北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 作業(yè)總復(fù)習(xí)答案

《北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 作業(yè)總復(fù)習(xí)答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《北方工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) 作業(yè)總復(fù)習(xí)答案（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 ...wd... 1.1什么是操作系統(tǒng)的 根本功能? 答：操作系統(tǒng)的職能是管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有硬、軟件資源，合理地組織計(jì)算 機(jī)工作流程，并為用戶提供一個(gè)良好的工作環(huán)境和友好的接口。操作系統(tǒng)的 根本功能包括： 處理機(jī)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、信息管理(文件系統(tǒng)管理)和用戶接口等。 1.2什么是批處理、分時(shí)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)?各有什么特征? 答：批處理系統(tǒng)(batch processing system)：操作員把用戶提交的作業(yè)分類，把一批作 業(yè)編成一個(gè)作業(yè)執(zhí)行序列，由

2、專門編制的監(jiān)視程序(monitor)自動(dòng)依次處理。其主要特征是：用戶脫機(jī)使用計(jì)算機(jī)、成批處理、多道程序運(yùn)行。 分時(shí)系統(tǒng)(time sharing operation system)：把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，把處理機(jī)分配給各進(jìn)程使用。其主要特征是：交互性、多用戶同時(shí)性、獨(dú)立性。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)(real time system)：在被控對(duì)象允許時(shí)間范圍內(nèi)作出響應(yīng)。其主要特征是：對(duì)實(shí)時(shí)信息分析處理速度要比進(jìn)入系統(tǒng)快、要求安全可靠、資源利用率低。 1.3多道程序(multiprogramming)和多重處理(multiprocessing)有何區(qū)別?

3、 答：多道程序(multiprogramming)是作業(yè)之間自動(dòng)調(diào)度執(zhí)行、共享系統(tǒng)資源，并不是真 正地同時(shí)執(zhí)行多個(gè)作業(yè)；而多重處理(multiprocessing)系統(tǒng)配置多個(gè)CPU，能真正同時(shí)執(zhí)行 多道程序。要有效使用多重處理，必須采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，而多道程序設(shè)計(jì)原則上不一 定要求多重處理系統(tǒng)的支持。 2.2 作業(yè)由哪幾局部組成各有什么功能 答：作業(yè)由三局部組成：程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。程序和數(shù)據(jù)完成用戶所要求的業(yè)務(wù)處理工作，系統(tǒng)通過作業(yè)說明書控制文件形式的程序和數(shù)據(jù)，使之執(zhí)行和操作。 2.4試述SPOOLING系統(tǒng)的工作原理。 答：在SPOOLING系統(tǒng)中，多

4、臺(tái)外圍設(shè)備通過通道或DMA器件和主機(jī)與外存連接起 來，作業(yè)的輸入輸出過程由主機(jī)中的操作系統(tǒng)控制。操作系統(tǒng)中的輸人程序包含兩個(gè)獨(dú)立的過程，一個(gè)過程負(fù)責(zé)從外部設(shè)備把信息讀入緩沖區(qū)，另一個(gè)過程是寫過程，負(fù)責(zé)把緩沖區(qū)中的信息送人到外存輸入井中。 在系統(tǒng)輸人模塊收到作業(yè)輸人請(qǐng)求后，輸人管理模塊中的讀過程負(fù)責(zé)將信息從輸人裝置 讀人緩沖區(qū)。當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)，由寫過程將信息從緩沖區(qū)寫到外存輸人井中。讀過程和寫過程 反復(fù)循環(huán)，直到一個(gè)作業(yè)輸入完畢。當(dāng)讀過程讀到一個(gè)硬件完畢標(biāo)志后，系統(tǒng)再次驅(qū)動(dòng)寫過程把最后一批信息寫入外存并調(diào)用中斷處理程序完畢該次輸入。然后，系統(tǒng)為該作業(yè)建設(shè)作業(yè)控制塊JCB，從而使輸入

5、井中的作業(yè)進(jìn)人作業(yè)等待隊(duì)列，等待作業(yè)調(diào)度程序選中后進(jìn)人內(nèi)存。 2.5 操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口?它們的區(qū)別是什么? 答：操作系統(tǒng)為用戶提供兩個(gè)接口，一個(gè)是系統(tǒng)為用戶提供的各種命令接口，用戶利用這些操作命令來組織和控制作業(yè)的執(zhí)行或管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。另一個(gè)接口是系統(tǒng)調(diào)用，編程人員使用系統(tǒng)調(diào)用來請(qǐng)求操作系統(tǒng)提供服務(wù)，例如申請(qǐng)和釋放外設(shè)等類資源、控制程序的執(zhí)行速度等。 2.7 什么是系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用與一般用戶程序有什么區(qū)別與庫函數(shù)和實(shí)用程序又有什么區(qū)別 答：系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供應(yīng)編程人員的唯一接口。編程人員利用系統(tǒng)調(diào)用，在源程序以及動(dòng)態(tài)請(qǐng)求和釋放系統(tǒng)資源，調(diào)用系統(tǒng)中已有的系統(tǒng)功能來完成那些與

6、機(jī)器硬件局部相關(guān)的工作以及控制程序的執(zhí)行速度等。因此，系統(tǒng)調(diào)用像一個(gè)黑箱子那樣，對(duì)用戶屏蔽了操作系統(tǒng)的具體動(dòng)作而只提供有關(guān)的功能。它與一般用戶程序、庫函數(shù)和實(shí)用程序的區(qū)別是：系統(tǒng)調(diào)用程序是在核心態(tài)執(zhí)行，調(diào)用它們需要一個(gè)類似于硬件中斷處理的中斷處理機(jī)制來提供系統(tǒng)服務(wù)。 3.2試比擬進(jìn)程和程序的區(qū)別。 答：〔1〕進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，而程序是一個(gè)靜態(tài)概念，程序是指令的有序集合，無執(zhí)行含義，進(jìn)程則強(qiáng)調(diào)執(zhí)行的過程。〔2〕進(jìn)程具有并行特征，程序則沒有?！?〕不同的進(jìn)程可以包含同一個(gè)程序，同一程序在執(zhí)行中也可以產(chǎn)生多個(gè)進(jìn)程。 3.3 我們說程序的并發(fā)執(zhí)行將導(dǎo)致最終結(jié)果失去封閉性。這話對(duì)所有的程序都成立

7、嗎試舉例說明。 答：并非對(duì)所有的程序均成立。例如： begin local x x :=10 print(x) end 上述程序中x是內(nèi)部變量，不可能被外部程序訪問，因此這段程序的運(yùn)行不會(huì)受外部環(huán)境影響。 3.4 試比擬作業(yè)和進(jìn)程的區(qū)別。 答：一個(gè)進(jìn)程是一個(gè)程序?qū)δ硞€(gè)數(shù)據(jù)集的執(zhí)行過程，是分配資源的 根本單位。作業(yè)是用于需要計(jì)算機(jī)完成某項(xiàng)任務(wù)，而要求計(jì)算機(jī)所做工作的集合。一個(gè)作業(yè)的完成要經(jīng)過作業(yè)提交，作業(yè)收容、作業(yè)執(zhí)行和作業(yè)完成4個(gè)階段。而進(jìn)程是已提交完畢的程序所執(zhí)行過程的描述，足資源分配的 根本單位。其主要區(qū)別關(guān)系如下： (1)作業(yè)是用戶向計(jì)算機(jī)提交任務(wù)的任務(wù)實(shí)體

8、。在用戶向計(jì)算機(jī)提交作業(yè)之后，系統(tǒng)將存儲(chǔ)在外存中的作業(yè)等待隊(duì)列中等待執(zhí)行。而進(jìn)程則是完成用戶任務(wù)的執(zhí)行實(shí)體，是向系統(tǒng)申請(qǐng)分配資源的 根本單位。任一進(jìn)程，只要它被創(chuàng)立，總有相應(yīng)的局部存在于內(nèi)存中。 (2)一個(gè)作業(yè)可由多個(gè)進(jìn)程組成。且必須至少由一個(gè)進(jìn)程組成，但反過來不成立。 (3)作業(yè)的概念主要用在批處理系統(tǒng)中。像Unix這樣的分時(shí)系統(tǒng)中，則沒有作業(yè)概念。而進(jìn)程的概念則用在幾乎所有的多道程序系統(tǒng)中。 3.6什么是臨界區(qū)?試舉一臨界區(qū)的例子。 答:臨界區(qū)是指不允許多個(gè)并發(fā)進(jìn)程穿插執(zhí)行的一段程序。它是由于不同并發(fā)進(jìn)程的 程序段共享公用數(shù)據(jù)或公用數(shù)據(jù)變量而引起的。所以它叉被稱為訪問公用數(shù)據(jù)

9、的那段程 序。例如： getspace： begin local g g=stack[top] top=top-1 end release(ad): begin top=top+1 stack[top]=ad end 3.8什么是進(jìn)程間的互斥，什么是進(jìn)程間同步 答：進(jìn)程間的互斥是指：一組井發(fā)進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)程序段，因共享某一公有資源而 導(dǎo)致它們必須以一個(gè)不許穿插執(zhí)行的單位執(zhí)行，即不允許兩個(gè)以上的共享該資源的并發(fā)進(jìn) 程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)。 進(jìn)程間的同步是指：異步環(huán)境下的一組并發(fā)進(jìn)程因直接制約互相發(fā)送消息而進(jìn)展互相 合作、互

10、相等待．是各進(jìn)程按一定的速度執(zhí)行的過程。 3.11 兩進(jìn)程Pa，Pb通過兩FIFO緩沖區(qū)隊(duì)列連接〔如圖E1.1〕，每個(gè)緩沖區(qū)長度等于傳送消息長度。進(jìn)程Pa，Pb之間的通信滿足如下條件： 〔a〕至少有一個(gè)空緩沖區(qū)存在時(shí)，相應(yīng)的發(fā)送進(jìn)程才能發(fā)送一個(gè)消息。 〔b〕當(dāng)緩沖隊(duì)列中至少存在一個(gè)非空緩沖區(qū)時(shí)，相應(yīng)的接收進(jìn)程才能承受一個(gè)消息。 試描述發(fā)送過程send(i,m)和接收過程receive〔i，m〕。這里i代表緩沖隊(duì)列。 答：定義數(shù)組 buf[0]，buf[1],bufempty[0],buffull[1]是Pa的私有信息量，buffull[0],bufempty[1]是Pb的私有信息量。

11、 初始時(shí)： bufempty[0]=bufempty[1]=n,(n為緩沖區(qū)隊(duì)列的緩沖區(qū)個(gè)數(shù)) buffull[0]=buffull[1]=0 send(I,m) begin local x P(bufempty[I]) 按FIFO方式選擇一個(gè)空緩沖區(qū) buf[I](x) buf[I](x)=m buf[I](x)置滿標(biāo)記 V〔buffull[I]〕 End receive(I,m) begin local x P(buffull[I]) 按FIFO方式選擇一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)buf[I](x) m=buf[I](x) buf[I](x)

12、置空標(biāo)記 V〔bufempty[I]〕 End Pa調(diào)用send〔0，m〕和receive(1,m) Pb調(diào)用send〔1，m〕和receive(0，m〕 3.13 編寫一個(gè)程序使用系統(tǒng)調(diào)用fork生成3個(gè)子進(jìn)程，并使用系統(tǒng)調(diào)用pipe創(chuàng)立一管道，使得這3個(gè)子進(jìn)程和父進(jìn)程公用同一個(gè)管道進(jìn)展信息通信。 答： main〔〕 { int r,p1,p2,p3,fd[2]; char buf[50],s[5]; pipe(fd); while((p1=fork())==-1); if(p1==0) { Lock(fd[1],1,0); sprintf(

13、buf,〞child process P1 is sending message!\n〞); printf(“child process P1!\n〞); write(fd[1],buf,50); sleep(5); lockf(fd[1],0,0); exit(0); } else { while((p2=fork())==-1); if(p2==0) { sprintf(buf,〞child process P2 is sending message!\n〞); printf(“child process P2!\n

14、〞); write(fd[1],buf,50); sleep(5); lockf(fd[1],0,0); exit(0); } } else { while((p3=fork())==-1); if(p3==0) { sprintf(buf,〞child process P3is sending message!\n〞); printf(“child process P3!\n〞); write(fd[1],buf,50); sleep(5); lockf(fd[1],0,0); exit(0);

15、 } } wait(0); if(e=read(fd[0],s,50)== -1) printf(“can’t read pipe\n〞); else printf(“%s\n〞,s); wait(0); if(r=read(fd[0],s,50)== -1) printf(“can’t read pipe\n〞) else printf(“%s\n〞,s); exit(0); } 3.14設(shè)有5個(gè)哲學(xué)家，共享一張放有五把椅子的桌子，每人分得一把椅子。但是，桌 子上總共只有五支筷子，在每人兩邊分開各放一支。哲學(xué)家們在肚子饑餓時(shí)才試圖分

16、兩次 從兩邊拾起筷子就餐。 條件： (1)只有拿到兩支筷子時(shí)，哲學(xué)家才能吃飯。 (2)如果筷子已在他人手上，則該哲學(xué)家必須等到他人吃完之后才能拿到筷子。 (3)任一哲學(xué)家在自己未拿到兩支筷子吃飯之前，決不放下自己手中的筷子。 試： (1)描述一個(gè)保證不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)鄰座同時(shí)要求吃飯的通信算法。 (2)描述一個(gè)既沒有兩鄰座同時(shí)吃飯，又沒有人餓死(永遠(yuǎn)拿不到筷子)的算法。 在什么情況下，5個(gè)哲學(xué)家全部吃不上飯? 答(1) 設(shè)信號(hào)量c[o]～c[4]，初始值均為l，分別表示I號(hào)筷子被拿(I=0，1，2，3，4)。 Send(I):第I個(gè)哲學(xué)家

17、要吃飯 Begin P(c[I]); P(c[(I+1) mod 5]); eat; V(c[(I+1) mod 5]); V(c[I]); end 該過程能保證兩鄰座不同時(shí)吃飯，但會(huì)出現(xiàn)5個(gè)哲學(xué)家一人拿一支筷子,誰也吃不上飯的死鎖情況。 答(2) 解決的思路如下：讓奇數(shù)號(hào)的哲學(xué)家先取右手邊的筷子，讓偶數(shù)號(hào)的哲學(xué)家先取做左手邊的筷子。這樣，任何一個(gè)哲學(xué)家拿到一支筷子之后，就已經(jīng)阻止了他鄰座的一個(gè)哲學(xué)家吃飯的企圖，除非某個(gè)哲學(xué)家一直吃下去，否則不會(huì)有人餓死。 Send(I):第I個(gè)哲學(xué)家要吃飯 Begin If (I mod 2)

18、= = 0 Then { P(c[I]); P(c[(I+1) mod 5]); eat; V(c[I]); V(c[(I+1) mod 5]); } else { P(c[ (I+1) mod 5]); P(c[I]); eat; V(c[ (I+1) mod 5]); V(c[I]); } End 3.15 什么是線程試述線程與進(jìn)程的區(qū)別。 答：線程是在進(jìn)程內(nèi)用于調(diào)度和占有處理機(jī)的 根本單位，它由線程控制表、存儲(chǔ)線程上下文的用戶棧以及核心棧組成。線程可分為用戶級(jí)線程、核心級(jí)線程以及用戶、核心混合型線程等類型。其中用戶級(jí)線程在用戶態(tài)下執(zhí)行，CPU

19、調(diào)度算法和各線程優(yōu)先級(jí)都由用戶設(shè)置，與操作系統(tǒng)內(nèi)核無關(guān)。核心級(jí)線程的調(diào)度算法及線程優(yōu)先級(jí)的控制權(quán)在操作系統(tǒng)內(nèi)核。混合型線程的控制權(quán)則在用戶和操作系統(tǒng)內(nèi)核二者。 線程與進(jìn)程的主要區(qū)別有： 〔1〕進(jìn)程是資源管理的 根本單位，它擁有自己的地址空間和各種資源，例如內(nèi)存空間、外部設(shè)備等；線程只是處理及調(diào)度的 根本單位，它只和其他線程一起共享進(jìn)程資源，但自己沒有任何資源。 〔2〕以進(jìn)程為單位進(jìn)展處理機(jī)切換和調(diào)度時(shí)，由于涉及到資源轉(zhuǎn)移以及現(xiàn)場保護(hù)等問題，將導(dǎo)致處理機(jī)切換時(shí)間變長，資源利用率降低。以線程為單位進(jìn)展處理機(jī)切換和調(diào)度時(shí)，由于不發(fā)生資源變化，特別是地址空間的變化，處理機(jī)切換的時(shí)間較短，從而處理

20、機(jī)效率也較高。 〔3〕對(duì)用戶來說，多線程可減少用戶的等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。例如，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程需要對(duì)兩個(gè)不同的服務(wù)進(jìn)展遠(yuǎn)程過程調(diào)用時(shí)，對(duì)于無線進(jìn)程系統(tǒng)的操作系統(tǒng)來說需要順序等待兩個(gè)不同的調(diào)用返回結(jié)果后才能繼續(xù)執(zhí)行，且在等待中容易發(fā)生進(jìn)程調(diào)度。對(duì)于多線程系統(tǒng)而言，則可以在同一進(jìn)程中使用不同的線程同時(shí)進(jìn)展遠(yuǎn)程過程調(diào)用，從而縮短進(jìn)程的等待時(shí)間。 〔4〕線程和進(jìn)程一樣，都有自己的狀態(tài)，也有相應(yīng)的同步機(jī)制，不過，由于線程沒有單獨(dú)的數(shù)據(jù)和程序空間，因此，線程不能像進(jìn)程的數(shù)據(jù)與程序那樣，交換到外存存儲(chǔ)空間。從而線程沒有掛起狀態(tài)。 〔5〕進(jìn)程的調(diào)度、同步等控制大多數(shù)由操作系統(tǒng)內(nèi)核完成，而線程的控制既

21、可以由操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)展，也可以由用戶控制進(jìn)展。 4.1什么是分級(jí)調(diào)度分時(shí)系統(tǒng)中有作業(yè)調(diào)度的概念嗎如果沒有，為什么 答：處理機(jī)調(diào)度為她實(shí)際上也是處理機(jī)的分配問題。顯然只有那些參與競爭處理及所必需的資源都已得到滿足的進(jìn)程才能享有競爭處理機(jī)的資格。這是他們處于內(nèi)存就緒狀態(tài)。這些必需的資源包括內(nèi)存、外設(shè)及有關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)造等。從而，在進(jìn)程有資格警長處理機(jī)之前，作業(yè)調(diào)度程序必須先調(diào)用存儲(chǔ)管理、外設(shè)管理程序，并按一定的選擇順序和策略從輸入并中選擇出幾個(gè)處于后備狀態(tài)的作業(yè)，為他們分配資源和創(chuàng)立進(jìn)程，使他們獲得競爭處理機(jī)的資格。另外，由于處于執(zhí)行狀態(tài)下的作業(yè)一般包括多個(gè)進(jìn)程，而在單機(jī)系統(tǒng)中，每一時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)

22、程占有處理機(jī)，這樣，在外存中，除了處于后備狀態(tài)的作業(yè)外，外存在處于就緒狀態(tài)而等待得到內(nèi)存的作業(yè)。我們需要有一定的方法和策略為這局部作業(yè)分配空間。因此處理機(jī)調(diào)度需要分級(jí)。 一般來說，處理機(jī)調(diào)度可分為4級(jí)： 〔1〕作業(yè)調(diào)度：又稱宏觀調(diào)度，或高級(jí)調(diào)度。 〔2〕交換調(diào)度：又稱中級(jí)調(diào)度。其主要任務(wù)是按照給定的原則和策略，將處于外存交換區(qū)中的就緒狀態(tài)或等待狀態(tài)或內(nèi)存等待狀態(tài)的進(jìn)程交換到外存交換區(qū)。交換調(diào)度主要涉及到內(nèi)存管理與擴(kuò)大。因此在有寫書本中也把它歸入內(nèi)存管理局部。 〔3〕進(jìn)程調(diào)度：又稱微觀調(diào)度或低級(jí)調(diào)度。其主要任務(wù)是按照某種策略和方法選取一個(gè)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程占用處理機(jī)。在確立了占用處理機(jī)的

23、進(jìn)程之后，系統(tǒng)必須進(jìn)展進(jìn)程上下文切換以建設(shè)與占用處理機(jī)進(jìn)程相適應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境。 〔4〕線程調(diào)度：進(jìn)程中相關(guān)堆棧和控制表等的調(diào)度。 在分時(shí)系統(tǒng)中，一般不存在作業(yè)調(diào)度，而只有線程調(diào)度、進(jìn)程調(diào)度和交換調(diào)度。這是因?yàn)樵诜謺r(shí)系統(tǒng)中，為了縮短響應(yīng)時(shí)間，作業(yè)不是建設(shè)在外存，而是直接建設(shè)在內(nèi)存中。在分時(shí)系統(tǒng)中，一旦用戶和系統(tǒng)的交互開場，用戶馬上要進(jìn)展控制。因此，分時(shí)系統(tǒng)中沒有作業(yè)提交狀態(tài)和后備狀態(tài)。分時(shí)系統(tǒng)的輸入信息經(jīng)過終端緩沖區(qū)為系統(tǒng)直接接收，或立即處理，或經(jīng)交換調(diào)度暫存外存中。 4.3 作業(yè)調(diào)度的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有哪些 這些性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在任何情況下都能反映調(diào)度策略的優(yōu)劣嗎 答：對(duì)于批處理系統(tǒng)，由于主要用

24、于計(jì)算，因而對(duì)于作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間要求較高。從而作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間或平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間被用來衡量調(diào)度程度的優(yōu)劣。但對(duì)于分時(shí)系統(tǒng)來說，平均響應(yīng)時(shí)間又被用來衡量調(diào)度策略的優(yōu)劣。 對(duì)于分時(shí)系統(tǒng)，除了要保證系統(tǒng)吞吐量大、資源利用率高之外，還應(yīng)保證用戶能夠容忍的響應(yīng)時(shí)間。因此，在分時(shí)系統(tǒng)中，僅僅用周轉(zhuǎn)時(shí)間或帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間來衡量調(diào)度性能是不夠的。 對(duì)于實(shí)時(shí)系統(tǒng)來說，衡量調(diào)度算法優(yōu)劣的主要標(biāo)志則是滿足用戶要求的時(shí)限時(shí)間。 4.4進(jìn)程調(diào)度的功能有哪些? 答：進(jìn)程調(diào)度的功能有： (1)記錄和保存系統(tǒng)中所有進(jìn)程的執(zhí)行情況； (2)選擇占有處理機(jī)的進(jìn)程； (3)進(jìn)展進(jìn)程上下文切換。 4.5進(jìn)程調(diào)度的

25、時(shí)機(jī)有哪幾種? 答：進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)有： (1)正在執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行完畢。這時(shí)如果不選擇新的就緒進(jìn)程執(zhí)行，將浪費(fèi)處理機(jī)資源。 (2)執(zhí)行中進(jìn)程自己調(diào)用阻塞原語將自己阻塞起來進(jìn)入睡眠等待狀態(tài)。 (3)執(zhí)行中進(jìn)程調(diào)用了P原語操作，從而因資源缺乏而被阻塞：或調(diào)用了V原語操作激活了等待資源的進(jìn)程隊(duì)列。 (4)執(zhí)行中進(jìn)程提出I／O請(qǐng)求后被阻塞。 (5)在分時(shí)系統(tǒng)中時(shí)間片已經(jīng)用完。 (6)在執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用等系統(tǒng)程序后返回用戶程序時(shí)，可看做系統(tǒng)進(jìn)程執(zhí)行完畢，從而調(diào)度選擇一新的用戶進(jìn)程執(zhí)行。 (7)在CPU執(zhí)行方式是可剝奪時(shí)，還有：就緒隊(duì)列中的某進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)變得高于當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，從而也

26、將引發(fā)進(jìn)程調(diào)度。 5.1 存儲(chǔ)管理的主要功能是什么 答：存儲(chǔ)管理的主要功能包括以下幾點(diǎn)： 〔1〕在硬件的支持下完成統(tǒng)一管理內(nèi)存和外存之間數(shù)據(jù)和程序段自動(dòng)交換的虛擬存儲(chǔ)器功能。 〔2〕將多個(gè)虛存的一維線性空間或多維線性空間變換到內(nèi)存的唯一的一維物理線性地址空間。 〔3〕控制內(nèi)外存之間的數(shù)據(jù)傳輸。 〔4〕實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的分配和回收。 〔5〕實(shí)現(xiàn)內(nèi)存信息的共享與保護(hù)。 5.2什么是虛擬存儲(chǔ)器?其特點(diǎn)是什么? 答：由進(jìn)程中的目標(biāo)代碼、數(shù)據(jù)等的虛擬地址組成的虛擬空間稱為虛擬存儲(chǔ)器。虛擬 存儲(chǔ)器不考慮物理存儲(chǔ)器的大小和信息存放的實(shí)際位置，只規(guī)定每個(gè)進(jìn)程中相互關(guān)聯(lián)信息 的相對(duì)位置。每

27、個(gè)進(jìn)程都擁有自己的虛擬存儲(chǔ)器．且虛擬存儲(chǔ)器的容量是由計(jì)算機(jī)的地址 構(gòu)造和尋址方式來確定。 實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器要求有相應(yīng)的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，以便把指令的虛擬地址變換為實(shí)際物理 自址；另外，由于內(nèi)存空間較小，進(jìn)程只有局部內(nèi)容存放于內(nèi)存中，待執(zhí)行時(shí)根據(jù)需要再凋指令入內(nèi)存。 5.3 實(shí)現(xiàn)地址重定位的方法有哪幾類 答：實(shí)現(xiàn)地址重定位的方法有兩類：靜態(tài)地址重定位和動(dòng)態(tài)地址重定位。 〔1〕靜態(tài)地址重定位是在虛擬空間程序執(zhí)行之前由裝配程序完成地址映射工作。靜態(tài)重定位的優(yōu)點(diǎn)是不需要硬件支持，但是用靜態(tài)地址重定位方法進(jìn)展地址變換無法實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器。靜態(tài)重定位的另一個(gè)缺點(diǎn)是必須占用連續(xù)的內(nèi)存空間和難以做

28、到程序和數(shù)據(jù)的共享。 〔2〕動(dòng)態(tài)地址重定位是在程序執(zhí)行過程中，在CPU訪問內(nèi)存之前由硬件地址變換機(jī)構(gòu)將要訪問的程序或數(shù)據(jù)地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存地址。動(dòng)態(tài)地址重定位的主要優(yōu)點(diǎn)有： 1. 可以對(duì)內(nèi)存進(jìn)展非連續(xù)分配。 2. 動(dòng)態(tài)重定位提供了實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的根基。 3. 動(dòng)態(tài)重定位有利于程序段的共享。 5.6動(dòng)態(tài)分區(qū)式管理的常用內(nèi)存分配算法有哪幾種比擬它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：動(dòng)態(tài)分區(qū)式管理的常用內(nèi)存分配算法有最先適應(yīng)法〔FF〕、最正確適應(yīng)法〔BF〕和最壞適應(yīng)法〔WF〕。 優(yōu)缺點(diǎn)比擬： 〔1〕從搜索速度上看最先適應(yīng)法最正確，最正確適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法都要求把不同大小的空閑區(qū)按大小進(jìn)展排隊(duì)。 〔2

29、〕從回收過程來看，最先適應(yīng)法也是最正確，因?yàn)樽钫_適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法都必須重新調(diào)整空閑區(qū)的位置。 〔3〕最正確適應(yīng)法找到的空閑區(qū)是最正確的，但是會(huì)造成內(nèi)存碎片較多，影響了內(nèi)存利用率，而最壞適應(yīng)法的內(nèi)存碎片最少，但是對(duì)內(nèi)存的請(qǐng)求較多的進(jìn)程有可能分配失敗。 總之，三種算法各有所長，針對(duì)不同的請(qǐng)求隊(duì)列，它們的效率和功能是不一樣的。 5.8簡述什幺是覆蓋?什么是交換?覆蓋和交換的區(qū)別是什么? 答：將程序劃分為假設(shè)干個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的程序段，按照程序的邏輯構(gòu)造讓那些不會(huì) 同時(shí)執(zhí)行的程序段共享同一塊內(nèi)存區(qū)的內(nèi)存擴(kuò)大技術(shù)就是覆蓋。 交換是指先將內(nèi)存某局部的程序和數(shù)據(jù)寫入外存交換區(qū)

30、，再從外存交換區(qū)中調(diào)入指定 的程序或數(shù)據(jù)到內(nèi)存中來，并讓其執(zhí)行的一種內(nèi)存擴(kuò)大技術(shù)。 - 與覆蓋技術(shù)相比，交換不要求程序員給出程序段之間的覆蓋構(gòu)造，而且，變換主要是在 進(jìn)程或作業(yè)之間進(jìn)展，而覆蓋則主要在同一個(gè)作業(yè)或同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)進(jìn)展。另外，覆蓋只能覆 蓋那些與覆蓋程序段無關(guān)的程序段。 5.9什么是頁式管理?靜態(tài)頁式管理可以實(shí)現(xiàn)虛存嗎 答：頁式管理就是把各進(jìn)程的虛擬空間劃分為假設(shè)干長度相等的頁面，把指令按頁面大 小劃分后存放在內(nèi)存中執(zhí)行或只在內(nèi)存中存放那些經(jīng)常被執(zhí)行或即將被執(zhí)行的頁面，而那 些不被經(jīng)常執(zhí)行以及在近期內(nèi)不可能被執(zhí)行的頁面則存放于外存中，按一定規(guī)則調(diào)

31、入的一 種內(nèi)存管理方式。 靜態(tài)頁式管理不能實(shí)現(xiàn)虛存，這是因?yàn)殪o態(tài)頁式管理要求進(jìn)程或作業(yè)在執(zhí)行前全部被 裝人內(nèi)存，作業(yè)或進(jìn)程的大小仍受內(nèi)存可用頁面數(shù)的限制。 5.10 什么是請(qǐng)求頁式管理 答：請(qǐng)求頁式管理是動(dòng)態(tài)頁式內(nèi)存管理的一種，它在作業(yè)或進(jìn)程開場執(zhí)行之前，不把作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)段一次性的全部裝入內(nèi)存，而只裝入被認(rèn)為是經(jīng)常反復(fù)執(zhí)行和調(diào)用的工作區(qū)局部。其他局部則在執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)裝入。請(qǐng)求頁式管理的調(diào)入方式是，當(dāng)需要執(zhí)行某條指令而又發(fā)現(xiàn)它不在內(nèi)存時(shí)，或當(dāng)執(zhí)行某條指令需要訪問其他數(shù)據(jù)或指令時(shí)，而這些指令和數(shù)據(jù)又不在內(nèi)存中，從而發(fā)生缺頁中斷，系統(tǒng)將外存中相應(yīng)的頁面調(diào)入內(nèi)存。 5

32、.11 請(qǐng)求頁式管理中有哪幾種常用的頁面置換算法試比擬它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：比擬常用的頁面置換算法有： （1） 隨機(jī)淘汰算法〔random glongram〕。即隨機(jī)地選擇某個(gè)用戶頁面并將其換出。 （2） 輪轉(zhuǎn)法RP〔round robin〕。輪轉(zhuǎn)法循環(huán)換出內(nèi)存可用區(qū)一個(gè)可以被換出的頁，無論該頁是剛被換進(jìn)或已經(jīng)換進(jìn)內(nèi)存很長時(shí)間。 （3） 先進(jìn)先出法FIFO〔first in first out〕。FIFO算法選擇在內(nèi)存駐留時(shí)間最長的一頁將其淘汰。 （4） 最近最久未使用頁面置換算法LRU〔least recently unused〕。該算法的 根本思想是：當(dāng)需要淘汰某一頁時(shí)，選擇離當(dāng)前

33、時(shí)間最近的一段時(shí)間內(nèi)最久沒有使用過的頁面先淘汰。 （5） 理想型淘汰算法OPT(optimal replacement algorithm)。該算法淘汰在訪問串中將來再也不出現(xiàn)的或是在離當(dāng)前最遠(yuǎn)的位置上出現(xiàn)的頁面。 RP和FIFO都是基于CPU按線性順序訪問地址空間這一假設(shè)，但是實(shí)際上CPU在很多時(shí)候并非是按線性順序訪問地址空間的，因而它們的內(nèi)存利用率不高。此外FIFO算法還存在著Belady現(xiàn)象。LRU算法的完全實(shí)現(xiàn)是相當(dāng)困難的，因而在實(shí)際系統(tǒng)中往往要采取LRU的近似算法，常用的近似算法有最不經(jīng)常使用頁面淘汰算法LFU〔least frequently used〕和最近沒有使用頁面淘汰算

34、法〔NUR〕。OPT算法由于必須預(yù)先知道每一個(gè)進(jìn)程的指令訪問串，所以它是無法實(shí)現(xiàn)的。 5.14什么是段式管理?它與頁式管理有何區(qū)別? 答：段式管理就是將程序按照內(nèi)容或過程(函數(shù))關(guān)系分成段，每段擁有自己的名字。 一個(gè)用戶作業(yè)或進(jìn)程所包含的段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維線性虛擬空間，也就是一個(gè)二維虛擬存儲(chǔ) 器。段式管理程序以段為單位分配內(nèi)存，然后通過地址映射機(jī)構(gòu)把段式虛擬地址轉(zhuǎn)換成實(shí) 際的內(nèi)存物理地址。同頁式管理時(shí)一樣，段式管理也采用只把那些經(jīng)常訪問的段駐留內(nèi)存， 而把那些在將來一段時(shí)間內(nèi)不被訪問的段放入外存，待需要時(shí)自動(dòng)調(diào)人相關(guān)段的方法實(shí)現(xiàn) 二維虛擬存儲(chǔ)器。 段式管理和頁式

35、管理的主要區(qū)別有： (1)頁式管理中源程序進(jìn)展編譯鏈接時(shí)是將主程序、子程序、數(shù)據(jù)區(qū)等按照線性空間的 一維地址順序排列起來。段式管理則是將程序按照內(nèi)容或過程(函數(shù))關(guān)系分成段，每段擁 有自己的名字-一個(gè)用戶作業(yè)或進(jìn)程所包含的段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維線性虛擬空間，也就是一 個(gè)二維虛擬存儲(chǔ)器。 (2)同動(dòng)態(tài)頁式管理一樣，段式管理也提供了內(nèi)外存統(tǒng)一管理的虛存實(shí)現(xiàn)。與頁式管 理不同的是：段式虛存每次交換的是一段有意義的信息，而不是像頁式虛存管理那樣只交 換固定大小的頁，從而需要屢次的缺頁中斷才能把所需信息完整地調(diào)入內(nèi)存。 (3)在段式管理中，段長可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)增長。這對(duì)那

36、些需要不斷增加或改變新數(shù)據(jù) 或子程序的段來說，將是非常有好處的。 (4)段式管理便于對(duì)具有完整邏輯功能的信息段進(jìn)展共享。 (5)段式管理便于進(jìn)展動(dòng)態(tài)鏈接，而頁式管理進(jìn)展動(dòng)態(tài)鏈接的過程非常復(fù)雜。 5.16為什么要提出段頁式管理?它與段式管理及頁式管理有何區(qū)別? 答：因?yàn)槎问焦芾砗晚撌焦芾砀饔兴L。段式管理為用戶提供了一個(gè)二維的虛擬地址 空間，反映了程序的邏輯構(gòu)造，有利于段的動(dòng)態(tài)增長以及共享和內(nèi)存保護(hù)等，這極大地方便 了用戶。而分頁系統(tǒng)則有效地抑制了碎片，提高了存儲(chǔ)器的利用效率。從存儲(chǔ)管理的目的 來講，主要是方便用戶的程序設(shè)計(jì)和提高內(nèi)存的利用率。所以人們提出了將段式

37、管理和頁 式管理結(jié)合起來讓其互相取長補(bǔ)短的段頁式管理。 段頁式管理與段式和頁式管理相比，其訪問時(shí)間較長。因此，執(zhí)行效率低。 5.19 什么是局部性原理什么是抖動(dòng)你有什么方法減少系統(tǒng)的抖動(dòng)現(xiàn)象 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(shí)間內(nèi)，CPU總是集中地訪問程序中的某一局部而不是對(duì)程序的所有局部具有平均的訪問概率。 抖動(dòng)是指當(dāng)給進(jìn)程分配的內(nèi)存小于所要求的工作區(qū)時(shí)，由于內(nèi)存外存之間交換頻繁，訪問外存的時(shí)間和輸入輸出處理時(shí)間大大增加，造成CPU因等待數(shù)據(jù)而空轉(zhuǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)性能大大下降。 在物理系統(tǒng)中，為了防止抖動(dòng)的產(chǎn)生，在進(jìn)展淘汰或置換時(shí)，一般總是把缺頁進(jìn)程鎖住，不讓其

38、換出，從而防止抖動(dòng)發(fā)生。 防止抖動(dòng)發(fā)生的另一個(gè)方法是設(shè)置較大的內(nèi)存工作區(qū)。 8.1 什么是文件、文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)有哪些功能 答：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，文件被解釋為一組賦名的相關(guān)字符流的集合，或者是相關(guān)記錄的集合。 文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)。 文件系統(tǒng)的功能是為用戶建設(shè)文件，撤銷、讀寫修改和復(fù)制文件，以及完成對(duì)文件的按名存取和進(jìn)展存取控制。 8.3 什么是文件的邏輯構(gòu)造什么是記錄 文件的邏輯構(gòu)造就是用戶可見的構(gòu)造，可分為字符流式的無構(gòu)造文件和記錄式的有構(gòu)造文件兩大類。 記錄是一個(gè)具有特定意義的信息單位，它由該記錄在文件中的邏輯地址〔相對(duì)位置〕與記錄名所對(duì)應(yīng)的一組關(guān)

39、鍵字、屬性及其屬性值所組成。 8．7文件的物理構(gòu)造有哪幾種?為什么說串聯(lián)文件構(gòu)造不適于隨機(jī)存取? 文件的物理構(gòu)造是指文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存放方法。常用的文件物理構(gòu)造有連續(xù)文件、串聯(lián)文件和索引文件3種。 串聯(lián)文件構(gòu)造用非連續(xù)的物理塊來存放文件信息。這些非連續(xù)的物理塊之間沒有順序關(guān)系，鏈接成一個(gè)串聯(lián)隊(duì)列。搜索時(shí)只能按隊(duì)列中的串聯(lián)指針順序搜索，存取方法應(yīng)該是順序存取的。否則，為了讀取某個(gè)信息塊而造成的磁頭大幅度移動(dòng)將花去較多的時(shí)間。因此，串聯(lián)文件構(gòu)造不適于隨機(jī)存取。 8.9常用的文件存儲(chǔ)設(shè)備的管理方法有哪些?試述主要優(yōu)缺點(diǎn)。 答：文件存儲(chǔ)設(shè)備的管理實(shí)質(zhì)上是一個(gè)空閑塊的組織和管理問題。

40、有3種不同的空閑 塊管理方法。即空閑文件目錄、空閑塊鏈和位示圖。 空閑文件目錄管理方法就是把文件存儲(chǔ)設(shè)備中的空閑塊的塊號(hào)統(tǒng)一放在一個(gè)稱為空閑 文件目錄的物理塊中，其中空閑文件目錄的每個(gè)表項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)由多個(gè)空閑塊構(gòu)成的空閑區(qū)。 該方法實(shí)現(xiàn)簡單，適于連續(xù)文件構(gòu)造的文件存儲(chǔ)區(qū)的分配與回收。但是由于回收時(shí)不進(jìn)展 合并，所以使用該方法容易產(chǎn)牛大量的小塊空閑區(qū)。 空閑塊鏈法把文件存儲(chǔ)設(shè)備上的所有空閉塊鏈接在一起，從鏈頭分配空閑塊，把回收的 空閑塊插入到鏈尾。該方法不占用額外的空間，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。 位示圖法是從內(nèi)存中劃出假設(shè)干字節(jié)，每個(gè)比特位對(duì)應(yīng)一個(gè)物理塊的使用情況。如果

41、該 位為0則表示對(duì)應(yīng)的是空閑塊，為l則表示對(duì)應(yīng)的物理塊已分配出去。位示圖法在查找空閑 塊時(shí)無需啟動(dòng)外設(shè),但要占用內(nèi)存空間。 8.11 什么是文件目錄文件目錄中包含哪些信息 答：一個(gè)文件的文件名和對(duì)該文件實(shí)施控制管理的說明信息稱為該文件的說明信息，又稱為該文件的目錄。 文件目錄中包含文件名、與文件名相對(duì)應(yīng)的文件內(nèi)部標(biāo)識(shí)以及文件信息在文件存儲(chǔ)設(shè)備上第一個(gè)物理塊的地址等信息。另外還可能包含關(guān)于文件邏輯構(gòu)造、物理構(gòu)造、存取控制和管理等信息。 8.14設(shè)文件SQRT由連續(xù)構(gòu)造的定長記錄組成，每個(gè)記錄的長度為500字節(jié)，每個(gè)物 理塊密，l000字節(jié)，且物理構(gòu)造是連續(xù)構(gòu)造并采用直接存取方式

42、；試按照?qǐng)D7．23所示文件系統(tǒng)模型，寫出系統(tǒng)調(diào)用Read(SQRT，5，15000)的各層執(zhí)行結(jié)果。其中，SQRT為文件名，5為記錄號(hào)，l5000為內(nèi)存地址。 答：(簡述) 第l層用戶接口層，把系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)化成內(nèi)部調(diào)用格式。 第2層符號(hào)文件系統(tǒng)層，把第l層提供的用戶文件名轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)內(nèi)部的唯一標(biāo)識(shí)符fd。 第3層 根本文件系統(tǒng)層根據(jù)參數(shù)fd找到文件的說明信息。 第4層存取控制驗(yàn)證層根據(jù)存取控制信息和用戶訪問要求，檢驗(yàn)文件訪問的合法性。 第5層邏輯文件系統(tǒng)層根據(jù)文件邏輯構(gòu)造找到第5個(gè)記錄對(duì)應(yīng)的邏輯地址2000，并將 其轉(zhuǎn)換為相對(duì)塊號(hào)2。

43、 第6層物理文件系統(tǒng)層根據(jù)文件的物理構(gòu)造把相對(duì)塊號(hào)2轉(zhuǎn)換成物理地址如1000000。 第7層文件存儲(chǔ)設(shè)備分配模塊和設(shè)備策略模塊把物理塊號(hào)轉(zhuǎn)換成具體磁盤的柱面號(hào)、 磁道號(hào)和扇區(qū)號(hào)，然后準(zhǔn)備啟動(dòng)輸入設(shè)備命令。 第8層啟動(dòng)輸入輸出層由設(shè)備處理程序執(zhí)行讀操作，把第5個(gè)記錄讀到內(nèi)存地址15000 處。 9.1 設(shè)備管理的目標(biāo)和功能是什么 答：設(shè)備管理的目標(biāo)是：選擇和分配輸入輸出設(shè)備以便進(jìn)展數(shù)據(jù)傳輸操作；控制輸入輸出設(shè)備和CPU〔或內(nèi)存〕之間交換數(shù)據(jù)；為用戶提供一個(gè)友好的透明接口；提供設(shè)備和設(shè)備之間、CPU和設(shè)備之間，以及進(jìn)程和進(jìn)程之間的并行操作，以使操作系統(tǒng)獲得最正確

44、效率。 設(shè)備管理的功能是：提供和進(jìn)程管理系統(tǒng)的接口；進(jìn)展設(shè)備分配；實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備、設(shè)備和CPU等之間的并行操作；進(jìn)展緩沖區(qū)管理。 9.2數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種試比擬它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：數(shù)據(jù)傳送控制方式有程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA方式和通道方式 4種。 程序直接控制方式就是由用戶進(jìn)程來直接控制內(nèi)存或CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳 送。它的優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，也不需要多少硬件支持。它的缺點(diǎn)是；CPU和外圍設(shè)備只能串 行工作；設(shè)備之間只能串行工作；無法發(fā)現(xiàn)和處理由于設(shè)備或其他硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。 中斷控制方式是利用向CPU發(fā)送中斷的方式控制外圍設(shè)備和CPU之間的

45、數(shù)據(jù)傳送。 它的優(yōu)點(diǎn)是大大提高了CPU的利用率且能支持多道程序和設(shè)備的并行操作。它的缺點(diǎn)是： 由于數(shù)據(jù)緩沖存放器比擬小，如果中斷次數(shù)較多，仍然占用了大量CPU時(shí)間；在外圍設(shè)備較多時(shí)，由于中斷次數(shù)的急劇增加，可能造成CPU無法響應(yīng)中斷而出現(xiàn)中斷喪失的現(xiàn)象；如果外圍設(shè)備速度比擬快，可能會(huì)出現(xiàn)CPU來不及從數(shù)據(jù)緩沖存放器中取走數(shù)據(jù)而喪失數(shù)據(jù)的情況。 DMA方式是在外圍設(shè)備和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送。它的優(yōu) 點(diǎn)是除了在數(shù)據(jù)塊傳送開場時(shí)需要CPU的啟動(dòng)指令，在整個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送完畢時(shí)需要發(fā)中斷 通知CPU進(jìn)展中斷處理之外．不需要CPU的頻繁干預(yù)。它的缺點(diǎn)是在外圍設(shè)備越來越多 的

46、情況下，多個(gè)DMA控制器的同時(shí)使用，會(huì)引起內(nèi)存地址的沖突并使得控制過程進(jìn)一步復(fù) 雜化。 通道方式是使用通道來控制內(nèi)存或CPU和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。通道是一個(gè)獨(dú) 立與CPU的專管輸人輸出控制的機(jī)構(gòu)，它控制設(shè)備與內(nèi)存直接進(jìn)展數(shù)據(jù)交換。它有自己的 通道指令，這些指令受CPU啟動(dòng)，并在操作完畢時(shí)向CPU發(fā)中斷信號(hào)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn) 一步減輕了CPU的工作負(fù)擔(dān)，增加了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行工作程度。缺點(diǎn)是增加了額外的硬 件，造價(jià)昂貴。 9.3什么是通道?試畫出通道控制方式時(shí)的CPU、通道和設(shè)備的工作流程圖。 答：通道是一個(gè)獨(dú)立與CPU的專管輸入輸出控制的機(jī)構(gòu)，它控制設(shè)備與內(nèi)存直接

47、進(jìn)展 數(shù)據(jù)交換。它有自己的通道指令，這些指令受CPU啟動(dòng)，并在操作完畢時(shí)向CPU發(fā)中斷 信號(hào)。設(shè)備和通道的工作流程圖如以下列圖所示。 通道接收到CPU發(fā)來的 啟動(dòng)指令start 啟動(dòng)設(shè)備準(zhǔn)備數(shù)據(jù) 設(shè)備根據(jù)通道指令要求，把數(shù)據(jù)放入內(nèi)存中指定的區(qū)域 發(fā)中斷信號(hào)停頓I/O操作 傳送完畢 設(shè)備 是 否 發(fā)start指令,指明I/O操作、設(shè)備號(hào)和對(duì)應(yīng)的通道 當(dāng)前進(jìn)程等待，調(diào)度程序 調(diào)度其他進(jìn)程運(yùn)行 被調(diào)度進(jìn)程執(zhí)行 轉(zhuǎn)中斷處理程序 收到中斷信號(hào) 是 CPU 否 9.4 什么是中斷什么叫中斷處理什么叫中斷響應(yīng) 答：中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行期間，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生任何非尋常

48、的或非預(yù)期的急需處理事件，使得CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)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(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序的過程稱為中斷處理。 CPU收到中斷請(qǐng)求后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的事件處理程序稱為中斷響應(yīng)。 9.6 什么是陷阱什么是軟中斷試述中斷、陷阱和軟中斷之間異同。 答：陷阱指處理機(jī)和內(nèi)存內(nèi)部產(chǎn)生的中斷，它包括程序運(yùn)算引起的各種錯(cuò)誤，如地址非法、校驗(yàn)錯(cuò)、頁面失效。存取訪問控制錯(cuò)、從用戶態(tài)到核心態(tài)的切換等都是陷阱的例子。 軟中斷是通信進(jìn)程之間用來模擬硬中斷的一種信號(hào)通信方式。 9.8 什么是緩沖為什么要引入緩沖 答：緩沖即是使用專用硬件緩沖器或在內(nèi)存中劃出一個(gè)區(qū)域用來暫時(shí)存放輸入輸出數(shù)據(jù)的器件。 引入緩沖是為了匹配外設(shè)和CPU之間的處理速度，減少中斷次數(shù)和CPU的中斷處理時(shí)間，同時(shí)解決DMA或通道方式時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題。 9.13什么是I/O控制?它的主要任務(wù)是什么? 答：I/O控制是指從用戶進(jìn)程的輸入輸出請(qǐng)求開場，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動(dòng)有關(guān)設(shè) 備進(jìn)展I／O操作，并在I/O操作完成之后響應(yīng)中斷，直至善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過程。