操作系統(tǒng)復習資料

1、操作系統(tǒng)復習一、 選擇題1. 什么是多道程序？本質是什么？為什么要引入？多道程序設計技術概念：在多道批處理系統(tǒng)中，用戶所提交的作業(yè)都先存放在外存上并排成一個隊列，稱為“后備隊列”；然后，由作業(yè)調度程序按一定的算法從后備隊列中選擇若干個作業(yè)調入內存，是它們共享CPU和系統(tǒng)中的各種資源。引入多道程序技術是為了進一步提高資源的利用率和吞吐量。多道程序設計技術帶來的好處：1）提高CPU的利用率2）提高內存和I/O設備利用率3）增加系統(tǒng)的吞吐量，保存CPU、I/O設備不斷忙碌，大幅度地提高系統(tǒng)的吞吐量2. 信號量互斥（1）資源（值為負數(shù)（代表什么）信號量的概念：表明資源可以提供給進城使用的量，它是一個整

2、型值。計數(shù)信號量S的物理含義：S>0：表示有n個可利用的資源。S<0：表示有n個被阻塞的資源。S=0：表示資源正在使用。信號量值可變，但僅能由、操作來改變1) P操作原語P(S) (1) P操作一次，S值減，即SS（請求分配一資源）； (2) 如果S0，則該進程繼續(xù)執(zhí)行； 如果S0表示無資源，則該進程的狀態(tài)置為阻塞態(tài)，把相應的PCB連入該信號量隊列的末尾，并放棄處理機，進行等待（直至另一個進程執(zhí)行V（S）操作）。2)V操作原語（荷蘭語的等待）V(S) (1) V操作一次，S值加1，即SS+（釋放一單位量資源）； (2) 如果S0，表示有資源，則該進程繼續(xù)執(zhí)行； 如果S0，則釋放信號

3、量隊列上的第一個PCB所對應的進程（阻塞態(tài)改為就緒態(tài)），執(zhí)行V操作的進程繼續(xù)執(zhí)行。3. 作業(yè)調度（概念、估計時間、幾種調度算法）作業(yè)：包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說明書，系統(tǒng)根據(jù)該說明書對程序的運行進行控制。作業(yè)調度的主要任務是根據(jù)JCB中的信息，檢查系統(tǒng)中的資源能否滿足作業(yè)對資源的需求，以及按照一定的調度算法，從外存的后備隊列中選取某些作業(yè)調入內存，并為它們創(chuàng)建進程、分配必要的資源。然后再將新創(chuàng)建的進程排在就緒隊列上等待調度。作業(yè)調度中每次接納進入內存的作業(yè)數(shù)，取決于多道程序度，應將作業(yè)從外存調入內存，取決于采用的調度算法。作業(yè)調度算法：先來先服務算法（FCFS），每次調度是從就緒隊列中

4、選擇一個最先進入該隊列的進程，為之分配處理機，使之投入運行。作業(yè)的等待時間就是作業(yè)的優(yōu)先級，等待時間越長，優(yōu)先級越高?？捎糜谧鳂I(yè)調度和進程調度。（特殊情況無法執(zhí)行）短作業(yè)優(yōu)先(SJF)調度，它將從外存的作業(yè)后備隊列中選擇若干個估計運行時間最短的作業(yè)，優(yōu)先將它們調入內存運行。以作業(yè)的長短來計算優(yōu)先級，作業(yè)越短，其優(yōu)先級越高。可用于作業(yè)調度和進程調度。（長作業(yè)可能被餓死）優(yōu)先級調度算法（PSA），系統(tǒng)從后備隊列中選擇若干個優(yōu)先級最高的作業(yè)裝入內存?；谧鳂I(yè)的緊迫程度，由外部賦予作業(yè)相應的優(yōu)先級，調度算法是根據(jù)優(yōu)先級進行調度的。（確認優(yōu)先級困難）高響應比優(yōu)先調度算法（HRRN），優(yōu)先權=（等待時間+

5、要求服務時間）/要求服務時間=響應時間/要求服務時間=響應比（Rp）。等待時間相同時，要求服務時間越短優(yōu)先權越高，類似SJF算法；要求服務時間相同時，等待時間越長優(yōu)先級越高，類似FCFS算法；對于長作業(yè)的優(yōu)先級，可以隨等待時間的增加而提高，當其等待時間足夠長時，也可以獲得處理機。（產(chǎn)生額外開銷）作業(yè)的周轉時間包括四部分時間：1、作業(yè)在外存后備隊列上等待（作業(yè)）調度的時間；2、進程在就緒隊列上等待進程調度的時間；3、進程在CPU上執(zhí)行的時間；4進程等待I/O操作完成的時間。周轉時間：1) 周轉時間=完成時刻提交時刻2) 平均周轉時間=周轉時間n3) 帶權周轉時間=周轉時間實際運行時間4) 平均帶

6、權周轉時間=帶權周轉時間n4. 幾個管理功能是哪些？分別管理什么？1）處理機管理：進程控制，進程同步，進程通信，調度；2）存儲器管理：內存分配和回收，地址映射，內存保護，內存擴充；3）設備管理：緩沖管理，設備分配，設備處理；4）文件管理：文件存儲空間的管理，目錄管理，文件的讀/寫管理及文件的共享和保護；5）OS與用戶之間的接口：程序接口，用戶接口，聯(lián)機接口，脫機接口，圖形接口；新功能：系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡的功能和服務、支持多媒體5. 基本段、頁式內存管理中，需要訪問幾次內存？24位地址，則虛擬內存空間可達多少？2次，2次；224;6. 虛擬存儲含義，本質虛擬存儲器的概念：是指具有請求調入功能和置換功

7、能，能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲系統(tǒng)。7. 進程的幾個狀態(tài)，之間的轉換進程的基本狀態(tài)：就緒、執(zhí)行、阻塞。進程在三個基本狀態(tài)之間轉換：1)緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到CPU資源；2)執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時間片用完；3)執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請求；4)阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/O完成。8. 常見操作系統(tǒng)單任務、多任務是什么？單用戶單任務操作系統(tǒng)：只允許一個用戶上機，且只允許用戶程序作為一個任務執(zhí)行。這是最簡單的微機操作系統(tǒng)，主要配置在8位和16位微機上，典型代表：CP/M（8位）、MS-DOS（16位）單用戶多任務操作系統(tǒng)：只允許一個用戶上機，但是允許用戶把程序分成若干個任務，使它們并發(fā)執(zhí)行，

8、從而改善了系統(tǒng)的功能。典型代表：Window（32位）多用戶多任務操作系統(tǒng)：允許多個用戶通過各自的終端，使用同一臺機器，共享主機系統(tǒng)的各種資源，而每個用戶程序又可以進一步分為幾個任務，使它們能并發(fā)執(zhí)行，從而可進一步提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。典型代表：UNIX OS（32位）其變形有Solaris OS和Linux9. 同步的概念，異步的概念，并行概念，并發(fā)概念并行：指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生；并發(fā)：指兩個或多個事件在同一時間間隔內發(fā)生；同步：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。異步：與同步相對應，異步指的是讓CPU暫時擱置當前請求的響應,處理下一個請求,當通

9、過輪詢或其他方式得到回調通知后,開始運行。進程的同步：主要源于進程合作，是進程間共同完成一項任務時直接發(fā)生相互作用的關系。為進程之間的直接制約關系。在多道環(huán)境下，這種進程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調是必不可少的。進程的互斥：主要源于資源共享，市進程之間簡介制約關系。再多得到系統(tǒng)中每次只允許一個進程訪問的自愿成為臨界資源，進程互斥就是保證每一次只有一個進程使用臨界資源。10. 操作系統(tǒng)的抖動理解，處理CPU在虛擬存儲中，頁面在內存與外存之間頻繁調度，以至于調度頁面所需時間比進程實際運行的時間還多，此時系統(tǒng)效率急劇下降，甚至導致系統(tǒng)崩潰，這種現(xiàn)象稱為抖動。減少抖動：1減少頁面的頻繁調進主存2選擇適當?shù)闹脫Q

10、算法11. 四種I/O方式了解，各種I/O概念I/O控制方式的種類和應用：1)程序I/O 方式：早期計算機無中斷機構，處理機對I/O設備的控制采用程序I/O方式或稱忙等的方式。（適用于結構簡單，只需少量硬件的電路）2)中斷驅動I/O 控制方式：適用于有中斷機構的計算機系統(tǒng)中。（適用于高效場合）3)直接存儲器訪問(DMA)I/O 控制方式：適用于具有DMA控制器的計算機系統(tǒng)中。（適用于無需CPU介入的控制器來控制內存與外設之間的數(shù)據(jù)交流的場合）4)I/O通道控制方式：具有通道程序的計算機系統(tǒng)中。（適用于以字節(jié)為單位的干預，同時實現(xiàn)CPU、通道和I/O設備三者同時操作的場合）12. 分時、實時操作

11、系統(tǒng)了解（Spooling操作系統(tǒng)（給出四個選項要知道哪個是哪個系統(tǒng)）分時系統(tǒng)概念：將一臺計算機很好的提供給多個用戶同時使用，提高計算機的利用率。（為了滿足用戶對人-機交互的需求）實時系統(tǒng)概念：是計算機系統(tǒng)可以立即對用戶程序要求或者外部信號作出反應的系統(tǒng)，它可以分為硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)。（飛機或火車的訂票系統(tǒng)、由于播放音頻和視頻的多媒體系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)（智能儀器和設備）Spooling：它是關于慢速字符設備如何與計算機主機交換信息的一種技術，通常稱為“假脫機技術”。Spooling系統(tǒng)：若有進程要求對它打印輸出時，SPOOLing系統(tǒng)并不是將這臺打印機直接分配給進程，而是在共享設備（磁盤或磁

12、鼓）上的輸出SPOOLing存儲區(qū)中為其分配一塊存儲空間，進程的輸出數(shù)據(jù)以文件形式存放于此。各進程的數(shù)據(jù)輸出文件形成了一個輸出隊列，由輸出SPOOLing系統(tǒng)控制這臺打印機進程，依次將隊列中的輸出文件實際打印輸出。在SPOOLing 系統(tǒng)中，實際上并沒有為任何進程分配，而只是在輸入井和輸出井中，為進程分配一存儲區(qū)和建立一張I/O請求表。這樣，便把獨占設備改造為共享設備。SPOOLing技術的優(yōu)點：提高了I/O的速度；將獨占設備改造為共享設備；實現(xiàn)了虛擬設備功能。 分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)進行比較. a. 分時系統(tǒng)是一種通用系統(tǒng)，主要用于運行終端用戶程序，因而它具有較強的交互能力；而實時系統(tǒng)雖然也有交

13、互能力，但其交互能力不及前 b. 實時信息系統(tǒng)對實用性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接收的等待時間來確定；而實時控制系統(tǒng)的及時性則是以控制對象所要求的開始截止時間和完成截止時間來確定的，因此實時系統(tǒng)的及時性要高于分時系統(tǒng)的及時性 c. 實時系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求要比分時系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求高13. 分段、分頁、段頁式管理，最大段數(shù)及頁數(shù)分頁存儲管理方式：在該方式中，將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小的區(qū)域，稱為“頁”或“頁面”。相應的，也將內存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和框的大小相同。這樣用戶程序的任意一頁放入任一物理塊中，實現(xiàn)了離散分配。分段存儲管理方式：為了滿足用戶要求而形成

14、的一種存儲管理方式，它把用戶程序地址空間分為若干個大小不同的段，每段可定義一組相對完整的信息。以段為單位，這些段在內存中可以不相鄰接，所以也同樣實現(xiàn)了離散分配。段頁式管理存儲方式：這是分頁和分段兩種存儲管理方式相結合的產(chǎn)物，同時具有兩者的優(yōu)點，是目前應用較為廣泛的一種存儲管理方式。請求分頁系統(tǒng)：是在分頁系統(tǒng)的基礎上增加了請求調頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統(tǒng)。它允許用戶程序只裝入少數(shù)頁面的程序（及數(shù)據(jù)）即可啟動運行。請求分段系統(tǒng)：在分段系統(tǒng)的基礎上，增加了請求調段及分段置換功能后所形成的段式虛擬存儲系統(tǒng)。它允許用戶程序只要裝入少數(shù)段（而非所有段）的程序和數(shù)據(jù)即可啟動運行。最大段數(shù)為

15、2的段位數(shù)次方地址長度為32位，其中015位為段內地址，1631位為段號，則允許一個作業(yè)最長有64k個段，每個段的最大長度為64KB最大頁數(shù)為2的頁位數(shù)次方地址長度為32位，其中111位為頁內地址，即每頁的大小為4kB，1231位為頁號，地址空間最多允許有1M頁1kB=1024=2101M=1024kB=210kB1G=1024M=210M232=4G分頁與分段的區(qū)別 分頁信息的物理單位大小一樣，由系統(tǒng)固定地址空間是一維的分段信息的邏輯單位 大小不等，由用戶確定 地址空間是二維的分區(qū)存儲管理中常采用哪些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點。 分配策略有：首次適應算法、循環(huán)首次適應算法、最佳適應算法、最壞

16、適應算法。 a.首次適應算法的優(yōu)缺點：保留了高址部分的大空閑區(qū)，有利于后到來的大型作業(yè)的分配；低址部分不斷被劃分，留下許多難以利用的、小的空閑區(qū)，且每次分區(qū)分配查找時都是從低址部分開始，會增加查找時的系統(tǒng)開銷。 b.循環(huán)首次適應算法的優(yōu)缺點：使內存中的空閑分區(qū)分布得更為均勻，減少了查找時的系統(tǒng)開銷；缺乏大的空閑分區(qū)，從而導致不能裝入大型作業(yè)。 c.最佳適應算法的優(yōu)缺點：每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)；內存中留下許多難以利用的小的空閑區(qū)。 d.最壞適應算法的優(yōu)缺點：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不至于太小，產(chǎn)生碎片的幾率最小，對中小型文件分配分區(qū)操作有利；使存儲器中缺乏大的空閑區(qū)，對

17、大型文件的分區(qū)分配不利。14. 頁表、段表地址如何轉換（基本機制）所謂地址轉換就是將用戶的邏輯地址轉換成內存的物理地址，完成地址重定位。在具有快表的段頁式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換？ 答：在CPU給出有效地址后，由地址變換機構自動將頁號P送入高速緩沖寄存器，并將此 頁號與高速緩存中的所有頁號比較，若找到匹配頁號，表示要訪問的頁表項在快表中?？芍?接從快表讀出該頁對應物理塊號，送到物理地址寄存器中。如快表中沒有對應頁表項，則再 訪問內存頁表，找到后，把從頁表項中讀出物理塊號送地址寄存器；同時修改快表，將此頁 表項存入快表。但若寄存器已滿，則OS必須找到合適的頁表項換出。2. 分頁存儲管理的

18、地址機構15 12 11 0 頁號P 頁內位移量W頁號4位，每個作業(yè)最多2的4次方=16頁，表示頁號從00001111（24-1），頁內位移量的位數(shù)表示頁的大小，若頁內位移量12位，則2的12次方=4k，頁的大小為4k，頁內地址從若給定一個邏輯地址為A，頁面大小為L，則頁號P=INTA/L，頁內地址W=A MOD L3. 頁表分頁系統(tǒng)中，允許將進程的每一頁離散地存儲在內存的任一物理塊中，為了能在內存中找到每個頁面對應的物理塊，系統(tǒng)為每個進程建立一張頁面映射表，簡稱頁表。頁表的作用是實現(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射。頁表： 頁號 物理塊號 存取控制 0 2 1 15（F） 2 14（E） 3 1

19、4. 地址變換（1） 程序執(zhí)行時，從PCB中取出頁表始址和頁表長度（4），裝入頁表寄存器PTR。（2） 由分頁地址變換機構將邏輯地址自動分成頁號和頁內地址。例： 頁號為2,位移量為C8EH=3214D或11406 DIV 4096=2 11406 MOD 4096=3214（3） 將頁號與頁表長度進行比較(2<4)，若頁號大于或等于頁表長度，則表示本次訪問的地址已超越進程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。（4） 將頁表始址與頁號和頁表項長度的乘積相加，便得到該頁表項在頁表中的位置。（5） 取出頁描述子得到該頁的物理塊號。 2 14（E）（6） 對該頁的存取控制進行檢查。（7） 將物理塊號送入物理

20、地址寄存器中，再將有效地址寄存器中的頁內地址直接送入物理地址寄存器的塊內地址字段中，拼接得到實際的物理地址。例：或 14*4096+3214=60558D3. 分段地址結構作業(yè)的地址空間被劃分為若干個段，每個段定義了一組邏輯信息。例程序段、數(shù)據(jù)段等。每個段都從0開始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間。段的長度由相應的邏輯信息組的長度決定，因而各段長度不等。整個作業(yè)的地址空間是二維的。15 12 11 0 段號 段內位移量段號4位，每個作業(yè)最多24=16段，表示段號從00001111（24-1）；段內位移量12位，212=4k，表示每段的段內地址最大為4K（各段長度不同），從4. 段表段號 段長 起

21、始地址 存取控制 0 1K 4096 1 4K 17500 2 2K 8192 5. 地址變換(1). 程序執(zhí)行時，從PCB中取出段表始址和段表長度（3），裝入段表寄存器。(2). 由分段地址變換機構將邏輯地址自動分成段號和段內地址。例：段號為1,位移量為C8EH=3214D(3). 將段號與段表長度進行比較(1<3)，若段號大于或等于段表長度，則表示本次訪問的地址已超越進程的地址空間，產(chǎn)生越界中斷。(4). 將段表始址與段號和段表項長度的乘積相加，便得到該段表項在段表中的位置。(5). 取出段描述子得到該段的起始物理地址。1 4K 17500(6). 檢查段內位移量是否超出該段的段長(

22、3214<4K)，若超過，產(chǎn)生越界中斷。(7). 對該段的存取控制進行檢查。(8). 將該段基址和段內地址相加，得到實際的物理地址。例：起始地址17500D+段內地址3214D=20714D【例1】考慮一個由8個頁面，每頁有1024個字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有32個物理塊的存儲器中，問：（1） 邏輯地址需要多少二進制位表示？（2） 物理地址需要多少二進制位表示？分析在分頁存儲管理中，邏輯地址結構如下圖所示。它由兩個部分組成：前一部分表示該地址所在頁面的頁號p；后一部分表示頁內地址（頁內位移）d。頁號的地址位數(shù)決定了頁的多少，假設頁號有20位，則地址空間中最多可容納的頁面數(shù)為220，

23、即1MB個頁面。頁內地址位數(shù)確定了每頁的大小，若頁內地址為12位，則每頁大小為212，即2KB。同理，物理地址中塊號的地址位數(shù)決定了塊的數(shù)量。由于頁式存儲管理內存空間塊的大小與頁面大小相同，所以物理地址中塊內地址與邏輯地址中的頁內地址位數(shù)相同。解因為頁面數(shù)為8=23，故需要3位二進制數(shù)表示。每頁有1024個字節(jié)，1024=210，于是頁內地址需要10位二進制數(shù)表示。32個物理塊，需要5位二進制數(shù)表示（32=25）。（1） 頁的邏輯地址由頁號和頁內地址組成，所以需要3+10=13位二進制數(shù)表示（2）頁的物理地址由塊號和頁內地址的拼接，所以需要5+10=15位二進制數(shù)表示。15. 中斷時間、作業(yè)提

24、交到結束中斷是指在計算機執(zhí)行期間，系統(tǒng)內發(fā)生任何非尋常的或非預期的急需處理事件，使得CPU暫時中斷當前正在執(zhí)行的程序而轉去執(zhí)行相應的事件處理程序，待處理完畢后又返回原來被中斷處繼續(xù)執(zhí)行的過程CPU轉去執(zhí)行相應的事件處理程序的過程CPU收到中斷請求后轉到相應的事件處理程序16. 頁面大小與中斷次數(shù)關系頁面越大中斷次數(shù)越少，頁面越小中斷次數(shù)越多在分頁系統(tǒng)中，若選擇過小的頁面大小，雖然一方面可以減少內存碎片，起到減少內存碎片總空間的作用，有利于內存利用率的提高，但另一方面卻會造成每個進程占用較多的頁面，從而導致進程的頁表過長，占用大量的內存。此外，還會降低頁面換進換出率。然而，如果選擇頁面過大，雖然

25、可以減少頁表的長度，提高頁面換進換出的速度，但卻又會使頁內碎片增大。因此，頁面的大小應選擇適中，且頁面大小應為2的冪，通常為1kB8kB。17. 采用基于時間片的輪轉調度算法是為了什么？批處理系統(tǒng)的調度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權、高響應比優(yōu)先、多級反饋隊列調度算法。分時系統(tǒng)的調度算法：時間片輪轉法。 實時系統(tǒng)的調度算法：最早截止時間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。時間片輪轉調度算法是一種最古老，最簡單，最公平且使用最廣的算法。每個進程被分配一個時間段，稱作它的時間片，即該進程允許運行的時間。如果在時間片結束時進程還在運行，則CPU將被剝奪并分配給另一個進程。如果進程在時間片結束前阻塞或

26、結束，則CPU當即進行切換。調度程序所要做的就是維護一張就緒進程列表，當進程用完它的時間片后，它被移到隊列的末尾。18. 什么叫臨界資源、臨界區(qū)域？1) 臨界資源：一次僅允許一個進程使用的資源。 2) 臨界區(qū)：在每個進程中訪問臨界資源的那段程序。3) 互斥進入臨界區(qū)的準則：空閑讓進：如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進程進入。 忙則等待：任何時候，處于臨界區(qū)內的進程不可多于一個。如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待。有限等待：進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)。 讓權等待： 如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應讓出

27、CPU，避免進程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。為什么進程在進入臨界區(qū)之前應先執(zhí)行“進入?yún)^(qū)”代碼？而在退出前又要執(zhí)行“退出 區(qū)”代碼？ 答：為了實現(xiàn)多個進程對臨界資源的互斥訪問，必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問 的臨界資源是否正被訪問的代碼，如果未被訪問，該進程便可進入臨界區(qū)對資源進行訪問， 并設臵正被訪問標志，如果正被訪問，則本進程不能進入臨界區(qū)，實現(xiàn)這一功能的代碼為" 進入?yún)^(qū)"代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行"退出區(qū)"代碼，用于恢復未被訪問標志，使其它進程能再訪問此臨界資源。 磁盤訪問時間由哪幾部分組成？每部分的時間是如何的？ 磁盤訪問時間由尋道時間Ts，旋轉

28、延遲時間Tc，傳輸時間Tt。 尋道時間Ts是指把磁臂（磁頭）移動到指定磁道上所經(jīng)歷的時間。該時間是啟動磁臂的時間S與磁頭移動n條磁道所花費的時間之和。 旋轉延遲時間Tc指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。 傳輸時間Tt指把數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的時間。磁盤訪問時間：磁盤訪問時間由尋道時間Ts、旋轉延遲時間Tr、傳輸時間Tt 三部分組成。1 Ts 是啟動磁臂時間s 與磁頭移動n條磁道的時間和，即Ts = m × n + s。2 Tr是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。硬盤15000r/min時Tr為2ms；軟盤300或600r/min時Tr為50100ms。3 Tt 是

29、指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)歷的時間。Tt 的大小與每次讀/寫的字節(jié)數(shù)b和旋轉速度有關：Tt = b/rN。 二、 簡答題1. 操作系統(tǒng)不斷發(fā)展的推動力？(1) 不斷提高計算機資源利用率(2) 方便用戶(3) 器件的不斷更新?lián)Q代(4) 計算機體系結構的不斷發(fā)展(5) 不斷提出新的應用需求2. 為什么要引入分頁系統(tǒng)？請求分頁？分頁存儲管理方式：在該方式中，將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小的區(qū)域，稱為“頁”或“頁面”。相應的，也將內存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和框的大小相同。這樣用戶程序的任意一頁放入任一物理塊中，實現(xiàn)了離散分配。（引入是為了允許將一個進程直接分散地裝入到許多不相鄰杰的

30、分區(qū)中，便可充分地利用內存空間，提高資源的利用率，無須再進行“緊湊”。）分頁請求系統(tǒng)是在分頁系統(tǒng)的基礎上增加了請求調頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統(tǒng)。3. 重定位概念（靜態(tài)、動態(tài)）？重定位：把邏輯地址轉變?yōu)閮却娴奈锢淼刂返倪^程。動態(tài)重定位：是指在程序執(zhí)行過程中，每當訪問指令或數(shù)據(jù)時，要將訪問的邏輯結構轉換為物理地址。靜態(tài)重定位：是在目標程序裝入內存時，由裝入程序對目標程序中的指令和數(shù)據(jù)的地址進行修改，即把程序的邏輯地址都改成實際的內存地址。重定位在程序裝入時一次完成。4. 為什么要引入進程、線程？1)進程的引入：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述

31、，在操作系統(tǒng)中引入了進程概念。2)線程的概念：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開銷，使OS具有更好的并發(fā)性，提高CPU的利用率。進程是分配資源的基本單位，而線程則是系統(tǒng)調度的基本單位。5. 操作系統(tǒng)哪些基本特征？操作系統(tǒng)基本特征：并發(fā)，共享，虛擬和異步性。1)并發(fā)性：并發(fā)性是指兩個或多個活動在同一給定的時間間隔中進行。2)共享性：共享是指計算機系統(tǒng)中的資源被多個任務所共用。 3)虛擬性：通過某種技術將一個物理實體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應物。4)異步性：每個程序什么時候執(zhí)行，向前推進速度快慢，是由執(zhí)行的現(xiàn)場所決定。但同一程序在相同的初始數(shù)據(jù)下，無論何時運行都應獲得同樣

32、的結果。6.三種基本狀態(tài)轉換的典型原因？就緒狀態(tài)：進程分配到除CPU以外的所有資源后，只要在獲得CPU便可以立刻執(zhí)行的狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進程已獲得CPU且程序正在執(zhí)行的狀態(tài)阻塞狀態(tài)：正在執(zhí)行的進程由于某些實際而暫時無法繼續(xù)執(zhí)行而處于一種暫停狀態(tài)1） 就緒->執(zhí)行：進程分配到CPU資源2）執(zhí)行->就緒：時間片用完3）執(zhí)行->阻塞:I/O請求4）阻塞->就緒:I/O完成7.有哪些I/O控制方式，概念？I/O控制方式的種類和應用：1)程序I/O 方式：早期計算機無中斷機構，處理機對I/O設備的控制采用程序I/O方式或稱忙等的方式。（適用于結構簡單，只需少量硬件的電路）2)中斷驅動

33、I/O 控制方式：適用于有中斷機構的計算機系統(tǒng)中。（適用于高效場合）3)直接存儲器訪問(DMA)I/O 控制方式：適用于具有DMA控制器的計算機系統(tǒng)中。（適用于無需CPU介入的控制器來控制內存與外設之間的數(shù)據(jù)交流的場合）4)I/O通道控制方式：具有通道程序的計算機系統(tǒng)中。（適用于以字節(jié)為單位的干預，同時實現(xiàn)CPU、通道和I/O設備三者同時操作的場合）8.調度概念，高中低級調度是什么？3）三級調度：高級調度（作業(yè)調度）、中級調度（內存對換）、低級調度（進程調度）高級調度的任務：高級調度的主要任務是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調入內存。低級調度的任務：低級調度是保存處理機的現(xiàn)場信

34、息，按某種算法先取進程，再把處理器分配給進程。引入中級調度的目的：引入中級調度的主要目的是為了提高內存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運行的進程不再占用內存資源，將它們調至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。9.什么是快表，作用是什么？為了提高地址變換速度，在地址變換機構中增設一個具有并行查詢功能的特殊高速緩沖寄存器，稱為快表；作用是用來存放當前訪問的那些頁表項10. 文件系統(tǒng)的目錄結構有哪些？優(yōu)缺點？文件系統(tǒng)的模型可以分為三層：第一層：對象及其屬性說明第二層：對對象操縱和管理的軟件集合第三層：文件系統(tǒng)接口邏輯文件：物理文件中存儲的數(shù)據(jù)的一種視圖方式，不包含具體的數(shù)據(jù)，僅包含物

35、理文件中的數(shù)據(jù)的索引。物理文件：是指文件在外存上的存儲組織形式文件系統(tǒng)：又被管理的文件，操作系統(tǒng)中管理文件的軟件和相應的數(shù)據(jù)結構組成的一個系統(tǒng)。目錄結構：單級目錄、兩級目錄和多級目錄結構。采用單級目錄五年級是否能滿足對目錄管理的主要要求？為什么？不能，單級目錄在整個文件系統(tǒng)中只建立一張目錄表，每個文件占一個目錄項，其中含文件名、文件擴展名、文件長度、文件類型、文件物理地址、狀態(tài)位等其它文件屬性。單級只能實現(xiàn)目錄管理的基本功能，不能滿足查找速度、允許重名和文件共享的要求。目前廣泛應用的目錄結構有哪些？它有什么優(yōu)點？現(xiàn)代操作系統(tǒng)都采用多級目錄結構，基本特點是查詢速度快、層次結構清晰、文件管理和保護

36、易于實現(xiàn)。文件目錄等同于常所接觸的文件夾？現(xiàn)代操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)文件目錄管理？ 嚴格來說不等同。文件目錄就是指一本文件內容的總綱,目錄上標明了各貢內容的主題.這個就叫目錄。文件夾，是專門裝整頁文件用的，主要目的是為了更好的保存文件，使它整齊規(guī)范。目錄管理：（1）實現(xiàn)“按名存取”，即用戶只須向系統(tǒng)提供所需訪問的文件名字。（2）提高對目錄的檢索速度（3）文件共享，在多用戶系統(tǒng)中，應允許多個用戶共享一個文件（4）允許文件重名。以便于用戶按照自己的習慣給文件命名和使用文件。11.進程與線程的區(qū)別與聯(lián)系？進程概念：進程是進程實體的運行過程，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的一個獨立單位線程概念：是程序執(zhí)行流的最小

37、單元，是程序中一個單一的順序控制流程相同點：1)二者都具有ID、一組寄存器、狀態(tài)、優(yōu)先級及所要遵循的調度策略2）每個進程都有一個進程控制塊，線程也擁有一個線程控制塊3）線程和子進程共享父進程中的資源；線程與子進程獨立與它們的父進程，競爭使用處理機資源；線程與子進程的創(chuàng)建者可以在線程和子進程上實行某些控制；線程與子進程可以改變其屬性并創(chuàng)建新的資源不同點：1） 線程是進程的一部分，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)行過程不是一條線程的，而是多條線程共同完成的2） 啟動一個線程所花費的空間遠遠小于啟動一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需要的時間也遠

38、遠小于進程間切換所花費的時間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。對于不同的進程來說，它們具有獨立的數(shù)據(jù)空間，要進行數(shù)據(jù)的傳遞只能通過通信的方式進行，這種方式不僅費時而且很不方便。而一個線程的數(shù)據(jù)可以直接為其他線程所用，著不僅快捷，而且方便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進程和線程的比較：1）調度性：線程在OS 中作為調度和分派

39、的基本單位，進程只作為資源擁有的基本單位。2）并發(fā)性：進程可以并發(fā)執(zhí)行，一個進程的多個線程也可并發(fā)執(zhí)行。3）擁有資源：進程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運行時必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進程的資源。4）系統(tǒng)開銷：操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進程時付出的開銷顯著大于線程。12. 信號量機制，AND型基本特征？信號量機制：一種進程同步的工具分類：整型信號量機制、記錄型信號量機制、AND型信號量機制AND型信號量機制的特征：將進程在整個運行過程中所需要的所有資源，一次性全部地分配給進程，待進程使用完后在一起釋放。只要尚有一個資源未能分配給進程，其他所有可能為之分配的資源

40、也不分配給它。13. 什么是虛擬存儲器，實現(xiàn)的形式？虛擬存儲器的概念：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加以擴充的一種存儲系統(tǒng)。虛擬存儲器的特征：離散性、多次性、對換性和虛擬性。最本質的是離散性，最重要的是虛擬性。虛擬存儲器的實現(xiàn)方法：1）在分頁請求系統(tǒng)中是在分頁的基礎上，增加了請求調頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)頁面的程序(及數(shù)據(jù))，便啟動運行。2)在請求分段系統(tǒng)中是在分段系統(tǒng)的基礎上，增加了請求調段及分段置換功能后形成的段式虛擬存儲系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)段(而非所有段)的用戶程序和數(shù)據(jù)，即可啟動運行?？赡芸嫉暮喆痤}l 進程和程序的比較：1)動態(tài)性是進程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷而消亡。進程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實體。2）并發(fā)性是進程的重要特征，同時也是OS 的重要特征。引入進程的目的正是