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文檔簡(jiǎn)介
1、操作系統(tǒng)一、1.什么是操作系統(tǒng)?從資源管理看操作系統(tǒng)的功能有哪些?答:(1).操作系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)軟件,它能有效地管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 的各種硬件和軟件資源、合理組織計(jì)算機(jī)的工作流程,方便用戶(hù)使用的程 序和數(shù)據(jù)的集合。(2) .a.處理機(jī)管理:分配和控制處理機(jī)b.存儲(chǔ)器管理:分配及回收內(nèi)存c. I/O(Input/Output) 設(shè)備管理:I/O分配與操作d.文件管理:文件存取、共享和保護(hù)(詳見(jiàn)課本P2-3).什么叫并發(fā)性?什么叫并行性?答:并發(fā)性:兩個(gè)或兩個(gè)以上事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。并行性:兩個(gè)或兩個(gè)以上事件在同一時(shí)刻發(fā)生。.試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面,將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較
2、。答:及時(shí)性:實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求更高 分時(shí)系統(tǒng):秒級(jí)(一般情況)實(shí)時(shí)系統(tǒng):微秒級(jí)甚至更小交互性:分時(shí)系統(tǒng)交互性更強(qiáng)可靠性:實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求更高(詳見(jiàn)課本 P9和P11) 三、1.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念?它與程序的區(qū)別和聯(lián)系是怎樣的?答:(1)程序在并發(fā)執(zhí)行方式下,運(yùn)行時(shí)具有異步性的特征,“程序” 這個(gè)靜態(tài)概念已經(jīng)不足以描述程序的執(zhí)行過(guò)程。這樣,就需要一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)PCB來(lái)記錄程序的狀態(tài),以及控制其狀態(tài)轉(zhuǎn)換所需的一些信息。因此, 將PCB程序、數(shù)據(jù)三者組成一個(gè)完整的實(shí)體,就是進(jìn)程實(shí)體。進(jìn)程是程 序的一次執(zhí)行,引入進(jìn)程的概念,便于操作系統(tǒng)對(duì)于程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。(2)區(qū)別:1)進(jìn)程是指令的有序集
3、合,是靜態(tài)的,進(jìn)程是程序的執(zhí)行,是動(dòng)態(tài)的。2)進(jìn)程的存在是暫時(shí)的,程序的存在是永久的。 3)進(jìn)程 的組成應(yīng)包括程序和數(shù)據(jù)。除此之外,進(jìn)程還應(yīng)由記錄進(jìn)程狀態(tài)信息的 “進(jìn) 程控制塊”組成。聯(lián)系:程序是構(gòu)成進(jìn)程的組成部分之一,一個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行目標(biāo)是執(zhí)行 它所對(duì)應(yīng)的程序。如果沒(méi)有程序,進(jìn)程就失去了其存在的意義。從靜態(tài)的 角度看,進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成。.什么是進(jìn)程的互斥與同步?答:進(jìn)程互斥:指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程由于競(jìng)爭(zhēng)資源而形成的制約關(guān)系。進(jìn)程同步:指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程由于某種時(shí)序上的限制而形成的 相互合作的制約關(guān)系。. 一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么?答:如果有若干進(jìn)程要求進(jìn)入
4、空閑的臨界區(qū),一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入任何時(shí)候,處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的 臨界區(qū),則其它所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待。進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn) 程要在有限時(shí)間內(nèi)退出,以便其它進(jìn)程能及時(shí)進(jìn)入自己的臨界區(qū)。如果 進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū),則應(yīng)讓出,避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。.說(shuō)明進(jìn)程的結(jié)構(gòu)、特征和基本狀態(tài)。答:進(jìn)程是程序在其數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng),是資源分配和獨(dú)立調(diào)度 的基本單位。進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊組成進(jìn)程的特征:動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、異步性進(jìn)程狀態(tài)有就緒、執(zhí)行和阻塞。就緒轉(zhuǎn)換為執(zhí)行由于進(jìn)程調(diào)度,執(zhí)行轉(zhuǎn)換 為就緒由于時(shí)間片到,執(zhí)行轉(zhuǎn)換為阻塞由于等待外部事件,阻塞轉(zhuǎn)
5、換為就 緒由于外部事件發(fā)生了。六、1.段頁(yè)式管理中,怎樣訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存,取得某一條數(shù)據(jù)或指令?答:在段頁(yè)式系統(tǒng)中,為了獲得一條數(shù)據(jù)或指令,須三次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存。第一次是訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存中的段表,從中取得頁(yè)表始址;第二次是訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存中的頁(yè)表,從中取出該頁(yè)所在的物理塊號(hào),并將該塊號(hào)與頁(yè)內(nèi)地址一起形成指令或數(shù)據(jù)的物理地址;第三次訪(fǎng)問(wèn)是從第二次訪(fǎng)問(wèn)所得的地址中,取出指令或數(shù)據(jù).什么是分頁(yè)?什么是分段?答:分頁(yè)是將一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干大小相等的部分,每一部 分稱(chēng)作頁(yè)面。內(nèi)存分成與頁(yè)大小相等的塊,將頁(yè)裝入塊中。分段是一組邏輯信息的集合,即一個(gè)作業(yè)中相對(duì)獨(dú)立的部分,將段裝 入內(nèi)存。.簡(jiǎn)述頁(yè)式存儲(chǔ)管理中設(shè)置頁(yè)表和快表的作
6、用。答:頁(yè)式存儲(chǔ)管理中設(shè)置的頁(yè)表指出了邏輯地址中的頁(yè)號(hào)與所占的主存塊 號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時(shí),要利用頁(yè) 表做地址轉(zhuǎn)換工作。快表是存放在高速緩存中的部分頁(yè)表。由于采用頁(yè)表做地址轉(zhuǎn)換,讀 寫(xiě)內(nèi)存數(shù)據(jù)時(shí)CPU訪(fǎng)問(wèn)兩次主存。有了快表,有時(shí)只要訪(fǎng)問(wèn)一次高速緩 存以及一次主存即可,這樣就提高了查找的速度和指令執(zhí)行效率。.什么是虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)?虛擬存儲(chǔ)器具有哪些基本特征?實(shí)現(xiàn)方法有哪些?答:虛擬存儲(chǔ)器是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能,能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)特征: (1) 多次性。(2) 對(duì)換性。(3) 虛擬性。實(shí)現(xiàn)方法有:請(qǐng)求分頁(yè)式系統(tǒng)、請(qǐng)求分段式系統(tǒng)。.
7、靜態(tài)重定位與動(dòng)態(tài)重定位的區(qū)別是什么?答:靜態(tài)重定位:在程序裝入指定內(nèi)存區(qū)時(shí), 由重定位裝入程序(軟機(jī)構(gòu)) 一次性完成的地址映射方式。地址映射簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),無(wú)需硬件支持。一旦重定位完成,程序就不能在存儲(chǔ)器中搬移。動(dòng)態(tài)重定位:地址映射是在程序執(zhí)行過(guò)程中執(zhí)行的,由硬件地址映射 機(jī)構(gòu)完成。其是在程序執(zhí)行期間伴隨著指令的執(zhí)行逐步完成的。.分段的實(shí)現(xiàn)原理是什么?簡(jiǎn)述分段式管理中段表的作用?答:分段指用戶(hù)邏輯地址按照邏輯意義相對(duì)完整劃分成段,以段為單位將 頁(yè)裝入塊中。段式存儲(chǔ)管理中設(shè)置的段表指出了邏輯地址中的段號(hào)與所占的主存地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。段表包括段號(hào)、段長(zhǎng)和基址,段式存儲(chǔ)管理在用動(dòng)態(tài)重 定位方式裝入作業(yè)
8、時(shí),要利用段表做地址轉(zhuǎn)換工作,在段表中找出段號(hào)對(duì) 應(yīng)的基址,加上段內(nèi)地址形成物理地址。.分頁(yè)存儲(chǔ)管理中,邏輯地址的結(jié)構(gòu)是怎樣的?簡(jiǎn)述分頁(yè)式管理中邏輯地址是如何轉(zhuǎn)換為物理地址的?答:分頁(yè)中邏輯地址結(jié)構(gòu)分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩個(gè)部分。頁(yè)式存儲(chǔ)管理中設(shè)置的頁(yè)表指出了邏輯地址中的頁(yè)號(hào)與所占的主存塊號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頁(yè)式存儲(chǔ)管理在用動(dòng)態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時(shí),要利用頁(yè)表做地址轉(zhuǎn)換工作,物理地址為塊號(hào) *頁(yè)面大小+頁(yè)內(nèi)地址。.分頁(yè)和分段存儲(chǔ)管理有何相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?答:分頁(yè)和分段系統(tǒng)有許多相似之處。比如,兩者都采用離散分配方式,且都要通過(guò)地址映射機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)地址變換。但在概念上兩者完全不同,主要表現(xiàn)在:(1)頁(yè)是信息的
9、物理單位,分頁(yè)是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式,以消減內(nèi)存的外零頭,由機(jī)器硬件機(jī)械劃分,對(duì) 用戶(hù)透明;段是信息的邏輯單位,它含有一組其意義相對(duì)完整的信息。分 段的目的是為了能更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要,用戶(hù)“可見(jiàn)”、可控制。(2)頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)確定;段的長(zhǎng)度卻不固定,通常由編譯程序在對(duì)源程序進(jìn)行編譯時(shí),根據(jù)信息的性質(zhì)來(lái)劃分。 分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的,分段的作業(yè)地址空間是二維的,程序 員在標(biāo)識(shí)一個(gè)地址時(shí),既需給出段名,又需給出段內(nèi)地址。七、1.在數(shù)據(jù)傳送控制方式中,什么是 DMA&式?試說(shuō)出它的優(yōu)缺點(diǎn)?答:DMA方式:在外圍設(shè)備和內(nèi)存之間開(kāi)辟直接的數(shù)據(jù)交換通路進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳送。優(yōu)點(diǎn):在數(shù)據(jù)傳送開(kāi)始需要 C
10、PU的啟動(dòng)指令,結(jié)束時(shí)發(fā)中斷通知CPU 進(jìn)行中斷處理之外,不需要 CPU勺干涉。缺點(diǎn):在外圍設(shè)備越來(lái)越多的情況下,多個(gè) DMA空制器的同時(shí)使用, 會(huì)引起內(nèi)存地址的沖突并使得控制過(guò)程進(jìn)一步復(fù)雜。.如何利用SPOOLin戡術(shù)實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的共享?答:當(dāng)用戶(hù)進(jìn)程請(qǐng)求打印輸出時(shí),SPOOLing系統(tǒng)同意為它打印輸出,但并不真正立即把打印機(jī)分配給該用戶(hù)進(jìn)程,而只為它做兩件事: 由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請(qǐng)一個(gè)空閑磁盤(pán)塊區(qū),并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中; 輸出進(jìn)程再為用戶(hù)進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的用戶(hù)請(qǐng)求打印表,并將用戶(hù)的打印要求填入其中,再將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。.緩沖的類(lèi)型有哪些?引入緩沖的主要原因是什么?答:緩沖
11、的類(lèi)型有單緩沖、雙緩沖、循環(huán)緩沖、緩沖池。引入緩沖的原因:(1)緩和CPlUf I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾(2)減少對(duì)CPU的中斷頻率,放寬對(duì)CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的限制(3)提高CP次口 I/O設(shè)備之間的并行性.簡(jiǎn)述中斷處理的過(guò)程 答:CPU每執(zhí)行完一條指令就去掃描中斷寄存器,檢查是否有中斷發(fā)生,若沒(méi)有中 斷就繼續(xù)執(zhí)行下條指令:若有中斷發(fā)生就轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷 處理程序。中斷處理過(guò)程可粗略分為以下 5個(gè)過(guò)程:1)喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)進(jìn)程;2)保護(hù)被中斷進(jìn)程的 CPU現(xiàn)場(chǎng)信息;3)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備處理程序;4)中 斷處理;5)恢復(fù)被中斷程序的現(xiàn)場(chǎng)。.何謂虛擬設(shè)備?請(qǐng)說(shuō)明 SPOOLing系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)
12、虛擬設(shè)備的?答:(1)虛擬設(shè)備是指通過(guò)虛擬技術(shù)將一臺(tái)獨(dú)占設(shè)備變換為若干臺(tái)邏輯 設(shè)備,供若干個(gè)用戶(hù)進(jìn)程同時(shí)使用,通常把這種經(jīng)過(guò)虛擬技術(shù)處理后的設(shè) 備稱(chēng)為虛擬設(shè)備。(2) SPOOLing系統(tǒng)主要由輸入井和輸出井、輸入緩沖 區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程和輸出三部分組成。當(dāng)要運(yùn)行用戶(hù)程序時(shí),由輸入進(jìn)程將用戶(hù)要求的程序和數(shù)據(jù)預(yù)先從輸 入設(shè)備經(jīng)由輸入緩沖區(qū)送到輸入井,當(dāng)程序運(yùn)行需要輸入數(shù)據(jù)時(shí),直接從 輸入井將數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存。當(dāng)用戶(hù)程序要求輸出數(shù)據(jù)時(shí),由輸出進(jìn)程先將數(shù)據(jù)從內(nèi)存送到輸出 井,待輸出設(shè)備空閑時(shí),再將輸出井中的數(shù)據(jù)經(jīng)由輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè) 備上。由于磁盤(pán)是共享設(shè)備,輸入井及輸出井是磁盤(pán)上的兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域
13、,因此多個(gè)用戶(hù)進(jìn)程可以共享使用輸入井及輸出井,這樣,就將獨(dú)占型設(shè)備改造成了可共享使用的虛擬設(shè)備。.設(shè)備管理中,為什么會(huì)產(chǎn)生瓶頸問(wèn)題?有什么解決方法?答:由于通道價(jià)格昂貴,通道的數(shù)量遠(yuǎn)比I/O設(shè)備少,這就往往會(huì)因?yàn)橥ǖ罃?shù)量不夠,而產(chǎn)生一系列的“瓶頸”問(wèn)題,造成系統(tǒng)吞吐量的降低。解決方法:增加設(shè)備到主機(jī)間的通路。即把一個(gè)設(shè)備連接到多個(gè)控制器上,而一個(gè)控制器又連接到多個(gè)通道上。.磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間由哪三部分組成?各部分是什么含義?答:磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間包括尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。尋道時(shí)間指把磁頭移動(dòng)到指定磁道上所經(jīng)歷的時(shí)間。旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間 指指定扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下面所經(jīng)歷的時(shí)間。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間 指把數(shù)據(jù)
14、從磁盤(pán)讀出或向磁盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的時(shí)間。.何謂SPOOLing (假脫機(jī)輸入/輸出)技術(shù)?答:SPOOLin豉術(shù)指在多道程序的環(huán)境下, 利用多道程序中的一道或兩道程序來(lái)模擬外圍控制機(jī),從而在聯(lián)機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)脫機(jī)I/O的功能。.有哪幾種I/O控制方式?分別適用于何種場(chǎng)合? 答:(1)程序I/O方式。在無(wú)中斷的系統(tǒng)中使用,是忙一等方式。(2)中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式。常用于字符設(shè)備。(3)直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)DMA空制方式。常用于塊設(shè)備。(4) I/O通道控制方式。應(yīng)用在高檔小型、微型機(jī)中。.什么是通道?通道有哪些類(lèi)型?答: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。通道的類(lèi)型包括字節(jié)多路通道、數(shù)組選擇通道、數(shù)組多路通道。是如何實(shí)現(xiàn)輸入輸出的?答:輸入進(jìn)程模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī),將用戶(hù)要求的數(shù)據(jù)
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