第四章服务器操作系统
4.1 网络操作系统的特点
单机操作系统
网络操作系统就是用户与网络资源的接口，是负责整个网络资源和方便网络用户的软件集合，因为网络操作系统运行在服务器上，因此又称为服务器操作系统
单机操作系统是这样的一个系统软件管理着计算机的四个操作：进程、内存分布、文件操作、和设备输入输出（I/O）
进程：程序执行的一次过程。操作系统必须提供一种启动进程的机制，在DOS中，为EXEC函数，在Windows和OS/2中为CreateProcess，在单任务环境中，处理器没有分时机制，只有获得CPU控制权，才能运行。多任务环境中，操作系统必须将处理器时间轮流分配给激活的应用程序。
内存管理：实现内存的分配与回收、存储保护与扩充目标是给每个程序必须的程序。在Windows和OS/2系统还可以从硬盘环境中生成虚拟内存
文件系统：负责硬盘和其他大容量存储设备上存储的文件的管理。对于打开的文件，其唯一的识别依据是文件句柄（File Handle）操作系统能够找到文件是因为有磁盘上文件名与存储位置的记录。在DOS中是文件表FAT，Windows中是虚拟文件表VFAT在os/2中是高性能文件系统HPFS。HPFS比FAT和VFAT都好
设备管理：负责分配和回收外部设备，以及控制外部设备按照用户要求进行操作。设备是指鼠标键盘显示卡等设备
操作系统四大组件：驱动程序、内核、接口库、外围设备
驱动设备：最底层直接监控各类硬件，职责是负责隐藏硬件的具体细节，并且向其他部分提供一个抽象的通用的接口
内核：操作系统的核心部分
接口库：一系列的程序库，最接近应用程序，职责是把系统提供的基本服务装成应用程序能够识别的应用程序接口（API）
外围设备：除以上以外的其他部分。
操作系统的结构：简单结构、层次接口、微内核结构、垂直结构、虚拟机结构
简单结构各个部分混为一体早期的如MS-DOS
内核结构包括单内核、微内核、超微内核、外核等。ＵＮＩＸ、ＬＩＮＵＸ、Ｗｉｎｄｏｗｓ都是单内核，ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ是基于改良的微内核
网络操作系统
网络操作系统ＮＯＳ是为了网络上各个计算机方便有效的共享网络资源为用户提供各种服务的操作系统软件
网络操作系统出了单机系统功能外还有提供可靠的通信能力提供网络服务如远程管理、电子
邮件、远程打印等
基本任务是屏蔽本地资源与网络资源的差异完成基本的网络服务，保护网络系统的安全
事实上现在的操作系统都是网络操作系统。基于Ｗｅｂ的操作系统ＷｅｂＯＳ
4.2 网络操作系统的演变、类型和功能
操作系统的演变
早期的网络操作系统ＩＢＭ提出系统网络体系结构（ＳＮＡ）。不过这些有专业硬件的限制。
一个典型的操作系统应该有硬件独立的特征，即系统可以运行在各种硬件之上，Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ提出了ＨＡＬ硬件抽象层概念具有良好的可移植性和可集成性是网络操作系统必须具有的特点
网络操作系统的形成２０世纪８０年代Ｎｏｖｅｌｌ，Ｂａｎｙａｎ公司开始进入ＮＯＳ市场，具有简单文件服务和打印服务的ＮＯＳ开始登上市场。Novell的Netware最注明的是文件服务和打印管理。
当前的四种NOS：1 Novell的Netware4.1它的Netware Directory Services比NT域名服务好多了但是不能再非Intel处理器上运行。2 IBM的os/2Warp Server Advanced除基本的文件与打印外还提供LAN Distance，但是缺乏目录服务功能。3 Banyan的Vines6.0精心设计的Street Talk III提供了当时最强大的目录服务。4 Microsoft Windows NT Server 3.51具有良好的文件与打印能力但是没有全球的目录服务功能
当前的网络操作系统当前的网络操作系统都是网络操作系统与Internet综合产物。现在的网络操作系统还包括多用户、多任务、多进程。为避免两个并行处理带来的问题，可以采用多线程的处理方式，支持对称SMP（对称多处理）技术都是现在网络操作系统的基本要求
网络操作系统的类型与功能
网络操作系统的分类分为专业型NOS和通用型NOS。通用型分为变形系统和基础级系统。变形系统是原来的单机操作系统上增加网络服务，基础级是以计算机硬件为基础，配合少数软件
网络操作系统的结构经历了由对等结构到非对等结构的转变
在对等网络操作系统中所有结点都对等优点是结构简单缺点是每台计算机既要完成工作站又要完成服务器的功能，信息处林呢管理比较低，因此网络比较小
在非对等操作系统中网中节点分为两类网络服务器Network Server和网络工作站Network Workstation网络服务器是网络的逻辑中心
典型的局域网可以看做三部分：网络服务器、工作站、通信设备
硬盘服务器将硬盘分为多个虚拟盘体：专用盘体、公用盘体和共享盘体。专用盘体通过用户的网络命令连接到工作站。公用盘体为只读盘体。共享为可读写允许多用户同时读写
基于文件服务的网络操作系统分为文件服务器和工作站软件，文件服务器应具有分时系统文件管理的全部功能
网络操作系统的基本功能
文件服务（File Service）最基本的功能
打印服务（Print Service）也是最基本的
数据库服务（Database Service）应用客户机/工作站模型客户机用结构化查询语言SQL
通信服务（Communication Service）
信息服务（Message Service）可以通过存储转发或者对等方式完成电子邮件
分布式服务（Distributed Service）用户在一个工作站注册可以与多个计算机链接
网络管理服务（Network Management Service）
Internet/Intranet服务
4.3 Windows网络操作系统
Windows的发展
Windows3.1是在DOS环境中增加图形用户界面（GUI），没有摆脱DOS的束缚
1993年的Windows NT3.1摆脱了DOS的束缚是真正的32位网络操作系统客户端操作系统从Windows95才摆脱了DOS从Windows98开始集成IE。2000年Windows2000，Windows2000Server2003年推出Windows 2003家族，2008年推出Windows 2008家族
Windows NT Server的特点
Windows NT分为Windows NT Server和Windows ＮＴWorkstation。Windows NT版本不断变化但是工作组模型和域模型不变
Windows NT Server是以域为单位实现对网络资源的管理。在一个域中有个主域控制器（Primary Domain Controller）还可以有后备域控制器（Backup Domain Controller）, 主域控制器失效后后备域控制器升级为主域控制器，后备域控制器是备份
Windows NT Server内置四种标准：TCP/IP、Microsoft的MWLink、NetBIOS的扩展数据接口（NetBEUI）、数据链路控制协议
Windows NT Server具有良好的兼容性和可靠性但是开发环境不怎么样
Windows 2000 Server
Windows 2000最重要的是活动目录服务。Windows 2000中包括Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced Server、Windows 2000 Professional（客户端）、Windows 2000 Datacenter Server
活动目录服务通过组织单元树和域之间的可传递信任数来组织信任对象。活动目录包括目录和目录服务两个方面，目录是个数据库。活动目录采用树状的逻辑结构，若干个域组成域树然后是域森林
域模式最大的好处是单一登录能力。Windows 2000 Server基本管理单元为域，域还可以分
为组织单元（OU）再可以分为下级组织单元
在Windows 2000中不分主域控制器和备份域控制器，所有的都是平等的
Windows Server 2003操作系统
包括Windows Server 2003 Web版、Windows Server 2003标准版、Windows Server 2003企业版、Windows Server 2003数据中心版
2005年12月，Windows Server 2003 R2公布
Windows Server 2008
2008年3月公布了Windows Server 2008 ，Visual Studio 2008，SQL Server 2008
4.4 Netware网络操作系统
Netware 操作系统的特点
Novell是最早涉足网络操作系统的公司，1981年提出了文件操作系统。1983年，Novell推出了Netware操作系统。Netware操作系统优点是对网络硬件要求低、兼容DOS命令有丰富应用软件支持。20世纪90年代后期由于公司策略失误，Netware市场份额减小，现在转向Linux
Netware 操作系统的组成
Netware 操作系统以文件服务为中心，主要有三个部分：文件服务内核、工作站外壳、与低层通信协议组成
文件服务器内核实现了Netware的核心协议（NCP,NetWare Core Protocol）
工作站的重定向程序Netware Shell负责对用户命令进行解释
Netware 操作系统的特点
Netware文件系统实现了多路硬盘处理和高速缓冲算法加速了硬盘通道的访问速度。Netware的目录和文件都建立在服务器硬盘上在Netware 环境中访问一个文件的路径是：文件服务器/卷名：目录名/子目录名/文件名
网络用户可以分为网络管理员、组管理员、网络操作员和普通网络用户
网络管理员通过设置用户权限来实现网络安全保护措施
Netware系统容错技术主要包括三级容错机制、事物跟踪系统、UPS监控
Netware的事务管理系统ＴＴＳ（Transaction tracking System）防止数据丢失，ＴＴＳ将系统的更新过程看做完整的事务要么全部完成，要么返回初始
为了防止因为断电或者电压波动，Netware操作系统提供了ＵＰＳ监控IntranetWare操作系统
IntranetWare可以建立强大的企业内部网网络
Novell的目录服务功能（NDS，Novell Directory Services）是IntranetWare操作系统的管理核心，IntranetWare操作系统提供了IPX/IP网关。保证IPX与IP网络的连接
4.5 Unix网络操作系统
Unix概述
长期以来都是Unix、Netware、Windows后来增加了Linux，后来Novell转向Linux,形成了Unix、Windows、Linux三足鼎立
1969年AT&T公司的贝尔实验室用混编语言编写了Unix第一个版本V1
20世纪90年代Unix版本达到100多个，IEEE制订了易移植操作系统环境即POSIX可移植操作系统接口。厂家上分为一个是Unix国际（UI）以AT&T和ＳＵＮ为首，另外一个是开放系统基金会OSF以ＩＢＭ、HP、DEC为首1993年两大阵营走到一起成立了开放软件环境即COSE。1995年关于Unix的两个重要标准公布是CDE（规定图形界面），Unix 95规定了应用程序界面
Unix特性
主要特性：短小精悍，简洁有效，易移植，可扩充，开放性
Unix是多任务多用户操作系统。Unix可以分为两大部分一个是操作系统的内核、另外一个是外壳。内核又分为文件子系统和进程控制子系统。外壳由Shell解释程序等组成内核部分的操作原语言可以对硬件负责
Unix大部分使用c语言编写，易读易写，易修改
Unix提供了强大的可编程Shell语言，即外壳语言作为用户界面
Unix采用树形文件系统
Unix提供了多种通信机制管道通信、软中断通信、消息通信、共享存储器通信、信号灯通信
Sun的Solaris
Solaris是Sun的Unix系统运行在Sun的RISC芯片工作站和服务器上
Solaris也有基于Intel x86的Solaris x86
Solaris 7系列是一种比较好的64位大型系统，硬件系统是Intel和SPARC系统
目前的Solaris是Solaris 10。应用程序通过硬件加密，有很高的安全性，不必再担心病毒的
侵入因为任何针对PC平台的病毒无论是在物理上是逻辑上对Solaris都是无效的
IBM的AIX
1986年1月，AIX V1问世，2001年推出最新的AIX 5L
AIX 5L支持IBM Power和Intel64位平台性能特点：虚拟服务器，运行效率和容错规划集群管理Linux亲和性安全性(通过C2级验证)
HP的HP-UX
HP-UX是HP的Unix目标是依照POSIX标准为HP的网络服务可靠的运行提供严格管理的Unix 系统
HP 曾与Compaq合并，此前Compaq收购了DEC，DEC开发出Digital Unix，它是完全按照POSIX标准的64位Unix，运行在Digital Alpha 64位芯片上
Linux网络操作系统
Linux的发展
Linux是芬兰赫尔辛基大学的大学生Linus开发的免费的网络操作系统，将源代码放在芬兰最大的FTP网站上。Linux最大特点是开放源代码。Linux支持intel、Alpha、Spare大多数应用软件
Linux的特点与组成
Linux支持多用户、多任务，可以将CPU性能发挥到极致具有出色的高速度。Linux具有良好的用户界面，包括用户命令界面、系统调用界面、图形用户界面。图形界面有KDE和GNOME 两种，KDE与Windows相似只是更华丽，GNOME则比较个性
Linux安全保障也不错，具有可移植性可以在微型机到大型及任何平台上运行。具有良好的兼容性符合POSIX也符合X/Open标准
有四个部分组成：内核、外核、文件系统、应用程序
Novell的SUSE Linux
2003年Novell由Netware转向Linux收购了SUSE Linux,挑战Red Hat。SUSE1992年在1992年德国创办
Red Hat的Linux
1994年Marc Ewing建立了自己的Linux分销业务发布了Red Hat Linux 1.0。1995年ACC收购了上面的业务发布了Red Hat Linux 2.0。2003年Red Hat Linux 9.0发布，采用内核版本是Linux 2.4.20这个版本是Linus亲自领导的开发的内核版本数。它有三个数字组成，第一个是内核主板本数，第二个若为偶数表示稳定版本，若为奇数为测试版本，第三个表示错误修改的次数
Red hat Interprise Linux是企业版最新式5.0
国内的有联想的幸福Linux和冲浪平台的Xteam Linux
L : semaphore : = m ; / ＊控制读进程数信号量，最多m W : semaphore : = 1 ; begin cobegin process reader begin repeat SP ( L , 1 , 1 ; W , 1 , 0 ) ; Read the file ; SV ( L , 1 ) ; until false ; end process writer begin Repeat SP ( W , 1 , 1 ; L , rn , 0 ) ; Write the file ; SV ( W , 1 ) ; until false ; end coend end . 上述算法中，SP ( w , 1 , 0 ）语句起开关作用，只要没有写者进程进入写，由于这时w = 1 , 读者进程就都可以进入读文件。但一旦有写者进程进入写时，其W = 0 ，则任何读者进程及其他写者进程就无法进入读写。sP ( w , 1 , 1 ; L , rn , 0 ）语句表示仅当既无写者进程在写（这时w = 1）、又无读者进程在读（这时L = rn ）时，写者进程才能进行临界区写文件。 第四章 作者：佚名来源：网络 1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是： 1 、 2 、 3 、 4 、2 、1 、 5 、 6 、2 、1 、2 、3 、 7 、6 、3 、2 、1 、2 、3 、6 。 分别用FIFO 、OPT 和LRU 算法，对分配给程序3 个页框、4 个页框、5 个页框和6 个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。 答： 只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。
赵盈盈 93 第四章作业下 1. 某系统进程调度状态变迁图如图1所示（设调度方式为非剥夺方式），请说明： （1）什么原因将引起发生变迁2、变迁3、变迁4？ 答：（1）当进程分配的时间片用完的时候，会发生变迁2；当进程必须等待某事件发生时候发生变迁3；进程锁等待事件已发生的时候，发生变迁4 （2）当观察系统中所有进程时，能够看到某一进程产生的一次状态变迁能引起另一进程作一次状态变迁，在什么情况下，一个进程的变迁3能立即引起另一个进程发生变迁1？ 答：（2）当一个进程释放对cpu的占用，从运行队列进入等待队列，而且此时就绪序列不为空的时候，就会发生变迁1. （3）下述因果变迁是否要能发生？如果可能的话，在什么情况下发生？ （a）3→1；(b)3→2；(c)2→1 答：（3）（a）3?1 能 当一个进程释放对cpu的占用，从运行队列进入等待队列，而且此时就绪序列不为空的时候，就会发生变迁1. （b） 3?2 不能 （c） 2?1 能 当一个进程释放对cpu的占用，从运行队列进入就绪队列，而且此时就绪序列不为空的时候，就会发生变迁1. 2. 若题1中所采用的调度方式为可剥夺方式，请回答题1中提出的问题。 答2：只有一个不同：2?1 当新建进程B比现在正在运行进程A的优先级高的时候，不管A的时间片有没有用完，都会发生变迁2，A从运行状态变成就绪状态，因此也会发生变迁1，B从就绪状态转变成运行状态。 3. 某系统的进程状态变迁图如图2所示（设该系统的进程调度方式为非剥夺方式），请说明： （1）一个进程发生变迁3的原因是什么？发生变迁2、变迁4的原因又是什么？ 答（1）：当运行进程因I/O而阻塞。这时候进程会从运行状态转到等待状态。发生变迁3。当高就绪队列为空是会发生变迁2。当等待使劲已经发生时，会发生变迁4。 （2）下述因果变迁是否会发生，如果有可能的话，在什么情况下发生？ （a）2→1；(b)3→2；(c)4→5；(d)4→2；(e)3→5 答：（2）（a）2?1:是因果变迁，当进程从运行状态转为就绪，并进入低优先就绪，而此时，当高优先就绪为空时，就会发生变迁1. （b）3?2：不是因果变迁。而且不会发生。 （c）4?5：是因果变迁。当一个进程等待事件已发生，一个进程从等待队列进入高就绪队列。而此时，该进程优先级高于正在运行的进程优先级，就会发生变迁5. （d）4?2：不是因果变迁 （e）3?5:是因果变迁。当进程释放对cpu的占用，而高优先就绪又不为空时就会发生
赵盈盈 93 第四章作业上 1. 解释名词：程序的顺序执行；程序的并发执行。 答：程序的顺序执行：一个具有独立功能的程序独占cpu直到得到最终结果的进程。 程序的并发执行：两个或两个以上程序在计算机系统中同时处于一开始执行且尚未结束的状态。 2. 什么是进程进程与程序的主要区别是什么 答：进程：进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的独立单元。 进程和程序的区别： ●程序是静态的，进程是动态的 ●进程有程序和数据两部分组成 ●进程具有生命周期，有诞生和消亡，是短暂的；而程序是相对长久的 ●进程能更真实的描述并发，而程序不行。 ●一个进程可以对应多个程序。一个程序可以对应多个进程 ●进程可以创建其他进程，程序不能 3. 图1所示，设一誊抄程序，将f中记录序列正确誊抄到g中，这一程序由get、copy、put三个程序段组成，它们分别负责获得记录、复制记录、输出记录。请指出这三个程序段对f中的m个记录进行处理时各种操作的先后次序，并画出誊抄此记录序列的先后次序图（假设f中有1，2，…，m个记录，s,t为设置在主存中的软件缓冲区，每次只能装一个记录）。 图1 改进后的誊抄过程 答：
4. 进程有哪几种基本状态试画出进程状态变迁图，并标明发生变迁的可能原因。 答：进程基本状态：运行、就绪、等待 就绪到运行：调度程序选择一个新的进程运行 运行到就绪：运行进程用完了时间片 或运行进程被中断，因为一个高优先级的进程处于就绪状态 运行到等待：OS 尚未完成服务 或对一资源的访问尚不能进行 或初始化I/O 且必须等待结果 或等待某一进程提供输入（IPC ） 等待到就绪：当所有的事件发生时 5. 什么是进程控制块它有什么作用 答：PCB ：为了便于系统控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中为进程定义的一个专门的数据结构。 作用：系统用PCB 来控制和管理进程的调用，PCB 也是系统感知进程存在的唯一标志 G C G P C P G …C P
第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入
计算机操作系统 主讲教师：王晓晔 E-mail:wangxye@https://www.doczj.com/doc/36741464.html, 第四章存储器管理 4.1 存储器的层次结构 4.2 程序的装入和连接 4.3 连续分配方式 4.4 基本分页存储管理方式 4.5 基本分段存储管理方式 4.6 虚拟存储器的基本概念 4.7 请求分页存储管理方式 4.8 页面置换算法 4.9 请求分段存储管理方式 4.1 存储器的层次结构 4.1.1 多级存储器结构 4.1.2 主存储器与寄存器 ?主存储器 ?寄存器 4.1.3 高速缓存和磁盘缓存 ?高速缓存 ?磁盘缓存 4.2 程序的装入和链接 4.2.1 程序的装入 1. 绝对装入方式(Absolute Loading Mode) 程序中所使用的绝对地址，既可在编译或汇编时给出，也可由程序员直接赋予。但在由程序员直接给出绝对地址时，不仅要求程序员熟悉内存的使用情况，而且一旦程序或数据被修改后，可能要改变程序中的所有地址。因此，通常是宁可在程序中采用符号地址，然后在编译或汇编时，再将这些符号地址转换为绝对地址。 3. 动态运行时装入方式(Denamle Run-time Loading) 动态运行时的装入程序，在把装入模块装入内存后，并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址，而是把这种地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。因此，装入内存后的所有地址都仍是相对
地址。 3. 运行时动态链接(Run-time Dynamic Linking) 近几年流行起来的运行时动态链接方式，是对上述在装入时链接方式的一种改进。这种链接方式是将对某些模块的链接推迟到执行时才执行，亦即，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模块上。凡在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上，这样不仅可加快程序的装入过程，而且可节省大量的内存空间。 4.3 连续分配方式 4.3.1 单一连续分配 这是最简单的一种存储管理方式，但只能用于单用户、单任务的操作系统中。采用这种存储管理方式时，可把内存分为系统区和用户区两部分，系统区仅提供给OS使用，通常是放在内存的低址部分；用户区是指除系统区以外的全部内存空间，提供给用户使用。 4.3.2 固定分区分配 1. 划分分区的方法 (1) 分区大小相等，即使所有的内存分区大小相等。 (2) 分区大小不等。 (1) 首次适应算法FF。 (2) 循环首次适应算法，该算法是由首次适应算法演变而成的。 (3) 最佳适应算法。 (4) 最坏适应算法 (5) 快速适应算法
第4章存储管理 “练习与思考”解答 1．基本概念和术语 逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、碎片紧缩、虚拟存储器、快表、页面抖动 用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。 内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。 由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间，或简称为地址空间。 由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间，也称物理空间或绝对空间。 程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。 静态重定位是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。 动态重定位是在程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位。这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。 内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。 为解决碎片问题，移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。这种技术称为紧缩（或叫拼凑）。 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。 为了解决在内存中放置页表带来存取速度下降的矛盾，可以使用专用的、高速小容量的联想存储器，也称作快表。 若采用的置换算法不合适，可能出现这样的现象：刚被换出的页，很快又被访问，为把它调入而换出另一页，之后又访问刚被换出的页，……如此频繁地更换页面，以致系统的大部分时间花费在页面的调度和传输上。此时，系统好像很忙，但实际效率却很低。这种现象称为“抖动”。 2．基本原理和技术
2、可以采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？ (1) 绝对装入方式，适用于单道程序系统。 (2) 可重定位装入方式，适用于分区式存储管理系统。 (3) 动态运行时装入方式，适用于分页、分段式存储管理系统。 8、什么是基于顺序搜索的动态分区分配算法？它分为哪几种？ 为了实现动态分区式分配，将系统中的空闲分区组织成空闲分区表或空闲分区链。所谓顺序搜索，是指按表或链的组织顺序，检索表或链上记录的空闲分区，去寻找一个最符合算法的、大小能满足要求的分区。 分区存储管理中常采用的分配策略有：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。 13、为什么要引入对换？对换可分为哪几种类型？ 在多道环境下，一方面，在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞，但它却占用了大量的内存空间，甚至有时可能出现在内存中所有进程都被阻塞而迫使CPU停止下来等待的情况；另一方面，却又有着许多作业在外存上等待，因无内存而不能进入内存运行的情况。显然这对系统资源是一种严重的浪费，且使系统吞吐量下降。为了解决这一问题，在操作系统中引入了对换(也称交换)技术。可以将整个进程换入、换出，也可以将进程的一部分(页、段)换入、换出。前者主要用于缓解目前系统中内存的不足，后者主要用于支持虚拟存储。 19、什么是页表？页表的作用是什么？ 页表是分页式存储管理使用的数据结构。 一个进程分为多少页，它的页表就有多少行。每一行记录进程的一页和它存放的物理块的页号、块号对应关系。 页表用于进行地址变换。 23、较详细的说明引入分段存储管理方式是为了满足用户哪几个方面的需求。方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接。 详细讨论，请参考教材P145-146。
第四章 1.为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要（来自百度）： 答案一： 多级反馈队列调度算法能较好地满足各种类型用户的需要。对终端型作业用户而言，由于他们所提交的大多属于交互型作业，作业通常比较短小，系统只要能使这些作业在第1级队列所规定的时间片内完成，便可使终端型作业用户感到满意；对于短批处理作业用户而言，他们的作业开始时像终端型作业一样，如果仅在第1级队列中执行一个时间片即可完成，便可以获得与终端型作业一样的响应时间，对于稍长的作业，通常也只需要在第2级队列和第3级队列中各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然较短；对于长批处理作业用户而言，它们的长作业将依次在第1，2，…，直到第n级队列中运行，然后再按时间片轮转方式运行，用户不必担心其作业长期得不到处理。 答案二：（惠州学院操作系统课后题）与答案一基本相似，可看做精简版。 答：（1）终端型作业用户提交的作业大多属于较小的交互型作业，系统只要使这些作业在第一队列规定的时间片内完成，终端作业用户就会感到满足。 （2）短批处理作业用户，开始时像终端型作业一样，如果在第一队列中执行一个时间片段即可完成，便可获得与终端作业一样的响应时间。对于稍长作业，通常只需在第二和第三队列各执行一时间片即可完成，其周转时间仍然较短。 （3）长批处理作业，它将依次在第1 ，2 ，…，n个队列中运行，然后再按轮转方式运行，用户不必担心其作业长期得不到处理。所以，多级反馈队列调度算法能满足多用户需求。 2.
分别对以上两个进程集合，计算使用先来先服务（FCFS）、时间片轮转法（时间片q=1）、短进程优先（SPN）、最短剩余时间优先（SRT，时间片q=1）、响应比高者优先（HRRN）及多级反馈队列（MFQ,第1个队列的时间片为1，第i(i<1)个队列的时间片q=2（i-1））算法进行CPU调度，请给出各进程的完成时间、周转时间、带权周转时间，及所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
第四章 一、问答题 1、什么叫临界资源？什么叫临界区？对临界区的使用应符合哪些规则？（同步机制应遵循的准则是什么？） 2、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？ 3、何谓死锁？为什么将所有资源按类型赋予不同的序号，并规定所有进程按资源序号递增的顺序申请资源后，系统便不会产生死锁？ 4、什么是安全状态？怎么判断系统是否处于安全状态？ 5、简述死锁定理和解除死锁的方法。 二、计算和证明 1、当前系统中出现下述资源分配情况： 利用银行家算法，试问如果进程P2提出资源请求Request（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？ 2、若系统有某类资源m×n+1个，允许进程执行过程中动态申请该类资源，但在该系统上运行的每一个进程对该资源的占有量任何时刻都不会超过m+1个。当进程申请资源时只要有资源尚未分配完则满足它的申请，但用限制系统中可同时执行的进程数来防止发生死锁，你认为进程调度允许同时执行的最大进程数应该是多少？并说明原因。 3、n个进程共享某种资源R，该资源共有m个，每个进程一次一个地申请或释放资源。假设每个进程对该资源的最大需求量均小于m，且各进程最大需求量之和小于m＋n，试证明在这个系统中不可能发生死锁。
4、当前某系统有同类资源7个，进程P，Q所需资源总数分别为5，4。它们向系统申请资源的次序和数量如表所示。回答： 问：采用死锁避免的方法进行资源分配，请你写出系统完成第3次分配后各进程占有资源量，在以后各次的申请中，哪次的申请要求可先得到满足? 5、一个计算机系统有6个磁带驱动器4个进程。每个进程最多需要n个磁带驱动器。问当n为什么值时，系统不会发生死锁？并说明理由 6、n个进程共享某种资源R，该资源共有m个可分配单位，每个进程一次一个地申请或释放资源单位。假设每个进程对该资源的最大需求量均小于m，问各进程最大需求量之和至少小于多少，系统不会发生死锁，并证明。 7. 考虑某一系统，它有4类资源R1，R2，R3，R4，有5个并发进程P0，P1，P2，P3，P4。请按照银行家算法回答下列问题； ⑴各进程的最大资源请求，已分配的资源矩阵和当前资源剩余向量如下图所示，计算各进程的需求向量组成的矩阵。 ⑵系统当前是处于安全状态吗？ ⑶当进程P2申请的资源分别为（0,3,2,0）时，系统能立即满足吗？
第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务？试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了
操作系统期末考试（一） 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，只有一个是正确的，将其号码写在题干的括号中。每小题2分，共20分） 1、文件系统的主要组成部分是（） A、文件控制块及文件 B、I/O文件及块设备文件 C、系统文件及用户文件 D、文件及管理文件的软件 2、实现进程互斥可采用的方法（） A、中断 B、查询 C、开锁和关锁 D、按键处理 3、某页式管理系统中，地址寄存器的低9位表示页内地址，则页面大小为（） A、1024字节 B、512字节 C、1024K D、512K 4、串联文件适合于（）存取 … A、直接 B、顺序 C、索引 D、随机 5、进程的同步与互斥是由于程序的（）引起的 A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量 D、并发执行 6、信号量的值（） A、总是为正 B、总是为负 C、总是为0 D、可以为负整数 7、多道程序的实质是（） A、程序的顺序执行 B、程序的并发执行 C、多个处理机同时执行 D、用户程序和系统程序交叉执行 8、虚拟存储器最基本的特征是（） A、从逻辑上扩充内存容量 B、提高内存利用率 C、驻留性 D、固定性 ; 9、飞机定票系统是一个（） A、实时系统 B、批处理系统 C、通用系统 D、分时系统 10、操作系统中，被调度和分派资源的基本单位，并可独立执行的实体是（） A、线程 B、程序 C、进程 D、指令 二、名词解释（每小题3分，共15分） 1.死锁: 2.原子操作: 3.临界区: 4.虚拟存储器: 5.文件系统: ' 三、判断改错题（判断正误，并改正错误，每小题2分，共20分） 1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。 （） 2、请求页式管理系统中，既可以减少外零头，又可以减少内零头。 （） 3、操作系统中系统调用越多，系统功能就越强，用户使用越复杂。 （） 4、一个进程可以挂起自已，也可以激活自已。 （） 5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。 （） 6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。 （） 7、进程调度只有一种方式：剥夺方式。 （）
第四章 一、问答题 1、同步机制应遵循的准则是什么？ 2、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？ 3、简述死锁的定义和死锁产生的原因。 4、简述死锁定理和解除死锁的方法。 5、什么是安全状态？怎么判断系统是否处于安全状态？ 6、同步机制应遵循的准则是什么？ 7、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？ 二、计算题（共20分） 1、当前系统中出现下述资源分配情况： 利用银行家算法，试问如果进程P2提出资源请求Request（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？ 2、当前某系统有同类资源7个，进程P，Q所需资源总数分别为5，4。它们向系统申请资源的次序和数量如表所示。回答： 问：采用死锁避免的方法进行资源分配，请你写出系统完成第3次分配后各进程占有资源量，在以后各次的申请中，哪次的申请要求可先得到满足?
3、一个计算机系统有6个磁带驱动器和4个进程。每个进程最多需要n个磁带驱动器。问当n为什么值时，系统不会发生死锁？并说明理由 4、若系统有某类资源m×n+1个，允许进程执行过程中动态申请该类资源，但在该系统上运行的每一个进程对该资源的占有量任何时刻都不会超过m+1个。当进程申请资源时只要有资源尚未分配完则满足它的申请，但用限制系统中可同时执行的进程数来防止发生死锁，你认为进程调度允许同时执行的最大进程数应该是多少？并说明原因。 5、设系统中有3种类型的资源A、B、C和5个进程P0、P1、P2、P3、P4，A 资源的数量为10，B资源的数量为5，C资源的数量为7。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。（12分） ①. T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 ②在T0时刻若进程P1发出资源请求Request（1，0，2），是否能够实施资源分配？ ③在②的基础上P4发出资源请求Request（3，3，0），是否能够实施资源分配？ ④在③的基础上P0发出资源请求Request（0，2，0），是否能够实施资源分配? 五、应用题 1、如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。当缓冲器中无数时，进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。同时规定：进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。写出这三个并发进程能正确工作的程序。 2、设计一种可以避免死锁的资源分配算法，要求写明数据结构和相应方案或算法。
第四章存储器管理 1.可采用哪几种方式将程序装入内存?它们分别适用于何种场合? a. 首先由编译程序将用户源代码编译成若干目标模块，再由链接程序将编译 后形成的目标模块和所需的 ---库函数链接在一起，组成一个装入模块，再由装入程序将装入模块装入内存； b. 装入模块的方式有: 绝对装入方式，可重定位方式和动态运行时装入方 式； c. 绝对装入方式适用于单道程序环境下； d. 可重定位方式适用于多道程序环境下； e. 动态运行时装入方式也适用于多道程序环境下. 2. 何谓静态链接及装入时动态链接和运行时的动态链接? a. 静态链接是指事先进行链接形成一个完整的装入模块，以后不再拆开的链 接方---式； b. 装入时动态链接是指目标模块在装入内存时，边装入边链接的链接方式； c. 运行时的动态链接是将某些目标模块的链接推迟到执行时才进行. 3. 在进行程序链接时，应完成哪些工作? a. 对相对地址进行修改； b. 变换外部调用符号. 4. 在动态分区分配方式中，可利用哪些分区分配算法? a. 首次适应算法； b. 循环首次适应算法； c. 最佳适应算法. 5. 在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链? 应在每个分区的起始地址部分，设置一些用于控制分区分配的信息，以及用于链接各分区的前向指针； 在分区尾部则设置一后向指针，通过前，后向指针将所有的分区链接成一个双向链.
6. 为什么要引入动态重定位?如何实现? a. 为了在程序执行过程中，每当访问指令或数据时，将要访问的程序或数据的逻辑地址转换成物理地 ---址，引入了动态重定位. b. 可在系统中增加一个重定位寄存器，用它来装入(存放)程序在内存中的起始地址，程序在执行时，真 ---正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的,从而实现动态重定位. 7. 试用类Pascal语言来描述首次适应算法进行内存分配的过程. (略) 8. 在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况?应怎样处理这些情况? a. 回收区与插入点的前一个分区相邻接，此时可将回收区与插入点的前一分区合并，不再为回收分区 ---分配新表项，而只修改前邻接分区的大小； b. 回收分区与插入点的后一分区相邻接，此时合并两区，然后用回收区的首址作为新空闲区的首址，大 ---小为两者之和； c. 回收区同时与插入点的前后两个分区邻接，此时将三个分区合并，使用前邻接分区的首址，大小为 ---三区之和，取消后邻接分区的表项； d. 回收区没有邻接空闲分区，则应为回收区单独建立一个新表项，填写回收区的首址和大小，并根据 ---其首址，插入到空闲链中的适当位置. 9. 在系统中引入对换后带有哪些好处? 能将内存中暂时不运行的进程或暂时不用的程序和数据，换到外存上，以腾出足够的内存空间，把已 具备运行条件的进程或进程所需的程序和数据换入内存，从而大大地提高了内存的利用率.
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a-b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征？ 程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 12．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程状态信息（4）过程和系统调用参数及调用地址信息。13．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？ 答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有： （1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程状态信息 （4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 14．试说明引起进程创建的主要事件。答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。 15．试说明引起进程被撤销的主要事件。答：引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。 16．在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源；（4）初始化进程控制块；（5）将新进程插入就绪队列. 17．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程状态。（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，臵调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所
1、“整体对换从逻辑上也扩充了内存，因此也实现了虚拟存储器的功能”这种说法是否正确请说明理由。 答：上述说明法是错误的。整体对换将内存中暂时不用的某个程序及其数据换出至外存，腾出足够的内存空间以装入在外存中的、具备运行条件的进程所对应的程序和数据。虚拟存储器是指仅把作业的一部分装入内存便可运行作业的存储器系统，是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统，它的实现必须建立在离散分配的基础上。虽然整体对换和虚拟存储器均能从逻辑上扩充内存空间，但整体对换不具备离散性。实际上，在具有整体对换功能的系统中，进程的大小仍受到实际内存容量的限制。 2、某系统采用页式存储管理策略，拥有逻辑空间32页，每页为2KB，拥有物理空间1MB。 1）写出逻辑地址的格式。 2）若不考虑访问权限等，进程的页表有多少项每项至少有多少位 3）如果物理空间减少一半，页表结构应相应作怎样的改变 答：1）该系统拥有逻辑空间32页，故逻辑地址中页号必须用5位来描述，而每页为2KB，因此，页内地址必须用11位来描述。这样，可得到它的逻辑地址格式如下： 2）每个进程最多有32个页面，因此，进程的页表项最多为32项；若不考虑访问权限等，则页表项中只需给出页所对应的物理块号。1MB的物理空间可分成29个内存块，故每个页表项至少有9位。 3）如果物理空间减少一半，则页表中项表项数仍不变，但每项的长度可减少1位。 3、已知某系统页面长4KB，每个页表项为4B，采用多层分页策略映射64位的用户地址空 间。若限定最高层页表只占1页，则它可采用几层分页策略 答：方法一：由题意可知，该系统的用户地址空间为264B，而页的大小为4KB，故作业最多可有264/212（即252）个页，其页表的大小则为252*4（即254）B。因此，又可将页表分成242个页表页，并为它建立两级页表，两级页表的大小为244B。依次类推，可知道它的3、4、5、6级页表的长度分别是234B、224B、214B、24B，故必须采取6层分页策略。 方法二：页面大小为4KB=212B，页表项4B=22B，因此一个页面可以存放212/22=210个面表项，因此分层数=INT[64/10]=6层 4、对于表所示的段表，请将逻辑地址（0，137）、（1，4000）、（2，3600）、（5，230）转换 成物理地址。 答：[0,137]：50KB+137=51337； [1，4000]：段内地址越界；
第一章 1.设计现代?OＳ得主要目标就是什么? 答:( 1)有效性( 2)方便性?( 3)可扩充性?( 4)开放性 ２.OS 得作用可表现在哪几个方面? 答:( 1) OS 作为用户与计算机硬件系统之间得接口 （2）) ＯS 作为计算机系统资源得管理者 （3）) ＯS 实现了对计算机资源得抽象 3.为什么说?OS 实现了对计算机资源得抽象？ 答: OS 首先在裸机上覆盖一层I/O 设备管理软件,实现了对计算机硬件操作得第一层次抽 象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件, 实现了对硬件资源操作得第二层次抽象、OＳ通过在计算机硬件上安装多层系统软件, 增强了系统功能, 隐藏了对硬件操作得细节, 由它们共同实现了对计算机资源得抽象。 ４。试说明推动多道批处理系统形成与发展得主要动力就是什 么？答:主要动力来源于四个方面得社会需求与技术发展: (1 )不断提高计算机资源得利用率; (２)方便用户; (3 )器件得不断更新换代; (4)计算机体系结构得不断发展。 5.何谓脱机?I/O与联机Ｉ/O？ 答:脱机?I/O就是指事先将装有用户程序与数据得纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在 外围机得控制下, 把纸带或卡片上得数据或程序输入到磁带上。该方式下得输入输出由外围 机控制完成,就是在脱离主机得情况下进行得、 而联机I/Ｏ方式就是指程序与数据得输入输出都就是在主机得直接控制下进行得。 ６.试说明推动分时系统形成与发展得主要动力就是什么？ 答:推动分时系统形成与发展得主要动力就是更好地满足用户得需要、主要表现在: CPU?得分时使用缩短了作业得平均周转时间; 人机交互能力使用户能直接控制自己得作业; ?主机得共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己得作业。 7.实现分时系统得关键问题就是什么？应如何解决? 答:关键问题就是当用户在自己得终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令, 在用户能接受得时延内将结果返回给用户。 解决方法: 针对及时接收问题,?可以在系统中设置多路卡, 使主机能同时接收用户从各个终 端上输入得数据; 为每个终端配置缓冲区,?暂存用户键入得命令或数据。针对及时处理问题, 应使所有得用户作业都直接进入内存,?并且为每个作业分配一个时间片, ?允许作业只在自己 得时间片内运行,这样在不长得时间内,能使每个作业都运行一次。 ８。为什么要引入实时?OS？
第四章存储器管理 一、单项选择题 1、存储管理的目的是（C ）。 A.方便用户 B.提高内存利用率 C.方便用户和提高内存利用率 D.增加内存实际容量 2、在（ A）中，不可能产生系统抖动的现象。 A.固定分区管理 B.请求页式管理 C.段式管理 D.机器中不存在病毒时 3、当程序经过编译或者汇编以后，形成了一种由机器指令组成的集合，被称为（B ）。 A.源程序 B.目标程序 C.可执行程序 D.非执行程序 4、可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为（D ）。 A.符号名空间 B.虚拟地址空间 C.相对地址空间 D.物理地址空间 5、存储分配解决多道作业[1C]划分问题。为了实现静态和动态存储分配，需采用地址重定位，即把[2C]变成[3D]，静态重定位由[4D]实现，动态重定位由[5A]实现。供选择的答案： [1]：A 地址空间 B 符号名空间 C 主存空间 D 虚存空间
[2]、[3]： A 页面地址 B 段地址 C 逻辑地址 D 物理地址 E 外存地址 F 设备地址 [4]、[5]： A 硬件地址变换机构 B 执行程序 C 汇编程序 D 连接装入程序 E 调试程序 F 编译程序 G 解释程序 6、分区管理要求对每一个作业都分配（A ）的内存单元。 A.地址连续 B.若干地址不连续 C.若干连续的帧 D.若干不连续的帧 7、（C ）存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。 A.段式 B.页式 C.固定分区 D.段页式 8、处理器有32位地址，则它的虚拟地址空间为（ B）字节。 A.2GB B.4GB C.100KB D.640KB 9、虚拟存储技术是（ A）。 A.补充内存物理空间的技术 B.补充相对地址空间的技术 C.扩充外存空间的技术 D.扩充输入输出缓冲区的技术 10、虚拟内存的容量只受（ D）的限制。 A.物理内存的大小 B.磁盘空间的大小 C.数据存放的实际地址 D.计算机地址字长 11、虚拟存储技术与（A ）不能配合使用。
第四章存储器管理 1. 为什么要配置层次式存储器？ 这是因为： a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。 b.采用多级存储系统，特别是Cache技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。 c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量，也可大大缓解对存储器的压力。 2. 可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？ 将程序装入内存可采用的方式有：绝对装入方式、重定位装入方式、动态运行时装入方式；绝对装入方式适用于单道程序环境中，重定位装入方式和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中。 3. 何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？ a.静态链接是指在程序运行之前，先将各自目标模块及它们所需的库函数，链接成一个完整的装配模块，以后不再拆开的链接方式。 b.装入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的一种链接方式，即在装入一个目标模块时，若发生一个外部模块调用事件，将引起装入程序去找相应的外部目标模块，把它装入内存中，并修改目标模块中的相对地址。 c.运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行 链接，也就是，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由OS去找到该模块并将之装入内存，把它链接到调用者模 块上。
4. 在进行程序链接时，应完成哪些工作? a.对相对地址进行修改 b.变换外部调用符号 6. 为什么要引入动态重定位?如何实现? a.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。 b.要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。 9. 分区存储管理中常采用哪些分配策略？比较它们的优缺点。 分区存储管理中常采用的分配策略有：首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。 a.首次适应算法的优缺点：保留了高址部分的大空闲区，有利于后到来的大型作业的分配；低址部分不断被划分，留下许多难以利用的、小的空闲区，且每次分区分配查找时都是从低址部分开始，会增加查找时的系统开销。 b.循环首次适应算法的优缺点：使内存中的空闲分区分布得更为均匀，减少了查找时的系统开销；缺乏大的空闲分区，从而导致不能装入大型作业。 c.最佳适应算法的优缺点：每次分配给文件的都是最适合该文件大小的分区；内存中留下许多难以利用的小的空闲区。