操作系統(tǒng)作業(yè)

1、操作系統(tǒng)作業(yè)第一章1.設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？ ( P1)?方便性一方便用戶?有效性-系統(tǒng)管理效率?擴展性一體系結(jié)構(gòu)：軟硬件結(jié)構(gòu)發(fā)展?開放性一體系結(jié)構(gòu)：軟硬件結(jié)構(gòu)兼容性3.為什么說OS實現(xiàn)了對計算機資源的抽象？ (p4)OS是鋪設(shè)在計算機硬件上的多層系統(tǒng)軟件，它們不僅增強了系統(tǒng)的功能，而且隱藏了 對硬件操作的細節(jié)，有他們實現(xiàn)了對計算機硬件操作的多個層次的抽象。6.是說明推動分時系統(tǒng)的形成和發(fā)展的主要動力是什么？ ( p9)推動分時系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力，是用戶的需求。用戶的需求具體表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)人一機交互。(2)共享主機。(3)便于用戶上機。9 .什么是硬實時任務(wù)和軟實日任

2、務(wù)？是舉例說明(p12)實時系統(tǒng)(Real-Time System)是指系統(tǒng)能及時(或即時)響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時 間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行。(1)硬實時任務(wù)(hard real-time task)。系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對截止時間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測的結(jié)果。如打印機，交換機等(2)軟實時任務(wù)(Soft real-time task)。它也聯(lián)系著一個截止時間，但并不嚴(yán)格，若偶爾錯過了任務(wù)的截止時間，對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響也不會太大。如PDA系統(tǒng)16.設(shè)備管理有哪些功能？其主要任務(wù)是什么？ (p21)主要任務(wù):完成用戶進程提出的I/O請求；為用戶進程分配其所

3、需的I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；提高I/O速度；方便用戶使用I/O設(shè)備。設(shè)備管理應(yīng)具有緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理，以及虛擬設(shè)備等功能。補充1.操作系統(tǒng)設(shè)計采用微內(nèi)核技術(shù)有哪些優(yōu)點？微內(nèi)核技術(shù)的優(yōu)點：?系統(tǒng)可擴充性-新增服務(wù)會加到用戶空間，內(nèi)核不需要修改或改動極小。? 移植性-小內(nèi)核便于移植到不同的硬件平臺。? 安全性和可靠性-大多數(shù)服務(wù)是用戶進程而不是系統(tǒng)進程。即使某個服務(wù)失敗，不會影響操作系統(tǒng)其他部分。2.簡述研究操作系統(tǒng)有哪幾種主要觀點？資源管理的觀點進程的觀點虛機器觀點服務(wù)提供者觀點第二章2.是劃出下列語句的前驅(qū)圖？7,試說明PCB的作用，為什么說 PCB是進程存在的唯

4、一標(biāo)志？ （ p41）為了描述一個進程和其它進程以及系統(tǒng)資源的關(guān)系，為了刻畫一個進程在各個不同時期所處的狀態(tài)，人們采用了一個與進程相聯(lián)系的數(shù)據(jù)塊，稱為進程控制塊（ 進程控制塊的作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序 個能獨立運行的基本單位，一個能與其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程?；蛘哒f， 對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的。系統(tǒng)利用PCB來控制和管理進程，進程與PCB是一一對應(yīng)的所以存在的唯一標(biāo)志10,在進程切換時，所要保存的處理機狀態(tài)信息有哪些？? 通用寄存器,用于暫存用戶程序信息? 指令計數(shù)器,其中存放了要訪問的下一條指令的地址；? 程序狀態(tài)字PS皿其中含有狀態(tài)信息，如條件碼、執(zhí)行方式、PC

5、B）。（含數(shù)據(jù)），成為一OS是根據(jù)PCB來PCB是系統(tǒng)感知進程中斷屏蔽標(biāo)志等;? 用戶棧指針，指每個用戶進程都有一個或若干個與之相關(guān)的系統(tǒng)棧，用于存放過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址。棧指針指向該棧的棧頂。19,試從概念上說明記錄型信-號量wait 和 signal記錄型信號量包含兩個數(shù)據(jù)項，wait和signal原語可描述如下procedure wait(s) var s: semaphore begins.value:=s.value - 1;if s.value 0 them block (S,L) end在記錄型信號量機制中：procedure signal (S) var s:semap

6、hone begins.value:=s.vaule+1if s.value=0 then wakeup(s.L) ends.value初值：表示系統(tǒng)中某類資源的數(shù)目。s.value0:表該信號量鏈表中已阻塞進程的數(shù)目。每次signal操作，表是s.value:=s.vaule+1,資源數(shù)目加1,同時喚醒阻塞進程。若加 1后仍E fork 5 = 11； stnapbojc& room = ( J );void ph.i l osopher ( int i )(while f philosopher f philosopher(3), philosopher(4) )；38, 試從調(diào)度性，并發(fā)

7、性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對線程和進程進行比較。進程線程資源擁有的基本單位（資源分配和保護的 單位）調(diào)度和分派的基本單位。進程之間并發(fā)運行在同一個進程中的線程并發(fā)運行。進程間切換系統(tǒng)開銷大同一個進程中的線程具有相同的地址，易 于實現(xiàn)線程間的同步與通信；線程間切換 的系統(tǒng)開銷小。41 .何謂用戶級線程和內(nèi)核支持線程？1用戶級線程? 用戶級線程在用戶層通過 線程庫來實現(xiàn)，僅存在于用戶空間中。? 線程的創(chuàng)建、 撤消、線程之間的同步與通信等功能，都無須利用系統(tǒng)調(diào)用來實現(xiàn)。 對于用戶級線程的切換，通常是發(fā)生在一個應(yīng)用進程的諸多線程之間，這時，也同 樣無須內(nèi)核的支持。由于切換的規(guī)則遠比進程調(diào)度和切換的規(guī)則

8、簡單，因而使線程 的切換速度特別快。可見，這種線程是與內(nèi)核無關(guān) 的。2內(nèi)核級線程? 由操作系統(tǒng)內(nèi)核直接支持；? 在內(nèi)核空間為每一個內(nèi)核支持線程設(shè)置了一個線程控制塊，內(nèi)核是根據(jù)該控制塊而感知某線程的存在的，并對其加以控制。? 內(nèi)核線程的創(chuàng)建和管理通常要慢于用戶線程的創(chuàng)建和管理；但是當(dāng)一個線程阻塞時，內(nèi)核可以調(diào)度應(yīng)用程序的另一個線程運行。并且再多處理機環(huán)境下面，內(nèi)核可 以在不同的處理器上調(diào)度線程。第三章3.在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊JCB?其中包含了那些內(nèi)容為了管理和調(diào)度作用，在多道批處理系統(tǒng)中為每個作用設(shè)置了一個作業(yè)控制塊，它是作業(yè)在系統(tǒng)中存在的標(biāo)志，其中保存了系統(tǒng)對作業(yè)管理和調(diào)度所需的全部

9、信息。JCB中包含的內(nèi)容因系統(tǒng)而異，通常包含的內(nèi)容有：作用標(biāo)識，用戶名稱，用戶賬戶，作用類型，作業(yè)狀態(tài)， 調(diào)度信息，資源需求，進入系統(tǒng)時間，開始處理時間，完成作業(yè)時間，作用退出時間，資源使用情況等。6.在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么? 優(yōu)先權(quán)原則。? 短作業(yè)（進程）優(yōu)先原則。? 時間片原則。16.什么是最早截至?xí)r間優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說明1342開始截止時間任務(wù)執(zhí)行任務(wù)到達最早截止時間優(yōu)先即 EDF（Earliest Deadline First淋法指截止時間越早，優(yōu)先級越高。1342if 2 3420.請詳細說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖？破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個：一.互斥條件

10、是資源固有屬性，不能避免。二、摒棄請求和保持條件，如全分配，全釋放（AND）缺點：（1）延遲進程運行，“饑餓”（2）資源利用率低三、摒棄“不剝奪”條件 （限“可剝奪資源”）增加系統(tǒng)開銷，且進程前段工作可能失效。（通常用于其狀態(tài)可以保存和恢復(fù)的資源,不適用于其他如打印機磁帶機等資源 .）四、摒棄“環(huán)路”條件，采用有序資源分配法：為資源編號，申請時需按編號進行。 缺點：（1）新增資源不便，（原序號已排定）（2）用戶不自由（3）資源與進程使用順序不同造成浪費第四章.為什么要引入動態(tài)重定位以及如何實現(xiàn)的？在連續(xù)分配方式中存在嚴(yán)重外部碎片，當(dāng)對碎片進行緊湊時，用戶程序在內(nèi)存中位置發(fā)生變化，為此必須對移動

11、后的程序和數(shù)據(jù)進行重定位。系統(tǒng)中增設(shè)重定位寄存器，存放程序或數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的起始地址。程序執(zhí)行時訪問的內(nèi)存地址由相對地址和起始地址相加形成。.在系統(tǒng)中引入對換帶來哪些好處？所謂 對換”，是指把內(nèi)存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，調(diào)出到 外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間， 再把已具備運行條件的進程或進程所需要的程序和數(shù)據(jù)， 調(diào)入內(nèi)存。對換是提高內(nèi)存利用率的有效措施，解決了內(nèi)存緊張問題， 為虛擬存儲系統(tǒng)提供了支持。.在實現(xiàn)分頁存儲管理，需要哪些硬件支持？地址變換機構(gòu)-頁表的硬件支持請求分頁的頁表機制， 它是在純分頁的頁表機制上增加若干項而形成的，作為請求分頁的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；缺頁中斷機構(gòu)，即每

12、當(dāng)用戶程序要訪問的頁面尚未調(diào)入內(nèi)存時便產(chǎn)生一缺頁中斷，以請求OS將所缺的頁調(diào)入內(nèi)存； 15.在具有快表達段頁式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換？邏輯地址L頁表寄存器6*頁號越界中斷塊號頁表輸入寄存器頁號塊號快表bd物理地址16.為什么說分段系統(tǒng)比分頁系統(tǒng)更易于實現(xiàn)信息的共享與保護？頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率?；蛘哒f，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶的需要。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息。分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。例如：在分頁系統(tǒng)中為實現(xiàn)共享需要建立的頁表項比分段系統(tǒng)中需要的段表項占用更多的內(nèi)存空間

13、23.在請求分頁系統(tǒng)中，應(yīng)從何處將所需頁面調(diào)入內(nèi)存？在請求分頁系統(tǒng)中的外存分為兩部分：用于存放文件的文件區(qū)和用于存放對換頁面的對換區(qū)。通常，由于對換區(qū)是采用連續(xù)分配方式，而事件是采用離散分配方式，故對換區(qū)的磁 盤I/O速度比文件區(qū)的高。這樣，每當(dāng)發(fā)生缺頁請求時，系統(tǒng)應(yīng)從何處將缺頁調(diào)入內(nèi)存，可 分成如下三種情況：(1)系統(tǒng)擁有足夠的對換區(qū)空間，這時可以全部從對換區(qū)調(diào)入所需頁面，以提高調(diào) 頁速度。為此，在進程運行前，便須將與該進程有關(guān)的文件，從文件區(qū)拷貝到對換區(qū)。(2)系統(tǒng)缺少足夠的對換區(qū)空間，這時凡是不會被修改的文件，都直接從文件區(qū)調(diào)入；而當(dāng)換出這些頁面時，由于它們未被修改而不必再將它們換出，

14、以后再調(diào)入時，仍從文件區(qū)直接調(diào)入。但對于那些可能被修改的部分，在將它 們換出時，便須調(diào)到對換區(qū)，以后需要時，再從對換區(qū)調(diào)入。(3) UNIX方式。由于與進程有關(guān)的文件都放在文件區(qū)，故凡是未運行過的頁面，都應(yīng)從文件區(qū)調(diào)入。而對于曾經(jīng)運行過但又被換出的頁面，由于是被 放在對換區(qū)，因此在下次調(diào)入時，應(yīng)從對換區(qū)調(diào)入。由于 UNIX系統(tǒng)允許頁面 共享，因此， 某進程所請求的頁面有可能已被其它進程調(diào)入內(nèi)存，此時也就 無須再從對換區(qū)調(diào)入。26在請求分頁系統(tǒng)中， 采用FIFO頁面置換算法時，假如作業(yè)的頁面走向為 4, 32, 1, 4, 3, 5, 4, 2, 1, 5,當(dāng)分配給該作頁的物理塊數(shù)分別為3和4時，試計算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，試比較所得結(jié)果。引用率701203042303212011701777222444000777000333222111001110003332221頁框第五章7.有哪幾種I/O控制方式？各實用于何種場合？? 程序I/O? 中斷I/O :長度有限的數(shù)據(jù)傳送? DMA控制：從I/O 內(nèi)存整塊數(shù)據(jù)的傳送?通道控制：通道程序可完成一組數(shù)據(jù)塊操作11.為什么在雙緩沖情況下系統(tǒng)對一塊數(shù)據(jù)的處理時間是MAX（T,C）? p173用戶進程buf18.試是說明SPOOLing形態(tài)的組成？ p190.輸入#和輸出# :在磁盤上開辟的2個大