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1、第一章要点本章考题类型（选择题3道，填空题1道，简答题1道）1、计算机系统的定义（填空题）计算机系统是一种可以按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。计算机系统包括硬件系统和软件系统两个部分。硬件系统是计算机系统赖以工作的实体。软件系统是能够使计算机系统按用户的要求协调工作的操作命令的集合。计算机系统的资源包括两大类：硬件资源和软件资源。2、操作系统的定义（选择题）在计算机系统中，集成了资源管理功能和控制程序执行功能的一种复杂软件，称之为操作系统。操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：1） 它们能有效地组织和管理计算机系统的硬件和软件资源。
2、2） 合理地组织计算机的工作流程。3） 控制程序执行。4） 向用户提供各种服务功能。5） 使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机。6） 使整个计算机系统高效地运行。3、操作系统在计算机系统的作用和任务（选择题） 作用：1）操作系统是系统软件，它是连接硬件和软件的资源。 2、操作系统是人机交互的接口。 3）操作系统还是扩展机和虚拟机。 操作系统的任务：1、组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源；2、向用户提供各种服务功能。4、操作系统的特征（选择题/简答题）1） 并发性定义：指在计算机系统中同时存在若干个运行着的程序。宏观并行，微观串行。并行性与并发性的区别并行性是指两个或者多个事件在同一时刻
3、发生，这是一个微观意义的概念，即在物理上这些事件是同时发生的。并发性是指两个或者多个事件在同一时间间隔内发生，它是一个较为宏观的概念。2） 共享性定义：指操作系统程序和用户程序共用系统中的各种资源。共享资源主要是指计算机系统中的如下几项重要资源：处理机：是所有程序都必须使用的重要的资源，操作系统必须采用恰当的调度策略，为多个并发程序分配处理机资源。主存储器：内存。任何一个程序必须首先调入内存才能执行。管理内存的公共使用是操作系统的重要功能之一。辅助存储器：外存。主要用来保存各种程序和数据。外存储器有各种类型，如磁盘、磁带、光盘、闪存等。这些外存储器都是被所有的程序和数据共享的，操作系统同样必须
4、对外存储器的共享进行管理，并且保证在外存储器中所有程序和数据的完整性和正确性。输入/输出设备在计算机系统中，对资源的共享一般有两种形式：互斥共享和同时共享。a 互斥共享（简答题）临界资源：系统中的有些资源比如打印机、磁带机、扫描仪等，虽然可以供多个用户程序同时使用，但是在一段特定的时间内只能同某一个用户程序使用。当这个资源正在被使用的时候，其他请求该资源的程序必须等待，并且在这个资源被使用完了以后才由操作系统根据一定的策略再选择一个用户程序占有该资源。许多操作系统维护的重要系统数据都是临界资源，它们都被要求互斥共享。b 同时共享系统中还有一类资源，它们在同一段时间内可以被多个程序同时访问。这种
5、同时访问是宏观上的同时，微观上这些程序访问这个资源有可能还是交替进行的，而且它们交替访问这个资源的顺序对访问结果没有什么影响。3） 随机性操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的。这种随机环境的含义是操作系统不能对所运行的程序的行为以及硬件设备的情况做出任何事先的假定。随机必的含义：操作系统处于什么样的状态之中是无法确切知道的。随机性并不意味着操作系统不能很好地控制资源的使用和程序的运行，随机性突出强调了在进行操作系统的设计与实现时要充分考虑各种各样的可能性。操作系统本身应该稳、可靠、安全、高效，实现程序并发和资源共享的目的。5、操作系统的分类（1）批处理操作系统（简答题/选择题）工作方式：用
6、户将需要计算的一组任务（作业）请求交给系统操作员，系统操作员收到作业后，并不立即将其输入计算机，而是在收到一定数量的用户作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。这批作业在系统中形成一个连续的，自动转接的作业流。系统操作员然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将执行完毕的作业结果交给用户。批处理操作系统又分为单道处理系统和多道处理系统。单道处理系统每次只将一个作业调入内存运行，不管中间发生什么事，该作业一直占用处理机，直到运行结束或出错退出。多道系统是指系统将多个作业调入内存，允许多个程序同时存在于主存之中由处理机以切换方式为其服务，使得多个程序可以同时执行。优点：
7、成批处理，作业的运行通过作业控制说明书传递给监督程序，其追求的目标是系统资源利用率高，作业吞吐量高；缺点：是用户不能直接与计算机交互。（2）分时操作系统（填空题/选择题）（分时操作系统是为了弥补批处理方式不能提供交互式快速服务的缺点而发展起来的，一台计算机主机连接若干个终端，用户通过终端交互式地向系统提出命令请求，系统采用时间片轮转的方式处理服务请求。）所谓的分时系统是指多个用户通过终端设备与计算机交互来运行各自的作业，并且共享一个计算机系统而互不干扰，每个终端可由一个用户使用，每个用户就好像自己拥有一台计算机。用户通过终端交互式地向系统提出命令请求，系统接受用户的命令之后，采用时间片轮转的方
8、式处理用户请求，并通过交互方式在终端上各用户显示结果，用户根据结果发出下一道交互命令。分时操作系统具有多路性、交互性、独占性和及时性的特点。（3）实时操作系统（选择题/简答题）实时操作系统使计算机能在规定的时间内及时响应外部事件的请求，现时完成对该事件的处理，并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作。其主要目标是：在严格时间范围内对外部请求做出反应。实时操作系统具备高度可靠性。实时操作系统主要有两类，分别是硬实时系统和软实时系统。实时系统的特征包括：及时性能及时地响应外部请求、实时性调试算法简单、实用，数据结构直接、明了，切换速度快。高可靠性保证重要任务的实施。高过载防护性（4）嵌入式操
9、作系统：是一种用途广泛的系统软件，广泛应用在当代的电子、电器和智能机械设备上。（5）网络操作系统（填空题）定义：是基于计算机网络的，网络有集中式模式和分布式模式。它是在在各种计算机操作系统之上按网络体系结构协议标准设计开发的软件，它包括内乡管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。网络操作系统的目标是相互通信及资源共享。（6）分布式操作系统（选择题/简答题/填空题）分布式操作系统是网络操作系统的更高级形式，除了具有网络操作系统的功能之外，分布式操作系统中所有主机使用同一个操作系统，资源具有深度共享性、透明性和自治性。将大量的计算机通过网络连接在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这样
10、的系统被称为分布式系统。为分布式系统配置的操作系统称为分布式操作系统。在分布式模式中，每台计算机都有运算处理能力，多台计算机通过网络交换数据并共享资源和服务。在分布式模式中，网络环境中的计算机不仅有共享数据、资源和服务，还能够共享运算处理能力。6、操作系统的基本功能：进程（线程）管理、处理机调度、存储管理、文件管理、输入/ 输出管理。1) 进程（线程）管理进程是为了描述多道程序的并发性执行而引入的概念。通过对进程的管理协调多道程序之间的关系，解决有关处理机分配调度策略、分配的实施和回收等问题，以使CPU资源得到最充分的利用。进程管理主要包括进程控制、进程同步和进程间通信等几方面的内容，其中进程
11、控制主要处理进程的创建、状态转换、进程撤销以及相关的进程资源的分配与回收等事务；进程同步主要处理进程之间的关系，包括进程的同步和互斥。互斥指多个进程对临界资源访问时采用互斥的形式；同步则是在相互协作共同完成任务的进程之间，用同步机制协调它们之间的执行顺序。进程间通信主要处理相互协作进程之间信息的交换的问题。2) 处理机调度又称为进程调度。进程（线程）调度的任务就是从进程（线程)就绪队列中按照一定的算法挑选出一个进程（线程），把处理机资源分配给它，并准备好特定的执行上下文让它执行起来。在计算机中，一般通过调度算法和处理机分派来保证计算机系统处理机高度的功能实现。3) 存储管理存储管理的任务是管理
12、计算机内存的资源。当多个程序共享有限的内存资源时，要考虑如何为多个程序分配有限的内存空间；存放在内存中的多个程序和数据应该彼此隔离、互不侵扰；解决内存扩充的问题，即在内存和外在结合起来管理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器。内存的分配与回收存储保护内存扩充:内存扩充功能就是借助于虚拟存储技术在逻辑上增加进程运行空间的大小 ，其实际的物理内存要大得多。4) 文件管理文件存储空间的管理目录管理文件系统的安全性5) 输入/ 输出管理设备管理要求达到的目标是：提高效率，匹配处理机和多种不同处理速度的外设。方便使用，对不同类型的设备统一使用方法，协调对设备的并发使用。方便控制，易于增加和删
13、除设备，适应新的设备类型。7、（选择题/简答题/填空题）网络操作系统除具备操作系统的所有功能外，还具有强大的网络通信能力和广泛的网络资源共享能力。1） 网络操作系统的结构：整体式结构、层次式结构和微内核（客户机/服务器）结构。整体式结构：是早期操作系统中所采用的方法，即首先确定操作系统的总体功能，然后将总功能分解为若干子功能，实现每个子功能的程序称为模块。再按照功能将上述每个大模块分解为若干个较小的模块，如此下去，直到每个模块仅包含单一功能或紧密联系的几个小功能为止，即分解为最基本的模块为止。优点：结构紧密，用户使用的界面简单直接，系统效率较高。缺点：模块间转接随便，各模块互相牵连，独立性差，
14、系统结构不清晰。 数据基本上作为全程量处理，系统内所有模块的任一程序均可对其存取和修改，从而造成了各模块间有着更为隐蔽的关系。 由于模块组合结构常以大型表格为中心，为保证数据完整性，往往采用关闭全局中断办法，从而限制了系统的并发性。2） 层次式结构（选择题/简答题）把操作系统的所有功能模块，按功能流图的调用次序，分别将这些模块排列成若干层，各层之间的模块只能是单向依赖或单向调用关系。这样不但操作系统的结构清晰，而且调用关系明确。层次结构法的优点：它即具有模块接口法的优点，把复杂的整体问题分解成若干个比较简单的相对独立的成人，即把整个问题局部化，将一个复杂的操作系统分解成许多功能单一的模块； 同
15、时它又具有模块接口法不具有的优点，即各模块之间的组织结构和依赖关系清晰明了。这不但增加了系统的可读性和可适应性，而且还使操作系统的每一步都建立在可靠的基础上。而且还具有易于调试、易于修改、易于扩充、易于维护、易于保证正确性等优点。分层原则：为了增加操作系统的可适应性，并且便于将操作系统移植到其他机器上，必须把与机器特点紧密相关的软件，如中断处理、输入输出管理等放在紧靠硬件的最低层。通常把多种操作方式共同要使用的基本部分放在内层，而随操作方式改变的部分放在外层。操作方式改变时公需改变外层，内层部分可保持不变。当前操作系统的设计都是基于进程的概念，进程地操作系统的基本成分。3） 微内核（客户/服务
16、器）结构Windows 2003特点：微内核提供一组“最基本”的服务（如进程（线程）管理、处理机调度、存储管理、输入/ 输出管理）和其他服务（如文件管理、网络支持），通过接口连到微内核。 微内核具有很好的扩展性，并可简化应用程序开发。 用户只运行他们需要的服务，有利于减少磁盘空间和存储器的需求。 微内核和硬件部件有接口，并向可安装模块提供一个接口。8、网络操作系统的特点（选择题）网络操作系统的结构大多数采用客户机/ 服务器模式，其特点是微内核，以通信方式请求服务并返回结果，其优点是可靠、灵活，适宜网络使用。特点：运行核心态的内核：内核提供所有操作系统基本都具有的那些操作，如线程调度、虚拟存储、
17、消息传递、设备驱动以及内核的原语操作集和中断处理等。运行在用户态的并以客户机/ 服务器方式运行的进程层：除内核部分外，操作系统所有的其他部分被分成若干个相对独立的进程，每一个进程实现一组服务，称为服务进程。客户机/ 服务器模式的优点： 可靠 灵活 适宜于分布式处理的环境缺点：效率低第二章 网络操作系统基本功能（本章题型：选择题5道，填空题3道，简答题1道，应用题2道，总计分数为38分。应用题的考题在第二章的练习中，请注意复习。）一、网络操作系统的用户接口（填空题）用户接口可分为两个部分：命令接口和系统调用。1.命令接口：联机用户接口、脱机用户接口（1）联机用户接用户通过终端设备输入操作命令，向
18、系统提出各种要求。这种输入方式又可以分为命令行输入和图形用户接口（GUI）。（2）脱机用户接口：批处理文件属于这类接口。二、系统调用*（选择题）所谓系统调用，就是用户在程序中调用操作系统所提供的相关功能。系统调用的主要目的是使用户在编写程序时可以使用操作系统提供的功能，而不必了解系统的内部结构和有关硬件细节。引入系统调用机制可以达到如下目的：1）减轻用户负担 2）保护系统 3）提高系统资源利用率一个操作系统的功能分为两大部分：一部分是系统自身所需要的；另一部分功能是作为服务提供给用户的。系统调用可分为以下几类：（简答题/选择题）（1）进程控制类系统调用这类系统调用主要用于对进程的控制，如创建和
19、终止进程的系统调用、获得和设置进程属性的系统调用等。（2）文件操作类系统调用对文件进行操纵的系统调用有创建文件、打开文件、关闭文件、读文件、写文件、创建一个目录、移动文件的读/写指针、改变文件的属性等。（3）进程通信类系统调用此类系统调用被用于进程之间传递消息和信号（4）设备管理类系统调用此类系统调用被用于请求和释放有关设备、启动设备操作等。（5）信息维护类系统调用用户可以利用此类系统调用来获得当前时间和日期、设置文件访问和修改时间、了解系统当前用户数、操作系统版本号、空闲内存和磁盘空间的大小等。三、进程（线程）管理进程是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配
20、的一个独立单位。从操作系统的角度来看，可将进程分为系统进程（优先级高）和用户进程两类。1.进程与程序的联系与区别（简答题）*（1）进程和程序的联系程序是构成进程的组成部分之一，一个进程的运行目标是执行它所对应的程序，如果没有程序，进程就失去了存在的意义。从静态的角度看，进程是由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成的。（2）进程和程序的区别程序是静态的，而进程是动态的。进程是程序的一个执行过程。程序的存在是永久的。而进程是为了程序的一次执行而暂时存在的。进程有生命周期，有诞生，亦有消亡。一个进程可以包括若干程序的执行，而一个程序亦可以产生多个进程。进程具有创建其他进程的功能。被创建的进程称
21、为子进程，而创建者称为父进程，从而构成了进程家族。2.可再入进程一个能够被多个用户同时调用的进程称为“可再入”的进程。a.纯代码的程序，程序在执行过程中不会修改自身代码。b.可再入程序的操作对象，即数据，是和程序分离的。如：现代操作系统及编译程序3进程的特征进程具有两个基本属性。首先，进程是一个可拥有资源的独立单位；其次，进程又是一个可以独立调度和分派的基本单位。进程具有以下特征：（简答题：了解）并发性：并发性是指多个进程实体同时存在于内存之中，能在一段时间内并发运行。动态性：（1）进程有生命周期（2）在生命周期内，进程的状态也是不断变化的。独立性：一个进程是一个相对完整的资源分配单位交互性：
22、进程间会发生直接或间接的作用异步性：每个进程以各自独立的、不可预知的速度向前推进。结构性：一个进程有三部分组成。四、进程的状态与转换(选择题/填空题)*一个进程可以处于以下三种基本的状态之中：运行、就绪、等待。五、进程的组织与控制（填空题/选择题）1.进程控制块的内容进程控制块的内容可以分成调度信息和现场信息两大部分。进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。4.进程队列的组成进程队列可以用进程控制块的链接来形成。常用的链接方式有两种：单向链接和双向链接。在单向链接中，同一队列中的进程通过进程控制块中的队列指针联系起来，前一进程的进程控制块中的指针值是它下一个进程的进程控制块的地址，队列中最后一
23、个进程的进程控制块中的指针值置为“0”。在双向链接中，设置两个指针，称为前向指针和后向指针，分别指出它的前一个和后一个进程的进程控制块地址。一个刚刚被创建的进程，它的初始状态是就绪态。一个进程从所在的队列中退出称为出队，一个进程排入到指定的队列中称为入队，系统中负责进程入队和出队的工作称为队列管理。六、进程控制(简答题)进程有一个从创建到消亡的生命周期，这就需要对进程在整个生命周期中各种状态之间的转换进行有效的控制，称为进程控制。进程控制是通过进程控制原语来实现的。所谓的原语，就是由若干条指令所组成的一个指令序列，用来实现某个特定的操作功能。用于进程控制的原语一般有：创建进程、撤销进程、挂起进
24、程、激活进程、阻塞进程、唤醒进程以及改变进程的优先级等。（简答题：每种原语的操作过程）（1） 创建原语：创建进程的具体操作过程：先申请一个空闲的PCB区域，然后将有关信息填入PCB，置该进程为就绪状态，最后把它插入到就绪队列中。（2） 撤销原语：过程：找到PCB，删除、撤销子孙进程，释放所占用的资源，消去PCB。（3） 阻塞原语：过程：由于进程处于运行状态，首先中断CPU的执行，把CPU的状态保存在PCB现场信息中，然后把进程的当前状态置为等待状态，并把它插入到该事件的等待队列中。（4） 唤醒原语：过程：在等待队列中找到该进程，将进程的当前状态置为就绪状态，然后将它从等待队列中撤出并插入到就绪
25、队列中排队，等待调度。七、进程同步（简答题/填空题）1. 进程同步指进程之间的一种直接的协同工作的关系，一些进程相互合作，共同完成一项任务。2. 进程的互斥是进程间的一种间接制约关系。间接制约关系：是由资源共享造成的制约关系。进程互斥，指的是对某个系统资源，一个进程正在使用它，另外一个想用它的进程就必须等待，而不能同时使用 。3临界区：这种限定进程只能互斥地访问它的资源叫临界资源或共享变量（指一次仅允许一个进程使用的资源 ）。系统对相关临界区使用的调度原则可归纳为：（选择题）1.有空即进：当临界区为空时，若有一个进程要求进入临界区，应立即允许它进入。 2.无空等待：若有一个进程在临界区，其它要
26、求进入的进程必须等待。3.多中择一：若没有进程在临界区，有多个进程同时申请进入，只能让一个进入。 4.有限等待：任一进程进入临界区的要求应在有限的时间内满足5.让权等待：处于等待进入临界区的进程应放弃占用CPU要有效利用临界资源；调度原则2）反映了互斥的基本含义，即临界区资源的使用具有排他性；调度原则3）是调度原则1）和2）的一个特殊情况；调度原则4）和5）是为了避免进程间发生忙等或死锁。八、P、V操作(计算题/填空题/选择题) 信号量是用于表示共享资源的使用情况。P对s执行加法操作，意味着分配到一个资源，V对s执行减法操作，表示释放一个资源。s0 表示可用资源的个数S=0 表示无资源、无等待
27、的进程S等待 2）运行就绪 3）等待就绪4）某个进程完成工作后被撤销 原因：1）、4）当前进程不再使用处理机，进程调度会从就绪队列中另选一个进程占用处理机，产生进程切换2）、3）进程调度的结果有两种可能：一种是仍选中原来运行的进程继续进行，另一种是换成另一个进程去运行。5.中断的类型（选择题）自愿性中断：目的是要求操作系统提供系统服务强迫性中断：程序中断、时钟中断、I/O中断和机器故障中断十二、调度的基本准则（简答题/选择题）*系统设计的目标（指标）：1）处理机利用率：应尽可能地使处理机处于忙碌状态，提高它的使用效率2）吞吐量：在单位时间内让更多的进程能完成工作，提高单位时间的处理能力。3）等
28、待时间：指一段时间内进程在就绪队列中等待的总时间，应尽量减少在就绪队列中的等待时间。4）响应时间：在交互式系统中对用户的请求应尽快地给出应答。十三、调度方法 进程调度算法的任务是：给出一种对各个就绪进程进行处理机分配的解决方案，以达到某种预订的进程调度目标。十四、调度算法(简答题：进程调度算法的种类有哪些？) 1. 先进先出算法（FIFO）1）算法思想按照进程进入就绪队列的先后顺序来调度进程。获得处理机的进程，未遇到其他情况时，一直运行下去。系统只需具备一个先进先出的队列。2）优点：实现简单。3）缺点：对那些执行时间较短的进程来说，将等待较长的时间，从而降低CPU的利用率。2.时间片轮转算法（
29、RR）基本思想：按照时间片的方式轮流执行每一进程。影响时间片值设置的主要因素：（简答题/选择题） 假设时间片的长度值为Q1）系统响应时间：T 2）就绪进程的数目：N3）计算机的处理能力：计算机的处理能力直接决定了每到程序的处理时间。Q=T/N 优点：实现较简单，只要是处于就绪队列中的进程，迟早总可以分得处理机投入运行。缺点：需要较长运行时间的进程要多次运行和放入就绪队列3.基于优先级的调度算法（HPF）优先数：通常采用一个数字来代表进程优先级的高低（根据系统设定）进程优先级的设置：1）静态优先级：在进程创建时根据进程初始特性或用户要求而确定，进程被创建时系统为其确定一个优先数，进程的优先数固定
30、，即不随进程的执行而改变。2）动态优先级：在进程创建时先确定一个初始优先数，以后这个初始的优先数在进程运行中，随着进程特性的改变不断修改优先数4.多级队列反馈法（了解）基本思想有如下几个基本要点：1）就绪队列的设置：系统按优先级别设置若干个就绪队列，不同优先级别的队列有不同的时间片，对级别较高的队列分配较小的时间片2）在同一队列之内的调度原则：除了第n级队列是按RR法调度之外，其他各级队列均按FIFO调度。3）在不同队列之间的调度原则：高低4）进程优先级的调整原则：当正在执行的进程用完时间片之后，便被换出并进入次一级的就绪队列。当等待进程被唤醒时，它进入与其优先级同的就绪队列，若该进程优先级高
31、于正在执行的进程，便抢占CPU。十五、存储管理1.存储管理概述 对于内存速度和容量的要求是：（简答题）1）内存的直接存取速度尽量快到与CPU取指速度相匹配2）其容量大到能装下当前运行的程序与数据，否则CPU执行速度就会受到内存速度和容量的影响而得不到充分发挥存储体系：各种速度和容量的存储器硬件在操作系统协调之下形成了一种存储器层次结构，或称存储体系。2.存储管理的任务（1） 存储器组成：内存和外存（2） 内存空间：就是由存储单元组成的一维连续的地址空间，用来存放当前正在运行的程序的代码及数据，是程序中指令本身地址所指的、亦即程序计数器所指的存储器。（3） 内存管理问题主要包括：内存管理方法、内
32、存的分配和释放算法、虚拟存储器的管理、控制内存和外存之间的数据流动方向法、地址变换技术和内存数据保护与共享技术等。 十六、存储管理的主要任务：（简答题，4个方面）1.内存的分配和回收具备功能： 1）记住每个存储区域的状态2）实施分配3）回收（2）为实施上述功能，必须引入分配表格，统称为内存分配表，其组织方式包括：1）位示图：用一位表示一个空闲页面（0表示空闲，1表示占用）2）空闲页框表：包括首页面号和空闲页框个数，连续若干的页框作为一组登记在表中。3）空闲块表：包括空闲块首址和空闲块长度，没有记录的区域即为进程所占用。页框：内存均匀分为大小一致的内存块页框号：将内存块即页框按一维线性编号内存块
33、：一般是指一块连续的内存空间内存分配有两种方式：静态分配：分配工作是在程序运行前一次性完成。动态分配：分配工作可以在程序运行前及运行过程中逐步完成。2.存储共享定义：两个或多个进程共用内存中的相同区域，这样不仅能使多道程序动态地共享内存，提高内存利用率，而且还能共享内存中某个区域的信息 。共享的内容包括：1）代码共享：（代码为纯代码：指不能修改的只读的代码）2）数据共享 3）存储共享的目的：（简答题/选择题）a通过代码共享节省内存空间b提高内存利用率c通过数据共享实现进程通信3.存储保护1）目的：在于为多个程序共享内存提供保障，使在内存中的各道程序只能访问它自己的区域，避免各道程序间相互干扰。
34、存储保护的内容包括：保护系统程序区不被用户有意或无意地侵犯；不允许用户程序读写不属于自己地址空间的数据：地址越界保护、权限保护4.“扩充”内存容量十七、地址转换（填空题）1.地址重定位（地址转换、地址映射）：逻辑地址转换成物理地址的工作。2.重定位的方式：1)静态重定位：在装入一个程序时，把程序中的指令地址和数据地址全部转换成物理地址。执行过程中就无需再进行地址转换工作。2）动态重定位：在装入程序时，不进行地址转换，而直接把程序装入到分配的主存区域中。在程序执行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成物理地址。动态重定位由软件和硬件搭配实现，硬件要有一个地址转换
35、机构。程序执行时，处理机每执行一条指令都会把指令中的逻辑地址与基址寄存器中的值相加得到物理地址，然后按物理地址访问内存。十八、虚拟存储管理（简答题）1.虚拟存储管理技术的基本思想：利用大容量的外存来扩充内存，产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间，简称虚存，以便能够有效地支持多道程序系统的实现和大型程序运行的需要，从而增强系统的处理能力。2.虚拟存储管理是由操作系统在硬件支持下对两级存储器（内存和外存）统一实施管理，到达“扩充”内存的目的，呈现给用户的是一个远远大于内存容量的编程空间，即“虚存”。3.实现虚拟存储器需要以下的硬件支持：a系统有容量足够大的外存b系统有一定容量的
36、内存c硬件提供实现虚/实地址映射的机制4.虚拟存储器的工作原理：（简答题）1）当进程开始运行时，先将一部分进程装入内存，另一部分暂时留在外存2）当要执行的指令不在内存时，由系统自动将它们从外存调入内存3）当没有足够的内存空间时，系统自动选择部分内存空间，将其中原有的内容交换到磁盘上，并释放这些内存供其他进程使用。十九、页式存储管理 存储管理部件（MMU）：支持页式存储管理的硬件部件 页式存储器提供编程使用的逻辑地址由两部分组成：页号和页内地址1.分页原理页：将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片。逻辑地址空间是指一个源程序在编译或者连接装配后指令和数据所用的所有相对地址的空间。它是作业
37、进入内存，其程序、数据在内存中定位的参数。 块：相应地，也把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块，称为(物理)块或页框。在为进程分配内存时，以块为单位将进程中的若干个页分别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片，称之为“页内碎片”。页式存储管理分配内存是以物理页框为单位的。(填空题)分页地址中的地址结构如下： 页号P页内地址对某特定机器，其地址结构是一定的。若给定一个逻辑地址空间中的地址为A，页面的大小为L，则页号P和页内地址d可按下式求得二十、请求分页存储管理1.请求分页存储管理方式：在进程开始运行之前，不是装入全部页面，而是装入一个或零
38、个页面，之后根据进程运行的需要，动态装入其他页面。当内存空间已满，而又需要装入新的页面时，则根据某种算法淘汰某个页面，以便装入新的页面。2.缺页中断：若在页表中发现所要访问的页面不在内存，则产生缺页中断。3.缺页处理过程简述：（了解）1）根据当前执行指令中的逻辑地址查页表的驻留位，判断该页是否在内存2）该页标志为0，形成缺页中断。保留现场。中断装置通过交换PSW让操作系统的中断处理程序占用处理机。3）操作系统处理缺页中断，寻找一个空闲的页面4）若有空闲页，则把磁盘上读出的信息装入该页面中5）修改页表及内存分配表，表示该页已在内存。6）如果内存中无空闲页，则按某种算法选择一个已在内存的页面，把它
39、暂时调出内存。若在执行该页面已被修改过，则要把该页信息重新写回到磁盘上，否则不必重新写回磁盘。当一页被暂时调出内存后，让出的内存空间用来存放当前需要使用的页面。页面被调出或装入之后都要对页表及内存分配表作修改。7）恢复现场，重新执行被中断的指令。二十一、页面分配和置换策略（计算题，简答题：页面分配和置换策略有哪些？）1.先进先出页面置换算法（FIFO） 先进先出页面置换算法总是选择最先装入内存的一页调出，或者说是把驻留在内存中时间最长的一页调出。当发生缺页时，淘汰表头的页面并把新调入的页面加到表尾。2.最近最少使用页面置换算法（LRU） 1）在缺页发生时，首先淘汰掉最长时间未被使用过的页面 2
40、）方法：在页表中为每一页增加一个计时3，记录该页面自上次被访问以来所经历的时间，当访问页面时，如果该页未被访问，则计时值继续增加，如果该页被访问，则从0开始重新计时。 3）缺点：实现起来比较麻烦且开销比较大。3.理想页面置换算法（OPT） OPT算法淘汰以后不再需要的、或者在最长时间以后才会用到的页面。二十二、文件管理1.文件的定义（选择题）信息构成了文件内容的基本单位。构成文件的内容的信息项的长度可以是单个字节或多个字节；这些字节可以是字符，也可以组成记录；而各个记录的长度可以相等的，也可以不相等。信息项是构成文件内容的基本单位，这些信息项是一组有序序列，它们之间具有一定的顺序关系。2.文件
41、系统所谓文件系统，是操作系统中统一管理信息资源的一种软件。它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用。从用户的角度来看，文件系统还要负责完成对文件的按名存取和对文件进行存取控制。（填空题）通常文件系统使用磁盘、磁带和光盘等大容量存储器作为存储介质。二十三、文件结构和存取方法*(特别注意每种结构的优缺点)1.设计文件的逻辑结构时应遵循的一些设计原则：（选择题）（） 易于操作（） 查找快捷（） 修改方便（） 空间紧湊可以把文件划分成三类逻辑结构：无结构式的字符流式文件、定长记录文件和不定长记录文件构成的记录树。定长记录文件和不定长记录文件可以统称为记录式文件。（）
42、 流式文件（选择题）流式文件是有序字符的集合。在流式文件中，构成文件的基本单位是字符。源程序、目标代码等文件属于流式文件。UNIX类系统采用的是流式文件结构。（填空题）（） 记录式文件记录式文件可以分为定长记录文件和不定长记录文件两种。在定长记录文件中，各个记录长度相等。在检索时，可以根据记录号i及记录长度L就可以确定记录的逻辑地址。在不定长记录文件中，各个记录的长度不等，在查找时，必须从第一个记录起一个记录一个记录查找，直到找到所需的记录。2.文件的物理结构（简答题/选择题/填空题）为便于文件的存放，通常将文件划分为若干个大小相同的数据块，称为文件的逻辑块，将其按一维线性编号，称为逻辑块号；
43、物理结构中也划分为与数据块相同大小的存储块，正好能将一个逻辑块存放进其中，存储块也按物理设备的结构一维线性编号，称为物理块号。（） 顺序结构顺序结构又称连续结构，它把逻辑上连续的文件信息依次存放在连续编号的物理块中。在顺序结构中，一个文件的目录项中要指出该文件占据总块数和起始块号即可。顺序结构的优点是一旦知道了文件在文件存储设备上起始块号和文件长度，就能很快地进行存取。对于顺序存取，顺序结构的存取速度更快。顺序结构的缺点在于文件不能动态增长，申请新的空闲空间时，相对来说查找速度较慢，也不利于文件的插入和删除，随着文件不停地被分配和删除，最终导致出现存储碎片。（） 链接结构文件的链接结构的实质就是为每个文件构造所使用磁盘块的链表。使用这种链接结构的文件将逻辑上连续的分为文件分散存放在若干个不连续的物理块中。链接结构的优点是：（）存储碎片问题迎刃而解（）有利于文件动态扩充（）有利于文件的插入和删除（）提高了磁盘空间利用率链接结构的文件动态扩充时也很简单。链接结构的主要缺点是：存