操作系統(tǒng)期末復(fù)習(xí)文檔

1、n什么是操作系統(tǒng)？并分別從功能、軟件、什么是操作系統(tǒng)？并分別從功能、軟件、管理者及用戶觀點(diǎn)敘述之管理者及用戶觀點(diǎn)敘述之 q操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)軟、硬件資源，合理組織計(jì)算操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)軟、硬件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以及方便用戶使用的系統(tǒng)軟件。機(jī)工作流程，以及方便用戶使用的系統(tǒng)軟件。q從功能角度看，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的資源管理系統(tǒng)，由它負(fù)從功能角度看，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的資源管理系統(tǒng)，由它負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部軟、硬件資源進(jìn)行分配、控制、調(diào)度責(zé)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部軟、硬件資源進(jìn)行分配、控制、調(diào)度和回收；和回收；q 從軟件的觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是一個(gè)大型系統(tǒng)軟件，由多個(gè)功從軟件的觀點(diǎn)

2、看，操作系統(tǒng)是一個(gè)大型系統(tǒng)軟件，由多個(gè)功能模塊及數(shù)據(jù)集合組成；能模塊及數(shù)據(jù)集合組成；q從管理者角度看，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)工作流程的組織者。它從管理者角度看，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)工作流程的組織者。它自動(dòng)、高效、合理的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理；自動(dòng)、高效、合理的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理； q從用戶觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是一個(gè)服務(wù)質(zhì)量高、使用方便的虛從用戶觀點(diǎn)看，操作系統(tǒng)是一個(gè)服務(wù)質(zhì)量高、使用方便的虛擬機(jī)。它是用戶使用計(jì)算機(jī)的界面和橋梁。擬機(jī)。它是用戶使用計(jì)算機(jī)的界面和橋梁。 第1章 操作系統(tǒng)引論n操作系統(tǒng)的地位操作系統(tǒng)的地位 q操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬、軟件資源的總指揮部。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬、軟件資源的總指揮部。q操作系統(tǒng)

3、的性能高低決定了整體計(jì)算機(jī)的潛在硬件操作系統(tǒng)的性能高低決定了整體計(jì)算機(jī)的潛在硬件性能能否發(fā)揮出來(lái)。性能能否發(fā)揮出來(lái)。q操作系統(tǒng)本身的安全可靠程度決定了整個(gè)計(jì)算機(jī)系操作系統(tǒng)本身的安全可靠程度決定了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性統(tǒng)的安全性和可靠性q操作系統(tǒng)是軟件技術(shù)含量最大、附加值最高的部分，操作系統(tǒng)是軟件技術(shù)含量最大、附加值最高的部分，是軟件技術(shù)的核心，是軟件的基礎(chǔ)運(yùn)行平臺(tái)。是軟件技術(shù)的核心，是軟件的基礎(chǔ)運(yùn)行平臺(tái)。 n為什么說(shuō)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象？為什么說(shuō)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象？qOS首先在裸機(jī)上覆蓋一層首先在裸機(jī)上覆蓋一層I/O設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算

4、機(jī)硬件操作的第一層次抽象；了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件操作的第一層次抽象；q在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源操作的第二層次抽象。件資源操作的第二層次抽象。qOS 通過(guò)在計(jì)算機(jī)硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)通過(guò)在計(jì)算機(jī)硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能，隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共了系統(tǒng)功能，隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS 的主要目標(biāo)是什么的主要目標(biāo)是什么?.q答：方便性。配置操作系統(tǒng)后可使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更容易使用。答：方便性。配置操作系統(tǒng)后可使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更容易使用。q

5、有效性。配置操作系統(tǒng)后可提高系統(tǒng)資源的利用率，提高有效性。配置操作系統(tǒng)后可提高系統(tǒng)資源的利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量。系統(tǒng)的吞吐量。q可擴(kuò)充性。操作系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以便于增加新的可擴(kuò)充性。操作系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以便于增加新的功能和修改老的功能模塊。功能和修改老的功能模塊。q開(kāi)放性。為使出自不同廠家的計(jì)算機(jī)及其設(shè)備能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性。為使出自不同廠家的計(jì)算機(jī)及其設(shè)備能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加以集成化并正確、有效地協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可加以集成化并正確、有效地協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的可移植性和互操作性，要求操作系統(tǒng)必須提供統(tǒng)一的開(kāi)放環(huán)移植性和互操作性，要求操作系統(tǒng)必須提供統(tǒng)一的開(kāi)放環(huán)境，進(jìn)而要求境，進(jìn)而

6、要求OS具有開(kāi)放性。開(kāi)放性是指系統(tǒng)能遵循世界具有開(kāi)放性。開(kāi)放性是指系統(tǒng)能遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是遵循開(kāi)放系統(tǒng)互連（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是遵循開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。n試說(shuō)明操作系統(tǒng)與硬件、其他系統(tǒng)軟件以及用試說(shuō)明操作系統(tǒng)與硬件、其他系統(tǒng)軟件以及用戶之間的關(guān)系戶之間的關(guān)系 q操作系統(tǒng)是覆蓋在硬件上的第一層軟件，它管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源，并向用戶提供良好的界面。操作系統(tǒng)與硬件緊密相關(guān)，它直接管理著硬件資源，為用戶完成所有與硬件相關(guān)的操作，從而極大地方便了用戶對(duì)硬件資源的使用并提高了硬件資源的利用率。操作系統(tǒng)是一種特殊的系統(tǒng)軟件，其他系統(tǒng)軟件運(yùn)行在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，可獲得操作系統(tǒng)

7、提供的大量服務(wù)，也就是說(shuō)操作系統(tǒng)是其他系統(tǒng)軟件與硬件之間的接口。而一般用戶使用計(jì)算機(jī)除了需要操作系統(tǒng)支持外，還需要用到大量的其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，以使其工作更方便和高效?？梢?jiàn)，硬件、操作系統(tǒng)、其他系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序和用戶之間存在著右圖所示的層次關(guān)系。 操作系統(tǒng)具有哪幾大特征？它們之間有何關(guān)系？操作系統(tǒng)具有哪幾大特征？它們之間有何關(guān)系？答：操作系統(tǒng)的特征有并發(fā)、資源共享、虛擬和異步性。它們的關(guān)系答：操作系統(tǒng)的特征有并發(fā)、資源共享、虛擬和異步性。它們的關(guān)系如下：如下：(1)并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)最基本的特征。為了提高計(jì)算機(jī)資源的利并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)最基本的特征。為了提高計(jì)算機(jī)資源的利用率，操作系

8、統(tǒng)必然采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，使多個(gè)程序共享系用率，操作系統(tǒng)必然采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，使多個(gè)程序共享系統(tǒng)資源，并發(fā)地執(zhí)行。統(tǒng)資源，并發(fā)地執(zhí)行。(2)并發(fā)和共享互為存在的條件。一方面，資源的共享是以程序（進(jìn)并發(fā)和共享互為存在的條件。一方面，資源的共享是以程序（進(jìn)程）的并發(fā)執(zhí)行為條件，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存程）的并發(fā)執(zhí)行為條件，若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問(wèn)題；另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效的在資源共享問(wèn)題；另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效的管理，協(xié)調(diào)好諸進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問(wèn)，也必將影響到程序的并管理，協(xié)調(diào)好諸進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問(wèn)，也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行

9、，甚至根本無(wú)法并發(fā)執(zhí)行。發(fā)執(zhí)行，甚至根本無(wú)法并發(fā)執(zhí)行。(3)虛擬技術(shù)以并發(fā)和資源共享為前提。為了使并發(fā)進(jìn)程能更方便、虛擬技術(shù)以并發(fā)和資源共享為前提。為了使并發(fā)進(jìn)程能更方便、更有效地共享資源，操作系統(tǒng)常采用多種虛擬技術(shù)來(lái)邏輯上增加更有效地共享資源，操作系統(tǒng)常采用多種虛擬技術(shù)來(lái)邏輯上增加CPU和設(shè)備的數(shù)量以及存儲(chǔ)器的容量，從而解決眾多并發(fā)進(jìn)程對(duì)和設(shè)備的數(shù)量以及存儲(chǔ)器的容量，從而解決眾多并發(fā)進(jìn)程對(duì)有限的系統(tǒng)資源的爭(zhēng)用問(wèn)題。有限的系統(tǒng)資源的爭(zhēng)用問(wèn)題。(4)異步性是并發(fā)和共享的必然結(jié)果。操作系統(tǒng)允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程共異步性是并發(fā)和共享的必然結(jié)果。操作系統(tǒng)允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程共享資源、相互合作，使得每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行

10、過(guò)程受到其他進(jìn)程的制享資源、相互合作，使得每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行過(guò)程受到其他進(jìn)程的制約，不再約，不再“一氣呵成一氣呵成”，這必然導(dǎo)致異步特性的產(chǎn)生。，這必然導(dǎo)致異步特性的產(chǎn)生。第2章 進(jìn)程進(jìn)程引入的原因PCB特征進(jìn)程同步進(jìn)程控制概念狀態(tài)就緒執(zhí)行阻塞結(jié)構(gòu)特征動(dòng)態(tài)性并發(fā)性獨(dú)立性進(jìn)程通信臨界資源和臨界區(qū)同步與互斥四個(gè)準(zhǔn)則同步機(jī)制管程信號(hào)量程序線程狀態(tài)概念線程控制引入的原因線程同步屬性類別用戶級(jí)線程內(nèi)核支持線程類別應(yīng)用整型記錄型特例區(qū)別區(qū)別組成部分n1.程序順序執(zhí)行的特征程序順序執(zhí)行的特征n2.前趨圖前趨圖：描述程序段或進(jìn)程之間執(zhí)行的先后順：描述程序段或進(jìn)程之間執(zhí)行的先后順序序n3.程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征程序并

11、發(fā)執(zhí)行時(shí)的特征q 間斷性間斷性 失去封閉性失去封閉性 不可再現(xiàn)性不可再現(xiàn)性n4.進(jìn)程的概念進(jìn)程的概念q 進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過(guò)程，也是操序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過(guò)程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位（作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位（1978年全國(guó)操作系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議）年全國(guó)操作系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議）n5.進(jìn)程的特征進(jìn)程的特征q結(jié)構(gòu)特征：每個(gè)進(jìn)程實(shí)體中除了相應(yīng)的程序段、數(shù)結(jié)構(gòu)特征：每個(gè)進(jìn)程實(shí)體中除了相應(yīng)的程序段、數(shù)據(jù)段外，還必須包含一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)據(jù)段外，還必須包含一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PCB，即進(jìn)程控，即進(jìn)程控制塊制塊q

12、動(dòng)態(tài)性動(dòng)態(tài)性q并發(fā)性并發(fā)性q獨(dú)立性獨(dú)立性q異步性異步性n6.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念?為了為了實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程間的合作和協(xié)調(diào)工作，以及保證實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程間的合作和協(xié)調(diào)工作，以及保證系統(tǒng)的安全性，操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面應(yīng)做系統(tǒng)的安全性，操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面應(yīng)做哪些工作？哪些工作？ q在多道程序環(huán)境中，程序的執(zhí)行是并發(fā)的，這樣就在多道程序環(huán)境中，程序的執(zhí)行是并發(fā)的，這樣就要失去封閉性，并且間斷且不可再現(xiàn)要失去封閉性，并且間斷且不可再現(xiàn) 。并發(fā)執(zhí)行。并發(fā)執(zhí)行的三個(gè)特點(diǎn)決定通常的程序是不能并發(fā)執(zhí)行的，于的三個(gè)特點(diǎn)決定通常的程序是不能并發(fā)執(zhí)行的，于是引進(jìn)了進(jìn)程的概念。

13、是引進(jìn)了進(jìn)程的概念。q操作系統(tǒng)應(yīng)該在進(jìn)程管理方面做以下工作：操作系統(tǒng)應(yīng)該在進(jìn)程管理方面做以下工作：n進(jìn)程控制。進(jìn)程調(diào)度。進(jìn)程同步。進(jìn)程進(jìn)程控制。進(jìn)程調(diào)度。進(jìn)程同步。進(jìn)程通信。防止死鎖。通信。防止死鎖。n7.進(jìn)程與程序的區(qū)別進(jìn)程與程序的區(qū)別l進(jìn)程更能真實(shí)地描述并發(fā)，而程序不能進(jìn)程更能真實(shí)地描述并發(fā)，而程序不能l進(jìn)程是由程序和數(shù)據(jù)兩部分組成的進(jìn)程是由程序和數(shù)據(jù)兩部分組成的l程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的l進(jìn)程有生命周期，有誕生有消亡，短暫的；進(jìn)程有生命周期，有誕生有消亡，短暫的； 而程序是相對(duì)長(zhǎng)久的而程序是相對(duì)長(zhǎng)久的l一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，反之亦然一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，反

14、之亦然l進(jìn)程具有創(chuàng)建其他進(jìn)程的功能，而程序沒(méi)有進(jìn)程具有創(chuàng)建其他進(jìn)程的功能，而程序沒(méi)有n8.什么是進(jìn)程控制塊？試從進(jìn)程管理、進(jìn)程通信、中什么是進(jìn)程控制塊？試從進(jìn)程管理、進(jìn)程通信、中斷處理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理的角度設(shè)計(jì)斷處理、文件管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理的角度設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊應(yīng)包含的項(xiàng)目。進(jìn)程控制塊應(yīng)包含的項(xiàng)目。q進(jìn)程控制塊（進(jìn)程控制塊（PCB）是為了控制進(jìn)程在多道程序環(huán)境下能）是為了控制進(jìn)程在多道程序環(huán)境下能夠獨(dú)立并發(fā)地運(yùn)行而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了控制和描述夠獨(dú)立并發(fā)地運(yùn)行而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了控制和描述該進(jìn)程所需要的所有信息。該進(jìn)程所需要的所有信息。q從進(jìn)程管理的角度：從進(jìn)程管理

15、的角度：PCB應(yīng)該包含進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、應(yīng)該包含進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、CPU狀態(tài)狀態(tài)信息、進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息。信息、進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息。q從進(jìn)程通信的角度：從進(jìn)程通信的角度：PCB應(yīng)該包含指向消息隊(duì)列的指針，用應(yīng)該包含指向消息隊(duì)列的指針，用于互斥訪問(wèn)消息隊(duì)列的信號(hào)量。于互斥訪問(wèn)消息隊(duì)列的信號(hào)量。q從中斷處理的角度：從中斷處理的角度：PCB應(yīng)該包含中斷前的應(yīng)該包含中斷前的CPU的狀態(tài)信息。的狀態(tài)信息。q從文件管理的角度：從文件管理的角度：PCB應(yīng)該包含用戶文件描述符表。應(yīng)該包含用戶文件描述符表。q從存儲(chǔ)管理的角度：從存儲(chǔ)管理的角度：PCB應(yīng)該包含程序段、數(shù)據(jù)段和堆棧段應(yīng)該包含程序段、數(shù)據(jù)段和堆棧段的地址

16、和長(zhǎng)度。的地址和長(zhǎng)度。q從設(shè)備管理的角度：從設(shè)備管理的角度：PCB應(yīng)該包含該進(jìn)程已分配到得設(shè)備和應(yīng)該包含該進(jìn)程已分配到得設(shè)備和運(yùn)行還需要分配的設(shè)備的列表。運(yùn)行還需要分配的設(shè)備的列表。n9. 為什么說(shuō)為什么說(shuō)PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？q在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)為他配置一個(gè)在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)為他配置一個(gè)PCB；在進(jìn)；在進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)行進(jìn)程調(diào)度時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)PCB中的狀態(tài)和優(yōu)先中的狀態(tài)和優(yōu)先級(jí)等信息來(lái)選擇新進(jìn)程，然后將老進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)等信息來(lái)選擇新進(jìn)程，然后將老進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)信息保存到他的信息保存到他的PCB中，再根據(jù)新進(jìn)程中，再根據(jù)新進(jìn)程PCB中中所保存的處理機(jī)狀態(tài)信息來(lái)恢復(fù)現(xiàn)

17、場(chǎng)；執(zhí)行中所保存的處理機(jī)狀態(tài)信息來(lái)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；執(zhí)行中的進(jìn)程，如果需要訪問(wèn)文件或者需要與合作進(jìn)的進(jìn)程，如果需要訪問(wèn)文件或者需要與合作進(jìn)程實(shí)現(xiàn)同步或通信，也要訪問(wèn)程實(shí)現(xiàn)同步或通信，也要訪問(wèn)PCB；當(dāng)進(jìn)程因；當(dāng)進(jìn)程因某種原因而暫停執(zhí)行時(shí)，也必須將斷點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)某種原因而暫停執(zhí)行時(shí)，也必須將斷點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信息保存到他的信息保存到他的PCB中；當(dāng)進(jìn)程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)中；當(dāng)進(jìn)程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)將回收他的將回收他的PCB。可見(jiàn)，再進(jìn)程的整個(gè)生命周。可見(jiàn)，再進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，系統(tǒng)總是通過(guò)其期中，系統(tǒng)總是通過(guò)其PCB對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制和對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制和管理。管理。n10.某分時(shí)系統(tǒng)的進(jìn)程出現(xiàn)如下圖所示的狀態(tài)變化。某分時(shí)系統(tǒng)的進(jìn)程

18、出現(xiàn)如下圖所示的狀態(tài)變化。等待打等待打印機(jī)輸印機(jī)輸出結(jié)果出結(jié)果運(yùn)行運(yùn)行等磁盤讀文件等磁盤讀文件就緒進(jìn)程隊(duì)列就緒進(jìn)程隊(duì)列試問(wèn)：（試問(wèn)：（1）你認(rèn)為該系統(tǒng)采用的是何種進(jìn)程調(diào)度算法？）你認(rèn)為該系統(tǒng)采用的是何種進(jìn)程調(diào)度算法？（2）把圖中所示的六個(gè)狀態(tài)變化的原因?qū)懗鰜?lái)。）把圖中所示的六個(gè)狀態(tài)變化的原因?qū)懗鰜?lái)。n【分析】從圖中可以看出在、和“就緒進(jìn)程隊(duì)列”之間存在一個(gè)環(huán)路，有的進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中被剝奪處理機(jī)，排入就緒隊(duì)列的尾部，等待下一次調(diào)度，同時(shí)進(jìn)程調(diào)度程序又去調(diào)度當(dāng)前就緒隊(duì)列中的第一個(gè)進(jìn)程，這樣的進(jìn)程調(diào)度算法為時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。n解： n（1）該分時(shí)系統(tǒng)采用的進(jìn)程調(diào)度算法是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。n（2）進(jìn)程被選中，

19、變成運(yùn)行態(tài)；時(shí)間片到，運(yùn)行的進(jìn)程排入就緒隊(duì)列尾部；運(yùn)行的進(jìn)程啟動(dòng)打印機(jī)，等待打?。淮蛴」ぷ鹘Y(jié)束，等待的進(jìn)程排入就緒隊(duì)列尾部；等待磁盤讀文件工作；磁盤傳輸信息結(jié)束，等待的進(jìn)程排入就緒隊(duì)列尾部。n11.進(jìn)程控制進(jìn)程控制q所謂進(jìn)程控制，是指系統(tǒng)使用一些具有特定功能的所謂進(jìn)程控制，是指系統(tǒng)使用一些具有特定功能的程序段來(lái)創(chuàng)建、撤銷進(jìn)程以及完成進(jìn)程各狀態(tài)間轉(zhuǎn)程序段來(lái)創(chuàng)建、撤銷進(jìn)程以及完成進(jìn)程各狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的一系列有效管理。操作系統(tǒng)是通過(guò)這些被稱為換的一系列有效管理。操作系統(tǒng)是通過(guò)這些被稱為原語(yǔ)的程序段對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制的原語(yǔ)的程序段對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制的n12.原語(yǔ)原語(yǔ)q原語(yǔ)是機(jī)器指令的延伸，由若干條機(jī)器指令構(gòu)成，原

20、語(yǔ)是機(jī)器指令的延伸，由若干條機(jī)器指令構(gòu)成，用于完成特定功能的一段程序。為了保證需哦的正用于完成特定功能的一段程序。為了保證需哦的正確性，原語(yǔ)在執(zhí)行的過(guò)程中是不可分割的，也即其確性，原語(yǔ)在執(zhí)行的過(guò)程中是不可分割的，也即其執(zhí)行過(guò)程是不允許被中斷的執(zhí)行過(guò)程是不允許被中斷的n13.進(jìn)程同步進(jìn)程同步q進(jìn)程同步是指對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)程同步是指對(duì)多個(gè)相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，目的是使系統(tǒng)中諸進(jìn)程之間能有效地共享資源和相互合目的是使系統(tǒng)中諸進(jìn)程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的機(jī)制被稱為同步機(jī)制。

21、機(jī)制被稱為同步機(jī)制。n14.進(jìn)程的同步與互斥進(jìn)程的同步與互斥q進(jìn)程的互斥是指并發(fā)進(jìn)程在競(jìng)爭(zhēng)共享資源時(shí)的相互制約進(jìn)程的互斥是指并發(fā)進(jìn)程在競(jìng)爭(zhēng)共享資源時(shí)的相互制約關(guān)系。關(guān)系。q進(jìn)程的同步是指一個(gè)進(jìn)程是否能使用共享資源依賴與其進(jìn)程的同步是指一個(gè)進(jìn)程是否能使用共享資源依賴與其他進(jìn)程的執(zhí)行情況，一個(gè)進(jìn)程在沒(méi)有受到其他進(jìn)程的消他進(jìn)程的執(zhí)行情況，一個(gè)進(jìn)程在沒(méi)有受到其他進(jìn)程的消息時(shí)必須等等待，直至另一進(jìn)程送來(lái)消息后才可繼續(xù)執(zhí)息時(shí)必須等等待，直至另一進(jìn)程送來(lái)消息后才可繼續(xù)執(zhí)行下去。行下去。同步與互斥的區(qū)別n同步q進(jìn)程進(jìn)程q時(shí)間次序上受到某種限制q相互清楚對(duì)方的存在及其作用，交換信息q往往指有幾個(gè)進(jìn)程共同完成一個(gè)

22、任務(wù)q舉例：生產(chǎn)與消費(fèi)之間，發(fā)送與接受之間，作者與讀者之間，供者與用者之間 n互斥q進(jìn)程資源進(jìn)程q競(jìng)爭(zhēng)到某一物理資源時(shí)不允許進(jìn)程工作q不一定清楚其它進(jìn)程情況q往往指多個(gè)任務(wù)多個(gè)進(jìn)程間通訊制約q舉例：交通十字路口，單軌火車的撥道岔 n15.臨界資源和臨界區(qū)臨界資源和臨界區(qū)q臨界資源特點(diǎn)：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用。臨界資源特點(diǎn)：一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用。q臨界區(qū)：每個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源的那一段必須互斥執(zhí)行的程臨界區(qū)：每個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)臨界資源的那一段必須互斥執(zhí)行的程序。一個(gè)共享變量可以有多個(gè)臨界區(qū)。把使用統(tǒng)一變量的一序。一個(gè)共享變量可以有多個(gè)臨界區(qū)。把使用統(tǒng)一變量的一組臨界區(qū)稱為組臨界區(qū)稱為“相關(guān)臨界區(qū)相關(guān)臨

23、界區(qū)”。并發(fā)進(jìn)程不允許同時(shí)或交叉。并發(fā)進(jìn)程不允許同時(shí)或交叉地在各個(gè)相關(guān)臨界區(qū)中執(zhí)行。地在各個(gè)相關(guān)臨界區(qū)中執(zhí)行。n16.同步機(jī)制應(yīng)遵循的規(guī)則同步機(jī)制應(yīng)遵循的規(guī)則n17.信號(hào)量機(jī)制及其應(yīng)用信號(hào)量機(jī)制及其應(yīng)用q信號(hào)量的含義：信號(hào)量是一個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的整型信號(hào)量的含義：信號(hào)量是一個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的整型或記錄型變量，除了初始化外，對(duì)它只能執(zhí)行或記錄型變量，除了初始化外，對(duì)它只能執(zhí)行wait和和signal兩種操作。兩種操作。q信號(hào)量的物理意義：一個(gè)信號(hào)量信號(hào)量的物理意義：一個(gè)信號(hào)量S通常對(duì)應(yīng)于一類通常對(duì)應(yīng)于一類臨界資源。臨界資源。S.wait申請(qǐng)資源，申請(qǐng)資源，S.signal釋放資源。釋放資源。S.va

24、lue表示當(dāng)前可用資源數(shù)表示當(dāng)前可用資源數(shù)q用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)互斥q用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)前趨關(guān)系用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)前趨關(guān)系n18.進(jìn)程通信的類型進(jìn)程通信的類型q共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)q消息傳遞系統(tǒng)消息傳遞系統(tǒng)q管道通信管道通信n19.消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制應(yīng)具有那幾方面的功能消息緩沖隊(duì)列通信機(jī)制應(yīng)具有那幾方面的功能q構(gòu)成消息：發(fā)送進(jìn)程在工作區(qū)設(shè)置發(fā)送區(qū)，填信息。構(gòu)成消息：發(fā)送進(jìn)程在工作區(qū)設(shè)置發(fā)送區(qū)，填信息。q發(fā)送消息：將消息從發(fā)送區(qū)復(fù)制到消息緩沖區(qū)，并把它發(fā)送消息：將消息從發(fā)送區(qū)復(fù)制到消息緩沖區(qū)，并把它插入到目標(biāo)進(jìn)程的消息隊(duì)列中。插入到目標(biāo)進(jìn)程的消息隊(duì)列中。q接受消息：從消息隊(duì)列中去消息并拷貝

25、到接收區(qū)接受消息：從消息隊(duì)列中去消息并拷貝到接收區(qū)q互斥與同步：互斥與同步：n20.線程的屬性線程的屬性q輕型實(shí)體。線程中的實(shí)體基本上不擁有系統(tǒng)資源，輕型實(shí)體。線程中的實(shí)體基本上不擁有系統(tǒng)資源，只是有一點(diǎn)必不可少的、能保證獨(dú)立運(yùn)行的資源。只是有一點(diǎn)必不可少的、能保證獨(dú)立運(yùn)行的資源。q獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。q可并發(fā)執(zhí)行?？刹l(fā)執(zhí)行。q共享進(jìn)程資源。共享進(jìn)程資源。n22.進(jìn)程與線程的比較進(jìn)程與線程的比較q調(diào)度型：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和調(diào)度型：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程。而在引入線程的獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單

26、位都是進(jìn)程。而在引入線程的OS中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，把進(jìn)程中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位。作為資源擁有的基本單位。q并發(fā)性。在引入線程的并發(fā)性。在引入線程的OS中，不僅進(jìn)程間可以并發(fā)執(zhí)中，不僅進(jìn)程間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程間也可以并發(fā)執(zhí)行行，而且在一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程間也可以并發(fā)執(zhí)行q擁有資源。在這兩種擁有資源。在這兩種OS中，擁有資源的基本單位都是中，擁有資源的基本單位都是進(jìn)程。線程除了一點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)必不可少的資源（如線程進(jìn)程。線程除了一點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)必不可少的資源（如線程控制塊、程序計(jì)數(shù)器、一組寄存器值和堆棧）外，本身控制塊、程序計(jì)

27、數(shù)器、一組寄存器值和堆棧）外，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源。基本不擁有系統(tǒng)資源，但可訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源。q開(kāi)銷。由于創(chuàng)建或撤銷進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)要分配或回收資源；開(kāi)銷。由于創(chuàng)建或撤銷進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)要分配或回收資源；進(jìn)程切換時(shí)要保存和設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)信息也明顯多于線程，進(jìn)程切換時(shí)要保存和設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)信息也明顯多于線程，因此，因此，OS在創(chuàng)建、撤銷和切換進(jìn)程時(shí)所付出的開(kāi)銷明在創(chuàng)建、撤銷和切換進(jìn)程時(shí)所付出的開(kāi)銷明顯地大于線程。另外，由于隸屬于同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線顯地大于線程。另外，由于隸屬于同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程共享同一地址空間和該進(jìn)程的所有已打開(kāi)文件，從而程共享同一地址空間和該進(jìn)程的所有已打開(kāi)文

28、件，從而使它們之間的同步和通信的實(shí)現(xiàn)也比進(jìn)程更方便。使它們之間的同步和通信的實(shí)現(xiàn)也比進(jìn)程更方便。n1.一條小河上有一座獨(dú)木橋一條小河上有一座獨(dú)木橋,規(guī)定每次只允許規(guī)定每次只允許一個(gè)人過(guò)橋一個(gè)人過(guò)橋,現(xiàn)在河?xùn)|河西都有人要過(guò)橋現(xiàn)在河?xùn)|河西都有人要過(guò)橋,如如果把每個(gè)過(guò)橋者看作一個(gè)進(jìn)程果把每個(gè)過(guò)橋者看作一個(gè)進(jìn)程,為保證安全為保證安全,請(qǐng)用請(qǐng)用PV操作實(shí)現(xiàn)正確管理操作實(shí)現(xiàn)正確管理.n2.一條小河上有一座獨(dú)木橋一條小河上有一座獨(dú)木橋,同一方向的可連同一方向的可連續(xù)過(guò)橋續(xù)過(guò)橋;某方向有人過(guò)橋時(shí)另一方向的人等待某方向有人過(guò)橋時(shí)另一方向的人等待,現(xiàn)在河?xùn)|河西都有人要過(guò)橋現(xiàn)在河?xùn)|河西都有人要過(guò)橋,如果把每個(gè)過(guò)橋如

29、果把每個(gè)過(guò)橋者看作一個(gè)進(jìn)程者看作一個(gè)進(jìn)程,為保證安全為保證安全,請(qǐng)用請(qǐng)用PV操作實(shí)操作實(shí)現(xiàn)正確管理現(xiàn)正確管理.n3.在一間酒吧里有三個(gè)音樂(lè)愛(ài)好者隊(duì)列，第一隊(duì)的在一間酒吧里有三個(gè)音樂(lè)愛(ài)好者隊(duì)列，第一隊(duì)的音樂(lè)愛(ài)好者只有隨身聽(tīng)，第二隊(duì)只有音樂(lè)磁帶，第音樂(lè)愛(ài)好者只有隨身聽(tīng)，第二隊(duì)只有音樂(lè)磁帶，第三隊(duì)只有電池。而要聽(tīng)音樂(lè)就必須隨身聽(tīng)、音樂(lè)磁三隊(duì)只有電池。而要聽(tīng)音樂(lè)就必須隨身聽(tīng)、音樂(lè)磁帶和電池這三種物品俱全。酒吧老板一次出售這三帶和電池這三種物品俱全。酒吧老板一次出售這三種物品中的任意兩種。當(dāng)一名音樂(lè)愛(ài)好者得到這三種物品中的任意兩種。當(dāng)一名音樂(lè)愛(ài)好者得到這三種物品并聽(tīng)完一首樂(lè)曲后，酒吧老板才能再一次出種物

30、品并聽(tīng)完一首樂(lè)曲后，酒吧老板才能再一次出售這三種物品中的任意兩種。于是第二名音樂(lè)愛(ài)好售這三種物品中的任意兩種。于是第二名音樂(lè)愛(ài)好者得到這三種物品并開(kāi)始樂(lè)曲。全部買賣就這樣進(jìn)者得到這三種物品并開(kāi)始樂(lè)曲。全部買賣就這樣進(jìn)行下去，試用行下去，試用p、v操作正確解決這一買賣。操作正確解決這一買賣。 n4.某私廟，有小和尚、老和尚若干。一水桶，有一某私廟，有小和尚、老和尚若干。一水桶，有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚飲用。水缸可容水缸，由小和尚提水入缸供老和尚飲用。水缸可容10桶水，水取自同一井中。水井徑窄，每次只能容桶水，水取自同一井中。水井徑窄，每次只能容一個(gè)水桶取水。水桶總數(shù)為一個(gè)水桶取水。水桶

31、總數(shù)為3。每次入、取缸水僅。每次入、取缸水僅為一桶，且不可同時(shí)進(jìn)行。試給出有關(guān)取水、入水為一桶，且不可同時(shí)進(jìn)行。試給出有關(guān)取水、入水的算法描述。的算法描述。 第3章 處理及調(diào)度調(diào)調(diào)度度級(jí)級(jí)別別作作業(yè)業(yè)調(diào)調(diào)度度（高高級(jí)級(jí)調(diào)調(diào)度度）進(jìn)進(jìn)程程對(duì)對(duì)換換（中中級(jí)級(jí)調(diào)調(diào)度度）進(jìn)進(jìn)程程調(diào)調(diào)度度（低低級(jí)級(jí)調(diào)調(diào)度度）調(diào)調(diào)度度隊(duì)隊(duì)列列選選擇擇調(diào)調(diào)度度方方式式和和算算法法的的準(zhǔn)準(zhǔn)則則調(diào)調(diào)度度算算法法先先來(lái)來(lái)先先服服務(wù)務(wù)短短作作業(yè)業(yè)優(yōu)優(yōu)先先多多級(jí)級(jí)反反饋饋隊(duì)隊(duì)列列高高優(yōu)優(yōu)先先權(quán)權(quán)優(yōu)優(yōu)先先時(shí)時(shí)間間片片輪輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)多多級(jí)級(jí)隊(duì)隊(duì)列列實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)調(diào)調(diào)度度處處理理機(jī)機(jī)調(diào)調(diào)度度死死鎖鎖概概念念產(chǎn)產(chǎn)生生原原因因處處理理方方法法必必要要條條

32、件件競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)資資源源進(jìn)進(jìn)程程推推進(jìn)進(jìn)順順序序非非法法互互斥斥條條件件請(qǐng)請(qǐng)求求和和保保持持條條件件不不剝剝奪奪條條件件環(huán)環(huán)路路等等待待條條件件死死鎖鎖預(yù)預(yù)防防死死鎖鎖避避免免死死鎖鎖檢檢測(cè)測(cè)死死鎖鎖解解除除限限制制條條件件銀銀行行家家算算法法可可能能引引起起第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖1. 三級(jí)調(diào)度三級(jí)調(diào)度n高級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度或長(zhǎng)程調(diào)度）：決定將后備隊(duì)列高級(jí)調(diào)度（作業(yè)調(diào)度或長(zhǎng)程調(diào)度）：決定將后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存n低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度）：決定就需隊(duì)列中低級(jí)調(diào)度（進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度）：決定就需隊(duì)列中哪個(gè)進(jìn)程先獲得處理機(jī)哪個(gè)進(jìn)程先獲得處理機(jī)q非搶占式非搶占式q搶占式搶占

33、式 搶占原則：優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)有先、時(shí)間片原則搶占原則：優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)有先、時(shí)間片原則n中級(jí)調(diào)度（中程調(diào)度）中級(jí)調(diào)度（中程調(diào)度）q目的：解決內(nèi)存緊張問(wèn)題，常用在分時(shí)系統(tǒng)及具有虛擬存儲(chǔ)器目的：解決內(nèi)存緊張問(wèn)題，常用在分時(shí)系統(tǒng)及具有虛擬存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中。的系統(tǒng)中。2.選擇調(diào)度算法的準(zhǔn)則選擇調(diào)度算法的準(zhǔn)則（1）面向用戶的準(zhǔn)則：）面向用戶的準(zhǔn)則：（a）周轉(zhuǎn)時(shí)間短）周轉(zhuǎn)時(shí)間短（b）響應(yīng)時(shí)間快）響應(yīng)時(shí)間快（c）截止時(shí)間的保證）截止時(shí)間的保證（d）優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則）優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則（2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：（a）系統(tǒng)吞吐量高）系統(tǒng)吞吐量高（b）處理機(jī)利用率好）處理機(jī)利用率好（c）各類資源的平衡利用）各

34、類資源的平衡利用第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖3.調(diào)度算法調(diào)度算法（1）先來(lái)先服務(wù)）先來(lái)先服務(wù)(FCFS)算法算法（2）短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先）短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先(SJF/SPF)算法算法（3）高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先）高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先(HPF)算法算法（4）高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度）高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度(HRRN)算法算法（5）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)(RR)算法算法(常用于交互式系統(tǒng)常用于交互式系統(tǒng))（6）多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度）多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度(FB)算法算法第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖n進(jìn)程調(diào)度算法解決以何種次序?qū)Ω骶途w進(jìn)程進(jìn)行處理進(jìn)程調(diào)度算法解決以何種次序?qū)Ω骶途w進(jìn)程進(jìn)行處理機(jī)的分配以及按何種時(shí)間比例讓進(jìn)程占用處理機(jī)。時(shí)機(jī)的分配以及

35、按何種時(shí)間比例讓進(jìn)程占用處理機(jī)。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度算法的基本思想是什么？時(shí)間片的間片輪轉(zhuǎn)進(jìn)程調(diào)度算法的基本思想是什么？時(shí)間片的大小對(duì)系統(tǒng)有什么影響？在選取取時(shí)間片時(shí)應(yīng)考慮哪大小對(duì)系統(tǒng)有什么影響？在選取取時(shí)間片時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？些因素？q時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法(RR)主要是分時(shí)系統(tǒng)中使用的一種調(diào)度算法。主要是分時(shí)系統(tǒng)中使用的一種調(diào)度算法。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法的基本思想是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法的基本思想是:將將CPU 的處理時(shí)間劃分成一個(gè)的處理時(shí)間劃分成一個(gè)個(gè)時(shí)間片個(gè)時(shí)間片,就緒隊(duì)列中的諸進(jìn)程輪流運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片。就緒隊(duì)列中的諸進(jìn)程輪流運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片。q在輪轉(zhuǎn)法中在輪轉(zhuǎn)法中,時(shí)間片長(zhǎng)度的選擇將直接影響系統(tǒng)開(kāi)銷和響應(yīng)

36、時(shí)時(shí)間片長(zhǎng)度的選擇將直接影響系統(tǒng)開(kāi)銷和響應(yīng)時(shí)間。如果時(shí)間片長(zhǎng)度很小間。如果時(shí)間片長(zhǎng)度很小,則調(diào)度程序剝奪處理機(jī)的次數(shù)頻繁則調(diào)度程序剝奪處理機(jī)的次數(shù)頻繁,加重系統(tǒng)開(kāi)銷；反之，如果時(shí)間片長(zhǎng)度選擇過(guò)長(zhǎng)加重系統(tǒng)開(kāi)銷；反之，如果時(shí)間片長(zhǎng)度選擇過(guò)長(zhǎng),則輪轉(zhuǎn)法就則輪轉(zhuǎn)法就退化成先進(jìn)先出算法。退化成先進(jìn)先出算法。q影響時(shí)間片大小設(shè)置的主要因素有影響時(shí)間片大小設(shè)置的主要因素有:系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，就緒進(jìn)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，就緒進(jìn)程數(shù)目程數(shù)目(終端數(shù)目終端數(shù)目)和計(jì)算機(jī)處理能力。和計(jì)算機(jī)處理能力。 n某進(jìn)程被喚醒后立即投入運(yùn)行，我們就說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)采用的是剝奪調(diào)度方法，對(duì)嗎？q答：不對(duì)。因?yàn)椋钱?dāng)前就緒隊(duì)列為空，這樣，被喚醒進(jìn)程

37、就是就緒隊(duì)列中惟一的一個(gè)進(jìn)程，于是調(diào)度程序會(huì)立即將該進(jìn)程投入運(yùn)行。n在單處理機(jī)的分時(shí)系統(tǒng)中，分配給進(jìn)程P的時(shí)間片用完后，系統(tǒng)進(jìn)行切換，結(jié)果調(diào)度到的仍然是進(jìn)程P。有可能出現(xiàn)上述情形嗎？如果可能請(qǐng)說(shuō)明理由。q答：有可能出現(xiàn)上述情況。例如，若在進(jìn)程P時(shí)間片用完后，被迫回到就緒隊(duì)列時(shí)，就緒隊(duì)列為空，這樣進(jìn)程P就是就緒隊(duì)列中惟一的一個(gè)進(jìn)程，于是調(diào)度程序選中的進(jìn)程必然是進(jìn)程P；又如在按優(yōu)先級(jí)調(diào)度的系統(tǒng)中，就緒隊(duì)列按進(jìn)程優(yōu)先級(jí)排列，在進(jìn)程P時(shí)間片用完之后回到就緒隊(duì)列時(shí)，若其優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前就緒隊(duì)列中的其它進(jìn)程，則它將排在就緒隊(duì)列之首，從而再次被調(diào)度進(jìn)程選中并投入運(yùn)行。n現(xiàn)有兩道作業(yè)同時(shí)執(zhí)行，一道以計(jì)算為主，另

38、一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予作業(yè)進(jìn)程占有處理器的優(yōu)先級(jí)？為什么？q解解 如果計(jì)算進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)高于或者等于輸入輸出進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)效率也不會(huì)提高。因?yàn)橛?jì)算進(jìn)程一旦占用了CPU便忙于計(jì)算，使輸入輸出進(jìn)程得不到運(yùn)行機(jī)會(huì)，同樣會(huì)使設(shè)備空閑，不能提高系統(tǒng)效率。q如果輸入輸出進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)高于計(jì)算進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)效率就能夠得到提高。因?yàn)檩斎胼敵霾僮魇且环N速度極慢的操作。若該項(xiàng)操作的優(yōu)先級(jí)高，那么，當(dāng)它完成一項(xiàng)輸入輸出操作后，便能立即獲得CPU，為下一次輸入輸出作準(zhǔn)備工作，并啟動(dòng)外部設(shè)備。當(dāng)設(shè)備被啟動(dòng)起來(lái)后，它便主動(dòng)讓出CPU，由系統(tǒng)將CPU交給計(jì)算機(jī)進(jìn)程使用。從而獲得較好的運(yùn)行效率。4.產(chǎn)生死鎖的原

39、因產(chǎn)生死鎖的原因（1）競(jìng)爭(zhēng)資源）競(jìng)爭(zhēng)資源（2）進(jìn)程間推進(jìn)順序非法）進(jìn)程間推進(jìn)順序非法5.產(chǎn)生死鎖的必要條件產(chǎn)生死鎖的必要條件（1）互斥條件）互斥條件（2）請(qǐng)求和保持條件）請(qǐng)求和保持條件（3）不剝奪條件）不剝奪條件（4）環(huán)路等待條件）環(huán)路等待條件第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖6.處理死鎖的基本方法處理死鎖的基本方法（1）預(yù)防死鎖）預(yù)防死鎖（2）避免死鎖）避免死鎖（3）檢測(cè)死鎖）檢測(cè)死鎖（4）解除死鎖）解除死鎖第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖第3章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖7.銀行家算法銀行家算法用到四個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行流程是：用到四個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行流程是：（1）某個(gè)進(jìn)程發(fā)出資源請(qǐng)求）某個(gè)進(jìn)程發(fā)出資源請(qǐng)求（2）判斷資源請(qǐng)

40、求是否合法，即：請(qǐng)求量不大于）判斷資源請(qǐng)求是否合法，即：請(qǐng)求量不大于最大需求量、不大于可用資源量最大需求量、不大于可用資源量（3）試探性將資源分配給該進(jìn)程）試探性將資源分配給該進(jìn)程（4）系統(tǒng)執(zhí)行）系統(tǒng)執(zhí)行安全性判定算法安全性判定算法，檢查分配后系統(tǒng)，檢查分配后系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。如果安全，則確認(rèn)此次分配，是否處于安全狀態(tài)。如果安全，則確認(rèn)此次分配，否則撤銷此次分配。否則撤銷此次分配。n在解決死鎖問(wèn)題的幾個(gè)方法中，哪種方法最容易實(shí)現(xiàn)?哪種方法使資源的利用率最高?q答：a. 解決死鎖可歸納為四種方法：q預(yù)防死鎖。通過(guò)一些限制條件的設(shè)置來(lái)破壞死鎖發(fā)生的四個(gè)必要條件中的一個(gè)或多個(gè)，以預(yù)防死鎖的發(fā)生。

41、q避免死鎖。在資源動(dòng)態(tài)分配過(guò)程中用某些算法加以限制，防止系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)從而避免死鎖的發(fā)生。q檢測(cè)死鎖。采取一定的機(jī)制檢測(cè)系統(tǒng)是否死鎖，以配合死鎖的解除。q解除死鎖。通過(guò)撤銷一些進(jìn)程來(lái)回收資源把系統(tǒng)從死鎖中解脫出來(lái)。qb. 其中，預(yù)防死鎖是最容易實(shí)現(xiàn)的；c. 避免死鎖使資源的利用率最高.n有3個(gè)進(jìn)程P1、P2和P3并發(fā)工作。進(jìn)程P1需要資源S3和S1，進(jìn)程P2需要資源S1和S2，進(jìn)程P3需要資源S2和S3。那么，若對(duì)資源分配不加限制，會(huì)發(fā)生什么情況？為什么？為保證進(jìn)程正確地工作，應(yīng)采用怎樣的資源分配策略？為什么？n解：若對(duì)進(jìn)程間的資源分配不加限制，可能會(huì)發(fā)生死鎖，因?yàn)檫@樣的分配可能導(dǎo)致進(jìn)程間

42、的“循環(huán)等待”，并且這種狀態(tài)將永遠(yuǎn)持續(xù)下去。進(jìn)程P1、P2和P3分別獲得資源S3、S1和S2，后再繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)都要等待。n為保證進(jìn)程正確地工作，系統(tǒng)應(yīng)該采取一定的資源分配策略來(lái)限制死鎖發(fā)生的必要條件。q限制請(qǐng)求和保持條件的發(fā)生?？梢砸筮M(jìn)程只有一次性申請(qǐng)到了它所需的所有資源后才能得到運(yùn)行，否則將放棄它申請(qǐng)到的資源。即采用靜態(tài)分配。q限制不剝奪條件的發(fā)生?？梢栽试S系統(tǒng)中的進(jìn)程在申請(qǐng)了系統(tǒng)中已經(jīng)沒(méi)有了的資源后，可以從其他沒(méi)有在運(yùn)行的進(jìn)程中搶奪該資源。q限制環(huán)路等待條件的發(fā)生?？梢砸筮M(jìn)程按照資源的編號(hào)來(lái)順序地申請(qǐng)資源。即P1進(jìn)程先申請(qǐng)S1再申請(qǐng)S3，P2進(jìn)程先申請(qǐng)S1再申請(qǐng)S2，P3進(jìn)程先申請(qǐng)S

43、2再申請(qǐng)S3。第4章 存儲(chǔ)器管理程程序序處處理理步步驟驟內(nèi)內(nèi)存存分分配配算算法法優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)請(qǐng)求頁(yè)式請(qǐng)求段式虛虛擬擬存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器需需要要時(shí)時(shí)裝裝入入需需要要時(shí)時(shí)裝裝入入單單一一固固定定分分區(qū)區(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)分分區(qū)區(qū)首首次次適適應(yīng)應(yīng)循循環(huán)環(huán)首首次次適適應(yīng)應(yīng)最最差差適適應(yīng)應(yīng)最最佳佳適適應(yīng)應(yīng)頁(yè)頁(yè)面面置置換換算算法法存存在在的的問(wèn)問(wèn)題題FIFOPBALRUOptimalNRULFUBelady異異常常抖抖動(dòng)動(dòng)裝裝入入到到哪哪里里？編編譯譯鏈鏈接接裝裝入入靜靜態(tài)態(tài)鏈鏈接接動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)鏈鏈接接裝裝入入時(shí)時(shí)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)絕絕對(duì)對(duì)裝裝入入可可重重定定位位裝裝入入動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)運(yùn)運(yùn)行行裝裝入入動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)可可重重

44、定定位位離離散散分分配配方方式式連連續(xù)續(xù)分分配配方方式式基基本本分分頁(yè)頁(yè)段段頁(yè)頁(yè)式式基基本本分分段段一、內(nèi)存管理概念n1.內(nèi)存管理的功能存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)時(shí)為多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境，方便用戶使用存儲(chǔ)器、提高存儲(chǔ)器的利用率以及從邏輯上擴(kuò)充存儲(chǔ)器。為此，存儲(chǔ)管理應(yīng)具有如下功能：q內(nèi)存的分配和回收q地址變換q擴(kuò)充內(nèi)存容量q存儲(chǔ)保護(hù)一、內(nèi)存管理概念n2.應(yīng)用程序的處理過(guò)程（1）用戶先編輯好應(yīng)用程序（2）通過(guò)相關(guān)語(yǔ)言的編譯程序?qū)⑵渚幾g成若干個(gè)目標(biāo)模塊（3）再通過(guò)鏈接程序?qū)⒕幾g后的目標(biāo)模塊以及它們所需要的庫(kù)函數(shù)鏈接在一起，形成一個(gè)完整的裝入模塊（4）最后通過(guò)裝入程序?qū)⑺鼈冄b入內(nèi)存進(jìn)行運(yùn)行。一、內(nèi)存管

45、理概念q程序的鏈接方式：n靜態(tài)鏈接：在程序運(yùn)行之前，先把各個(gè)目標(biāo)模塊及它們所需要的庫(kù)函數(shù)鏈接成一個(gè)完整的可執(zhí)行程序，以后不再拆開(kāi)。n裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：將應(yīng)用程序編譯后所得到的一組目標(biāo)模塊在裝入內(nèi)存時(shí)采用邊裝入邊鏈接方式。n運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：對(duì)一些目標(biāo)模塊的鏈接直到程序運(yùn)行時(shí)才去對(duì)它進(jìn)行鏈接，其優(yōu)點(diǎn)是便于修改和更新，便于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)模塊的共享。一、內(nèi)存管理概念q程序的裝入方式n絕對(duì)裝入：在編譯時(shí)就知道程序?qū)⒁v留的內(nèi)存地址，編譯程序產(chǎn)生絕對(duì)地址目標(biāo)代碼。不適合多道程序設(shè)計(jì)。n可重定位裝入：根據(jù)內(nèi)存當(dāng)前的使用情況，將裝入模塊裝入到內(nèi)存的適當(dāng)位置，地址變換通常是在裝入時(shí)一次性完成的，之后都不再改變，也稱為靜

46、態(tài)重定位。特點(diǎn)：在一個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)必須分配其要求的全部?jī)?nèi)存空間，此外，不能在內(nèi)存中移動(dòng)或增加內(nèi)存空間。n動(dòng)態(tài)運(yùn)行裝入：允許程序運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移動(dòng)位置，把裝入模塊裝入到內(nèi)存后所有的地址都是相對(duì)地址，只有到程序需要真正執(zhí)行時(shí)才把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址，也稱為動(dòng)態(tài)重定位。特點(diǎn)：可以將程序分配到不連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)中，課裝入部分代碼。二、連續(xù)分配方式1.固定分區(qū)分配劃分分區(qū)的方法：分區(qū)大小相等、分區(qū)大小不等內(nèi)存分配：將分區(qū)按大小進(jìn)行排序，建立一張分區(qū)使用表優(yōu)點(diǎn)：可用于多道程序系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)分配，無(wú)外部碎片缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程共享一個(gè)主存區(qū)，所以存儲(chǔ)空間利用率較低，有內(nèi)部碎片。二、連續(xù)分配方式2.可變分區(qū)

47、分配q數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：空閑分區(qū)表、空閑分區(qū)鏈q分配算法：（1）首次適應(yīng)n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)先利用內(nèi)存低址部分的內(nèi)存空間，無(wú)內(nèi)部碎片n缺點(diǎn)：低址部分不斷劃分，有外部碎片；每次查找從低址部分開(kāi)始，增加了查找的開(kāi)銷。n要求：空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈按地址從低到高排列n循環(huán)首次適應(yīng)、最佳（差）適應(yīng)二、連續(xù)分配方式2.可變分區(qū)分配q數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：空閑分區(qū)表、空閑分區(qū)鏈q分配算法：（2）循環(huán)首次適應(yīng)n優(yōu)點(diǎn)：使內(nèi)存空閑分區(qū)分布均勻，減少查找開(kāi)銷，無(wú)內(nèi)部碎片n缺點(diǎn)：會(huì)導(dǎo)致缺乏大的空閑分區(qū)，有外部碎片n要求：空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈按地址從低到高排列二、連續(xù)分配方式2.可變分區(qū)分配q數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：空閑分區(qū)表、空閑分區(qū)鏈q分配算法：（3）最

48、佳適應(yīng)算法n優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生的外部碎片很小，無(wú)內(nèi)部碎片n缺點(diǎn)：產(chǎn)生許多難以利用的小空閑區(qū)，仍有外部碎片n要求：空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈按其容量從小到大排列（4）最壞適應(yīng)算法n優(yōu)點(diǎn)：使得留下來(lái)的空閑區(qū)較大，便于下次利用，無(wú)內(nèi)部碎片n缺點(diǎn)：大的空閑區(qū)不容易保留，有外部碎片n要求：空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈按其容量從大到小排列二、連續(xù)分配方式2.可變分區(qū)分配q回收：合并相鄰的空閑區(qū)q拼接技術(shù)q分區(qū)的存儲(chǔ)保護(hù)：上下界寄存器方法、基址限長(zhǎng)寄存器方法q動(dòng)態(tài)分區(qū)分配的優(yōu)缺點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了多道程序共享主存、管理方案相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要更多的軟硬件開(kāi)銷，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)的手段比較簡(jiǎn)單n缺點(diǎn)：主存利用不夠充分，即存在內(nèi)部碎片，無(wú)法實(shí)

49、現(xiàn)多進(jìn)程共享存儲(chǔ)器的信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)主存的擴(kuò)充采用可變分區(qū)方式管理主存空間時(shí)，若主存中按地址順序依次有五個(gè)空閑區(qū)，空閑區(qū)大小分別為15k，28k，10k，226k，110k?，F(xiàn)有五個(gè)作業(yè)Ja、Jb、Jc、Jd和Je，它們需要的主存依次為10k，15k，102k，26k，80k。如果采用最先適應(yīng)算法能把這五個(gè)作業(yè)按JaJe的次序全部裝入主存嗎？用什么分配算法裝入這五個(gè)作業(yè)可使主存的利用率最高？ 1.離散分配方式分類分頁(yè)、分段2.基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理的實(shí)現(xiàn)思想作業(yè)分頁(yè)，內(nèi)存分塊，頁(yè)大小等于塊大小3.分頁(yè)地址結(jié)構(gòu)頁(yè)號(hào)+頁(yè)內(nèi)位移4.分頁(yè)地址變換（1）求頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)位移；（2）查頁(yè)表得塊號(hào)；（3）計(jì)算物理地址：

50、塊號(hào)*塊大小+頁(yè)內(nèi)位移5.基本分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式的優(yōu)缺點(diǎn)q優(yōu)點(diǎn)：存在頁(yè)內(nèi)碎片，但碎片相對(duì)較小，內(nèi)存利用率教高；實(shí)現(xiàn)了離散分配，消除了程序浮動(dòng)；便于存儲(chǔ)訪問(wèn)控制，有利于代碼共享；無(wú)外部碎片。q缺點(diǎn)：需要專門的硬件支持，尤其是快表；內(nèi)存訪問(wèn)的效率下降；不支持動(dòng)態(tài)鏈接，不能實(shí)現(xiàn)真正的共享；有內(nèi)部碎片6.分頁(yè)和分段有何異同三、離散分配方式n為滿足264地址空間的作業(yè)運(yùn)行，采用多級(jí)分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式，假設(shè)頁(yè)面大小為4KB，在頁(yè)表中的每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)需要占8個(gè)字節(jié)，則為了滿足系統(tǒng)的分頁(yè)管理至少應(yīng)采用多少級(jí)頁(yè)表？n解：頁(yè)面大小=4KB=212字節(jié)，每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)為8字節(jié)，所以一個(gè)頁(yè)面中可以存放212/23=29個(gè)頁(yè)表項(xiàng)。

51、設(shè)有n層分頁(yè)，則64位邏輯地址形式為： 第1層頁(yè)號(hào)第2層頁(yè)號(hào)第n層頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)偏移量其中其中,頁(yè)面大小為頁(yè)面大小為212字節(jié)，所以頁(yè)內(nèi)偏移量占字節(jié)，所以頁(yè)內(nèi)偏移量占12位位.剩下剩下64-12=52位位,由由于每層指向一個(gè)物理塊于每層指向一個(gè)物理塊,其中可放下其中可放下29個(gè)頁(yè)表項(xiàng)個(gè)頁(yè)表項(xiàng),所以所以52/9=6(向上取整向上取整)。四、虛擬內(nèi)存管理1.虛擬存儲(chǔ)器的定義 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)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。2.實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的硬件支持q要有相當(dāng)數(shù)量的外存：足以存放多個(gè)用戶的程序q要有一定容量的內(nèi)存：因?yàn)樵谔幚頇C(jī)上運(yùn)行的程序必須有一部分信息存放在內(nèi)

52、存中。q地址變換機(jī)構(gòu)：以動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)虛地址到實(shí)地址的地址變換3.常用的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)q請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理q請(qǐng)求分段存儲(chǔ)管理q請(qǐng)求段頁(yè)式存儲(chǔ)管理4.虛擬存儲(chǔ)器的特征多次性、對(duì)換性、虛擬性五、請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理1.請(qǐng)求分頁(yè)的硬件支持頁(yè)表、缺頁(yè)中斷（指令執(zhí)行期間發(fā)生中斷）、地址變換機(jī)構(gòu)2.內(nèi)存分配策略和分配算法（1）最小物理塊數(shù)的確定：能保證程序運(yùn)行所需的最小物理塊數(shù)（2）物理塊的分配策略 固定分配局部置換、可變分配全局置換、可變分配局部置換（3）物理塊分配算法 平均分配算法、按比例分配算法、考慮優(yōu)先權(quán)分配算法3.調(diào)頁(yè)策略（1）調(diào)入頁(yè)面的時(shí)間：請(qǐng)求調(diào)頁(yè)策略、預(yù)調(diào)頁(yè)策略（2）從何處調(diào)入：兌換區(qū)、文件區(qū)（未修改的

53、頁(yè)面）+兌換區(qū)、unix方式是文件區(qū)（未運(yùn)行過(guò)的頁(yè)面）+兌換區(qū)（運(yùn)行過(guò)又被換出的頁(yè)面）4.頁(yè)面置換算法 最佳置換算法、先進(jìn)先出（FIFO）置換算法、最近最久未使用（LRU）置換算法、Clock置換算法 頁(yè)面置換時(shí)，一定有頁(yè)面被寫到磁盤交換區(qū)嗎？（no） 5.缺頁(yè)率 影響缺頁(yè)的因素：q頁(yè)面置換算法：其優(yōu)略影響缺頁(yè)中斷次數(shù)q主存物理塊數(shù)：其數(shù)目越多，缺頁(yè)率越低q頁(yè)面大小：頁(yè)面大，缺頁(yè)率低，反之，缺頁(yè)率高q程序特性：編程方法對(duì)缺頁(yè)中斷次數(shù)有影響目前，大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都支持虛擬頁(yè)式地址轉(zhuǎn)換機(jī)制。試回答下列問(wèn)題：(1)頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案中，用戶地址空間怎樣劃分？?jī)?nèi)存地址空間怎樣劃分？?jī)?nèi)存分配過(guò)程是怎樣的？

54、(2)頁(yè)表應(yīng)設(shè)計(jì)哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的作用是什么？(3)頁(yè)式存儲(chǔ)管理方案中，地址映射機(jī)制需要哪種寄存器的支持？為了加快地址映射速度，需要采取什么措施？該措施的作用是什么？答：(1)系統(tǒng)將用戶程序的邏輯空間按照相等大小劃分成若干界面，稱為邏輯頁(yè)面。各個(gè)邏輯頁(yè)面從0開(kāi)始依次編號(hào)，每個(gè)邏輯頁(yè)面內(nèi)也從0開(kāi)始編址，稱為頁(yè)內(nèi)地址。用戶程序的邏輯地址由邏輯頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分組成。頁(yè)式存儲(chǔ)管理將內(nèi)存空間按照邏輯頁(yè)面大小劃分成等長(zhǎng)的若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)內(nèi)存塊。內(nèi)存的所有內(nèi)存塊從0開(kāi)始編號(hào)。內(nèi)存分配時(shí)，以頁(yè)面（塊）為單位，并按用戶程序所需頁(yè)數(shù)多少進(jìn)行分配。邏輯上相鄰的頁(yè)面在內(nèi)存中不一定相鄰，即分配給用戶程

55、序的內(nèi)存塊不一定連續(xù)。(2)頁(yè)表表項(xiàng)有：邏輯頁(yè)面號(hào)；物理頁(yè)面號(hào)（或塊號(hào)）；駐留位（中斷位或特征位）：指示該頁(yè)在內(nèi)存還是在外存；外存地址：指示該頁(yè)在外存的地址；修改位：指示該頁(yè)在內(nèi)存駐留期間是否被修改過(guò)；(3)系統(tǒng)提供一對(duì)硬件寄存器：頁(yè)表始址寄存器和頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器。頁(yè)表始址寄存器，用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的頁(yè)表在內(nèi)存的首地址。當(dāng)進(jìn)程被調(diào)度程序選中投入運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將其頁(yè)表首地址從進(jìn)程控制塊中取出送入該寄存器。頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器，用于保存正在運(yùn)行進(jìn)程的頁(yè)表的長(zhǎng)度。當(dāng)進(jìn)程被選中運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將它從進(jìn)程控制塊中取出送入該寄存器。為了加快地址映射速度，可在地址映射機(jī)制中增加一個(gè)小容量的聯(lián)想寄存器（相聯(lián)存儲(chǔ)器），它由

56、高速寄存器組成，成為一張快表，快表用來(lái)存放當(dāng)前訪問(wèn)最頻繁的少數(shù)活動(dòng)頁(yè)的頁(yè)號(hào)。 n什么是抖動(dòng)? 產(chǎn)生抖動(dòng)的原因是什么?n答a. 抖動(dòng)(Thrashing)就是指當(dāng)內(nèi)存中已無(wú)空閑空間而又發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)，需要從內(nèi)存中調(diào)出一頁(yè)程序或數(shù)據(jù)送磁盤的對(duì)換區(qū)中，如果算法不適當(dāng)，剛被換出的頁(yè)很快被訪問(wèn)，需重新調(diào)入，因此需再選一頁(yè)調(diào)出，而此時(shí)被換出的頁(yè)很快又要被訪問(wèn)，因而又需將它調(diào)入，如此頻繁更換頁(yè)面，以致花費(fèi)大量的時(shí)間，我們稱這種現(xiàn)象為抖動(dòng);nb. 產(chǎn)生抖動(dòng)的原因是由于CPU 的利用率和多道程序度的對(duì)立統(tǒng)一矛盾關(guān)系引起的，為了提高CPU 利用率，可提高多道程序度，但單純提高多道程序度又會(huì)造成缺頁(yè)率的急劇上升，導(dǎo)

57、致CPU 的利用率下降，而系統(tǒng)的調(diào)度程序又會(huì)為了提高CPU 利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時(shí)的進(jìn)程是處于抖動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)好的調(diào)度算法應(yīng)減少和避免抖動(dòng)現(xiàn)象。以存儲(chǔ)管理中的段式存儲(chǔ)管理為例，請(qǐng)敘述操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的具體管理方案（包括功能、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法）。首先從內(nèi)存劃分、程序邏輯地址劃分、內(nèi)存分配幾方面考慮段式存儲(chǔ)管理方案的工作原理：內(nèi)存劃分：內(nèi)存空間被動(dòng)態(tài)地劃分為若干個(gè)長(zhǎng)度不相同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域稱作一個(gè)物理段、每個(gè)物理段在內(nèi)存中有一個(gè)起始地址，稱作段首址。將物理段中的所有單元從0 開(kāi)始依次編址，稱為段內(nèi)地址。邏輯地址空間劃分：用戶程序按邏輯上有完整意義的段來(lái)劃分。稱為邏輯段。例如

58、主程序、子程序、數(shù)據(jù)等都可各成一段，每段對(duì)應(yīng)于一個(gè)過(guò)程，一個(gè)程序模塊或一個(gè)數(shù)據(jù)集合。將一個(gè)用戶程序的所有邏輯段從0 開(kāi)始編號(hào)，稱為段號(hào)。將一個(gè)邏輯段中的所有單元從0開(kāi)始編址，稱為段內(nèi)地址。用戶程序的邏輯地址由段號(hào)和段內(nèi)地址兩部分組成：段號(hào)，段內(nèi)地址內(nèi)存分配：系統(tǒng)以段為單位進(jìn)行內(nèi)存分配，為每一個(gè)邏輯段分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存區(qū)(物理段)。邏輯上連續(xù)的段在內(nèi)存不一定連續(xù)存放。然后，從實(shí)現(xiàn)方法上考慮：建立段表系統(tǒng)為每個(gè)用戶程序建立一張段表，用于記錄用戶程序的邏輯段與內(nèi)存物理段之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括邏輯段號(hào)，物理段首地址和物理段長(zhǎng)度三項(xiàng)內(nèi)容。用戶程序有多少邏輯段，該段表里就登記多少行，且按邏輯段的順序排列。段

59、表存放在內(nèi)存系統(tǒng)區(qū)里。建立空閑區(qū)表系統(tǒng)中設(shè)立一張內(nèi)存空閑區(qū)表，記錄內(nèi)存中空閑區(qū)域情況，用于為段分配和回收內(nèi)存。系統(tǒng)在尋找空閑區(qū)時(shí)可采用以下三種分配算法。首先適應(yīng)算法根據(jù)申請(qǐng)，在空閑區(qū)表中選取第一個(gè)滿足申請(qǐng)長(zhǎng)度的空閑區(qū)。此算法簡(jiǎn)單，可以快速做出分配決定。最佳適應(yīng)算法根據(jù)申請(qǐng)，在空閑區(qū)表中選擇能滿足申請(qǐng)長(zhǎng)度的最小空閑區(qū)。此算法最節(jié)約空間，因?yàn)樗M量不分割大的空閑區(qū)。其缺點(diǎn)是可能會(huì)形成很多很小的空閑區(qū)域，稱作碎片。最壞適應(yīng)算法根據(jù)申請(qǐng)，在空閑區(qū)表中選擇能滿足申請(qǐng)要求的最大的空閑區(qū)。該算法的出發(fā)點(diǎn)是：在大空頭區(qū)中裝人信息后，分割剩下的空閑區(qū)相對(duì)也大，還能用于裝入新的信息。該算法的優(yōu)點(diǎn)是可以避免形成碎片

60、；缺點(diǎn)是分割大的空閑區(qū)后，再遇到較大的申請(qǐng)時(shí)，無(wú)法滿足的可能性較大。 設(shè)某計(jì)算機(jī)的邏輯地址空間和物理地址空間均為設(shè)某計(jì)算機(jī)的邏輯地址空間和物理地址空間均為64KB，按字節(jié)編址。若，按字節(jié)編址。若某進(jìn)程最多需要某進(jìn)程最多需要6頁(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，頁(yè)的大小為頁(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，頁(yè)的大小為1KB。操作系統(tǒng)采用固定。操作系統(tǒng)采用固定分配局部置換策略為此進(jìn)程分配分配局部置換策略為此進(jìn)程分配4個(gè)頁(yè)框，如下個(gè)頁(yè)框，如下：頁(yè)號(hào)頁(yè)號(hào)頁(yè)框號(hào)頁(yè)框號(hào)裝入時(shí)刻裝入時(shí)刻訪問(wèn)位訪問(wèn)位071301142301222001391601當(dāng)該進(jìn)程執(zhí)行到當(dāng)該進(jìn)程執(zhí)行到260時(shí)刻時(shí)，要訪問(wèn)邏輯地址為時(shí)刻時(shí)，要訪問(wèn)邏輯地址為17CAH的數(shù)據(jù)，請(qǐng)