《操作系統(tǒng)》復(fù)習(xí)知識點

《操作系統(tǒng)》基本知識點目錄第1章 11.操作系統(tǒng)的概念* 12.操作系統(tǒng)的歷史* 13.操作系統(tǒng)的基本類型* 14.操作系統(tǒng)的功能* 25.研究操作系統(tǒng)的觀點* 2第2章操作系統(tǒng)用戶界面 26.操作系統(tǒng)的用戶界面有哪些* 27.操作系統(tǒng)命令接口的主要控制方式 28.作業(yè)的的概念、作業(yè)狀態(tài)及作業(yè)控制 39.作業(yè)建立的方法（SPOOLING系統(tǒng)*） 310.UNIX系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)是哪些？各層包含些什么？* 4第3章進程管理 411.在單道程序系統(tǒng)中和在多道程序系統(tǒng)中，程序執(zhí)行的特點各有哪些？* 412.進程的概念* 413.進程的特征* 414.進程、程序和作業(yè)的聯(lián)系與區(qū)別* 414.進程的描述* 515.進程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換* 516.進程互斥與同步* 617.什么是死鎖？死鎖產(chǎn)生的原因？產(chǎn)生死鎖的必要條件？進程互斥與同步* 918.什么是線程？為什么要引入線程？ 919.進程和線程的關(guān)系有哪些？ 920.引入線程的好處有哪些？* 10第4章處理機調(diào)度 1021.什么是作業(yè)調(diào)度？什么是進程調(diào)度？進程調(diào)度的時機有哪些？* 1022.常用的調(diào)度算法有哪些？它們適用范圍如何？* 1123.完成下列各題： 11第5章存儲管理 1224.要求完成下列各題： 1225.要求能做本章所有作業(yè)。* 1426.頁式管理的優(yōu)缺點。 1427.段式管理的優(yōu)缺點。 14第7章文件系統(tǒng) 1428.要求完成下列題目: 1429.如下圖示，是某操作系統(tǒng)在某一時該文件系統(tǒng)管理情況，請回答如下問題： 15第8章設(shè)備管理 1630.設(shè)備管理的功能和任務(wù)。* 1631.數(shù)據(jù)傳送控制方式。* 1632.中斷的處理過程。* 1733.中斷的類型。* 1734.設(shè)備管理中引入緩沖技術(shù)的原因。* 1735.要求能做作業(yè)9、10題。* 1736.設(shè)備管理中設(shè)備分配用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些。* 1737.設(shè)備分配的原則。* 1838.設(shè)備分配的策略。* 1839.什么是I/O控制？I/O控制的主要功能有哪些？ 1840.什么是設(shè)備驅(qū)動程序？它的作用有哪些？* 18第1章1.操作系統(tǒng)的概念*操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合——它們管理和控制計算機系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理組織計算機工作流程，以便有效地利用這些資源為用戶提供一個功能強大、使用方便和可擴展的工作環(huán)境，從而在計算機與其用戶之間起到接口的作用。2.操作系統(tǒng)的歷史*操作系統(tǒng)的發(fā)展分為四個階段：1946年～50年代末：第一代，電子管時代，無操作系統(tǒng)；50年代末～60年代中期：第二代，晶體管時代，批處理系統(tǒng)；60年中期～70年代中期：第三代，集成電路時代，多道程序設(shè)計；70年代末至今：第四代，大規(guī)模和超大規(guī)模時代，分時系統(tǒng)；3.操作系統(tǒng)的基本類型*操作系統(tǒng)的基本類型有批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、通用操作系統(tǒng)、個人計算機操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)。其中批處理操作系統(tǒng)的特征是：⑴用戶脫機使用計算機，⑵成批處理，⑶多道程序運行。其優(yōu)點是：系統(tǒng)資源共享，系統(tǒng)資源使用效率高，作業(yè)吞吐量大。其缺點是：無交互性，作業(yè)周轉(zhuǎn)時間長，用戶使用不方便。分時操作系統(tǒng)的特點是：⑴交互怍，⑵多用戶的同時性，⑶獨立性。實時操作系統(tǒng)的主要特點是：⑴及時性，⑵高可靠性。通用操作系統(tǒng)的主要特點是：具有批處理系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)和多重處理中兩種以上的功能。個人計算機操作系統(tǒng)的主要特點是：聯(lián)機的交互性、單用戶、多媒體化。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要特點是：信息交換、資源共享、可互操作、協(xié)作處理、作業(yè)遷移。分時操作系統(tǒng)的主要特點是：信息交換、資源共享、可互操作、協(xié)作處理、作業(yè)遷移、系統(tǒng)的透明性等。4.操作系統(tǒng)的功能*操作系統(tǒng)的功能包括處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理、信息管理（文件系統(tǒng)管理）、提供用戶接口等。5.研究操作系統(tǒng)的觀點*研究操作系統(tǒng)的觀點有多種：第一種是資源管理的觀點，第二種觀點是用戶界面觀點，第三種觀點是進程管理的觀點。其中資源管理的觀點把操作系統(tǒng)看著對計算機系統(tǒng)軟、硬資源的管理，從而提供了處理機管理、存儲管理、設(shè)備管理、信息管理（文件系統(tǒng)管理）等功能。對于每一種資源的管理都可以從資源情況記錄、資源分配策略、資源分配和資源回收等幾個方面來加以討論。第2章操作系統(tǒng)用戶界面6.操作系統(tǒng)的用戶界面有哪些*操作系統(tǒng)的用戶界面有兩個，一個是系統(tǒng)為用戶提供的各種命令接口界面，用戶利用這些操作命令來組織和控制作業(yè)的執(zhí)行，或來管理計算機系統(tǒng)。另一種接口是系統(tǒng)調(diào)用，編程人員使用系統(tǒng)調(diào)用來請求操作系統(tǒng)提供服務(wù)，例如申請和釋放外設(shè)等類資源、控制程序的執(zhí)行速度等。7.操作系統(tǒng)命令接口的主要控制方式使用操作命令進行作業(yè)控制的主要方式有兩種，即脫機方式和聯(lián)機方式。所謂脫機方式是用戶將作業(yè)的執(zhí)行順序和出錯處理方法一并以作業(yè)控制說明書的方式或命令文件方式提交給系統(tǒng)，由系統(tǒng)按照作業(yè)說明書或命令文件中規(guī)定的順序控制作業(yè)執(zhí)行。在執(zhí)行中用戶無法干預(yù)，只能等待作業(yè)正常執(zhí)行結(jié)束或出錯停止之后查看執(zhí)行結(jié)果或出錯信息，以便修改作業(yè)內(nèi)容或控制過程。所謂聯(lián)機方式是，系統(tǒng)只為用戶提供一組鍵盤或其他操作方式的命令，用戶使用系統(tǒng)提供的操作命令和系統(tǒng)會話，交互地控制程序和管理計算機系統(tǒng)。其工作過程是：用戶在系統(tǒng)給出的提示符下敲入特定的命令，系統(tǒng)在執(zhí)行該命令后向用戶報告執(zhí)行結(jié)果；然后，用戶決定下一步操作。如此反復(fù)，直到作業(yè)執(zhí)行結(jié)束。8.作業(yè)的的概念、作業(yè)狀態(tài)及作業(yè)控制從用戶角度上講，作業(yè)就是用戶一次上機活動中提交給計算機系統(tǒng)的任務(wù)的總稱；從系統(tǒng)角度上講，作業(yè)由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書構(gòu)成。作業(yè)狀態(tài)包括作業(yè)提交、作業(yè)后備、作業(yè)運行及作業(yè)完成等四種狀態(tài)，每種狀態(tài)的變遷都由操作系統(tǒng)相應(yīng)的模塊進行控制與管理，如下圖所示。可見作業(yè)控制包括作業(yè)建立、作業(yè)調(diào)度、作業(yè)結(jié)束等。作業(yè)提交作業(yè)提交作業(yè)運行作業(yè)完成作業(yè)后備作業(yè)建立作業(yè)調(diào)度作業(yè)結(jié)束9.作業(yè)建立的方法（SPOOLING系統(tǒng)*）用戶提交作業(yè)的過程就是系統(tǒng)建立作業(yè)的過程。用戶輸入作業(yè)的方式有5種，即聯(lián)機輸入方式、脫機輸入方式、直接耦合方式、SPOOLING系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)輸入方式等。在SPOOLING系統(tǒng)中，多臺外圍設(shè)備通過通道或DMA器件和主機與外存連接起來，作業(yè)的輸入輸出過程由主機中的操作系統(tǒng)控制。操作系統(tǒng)中的輸入程序包念兩個獨立的過程，一個過程負責(zé)從外部設(shè)備把把信息讀入緩沖區(qū)，另一個過程是寫過程，負責(zé)把緩沖區(qū)中的信息送入到外存輸入井中。在系統(tǒng)輸入模塊收到作業(yè)輸入請求后，輸入管理模塊中的讀過程負責(zé)將信息從輸入裝置讀入緩沖區(qū)。當緩沖區(qū)滿時，由寫過程將信息從緩沖區(qū)寫到外存輸入井中。讀過程和寫過程反復(fù)循環(huán)，直到一個作業(yè)輸入完畢。當讀過程讀到一個硬件結(jié)束標志后，系統(tǒng)再次驅(qū)動寫過程把最后一批信息寫入外存并調(diào)用中斷處理程序結(jié)束該次輸入。然后，系統(tǒng)為該作業(yè)建立作業(yè)控制塊JCB，從而使輸入井中的作業(yè)進入作業(yè)等待隊列（此時該作業(yè)處于后備狀態(tài)），等待作業(yè)調(diào)度程序選中后進入內(nèi)存。第3章進程管理10.在單道程序系統(tǒng)中和在多道程序系統(tǒng)中，程序執(zhí)行的特點各有哪些？*單道程序系統(tǒng)中程序執(zhí)行的特點有：⑴順序性，⑵獨占性，⑶封閉性，⑷再現(xiàn)性。多道程序系統(tǒng)中程序執(zhí)行的特點有：⑴制約性，⑵失去封閉性，⑶失去再現(xiàn)性，⑷失去對應(yīng)性。11.進程的概念*進程是并發(fā)程序（段）的執(zhí)行，是多道程序系統(tǒng)中程序（段）的執(zhí)行過程。12.進程的特征*進程的特征包括⑴動態(tài)性，⑵并發(fā)性，⑶獨立性，⑷異步性，⑸結(jié)構(gòu)性（即進程由程序（段）、數(shù)據(jù)（段）和進程控制塊組成）。13.進程、程序和作業(yè)的聯(lián)系與區(qū)別*進程和程序是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念，它們的區(qū)別與關(guān)系可簡述如下：⑴進程是一個動態(tài)概念，而程序是一個靜態(tài)概念；⑵進程具有并行性，而程序沒有；⑶進程是競爭資源的基本單位，從而其并行性受到系統(tǒng)自己的制約；⑷不同的進程可以包含同一程序，只要該程序所對應(yīng)的數(shù)據(jù)集不同。進程和作業(yè)的關(guān)系：⑴作業(yè)是用戶向計算機提交提交任務(wù)的任務(wù)實體，而進程是完成用戶任務(wù)的執(zhí)行實體，是向系統(tǒng)申請分配資源的基本單位。⑵一個作業(yè)可以由多個進程組成，并且至少由一個進程組成。⑶作業(yè)的概念主要用在批處理系統(tǒng)中，而進程的概念幾乎可以用在所有多道程序系統(tǒng)中。14.進程的描述*一個進程的靜態(tài)描述由三個部分構(gòu)成：進程控制塊PCB、有關(guān)程序段和該程序段對其進行操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集。其中進程控制塊PCB包含四類信息，即描述信息、控制信息、資源管理信息和CPU現(xiàn)場保護結(jié)構(gòu)。15.進程狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換*進程的基本狀態(tài)包含執(zhí)行、就緒和等待等三種狀態(tài)。處于就緒狀態(tài)的進程被進程調(diào)度程序調(diào)度時即進入運行狀態(tài)；處于運行狀態(tài)的進程因等待某些事件（如完成輸入輸出）的產(chǎn)生而進入等待狀態(tài)，也會因為時間片用完或被剝奪而進入就緒狀態(tài)；處于等待狀態(tài)的進程因等待某些事件（如完成輸入輸出）已經(jīng)發(fā)生而進入就緒狀態(tài)。進程的基本狀態(tài)及其狀態(tài)變遷如下圖所示運行阻塞運行阻塞就緒4132變遷2：正在執(zhí)行的進程所分配的時間片用完，導(dǎo)致進程從處理機上退到就緒狀態(tài)；或者在可搶占優(yōu)先級的進程調(diào)度中，有更高優(yōu)先級的進程進入就緒狀態(tài)，導(dǎo)致正在執(zhí)行的進程從執(zhí)行狀態(tài)退到就緒狀態(tài)。變遷3：進程需要等待事件發(fā)生。變遷4：進程所等待的某事件發(fā)生（如I/O完成）。狀態(tài)變遷之間可能發(fā)生的因果變遷：3—1：由于處于運行狀態(tài)的進程轉(zhuǎn)入阻塞狀態(tài)，進程調(diào)度程序根據(jù)調(diào)度算法，又從就緒隊列中選擇一個進程投入運行；2—1：由于處于運行狀態(tài)的進程時間片用完，重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)，從而使進程調(diào)度程序又從就緒隊列中選擇一個進程投入運行；3—2：此種變化不存在；4—1：4的發(fā)生與1的發(fā)生沒有必然關(guān)系；3—4：3的發(fā)生與4的發(fā)生沒有必然關(guān)系；無關(guān)變遷有：變遷1、2、3與處理機有關(guān)，必須引起其他變遷，變遷4不涉及處理機，不直接引起其他變遷。16.進程互斥與同步*一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段，因共享某一公有資源而導(dǎo)致它們必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行，這種情形稱為互斥。互斥也可定義為不允許兩個或兩個以上的共享該資源的并發(fā)進程同時進入臨界區(qū)。把異步環(huán)境下的一組并發(fā)進程，因直接制約而互相發(fā)送消息而進行互相合作、互相等待，使得各進程按一定的速度執(zhí)行的過程稱為進程間的同步。要能做作業(yè)2、4、6、8、9、10、11、14等題目。下面再舉一例設(shè)某一家有一個果盤，最多可裝三個水果。爸爸負責(zé)把蘋果放入果盤，媽媽負責(zé)把香蕉放入果盤，兒子負責(zé)從果盤中取出香蕉，女兒負責(zé)從果盤中取出蘋果，并且每次只能有一人放一個水果到果盤中或只能有一人從果盤中取走一個水果。問每一個人要如何來做才能順利進行？分析：爸爸、媽媽、兒子和女兒之間都是互斥關(guān)系，爸爸與女兒在萍果上形成同步關(guān)系，媽媽與兒子在香蕉上形成同步關(guān)系。爸爸和媽媽與兒子和女兒之間在盤子上形成同步關(guān)系。解答：設(shè)爸爸、媽媽、兒子和女兒之間都是互斥信號量為mutex，初始值為1；果盤上萍果的數(shù)量為apple_count，初始值為0；果盤上香蕉的數(shù)量為banana_count，初始值為0；盤子上可裝水果的位置數(shù)量為empty，初始值為3。爸爸的動作：LoopP(empty)P(mutex)把一個萍果放入果盤中；V(mutex)V(apple_count)endloop媽媽LoopP(empty)P(mutex)把一個香蕉放入果盤中；V(mutex)V(banana_count)endloop兒子LoopP(banana_count)P(mutex)從果盤中取出一個香蕉；V(mutex)V(empty)endloop女兒LoopP(apple_count)P(mutex)從果盤中取出一個萍果；V(mutex)V(empty)Endloop最后，請完成下列題目：（1）已知信箱通信如下圖所示Send信箱頭進程B進程AReceiveSendReceive其中信箱中有nSend信箱頭進程B進程AReceiveSendReceive如果信箱中有空箱格，則把信件存放于其中，否則，發(fā)送進程進入等待狀態(tài)；接收進程Receive（信件）的功能為：如果信箱中有信件，則把信件從中取出，否則，接收進程進入等待狀態(tài)；再設(shè)發(fā)送進程Send和接收進程Receive使用信箱時是互斥進行的。請給分別給出發(fā)送進程Send和接收進程Receive的程序結(jié)構(gòu)。（2）設(shè)有三個進程A、B、C，其中A與B構(gòu)成一對生產(chǎn)者與消費者，共享一個由N個緩沖塊組成的緩沖池；B與C也構(gòu)成一對生產(chǎn)者與消費者，共享另一個由M個緩沖塊組成的緩沖池。編寫利用信號量機制實現(xiàn)的三者之間的同步算法。（3）設(shè)系統(tǒng)有四個緩沖池M0、M1、M2、M3，其容量分別為3、2、3、2，現(xiàn)各緩沖區(qū)分別存在0、1、0、2個數(shù)據(jù)?，F(xiàn)同時有四個進程P0、P1、P2、P3分別在緩沖區(qū)間不斷地移動數(shù)據(jù)（見下圖所示）。例如，P0進程從M0向M1移動數(shù)據(jù)。試用信號量及其P、V操作及類C語言描述各進程之間的同步關(guān)系，并給出各信號量的含義和初值。M0M0M3M1M2P3P0P1P217.在單機系統(tǒng)中進程通信有哪幾種形式？其特點如何？各舉一例在單機系統(tǒng)中進程通信有4種形式，即主從式、會話式、消息或郵箱機制、共享存儲區(qū)方式。其中主從式通信系統(tǒng)的主要特點有：主進程可自由地使用從進程的資源或數(shù)據(jù)；從進程的動作受主進程的控制；主進程和從進程的關(guān)系是固定的。主從式通信系統(tǒng)的典型例子是終端控制進程和終端進程。會話式通信系統(tǒng)的主要特點有：會話雙方分別稱為使用進程和服務(wù)進程，使用進程在使用服務(wù)進程提供的服務(wù)之前，需要得到服務(wù)進程的許可；服務(wù)進程根據(jù)使用進程的要求提供服務(wù)，并完成紂該服務(wù)的控制；使用進程和服務(wù)進程在進行通信過程中具有固定的連接關(guān)系。例子：用戶進程志磁盤管理進程。消息或郵箱機制的主要特點有：只要存在空緩沖區(qū)或郵箱，發(fā)送進程就可以發(fā)送消息；發(fā)送進程與接收進程之間無直接連接關(guān)系；發(fā)送進程和接收進程之間存在緩沖區(qū)或郵箱存放被傳送消息。例子：用戶和控制臺的通信。共享存儲區(qū)通信系統(tǒng)的主要特點有：兩個需要通信的進程通過對同一個共享數(shù)據(jù)區(qū)的操作來實現(xiàn)通信；不需要數(shù)據(jù)移動。18.什么是死鎖？死鎖產(chǎn)生的原因？產(chǎn)生死鎖的必要條件？進程互斥與同步*所謂死鎖是多個進程間的一種僵持狀態(tài)。在一組進程中，每個進程都占用了一些資源，同時又要占用其他進程所占用的資源，這樣每個進程的要求都得不到滿足，進程間陷入了一種相互等待、無法向前執(zhí)行的狀態(tài)，在無外力干預(yù)的條件下，這種狀態(tài)將永遠持續(xù)下下去。死鎖的起因是并發(fā)進程的資源競爭。產(chǎn)生死鎖的根本原因是，系統(tǒng)提供的資源個數(shù)少于并發(fā)進程所要求的該類資源數(shù)。死鎖產(chǎn)生的必要條件有：（1）互斥條件；（2）不剝奪條件；（3）請求和保持條件；（4）環(huán)路等待條件。排除死鎖的方法有：預(yù)防、避免、檢測與恢復(fù)三種。死鎖的預(yù)防是保證系統(tǒng)不進人死鎖狀態(tài)的一種策略。它的基本思想是要求進程申請資源時遵循某種協(xié)議，從而打破產(chǎn)生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個，保證系統(tǒng)不會進人死鎖狀態(tài)。死鎖的避免是一種動態(tài)策略，它不限制進程有關(guān)申請資源的命令，而是對進程所發(fā)出的每一個申請資源的命令加以動態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進行資源分配。就是說，在資源分配過程中若預(yù)測有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。典型的死鎖避免方法有銀行家算法。死鎖檢測與恢復(fù)是制系統(tǒng)設(shè)有專門的機構(gòu)，當死鎖發(fā)生時，該機構(gòu)能夠檢測到死鎖發(fā)生的位置和原因，并通過外力破壞死鎖發(fā)生的必要條件，從而使得并發(fā)進程從死鎖狀態(tài)中恢復(fù)出來。19.什么是線程？為什么要引入線程？線程是進程中的一個實體，是被系統(tǒng)獨立調(diào)度和分派的基本單位。之所以要引入線程，其目的是為了減少程序并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開銷，使OS具有更好的并發(fā)性能。20.進程和線程的關(guān)系有哪些？進程和線程的關(guān)系有：（1）線程是進程的一個組成部分。（2）進程的多個線程都在進程的地址空間活動。（3）資源是分給進程的，而不是分給線程的，線程在執(zhí)行中需要資源時，系統(tǒng)從進程的資源配額中扣除并分配給它。（4）處理機調(diào)度的基本單位是線程，線程之間競爭處理機，真正在處理機上運行的是線程。（5）線程在執(zhí)行過程中，需要同步。21.引入線程的好處有哪些？*引入線程的好處有：（1）以線程作為系統(tǒng)調(diào)度的基本單位，減少了系統(tǒng)時空開銷。以進程為系統(tǒng)調(diào)度的基本單位的系統(tǒng)中，進程的切換是很頻繁。在切換中由于要保存當時的運行環(huán)境，還要設(shè)置新選中的進程的運行環(huán)境，這既花費了處理機的時間，又增加了主存的空間，從而也限制了系統(tǒng)進程的數(shù)量和進程的切換速度。（2）引進線程提高了系統(tǒng)的并行能力。線程作為進程內(nèi)的一個可執(zhí)行實體，減少了并行粒度。線程作為調(diào)度的基本單位而不是資源分配的基本單位，調(diào)度更為容易，而且采用線程提高系統(tǒng)的并行能力比采用進程更為有效。（3）同一進程的線程共享進程的用戶地址空間，所以同一進程的線程間的通信更容易實現(xiàn)。第4章處理機調(diào)度22.什么是作業(yè)調(diào)度？什么是進程調(diào)度？進程調(diào)度的時機有哪些？*作業(yè)調(diào)度是處理機調(diào)度中的高級調(diào)度，該調(diào)度將按照某種算法從后備作業(yè)中選擇一個作業(yè)，將其裝入內(nèi)存并創(chuàng)建為進程。進程調(diào)度是處理機調(diào)度中的低級調(diào)度，該調(diào)度將按照某種算法從就緒隊列中選擇一個進程，讓該進程使用CPU運行程序。進程調(diào)度的時機有：（1）當前運行進程已經(jīng)執(zhí)行完畢。（2）當前運行進程執(zhí)行了I/O指令（要求I/O）。（3）當前運行進程請求資源，若得不到滿足，只好調(diào)用阻塞原語，將自己阻塞。（4）當前進程執(zhí)行了P操作。（5）在可搶占優(yōu)先級調(diào)度中，當前執(zhí)行的進程執(zhí)行了V操作喚醒一個進程，并且被喚醒者的優(yōu)先級高于當前進程時。（6）在可搶占優(yōu)先級調(diào)度中，一個新進程被創(chuàng)建且優(yōu)先級高于當前執(zhí)行的進程時。（7）分時系統(tǒng)中的當前進程的時間片用完。23.常用的調(diào)度算法有哪些？它們適用范圍如何？*常用的調(diào)度算法有：1）先來先服務(wù)（FCFS），它適用于作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度；2）輪轉(zhuǎn)法（RR），它適用于進程調(diào)度；3）多級反饋輪轉(zhuǎn)法，它適用于進程調(diào)度；4）優(yōu)先級法，它適用于作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度；5）最短作業(yè)優(yōu)先法（SJF），它適用于作業(yè)調(diào)度；6）最高響應(yīng)比優(yōu)先法（HRRN），它適用于作業(yè)調(diào)度，其中作業(yè)的響應(yīng)比R為R=(W+T)/T=1+W/TT為作業(yè)估計需要執(zhí)行的時間，W為作業(yè)在后備狀態(tài)隊列中的等待時間。24.完成下列各題：（1）假設(shè)有4道作業(yè)，它們的提交時刻及執(zhí)行時間由下表給出：作業(yè)號提交時刻（小時）執(zhí)行時間（小時）110.002210.201310.400.5410.500.3計算在單道程序環(huán)境下，采用先來先服務(wù)調(diào)度算法和最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法時的平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，并指出它們的調(diào)度順序。（2）設(shè)有四個進程P1，P2，P3，P4，它們達到就緒隊列的時刻、運行時間及優(yōu)先級如下表所示：進程到達就緒隊列時刻（基本時間單位）運行時間（基本時間單位）優(yōu)先級P1091P2143P3282P43104問：①若采用可剝奪的優(yōu)先級調(diào)度算法，給出各進程的調(diào)度次序以及每個進程的等待時間。②若采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，且時間片為2個基本時間單位，試給出各進程調(diào)度的次序及平均周轉(zhuǎn)時間。（3）設(shè)在批處理系統(tǒng)中有4道作業(yè)，它們進入系統(tǒng)的時刻及運行時間如下：作業(yè)進入時刻（h）運行時間（h）18.002.0028.500.5039.000.1049.500.20設(shè)系統(tǒng)采用單道方式運行，分別給出在下列算法中各作業(yè)的運行順序、平均周轉(zhuǎn)時間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間：FCFS算法，SF算法（短作業(yè)優(yōu)先）。（4）有五個任務(wù)（A，B，C，D，E），它們幾乎同時到達，預(yù)計它們的運行時間為（10，6，2，4，8）m。其優(yōu)先級分別為3，5，2，1和4，這里5為最高的優(yōu)先級。對于下列每一種調(diào)度算法。計算其平均進程周轉(zhuǎn)時間（進程切換開銷可不考慮）。（1）先來先服務(wù)（按A，B，C，D，E）算法。（2）時間片輪轉(zhuǎn)算法。（3）優(yōu)先級調(diào)度算法第5章存儲管理25.要求完成下列各題：（1）在虛擬存儲管理方法中，其便于實現(xiàn)動態(tài)鏈接的方法是H，其虛擬地址屬于二維地址空間的方法是I；在實存管理方法中，其可以用來擴充內(nèi)存是J。H，I，J：①固定分區(qū)法②動態(tài)分區(qū)法③覆蓋與交換技術(shù)④請求分頁法⑤動態(tài)的段式管理⑥靜態(tài)頁式管理（2）存儲管理中，動態(tài)地址重定位的優(yōu)點有哪些？（3）在頁式虛存系統(tǒng)中，一程序的頁面走向（訪問串）為1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，設(shè)分配給該程序的駐留集（工作集）為m，試分別計算m=3和m=4時，F(xiàn)IFO和LRU兩種替換算法的頁故障（中斷）次數(shù)。結(jié)果說明了什么？（3）某操作系統(tǒng)采用頁式虛存管理，允許編程空間為32個頁面（每頁1KB），主存為16KB。如果一用戶程序有10頁長，且某時刻該用戶進程的頁表如下表所示。頁號物理頁幀號081724310如果分別遇到以下三個邏輯地址（十六進制）：0AC5、1AC5、3AC5處的操作，試說明存儲管理系統(tǒng)將如何處理（假定駐留集即工作集為4個頁面）。（4）一個作業(yè)在執(zhí)行中，按下列的頁號依次存取，且分配給作業(yè)的物理塊數(shù)為4：1，2，3，4，3，1，4，5，6，3，7，1，3，1，4，5，6，7，1⑴按照LRU頁面置換算法，產(chǎn)生多少次缺頁中斷？給出按照這種算法處理時，順序被淘汰頁面的頁號。⑵按照先來先淘汰的頁面置換算法，產(chǎn)生多少次缺頁中斷？給出按照這種算法處理時，順序被淘汰頁面的頁號。（5）某虛擬存儲器的用戶空間共有32個頁面，每頁1KB，主內(nèi)16KB。試問：①邏輯地址的有效位是多少？②物理地址需要多少位？③假定某時刻系統(tǒng)用戶的第0、1、2、3頁分別分配的物理塊號為5、10、4、7，試將虛地址0A5C和093C（6）有一個系統(tǒng)其內(nèi)存容量為1024KB，有8個作業(yè)同時到達，各作業(yè)需要的內(nèi)存容量和運行時間如下表作業(yè)編號需要內(nèi)存容量（KB）運行時間（s）1140328013100346025501630371528203系統(tǒng)初啟時，采用動態(tài)分區(qū)法將內(nèi)存1024KB按作業(yè)的編號順序分給各道作業(yè)，分區(qū)編號分別為A、B、C、D、E、F、G、H。并假定是多CPU下，分配到內(nèi)存的作業(yè)都可以立即運行。試問：①1s后，內(nèi)存空閑區(qū)分別按最先適應(yīng)和最佳適應(yīng)算法的鏈接方式鏈接，將如何鏈接？②2s后，內(nèi)存空閑區(qū)分別按照上述兩種算法將如何鏈接？③在②后，剛好有一個需要12KB內(nèi)存容量的作業(yè)9要求進入內(nèi)存，按照上述兩種算法，將分別把哪一塊空閑區(qū)分配給它？26.要求能做本章所有作業(yè)。*27.頁式管理的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（1）由于它不要求作業(yè)或進程的程序段和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中連續(xù)存放，從而有效地解決了碎片問題。（2）動態(tài)頁式管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存實現(xiàn)方式，使用戶可以利用的存儲空間大大增加。這既提高了主存的利用率，又有利于組織多道程序執(zhí)行。缺點：（1）要求有相應(yīng)的硬件支持（例如，地址變換機構(gòu)、缺頁中斷的產(chǎn)生和選擇淘汰頁面等都要求有相應(yīng)的硬件支持），這增加了機器成本。（2）增加了系統(tǒng)開銷，例如缺頁中斷處理等。（3）請求調(diào)頁的算法如選擇不當，有可能產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。（4）雖然消除了碎片，但每個作業(yè)或進程的最后一頁內(nèi)總有一部分空間得不到利用。28.段式管理的優(yōu)缺點。優(yōu)點：（1）段式管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存實現(xiàn)方式，使用戶可以利用的存儲空間大大增加。這既提高了主存的利用率，又有利于組織多道程序執(zhí)行。（2）在段式管理中，段長可根據(jù)需要動態(tài)增長。（3）便于對具有完整邏輯功能的信息段進行共享。（4）便于實現(xiàn)動態(tài)鏈接。缺點：（1）段式管理需要較多的硬件支持。（2）會產(chǎn)生外部碎片。（3）允許段的動態(tài)增長會給系統(tǒng)管理帶來一定的難度和開銷。（4）每個段的長度受內(nèi)存可用區(qū)大小的限制。第8章文件系統(tǒng)29.要求完成下列題目:(1)按邏輯結(jié)構(gòu)可把文件分為K和L兩類，UNIX的文件系統(tǒng)采用M。UNIX系統(tǒng)把設(shè)備看作是N。實現(xiàn)文件共享的一種有效方法是O。K，L，M：①讀文件②寫文件③索引文件④鏈式文件⑤流式文件⑥記錄式文件N：①普通文件②特殊文件③目錄文件④索引文件O：①繞道法②鏈接法③基本文件目錄法BFD(2)文件存儲空間管理中，對空閑塊管理的方法有哪些？并請選擇其中一種方法，說明其是怎樣進行管理的。(3)文件系統(tǒng)的存取控制功能需要審定N、比較O、查看P等三步來驗證。N，O，P：①用戶的存取權(quán)限②讀寫權(quán)限③用戶權(quán)限的本次存取要求是否一致④口令⑤存取要求與被訪問文件的保密性是否沖突⑥存取控制表與存取控制矩陣是否一致30.如下圖示，是某操作系統(tǒng)在某一時該文件系統(tǒng)管理情況，請回答如下問題：(BFD即FCB表)標識符012345678910…FCB（此處僅給出相應(yīng)文件內(nèi)容或SFD存貯的起始塊號）08121520（I.txt的FCB）18(Index.txt的FCB)23526067(pic1.bmp的FCB)89(pic2.bmp的FCB)…根目錄(起始塊號12)MyDoc目錄(起始塊號15)DOS目錄(起始塊號23)MyDoc3EXE7…………DOS6MATH8…………Index5I4…………EXE目錄(起始塊號52)MATH目錄(起始塊號60)Pic19…………Pic210……⑴根目錄下有哪些文件夾？給出其名；有哪些文件？給出其名及擴展名。⑵MyDoc目錄下有哪些文件夾？給出其名；有哪些文件？給出其名及擴展名。⑶EXE目錄下有哪些文件夾？給出其名；有哪些文件？給出其名及擴展名，并給出內(nèi)部標識名。⑷給出BFD存貯的起始物理塊號、空閑文件目錄表存貯的起始物理塊號。解答：（1）根目錄下的文件夾有：MyDoc和DOS，文件有：Index.txt；（2）MyDoc目錄下的文件夾有：EXE和MATH，文件有：I.txt；（3）EXE目錄下沒有文件夾，但有文件：pic1.bmp、pic2.bmp，其中pic1.bmp內(nèi)部標識號為9，pic2.bmp內(nèi)部標識號為10；（4）BFD存貯的起始物理號為0，空閑文件目錄表存貯的起始物理號為8。第9章設(shè)備管理31.設(shè)備管理的功能和任務(wù)。*設(shè)備管理的任務(wù)：（1）選擇和分配輸入輸出設(shè)備以便進行數(shù)據(jù)傳輸操作；（2）控制輸入輸出設(shè)備和CPU（或內(nèi)存）之間交換數(shù)據(jù)；（3）為用戶提供一個友好的透明接口，把用戶和設(shè)備硬件特性分開，使得用戶在編制應(yīng)用程序時不必涉及具體設(shè)備，系統(tǒng)按用戶要求控制設(shè)備工作。另外，這個接口還為新增加的用戶設(shè)備提供一個和系統(tǒng)相連接的入口，以便用戶開發(fā)新的設(shè)備管理程序；（4）提高設(shè)備和設(shè)備之間、CPU和設(shè)備之間，以及進程和進程之間的并行操作度，以使操作系統(tǒng)獲得最佳效率。設(shè)備管理的功能（1）提供和進程管理系統(tǒng)的接口。（2）進行設(shè)備分配。（3）實現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備、設(shè)備和CPU等之間的并行操作。（4）進行緩沖區(qū)管理。32.數(shù)據(jù)傳送控制方式。*外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的常用數(shù)據(jù)傳送控制方式有4種，即：（1）程序直接控制方式；（2）中斷控制方式；（3）DMA控制方式；（4）通道方式。其中通道方式的數(shù)據(jù)輸入處理過程是：1）當進程要求設(shè)備輸入數(shù)據(jù)時，CPU發(fā)Start指令指明I/O操作、設(shè)備號和對應(yīng)通道。2）對應(yīng)通道接收到CPU發(fā)來的啟動指令Start之后，把存放在內(nèi)存中的通道指令程序讀出，設(shè)置對應(yīng)設(shè)備的I/O控制器中控制狀態(tài)寄存器。3）設(shè)備根據(jù)通道指令的要求，把數(shù)據(jù)送往內(nèi)存中指定區(qū)域。4）若數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，I/O控