操作系統(tǒng)總復(fù)習(xí)

1、設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？方便性、有效性、可擴大性、開放性2、何謂脫機I/O和聯(lián)機I/O？答：脫機輸入方式是指在一臺外面機(即一臺特地用來管理輸入/輸出的、功能較簡單的計算機)的控制下，起初將程序和數(shù)據(jù)從低速輸入設(shè)備輸入到磁帶，當(dāng)CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時，再從磁帶告訴的讀入內(nèi)存。近似的，脫機輸出方式是指當(dāng)CPU需要輸出時，先告訴的將數(shù)據(jù)寫入磁帶，爾后在一臺外面機的控制下，爾后低速輸出設(shè)備進行輸出。相反，在主機的直接控制下進行的輸入/輸出方式被稱為聯(lián)機輸入/輸出方式。優(yōu)點：減少了CPU的悠閑時間；提高I/O速度。3、實現(xiàn)分時系統(tǒng)的要點問題是什么？應(yīng)怎樣解決？答：要點問題：及時接收、及時辦理及時接收：在系統(tǒng)中設(shè)臵多路卡，使主機能同時接收用戶從各個終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個終端配臵緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。及時辦理：作業(yè)直接進入內(nèi)存；采用輪轉(zhuǎn)運行方式，不一樣意一個作業(yè)長遠(yuǎn)占用辦理機5、是什么原因使操作系統(tǒng)擁有異步性特色？答：進度是以人們不能預(yù)知的速度向前推進。內(nèi)存中的每個進度何時獲得辦理機運行；進何時因提出某種資源央求而暫停；進度以怎樣的速度向前推進；每道程序總合需要多少時間完成，等等。在多道程序環(huán)境下，允好多個進度并發(fā)執(zhí)行，但由于競爭資源等因素的限制，使進度的執(zhí)行不是“一氣呵成，而是以“走走停?！钡姆绞竭\行。只要運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)過多次運行，都會獲得完好相同的結(jié)果。6、何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中平時供應(yīng)了哪些功能？答：在微內(nèi)核OS中是將進度管理、儲藏器管理以及I/O管理的功能一分為二，屬于體系的很小一部分放入微內(nèi)核中，別的絕大部分放在微內(nèi)核外的各種服務(wù)器中來實現(xiàn)。功能：進度(線程)管理、初級儲藏器管理、中斷和墜入辦理。第2章作業(yè)2、程序并發(fā)執(zhí)行時為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性？答：程序并發(fā)執(zhí)行時，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，所以這些資源的狀態(tài)由多個程序改變，致使程序運行失去了封閉性，也會致使其失去可再現(xiàn)性。3、試說明PCB的作用，為什么說PCB是進度存在的唯一標(biāo)志？答：PCB是進度實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能夠獨立運行的程序，成為一個能獨立運行的基本單位，成為能與其他進度并發(fā)執(zhí)行的進度。OS是依照PCB對并發(fā)執(zhí)行的進度進行控制和管理的。OS依照進度的PCB感知到該進度的存在。所以說PCB是進度存在的唯一標(biāo)志4、同步機構(gòu)應(yīng)依照哪些基本準(zhǔn)則？答悠閑讓進、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待5、何謂“忙等”？它有什么弊端？答：“忙等”：不讓權(quán)等待，即進度由于某事件的發(fā)生而無法連續(xù)執(zhí)行時，它仍占CPU，其實不執(zhí)行循環(huán)測試指令來等待該事件的達成。弊端：沒有做到“讓權(quán)等待”，降低了CPU的使用效率。6、試從物理見解上說明記錄型信號量wait和signal。wait(S)：當(dāng)>0時，表示當(dāng)前系統(tǒng)中這類資源還有可用的。執(zhí)行一次wait操作，意味著進程央求一個單位的該類資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個，所以描述為:=；當(dāng)<0時，表示該類資源已分配達成，進度應(yīng)調(diào)用block原語自我擁塞，放棄辦理機，并插入到信號量鏈表中。signal(S)：執(zhí)行一次signal操作，意味著釋放一個單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源數(shù)增加一個，故執(zhí)行:=+1操作。若加1后≤0，則表示在該信號量鏈表中，仍有等待該資源的進度被擁塞，所以應(yīng)調(diào)用wakeup原語，將鏈表中的第一個等待進度喚醒。8、我們?yōu)槟撑R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時表示關(guān)鎖；當(dāng)W=0時表示鎖已經(jīng)打開，試寫出開鎖和關(guān)鎖原語，并利用它們?nèi)崿F(xiàn)互斥。、我們?yōu)槟撑R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時表示關(guān)鎖；當(dāng)開鎖和關(guān)鎖原語，并利用它們?nèi)崿F(xiàn)互斥。答：開鎖語句：unlock（w）;w=0;關(guān)鎖語句：lock（w）;if（w==1）dono_op；w=1;

W=0時表示鎖已經(jīng)打開，試寫出互斥：varw:semaphore:=0;BeginRepeatLock(w);criticalsectionUnlock(w);remaindersectionUntilfalse;end;9、試說明管程由哪幾部分組成，為什么要引入條件變量？答：管程由四部分組成：①管程的名稱；②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明；③對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行操作的一組過程；④對局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)臵初始值的語句；當(dāng)一個進度調(diào)用了管程，在管程中時被擁塞或掛起，直到擁塞或掛起的原因清除，而在此期間，若是該進度不釋放管程，則其他進度無法進入管程，被迫長時間地等待。為認(rèn)識決這個問題，引入了條件變量condition。第三章7、何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？10”答:若是一組進度中的每一個進度都在等待僅由該組進度中的其他進度才能惹起的事件，那么該組進度是死鎖的。原因：競爭不能搶占性資源，競爭可耗資費源，進度推進序次不當(dāng)。必要條件：互斥條件，懇求和保持條件，不能搶占條件和循環(huán)等待條件。9、不安全狀態(tài)可否必然致使系統(tǒng)進入死鎖狀態(tài)？舉例說明。10”不安全狀態(tài)不用然致使進入死鎖，由于，安全性檢查中的向量Max是進度前供應(yīng)的，而在實際運行過程中一進度需要的最大資源量可能小于Max，如一進度對應(yīng)的程序中有一段進行錯誤辦理的代碼其中需要n個a種資源，若該進度在運行過程中沒有碰到相應(yīng)的錯誤，而不需要調(diào)用該段錯誤辦理代碼，則它實質(zhì)大將完好不會央求這n個a種資源。14、在解決死鎖問題的幾個方法中，哪一種方法最易于實現(xiàn)？哪一種方法能使資源利用率最高？答：解決/辦理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、防范死鎖、檢測和清除死鎖預(yù)防死鎖方法最簡單實現(xiàn)，但所施加的限制條件過于嚴(yán)格，致使系統(tǒng)資源利用率降低防范死鎖可使系統(tǒng)獲得較好的資源利用率。第4-5章作業(yè)1、“整體對換從邏輯上也擴大了內(nèi)存，所以也實現(xiàn)了虛假儲藏器的功能”這類說法可否正確？請說明原因。答：上陳說明法是錯誤的。整體對換將內(nèi)存中暫時不用的某個程序及其數(shù)據(jù)換出至外存，騰出足夠的內(nèi)存空間以裝入在外存中的、具備運行條件的進度所對應(yīng)的程序和數(shù)據(jù)。虛假儲藏器是指僅把作業(yè)的一部分裝入內(nèi)存即可運行作業(yè)的儲藏器系統(tǒng)，是指擁有央求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量進行擴大的一種儲藏器系統(tǒng)，它的實現(xiàn)必定建立在失散分配的基礎(chǔ)上。誠然整體對換和虛假儲藏器均能從邏輯上擴大內(nèi)存空間，但整體對換不具備失散性。實質(zhì)上，在擁有整體對換功能的系統(tǒng)中，進度的大小仍碰到實質(zhì)內(nèi)存容量的限制。2、什么叫靜態(tài)重定位，什么叫動向重定位，它們分別與何種裝入方式相對應(yīng)？答：把作業(yè)裝入內(nèi)存中隨即進行地址變換的方式稱為靜態(tài)重定位，在作業(yè)執(zhí)行時期，當(dāng)接見到指令或數(shù)據(jù)時才進行地址變換的方式稱為動向重定位。它們分別和可重定位、動向運行時裝入方式相對應(yīng)。3、虛假儲藏器有哪些特色？其中最實質(zhì)的特色是什么？答：虛假儲藏器擁有失散性、多次性、對換性和虛假性的特色。其中最實質(zhì)的特色是失散性，在此基礎(chǔ)上又形成了多次性和對換性，所表現(xiàn)出來的最重要的特色是虛假性。第6章習(xí)題1、有哪幾種I/O控制方式？哪一種I/O控制方式適用于字符設(shè)備？哪一種I/O控制方式適用于塊設(shè)備？答：有四種：①使用輪詢的可編程I/O方式；②使用中斷的可編程I/O方式；③直接儲藏器接見（DMA）方式；④I/O通道控制方式。其中使用中斷的可編程I/O方式適用于字符設(shè)備，直接儲藏器接見（DMA）方式適用于塊設(shè)備。2、在設(shè)備管理中，為什么要引入緩沖區(qū)？答：在設(shè)備管理中，引入緩沖區(qū)的主要原因有以下四點：1）緩和CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的矛盾；2）減少對CPU的中斷頻率，放寬對CPU中斷響應(yīng)時間的限制；3）解決數(shù)據(jù)粒度不般配的問題；4）提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。3、什么是設(shè)備的獨立性？引入設(shè)備的獨立性有什么優(yōu)點？怎樣實現(xiàn)設(shè)備的獨立性？答：設(shè)備的獨立性是指應(yīng)用程序獨立于詳盡使用的物理設(shè)備。引入設(shè)備獨立性可提高設(shè)備分配的靈便性和設(shè)備的利用率，使I/O重定向更易于實現(xiàn)。為實現(xiàn)設(shè)備的獨立性引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的見解，在應(yīng)用程序中使用的是邏輯名，而系統(tǒng)中還裝備了一張將邏輯設(shè)備名變換為物理設(shè)備名的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邏輯設(shè)備表（LUT），從而實現(xiàn)了應(yīng)用程序所使用的設(shè)備與詳盡的設(shè)備沒關(guān)的設(shè)備獨立性。4、什么是SPOOLing技術(shù)，它由哪幾部分組成？答：SPOOLing也稱為假脫機技術(shù)，是指在多道程序的環(huán)境下，利用多道程序中的一道或兩道來模擬外面控制機，從而在聯(lián)機的條件下實現(xiàn)同時外面操作的技術(shù)。它由輸入/輸出井、輸入/輸出緩沖區(qū)、輸入/輸出進度和井管理程序四部分組成。5、什么是SCAN算法，它是為認(rèn)識決什么問題而引入的？答：SCAN算法是一種磁盤調(diào)換算法，它選擇在磁頭當(dāng)前搬動方向上，與當(dāng)前磁頭所在磁道距離近來的，要求接見的磁道進行接見，直至在當(dāng)前搬動方向上再無需要接見的磁道時，才反轉(zhuǎn)磁臂搬動方向，并執(zhí)行與前面相同的調(diào)換策略。SCAN算法的引入是為了防范出現(xiàn)進度“饑餓”現(xiàn)象。6、為什么引入NStepSCAN算法，它是怎樣解決上述問題的？答：在SSTF、SCAN、CSCAN幾種磁盤調(diào)換算法中，都可能出現(xiàn)“磁臂粘著”現(xiàn)象，即有一個進度或幾個進度對某一磁道有較高的接見頻率，從而致使磁臂停留在某處不動，壟斷了整個磁盤設(shè)備。NStepScan算法將磁盤央求隊列分成若干個長度為N的子隊列，磁盤調(diào)換按FCFS算法依次辦理這些子隊列。而每辦理一個子隊列時又是依照SCAN算法。當(dāng)辦理某子隊列時，又有新的磁盤I/O央求，便將新央求進度放入其他隊列中，從而防范了粘臂現(xiàn)象。第7-8章習(xí)題1、在文件系統(tǒng)中，目錄的功能是什么？對目錄管理的主要要求是什么？答：在文件系統(tǒng)中，擁有將文件名變換為該文件在外存的物理地址的功能。對目錄管理的主要要求是：1）能夠?qū)崿F(xiàn)“按名存取”；2）提高對目錄的檢索速度；3）能夠?qū)崿F(xiàn)文件共享；4）贊同文件重名。2、什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)？什么是文件的物理結(jié)構(gòu)？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)是從用戶的見解出發(fā)，所觀察到的文件組織形式，是用戶能夠直接手理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨立于物理特色，又稱文件組織。文件的物理結(jié)構(gòu)又稱為文件的儲藏結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的儲藏組織形式，與儲藏介質(zhì)的儲藏性能有關(guān)。3、文件的邏輯結(jié)構(gòu)有哪幾各種類？常用的外存組織方式哪幾種，分別對應(yīng)于哪一種文件物理結(jié)構(gòu)？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)有序次言件、索引文件和索引序次言件三各種類。常用的外存組織方式有：連續(xù)組織方式（對應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)是序次式的文件結(jié)構(gòu)）、鏈接組織方式（對應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)索引式的文件結(jié)構(gòu)）、索引組織方式（對應(yīng)的文件物理結(jié)構(gòu)是索引式的文件結(jié)構(gòu)，但在現(xiàn)代OS中，則可對應(yīng)于多各種