操作系統(tǒng)復習材料第一章1，理解操作系統(tǒng)概念答：操作系統(tǒng)是控制其他程序運行，管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。2，掌握三種基本類型及特點 批處理操作系統(tǒng)的特點是：脫機使用，多道和成批處理 分時操作系統(tǒng)特點：交互性，多用戶同時性，獨立性 實時系統(tǒng)的特點：提供即時響應和高可靠性3，理解操作系統(tǒng)功能答：處理機管理，存儲管理，設備管理，信息管理4，熟練掌握算法描述的規(guī)則（第三章）自己看書把。第二章1， 理解操作系統(tǒng)與用戶兩類接口，操作系統(tǒng)提供了3類型的接口供用戶使用：1 聯(lián)機命令接口：提供一組命令供用戶直接或間接操作。根據作業(yè)的方式不同，命令接口又分為聯(lián)機命令接口和脫節(jié)命令接口。2 程序接口：程序接口由一組系統(tǒng)調用命令組成，提供一組系統(tǒng)調用命令供用戶程序使用。3 圖形界面接口：通過圖標 窗口 菜單 對話框及其他元素,和文字組合,在桌面上形成一個直觀易懂 使用方便的計算機操作環(huán)境.，用戶接口可分為三個部分：1.命令接口:為了便于用戶直接或間接控制自己的作業(yè)，操作系統(tǒng)向用戶提供了命令接口。命令接口是用戶利用操作系統(tǒng)命令組織和控制作業(yè)的執(zhí)行或管理計算機系統(tǒng)。命令是在命令輸入界面上輸入，由系統(tǒng)在后臺執(zhí)行，并將結果反映到前臺界面或者特定的文件內。命令接口可以進一步分為聯(lián)機用戶接口和脫機用戶接口。2.程序接口:程序接口由一組系統(tǒng)調用命令組成，這是操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口。用戶通過在程序中使用系統(tǒng)調用命令來請求操作系統(tǒng)提供服務。每一個系統(tǒng)調用都是一個能完成特定功能的子程序。如早期的UNIX系統(tǒng)版本和MS-DOS版本。3.圖形接口:圖形用戶接口采用了圖形化的操作界面，用非常容易識別的各種圖標來將系統(tǒng)各項功能、各種應用程序和文件，直觀、逼真地表示出來。用戶可通過鼠標、菜單和對話框來完成對應程序和文件的操作。圖形用戶接口元素包括窗口、圖標、菜單和對話框，圖形用戶接口元素的基本操作包括菜單操作、窗口操作和對話框操作等。2，理解作業(yè)級接口（1） 圖形用戶接口:即GUI。是指采用圖形方式顯示的計算機操作環(huán)境用戶接口。典型軟件有：Dev-C+，X-scan，nmap等。（2） 命令行接口：即CLI。是基于文本的配置實用程序，它支持一組鍵盤命令和參數以配置和管理AP。用戶輸入由CLI命令以及相關參數組成的命令語句。這些語句可以通過鍵盤發(fā)布以進行實時控制，實現(xiàn)自動配置3,掌握常用操作系統(tǒng)命令，命令組合（課堂有說，望認真聽講的同學補充）答：pwd：顯示工作目錄 。cd：進入或者退出某級目錄 。LS (LIST) 列出目錄內容 .cp(copy) :不解釋。其他不知道了。4,能閱讀理解簡單的batch和shell腳本程序（課件5，28 作業(yè)）課本28到31頁看看5，了解系統(tǒng)調用的概念以及基本用法答：系統(tǒng)調用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口。大致分為以下六類：1 設備管理。該類系統(tǒng)調用被用來請求和釋放有關設備以及啟動設備操作等2 文件管理。包括對文件的讀寫創(chuàng)建刪除等 進程控制。進程是一個在功能上獨立的程序的一次執(zhí)行過程。進程控制的有關調用包括進程創(chuàng)建，執(zhí)行，撤銷，執(zhí)行等待和執(zhí)行優(yōu)先級控制等4 存儲管理。包括調查作業(yè)占據內存區(qū)的大小，獲取作業(yè)占據內存去的始址等。5 進程通信。該類系統(tǒng)調用被用在進程之間傳遞信息或信號。6 線程管理。包括線程創(chuàng)建調度執(zhí)行撤銷等。6，了解系統(tǒng)調用的實現(xiàn)原理答：linux的系統(tǒng)調用形式與POSIX兼容，也是一套C語言函數名的集合。然而，linux系統(tǒng)調用的內部實現(xiàn)方式卻與DOC的INT 21H相似，它是經過INT 0X80H軟中斷進入后，再根據系統(tǒng)調用號分門別類地服務。（？）第三章1，掌握進程概念，組成，并發(fā)，并行，與執(zhí)行的異步性（課件6）了解并發(fā)執(zhí)行條件（Beistein條件）答：概念：并發(fā)執(zhí)行的程序在執(zhí)行過程中分配和管理資源的基本單位。組成：程序，數據，進程控制塊（PCB）并發(fā)，并行：并發(fā)和并行是即相似又有區(qū)別的兩個概念，并行是指兩個或者多個事件在同一時刻發(fā)生；而并發(fā)是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發(fā)生。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指在一段時間內宏觀上有多個程序在同時運行，但在單處理機系統(tǒng)中，每一時刻卻僅能有一道程序執(zhí)行，故微觀上這些程序只能是分時地交替執(zhí)行。倘若在計算機系統(tǒng)中有多個處理機，則這些可以并發(fā)執(zhí)行的程序便可被分配到多個處理機上，實現(xiàn)并行執(zhí)行，即利用每個處理機來處理一個可并發(fā)執(zhí)行的程序，這樣，多個程序便可以同時執(zhí)行。執(zhí)行的異步性：進程以不可預知的速度向前推進。內存中的每個進程何時執(zhí)行,何時暫停,以怎樣的速度向前推進,每道程序總共需要多少時間才能完成等,都是不可預知的。并發(fā)執(zhí)行的條件：獨立性，隨機性，資源共享性。2.掌握PCB的作用與地位進程控制塊是用來記錄進程的外部特征，描述進程的運動變化過程。系統(tǒng)利用PCB來控制和管理進程，PCB是系統(tǒng)感知進程存在的唯一標志。進程與PCB是一一對應的。PCB集中反映一個進程的動態(tài)特征。在進程并發(fā)執(zhí)行時，由于資源共享，帶來各進程之間的相互制約。為了反映這些制約關系和資源共享關系，在創(chuàng)建一個進程時，首先創(chuàng)建其PCB，然后才根據PCB中信息對進程實施有效的管理和控制。3,了解進程上下文概念，進程切換與模式切換。進程上下文是進程執(zhí)行過程中順序關聯(lián)的靜態(tài)描述。是一個與進程切換和處理機狀態(tài)發(fā)生交換有關的概念。進程切換：就是從正在運行的進程中收回處理器，然后再使待運行進程來占用處理器。（這就像多個同學要分時使用同一張課桌一樣9說是要收回正在使用課桌同學的課桌使用權，實質上就是讓他把屬于他的東西拿走；而賦予某個同學課桌使用權，只不過就是讓他把他的東西放到課桌上罷了。誰擁有使用權誰就把他的東西放桌上）模式切換：中斷是引起模式切換的原因。進程切換是進程調度的本質。進程切換需要對進程上下文信息全部切換。而模式切換主要是寄存器上下文的切換。模式切換可以不改變當前執(zhí)行進程的狀態(tài)，開銷比較小，速度比較快。模式切換有可能引起進程切換，而進程切換則是保存老進程的上下文并裝載新進程的上下文過程，與模式切換無必然聯(lián)系。4,熟練掌握進程的狀態(tài)以及轉換，轉換原因。5,理解進程控制的實現(xiàn)答：進程控制簡單的說相當于在一個程序中執(zhí)行另一個程序。進程控制的意義在于可以創(chuàng)建一個進程，并可以通過進程句柄結束進程。（這個有點答非所問，資料比較難找，理解就好。）6,掌握進程的制約關系以及表現(xiàn)的互斥與同步概念，要能判斷進程間的同步和互斥。答：制約關系：同步與互斥。同步：指兩個或兩個以上隨時間變化的量在變化過程中保持一定的相對關系。好比是A和B各自完成自己的工作才算完成整個工作。互斥：一組并發(fā)進程中的一個或多個程序段，因共享某一個公有資源而導致他們必須以一個不允許交叉執(zhí)行的單位執(zhí)行。好比是一樣東西要么給A用要么給B用，就是不允許一起用。判斷同步與互斥：以生產者和消費者為例。在單緩沖區(qū)中，A生產完了要等待B消費才能繼續(xù)生產，這就是同步。互斥就是有你沒我。7,理解鎖機制解決互斥的方法。答：書上是用lock(keys)和unlock(keys)解決的8,掌握信號量（私有，公有）和P V概念用法答：（直接制約） （間接制約） 私有信號量 公有信號量一般來說，也可以把各進程之間發(fā)送的消息作為信號量看待。與進程互斥時不同的是，這里的信號量只與制約進程及被制約進程有關而不是與整組并發(fā)進程有關。因此，稱該信號量為私用信號量（Private Semaphvre）。一個進程Pi的私用信號量Semi是從制約進程發(fā)送來的進程Pi的執(zhí)行條件所需要的消息。與私用信號量相對應，稱互斥時使用的信號量為公用信號量。信號量的物理意義：大于零：表示可用資源數目。小于零：絕對值表示請求資源而被阻塞的進程數p原語為申請資源v原語為釋放資源pv操作必須成對出現(xiàn)2， 熟練掌握應用PV原語解決互斥答：還是自己看例子給力9，熟練掌握PV解決同步（生產消費 讀寫者）答：同上。重點。10，理解進程的通信方式(消息緩沖，郵箱，管道)答：消息緩沖機制：發(fā)送進程和接收進程采用消息緩沖機制進行數據傳送時，發(fā)送進程在發(fā)送消息前，先在自己的內存空間設置一個發(fā)送區(qū)，把欲發(fā)送的消息填入其中，然后再用發(fā)送過程將其發(fā)送出去。接收進程則在接收消息之前，在自己的內存空間內設置相應的接收區(qū)，然后用接收過程接收消息。必須滿足：1，消息隊列的互斥操作2，收發(fā)進程的同步郵箱：郵箱通信就是由發(fā)送進程申請建立一與接收進程鏈接的郵箱。發(fā)送進程把消息送往郵箱，接收進程從郵箱中取出消息，從而完成進程間信息交換。設置郵箱的最大好處就是發(fā)送進程和接收進程之間沒有處理時間上的限制。對于只有一發(fā)送進程和一接收進程使用的郵箱，則進程間通信應滿足如下條件： 發(fā)送進程發(fā)送消息時，郵箱中至少要有一個空格能存放該消息。 接收進程接收消息時，郵箱中至少要有一個消息存在。管道: 管道通信即發(fā)送進程以字符流形式將大量數據送入管道，接收進程可從管道接收數據，二者利用管道進行通信。管道是連接讀寫進程的一個特殊文件，允許進程按先進先出方式傳送數據,也能使進程同步執(zhí)行操作。11，理解死鎖的概念答；所謂死鎖: 是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進下去。12，死鎖的必要條件（1） 互斥。不允許兩個或者兩個以上占用同一個資源。（2） 不剝奪。未使用完畢不能釋放。（3） 部分分配。吃著碗里瞧著鍋里。（4） 環(huán)路條件。A需要B B需要C C需要A13,掌握防止死鎖的方法以及應用，了解理解資源分配圖。答： 死鎖預防：打破資源的互斥與不可剝奪條件。有缺點：1，進程在執(zhí)行之前不會一次性分配所要的所有資源。2，進程只有在所有資源全部滿足才執(zhí)行。3，不經常使用的進程，會占著茅坑不拉屎。4，降低并發(fā)性。 死鎖避免：動態(tài)預防。典型的有銀行家算法。自己看書。該過程占去較大開銷。 死鎖檢測：進程請求資源時檢查并發(fā)進程組是否構成資源的請求和保持環(huán)路。防止系統(tǒng)進入不安全狀態(tài)。 死鎖恢復：最簡單的就是終止各鎖住進程，或按一定順序終止，直到釋放足夠資源完成。資源分配圖：進程的死鎖問題可以用有向圖來形象的描述,這種有向圖稱為系統(tǒng)資源分配圖.一個系統(tǒng)資源分配圖SRAG可定義為一個二元組,即SRAG=(V,E),其中V是頂點的集合,而E是有向邊的集合.頂點集合可分為兩種部分:P=(P1,P2,Pn),是由系統(tǒng)內的所有進程組成的集合,每一個Pi代表一個進程;R=(r1,r2,rm),是系統(tǒng)內所有資源組成的集合,每一個ri代表一類資源. 如果資源分配圖出現(xiàn)環(huán)（有循環(huán)） 看課件把 第三章191-207 如果每類資源只有一個實例，則一定會死鎖。 如果每類資源有多個實例，則可能會死鎖。 沒有環(huán)，就不會死鎖。 14，熟練掌握哲學家進餐問題的幾種解法（基本解法，可能死鎖，改進算法）答：有五個哲學家圍坐在一圓桌旁，桌中央有一盤通心粉，每人面前有一只空盤子，每兩人之間放一只筷子每個哲學家的行為是思考，感到饑餓，然后吃通心粉.為了吃通心粉，每個哲學家必須拿到兩只筷子，并且每個人只能直接從自己的左邊或右邊去取筷子不過，這種顯然的解法是錯誤的。如果五位哲學家同時拿起左面的叉子，就沒有人能夠拿到他們右面的叉子，于是發(fā)生死鎖。為防止死鎖發(fā)生可采取的措施：最多允許4個哲學家同時坐在桌子周圍僅當一個哲學家左右兩邊的筷子都可用時，才允許他拿筷子（）給所有哲學家編號，奇數號的哲學家必須首先拿左邊的筷子，偶數號的哲學家則反之 為了避免死鎖，把哲學家分為三種狀態(tài)，思考，饑餓，進食，并且一次拿到兩只筷子，否則不拿.16，熟練掌握死鎖避免的方法與應用（安全狀態(tài)，銀行家算法，安全測試子算法）答：課件第三章214 -224. 期中考試也有類似的。17，理解線程的概念，基本狀態(tài)，使用場合，與進程區(qū)別答：一個進程內的基本調度單位稱為線程或稱為輕權進程。基本狀態(tài)：一般說有3種，但也有說4種的就緒：線程分配了CPU以外的全部資源，等待獲得CPU調度執(zhí)行：線程獲得CPU，正在執(zhí)行阻塞：線程由于發(fā)生I/O或者其他的操作導致無法繼續(xù)執(zhí)行，就放棄處理機，轉入線程就緒隊列第四種：掛起：由于終端請求，操作系統(tǒng)的要求等原因，導致掛起。適用場合：雖然線程可以提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率，但不適用于在那些很少做進程調度和切換的實時系統(tǒng)，個人數字助理系統(tǒng)中，由于任務的單一性，反而會占用更多資源。典型應用有：服務器中的文件管理或通信控制；前后臺處理；異步處理；書上78 79區(qū)別：1、 線程是進程的一部分，所以線程有的時候被稱為是輕權進程或者輕量級進程。2、 一個沒有線程的進程是可以被看作單線程的，如果一個進程內擁有多個進程，進程的執(zhí)行過程不是一條線（線程）的，而是多條線（線程）共同完成的。3、 系統(tǒng)在運行的時候會為每個進程分配不同的內存區(qū)域，但是不會為線程分配內存（線程所使用的資源是它所屬的進程的資源），線程組只能共享資源。那就是說，出了CPU之外（線程在運行的時候要占用CPU資源），計算機內部的軟硬件資源的分配與線程無關，線程只能共享它所屬進程的資源。4、 與進程的控制表PCB相似，線程也有自己的控制表TCB，但是TCB中所保存的線程狀態(tài)比PCB表中少多了。5、 進程是系統(tǒng)所有資源分配時候的一個基本單位，擁有一個完整的虛擬空間地址，并不依賴線程而獨立存在第四章1，理解處理機調度的四個層次答：課件第四章前11頁2，了解作業(yè)與進程的關系答：作業(yè)可被看作是用戶向計算機提交任務的任務實體，例如一次計算、一個控制過程等。反過來，進程則是計算機為了完成用戶任務實體而設置的執(zhí)行實體，是系統(tǒng)分配資源的基本單位。一個作業(yè)總是由一個以上的多個進程組成的。首先，系統(tǒng)必須為一個作業(yè)創(chuàng)建一個根進程。然后，在執(zhí)行作業(yè)控制語句時，根據任務要求，系統(tǒng)或根進程為其創(chuàng)建相應的子進程，然后，為各子進程分配資源和調度各子進程執(zhí)行以完成作業(yè)要求的任務3，了解作業(yè)的組織與調度答：作業(yè)是一個比程序更為廣泛的概念，它不僅包含了通常的程序和數據，而且還應配有一份作業(yè)說明書，系統(tǒng)根據該說明書來對程序的運行進行控制。在批處理系統(tǒng)中，是以作業(yè)為基本單位從外存調入內存的。調度：書上88 89 （1）記錄系統(tǒng)中各作業(yè)的狀況。（2）從后備隊列挑選出一部分作業(yè)投入執(zhí)行（3）為被選中作業(yè)做好執(zhí)行前的準備工作（4）在作業(yè)執(zhí)行結束時做善后處理工作。3， 熟練掌握常用的調度算法，應用以及評價指標（平均周轉時間，帶權周轉時間）算法：FCFS,SJF,HRN,RR,優(yōu)先級答：周轉時間T = T1-T2 T1為作業(yè)i的完成時間，T2為作業(yè)i的提交時間平均周轉為所有作業(yè)的周轉時間 / 作業(yè)數一個作業(yè)的周轉時間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)停留的時間。一部分為等待時間，另一部分為執(zhí)行時間。T3主要指作業(yè)i從后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的等待時間，不包括作業(yè)進入執(zhí)行狀態(tài)后的等待時間。T = T3 + T4 帶權周轉時間是作業(yè)周轉時間與作業(yè)執(zhí)行時間的比W = T / T4平均的如上。FCFS(先來先服務): SJF（最短作業(yè)優(yōu)先）HRN(最高相應比優(yōu)先) 公式響應比R定義如下：R=(W+T)/T=1+W/T假如有4道作業(yè)，它們的提交時間及運行時間如下表所示：采用單道運行，試問下述調度算法下，它們的調度順序，并分別計算各調度算法下三個作業(yè)的平均周轉時間 T 和平均帶權周轉時間 W。（1）FCFS（先來先服務）（2）SJF（短作業(yè)優(yōu)先）（3）HRRN（響應比高者優(yōu)先）解：RR算法（輪流法）優(yōu)先級；自己手動算一下結果把第五章1，掌握虛擬存儲器的概念，實現(xiàn)的理論依據（程序運行的局部性原理）答：虛擬存儲器是指具有請求調入功能和置換功能，能從邏輯上對內存容量進行擴充的一種存儲器系統(tǒng)。原理：在虛擬存儲器系統(tǒng)中，作業(yè)無需全部裝入，只要裝入一部分就可運行。引入虛擬存儲技術之后,可以:1、提高內存利用率；2、程序不再受現(xiàn)有物理內存空間的限制；編程變得更容易；3、可以提高多道程序度，使更多的程序能夠進入內存運行。2，熟練掌握地址的映射方法（靜動態(tài)）答：靜態(tài)重定位的優(yōu)點是不需要硬件支持。但是，使用靜態(tài)重定位方法進行地址變換無法實現(xiàn)虛擬存儲器。缺點：靜態(tài)重定位方法一旦將程序裝入內存之后就不能再移動，并且必須在程序執(zhí)行之前將有關部分全部裝入。必須占用連續(xù)的內存空間，這就難以做到程序和數據的共享。結論：靜態(tài)重定位不允許進程從一個內存段移動到另一個內存段。 其具體過程是:(1) 設置基地址寄存器BR，虛擬地址寄存器VR。(2) 將程序段裝入內存，且將其占用的內存區(qū)首地址送BR中。例如，在圖5.3中，(BR)=1000。(3) 在程序執(zhí)行過程中，將所要訪問的虛擬地址送入VR中，例如在圖5.3中執(zhí)行LOAD A 500語句時 ，將所要訪問的虛擬地址500放入VR中。(4) 地址變換機構把VR和BR的內容相加，得到實際訪問的物理地址。動態(tài)重定位的主要優(yōu)點有:（1）可以對內存進行非連續(xù)分配。顯然，對于同一進程的各分散程序段，只要把各程序段在內存中的首地址統(tǒng)一存放在不同的BR中，則可以由地址變換機構變換得到正確的內存地址。（2）動態(tài)重定位提供了實現(xiàn)虛擬存儲器的基礎。因為動態(tài)重定位不要求在作業(yè)執(zhí)行前為所有程序分配內存，也就是說，可以部分地、動態(tài)地分配內存。從而，可以在動態(tài)重定位的基礎上，在執(zhí)行期間采用請求方式為那些不在內存中的程序段分配內存，以達到內存擴充的目的。（3）有利于程序段的共享。3，理解內存的共享與保護答：在多道程序設計環(huán)境下，內存中的許多用戶或系統(tǒng)程序和數據段可供不同的用戶進程共享。這種資源共享將會提高內存的利用率。但是，反過來說，除了被允許共享的部分之外，又要限制各進程只在自己的存儲區(qū)活動，各進程不能對別的進程的程序和數據段產生干擾和破壞，因此須對內存中的程序和數據段采取保護措施。常用的內存信息保護方法有硬件法、軟件法和軟硬件結合三種。另外一種常用的內存保護方式是：界限寄存器與CPU的用戶態(tài)或核心態(tài)工作方式相結合的保護方式。在這種保護模式下，用戶態(tài)進程只能訪問那些在界限寄存器所規(guī)定范圍內的內存部分，而核心態(tài)進程則可以訪問整個內存地址空間。UNIX系統(tǒng)就是采用的這種內存保護方式。4， 掌握分區(qū)管理的概念，分配與回收算法，會收區(qū)的合并，內存拼接，內存利用率等答：分區(qū)管理是把內存劃分成若干個大小不等的區(qū)域，除操作系統(tǒng)占用一個區(qū)域之外，其余由多道環(huán)境下的各并發(fā)進程共享。分區(qū)管理是滿足多道程序設計的一種最簡單的存儲管理方法。分區(qū)的分配與回收：1，固定分區(qū)的分配固定分區(qū)的回收更加簡單。當進程執(zhí)行完畢，不再需要內存資源時，管理程序將對應的分區(qū)狀態(tài)置為未使用即可。2，動態(tài)分區(qū)的分配1 最先適應法2 最佳適應法3 最壞適應法通俗地說，好比有幾個地方，依次能容納如下位置個數：5，6，7，2，4如果我有3個人，最先適應就是去有五個容量的地方，最佳適應就是從最小的空間開始，2，4，5，6，7找有4個容量的地方，最壞就是從最大的開始找，找有7個容量的地方。 回收：作業(yè)或進程結束，存儲管理程序要收回已使用完畢的空間，并將其插入空閑區(qū)可用表或自由鏈5， 了解覆蓋與交換技術的用途答：覆蓋與交換技術是在多道環(huán)境下用來擴充內存的兩種方法。覆蓋技術主要用在早期的操作系統(tǒng)中，而交換技術則在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中仍具有較強的生命力。6， 理解段，頁式存儲管理的基本原理答：頁式：各進程的虛擬空間被劃分成若干個長度相等的頁，頁長的劃分和內存外存之間數據傳輸速度以及內存大小有關。用戶進程在內存空間除了在每個頁面地址連續(xù)之外，每個頁面不再連續(xù)。課本P124段式：把程序按內容或過程（函數）關系分成段，每段有自己的名字。一個用戶作業(yè)或進程所包含的段對應一個二維線性虛擬空間，也就是一個二維虛擬存儲器。段式管理程序以段為單位分配內存，然后通過地址映射機制把段式虛擬地址轉換成實際的內存物理地址。7， 掌握程序運行的局部性原理答：局部性原理是指在幾乎所有程序的執(zhí)行過程中，在一段時間內，CPU總是集中地訪問程序中的某個部分而不是對程序的所有部分具有平均的訪問概率。這樣就有可能把要使用的程序和數據，按其使用的急迫和頻繁程度，分時間段、分批量、合理地調入存儲容量不同、讀寫速度不同的存儲器部件中，并由計算機硬件、軟件自動地統(tǒng)一管理與調度。即是，把CPU最近一小段時間要頻繁、高速使用的信息存儲在高速緩沖存儲器中，可以快速完成讀寫操作，不至于拖慢CPU的運行速度。把那些暫時可以先不使用的信息保存在容量非常大的虛擬存儲器中，用到時再從那里以更大的批量讀入主存儲器。8， 熟練掌握段，頁式管理的地址映射（計算和畫圖），數據結構（頁表，存儲頁面表(位圖表)，塊表）答：自己看書上P126 以及作業(yè)最簡單的頁表由頁號與頁面號組成。頁表在內存中占有一塊固定的存儲區(qū)。 頁表的大小由進程或作業(yè)的長度決定。例如，對于一個每頁長1 K，大小為20 K的進程來說，如果一個內存單元存放一個頁表項，則只要分配給該頁表20個存儲單元即可。位圖表：橫坐標代表頁面，縱坐標代表單元。0為未分配例題：設每個頁面長度為1K，指令LOAD 1，2500的虛地址為100，怎樣通過圖5.19所示頁表來找到該指令所對應的物理地址呢?由控制寄存器的頁表始址，可以找到頁表所在位置。并由虛地址100可知，指令LOAD 1，2500在第0頁的第100單元之中。由于第0頁與第2個頁面（塊）相對應，因此，該指令在內存中的地址為2048+100=2148。當CPU執(zhí)行到第2148單元的指令時，CPU要從有效地址2500中取數據放入1號寄存器中。為了找出2500對應的實際物理地址，地址變換機構首先將2500轉換為頁號與頁內相對地址組成的地址形式。即p=2，w=452。由頁表，可知2號頁所對應的頁面（塊）號等于8。最后，將頁面（塊）號8乘以塊長（1024）再加上頁內相對地址w（452），得到待訪問的物理內存地址8644。 快表中，存入那些當前執(zhí)行進程中最常用的頁號與所對應的頁面號，從而以提高查找速度。9， 熟練掌握動態(tài)段，頁式的常用算法，缺段，頁中斷的改練以及處理答：FIFO設進程P共有8頁，且已在內存中分配有3個頁面（塊），程序訪問內存的順序（訪問串）為7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1。缺頁率為12/17=70.5%。最近最久未使用頁面置換算法（LRU）理想型淘汰算法（OPT）平時作業(yè)有做過的缺頁中斷就是要訪問的頁不在主存，需要操作系統(tǒng)將其調入主存后再進行訪問。10,了解段頁式存儲管理的基本思想和實現(xiàn)原理答：基本思想：發(fā)揮段和頁的優(yōu)點 P138實現(xiàn)原理：1 虛地址的構成 一個進程中所包含的具有獨立邏輯功能的程序或數據仍被劃分為段，并有各自的段號s。這反映相繼承了段式管理的特征。其次，對于段s中的程序或數據，則按照一定的大小將其劃分為不同的頁。和頁式系統(tǒng)一樣，最后不足一頁的部分仍占一頁。這反映了段頁式管理中的頁式特征。從而，段頁式管理時的進程的虛擬地址空間中的虛擬地址由三部分組成：即段號s，頁號P和頁內相對地址d。虛擬空間的最小單位是頁而不是段，從而內存可用區(qū)也就被劃分成為著干個大小相等的頁面，且每段所擁有的程序和數據在內存中可以分開存放。分段的大小也不再受內存可用區(qū)的限制。 2 段表和頁表 為了實現(xiàn)段頁式管理，系統(tǒng)必須為每個作業(yè)或進程建立一張段表以管理內存分配與釋放、缺段處理、存儲保護相地址變換等。另外，由于一個段又被劃分成了若干頁，每個段又必須建立一張頁表以把段中的虛頁變換成內存中的實際頁面。顯然，與頁式管理時相同，頁表中也要有相應的實現(xiàn)缺頁中斷處理和頁面保護等功能的表項。另外，由于在段頁式管理中，頁表不再是屬于進程而是屬于某個段，因此，段表中應有專項指出該段所對應頁表的頁表始址和頁表長度。 3 動態(tài)地址變換過程 在一般使用段頁式存儲管理方式的計算機系統(tǒng)中，都在內存中辟出一塊固定的區(qū)域存放進程的段表和頁表。因此，在段頁式管理系統(tǒng)中，要對內存中指令或數據進行一次存取的話，至少需要訪問三次以上的內存： 第八章1.理解文件和文件系統(tǒng)的概念答：文件被解釋成一組賦名的相關聯(lián)字符流的集合，或者是相關聯(lián)記錄的集合操作系統(tǒng)中與管理文件有關的軟件和數據成為文件系統(tǒng)。2.掌握文件的邏輯結構和存取方法答：文件的邏輯結構是用戶可見結構。文件的邏輯結構可分為兩大類：字符流式的無結構文件和記錄式的有結構文件。一般情況下，選取文件的邏輯結構應遵循下述原則：（1）當用戶對文件信息進行修改操作時，給定的邏輯結構應能盡量減少對已存儲好的文件信息的變動。（2）當用戶需要對文件信息進行操作時，給定的邏輯結構應使文件系統(tǒng)在盡可能短的時間內查找到需要查找的記錄或基本信息單位。（3）應使文件信息占據最小的存儲空間。（4）應是便于用戶進行操作的。存取方法：（1）順序存取法。按照文件的邏輯地址順序存取。在記錄式文件中，這反映為按記錄的排列順序來存取，例如，若當前讀取的記錄為Ri，則下一次讀取的記錄被自動地確定Ri+1。（2）隨機存取法（直接存取法）隨機存取法允許用戶根據記錄的編號來存取文件的任一記錄，或者是根據存取命令把讀寫指針移到欲讀寫處來讀寫。（3）按鍵存取法 根據給定的鍵或記錄名進行的。按鍵存取法首先搜索到要進行存取的記錄的邏輯位置，再將其轉換到相應的物理地址后進行存取。3，熟練掌握文件的無力結構與存儲設備（磁盤的物理結構：磁頭，磁道，柱面，扇區(qū)）；物理塊的概念（文件內字節(jié)偏移量與物理塊號和塊內偏移量的轉換）；了解塊號與柱面號（磁道），磁頭號，和扇區(qū)號的轉化 （作業(yè)）答：文件的物理結構是指文件在存儲設備上的存放方法。事實上，由于文件的物理結構決定了文件信息在存儲設備上的存儲位置，因此，文件信息的邏輯塊號（邏輯地址）到物理塊號（物理地址）的變換也是由文件的物理結構決定的。常用的有：串聯(lián)，連續(xù)，索引文件。常用的存儲設備有磁盤，光盤，磁帶等。磁盤可分為硬盤和軟盤。要了解磁盤的構造以及專用名詞，書上P208物理塊就是實際中劃分的塊轉換例子：在連續(xù)分配方式中，如何將文件的字節(jié)偏移量3500轉化為物理塊號和偏移量：設盤塊大小為1KB，盤塊號占4字節(jié)。？、解：如果第一塊的塊號是0，每塊前4字節(jié)是塊號，則每塊大小1020B，那么就是塊號3，塊內偏移量440。余下的看書P208 作業(yè)4.熟練掌握文件存儲空間管理（鏈，位示圖）答：空閑塊鏈把文件存儲設備上的所有空閑塊鏈接在一起，當申請者需要空閑塊時，分配程序從鏈頭開始摘取所需要的空閑塊，然后調整鏈首指針。反之，當回收空閑塊時，把釋放的空閑塊逐個插入鏈尾上。主要的是成組鏈法課本P209 210 位示圖P2104， 理解文件目錄管理的功能（按名存取）答：單級目錄，二級目錄和多級目錄按名存取的原因（1）實現(xiàn)從邏輯文件到物理文件間的轉換，即“按名存取”外存上的文件。（2）分配文件的存儲空間。（3）建立文件目錄。文件目錄是實現(xiàn)按名存取的有效手段，也是保證文件安全的機構（4）提供合適的存取方法以適應各種不同的應用。（5）實現(xiàn)文件的共享、保護和保密。不同用戶能在系統(tǒng)的控制下共享其他用戶的文件。（5） 提供一組文件操作。完成對文件的諸如建立、刪除、更名、復制和移動等操作。（是么？）6.掌握文件控制塊（FCB,文件說明，文件目錄）的概念，（含i節(jié)點）？答：FCB(File Control Block)，文件控制塊，存儲文件在磁盤中的相關信息。從文件管理角度看一個文件包含文件說明和文件體。文件說明有時也叫FCB 至少包括文件名，與文件名相對應的文件內部標識以及文件信息在文件存儲設備上第一個物理塊的地址。不同結構對應不同的存儲方法。文件說明組成目錄文件。文件系統(tǒng)利用目錄文件完成按名存取和對文件信息的共享和保護7.理解文件目錄的構成：文件目錄，目錄項，目錄文件的區(qū)別答：單級目錄，二級目錄和多級目錄文件目錄是系統(tǒng)為了管理用的目錄文件是一個文件目錄項是蝦米？8，理解文件目錄結構/bin 啟動所需的命令和用戶可能用到的/sbin 一般給管理員用的/ect 系統(tǒng)配置文件/root 超級用戶/lib 共享庫。（是這個？）9，掌握文件共享的方法（鏈接法，基本文件目錄表和BFD法）答：鏈接法：將一個目錄中的鏈指針直接指向被共享文件所在目錄。需要用戶指定被共享的文件和被鏈接的目錄。BFD書P214 215 課件 第八章 89 9110,加快文件檢索的方法答：1設置當前目錄2.把文件目錄分成兩部分從長度來考慮先找到文件名11,了解文件的存取控制和使用答：文件存取控制是指限制文件共享，保護文件的方法。實施文件存取控制的方案有存取控制矩形，存取控制表，用戶權限表和口令密碼等。第九章1，了解設備管理的功能和任務，設備類別，虛擬設備的概念答：設備管理是對計算機輸入輸出系統(tǒng)的管理，是操作系統(tǒng)中最具多樣性和復雜性的部分。其主要任務是：（1）選擇和分配輸入輸出設備以進行數據傳輸操作；（2）控制輸入輸出設備和CPU（或內存）之間交換數據；（3）為用戶提供友好的透明接口，把用戶和設備硬件特性分開，使得用戶在編制應用程序時不必涉及具體設備，系統(tǒng)按用戶要求控制設備工作。另外，這個接口還為新增加的用戶設備提供一個和系統(tǒng)核心相連接的入口，以便用戶開發(fā)新的設備管理程序；（4）提高設備和設備之間、CPU和設備之間，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。按設備的使用特性分，可分為存儲設備、輸入輸出設備、終端設備以及脫機設備等.按設備的從屬關系，可把設備劃分為系統(tǒng)設備和用戶設備。虛擬設備：通過虛擬技術將一臺獨占設備虛擬成多臺邏輯設備,供多個用戶進程同時使用, 通常把這種經過虛擬的設備2,掌握數據傳送控制方式答：（1）程序直接控制方式；（2）中斷控制方式；（3）DMA方式；（4）通道方式。課件P21 -503,理解中斷的概念以及向量中斷的應用答：中斷是指計算機在執(zhí)行程序的過程中，當出現(xiàn)異常情況或特殊請求時，計算機停止現(xiàn)行程序的運行，轉向對這些異常情況或特殊請求的處理，處理結束后再返回現(xiàn)行程序的間斷處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。n 要求中斷的設備既發(fā)出中斷請求信號也給出一個中斷號。 n 中斷號作為中斷服務程序（入口地址）表的偏移量。 n 中斷服務程序（入口地址）表稱為中斷向量。 n 采用這種機制，要求中斷的設備可以讓 CPU 馬上執(zhí)行特定的中斷處理程序。5， 理解引入數據緩沖的原因，緩沖的種類答：原因：CPU和外圍設備速度不一致，減少中斷次數和CPU中斷處理時間單緩沖，雙緩沖，多緩沖(一部分用于輸入一部分用于輸出的緩沖結構)，緩沖池。緩沖池由多個緩沖區(qū)組成，而一個緩沖區(qū)由兩部分組成：一部分是用來標識該緩沖器和用于管理的緩沖首部，另一部分是用于存放數據的緩沖體。這兩部分有一一對應的映射關系。對緩沖池的管理是通過對每一個緩沖器的緩沖首部進行操作實現(xiàn)的