02323操作系統(tǒng)概論

2023-06-21 20:10 作者:小陳只會(huì)拉屎 0人讀過(guò) | 我要投稿

單選題：20題，每題1分，一共20分 ?

填空題：10題，每題2分，一共20分

簡(jiǎn)答題：5題，每題4分，一共20分

綜合題：4題，每題10分，一共40分

第一章操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介

第一小節(jié) 什么是操作系統(tǒng)

1.?操作系統(tǒng)：os,是一種復(fù)雜的系統(tǒng)軟件，是不同程序代碼、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)初始化文件的集合，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的資源，屏蔽了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，通過(guò)用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口使應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)變得簡(jiǎn)單、高效

2.?操作系統(tǒng)必須完成的目標(biāo)：承上啟下，操作系統(tǒng)與硬件部分相互作用、為運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序提供執(zhí)行環(huán)境

3.?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)重要的特點(diǎn)：支持多任務(wù)

4.?操作系統(tǒng)包括什么：處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、設(shè)備管理、文件管理

5.?網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)卡、帶寬

第二小節(jié) 操作系統(tǒng)的發(fā)展

1.?單道批處理系統(tǒng)：內(nèi)存種只有一道作業(yè)，cpu和內(nèi)存資源被用戶作業(yè)獨(dú)占，特點(diǎn)自動(dòng)性、順序性、單道性，優(yōu)點(diǎn)是減少等待人工操作時(shí)間，缺點(diǎn)是cpu資源不能充分利用

2.?多道批處理系統(tǒng)：由操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序按一定策略從后備作業(yè)隊(duì)列種選擇若干個(gè)作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，使他們共享cpu資源，特點(diǎn)是多道性、無(wú)序性、調(diào)度性、復(fù)雜性業(yè)，優(yōu)點(diǎn)是提高利用率和吞吐量，缺點(diǎn)是時(shí)間長(zhǎng)、缺乏交互能力

3.?分時(shí)操作系統(tǒng)：允許多個(gè)用戶通過(guò)終端機(jī)同時(shí)使用計(jì)算機(jī)，每個(gè)用戶通過(guò)終端與主機(jī)交互時(shí)能得到快速響應(yīng)（比如KTV點(diǎn)歌，可以多個(gè)人掃碼在一個(gè)設(shè)備上點(diǎn)歌），特點(diǎn)是多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性，優(yōu)點(diǎn)是提供了人機(jī)交互的方便性，使多個(gè)用戶共享主機(jī)

-------多道批處理系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)是屬于多道程序系統(tǒng)（可以并發(fā)就是因?yàn)橐攵嗟莱绦蛳到y(tǒng)）--------------

4.?實(shí)時(shí)系統(tǒng)：必須及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，主要用于實(shí)時(shí)控制和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域，特點(diǎn)是多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性

第三小節(jié) 操作系統(tǒng)的特征

5.?現(xiàn)代操作系統(tǒng)：支持多任務(wù)，具有并發(fā)、共享、虛擬和異步性特征

并發(fā)：兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生，并行是多個(gè)事件同時(shí)發(fā)生

共享：系統(tǒng)中資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用，共享分為互斥共享和同時(shí)共享，互斥共享是指任意時(shí)刻一種資源只能被一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)，同時(shí)共享是指資源可以被多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)

虛擬：最常用內(nèi)存虛擬化，用戶感覺(jué)到的內(nèi)存大于實(shí)際內(nèi)存（cpu在瘋狂交互執(zhí)行，把物理的變成邏輯的）

異步：進(jìn)程以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)（什么都不確定才叫異步）

第四小節(jié) 操作系統(tǒng)的功能

操作系統(tǒng)的功能分為兩類：管理計(jì)算機(jī)資源、提供用戶接口

6.?管理計(jì)算機(jī)資源：內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、設(shè)備管理、文件管理

內(nèi)存管理：提高內(nèi)存利用率，以及從邏輯上擴(kuò)充以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)（就是虛擬技術(shù)），內(nèi)存管理管內(nèi)容有內(nèi)存分配(靜態(tài)和動(dòng)態(tài))、內(nèi)存保護(hù)（保護(hù)內(nèi)存，彼此劃分，互不干擾）、地址映射（用戶感受到的叫邏輯，看得到的叫物理地址）、內(nèi)容擴(kuò)充（從邏輯方面，有兩個(gè)步驟請(qǐng)求調(diào)用和置換）

內(nèi)存保護(hù)，使用寄存器劃分，使他們互不干擾

進(jìn)程管理：執(zhí)行中的程序（不考），進(jìn)程控制是控制進(jìn)程創(chuàng)建撤銷喚醒等等

設(shè)備管理：輸出輸入設(shè)備，比如鍵盤鼠標(biāo)

文件管理：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的權(quán)限

7.?提供用戶接口：命令接口、圖形用戶接口、程序接口

命令接口：分為聯(lián)機(jī)(一個(gè)命令執(zhí)行一下然后輸入下一個(gè)命令繼續(xù)執(zhí)行)和脫機(jī)(給一批命令)

圖形用戶接口：圖形化界面

程序接口：為程序員提供的接口，也就是系統(tǒng)調(diào)用

第五小節(jié) 操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

8.?操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是操作系統(tǒng)作為一種軟件的體系結(jié)構(gòu)

--------------------------模型（一步步優(yōu)化）------------------------

簡(jiǎn)單的監(jiān)控程序模型：功能簡(jiǎn)陋（啥也不會(huì)，把功能堆在一起）

單體結(jié)構(gòu)模型：所有的軟件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都放置在一個(gè)邏輯模塊中（把上一類堆在一起的進(jìn)行分類，但是還是堆在一起）例子：unix系統(tǒng)，ms-dos、linux、mac os x和bsd系統(tǒng)

層次結(jié)構(gòu)模型：把操作系統(tǒng)分解為多個(gè)小的層（分分類、分層級(jí)）

客戶/服務(wù)器模型與微內(nèi)核結(jié)構(gòu)：核心功能外移（把不重要的去除），去除（文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和驅(qū)動(dòng)程序），保留（處理機(jī)調(diào)度、存儲(chǔ)管理和消息通信），windows?nt、cos、VxWorks

動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)模型：動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)

第六小節(jié) 指令的執(zhí)行

9.?指令：程序是指令的集合

10.?指令周期：一個(gè)單一指令需要的處理稱為指令周期，一個(gè)指令周期劃分為取指周期和執(zhí)行周期兩個(gè)步驟

11.?程序計(jì)數(shù)器（pc）、指令寄存器（IR）：程序計(jì)數(shù)器保存下一次要執(zhí)行的指令的地址，操作系統(tǒng)吧去取到的指令放在處理器的指令寄存器（存放當(dāng)前執(zhí)行的指令）中

12.?指令的構(gòu)成：操作碼、地址

13.?指令的分類：

處理器與存儲(chǔ)器之間的指令或數(shù)據(jù)傳送操作

處理器與I/O設(shè)備之間的指令或數(shù)據(jù)傳送操作

算術(shù)運(yùn)算操作或邏輯運(yùn)算操作

控制操作，即修改指令的執(zhí)行順序的操作

第二章進(jìn)程管理

第一小節(jié) 進(jìn)程的描述

順序執(zhí)行—一個(gè)一個(gè)來(lái)

1.?順序執(zhí)行特點(diǎn)：順序性、封閉性、可再現(xiàn)性

順序性：我運(yùn)行完你運(yùn)行

封閉性：只有當(dāng)前運(yùn)行的程序才能改變

可再現(xiàn)性：可以重復(fù)出現(xiàn)

2.?順序執(zhí)行的問(wèn)題：不能使輸入機(jī)、處理器和打印機(jī)同時(shí)忙碌

3.?并發(fā)：同一時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)行多個(gè)程序。一個(gè)程序執(zhí)行結(jié)束前，可以運(yùn)行其他程序

宏觀并行：用戶覺(jué)得程序同時(shí)向前推進(jìn)

微觀串行：任意時(shí)刻一個(gè)cpu只有一個(gè)程序在運(yùn)行

4.?并發(fā)執(zhí)行的特點(diǎn)：間斷性、失去封閉性、不可再現(xiàn)性

間斷性：程序在cpu上執(zhí)行是是時(shí)斷時(shí)續(xù)的，斷斷續(xù)續(xù)

失去封閉性：系統(tǒng)的狀態(tài)不再只對(duì)正在執(zhí)行的程序可見(jiàn)，可以簡(jiǎn)單理解為共享，比如買票，每個(gè)用戶都可以提交訂單，余票都會(huì)減少

不可再現(xiàn)性：同一個(gè)程序多次運(yùn)行可能結(jié)果不一樣

程序是靜，進(jìn)程是動(dòng)

5.?進(jìn)程：允許并發(fā)執(zhí)行的程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程，進(jìn)程=正文段+用戶數(shù)據(jù)段+進(jìn)程控制塊（PCB，就是記錄你在進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中所有東西）

6.?進(jìn)程的特點(diǎn)：并發(fā)性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性、異步性、結(jié)構(gòu)特征

并發(fā)性：多個(gè)進(jìn)程實(shí)體能在一段時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)運(yùn)行

動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程是實(shí)體的執(zhí)行過(guò)程

獨(dú)立性：獨(dú)立運(yùn)行和資源調(diào)度的基本單位

異步性：任何都無(wú)法預(yù)知

結(jié)構(gòu)特征：進(jìn)程實(shí)體包括用戶正文段、用戶數(shù)據(jù)段和進(jìn)程控制塊

7.?程序和進(jìn)程的區(qū)別：程序是靜態(tài)的、永久的、指令的集合的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的、暫時(shí)的、正文段+用戶數(shù)據(jù)段+進(jìn)程控制塊的

8.?程序和進(jìn)程的聯(lián)系：進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，同一個(gè)進(jìn)程能順序執(zhí)行幾個(gè)程序

9.?進(jìn)程控制塊PCB：進(jìn)程控制塊是進(jìn)程實(shí)體部分的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記錄了操作系統(tǒng)所需要的全部信息

進(jìn)程標(biāo)識(shí)符信息：用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程

處理機(jī)狀態(tài)信息：通用寄存器、指令計(jì)數(shù)器、程序狀態(tài)字psw、用戶棧指針

進(jìn)程調(diào)度信息

進(jìn)程控制信息

10.?進(jìn)程的狀態(tài)：執(zhí)行態(tài)、就緒態(tài)、阻塞態(tài)（等待或封鎖）

11.?進(jìn)程的組織：

鏈接方式（把系統(tǒng)中具有相同狀態(tài)的進(jìn)程控制塊pcb用其中一個(gè)鏈接字連成一個(gè)隊(duì)列）

索引方式（系統(tǒng)根據(jù)所有進(jìn)程的狀態(tài)建立索引表，索引表的每一個(gè)表項(xiàng)指向一個(gè)進(jìn)程控制塊PCB）

進(jìn)程隊(duì)列（把具有相同狀態(tài)的進(jìn)程控制塊用隊(duì)列組織起來(lái)）（就是阻塞的和阻塞的放在一起，權(quán)重和權(quán)重相同的放在一起）

第二小節(jié) 進(jìn)程的控制

進(jìn)程有創(chuàng)建、阻塞、喚醒、終止

12.?創(chuàng)建進(jìn)程的情況：用戶登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請(qǐng)求

13.?創(chuàng)建進(jìn)程：申請(qǐng)空白pcb、為新進(jìn)程分配資源、初始化進(jìn)程控制塊、將新進(jìn)程插入到就緒隊(duì)列（就緒態(tài)）

14.?新進(jìn)程被創(chuàng)建時(shí)，有兩種執(zhí)行可能：父子進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行、父進(jìn)程等待，直到子進(jìn)程全部執(zhí)行完畢

15.?進(jìn)程阻塞：條件沒(méi)有達(dá)到

16.?進(jìn)程阻塞過(guò)程：將進(jìn)程的狀態(tài)改為阻塞態(tài)、將進(jìn)程插入相應(yīng)的阻塞隊(duì)列、轉(zhuǎn)到進(jìn)程調(diào)度程序，從就緒隊(duì)列中選擇進(jìn)程給cpu

17.?進(jìn)程喚醒的過(guò)程：將進(jìn)程從阻塞隊(duì)列中移出、將進(jìn)程狀態(tài)由阻塞態(tài)改為就緒態(tài)、將進(jìn)程插入就緒態(tài)

18.?什么情況下會(huì)進(jìn)程被終止：進(jìn)程正常執(zhí)行完畢

19.?完成進(jìn)程終止的過(guò)程：從進(jìn)程pcb中讀進(jìn)程狀態(tài)、若進(jìn)程正在執(zhí)行，則終止進(jìn)程的執(zhí)行、釋放資源、將終止進(jìn)程的PCB移出

第三小節(jié) 操作系統(tǒng)內(nèi)核

20.?操作系統(tǒng)內(nèi)核：操作系統(tǒng)內(nèi)核是計(jì)算機(jī)硬件的第一次擴(kuò)充，內(nèi)存執(zhí)行操作系統(tǒng)與硬件關(guān)系密切，執(zhí)行頻率高的模塊，常駐內(nèi)存

21.?操作系統(tǒng)的功能：支撐功能（中斷處理、時(shí)鐘管理、原語(yǔ)操作）、資源管理功能（進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理）

22.?中斷：是改變處理器執(zhí)行指令順序的一種事件

23.?為什么需要中斷：能有效提高cpu的利用率改善系統(tǒng)性能，支持系統(tǒng)的異步操作

24.?中斷的分類：

同步中斷（內(nèi)部中斷）：自己出問(wèn)題了

異步中斷（外部中斷）：分為外部可屏蔽中斷（執(zhí)行中但是可以停），外部不可屏蔽中斷（不能停）

25.?引起中斷的原因：人為設(shè)置中斷、程序性事故、硬件故障、I/O設(shè)備、外部事件（比如按exit退出了）

26.?中斷響應(yīng)：響應(yīng)中斷的條件、響應(yīng)中斷的時(shí)機(jī)（就是執(zhí)行一個(gè)指令就去查一下中斷信號(hào)，如果中斷信號(hào)有數(shù)據(jù)，那么說(shuō)明程序要停下來(lái)）

27.?單重中斷處理

28.?時(shí)鐘：時(shí)鐘是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的脈搏，計(jì)算機(jī)的很多活動(dòng)都是由定時(shí)測(cè)量來(lái)驅(qū)動(dòng)的

------------------時(shí)鐘可以限制用戶進(jìn)程在cpu上連續(xù)執(zhí)行的時(shí)間（不是中斷）---------------------

29.?實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC\CMOS：類似鐘表（北京時(shí)間），開(kāi)機(jī)后的初始值（比如手機(jī)開(kāi)機(jī)不可能顯示為0）

30.?Os時(shí)鐘：類似秒表，計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)后初始值為0，是由操作系統(tǒng)控制的

兩個(gè)時(shí)鐘的工作原理是，開(kāi)機(jī)后使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘的值作為初始值（北京時(shí)間），并且os時(shí)鐘的值為0，然后os開(kāi)始計(jì)時(shí)（像秒表一樣），然后加到初始值上

--------------大部分pc中有兩個(gè)時(shí)鐘源，分別為實(shí)時(shí)時(shí)鐘和os時(shí)鐘------------------------

31.?操作系統(tǒng)的時(shí)鐘機(jī)制：分為時(shí)鐘硬件(保持當(dāng)前的日期和時(shí)間)和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序（維持定時(shí)器）

Os時(shí)鐘管理硬件：晶振（秒針），計(jì)數(shù)器（分針），保持寄存器（時(shí)針），秒針一直在走，走一下分針就-1，減完后從時(shí)鐘在分配一個(gè)計(jì)數(shù)器，然后一直循環(huán)

32.?時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序(簡(jiǎn)答題)：維護(hù)時(shí)間、進(jìn)程運(yùn)行防止運(yùn)行超時(shí)、記錄cpu使用情況、遞減報(bào)警計(jì)數(shù)器

33.?系統(tǒng)調(diào)用：是預(yù)先定義好的模塊，是系統(tǒng)程序與用戶程序之間的接口

34.?系統(tǒng)調(diào)用和一般的函數(shù)調(diào)用的區(qū)別(簡(jiǎn)答題)：

用戶空間：用戶進(jìn)程所在的地址空間

用戶態(tài)執(zhí)行：cpu執(zhí)行用戶空間代碼時(shí)，稱這個(gè)進(jìn)程處于用戶態(tài)執(zhí)行(也稱為目態(tài))

系統(tǒng)空間：包含系統(tǒng)核心代碼的地址空間

系統(tǒng)態(tài)執(zhí)行：cpu執(zhí)行系統(tǒng)核心代碼時(shí)，稱這個(gè)進(jìn)程處于系統(tǒng)態(tài)執(zhí)行(也稱為管態(tài))

區(qū)別1：系統(tǒng)調(diào)用運(yùn)行在系統(tǒng)態(tài)，一般函數(shù)運(yùn)行在用戶態(tài)

區(qū)別2：執(zhí)行過(guò)程不同（系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，當(dāng)前進(jìn)程被中斷）(系統(tǒng)態(tài)的權(quán)限較高，所以會(huì)中斷其他的）

區(qū)別3：系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行中斷處理，比函數(shù)調(diào)用多了系統(tǒng)開(kāi)銷（因?yàn)橹袛鄷?huì)開(kāi)辟系統(tǒng)空間保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，所以會(huì)有系統(tǒng)開(kāi)銷）

35.?系統(tǒng)調(diào)用的類型(簡(jiǎn)答題)：進(jìn)程控制類、文件操作類、設(shè)備管理類、通信類、信息維護(hù)類

第四小節(jié) 進(jìn)程同步（重點(diǎn)） ??因?yàn)橐L問(wèn)臨界資源才有了進(jìn)程調(diào)度的算法

36.?多道程序環(huán)境下進(jìn)程之間的關(guān)系（進(jìn)程同步的任務(wù)）：

資源共享關(guān)系：保證各進(jìn)程以互斥的方式訪問(wèn)臨界資源

相互合作關(guān)系：保證相互合作的各進(jìn)程協(xié)調(diào)執(zhí)行

37.?臨界資源：必須以互斥方式訪問(wèn)的共享資源稱為臨界資源，同時(shí)只有一個(gè)進(jìn)程

38.?臨界區(qū)：進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)

39.?同步機(jī)制遵循的準(zhǔn)則：

空閑讓進(jìn)：沒(méi)有進(jìn)程在臨界區(qū)，應(yīng)該要也許一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程進(jìn)入

忙則等待：臨界區(qū)里面又進(jìn)程，其他試圖進(jìn)入的進(jìn)程必須等待

有限等待：對(duì)于訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)該保證有限時(shí)間內(nèi)進(jìn)入臨界區(qū)

讓權(quán)等待：申請(qǐng)不到訪問(wèn)權(quán)，應(yīng)該釋放出立即，以免浪費(fèi)cpu資源

40.?信號(hào)量機(jī)制：整型信號(hào)量機(jī)制、記錄型信號(hào)機(jī)制、AND型信號(hào)量

41.?整型信號(hào)量機(jī)制：表示共享資源狀態(tài)且只能由特殊的原子操作（wait申請(qǐng)資源,signal釋放)改變的整型量，原理是定義一個(gè)整型變量，用這個(gè)變量的值來(lái)標(biāo)記資源的使用情況，初始值為1，>0有資源可以用，<=0沒(méi)有資源，需要等待

用整型信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥：（整個(gè)結(jié)構(gòu)就是這樣子的，臨界資源要在申請(qǐng)資源成功后才能使用）

wait(s)//申請(qǐng)資源

cs//申請(qǐng)資源后訪問(wèn)臨界資源

signal(s)//釋放資源

例題：p1和p2兩個(gè)進(jìn)程都訪問(wèn)同一個(gè)臨界資源---打印機(jī)（用cs表示）對(duì)應(yīng)的整型信號(hào)量為s,s的初始值為1，想要實(shí)現(xiàn)互斥的代碼如下

P1 ???????????????????????????????????????????????P2

?{... ?????????????????????????????????????????????????{...

wait(s); ????????????????????????????????????????????wait(s);

cs ???????????????????????????????????????????????cs

signal(s); ?????????????????????????????????????????signal(s);

...} ?????????????????????????????????????????????????????...}

42.?記錄型信號(hào)量機(jī)制：原理定義一個(gè)記錄型變量，用該變量的值來(lái)標(biāo)記資源的使用情況，s.value>=0是，表示資源數(shù)量，s.value<0時(shí)，s.value的絕對(duì)值表示等待隊(duì)列阻塞進(jìn)程的數(shù)量

第五小節(jié) 進(jìn)程通信

43.?進(jìn)程通信機(jī)制：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)、管道通信、消息緩沖隊(duì)列（不是高級(jí)通信機(jī)制）

第六小節(jié) 線程

44.?線程：線程是進(jìn)程中可以獨(dú)立執(zhí)行的子任務(wù)，是被系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位，和進(jìn)程共享所有資源

45.?線程控制塊TCB：每個(gè)線程由一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是tcb，記錄了線程運(yùn)行所需的全部信息

46.?線程與進(jìn)程的區(qū)別（簡(jiǎn)答題）：

資源和調(diào)度：線程是程序執(zhí)行的基本單位，進(jìn)程是擁有資源的基本單位

地址空間資源：不同進(jìn)程地址不相同，同一個(gè)進(jìn)程下的線程地址相同

通信關(guān)系：同一進(jìn)程下的線程間可以直接通信

并發(fā)性：都支持并發(fā)執(zhí)行

系統(tǒng)開(kāi)銷：線程切換的開(kāi)銷比進(jìn)程小

47.?線程控制：創(chuàng)建、阻塞、喚醒、調(diào)度、切換、終止

48.?線程阻塞：請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)、新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)、啟動(dòng)某種操作

49.?線程終止：正常結(jié)束、異常結(jié)束、外界干擾

第三章?進(jìn)程調(diào)度與死鎖

1.?進(jìn)程調(diào)度的功能由誰(shuí)完成，具體做什么：由進(jìn)程調(diào)度程序完成，從就緒進(jìn)程中選擇新進(jìn)程調(diào)入cpu

2.?進(jìn)程調(diào)度時(shí)機(jī)：進(jìn)程正常結(jié)束、進(jìn)程異常結(jié)束、進(jìn)程阻塞、有更高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程到來(lái)、時(shí)間片用完

3.?選擇調(diào)度方式和算法的準(zhǔn)則（什么算法是好的算法/簡(jiǎn)答題）：周轉(zhuǎn)時(shí)間短（作業(yè)從提交到完成的時(shí)間短）、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證（在一定時(shí)間內(nèi)完成）、系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好

4.?帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：帶權(quán)時(shí)間/服務(wù)時(shí)間,開(kāi)始運(yùn)行時(shí)間=上一個(gè)進(jìn)程結(jié)束時(shí)間+上一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入時(shí)間，周轉(zhuǎn)時(shí)間=服務(wù)時(shí)間+等待時(shí)間，等待時(shí)間=開(kāi)始運(yùn)行時(shí)間-進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間

5.?先來(lái)先服務(wù)算法FCFS：從就緒隊(duì)列的隊(duì)首選擇最先到達(dá)就緒隊(duì)列的進(jìn)程，為該進(jìn)程分配cpu

6.?短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法SPF：從就緒隊(duì)列中選擇估計(jì)運(yùn)行時(shí)間短的進(jìn)程，為該進(jìn)程分配cpu，優(yōu)點(diǎn)是和FCFS相比，SPF有效降低進(jìn)程的平均等待時(shí)間、提高系統(tǒng)吞吐量，缺點(diǎn)是對(duì)長(zhǎng)進(jìn)程不利、進(jìn)程長(zhǎng)短由用戶決定，不一定準(zhǔn)確

7.?優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法：系統(tǒng)把cpu分配給優(yōu)先權(quán)最高的進(jìn)程，優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法類型有搶占式和非搶占式，優(yōu)先權(quán)類型有靜態(tài)優(yōu)先權(quán)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)

8.?時(shí)間片輪調(diào)算法RR：系統(tǒng)按照先來(lái)先服務(wù)的原則排成一個(gè)隊(duì)列，每次調(diào)度時(shí)把cpu分配給隊(duì)首進(jìn)程，并執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片，當(dāng)時(shí)間片用完時(shí)，終止當(dāng)前進(jìn)程并將該進(jìn)程送入隊(duì)尾

時(shí)間片：一般時(shí)10~100ms，linux2.4是50ms

9.?時(shí)間片大小的確定：系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求（短-?。?、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目（多-?。?、系統(tǒng)處理能力（好-?。?/p>

10.?多級(jí)隊(duì)列調(diào)度算法：把就緒隊(duì)列分為多個(gè)獨(dú)立隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列都有自己的調(diào)度算法

11.?多級(jí)反饋隊(duì)列算法：建立多個(gè)優(yōu)先權(quán)不同的就緒隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列有大小不同的時(shí)間片

12.?實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度的基本條件：

提供必要的調(diào)度信息（開(kāi)始截止時(shí)間、完成截止時(shí)間、就緒時(shí)間、處理時(shí)間、資源要求、優(yōu)先級(jí)）、

系統(tǒng)處理能力強(qiáng)、采用搶占式調(diào)度機(jī)制、具有快速切換機(jī)制

13.?實(shí)時(shí)調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先算法EDF（運(yùn)行越早、優(yōu)先權(quán)越高）、最低松弛度優(yōu)先算法LLF（L=T-Tc-Ts，T完成截止時(shí)間、Tc當(dāng)前時(shí)間、Ts處理該任務(wù)還需要的時(shí)間）

14.?進(jìn)程切換：正在執(zhí)行的進(jìn)程成為被替換進(jìn)程，讓出所使用的cpu，以運(yùn)行新進(jìn)程

15.?多處理系統(tǒng)的類型：耦合（緊密耦合、松弛耦合），結(jié)構(gòu)（對(duì)稱（靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配）、非對(duì)稱（主-從式分配））

16.?死鎖：多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)共享資源而引起的進(jìn)程不能向前推進(jìn)的僵死狀態(tài)，產(chǎn)生原因是競(jìng)爭(zhēng)資源且分配資源順序不當(dāng)

17.?產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件

18.?處理死鎖：死鎖的預(yù)防（通過(guò)破壞死鎖的產(chǎn)生條件）、死鎖的避免（通過(guò)算法合理分配資源）

19.?破壞死鎖產(chǎn)生條件：摒棄請(qǐng)求和保持條件（一次性申請(qǐng)需要的全部資源、申請(qǐng)資源前需要釋放當(dāng)前占用的資源）、摒棄不剝奪條件（系統(tǒng)把被占用的資源分配給需要的進(jìn)程，缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、代價(jià)高）、摒棄環(huán)路等待條件（先申請(qǐng)資源少的）

----------死鎖的避免--------------

20.?安全狀態(tài)：能夠找到一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行序列，按照這個(gè)序列為每個(gè)進(jìn)程分配資源可以保證進(jìn)程的資源分配和執(zhí)行順利完成，不發(fā)生死鎖

21.?銀行家算法：一個(gè)進(jìn)程提出資源請(qǐng)求后，系統(tǒng)先進(jìn)程資源的試分配，分配后檢測(cè)系統(tǒng)是否安全（安全就給他分配資源，不安全就不給），銀行家算法的實(shí)質(zhì)是避免系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)（不安全不一定等于死鎖）

----------死鎖的檢測(cè)---------------

22.?什么時(shí)候檢測(cè)/何時(shí)調(diào)用檢測(cè)算法：死鎖可能發(fā)生的頻率、死鎖發(fā)生時(shí)受影響的進(jìn)程數(shù)量

23.?資源分配圖：

圖中ab線是給P1分配了兩個(gè)資源，c線是P1申請(qǐng)資源，d線是分配給P2資源，e線是P2申請(qǐng)資源，f線是給P2分配資源

24.?死鎖定理：用于檢測(cè)系統(tǒng)所處的資源分配狀態(tài)是否為死鎖狀態(tài)，死鎖狀態(tài)的充分條件是當(dāng)且僅當(dāng)S(S是指那張圖)狀態(tài)的資源分配圖是不可完全簡(jiǎn)化的（簡(jiǎn)化是指某個(gè)進(jìn)程可以正常執(zhí)行完畢，給他分配資源或者他申請(qǐng)資源的線因?yàn)閳?zhí)行完成后消失，完全簡(jiǎn)化是指資源分配圖全部線消失）

-------------死鎖的解除------------

25.?死鎖的解除：解除途徑（進(jìn)程終止(終止所有進(jìn)程、一次只終止一個(gè)，直到死鎖解除)、資源搶占(從其他進(jìn)程搶占資源給其他進(jìn)程使用，直到死鎖解除)）

第四章?內(nèi)存管理

1.?內(nèi)存管理的目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分配和回收，提高內(nèi)存空間的利用率和內(nèi)存訪問(wèn)速度

第一小節(jié) ?存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)

2.?存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)：寄存器--L1高速緩存--L2高速緩存--主存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器ram（靜動(dòng)態(tài)）斷電內(nèi)容丟失）--本地二級(jí)存儲(chǔ)--遠(yuǎn)程二級(jí)存儲(chǔ)

3.?局部性原理：在短時(shí)間內(nèi)，程序執(zhí)行僅限于某個(gè)部分，相應(yīng)的，它所訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間也局限于某個(gè)區(qū)域，局部性分為空間局部性和時(shí)間局部性

第二小節(jié) 程序的鏈接和裝入

4.?程序的鏈接：將編譯后的目標(biāo)模塊裝配成一個(gè)可執(zhí)行程序（把代碼翻譯成0和1，把0和1整合在一起變成可以執(zhí)行的程序），程序的鏈接分為靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接

5.?靜態(tài)鏈接：程序運(yùn)行前，用鏈接程序將目標(biāo)模塊鏈接成一個(gè)完整的裝入模塊

6.?鏈接程序的任務(wù)：對(duì)邏輯地址進(jìn)行修改（邏輯地址改成邏輯地址（所有的邏輯內(nèi)容串起來(lái)））、變換外部調(diào)用符號(hào)

7.?重定位：程序裝入時(shí)對(duì)目標(biāo)程序中的指令和數(shù)據(jù)地址的修改過(guò)程叫重定位（地址映射）

8.?程序的裝入：

絕對(duì)裝入方式：編譯時(shí)產(chǎn)生物理地址的目標(biāo)代碼

可重定位裝入（靜態(tài)重定位）：編譯時(shí)地址時(shí)邏輯地址，裝入是通過(guò)重定位轉(zhuǎn)換為物理地址（物理地址=邏輯地址+程序在內(nèi)存中的起始地址）

動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入（動(dòng)態(tài)重定位）：程序執(zhí)行時(shí)通過(guò)重定位轉(zhuǎn)換為物理地址

第三小節(jié) 連續(xù)分配存儲(chǔ)管理方式

9.?單一連續(xù)分配：任何時(shí)刻主存儲(chǔ)器最多只有一個(gè)作業(yè)（只適用于單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)）

10.?固定分區(qū)分配：每個(gè)分區(qū)大小固定不變（區(qū)分大小相同、分區(qū)大小不等），每個(gè)分區(qū)只可以裝入一個(gè)作業(yè)（上限寄存器和下限寄存器）

固定分區(qū)說(shuō)明表：起始地址、長(zhǎng)度、是否占用

11.?動(dòng)態(tài)分區(qū)分配：分區(qū)大小和個(gè)數(shù)都是根據(jù)實(shí)際劃分的

空閑分區(qū)表：分區(qū)編號(hào)、分區(qū)大小、分區(qū)起始地址

空閑分區(qū)鏈：每個(gè)分區(qū)建立一個(gè)結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)包括（簡(jiǎn)答題）：分區(qū)起始地址、分區(qū)大小、指向前一個(gè)空閑分區(qū)結(jié)點(diǎn)的指針、指向后一個(gè)空閑分區(qū)結(jié)點(diǎn)的指針）

12.?空閑區(qū)分配算法：

首次適應(yīng)算法：空閑分區(qū)鏈以地址遞增的順序鏈接從鏈?zhǔn)组_(kāi)始查找，直至找到第一個(gè)滿足要求的空閑分區(qū)，p1(20+30=50,120-30=90)

循環(huán)首次適應(yīng)算法：從上次找到的空閑分區(qū)的下一個(gè)分區(qū)開(kāi)始查找（優(yōu)點(diǎn)：空閑區(qū)分布均勻、查找開(kāi)銷較小，缺點(diǎn)：缺乏大空閑區(qū)）

最佳適應(yīng)算法：空閑分區(qū)鏈以分區(qū)大小遞增（從小到大排）的順序鏈接從鏈?zhǔn)组_(kāi)始查找，分配的空閑塊與裝入作業(yè)尺寸最接近（提高內(nèi)存利用率）

13.?動(dòng)態(tài)分區(qū)分配的流程（簡(jiǎn)答題）：檢索空閑分區(qū)鏈->分配空閑分區(qū)->將分配給進(jìn)程的分區(qū)其實(shí)地址返回給內(nèi)存分配程序的調(diào)用者->修改空閑分區(qū)鏈表（檢索、分配、反饋、修改）

14.?動(dòng)態(tài)分區(qū)回收的流程：釋放一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域->如果釋放的區(qū)域與其他空閑區(qū)相鄰，則合并空閑區(qū)->修改空閑分區(qū)鏈

第四小節(jié) 基于分頁(yè)存儲(chǔ)管理

15.?頁(yè)：將一個(gè)進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)大小相等的片

16.?頁(yè)框：將物理內(nèi)存空間分成與頁(yè)大小相同的若干個(gè)存儲(chǔ)塊

17.?分頁(yè)存儲(chǔ)：將進(jìn)程中的若干頁(yè)分別裝入多個(gè)可不相鄰的頁(yè)框中

18.?頁(yè)內(nèi)碎片：進(jìn)程最后一頁(yè)一般裝不滿一個(gè)頁(yè)框，形成頁(yè)內(nèi)碎片

19.?頁(yè)表：實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到頁(yè)框號(hào)的映射

20.?分頁(yè)地址結(jié)構(gòu)：頁(yè)號(hào)P、頁(yè)內(nèi)偏移量（頁(yè)內(nèi)地址）W

b、kb、mb、gb、tb

1024b=1kb,1024kb=1mb,1024mb=1gb

21.?分頁(yè)地址變換（簡(jiǎn)答題）：

進(jìn)程執(zhí)行，pcb中頁(yè)表起始地址和頁(yè)表長(zhǎng)度送cpu的頁(yè)表寄存器

Cpu訪問(wèn)某個(gè)邏輯單元A

由分頁(yè)地址變換硬件自動(dòng)將A分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移兩部分

由硬件檢索頁(yè)表，得到A所在的頁(yè)對(duì)應(yīng)的頁(yè)框號(hào)

頁(yè)框號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移地址送物理地址寄存器，計(jì)算物理地址。物理地址=頁(yè)框大小*頁(yè)框號(hào)+頁(yè)內(nèi)偏移量

（計(jì)算題）

求頁(yè)號(hào)，根據(jù)題目給出的頁(yè)表找出頁(yè)框號(hào)，然后計(jì)算頁(yè)內(nèi)偏移量，然后在計(jì)算出物理地址，頁(yè)框號(hào)*頁(yè)面大小+頁(yè)內(nèi)偏移量（坑1：頁(yè)內(nèi)大小需要轉(zhuǎn)換單位要轉(zhuǎn)成B，坑2：0~1025有1026個(gè)，因?yàn)閺?開(kāi)始所以不需要使用1026計(jì)算）

22.?頁(yè)的大?。?12B~4KB

23.?快表：也稱為轉(zhuǎn)換后援緩沖（TLB），是為了提高cpu訪存速度而使用的專用緩存，用來(lái)存放最近被訪問(wèn)過(guò)的內(nèi)容，快表包含兩個(gè)部分，鍵和值，鍵存放的是頁(yè)號(hào)，值存放的是頁(yè)框號(hào)

24.?引入快表后的地址變換過(guò)程（簡(jiǎn)答題）：去快表查詢，查到就用，查不到就去內(nèi)存找，找到后使用完就插入快表中

cpu產(chǎn)生對(duì)應(yīng)信息后，將頁(yè)號(hào)提交給快表

查找快表，如果找到頁(yè)號(hào)，達(dá)到該頁(yè)號(hào)對(duì)應(yīng)的頁(yè)框號(hào)，否則繼續(xù)查找內(nèi)容頁(yè)表表得到頁(yè)框號(hào)

如果查找的頁(yè)號(hào)不在快表里，訪問(wèn)內(nèi)存頁(yè)表后，將頁(yè)表項(xiàng)寫入快表

25.?TLB命中率：在TLB中找到某一個(gè)頁(yè)號(hào)對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)的百分比稱為TLB命中率

26.?二級(jí)分頁(yè)系統(tǒng)：頁(yè)號(hào)訪問(wèn)頁(yè)框號(hào)

第五小節(jié) 基本分頁(yè)的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)

27.??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)充的一種儲(chǔ)器系統(tǒng)

28.?請(qǐng)求調(diào)入：先將進(jìn)程的一部分裝入內(nèi)存，其余的什么時(shí)候需要什么時(shí)候請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)入

29.?置換：如果請(qǐng)求調(diào)入時(shí)沒(méi)有足夠的空間，則選擇一部分內(nèi)存中進(jìn)程內(nèi)容移到外存，騰出空間把當(dāng)前需要轉(zhuǎn)入的內(nèi)存調(diào)入

30.?使用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：提高內(nèi)存利用率、提高多道程序度、把邏輯地址和物理地址空間分開(kāi)

31.?使用虛擬存儲(chǔ)的特征：離散性（基礎(chǔ)）、多次性、對(duì)換性、虛擬性（最重要的目標(biāo)）

32.?請(qǐng)求分頁(yè)：是系統(tǒng)最基本、最常用的虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

33.?請(qǐng)求分頁(yè)中的硬件支持：特殊的頁(yè)表、缺頁(yè)異常機(jī)構(gòu)、和支持請(qǐng)求分頁(yè)的地址變換機(jī)構(gòu)

地址變換：分頁(yè)地址變換機(jī)構(gòu)計(jì)算出頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移地址

????查找快表，如果找到了就讀出這個(gè)頁(yè)的頁(yè)框號(hào)，并計(jì)算物理地址

如果快表里沒(méi)有這個(gè)信息，轉(zhuǎn)到內(nèi)存頁(yè)表進(jìn)行查找頁(yè)表，如果這個(gè)頁(yè)已經(jīng)調(diào)入，讀出頁(yè)框號(hào)并計(jì)算物理地址

如果這個(gè)頁(yè)沒(méi)有調(diào)入，則產(chǎn)生缺頁(yè)異常，請(qǐng)求調(diào)度該頁(yè)，修改頁(yè)表重新執(zhí)行

34.?頁(yè)分配策略：

最小頁(yè)框數(shù)：保證進(jìn)程正常運(yùn)行的所需要的最少頁(yè)框數(shù)，最少頁(yè)框數(shù) 與進(jìn)程的大小沒(méi)有關(guān)系，它與計(jì)算機(jī)的硬件有關(guān)，取決于指令的格式、功能和尋址方式（我有1025個(gè)單位，那么就需要2個(gè)（1024、1））

?分頁(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中兩種置換策略：局部置換和全局置換

按照頁(yè)框數(shù)量的分配：固定分配和可變分配

分配頁(yè)框的算法：平均分配算法（多出的放入候補(bǔ)區(qū)）、按比例分配算法、考慮優(yōu)先權(quán)的分配算法

35.?頁(yè)置換算法：最佳置換算法（主要用于研究）、先進(jìn)先出置換算法FIFO(最簡(jiǎn)單的頁(yè)置換算法）、最近最久未使用置換算法LRU(實(shí)現(xiàn)最佳算法的近似算法）

36.?最佳置換算法ORA：選擇以后永遠(yuǎn)不會(huì)被訪問(wèn)的頁(yè)或者在未來(lái)最長(zhǎng)時(shí)間不被訪問(wèn)的頁(yè)作為換出頁(yè)

37.?先進(jìn)先出置換算法FIFO：記錄每個(gè)頁(yè)調(diào)入內(nèi)存的時(shí)間，選擇進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間最早的頁(yè)作為換出頁(yè)

產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？6次

缺頁(yè)率=缺頁(yè)/所有要訪問(wèn)的頁(yè) 6/7=85%

產(chǎn)生多少次頁(yè)面置換？3次

38.?最近最久未使用置換算法LRU：選擇最近最久沒(méi)有使用的頁(yè)換出

產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？6次

缺頁(yè)率=缺頁(yè)/所有要訪問(wèn)的頁(yè) 6/7=85%

產(chǎn)生多少次頁(yè)面置換？3次

39.?缺頁(yè)率對(duì)有效訪問(wèn)時(shí)間的影響：

有效訪問(wèn)時(shí)間=0.1+24999.9*P(缺頁(yè)率）

有效訪問(wèn)時(shí)間與缺頁(yè)率成正比，缺頁(yè)率越高，有效訪問(wèn)時(shí)間越長(zhǎng)，訪問(wèn)效率低

40.?工作集：某段時(shí)間間隔里，進(jìn)程要訪問(wèn)的頁(yè)的集合，目的是降低缺頁(yè)率，提高訪問(wèn)內(nèi)存效率

41.?抖動(dòng)：運(yùn)行進(jìn)程大部分時(shí)間都用于換入換出幾乎不能完成任何有效工作的狀態(tài)，產(chǎn)生抖動(dòng)原因是因?yàn)檫M(jìn)程數(shù)量太多、分配頁(yè)框太小，預(yù)防方法是引入工作集

第六小節(jié) 分段存儲(chǔ)管理（易于實(shí)現(xiàn)共享）

-------------------------------------分段存儲(chǔ)管理------------------------------------

42.?分段機(jī)制的引入：在分段存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，程序員使用二維的邏輯地址，一個(gè)數(shù)用來(lái)表示段，另一個(gè)數(shù)用來(lái)表示段內(nèi)偏移量，題目會(huì)給出幾號(hào)段+100偏移量

43.?分段存儲(chǔ)的目的：部分存儲(chǔ)空間動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)、信息共享、信息保護(hù)的問(wèn)題

44.?分段：進(jìn)程的地址空間被劃分成若干個(gè)段，每個(gè)段的大小不一樣，每個(gè)段的邏輯地址從0開(kāi)始，采用一段連續(xù)的地址空間，系統(tǒng)為每個(gè)段分配一個(gè)連續(xù)的物理內(nèi)存區(qū)域，各個(gè)不同段可以離散的放入物理內(nèi)存不同的區(qū)域，系統(tǒng)為進(jìn)程建立一個(gè)段表，段表包括段號(hào)、段長(zhǎng)和該段的基址，段表存放在內(nèi)存里

45.?分段的邏輯地址結(jié)構(gòu)：段號(hào)、段內(nèi)偏移

46.?段表：是用于支持分段存儲(chǔ)管理地址映射的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括段號(hào)、段長(zhǎng)（段大?。⒍位罚ǘ蔚钠鹗嫉刂罚?/p>

47.?分段系統(tǒng)的地址變換：使用段號(hào)從段表中找到段號(hào)作為s的段表項(xiàng)；從找到的段表項(xiàng)中讀出S段的基地址和段大小；如果d<=段大小，則將段基址與段內(nèi)偏移d相加，得到物理單元地址

48.?分頁(yè)和分段的主要區(qū)別：分頁(yè)和分段都屬于離散分配方式，都要通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與硬件的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的映射

區(qū)別1：頁(yè)是按物理單位劃分的，分頁(yè)的引入是為了支持虛擬存儲(chǔ)，而段是按邏輯單位劃分的，分段的引入是為了方便程序員編程

區(qū)別2：頁(yè)的大小是固定的，而段的大小取決于用戶編寫的程序

區(qū)別3：分頁(yè)的地址空間是一維的，分段的地址空間是二維的

49.?分段機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)方便、兩個(gè)動(dòng)態(tài)、兩個(gè)分段

-------------------------------------段頁(yè)式存儲(chǔ)管理-----------------------------------

也就是分頁(yè)和分段結(jié)合的存儲(chǔ)管理，先分段在分頁(yè)

50.?段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的基本原理：將用戶進(jìn)程的邏輯空間先劃分成若干個(gè)段，每個(gè)段在劃分成若干個(gè)頁(yè)

第七小節(jié) linux的伙伴系統(tǒng)

51.?滿足以下條件的兩個(gè)塊稱為伙伴：兩個(gè)塊具有相同的大小，記作b，他們的物理地址是連續(xù)的，起始地址是2b的整數(shù)倍

第五章文件系統(tǒng)

第一小節(jié) 文件

1.?文件系統(tǒng)的用戶接口：包括命名、類型、屬性和對(duì)文件的操作

文件命名：所有操作系統(tǒng)都允許用1~8個(gè)字母組成的字符串，以圓點(diǎn)分開(kāi)

文件結(jié)構(gòu)：無(wú)結(jié)構(gòu)字節(jié)序列（流式文件）、固定長(zhǎng)度記錄序列、樹(shù)形結(jié)構(gòu)（關(guān)鍵字）

文件類型：正規(guī)文件（ASCII文件、二進(jìn)制文件）、目錄文件、字符設(shè)備文件、塊設(shè)備文件

文件存?。喉樞虼嫒　㈦S機(jī)存取

文件屬性：就是文件的詳細(xì)信息，比如創(chuàng)建日期、文件大小啥的

文件操作：seek找到讀取位置

第二小節(jié) 目錄

2.?目錄：是文件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)按名訪問(wèn)的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.?目錄文件中兩種常用結(jié)構(gòu)：屬性放在目錄項(xiàng)中和放在i結(jié)點(diǎn)（屬性和地址存放在i結(jié)點(diǎn)）中

4.?目錄結(jié)構(gòu)：

單層目錄（一級(jí)目錄）：缺點(diǎn)是文件命名和搜索效低

兩級(jí)目錄：主目錄下存放用戶目錄，然后存放文件，優(yōu)點(diǎn)是解決重名問(wèn)題，查找快，缺點(diǎn)是增加系統(tǒng)開(kāi)銷

樹(shù)形目錄：優(yōu)點(diǎn)是便于文件分類、層次結(jié)構(gòu)清晰、便于管理和保護(hù)、解決了重名問(wèn)題、查找速度加快，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜

5.?樹(shù)形目錄的路徑名：絕對(duì)路徑名和相對(duì)路徑名

第三小節(jié)文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

-------------------------------------實(shí)現(xiàn)文件--------------------------------------------

6.?實(shí)現(xiàn)文件：文件系統(tǒng)通常是以2的n次方個(gè)連續(xù)的扇區(qū)為單位對(duì)文件進(jìn)行磁盤空間的分配，把分配給文件的連續(xù)扇區(qū)構(gòu)成的磁盤塊稱為簇，（每個(gè)簇使用二進(jìn)制標(biāo)識(shí)，一個(gè)簇號(hào)都要32位）

7.?文件存儲(chǔ)4中常用方式：連續(xù)分配、磁盤鏈接表、內(nèi)存的鏈接分配表、i-結(jié)點(diǎn)

8.?連續(xù)分配：把文件作為一連串的數(shù)據(jù)塊放在磁盤上，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、讀操作性能好，缺點(diǎn)是磁盤變得零碎，空閑的連續(xù)簇形成空洞

9.?使用磁盤鏈接表分配：為每個(gè)文件構(gòu)造簇的鏈接表，優(yōu)點(diǎn)是充分利用每個(gè)簇，缺點(diǎn)是隨機(jī)存取相當(dāng)緩慢

10.?使用內(nèi)存的鏈接分配表分配：將文件所在的磁盤的簇號(hào)放在內(nèi)存的表中，例如MS-DOS，缺點(diǎn)是把整個(gè)表都存放在內(nèi)存中

11.?i-結(jié)點(diǎn)：為每個(gè)文件賦予一個(gè)被稱為i-結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中列出了文件屬性和文件的磁盤地址

算出數(shù)量

-------------------------------------實(shí)現(xiàn)目錄--------------------------------------------

12.?Cp/M中的目錄：只有一層目錄，存儲(chǔ)以簇為單位

13.?MS-DOS中的目錄：使用文件分配表Fat存放

14.?Unix中的目錄：所有東西都存放I-結(jié)點(diǎn)，每個(gè)目錄包含一個(gè)文件名和他的i結(jié)點(diǎn)號(hào)

-------------------------------------磁盤空間管理--------------------------------------------

15.?簇大?。禾笤斐煽臻g浪費(fèi)，太小會(huì)跨越簇，訪問(wèn)時(shí)間延長(zhǎng)，一個(gè)簇大小是2的整數(shù)次冪個(gè)連續(xù)的扇區(qū)

16.?記錄空閑塊：空閑簇鏈接表、位圖

第六章?I/O設(shè)備管理

第一小節(jié)I/O系統(tǒng)的組成

----------------------------------------I/O系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)-------------------------------------

1.?I/O系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為兩大類：微機(jī)I/O系統(tǒng)、主機(jī)I/O系統(tǒng)

微機(jī)I/O系統(tǒng)：CPU與內(nèi)存之間可以直接進(jìn)行信息交換，但是不能與設(shè)備直接進(jìn)行信息交換必須經(jīng)過(guò)設(shè)備控制器

主機(jī)I/O系統(tǒng)：采用四級(jí)結(jié)構(gòu)，包括主機(jī)、通道（用通道控制設(shè)備）、控制器（控制器也可以控制設(shè)備）和設(shè)備

----------------------------------------I/O設(shè)備的分類-------------------------------------

2.?I/O設(shè)備的分類：按傳輸速率分類、按信息交換單位分類、按設(shè)備的共享屬性分類

按傳輸速率分類：低速設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤）、中速設(shè)備、高速設(shè)備

按信息交換單位分類：塊設(shè)備（數(shù)據(jù)存取以數(shù)據(jù)塊為單位）、字符設(shè)備（傳送字節(jié)流）

按設(shè)備的共享屬性分類：獨(dú)占設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備

----------------------------------------設(shè)備控制器----------------------------------------

3.?設(shè)備控制器：是cpu與I/O設(shè)備之間的接口，接受I/O的命令并控制設(shè)備完成工作，也是一個(gè)可編址設(shè)備，鏈接多個(gè)設(shè)備時(shí)可有多個(gè)設(shè)備地址

4.?設(shè)備控制器的功能（簡(jiǎn)答題）：接收和識(shí)別命令、數(shù)據(jù)交換（通過(guò)數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換）、設(shè)備狀態(tài)的了解和報(bào)告、地址識(shí)別、數(shù)據(jù)緩沖、差錯(cuò)控制

5.?設(shè)備控制器的組成：設(shè)備控制器與處理機(jī)的接口、設(shè)備控制器與設(shè)備的接口、I/O邏輯

設(shè)備控制器與處理機(jī)的接口：數(shù)據(jù)線、控制器、地址線

設(shè)備控制器與設(shè)備的接口：接口中3類信號(hào)為數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制信號(hào)

I/O邏輯：由指令譯碼器和地址譯碼器兩部分功能部件構(gòu)成

----------------------------------------I/O通道-------------------------------------

6.?I/O通道：是一種特殊的處理機(jī)，大型主機(jī)系統(tǒng)中專門用于I/O的專用計(jì)算機(jī)，引入通道能夠使cpu與I/O并行工作，提高Cpu利用率和系統(tǒng)吞吐量

第二小節(jié)I/O控制方式

7.?輪詢控制方式：反復(fù)檢測(cè)設(shè)備控制器狀態(tài)寄存器的忙/閑標(biāo)志位，缺點(diǎn)時(shí)使cpu經(jīng)常處于循環(huán)測(cè)試狀態(tài)、造成cpu的浪費(fèi)，影響進(jìn)程的吞吐量

8.?中斷控制方式：

cpu執(zhí)行過(guò)程中，發(fā)出輸入/輸出請(qǐng)求，如果I/O設(shè)備忙，則進(jìn)程阻塞等待

當(dāng)I/O設(shè)備工作完畢，通過(guò)中斷控制器發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，Cpu響應(yīng)中斷，執(zhí)行對(duì)應(yīng)設(shè)備的中斷處理程序，然后喚醒因等待該設(shè)備而阻塞的進(jìn)程

Cpu繼續(xù)執(zhí)行這個(gè)進(jìn)程時(shí)，向設(shè)備控制器發(fā)送I/o指令，然后cpu被調(diào)度程序分配給某個(gè)進(jìn)程，繼續(xù)執(zhí)行某個(gè)進(jìn)程

本次I/O結(jié)束后，設(shè)備控制器通過(guò)向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)告知CPU本次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束

9.?中斷控制的優(yōu)點(diǎn)：時(shí)cpu和I/o設(shè)備并行工作，提高cpu的利用率和系統(tǒng)的吞吐量

10.?DMA控制方式：

DMA控制器的組成部分：DMA與主機(jī)的接口、DMA與設(shè)備的接口以及I/O控制邏輯

DMA控制器中的寄存器：命令/狀態(tài)寄存器CR、內(nèi)存地址寄存器MAR、數(shù)據(jù)寄存器DR、數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器DC

DMA工作方式流程（簡(jiǎn)答題）：cpu要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)，向磁盤控制器發(fā)送一條讀命令

該被送到命令寄存器CR中，同時(shí)CPU將本次讀入數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中的起始地址送入MAR寄存器，將本次要讀的字節(jié)送入DC寄存器

然后啟動(dòng)DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸完畢后，DMA向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求

第三小節(jié)緩沖管理

11.?緩沖區(qū)：用來(lái)保存兩個(gè)設(shè)備之間或設(shè)備與應(yīng)用程序之間傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域，引入原因是處理數(shù)據(jù)流的生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間的速度差異、協(xié)調(diào)傳輸數(shù)據(jù)大小不一致的設(shè)備，引入作用是緩和CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾，還能提高CPU和I/O設(shè)備的并行性

12.?單緩沖區(qū)：分配于內(nèi)存，只有一個(gè)緩沖區(qū)

13.?雙緩沖區(qū)：兩個(gè)緩沖區(qū)，緩沖交換

14.?循環(huán)緩沖區(qū)：多個(gè)緩沖區(qū)彼此之間構(gòu)成了圓，緩沖區(qū)的類型包括空緩沖區(qū)R、已裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)G、現(xiàn)行工作緩沖區(qū)C，多個(gè)指針nextg(下一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū))、nexti(下一個(gè)可用的空緩沖區(qū))、current(正在使用的緩沖區(qū))，getbuf使用緩沖區(qū)、releasebuf釋放緩沖區(qū)

第四小節(jié)設(shè)備分配

15.?設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配）：設(shè)備控制表DCT、控制器控制表COCT、通道控制報(bào)表CHCT、系統(tǒng)設(shè)備表SDT(把其他的都表都存起來(lái))

16.?設(shè)備分配考慮的3個(gè)因素：設(shè)備的固有屬性（獨(dú)占性、共享性、可虛擬性）、設(shè)備分配算法（先來(lái)先服務(wù)、基于優(yōu)先權(quán)的分配算法）、設(shè)備分配方式（安全分配方式、不安全區(qū)分配方式）

17.?設(shè)備獨(dú)立性（設(shè)備無(wú)關(guān)性，現(xiàn)代操作系統(tǒng)都支持設(shè)備獨(dú)立性）：應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備，應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名稱來(lái)請(qǐng)求各類設(shè)備、實(shí)際執(zhí)行時(shí)，必須使用物理設(shè)備名稱

18.?實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性的好處（簡(jiǎn)答題）：應(yīng)用程序與物理設(shè)備無(wú)關(guān)（系統(tǒng)增減外圍設(shè)備時(shí)，不需要修改應(yīng)用程序）、易于處理輸入/輸出設(shè)備的故障（替換設(shè)備不需要修改應(yīng)用程序）、提高系統(tǒng)的可靠性，增加設(shè)備分配的靈活性

19.?設(shè)備獨(dú)立軟件的功能：執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作（邏輯設(shè)備表LUT），向用戶層軟件提供統(tǒng)一的接口

20.?獨(dú)立設(shè)備的分配程序（對(duì)于有通道的系統(tǒng)）：分配設(shè)備、分配控制器、分配通道

21.?SPOOLing技術(shù)（假脫機(jī)技術(shù)）：通過(guò)虛擬化技術(shù)欺騙進(jìn)程（只有一個(gè)打印機(jī)，使用spooling技術(shù)讓進(jìn)程以為自己擁有一個(gè)完整的打印機(jī)）

22.?Spooling的組成：輸入\輸出井（在磁盤里）、輸入/輸出緩沖區(qū)、輸入/輸出進(jìn)程、請(qǐng)求I/O隊(duì)列

23.?spooling的特點(diǎn)：提高i/o速度、將獨(dú)占設(shè)備改為共享設(shè)備、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備功能

第五小節(jié)I/O軟件原理

24.?I/O軟件原理：將軟件組織成一種層次結(jié)構(gòu)，低層軟件用來(lái)屏蔽硬件具體細(xì)節(jié)、高層軟件為用戶提供界面

25.?設(shè)備管理的4個(gè)層次：用戶層軟件（我們發(fā)送的請(qǐng)求）、與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件層（和操作系統(tǒng)相關(guān)的）、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、中斷處理程序（底層）

26.?設(shè)備管理軟件功能：實(shí)現(xiàn)輸出I/O設(shè)備的獨(dú)立性、錯(cuò)誤處理、異步傳輸、緩沖管理、設(shè)備的分配和釋放、實(shí)現(xiàn)I/O設(shè)備控制方式

27.?I/O中斷處理程序的作用：將發(fā)出i/o請(qǐng)求而被阻塞的進(jìn)程喚醒

28.?設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序（就是U盤連接電腦時(shí)，會(huì)彈出一個(gè)正在安裝驅(qū)動(dòng)）

29.?與硬件無(wú)關(guān)的I/o軟件：無(wú)

第六小節(jié)磁盤管理

30.?磁盤存儲(chǔ)器：是一個(gè)它容量大、存取速度快、可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存取的比較理想的外存設(shè)備，目標(biāo)是提高磁盤空間利用率和磁盤訪問(wèn)速度

31.?磁盤結(jié)構(gòu)：一個(gè)物理記錄記錄在一個(gè)扇區(qū)上，磁盤存儲(chǔ)的物理記錄數(shù)目由扇區(qū)數(shù)、磁道數(shù)、磁盤面數(shù)決定的

32.?磁盤訪問(wèn)時(shí)間：尋道時(shí)間（磁頭移動(dòng)到指定磁道時(shí)間，移動(dòng)的是磁頭）、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間（扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下面的時(shí)間，移動(dòng)的是扇區(qū)）、傳輸時(shí)間（磁盤數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭氲臅r(shí)間）

33.?磁盤調(diào)度：最重要的目標(biāo)是使磁盤的平均尋道時(shí)間最少，使用的算法有先來(lái)先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先、掃描算法、循環(huán)掃描算法

34.?先來(lái)先服務(wù)FCFS：最簡(jiǎn)單的磁盤調(diào)度算法，根據(jù)進(jìn)程請(qǐng)求訪問(wèn)磁盤的先后順序進(jìn)行調(diào)度，優(yōu)點(diǎn)公平、簡(jiǎn)單、缺點(diǎn)平均尋道時(shí)間較長(zhǎng)

35.?最短尋道時(shí)間優(yōu)先SSTF：要求訪問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁頭所在的磁道距離最近，優(yōu)點(diǎn)是尋道時(shí)間短，缺點(diǎn)是導(dǎo)致某個(gè)進(jìn)程發(fā)生“饑餓”現(xiàn)象

36.?掃描算法SCAN（電梯調(diào)度算法）：不僅考慮到要訪問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁道的距離，更優(yōu)先考慮到磁頭當(dāng)前移動(dòng)的方向，優(yōu)點(diǎn)是防止饑餓現(xiàn)象，缺點(diǎn)是有時(shí)候進(jìn)程請(qǐng)求被大大推遲

37.?循環(huán)掃描算法CSCAN：一直往外邊走

38.?NStepSCAN和FSAN調(diào)度算法區(qū)別：NStepSCAN分為N個(gè)，F(xiàn)SAN分為2個(gè)