操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)簡答料

何謂進(jìn)程通信？常見的進(jìn)程通信方法有哪些？進(jìn)程之間的信息交換共享存儲區(qū)，信息傳遞，共享文件進(jìn)程間同步和互斥的含義各是什么？一組并發(fā)進(jìn)程中的一個或多個程序段，因共享公有資源（而導(dǎo)致它們必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行的現(xiàn)象稱為互斥。即不允許兩個以上共享臨界資源的并發(fā)進(jìn)程同時進(jìn)入臨界區(qū)的現(xiàn)象稱為互斥。進(jìn)程同步一一異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程因直接制約而相互發(fā)送消息導(dǎo)致的個進(jìn)程相互合作、相互等待，使得各個進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的現(xiàn)象稱為進(jìn)程間的同步。進(jìn)程與程序聯(lián)系：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，程序是進(jìn)程的運(yùn)行實(shí)體，沒有程序，也就沒有進(jìn)程。進(jìn)程是具有結(jié)構(gòu)的，進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成區(qū)別：進(jìn)程是動態(tài)的，進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程，它是臨時的，有生命期的。表現(xiàn)在它由創(chuàng)建而產(chǎn)生，完成任務(wù)后被撤消；程序是靜態(tài)的，可以作為一種軟件資源長期保存。進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨(dú)立單位；程序則不是。何謂進(jìn)程上下文？分別對上文、正文、下文進(jìn)行解釋。進(jìn)程上下文實(shí)際上是進(jìn)程執(zhí)行活動全過程的靜態(tài)描述。把已執(zhí)行過的進(jìn)程指令和數(shù)據(jù)在相關(guān)寄存器與堆棧中的內(nèi)容稱為上文，把正在執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)在寄存器和堆棧中的內(nèi)容稱為正文，把待執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)在寄存器與堆棧中的內(nèi)容稱為下文。畫出三狀態(tài)進(jìn)程模型，并說明各狀態(tài)的含義。就緒狀態(tài)是指進(jìn)程已具備運(yùn)行條件，但因?yàn)槠渌M(jìn)程正占用CPU，所以暫時不能運(yùn)行而等待分配CPU的狀態(tài)。一旦把CPU分給它，立即就可運(yùn)行。阻塞狀態(tài)是指進(jìn)程因等待某事件發(fā)生而暫時不能運(yùn)行的狀態(tài)。也就是說，處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程尚不具備運(yùn)行條件，即使CPU空閑，它也無法使用。運(yùn)行狀態(tài)是指當(dāng)前進(jìn)程已分配到CPU，它的程序正在處理器上執(zhí)行時的狀態(tài)。處于這種狀態(tài)的進(jìn)程個數(shù)不能大于CPU的數(shù)目。在一般單CPU機(jī)制中，任何時刻處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程至多有一個。簡述進(jìn)程間的直接制約關(guān)系和間接制約關(guān)系的含義。一個作業(yè)涉及若干進(jìn)程，這些進(jìn)程需相互協(xié)作共同完成這項(xiàng)任務(wù)，在運(yùn)行中，這些進(jìn)程可能要在某些同步點(diǎn)上需要等待協(xié)作者發(fā)來信息后才能繼續(xù)運(yùn)行，進(jìn)程間的這種制約關(guān)系叫進(jìn)程之間的直接制約關(guān)系。通過資源共享而使進(jìn)程之間產(chǎn)生的關(guān)系叫進(jìn)程之間的間接制約關(guān)系。I/O軟件一般分為哪幾個層次？從硬件層到用戶層分為中斷處理程序；設(shè)備驅(qū)動程序；與設(shè)備無關(guān)的I/O軟件；用戶空間的I/O軟件等4層。1.操作系統(tǒng)有哪些基本類型？基本的操作系統(tǒng)類型有三種：多道批處理操作系統(tǒng)，分時操作系統(tǒng)及實(shí)時操作系統(tǒng)。各舉出一個實(shí)例？隨著計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了個人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)、多處理機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。何謂緩沖區(qū)？為什么要引入緩沖？緩沖即是使用專用硬件緩沖器或在內(nèi)存中劃出一個區(qū)域用來暫時存放輸入輸出數(shù)據(jù)的器件。引入緩沖是為了匹配外設(shè)和CPU之間的處理速度，減少中斷次數(shù)和CPU的中斷處理時間，同時。解決DMA或通道方式時的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因有哪些？若系統(tǒng)中存在一組進(jìn)程（兩個或多個），它們中的每一個進(jìn)程都占用了某種資源而又都在等待其中另一進(jìn)程所占用的資源，這種等待永遠(yuǎn)不能結(jié)束，這種現(xiàn)象稱為死鎖。產(chǎn)生死鎖的原因包括競爭資源和進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)。何謂死鎖？為什么將所有資源按類型賦予不同的序號，并規(guī)定所有的進(jìn)程按資源號遞增的順序申請資源后，系統(tǒng)便不會產(chǎn)生死鎖？所謂死鎖，是指多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程都將無法再向前推進(jìn)；此時系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖的原因是死鎖發(fā)生的必要條件之一——循環(huán)等待條件不可能成立。因?yàn)槎鄠€進(jìn)程之間只可能存在占據(jù)較低序號資源的進(jìn)程等待占據(jù)較高序號資源的進(jìn)程釋放資源的情況，但不可能存在反向的等待，因此它們之間不會形成循環(huán)等待鏈。簡述多道程序設(shè)計(jì)的基本思想。在內(nèi)存中同時放入多道程序，在管理程序的控制下交替執(zhí)行。這些程序共享CPU和系統(tǒng)中的其他資源。從宏觀上看，多道程序都處于運(yùn)行過程中，但都未運(yùn)行完畢；從微觀上看，各道程序輪流占用CPU交替執(zhí)行。簡述請求調(diào)頁式虛擬存儲器的基本原理。請求頁式虛擬存儲器的基本原理是：將作業(yè)信息的副本存放在磁盤之類輔助存儲器中，當(dāng)作業(yè)被調(diào)度投入運(yùn)行時，并不把作業(yè)的程序和數(shù)據(jù)全部裝入主存，而僅僅裝入立即使用的那些頁面，至少要將作業(yè)的第一頁信息裝入主存，在執(zhí)行過程中訪問到不在主存的頁面時，再把它們動態(tài)地裝入。在采用請求頁式存儲管理技術(shù)的系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行時需要取某條指令或使用某個數(shù)據(jù)，而發(fā)現(xiàn)它們并不在主存時，系統(tǒng)將會產(chǎn)生一個缺頁中斷，缺頁中斷處理程序?qū)⒇?fù)責(zé)從輔存中把該指令或數(shù)據(jù)所在的頁面調(diào)入內(nèi)存。簡述設(shè)備驅(qū)動程序的作用？設(shè)備驅(qū)動程序是驅(qū)動物理設(shè)備和DMA控制器或I/O控制器等直接進(jìn)行I/O操作的子程序的集合。負(fù)責(zé)設(shè)置相應(yīng)設(shè)備有關(guān)寄存器的值，啟動設(shè)備進(jìn)行I/O操作，指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。舉例說明面向塊的設(shè)備與面向流的設(shè)備之間的區(qū)別？一般來說，面向塊的設(shè)備以固定大小的塊來存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的傳送是方式是每次一個數(shù)據(jù)塊，對數(shù)據(jù)的引用通過數(shù)據(jù)塊號來進(jìn)行，比如磁帶、磁盤等就是典型的塊設(shè)備；而面向流的設(shè)備是以字節(jié)流的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，不存在塊結(jié)構(gòu)，如打印機(jī)、終端、鍵盤等都是典型的面向流的設(shè)備。什么是PCB？PCB的作用是什么？PCB包含哪些內(nèi)容？PCB是進(jìn)程控制塊的簡稱，是操作系統(tǒng)中用于描述和控制并發(fā)進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PCB的作用是描述和控制并發(fā)進(jìn)程；是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志；PCB中一般包括進(jìn)程標(biāo)識符、進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài)、程序與數(shù)據(jù)地址、互斥于同步機(jī)構(gòu)、通信機(jī)構(gòu)、進(jìn)程優(yōu)先數(shù)、資源清淡、鏈接字、家族關(guān)系等內(nèi)容。什么是并發(fā)性？什么是共享性？并發(fā)性是指多個程序在一定的時間間隔內(nèi)交替占據(jù)處理機(jī)運(yùn)行；共享性是指多個用戶程序在同一時間段內(nèi)同時使用同一資源；什么是操作系統(tǒng)？其功能包括哪幾個方面？操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運(yùn)行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。其功能有處理機(jī)管理，存儲器管理，I/O設(shè)備管理，文件系統(tǒng)和用戶接口。何謂虛擬存儲器，實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是虛擬存儲器是基于程序局部性原理上的一種假象的而不是物理存在的存儲器，允許用戶程序以邏輯地址來尋址，而不必考慮物理上可獲得的內(nèi)存大小，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是局部性原理，有時間局部性和空間局部性什么是程序執(zhí)行時的局部性原理?局部性原理表現(xiàn)為哪兩個方面？局部性原理是指即進(jìn)程對程序和數(shù)據(jù)的訪問都有聚集成群的傾向，表現(xiàn)為兩個方面：時間局部性。程序中大量的循環(huán)結(jié)構(gòu)和各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使某段程序一旦執(zhí)行，很快又會被再次執(zhí)行，某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被訪問后，可能在短時間內(nèi)再次被訪問?？臻g局部性。程序順序執(zhí)行和局部存儲的連續(xù)性，使程序訪問某存儲單元后，與它臨近的存儲單元會被訪問。什么是文件？什么是文件系統(tǒng)？文件是在邏輯上具有完整意義的信息集合，它有一個名字作標(biāo)識。文件具有三個基本特征：文件的內(nèi)容為一組相關(guān)信息、文件具有保存性、文件可按名存取。文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存取文件的程序模塊，也稱為信息管理系統(tǒng)。它是由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如文件控制塊、存儲分配表）和相應(yīng)的管理軟件以及訪問文件的一組操作所組成。什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)?文件的邏輯結(jié)構(gòu)有幾種形式?文件的邏輯結(jié)構(gòu):從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所見到的文件組織形式稱為文件的邏輯結(jié)構(gòu)。文件的邏輯結(jié)構(gòu)有以下形式:有結(jié)構(gòu)文件和無結(jié)構(gòu)文件。有結(jié)構(gòu)文件又稱為記錄式文件，它在邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合，又可分為定長記錄文件和變長記錄文件兩種。無結(jié)構(gòu)文件是指文件內(nèi)部不再劃分記錄，它是由一組相關(guān)信息組成的有序字符流，即流式文件。什么是文件的物理結(jié)構(gòu)?文件的物理結(jié)構(gòu)有幾種形式？答:文件的物理結(jié)構(gòu)是指一個文件在外存上的存儲組織形式，它與存儲介質(zhì)的存儲特性在關(guān)。常見的文件物理結(jié)構(gòu)有以幾種形式：順序結(jié)構(gòu)，鏈接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)。為什么要引入動態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？程序放在不連續(xù)的實(shí)際物理空間中，要進(jìn)行邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)動態(tài)重定位。一般需要頁式存儲管理，頁式存儲管理用的不是寄存器，使用的是稱為pagetalble的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)pagetable記錄了所有邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換信息，進(jìn)城切換的時候需要沖洗硬件上的pagetable陷阱與中斷的主要區(qū)別是什么？陷阱與中斷的主要區(qū)別是：陷阱是同步的，而中斷是異步的。如果給定相同的機(jī)器狀態(tài)和輸入數(shù)據(jù)，每次程序運(yùn)行時陷阱就會發(fā)生在程序執(zhí)行的同一點(diǎn)上，而中斷的發(fā)生依賴于中斷設(shè)備和CPU之間的相對時序，由于受中斷時序影響的錯誤不容易產(chǎn)生重復(fù)，因此中斷給調(diào)試過程帶來難度。何用SPOOLing技術(shù)將一臺打印機(jī)虛擬成多臺打印機(jī)？打印機(jī)是一個典型的獨(dú)占設(shè)備，通過SPOOLing技術(shù)可將其改造為一個共享設(shè)備。在SPOOLing系統(tǒng)中，當(dāng)用戶進(jìn)程有打印請求時，輸出進(jìn)程首先在輸出井中申請一個空閑盤塊區(qū)，將要打印的數(shù)據(jù)送入，然后將用戶打印請求填入申請的空白打印請求表中，再把該表掛到請求打印隊(duì)列上。如果還有后續(xù)打印請