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1.①操作系統的定義：操作系統是控制和管理計算機系統的硬件和軟件資源、合理地組織工作流程以及方便用戶的程序集合。

②現代操作系統的基本特征：并發性、共享性、虛擬性、不確定性。

2.操作系統在計算機系統中處于何種地位：是硬件層的第一次擴充，是計算機系統軟件的重要組成部分。

計算機系統的層次結構：硬件層—操作系統層—語言處理程序層—應用程序層。操作系統的作用：提高計算機系統的效率，增強系統的處理能力，充分發揮系統資源的利用率，方便用戶使用。

3.多道程序設計的硬件基礎：①中斷系統②通道技術③CPU與通道的通信

4.①多道程序設計的基本原理：多道程序設計的主要目的是充分利用系統中所有資源且盡可能地讓它們并行操作。采用通道技術后使CPU從繁瑣的I/O操作中解放出來，它不僅能實現CPU與通道并行工作，而且也能實現通道與通道之間、各通道與外設之間的并行。

②多道程序設計的主要特點：①多道②宏觀上并行③微觀上串行。

5.實現多道程序設計要解決的幾個問題：①存儲保護和地址重定位。（幾道程序共享同一主存）②處理機的管理和調度。（共享同一處理機）③資源的管理與分配。（共享系統資源）

6.虛擬處理機：邏輯上的處理機稱為虛擬處理機。

虛擬計算機：在一臺計算機上配置操作系統后，比原來的計算機的功能增強了。這種是概念上的、邏輯上的計算機，而不是真正的物理計算機，這樣的計算機稱為虛擬計算機。

7.處理機的運行現場：就是指處理機在執行程序過程中任一時刻的狀態信息的集合。

處理機運行現場包括的內容：①指令計數器（程序計數器）②程序狀態寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器。處理機的運行狀態有兩種：核心態（00）和用戶態（11）。程序分為系統程序和用戶程序。程序狀態分為三種：①就緒②運行③阻塞。程序狀態的作用：程序狀態可以互相轉換，便于處理機按照某種規則進行調度。

8.訪管指令、特權指令、系統調用之間的區別和聯系

9.①系統調用：用戶在程序中能用訪管指令調用的，由操作系統提供的子功能集合，其中每一個子功能稱為一個系統調用命令。

②用戶程序使用系統調用后，為什么能從算態進入管態，返回用戶程序后又從管態回到算態（系統調用的實現原理）：系統調用中的訪管指令的地址碼可作為系統調用的功能號，它對應一個操作系統為用戶提供的子功能或函數。

當用戶程序需要調用系統功能時，就在其程序的適當位置安排一條系統調用命令，當執行到該指令時便產生訪管中斷，中斷的硬件裝置開始響應中斷，保存原來的PSW到內存的固定單元，再從內存的另一個固定單元中取出新的PSW送入PSW寄存器。由于新PSW中已事先設置了系統狀態為管態，從而使處理機進入管態，在管態下執行中斷處理程序。

由于在管態下可以使用特權指令，所以用戶要求操作系統提供的服務就很容易地被完成。中斷處理程序結束后，通過恢復舊的PSW到PSW寄存器，于是又可返回到被中斷的用戶程序，即從管態又回到算態。

10.UNIX的系統調用的兩種方式：①直接系統調用②間接系統調用。它們各是怎樣處理：①直接系統調用除可使寄存器傳遞參數外，其它參數都跟在trap指令的后面②間接系統調用跟隨trap指令的是一個指向程序數據區的指針。該程序數據區內有一個直接系統調用trap指令，其后跟以除r0外的參數。

11.①分時：兩個或兩個以上的事件按時間劃分輪流地使用計算機系統中的某一資源。②分時系統（又稱交互作用系統）：在一個系統中，如果多個用戶通過自己的終端分時地使用同一個計算機，這樣的系統就稱為分時系統，其上的操作系統統稱為分時操作系統。

UNIX屬分時系統。③分時系統的特點：①同時性（可同時操作，共同使用該系統）②獨立性（獨占感）③及時性（及時響應）④交互性（人機對話）。調進/調出是實現分時系統的一種主要方式（分時系統實現原理）。（多流調進調出方式）

12.實時系統分為兩類：①實時控制系統（導彈發射）②實時處理系統（預訂飛機票）。

設計實時系統要考慮的問題：①實時時鐘管理（實時任務、延遲任務）②連續人機對話③過載的防護（任務的隨機性）④高可靠性和保證（故障引起的嚴重后果）。

13.分布式計算機系統：是一個由多臺計算機組成的系統，在用戶看來，他所擁有的計算機是一臺單獨的計算機，而這臺計算機是一臺功能擴大了的虛擬機。分布式系統的三個基本功能：①通信②資源共享③并行計算。分布式系統最為突出的特點是透明性。

分布式計算機系統具有以下主要特點：

①任意兩臺計算機之間可以利用通信交換信息。②各計算機具有相對的自主性或自治性。③具有透明性④具有整體性或協同性。⑤具有堅定性。（任一臺故障不會使系統癱瘓。）

分布式計算機系統與集中式計算機系統的主要區別：

①利用消息傳遞進行通信（沒有共享存儲器）

②系統中各臺計算機是自治的（沒有主從之分，沒有分級控制，沒有公用時鐘）

③透明性（系統中所有資源為所有用戶共享，用戶無需知道資源位于何處）

④協同性（可相互協作完成任務或作業，可實現并行計算。）

14.分布式系統對資源的管理與集中式系統有何不同？

答：分布式系統對資源的管理采用一類資源有多個管理者的分布式管理方式。分布式管理方式又可分為集中分布管理和完全分布管理兩種方式。集中式系統對資源的管理采用一個管理者的方式。

15.在分布式系統中建立邏輯時鐘的原因：在分布式系統中，由于沒有共享存儲器和公用時鐘，雖然在分布式系統中每臺計算機都有自己的時鐘，盡管每個時鐘工作得都非常穩定，但并不能保證它們的頻率完全相同。為了實現分布式系統中進程同步，需要給系統中的每個事件指定一個時間值，即打上時間戳，用這一方法來確定系統全局的事件順序。

在對分布式系統中的所有事件賦予時間戳時應滿足的條件是：

①在同一節點上，若A→B，則C（A）<C（B）；②若A和B分別是發送消息和接收消息的兩個事件，則C（A）<C（B）；③對任何事件A和B，必定C（A）≠C（B）。

16.舉例說明：對任何事件A和B，如果C（A）<C（B），則A→B未必成立。

答：設有相互通信的兩個進程P1和P2，它們是位于兩個節點機上的進程。假定P1發一消息給P2，稱為事件B，且C（B）=200，而P2接收該消息，稱為事件A，且C（A）=195.（因為P2的處理機比P1的處理機慢，所以P2的邏輯時鐘信號也比P1的慢。）在這種情況下，C（A）<C（B），但是A→B卻不成立。

17.緊耦合與松耦合多處理機系統有何區別？

答：主要區別在于有無共享存儲器。①緊耦合多處理機系統有共享存儲器，所以也稱其為共享存儲結構多處理機系統。②松耦合處理機系統中沒有共享存儲器，每臺處理機都有一個容量較大的局部存儲器，所以也稱其為分布存儲結構多處理機系統。

18.網絡操作系統：就是在計算機網絡系統中，管理一臺或多臺主機的硬軟件資源，支持網絡通信，提供網絡服務的軟件集合。

通用操作系統的基本功能：①處理機（進程）管理②存儲管理③文件管理④設備管理。網絡操作系統還具有的主要功能：①實現網絡中各點機之間的通信。②實現網絡中的資源共享③提供多種網絡服務（硬盤共享；打印機共享；提供電文、語音、圖像的加密和傳輸；文件的傳遞、存取和管理；作業的傳輸和操作服務）④提供網絡用戶的應用程序接口。

網絡操作系統的主要特點：①復雜性（管理全網資源；機間通信與同步；網絡文件管理）②并行性（多處理機實現真正并行）③節點機間的通信與同步（OSI/RM的七層協議中第四層（傳輸層）到第七層（應用層）進入了網絡操作系統的領域，低三層（N、D、P）M則提供了網絡傳輸的支持）④安全性（表現：網絡操作的安全性，系統規定不同用戶有不同的權限（系統管理員、高級用戶、一般用戶）；用戶身份驗證；資源的存儲控制；網絡傳輸的安全。）

19.在多處理機系統中①加速比定義：它表示一個作業在單機上的執行時間與花在多處理機上執行時間的比值。公式：SP=ET1/ET2其中SP為作業J的加速比，ET1為作業J在單機上的執行時間，ET2為作業J在多處理機上的執行時間。作業J的加速比不能超過處理機數P，即0≤Sp≤P.②處理機利用率的定義：它表示P臺處理機實際執行時間（扣除空閑時間）與P臺處理機被占用時間（空閑時間與P臺處理機執行時間之和）的比值。0≤Up≤1。

20.多處理機系統中的通信方式：①基于共享變量的通信方式（主要適用于緊耦合多處理機）②基于消息傳遞的通信方式（主要適用于松耦合多處理機）

21.中斷的分類：①I/O中斷②程序中斷③硬件故障中斷④外中斷⑤訪管中斷（其中①④稱為中斷，②③⑤稱為“陷入”，又稱捕俘。）

22.計算機安全級從D級（最不嚴格）到A級（最嚴格）。Windows當前支持C2安全級。

23.UNIX強內核；WindowsNT微內核。

1.信息處理的基本模式：①對等模式 ②客戶/服務器模式。

2.網絡操作系統結構設計的主要模式：①客戶/服務器模式 ②對象模式 ③對稱多處理模式。

3.客戶/服務器模式的網絡操作系統的結構組成：①客戶機（工作站）操作系統 ②服務器操作系統。

4.網絡操作系統為用戶提供的兩類接口：①命令接口 ②編程接口。

5.網絡操作系統可分為四個層次：①硬件 ②內核 ③Shell（外殼） ④應用程序。

6.操作系統從內部結構來分析，包括兩部分：①內核 ②核外部分。

7.UNIX的內核可分為兩部分：①進程控制子系統（包括進程控制、調度與通信以及存儲的管理）②文件子系統。

8.內核功能：①進程、線程及其管理 ②存儲管理 ③I/O管理 ④文件系統。

9.內核的組織形式：①強內核 ②微內核。

10.微內核幾乎不做任何工作，僅提供以下四種服務：

①進程間通信機制 ②某些存儲管理 ③有限的低級進程管理和調度 ④低級I/O.微內核的基本思想是良好的結構化、模塊化、最小的公共服務。它提供最基本、最必要的服務。

11.微內核結構與強內核結構相比具有如下優點：①靈活性 ②開放性 ③可擴充性

12.UNIX是一個強內核的操作系統。WindowsNT微內核與客戶/服務器模式結構的操作系統。

13.微內核提供以下服務：①進程間通信機制 ②某些存儲管理 ③有限的低級進程管理和調度④低級I/O.（微內核結構的操作系統是服務器化的操作系統）

14.微內核的基本思想是良好的結構化、模塊化，最小的公共服務。

15.進程的組成：①程序 ②數據集合 ③進程控制塊。

16.進程必要的調度狀態：①運行狀態 ②就緒狀態 ③阻塞狀態其它：掛起狀態；活躍狀態。

17.進程控制原語：①創建原語 ②撤銷原語 ③掛起原語 ④激活原語 ⑤阻塞原語 ⑥喚醒原語

18.進程調度方式：①搶占式 ②非搶占式

19.進程調度算法：①靜態優先級算法 ②動態優先級算法 ③時間片輪轉法

20.線程的四個基本成分：①一個唯一的線程標識符②一組處理機狀態寄存器③分別在核心態和用戶態下使用的兩個棧④一個私用存儲區。

21.線程的狀態：①就緒狀態 ②備用狀態 ③運行狀態 ④等待狀態 ⑤轉換狀態 ⑥終止狀態。

22.存儲管理的研究課題：①地址再定位問題 ②存儲分配問題 ③存儲保護問題 ④存儲擴充問題

23.存儲管理方案：①單一連續分配 ②分區分配 ③分頁存儲管理 ④請求分頁存儲管理 ⑤分段存儲管理 ⑥段頁式存儲管理。

24.地址變換機構：①頁面變換表PMT ②聯想存儲器。

25.頁面置換算法：①先進先出算法FIFO ②最近最久未用的置換算法LRU ③LRU近似算法。

26.文件管理系統的基本功能：①文件的結構及存取方法（邏輯結構：記錄式文件；無結構流式文件。物理結構：連續結構；串聯結構；索引結構。存取方法：順序存取法；直接存取法。） ②文件的目錄機構及有關處理（樹型目錄結構） ③文件存儲空間的管理（空白文件目錄；空白塊鏈；文件位圖。） ④文件的共享和保護 ⑤文件的操作和使用。

27.設備管理目標：①用戶使用設備的方便性 ②設備工作的并行性 ③設備分配的均衡性 ④獨立性（與設備無關性）

28.設備管理基本功能：①動態地掌握并記錄設備的狀態 ②為滿足進程對I/O的請求，按照設備的類型和系統中所采用的分配算法，決定把某一I/O設備分配給要求設備的進程 ③完成實際的I/O操作。

29.設備的數據結構：①設備控制塊UCB ②控制器控制塊CUCB ③通道控制塊CCB ④系統設備表SDT.

30.I/O調度程序的主要功能：為滿足進程的I/O請求，決定設備（以及相應的控制器和通道）的分配策略。

31.I/O調度程序的調度算法：①先來先服務 ②優先級高者優先算法（不能采取時間片輪轉法）

32.設備分配的實施：①分配設備 ②分配控制器 ③分配通道。

33.磁盤的驅動調度：①移臂調度 ②旋轉調度

34.移臂調度算法：①FCFS ②SSTF ③SCAN ④電梯調度算法。

35.文件系統組成：①與文件管理有關的軟件 ②被管理的文件 ③實施文件管理所需的數據結構

1.在信息處理系統中，客戶/服務器計算模式和對等模式有何區別？

①對等模式中，各節點機處于平等地位，沒有主次之分。網上任一節點所擁有的資源都可作為網絡公用資源，可被其他節點的網絡用戶共享。對等模式具有靈活的資源共享方式和均衡的通信方式，一般適合小型網絡。

②客戶/服務器模式，一些節點作為客戶機，另一些節點作為服務器機。客戶/服務器模式是一種主從方式。采用這種模式，可高效地實現資源共享。同時它具有很好的可移植性，互操作性和規模的可伸縮性。

2.操作系統結構設計的結構模式：

①客戶/服務器模式。特點：簡化了基本操作系統，縮小了內核，并容易增加新的API；提高了可靠性；適合分布式計算環境。②對象模式。特點：這種方法減少了在系統整個生存期中所做修改的影響。③對稱多處理模式。特點：主要支持多處理機操作系統的設計。

3.客戶/服務器計算模式中，客戶與服務器之間如何交互（工作過程）？

①客戶方以通常方式發出服務請求，由客戶機上的網絡軟件把它裝配成請求包，再通過傳輸協議軟件把請求包發送給服務器方。②服務器傳輸軟件收到請求包后，對其檢查，無誤后把它提交給服務器方的網絡軟件。③服務器網絡軟件根據請求包的請求，完成相應的處理和服務，并將其結果裝配成響應包，由傳輸協議軟件將其發送給客戶。④由客戶的傳輸協議軟件把收到的響應包轉交給客戶的網絡軟件，由網絡軟件作適當處理后交給客戶。

客戶/服務器模式的優點是：高效地實現了網絡資源共享，具有很好的互操作性和軟件的可移植性，提高了系統的可靠性，適合分布式計算環境。

4.計算機網絡系統中，工作站操作系統包括的軟件： ①重定向程序②傳輸協議軟件。服務器操作系統包括的軟件：①服務器操作系統的內核程序②傳輸協議軟件③網絡服務軟件④網絡安全管理軟件。

5.網絡操作系統與網絡用戶有哪兩級接口：

①操作命令接口。作用：用戶通過鍵盤或鼠標鍵入或點擊各種操作命令來控制、操縱、管理和使用網絡。這種接口采用交互式。②編程接口。通過網絡操作系統提供的一組系統調用來實現。此外網絡操作系統還為用戶提供了一系列應用程序接口。

6.網絡操作系統的命令接口應為用戶提供哪些類型的操作命令？

①系統訪問命令；②文件與目錄管理命令；③信息處理類命令；④網絡通信類命令；⑤打印輸出類命令；⑥進程控制類命令；⑦Internet類命令；⑧其它。

7.Shell程序的作用是什么？

①作為Shell命令解釋程序。Shell接收、識別并執行用戶鍵入的各種命令。②作為高級程序設計語言。什么是Shell過程：用shell編寫的程序稱為shell過程。如何建立和執行Shell過程：建立shell過程的步驟同建立普通文本文件的方式相同，可利用編輯器（例如vi）進行程序輸入和編輯加工。Shell過程的執行可采用如下方法：①輸入重定向到shell過程，其一般形式為：$sh<過程名②將shell過程改為可執行文件，其一般形式為：$chmoda+x過程名$過程名。

8.如何理解微內核的概念？

微內核結構是一種新型結構，它體現了操作系統結構設計的新思想，微內核的設計目標是使操作系統的內核盡可能小，使其他的所有操作系統服務一般都放在核外用戶級完成。采用微內核結構有何優點：①靈活性。微內核短小精干，僅提供最基本最必要的服務。②開放性。操作系統除內核以外的功能都可用服務器的形式建立在內核之上，可以方便地設計、開發、集成自己的新系統。③可擴充性。加入和修改一個服務不需要停止系統和重新引導內核，安裝、調試一個新系統很容易。

9.什么叫進程？

進程是程序的一次執行，該程序可與其它程序并發執行。

為什么要引入進程的概念？

①順序程序的特點：具有封閉性和可再現性。但是，程序的順序執行是低效的。②程序的并發執行和資源共享。多道程序設計出現后，實現了程序的并發執行和資源共享，提高了系統的效率和系統的資源利用率，但卻帶來了新的問題。

③程序的并發執行的特點：破壞了程序的封閉性和可再現性，程序和機器執行程序的活動不再一一對應，并發程序之間有可能存在相互制約關系。

并發程序的這些特性：獨立性、并發性、動態性和相互制約性，反映了并發程序的本質，程序的概念已不能反映程序并發找執行的實質，因此，人們引進了進程的概念。

10.進程由哪幾部分組成？

①程序。作用：描述進程要完成的功能。②數據集合。作用：程序在執行時所需要的數據和工作區。③ 程序控制塊。作用：包含進程的描述信息和控制信息。它是進程存在的唯一標志。

11.進程的基本調度狀態有哪些？

①運行②就緒③阻塞。進程調度程序從處于就緒狀態的進程中選擇一個投入運行。運行進程因等待某一事件而進入阻塞，因時間片到達而回到就緒。處于阻塞狀態的進程當所等待的事件發生時，便進入就緒狀態。

12.簡述常用的進程調度算法。

①靜態優先級算法：系統在調度進程時按優先級從高到低進行調度，在進程運行過程中優先級不再動態地改變。②動態優先級算法：系統在調度進程時按優先級從高到低進行調度，在進程運行過程中能按變化情況對優先級進行適當調整。③時間片輪轉法：系統把所有就緒進程按先來先服務規則排成一個隊列，就緒隊列中的所有進程，可以依次輪流獲得一個時間片的處理時間，然后系統又回到隊列的開始部分，如此不斷循環。

13.什么叫原語？

原語是由若干機器指令構成的并用于完成特定功能的一段程序，而這些程序在執行期間是不可分割的。

有哪些進程控制原語？①創建原語②撤銷原語③掛起原語④激活原語⑤阻塞原語⑥喚醒原語。

14.什么叫線程？

“進程內的一個可執行單元”、“進程內的一個可調度的實體”。為什么要引入線程的概念：在引入線程概念之前，僅用進程的概念。在進程的調度過程中，由于經常要進行進程的切換，在切換時，既要保留現運行進程的運行環境，又要設置新選中的進程的運行環境，為此要花費不少處理機的時間和主存的空間。因此，把進程作為系統調度的基本單位要付出較大的時空開銷，從而也限制了系統中進程的數量和進程的切換頻率。另一方面，為了提高系統的并行能力，把并行粒度進一步減小，在進程的內部引入線程，線程作為系統的調度單位，而進程作為系統的資源分配單位。這樣，對擁有資源的基本單位不再頻繁切換，而對調度的基本單位又不增加時空開銷。引進線程的好處是：①減少了系統的時空開銷。②增強了系統的并行能力。

15.存儲管理研究哪些內容？

①地址再定位問題②存儲空間的分配③存儲的保護問題④存儲擴充問題。

16.為什么要引入虛擬存儲器的概念？

在計算機系統中，主存的容量有一定的限制，不可能太大滿足各種用戶的需要，而在技術上輔助存儲器卻可以做得相當大。為了給大作業提供方便，使它們不再承擔對主存和輔存的具體分配和管理工作，而由操作系統把主存和輔存統一管理起來。虛存的最大容量由什么決定：虛存實際上就是作業地址空間，作業地址空間的大小取決于計算機系統的地址機構。因此，虛存的最大容量取決于地址寄存器的位數。例如地址寄存器的位數為32位時，其虛存的最大容量可達4GB.

17.什么叫聯想儲存器？

在分頁和請求分頁存儲管理系統中，為了加速查表過程，采用一組高速硬件寄存器，這些寄存器連同管理它們的硬件構成了一個容量較小的存儲器，稱為聯想存儲器，也叫快表。

試說明利用聯想存儲器實現動態地址變換的過程。

聯想存儲器具有快速并行查詢能力。例如CPU給出有效地址為（P，W），它把頁號P送入輸入寄存器，隨后立即和聯想存儲器各單元的頁號進行比較，如與某個單元中頁號相匹配，則把該單元中的塊號B送入輸出寄存器。這樣，就可以用（B，W）訪問相應的主存單元。（P為頁號，W為頁內地址；B為塊號）。

18.請求分頁與分頁存儲管理有何不同？

請求分頁是在分頁的基礎上實現。它們之間的根本區別在于是否將一作業的全部地址空間同時裝入主存。請求分頁存儲管理不要求將作業全部地址空間同時裝入主存。基于這一點，請求分頁存儲管理可以提供虛存，而分頁存儲管理卻不能提供虛存。缺頁中斷是如何發生：由于一個作業的地址空間不同時全部裝入主存，在作業執行過程中，當所

需頁面不在主存時，便引起缺頁中斷。缺頁中斷發生后如何處理：缺頁不斷發生后，轉中斷處理程序。中斷處理程序的主要工作是將所需的頁面調入主存。當主存無空閑塊時，按系統采用的頁面置換算法將某頁淘汰，然后裝入所需頁面。裝入后修改頁面變換表。

19.試給出幾種頁面置換算法，并比較其優缺點。

①先進先出算法（FIFO）：這種算法實現簡單，這種算法只是在對線性順序訪問地址空間的情況下才是最理想，否則效率不高。②最近最久未用算法（LRU）：這種算法能比較普遍地適用于各種類型的程序，但實現起來比較困難，因為要對先前的訪問的歷史時時加以記錄和更新。③LRU近似算法：這種算法比較簡單，易于實現，其缺點是周期T的大小不易確定。

20.什么是文件邏輯結構和物理結構？

邏輯結構：指一個文件在用戶面前所呈現的形式。物理結構：指文件在文件存儲器上的存儲形式。它們各有哪幾種結構形式？

邏輯結構有兩種形式：①記錄式文件。②無結構的流式文件。

物理結構：①連續結構②串聯結構③索引結構。

21.畫圖說明串聯、連續、索引結構文件的形式，并說明用直接存取法它們的不同效果。

采用直接存取法，則索引文件效率最高，連續文件效率居中，串聯文件效率最低。

22.文件目錄的作用：

計算機系統中的文件種類繁多，數量龐大，為了使用戶方便地找到所需的文件，需要在系統中建立一個目錄機構。

一個文件目錄項應包括哪些信息？

①文件的標識信息（文件名）②文件的結構信息③文件的存取控制信息④文件的管理信息。

23.文件存儲空間的管理有哪幾種常用方法？

①空白文件目錄：這種方法將盤空間的一個未分配區域稱為一個空白文件，系統為所有的空白文件建立一個目錄，每個空白文件在這個目錄中建立一個表目。②空白塊鏈：這種方法將盤上的所有空白塊用鏈接指針或索引結構組織成一個空白文件。③位示圖：它將文件存儲器的存儲空間建立一張位示圖，用以反映整個盤空間的分配情況。

24.設備管理的目標是什么？

①方便性。使用戶在使用各種設備時感到方便。②并行性。提高系統中各種設備工作的并行③均衡性。使系統中各種設備的分配具有均衡性。④獨立性。使得用戶所要求的輸入輸出與實際設備無關。

設備管理包括哪些功能？

①動態地記錄管理設備的狀態。在有通道的系統中，還應掌握通道、控制器的工作狀態。②為滿足進程的I/O請求，按某種調度算法將一設備分配給要求設備的進程。（實施設備的分配）③完成實際的I/O操作。

25.在配置有通道的計算機系統中，試利用UCB、CUCB、CCB找出從主存到設備的一條可用通路。

根據所請求的I/O設備，由系統狀態表可找到該設備的UCB，再由UCB的“與此設備相連的控制器表”項找到CUCB，再由CUCB的“與此控制器相連的通道表”找到CCB，從而可能構成一條從主存到I/O設備的通路。如果有一條可用通路，則在UCB、CUCB、CCB中將進程名登記在“正在使用該設備”的狀態表目內；如果暫時沒有一條可用通路，則進行排隊等候。

26.試給出兩種I/O調度算法。

①先來先服務。②優先級高者優先。

說明為什么在I/O調度中不能采用時間片輪轉法。

在進程調度中通常采用時間片輪轉法，但這種方法不適合I/O調度。因為I/O操作有一特點，即一個通道程序一經啟動便一直進行下去直至完成，在它完成之前，不會產生中斷。

27.試畫出在單通路I/O系統中為進程分配一臺I/O設備的流程圖。

①分配設備②分配控制器③分配通道。

1.什么叫同步？

相互合作的兩個進程之間需要在某個（些）確定點協調它們的工作，一個進程到達了該點后，除非另一進程已經完成了某些操作，否則就不得不停下來，等待這些操作的完成。這就是進程間的同步。

什么叫互斥？

兩個進程由于不能同時使用同一臨界資源，只能在一個進程使用完了，另一進程才能使用，這種現象稱為進程間的互斥。

①同步的主要特征是：一個進程在某一點上等待另一進程提供信息，兩進程之間存在直接制約關系，其表現形式為進程—進程。②互斥的主要特征是爭用資源，兩進程間存在間接制約關系，其表現形式是進程—資源—進程。

2.試給出P、V操作的定義。

P、V操作是定義在信號量S上的兩個操作，其定義如下：

P（S）：①S：=S-1；②若S≥0，則調用P（S）的進程繼續運行；③若S＜0，則調用P（S）的進程被阻塞，并把它插入到等待信號量S的阻塞隊列中。

V（S）：①S：=S+1；②若S＞0，則調用V（S）的進程繼續運行；③若S≤0，則從等待信號量S的阻塞隊列中喚醒頭一個進程，然后調用V（S）的進程繼續運行。

如何利用P、V操作實現進程間的互斥？

P、V操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決互斥問題，應采取如下步驟： 首先根據給定問題的描述，列出各進程要執行的程序。其次，設置信號量。互斥問題中，在臨界區前面加P（S），臨界區后面加V（S）。最后確定信號量的初值。在互斥問題中，信號量通常取為互斥資源的個數。

說明信號量的物理意義：

信號量S＞0時，S的數值表示某類可用資源的數目，執行P操作意味著申請分配一個單位的資源；當S≤0時，表示無資源可用，此時S的絕對值表示信號量S的阻塞隊列中的進程數。執行V操作意味著釋放一個單位的資源。

3.如何利用P、V操作實現進程間的同步？

P、V操作是解決同步與互斥問題的有力工具。為解決同步問題，應采取如下步驟：首先根據給定問題的描述，列出各進程要執行的程序。其次，設置信號量。同步問題中有幾個同步點就設置幾個信號量，等待的地方加P（S），發信號（解除等待）的

地方加V（S）。最后確定信號量的初值。在同步問題中，信號量的初值一般取0.在同步和互斥中，信號量初值的設置有何不同：在同步問題中，信號量的初值一般取為0，在互斥問題中，信號量通常取為互斥資源的個數。

4.高級通信原語有何優點？

能夠實現在進程之間傳遞大量的信息。

在消息緩沖通信方式中，發送原語和接收原語的主要功能是什么？

發送原語的作用：將欲發送的消息從發送區復制到消息緩沖區，并把它掛起在接收進程的消息緩沖隊列末尾。如果該接收進程因等待消息而處于阻塞狀態，則將其喚醒。

接收原語的作用：把發送者發來的消息從消息緩沖區復制到接收區，然后將消息緩沖區從消息隊列中消去，如果沒有消息可以接收，則進入阻塞狀態。

5.什么是信箱？

信箱用于存放信件，而信件是一個進程發送給另一進程的消息。

信箱的數據結構：信箱頭和信箱體。信箱頭是信箱的描述部分，信箱體由若干格子組成，每個格子可存放一個信件。

信箱頭包括的信息：①信箱名②信箱大小③已存信件數④空的格子數。

如何用信箱實現兩個進程之間的通信？

進程A想向進程B發送消息前，先把消息組成一封信件，然后調用send原語向進程B發送信件，并將信件投入進程B的信箱中。進程B為得到進程A的消息，只要調用receive原語就可以從信箱中索取來自進程A的信件。這就完成了一次進程A到進程B的通信過程。

6.在網絡操作系統中，為什么要采用消息傳遞的通信機制？

基于共享變量的通信方式適用于網絡中各節點內部諸進程之間的通信，而基于消息傳遞的通信方式適用于網絡中各節點之間的進程通信。

在消息傳遞的通信機制中有哪些通信方式？①通信原語 ②遠程過程調用 ③組通信。

7.什么是同步原語？

當一個進程調用一個send原語時，在消息開始發送后，發送進程便處于阻塞狀態，直至消息完全發送完畢，send原語的后繼語句才能繼續執行。當一個進程調用一個receive原語時，并不立即返回控制，而是等到把消息實際接收下來，并把它放入指定的接收區，才返回控制，繼續執行該原語的后繼指令。在這段時間它一直處于阻塞狀態。上述的send和receive被稱為同步通信原語或阻塞通信原語。

什么是異步原語？發送進程在調用send原語后，并不進入阻塞狀態，它不等消息發送完就繼續執行其后繼語句。

在使用異步通信原語時，發送者在消息發送完成前為什么不能使用緩沖區？

因為倘若發送進程在消息發送完成之前，即在消息發送期間使用或修改原來的緩沖區，將會造成錯誤。

如何解決？

有兩種辦法（應采用異步原語）：①采用帶拷貝的非阻塞原語，即讓內核把消息拷貝到內核緩沖區，允許調用進程繼續運行。②帶中斷的非阻塞發送，即當消息發送完成后，中斷發送進程，通知發送進程此時緩沖區可用。

8.在進程間通信如何保證消息不會丟失？

為了保證消息被對方收到，可采用可靠原語。具體作法是：客戶向服務器方發一請求后，服務器對這一請求，由其內核向客戶內核返回一個確認ACK，當客戶內核收到這一消息后，就喚醒客戶進程。在客戶與服務器之間的請求/應答共需四個消息：①從客戶向服務器的請求②從服務器內核向客戶內核返回一個確認③從服務器到客戶的應答④從客戶的內核向服務器內核返回一個確認。

9.遠程過程調用：在網絡或分布式系統中，設有任意兩個節點A、B，節點A上的進程調用節點B上的一個進程時，節點A上的進程被掛起，在節點B上執行被調用的過程，消息以參數的形式從調用進程傳送到被調用進程，并將被調用過程執行的結果返回給調用進程。這種通信方式稱為遠程過程調用。

其基本原理是什么？

允許某一節點上的程序調用其他節點上的過程或函數。例如節點機A上的進程調用節點機B上的過程，節點機A的調用進程被掛起，在節點機B上執行被調用過程。消息以參數的形式從調用過程傳到被調用過程，被調用過程執行的結果再返回給調用過程。對程序員來說，他看不到消息傳遞過程和I/O處理過程。

10.RPC的透明性指的是什么？

指的是要使得遠程過程調用盡可能像本地調用一樣。調用過程應該不知道被調用過程是在另外一臺計算機上執行，反過來也是如此，被調用過程也不應該知道是由哪個機器上的進程調用的。如何保證這一透明性：遠程過程調用為實現其透明性，在客戶機上設置一個客戶代理，同樣在服務器機上設置一個服務器代理。

11.簡述遠程過程調用的步驟。

①客戶過程以通常方式調用客戶代理。②客戶代理構造一個消息并陷入內核。③本地內核發送消息給遠程內核。④遠程內核把消息送給服務器代理。⑤服務器代理從消息包中取出參數并調用服務器。⑥服務器完成相應的服務，將結果送給服務代理。⑦服務代理將結果打包形成一個消息并陷入內核。⑧遠程內核發送消息給客戶機內核。⑨客戶機內核把消息傳送給客戶代理。⑩客戶代理取出結果，返回給客戶的調用程序。并以實例說明。

12.試說明遠程過程調用的優缺點。

優點：格式化好、使用方便、透明性好；

缺點：缺乏靈活性。

在具體實現上尚有哪些難點需要解決？

①遠程過程調用的參數在系統內不同機型之間的通用能力有所不足。②缺乏在一次調用過程中多次接收返回結果的能力。③遠程過程調用缺乏傳送大量數據的能力。

13.什么叫組通信？

在網絡系統中，一個相互作用的進程集合稱為組。一個發送者在一次操作中將一個消息發送給多個接收者的通信，稱為組通信。

它應用于何種場合？在網絡系統中可以采用組通信方式。

組通信的主要特征是？當一個消息發送給這個組時，該組的所有成員都可以接收，組通信具有“一對多”的形式，即一個發送者，多個接收者。

組通信的實現？組通信的實現在很大程度上依賴于硬件。在一些網絡系統中，可以為組指定一個特殊的網絡地址。可采用多播式、廣播式、單播式。