和消耗）問(wèn)：死鎖的定義 答：如果一組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程都在等待僅由該組進(jìn)程中的其它進(jìn)程才能引發(fā)的事件，那么該組進(jìn)程是死鎖的。（死鎖起因：多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的爭(zhēng)奪，進(jìn)程所等待的資源被雙方占用，雙方都在等待對(duì)方釋放自己所需的資源，卻無(wú)法釋放出自己占有的資源，一直處于僵持狀態(tài)形成死鎖。 ）問(wèn)：

20、產(chǎn)生死鎖的必要條件（必須同時(shí)具備四個(gè)）：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不可搶占條件、循環(huán)等待條件 問(wèn)：處理死鎖的方法（防范程度逐漸減弱）: 答：預(yù)防死鎖（破壞死鎖必要條件）、避免死鎖（資源分配時(shí)采取某方法）、檢測(cè)死鎖、解除死鎖問(wèn)：預(yù)防死鎖時(shí)破壞“請(qǐng)求和保持”條件的兩種協(xié)議 答：進(jìn)程運(yùn)行前一次性申請(qǐng)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程所需的全部資源；運(yùn)行前只獲得運(yùn)行初期所需的資源便開(kāi)始運(yùn)行，使用并釋放這些資源后在請(qǐng)求新的所需資源。 第四章 存儲(chǔ)器管理問(wèn)：程序運(yùn)行前的步驟： 答：編譯、鏈接、裝入（將源程序編譯成若干模塊，將模塊及所需庫(kù)函數(shù)鏈接成完整的裝入模塊，將裝入模塊裝入內(nèi)存） 問(wèn)：程序的裝入方式 答：絕對(duì)裝入：將模塊裝入

21、內(nèi)存實(shí)現(xiàn)指定的絕對(duì)地址；可重定位裝入：裝入后邏輯地址與物理地址不相同，把在裝入時(shí)對(duì)目標(biāo)程序中指令和數(shù)據(jù)地址的修改過(guò)程稱(chēng)為重定位；動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)的裝入：將模塊裝入內(nèi)存后不立即將模塊邏輯地址轉(zhuǎn)為物理地址，在程序真正執(zhí)行時(shí)才轉(zhuǎn)換。問(wèn)：程序的鏈接 答：靜態(tài)鏈接：在程序運(yùn)行搶將模塊和庫(kù)函數(shù)鏈接成完整裝配模塊并不再拆開(kāi)；裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：邊裝入邊鏈接；運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接。 問(wèn)：內(nèi)存空間連續(xù)分配方式 答：?jiǎn)我贿B續(xù)分配；固定分區(qū)分配；動(dòng)態(tài)分區(qū)分配：又稱(chēng)可變分區(qū)分配，根據(jù)進(jìn)程實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)分配內(nèi)存空間；動(dòng)態(tài)可重定位分區(qū)分配 問(wèn)：基于順序搜索的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法 答：將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)鏈接成一個(gè)鏈。首次適應(yīng)算法（FF）：從鏈?zhǔn)?/p>

22、開(kāi)始順序查找，直到找到大小滿(mǎn)足要求的分區(qū)，按照作業(yè)大小分割該分區(qū)。缺點(diǎn)：留下了很多碎片。循環(huán)首次適應(yīng)算法（NF）：從上次找到的空閑分區(qū)的下一個(gè)空閑分區(qū)開(kāi)始查找，采用循環(huán)查找方式。最佳適應(yīng)算法（BF）：總是挑選每組要求、又是最小的空閑分區(qū)，缺點(diǎn)同樣是留下碎片。最壞適應(yīng)算法（WF）：總是挑選最大的空閑區(qū)，缺點(diǎn)是導(dǎo)致存儲(chǔ)器缺乏大的空閑分區(qū)。問(wèn)：緊湊 答：把原來(lái)多個(gè)分散的小分區(qū)拼接成一個(gè)大分區(qū)的方法稱(chēng)為“拼接”或“緊湊”。每次緊湊后都必須對(duì)移動(dòng)了的程序或數(shù)據(jù)進(jìn)行重定位（緊湊后物理地址變化） 問(wèn)：動(dòng)態(tài)重定位 答：使用動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入的方式，在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)重定位寄存器，用來(lái)存放程序在內(nèi)存中的起始地址，執(zhí)行

23、時(shí)真正訪問(wèn)的地址是相對(duì)地址加上重定位寄存器中的地址，緊湊后不需修改程序，秩序用程序新地址置換原來(lái)的起始地址，不影響系統(tǒng)效率。 問(wèn)：動(dòng)態(tài)重定位分區(qū)分配算法與動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法的區(qū)別 答： 前者增加了緊湊功能。問(wèn)：對(duì)換 答：把內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程或者暫時(shí)不用的程序/數(shù)據(jù)換出到外存上以騰出內(nèi)存空間，再把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需要的程序/數(shù)據(jù)換入內(nèi)存。 對(duì)換能改善內(nèi)存利用率，直接提高處理機(jī)的利用率和系統(tǒng)吞吐量。問(wèn)：對(duì)換的類(lèi)型 答：整體對(duì)換：以整個(gè)進(jìn)程為單位，例如處理機(jī)中級(jí)調(diào)度；頁(yè)面（分段）對(duì)換：以進(jìn)程的一個(gè)“頁(yè)面”或“分段 ”為單位。問(wèn)：三種離散分配方式 答：分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式：將用戶(hù)程序的地址

24、分為若干個(gè)固定大小的區(qū)域（即頁(yè)/頁(yè)面），并將內(nèi)存空間分為若干個(gè)物理塊或頁(yè)框，頁(yè)和塊的大小相同，可將用戶(hù)程序的任一頁(yè)放入任一物理塊中實(shí)現(xiàn)離散分配；分段存儲(chǔ)管理方式；段頁(yè)式存儲(chǔ)里方式。 問(wèn)：分頁(yè)地址結(jié)構(gòu) 答：左部分是頁(yè)號(hào)P，右部分是位（偏）移量，即頁(yè)內(nèi)地址d。若給定邏輯地址A、頁(yè)面大小L，可求：P=A/L（整除）,d=A%L 分頁(yè)存儲(chǔ)管理的地址變換機(jī)構(gòu) 答：借助頁(yè)表，將用戶(hù)地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中的物理地址。由于頁(yè)內(nèi)地址和物理地址是一一對(duì)應(yīng)的，故地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)際上只是將邏輯地址中的頁(yè)號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號(hào)。頁(yè)表功能由一組專(zhuān)門(mén)的寄存器實(shí)現(xiàn)。 變換過(guò)程：將有效地址（相對(duì)地址）分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)

25、內(nèi)地址兩部分比較頁(yè)號(hào)和頁(yè)表長(zhǎng)度再以頁(yè)號(hào)為索引去檢索頁(yè)表將頁(yè)表始址與頁(yè)號(hào)和頁(yè)表項(xiàng)長(zhǎng)度的乘積相加，得到該表在頁(yè)表中的位置，從中得到該頁(yè)的物理塊號(hào)將有效地址寄存器中的頁(yè)內(nèi)地址送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。問(wèn)：內(nèi)存的有效訪問(wèn)時(shí)間 答：從進(jìn)程發(fā)出請(qǐng)求到取出數(shù)據(jù)所花費(fèi)的總時(shí)間。 問(wèn)：引入分段存儲(chǔ)管理方式的目的 答：程序通常都可分為若干個(gè)段，每個(gè)段大多是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的邏輯單位；實(shí)現(xiàn)和滿(mǎn)足信息共享、信息保護(hù)、動(dòng)態(tài)鏈接及信息的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)等需要。 分段存儲(chǔ)管理的地址變換機(jī)構(gòu) 答：在系統(tǒng)中設(shè)置段表寄存器，用于存放段表始址和段表長(zhǎng)度TL，變換過(guò)程：比較段號(hào)和段表長(zhǎng)度讀出該段的內(nèi)存始址比較段內(nèi)地址和段長(zhǎng)段內(nèi)地址加基

26、址為物理地址問(wèn)：分頁(yè)和分段 答：共同點(diǎn)：采用離散分配方式；通過(guò)地址映射機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)地址變換；區(qū)別：頁(yè)是信息的物理單位，段是信息的邏輯單位；頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)決定，段長(zhǎng)度不固定且由用戶(hù)編寫(xiě)的程序決定；分頁(yè)的用戶(hù)程序地址空間是一維的，分段是二維的。 第五章 虛擬存儲(chǔ)器問(wèn)：常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式的特征 答：一次性：將作業(yè)一次性全部裝入內(nèi)存后才能開(kāi)始運(yùn)行；駐留性：作業(yè)被裝入內(nèi)存后整個(gè)作業(yè)都一直留在內(nèi)存中直至作業(yè)運(yùn)行結(jié)束。 問(wèn)：程序運(yùn)行時(shí)的局限性 答： 時(shí)間局限性：重復(fù)執(zhí)行某指令或重復(fù)訪問(wèn)某數(shù)據(jù)；空間局限性：程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問(wèn)的地址可能集中在一定范圍之內(nèi)。問(wèn)：虛擬存儲(chǔ)器 答：一種具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能

27、，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。 特征 答：多次性：作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)允許被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行；對(duì)換性：允許在作業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行換進(jìn)、換出；虛擬性：從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶(hù)所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。多次性和對(duì)換性是虛擬性的前提條件。問(wèn)：缺頁(yè)中斷 答：在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，當(dāng)所要訪問(wèn)的頁(yè)面不在內(nèi)存時(shí)便產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。缺頁(yè)中斷是一種特殊的中斷，與一般中斷的區(qū)別在于：缺頁(yè)中斷在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號(hào)，而通常CPU都是在一條指令執(zhí)行完后才檢查是否有中斷的；一條指令在執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次缺頁(yè)中斷。 問(wèn)：缺頁(yè)率 答：進(jìn)程訪問(wèn)頁(yè)面失敗（即頁(yè)面不在內(nèi)存中）的次數(shù)F÷總

28、的頁(yè)面訪問(wèn)次數(shù)A。 問(wèn)：影響缺頁(yè)率的因素 答：頁(yè)面大?。?yè)面越大，缺頁(yè)率越低）；進(jìn)程所分配的物理塊的數(shù)目（物理塊越多，缺頁(yè)率越低）；頁(yè)面置換算法的優(yōu)劣；程序固有特性（如編制方法） 問(wèn)：頁(yè)面置換算法 答：最佳置換算法：淘汰掉以后永不使用的或未來(lái)最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不再被訪問(wèn)的頁(yè)面，是一種理想化算法，可作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)其他算法的優(yōu)劣；先進(jìn)先出算法：淘汰最先進(jìn)入內(nèi)存，也就是在內(nèi)存中駐留時(shí)間最久的頁(yè)面，是最早出現(xiàn)的置換算法；最近最久未使用置換算法（LRU）：淘汰最近最久沒(méi)使用的頁(yè)面，需要有寄存器或棧的支持；最少使用置換算法（LFU）：淘汰最近最少使用的頁(yè)面；Clock置換算法：a、簡(jiǎn)單版（淘汰掉沒(méi)有使用過(guò)的頁(yè)面）

29、；b、改進(jìn)版（即考慮頁(yè)面使用情況又考慮置換代價(jià)）問(wèn)：“抖動(dòng)” 答：指處理機(jī)的利用率急劇下降并趨于0的情況。根本原因：同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程太多，導(dǎo)致分配給每一個(gè)進(jìn)程的物理塊太少，不能滿(mǎn)足進(jìn)程正常運(yùn)行的基本要求，造成每個(gè)進(jìn)程的大部分時(shí)間都用于頁(yè)面的換進(jìn)/換出。第六章 輸入輸出系統(tǒng)問(wèn)：I/O設(shè)備的四種控制方式 答：采用輪詢(xún)的可編程I/O方式；采用中斷的可編程I/O方式；直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式（DMA）；I/O通道方式。 問(wèn)：I/O軟件四個(gè)層次 答：用戶(hù)層I/O軟件、設(shè)備獨(dú)立性軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、中斷處理程序。 問(wèn)：I/O系統(tǒng)三個(gè)層次 答：設(shè)備獨(dú)立性軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、中斷處理程序。 問(wèn)：I/O設(shè)備類(lèi)型 答：按使用特性分類(lèi)可分為存儲(chǔ)設(shè)備和I/O設(shè)備；按傳輸速率分類(lèi)可分為低速、中速、高速設(shè)備。 問(wèn)：I/O通道的定義 答：I/O通道是一種特殊的處理機(jī)，具有執(zhí)行I/O指令的能力，并通過(guò)執(zhí)行通道程序來(lái)控制I/O操作 通道類(lèi)型 答：字節(jié)多路通道（含有多個(gè)非分配型子通道，一個(gè)子通道連接一臺(tái)I/O設(shè)備）；數(shù)組選擇通道（含有一個(gè)分配型子通道，每次只允許一個(gè)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)）；數(shù)組多路通道 “瓶頸” 答：通道價(jià)格昂貴，使得機(jī)器中的通道數(shù)量較少，造成整個(gè)系統(tǒng)吞吐量下降。解決方法：增加設(shè)備到主機(jī)間的通路。問(wèn)：對(duì)I/O設(shè)備的控制方式 答：使用輪詢(xún)的可編程I