計算機操作系統(tǒng)第三版復(fù)習(xí)資料 (1)

1、1，OS：操作系統(tǒng)，是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件的首次擴展。2：OS的作用可表現(xiàn)在哪幾方面？（1）：OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口（2）：OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者（3）：OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象(擴展機)3：OS有幾大特征？其最基本的特征是？四大特征：并發(fā)，共享，虛擬，異步 最基本為并發(fā)性，是其他的基礎(chǔ)。臨界資源：在同一時刻，只能有一個進程對其訪問的資源。臨界區(qū)：在每個進程中，訪問臨界資源的一段代碼。 進程 ：一個具有一定獨立功能的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次動態(tài)執(zhí)行過程。線程 ：減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時間和空間開銷。PCB ：記錄用于描述進程情況及控制進程

2、運行的全部信息。4.PCB的主要內(nèi)容，PCB是如何組織的？內(nèi)容：（1）：進程描述信息（2）：處理機狀態(tài)信息（3）：進程調(diào)度信息（4）：進程控制信息鏈表：同一狀態(tài)的進程其PCB成一鏈表，多個狀態(tài)對應(yīng)多個不同的鏈表。索引：同一狀態(tài)的進程歸入一個index表（由index指向PCB），多個狀態(tài)對應(yīng)多個不同的index表5.進程與程序的區(qū)別1)   進程是動態(tài)的，程序是靜態(tài)的：程序是有序代碼的集合；進程是程序的執(zhí)行。2)   進程是暫時的，程序是永久的：進程是一個狀態(tài)變化的過程，程序可長久保存。3)   進程與程序的組成不

3、同：進程的組成包括程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊（即進程狀態(tài)信息）。4)   進程與程序的對應(yīng)關(guān)系：通過多次執(zhí)行，一個程序可對應(yīng)多個進程；通過調(diào)用關(guān)系，一個進程可包括多個程序。6。進程與線程的區(qū)別(1)  地址空間和其他資源（如打開文件）：進程間相互獨立，同一進程的各線程間共享某進程內(nèi)的線程在其他進程不可見 (2)  通信：進程間通信IPC，線程間可以直接讀寫進程數(shù)據(jù)段（如全局變量）來進行通信需要進程同步和互斥手段的輔助，以保證數(shù)據(jù)的一致性 (3)   調(diào)度和切換：線程上下文切換比進程上下文切換要快得多

4、。7.為什么引入進程概念？在多道程序環(huán)境下，程序的執(zhí)行屬于并發(fā)性，此時他們將失去封閉性，并具有間斷性和不可再現(xiàn)性的特性。這決定了通常的程序是不能并發(fā)執(zhí)行的，則程序結(jié)果不可再現(xiàn)。為使程序能并發(fā)執(zhí)行，且為了對其進行控制，則引入了進程。8：試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因？（1） 處于就緒態(tài)的進程，在調(diào)度程序位置分配處理機后。其即從就緒態(tài)轉(zhuǎn)為執(zhí)行態(tài)。（2） 對執(zhí)行的進程，如果系統(tǒng)分配給它的時間片用完，而被暫停執(zhí)行時，其由執(zhí)行態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。（3） 如果因發(fā)生某事件而使進程的執(zhí)行受阻，使其無法繼續(xù)執(zhí)行，該進程有執(zhí)行太轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麘B(tài)典型原因有：I/O請求、申請緩沖空間9：同步機構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準則

5、？為什么？（1） 空閑讓進；當無進程處于臨界區(qū)時，表明臨界資源處于空閑階段，應(yīng)允許一個請求進入臨界區(qū)。（2） 忙則等待；當已經(jīng)有進程進入臨界區(qū)時表明臨界資源正在被訪問，則應(yīng)該讓其他的請求等待。（3） 有限等待；對要求訪問臨界區(qū)的進程，應(yīng)保證其在有限時間內(nèi)進入臨界區(qū)，以免死等。（4） 讓權(quán)等待；當進程不能進入自己的臨界區(qū)時，應(yīng)釋放處理機，以免忙等。10：為什么要在OS中引入線程？引入線程是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時間和空間開銷，使OS有更好的并發(fā)性。高級調(diào)度：又稱作業(yè)調(diào)度、宏觀調(diào)度，從用戶工作流程的角度，一次提交的若干個流程，其中每個程序按照進程調(diào)度。時間上通常是分鐘、小時或天。低級調(diào)度

6、：進程換線程，微觀調(diào)度，從CPU資源的角度，執(zhí)行的單位。時間上通常是毫秒。因為執(zhí)行頻繁，要求在實現(xiàn)時達到高效率。中級調(diào)度：內(nèi)外存交換，從存儲器資源的角度，將進程的部分或全部換出到外存上，將當前所需部分換入到內(nèi)存。為什么引入中級調(diào)度？為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量，其實現(xiàn)的就是存儲系統(tǒng)中的對換功能。6：在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是？（1） 優(yōu)先權(quán)原則；通常是對一些重要的或緊急的作業(yè)賦予較高優(yōu)先權(quán)。（2） 短作業(yè)優(yōu)先；當新的作業(yè)比正在執(zhí)行的作業(yè)所需的時間少時，則應(yīng)該優(yōu)先執(zhí)行。（3） 時間片原則；各進程按照時間片輪流運行，當系統(tǒng)給的時間片用完，則進程應(yīng)停止執(zhí)行重新等待調(diào)度。18：何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖

7、的原因和必要條件是什么？指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當進程處于這種狀態(tài)時，如果沒有外力作用，它們將無法進行下去。原因： 競爭資源；進程間推進順序非法。必要條件： 互斥條件；請求和保持條件；不剝奪條件；環(huán)路等待條件。19：預(yù)防死鎖的途徑？（1）擯棄請求和保持條件；（2）擯棄不剝奪條件；（3）擯棄環(huán)路等待條件。動態(tài)重定位：在可執(zhí)行文件中記錄虛擬內(nèi)存地址，裝入和執(zhí)行時通過硬件地址變換機構(gòu)，完成虛擬地址到實際內(nèi)存地址的變換。交換： 一個進程可以從內(nèi)存臨時交換到后備存儲器（外存）上存放，其后需要執(zhí)行時再將其調(diào)入內(nèi)存中。 可重入代碼：又稱純代碼，是一種允許多個進程同時訪問的代碼。進程

8、不能多起修改。20.可以采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？（1） 絕對裝入：在可執(zhí)行文件中記錄內(nèi)存地址，裝入時直接定位在上述內(nèi)存地址。（2） 可重定位裝入：可執(zhí)行文件中，列出各個需要重定位的地址單元和相對地址值，裝入時再根據(jù)所定位的內(nèi)存地址去修改每個重定位地址項，添加相應(yīng)偏移量。（3） 動態(tài)運行期裝入（動態(tài)重地位）：在可執(zhí)行文件中記錄虛擬內(nèi)存地址，裝入和執(zhí)行時通過硬件地址變換機構(gòu)，完成虛擬地址到實際內(nèi)存地址的變換。21.簡述在具有快表的請求分頁系統(tǒng)中，將邏輯地址變換為物理地址的過程。如右上圖：22.何謂靜態(tài)鏈接？何謂裝入時動態(tài)鏈接和運行時動態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接 在程序執(zhí)行前，先將各目標模塊及他們所需的

9、庫函數(shù)，鏈接成一個完整的裝配模塊，以后不再拆開。裝入時動態(tài)鏈接：指用戶源程序編譯后所得的目標模塊，在裝入內(nèi)存時，采用邊裝入邊鏈接的方式。運行時動態(tài)鏈接：指對某目標模塊的鏈接，是在程序執(zhí)行中需要該程序塊時才對其進行鏈接。23.為實現(xiàn)分頁存儲管理，需要哪些硬件支持？（1）頁表機制，在請求分頁系統(tǒng)中所需要的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是頁表。 （3）地址變換機制。（2）缺頁中斷機制，當所訪問的頁不再內(nèi)存中時，便產(chǎn)生一次缺頁中斷，請求系統(tǒng)將所缺的頁調(diào)入內(nèi)存。24.分頁和分段存儲管理有何區(qū)別？（1） 頁是信息的物理單位，分頁是為了實現(xiàn)離散分配方式，提高內(nèi)存利用率；段則是信息的邏輯單位，含有一組其意義相對完整的信息。（

10、2） 頁的大小固定，系統(tǒng)把頁劃分為頁號和頁內(nèi)地址，同一系統(tǒng)頁大小一致；段長度不定，由用戶的程序決定。（3） 分頁的作業(yè)地址空間是一維的；分段的作業(yè)空間是二維的。25：虛擬存儲器有哪些特征？其本質(zhì)的特征是？多次性、對換性、虛擬性（本質(zhì)特征）。26：實現(xiàn)虛擬存儲器需要哪幾個關(guān)鍵技術(shù)？請求分頁系統(tǒng)（請求分頁的頁表、缺頁中斷、地址變換）請求分段系統(tǒng)（請求分段的段表、缺段中斷、地址變換） 27：在請求分頁中，頁表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項？每項的作用是？從左至右：頁號、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A、修改位M、外存地址。狀態(tài)位P：指示該頁是否已經(jīng)調(diào)入內(nèi)存。訪問字段A：記錄該頁在一定時間中訪問的次數(shù)。修改位M：顯示

11、該頁在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改。外存地址：指出該頁的物理塊號。28：在請求分頁中，通常采用哪幾種頁面分配方式？為什么？1.固定分配局部置換2.可變分配全局置換3.可變分配局部置換29：說明請求分頁系統(tǒng)中的缺頁中斷處理過程。訪問快表（無）、訪問頁表（無）、在內(nèi)存中（無）、缺頁中斷、保護現(xiàn)場、外存中找到缺頁、內(nèi)存滿（選出一頁換出）否則OS命令CPU從外存讀缺頁、啟動I/O硬件、將該頁換入內(nèi)存、修改頁表、返回。磁盤高速緩存：指利用內(nèi)存中的存儲空間來暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息。虛擬設(shè)備：通過SPOOLing技術(shù)把原獨占設(shè)備改造成能為若干用戶共享的設(shè)備，以提高設(shè)備的利用率。SPOOLing：利用假

12、脫機技術(shù)，也稱為虛擬設(shè)備技術(shù)，可把獨享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備，從而提高設(shè)備利用率。30.為何引入虛擬設(shè)備？通過利用SPOOLing技術(shù)可把獨享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備，從而提高設(shè)備利用率。31.簡述OS中設(shè)備管理模塊的層次結(jié)構(gòu)，及各層的功能。1） 用戶層軟件；實現(xiàn)與用戶交互的接口，用戶可直接調(diào)用在用戶層提供的、與I/O操作有關(guān)的庫函數(shù)。2） 設(shè)備獨立性軟件；負責(zé)實現(xiàn)與設(shè)備驅(qū)動器的統(tǒng)一接口、設(shè)備命名、設(shè)備保護及設(shè)備的分配與釋放。3） 設(shè)備驅(qū)動程序；負責(zé)具體實現(xiàn)系統(tǒng)對設(shè)備發(fā)出的操作命令，驅(qū)動I/O設(shè)備工作的驅(qū)動程序。4） 中斷處理程序：用于保護被中斷進程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中

13、斷程序處理后，在恢復(fù)被中斷進程的現(xiàn)場返回到被中斷進程。32：為何要引入設(shè)備獨立性？如何實現(xiàn)設(shè)備的獨立性？為了提高OS的可適應(yīng)性和可擴展性，便引入了；引入后的好處有提高了設(shè)備分時的靈活性，易于實現(xiàn)I/O的重定向。如何實現(xiàn)？驅(qū)動程序是一個與硬件緊密相關(guān)的軟件，為了實現(xiàn)設(shè)備獨立性，必須要再在驅(qū)動程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨立性軟件。33：試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成？（1）：輸入井和輸出井；是在磁盤上開辟的兩大存儲空間，輸入井是模擬脫機輸入時的磁盤設(shè)備，用于暫存I/O設(shè)備輸入數(shù)據(jù)，輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤，用于暫存輸出數(shù)據(jù)。（2）：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)；為緩和CPU和磁盤撿得速度差異，在內(nèi)存中開

14、辟的兩緩沖區(qū)，輸入緩沖區(qū)用于暫存輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)，輸出緩沖區(qū)用于暫存輸出井送來的數(shù)據(jù)。（3）：輸入進程SPi 和輸出進程SPo；進程SPi模擬脫機輸入時的外圍控制機將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機通過輸入緩沖區(qū)在送到輸入井，當CPU需要數(shù)據(jù)時再從輸入井讀入內(nèi)存，SPo亦類似。文件目錄：是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于標志系統(tǒng)中文件及其物理地址，供檢索時使用。索引結(jié)點：采用文件名于文件描述信息分開的辦法，亦即，使文件描述信息單獨成為一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為索引結(jié)點。FCB： 文件控制塊，為文件設(shè)置用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常含有三方面信息，即基本信息、存取控制信息、使用信息。34.簡要說明實現(xiàn)文件共享的

15、兩種方法（1）：基于索引結(jié)點的共享方式（硬鏈接）；在樹型結(jié)構(gòu)的目錄中，當有多個用戶要共享一個子目錄貨文件時，必須將共享文件或目錄鏈接到多個用戶的目錄中，才能方便地找到該文件。（2）：利用符號連實現(xiàn)文件共享（軟鏈接）；例如為使B能共享C的一個文件F，可以由系統(tǒng)創(chuàng)建一個LINK類型的新文件，也取名為F，并將F寫入B的目錄中，以實現(xiàn)B的目錄與文件F的鏈接。35.OS中對空閑盤塊的管理方法。（1）：空閑表法；其屬于連續(xù)分配的方式，為每個文件分配一塊連續(xù)的存儲空間，即系統(tǒng)也為外存上所有空閑區(qū)建立一張空閑表，每個空閑區(qū)對應(yīng)一個空閑表，其中包括表項序號、該空閑區(qū)的第一個盤塊號、該區(qū)的空閑塊數(shù)。（2）：空閑鏈

16、表法；將所有的空閑盤區(qū)拉成一條空閑鏈。可分為空閑盤塊鏈（盤塊為單位）、空閑盤區(qū)鏈（盤區(qū)為單位）。36.OS在磁盤上為文件分配空間的方法有哪些？簡述各種方法的技術(shù)要點。（1）： 連續(xù)分配；要求每個文件分配一組相鄰的盤塊，一組盤塊的地址定義了磁盤上的一段線性地址，這樣所形成的文件結(jié)構(gòu)稱為順序文件結(jié)構(gòu)。（2）： 鏈接分配；不要求把整個文件分配到一塊連續(xù)的空間，而可以將文件離散的裝到多個盤中鏈接分配時，可通過在每個盤塊上的指針鏈接。分為隱式鏈接、顯示鏈接。（3）： FAT和NTFS技術(shù)；以盤塊或簇為基本分配單位（4）： 索引分配；此法為每一個文件分配一塊索引表，再把分配給文件的所有盤塊號都記錄在該索引

17、塊中，因而該索引塊就是一個含有許多盤塊號的數(shù)組。分為單級索引分配、多級索引分配、混合索引分配。37：文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說明其每層所包含的基本內(nèi)容？1） 文件系統(tǒng)接口；分為命令接口（用戶和文件系統(tǒng)交互的接口）、程序接口（用戶程序與文件系統(tǒng)的接口）。2） 對對象操縱和管理的軟件集合；文件管理系統(tǒng)的核心，包括對文件存儲空間的管理、對文件目錄的管理、用于將文件的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的機制、對文件讀寫的管理、對文件的共享和保護。3） 對象及屬性；對象有文件、目錄、磁盤存儲空間等。四 名詞解釋： 1.原語：它是由若干條機器指令所構(gòu)成，用以完成特定功能的一段程序，為保證其操作的 正確性，它應(yīng)當是

18、原子操作，即原語是一個不可分割的操作。2.設(shè)備獨立性：指用戶設(shè)備獨立于所使用的具體物理設(shè)備。即在用戶程序中要執(zhí)行I/O操作時，只需用邏輯設(shè)備名提出I/O請求，而不必局限于某特定的物理設(shè)備。3.文件的邏輯結(jié)構(gòu)：又稱為文件邏輯組織，是指從用戶觀點看到的文件組織形式。它可分為兩類：記錄式文件結(jié)構(gòu)，由若干相關(guān)的記錄構(gòu)成；流式文件結(jié)構(gòu)，由字符流構(gòu)成。4.樹形結(jié)構(gòu)目錄：利用樹形結(jié)構(gòu)的形式，描述各目錄之間的關(guān)系。上級目錄與相鄰下級目錄的關(guān)系是1對n。樹形結(jié)構(gòu)目錄能夠較好地滿足用戶和系統(tǒng)的要求。5.操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理地組織計算機的工作流程，以及方便用戶的程序的集合。其主要

19、功能是實現(xiàn)處理機管理、內(nèi)存管理、I/O設(shè)備管理、文件管理和用戶接口。6.位示圖：它是利用一個向量來描述自由塊使用情況的一張表。表中的每個元素表示一個盤塊的使用情況，0表示該塊為空閑塊，1表示已分配。7.置換策略：虛擬式存儲管理中的一種策略。用于確定應(yīng)選擇內(nèi)存中的哪一頁(段) 換出到磁盤對換區(qū)，以便騰出內(nèi)存。通常采用的置換算法都是基于把那些在最近的將來，最少可能被訪問的頁(段)從內(nèi)存換出到盤上。8.用戶接口：操作系統(tǒng)提供給用戶和編程人員的界面和接口。包括程序接口、命令行方式和圖形用戶界面。9. 死鎖：指多個進程因競爭資源二造成的一種僵局，若無外力的作用，這些進程將永遠不能再向前推進。10.文件系

20、統(tǒng):OS中負責(zé)管理和存取文件信息的軟件機構(gòu)。負責(zé)文件的建立，撤消，存入，續(xù)寫，修改和復(fù)制，還負責(zé)完成對文件的按名存取和進行存取控制。11.進程:進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的一個獨立的基本單位。12.wait(s)原語wait(s) ：BeginLock out interrupts;s = s 1;If s < 0 thenBeginStatus(q) = blocked;Insert(WL, q);Unlock interrupts; Scheduler;EndElseunlock interrupts;End13.鏈接文件邏輯文件中的不同記錄可以存

21、儲在離散的磁盤塊中。每個盤塊中都設(shè)置了一個指向下一個盤塊的鏈接指針，用這些指針可將一個文件中的所有盤塊拉成一條鏈，而在文件控制塊中的“文件地址指針”便指向存放該文件的第一個盤塊的編號。14.快表 采用聯(lián)想存儲器加快查表速度 ,在地址變換機構(gòu)中，加入一個高速，小容量、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲器，構(gòu)成快表,存放正運行的作業(yè)的當前頁號和塊號。 在快表中找到，直接進行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號和塊號放入聯(lián)想存儲器的空閑單元中，如沒有，淘汰最先裝入的頁號。 15虛擬存儲器 指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。從用戶觀點看，虛擬存儲器具

22、有比實際內(nèi)存大得多的容量。這既方便了用戶，又提高了內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。 16文件目錄為了項用戶提供對文件的存取控制及保護功能，而按一定規(guī)則對系統(tǒng)中的文件名，(亦可包含文件屬性)進行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。17I/O控制：我們把從用戶進程的輸入/輸出請求開始，給用戶進程分配設(shè)備和啟動有關(guān)設(shè)備 進行I /O操作，以及在I /O 操作完成之后響應(yīng)中斷，進行善后處理為止的整個系統(tǒng)控制過程稱為I /O 控制。18. 緩沖池： 這是具有多個緩沖區(qū)的公用緩沖器，其中的各個緩沖區(qū)可供多個進程或設(shè)備共享。為便于管理，通常把緩沖池中的緩沖區(qū)，按其性質(zhì)的不同而構(gòu)成若干個鏈表或隊列，如空緩沖隊列

23、，輸入緩沖隊列等。19. SPOOLING： 即同時聯(lián)機外圍操作，又稱脫機操作。在多道程序環(huán)境下，可利用多道程序中的一道程序，來模擬脫機的輸入輸出功能。即在聯(lián)機條件下，將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到磁盤，或從磁盤傳送到輸出設(shè)備。20.邏輯地址與物理地址:在具有地址變換機構(gòu)的計算機中，允許程序中編排的地址和信息實際存放在內(nèi)存中的地址有所不同。邏輯地址是指用戶程序經(jīng)編譯后，每個目標模塊以0為基地址進行的順序編址。邏輯地址又稱相對地址。物理地址是指內(nèi)存中各物理存儲單元的地址從統(tǒng)一的基地址進行的順序編址。物理地址又稱絕對地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實際存儲地址。21虛擬存儲器:答：虛擬存儲器是一種存儲管理技術(shù)，用

24、以完成用小的內(nèi)存實現(xiàn)在大的虛空間中程序的運行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器。但是虛擬存儲器的容量并不是無限的，它由計算機的地址結(jié)構(gòu)長度所確定，另外虛存容量的擴大是以犧牲CPU工作時間以及內(nèi)、外存交換時間為代價的。22.PCB: 進程控制塊是用來描述進程的當前狀態(tài)，本身特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進程中組成的最關(guān)鍵部分，其中含有描述進程信息和控制信息，是進程的集中特性反映，是操作系統(tǒng)對進程具體進行識別和控制的依據(jù)。23.聯(lián)想存儲器:不按地址而按給定內(nèi)容的特征進行存取的存儲器！24.設(shè)備獨立性:為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴展性，操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當作成文件來看待，只要安裝它們的驅(qū)動程

25、序，任何用戶都可以象使用文件一樣，操縱、使用這些設(shè)備，而不必知道它們的具體存在形式。25.系統(tǒng)調(diào)用:操作系統(tǒng)的主要功能是為應(yīng)用程序的運行創(chuàng)建良好的環(huán)境，為了達到這個目的，內(nèi)核提供一系列具備預(yù)定功能的多內(nèi)核函數(shù)，通過一組稱為系統(tǒng)調(diào)用的（system call)的接口呈現(xiàn)給用戶26.設(shè)備驅(qū)動程序: 是一個允許高級(High level)計算機軟件（computer software）與硬件（hardware）交互的程序，這種程序建立了一個硬件與硬件，或硬件與軟件溝通的界面，經(jīng)由主板上的總線（bus）或其它溝通子系統(tǒng)（subsystem）與硬件形成連接的機制，這樣的機制使得硬件設(shè)備（device）上

26、的數(shù)據(jù)交換成為可能。五 問答題 1在單處理機環(huán)境下，進程間有哪幾種通信方式，是如何實現(xiàn)的？1. 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個或幾個作業(yè)，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執(zhí)行完后，回收資源。進程調(diào)度：從就緒進程隊列中根據(jù)某個策略選取一個進程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進程交換到外存交換區(qū)中。2.設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種？分別簡述如何實現(xiàn)的。2. 程序直接控制：由用戶進程來直接控制內(nèi)存或CPU和外設(shè)間的信息傳送。中斷方式：進程通過CPU發(fā)出指令啟動外設(shè)，該進程阻塞。當輸入完成時，I/O控制器通過中斷請求線

27、向CPU發(fā)出中斷信號，CPU進行中斷處理。DMA方式：在外設(shè)和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。通道控制方式：CPU發(fā)出啟動指令，指出通道相應(yīng)的操作和I/O 設(shè)備，該指令就可啟動通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。3.簡述進程的幾種狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因，以及相關(guān)的操作原語。3. 進程的基本狀態(tài)有：新、就緒，阻塞，執(zhí)行、掛起和終止六種。新到就緒：交換，創(chuàng)建原語 就緒到執(zhí)行：進程調(diào)度 執(zhí)行到阻塞：I/O請求，阻塞原語阻塞到就緒：I/O完成，喚醒原語執(zhí)行到就緒：時間片完阻塞到掛起：掛起原語掛起到就緒：喚醒原語 執(zhí)行到終止：進程執(zhí)行完畢4.什么是段式存儲管理？它從邏輯地址到物理地址是怎

28、么變換的？4.把程序按內(nèi)容或構(gòu)成關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個用戶作業(yè)或進程包含的段對應(yīng)于一個二維虛擬儲存器。以段為單位分配內(nèi)存，然后通過地址映射機構(gòu)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。只將那些經(jīng)常訪問的段駐留內(nèi)存，其他的段放在外存，待需要時自動調(diào)入。地址變換過程：由虛地址中的段號為索引，查段表。找出該段在內(nèi)存的起始地址，并將其和段內(nèi)地址相加，從而得到物理地址。5.什么是請求頁式管理？能滿足用戶哪些需要？答：請求頁式管理的基本原理是將邏輯地址空間分成大小相同的頁，將存儲地址空間分塊，頁和塊的大小相等，通過頁表進行管理。頁式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁號和頁內(nèi)位移量。頁表包括頁號和塊號數(shù)據(jù)項，它們一一對應(yīng)。根

29、據(jù)邏輯空間的頁號，查找頁表對應(yīng)項找到對應(yīng)的塊號，塊號乘以塊長，加上位移量就形成存儲空間的物理地址。每個作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。此外，頁表中還包括特征位（指示該頁面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過）等。頁式存儲管理在動態(tài)地址轉(zhuǎn)換過程中需要確定某一頁是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實地址，如果該頁未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁中斷，以裝入所需的頁。頁式存儲管理將不常用的頁面調(diào)出內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率高；虛擬的容量大，用戶不必擔心內(nèi)存不夠；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效地解決了“碎片”問題。6在段頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，不同進程之間

30、是如何實現(xiàn)程序共享的？6.在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)段表，用戶段表指向系統(tǒng)段表，系統(tǒng)段表內(nèi)有當前共享的用戶數(shù)。當用戶進程調(diào)入一個程序段之前，先查找系統(tǒng)段表，如果所需段存在，則將共享用戶數(shù)加一，在將此段登記在用戶進程段表中。當進程退出時，共享計數(shù)減一，最后一個用戶刪除共享代碼段。7.試比較內(nèi)存管理和外存管理的異同點.答：主要任務(wù)：內(nèi)存管理的主要任務(wù)是為多道程序的運行，提供良好的環(huán)境；而外存管理的主要任務(wù)則是為文件提供存儲空間?；竟δ埽簝?nèi)存管理的基本功能包含了內(nèi)存空間的分配、回收、內(nèi)存保護、對換、內(nèi)存擴充等方面；而對外存管理的基本功能則只是對外存空間的分配和回收。分配方式：它們都可采用連續(xù)分配或離散分配

31、方式，且都以離散分配方式為主。分配算法或機制：對于連續(xù)分配方式，內(nèi)存與外存管理中的分配和回收算法類似，主要有首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法等；在離散分配方式中，兩者采用的機制不同，內(nèi)存管理主要是利用頁（段）表；而在外存管理中，則主要利用文件分配表FAT。8.SPOOLing的含義是什么？試述SPOOLing系統(tǒng)的特點、功能以及控制過程。答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部設(shè)備聯(lián)機并行操作）的縮寫，它是關(guān)于慢速字符設(shè)備如何與計算機主機交換信息的一種技術(shù)，通常稱為“假脫機技術(shù)”。SPOOLing技術(shù)是在通道技術(shù)和多道程序

32、設(shè)計基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它由主機和相應(yīng)的通道共同承擔作業(yè)的輸入輸出工作，利用磁盤作為后援存儲器，實現(xiàn)外圍設(shè)備同時聯(lián)機操作。SPOOLing系統(tǒng)由專門負責(zé)I/O的常駐內(nèi)存的進程以及輸入井、輸出井組成；它將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備，實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。9在生產(chǎn)者消費者問題中，能否將生產(chǎn)者進程的wait(empty)和wait(mutex)語句互換，為什么？不能。（2分）因為這樣可能導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖。當系統(tǒng)中沒有空緩沖時，生產(chǎn)者進程的wait(mutex)操作獲取了緩沖隊列的 ，而wait(empty) 導(dǎo)致生產(chǎn)者進程阻塞，這時消費者進程也無法執(zhí)行。（3分）10進程的基本狀態(tài)有哪些？這些狀態(tài)之間是如何轉(zhuǎn)換的？進

33、程的基本狀態(tài)有：就緒，阻塞，執(zhí)行三種。（2分） 就緒到執(zhí)行：進程調(diào)度 執(zhí)行到就緒：時間片完 執(zhí)行到阻塞：I/O請求或等待事件發(fā)生 阻塞到就緒：I/O完成或事件已發(fā)生 （3分）11什么是快表？它在地址轉(zhuǎn)換中起什么作用？快表是一個高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲器，用于存放正運行的進程的當前頁號和塊號，或者段號和段起始地址。（2分）加入快表后,在地址轉(zhuǎn)換時，首先在快表中查找，若找到就直接進行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號和塊號放入聯(lián)想存儲器中。快表的命中率很高，有效地提高了地址轉(zhuǎn)換的速度。 （3分）12什么是設(shè)備獨立性，它是如何實現(xiàn)的？設(shè)備獨立性即應(yīng)用程序獨立于使用的物理設(shè)

34、備，在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名稱來請求使用某類設(shè)備。系統(tǒng)在執(zhí)行時，是使用物理設(shè)備名稱。（3分）要實現(xiàn)設(shè)備獨立性必須由設(shè)備獨立性軟件完成，包括執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作軟件提供統(tǒng)一的接口，其中邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射是由邏輯設(shè)備表LUT完成的。 （2分）13文件的物理結(jié)構(gòu)有哪幾類，那種結(jié)構(gòu)能支持大型文件？文件的物理結(jié)構(gòu)有：順序文件、鏈接文件和索引文件。（4分）其中索引文件能支持大型文件。（1分）14.試說明和比較幾種文件共享的方法繞彎路法：連訪法：利用基本文件目錄實現(xiàn)文件共享：基于索引節(jié)點的共享方法：利用符號鏈實現(xiàn)文件共享：15.處理機調(diào)度分為哪三級？各自的主要任務(wù)是什么？答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作

35、業(yè)中選擇一個或幾個作業(yè)，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執(zhí)行完后，回收資源。進程調(diào)度：從就緒進程隊列中根據(jù)某個策略選取一個進程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進程交換到外存交換區(qū)中。16什么是高級調(diào)度、中級調(diào)度和低級調(diào)度？答：作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個或幾個作業(yè)，給它們分配資源，建立進程，掛入就緒隊列。執(zhí)行完后，回收資源。進程調(diào)度：從就緒進程隊列中根據(jù)某個策略選取一個進程，使之占用CPU。交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進程交換到外存交換區(qū)中。17請描述請求頁式管理機制

36、中的地址變換過程。18.目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是什么？它具有什么優(yōu)點？為了給用戶提供對文件的存取控制及保護功能，而按一定規(guī)則對系統(tǒng)中的文件名，(亦可包含文件屬性)進行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹型目錄結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點有：（1） 有效地提高對目錄的檢索速度；（2） 允許文件重名；（3） 便于實現(xiàn)文件共享。19什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是什么？死鎖：當某進程提出資源申請后，使得系統(tǒng)中一些進程處于無休止的阻塞狀態(tài)，在無外力作用下，永遠不能再繼續(xù)前進。產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件：某段時間內(nèi)某資源只能由一個進程使用。不剝奪條件：資源在未使用完前，不能被

37、剝奪，由使用進程釋放。部分分配（請求和保持）：進程因請求資源而阻塞時，對已分配給它的資源保持不放。環(huán)路條件：發(fā)生死鎖時，有向圖必構(gòu)成一環(huán)路。20.什么是內(nèi)存分頁存儲管理？它有什么特點？分頁存儲管理是將各進程的地址空間分成大小相等的頁，把內(nèi)存的存儲空間也分成與頁大小相同的片，稱為物理塊。在分配存儲空間時，以塊為單位來分配。優(yōu)點：有效解決存儲器的零頭問題，能在更高的程度上進行多道程序設(shè)計，從而相應(yīng)提高了存儲器和CPU 的利用率。缺點：采用動態(tài)地址變換為增加計算機成本和降低CPU 的速度。表格占內(nèi)存空間，費時來管理表格。存在頁內(nèi)碎片。作業(yè)動態(tài)的地址空間受內(nèi)存容量限制。21說明進程的結(jié)構(gòu)、特征和基本狀態(tài)。答：結(jié)構(gòu)：PCB (進程控制塊)+程序+數(shù)據(jù)集合。特征：動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、制約性、結(jié)構(gòu)性。基本狀態(tài)：就緒態(tài)、執(zhí)行態(tài)、等待態(tài)。22在生產(chǎn)者消費者問題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty)，對執(zhí)行結(jié)果會有什么影響？