1、第一章引言1计算机系统由哪些部分组成？计算机系统是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。计算机系统由硬件（子）系统和软件（子）系统组成。硬件系统是计算机系统赖以工作的实体；软件系统保证计算机系统按用户指定的要求协调地工作。硬件系统主要由中央处理器（CPU） 、主存储器、辅助存储器（磁带、磁盘等）以及各种输入输出设备（键盘、显示器、打印机等）组成；软件系统由各种程序和数据组成。2名词解释：操作系统。操作系统，是计算机系统的一种系统软件，由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系统既是一种资源管理程序，又是一种其他程序执行的控制程序，其目的是提供一个供其他程序
2、执行的良好环境。3操作系统管理计算机系统的哪些资源？操作系统管理的计算机系统资源包括两大类：硬件资源和软件资源。计算机系统的硬件资源主要包括中央处理器（CPU） 、主存储器、辅助存储器（磁带、磁盘等）以及各种输入输出设备（键盘、显示器、打印机等） ；软件资源包括各种程序和数据。4操作系统怎样为用户提供良好的运行环境？操作系统是一种系统程序，其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境。首先操作系统要使得计算机系统使用方便：操作系统为用户提供方便的使用接口，用户按需要输入命令或从提供的“菜单”中选择命令，操作系统按命令去控制程序的执行；用户也可以请求操作系统的功能模块为其服务，而不必了解硬件的特性。
3、其次操作系统要使得计算机系统能高效地工作：操作系统扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥的更好；操作系统使用户合理共享资源，防止各用户间的相互干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息的安全和快速存取。5操作系统怎样提高系统的效率？操作系统是一种系统程序，其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境。配置操作系统可以使得计算机系统能高效地工作：操作系统扩充硬件的功能，使硬件的功能发挥的更好；操作系统使用户合理共享资源，防止各用户间的相互干扰；操作系统以文件形式管理软件资源，保证信息的安全和快速存取。6操作系统是怎样形成的？早期的计算机体积庞大、速度低、设备少、编制的程序也比较简单，计算机上不配置操作
4、系统，程序员直接使用机器指令设计程序，程序的装入、调试以及运行都是通过控制台上的开关来实现。用户独占整机，人机矛盾突出。随着计算机的发展，硬件增加了读卡机、行式打印机和磁带机，产生了原始汇编系统，程序按汇编格式书写比用机器指令容易，程序的装入、执行可以借助特制的卡片通过读卡机装入计算机。这种工作方式比早期的工作方式前进了一步。20 世纪 50 年代末 60 年代初，计算机发展进入第二代，速度有了很大提高，存储容量大幅度增长，先后出现了FORTRAN、ALGOL、COLBOL 设计语言及相应编译程序，编写程序更加容易，于是计算机系统上配置了管理程序，使得计算机操作方便灵活、安全可靠，这种管理程序
5、可以看作是初级的操作系统。计算机进入第三代后，硬件有了很大发展，计算机应用也日益广泛，管理程序进一步发展形成 SPOOL，进而出现批处理操作系统。7批处理操作系统是怎样实现计算机操作自动化的？用户把准备好的一批作业信息，包括程序、数据、作业控制说明书通过相应的输入设备传送到大容量的磁盘上等待处理。操作系统中的作业调度程序按照某种原则从磁盘上选择若干作业装入主存储器，主存储器中的这些作业可以占用中央处理机运行。当某个作业执行结束时，启动打印机，输出计算结果。然后又可从磁盘上选择作业装入主存储器，让其运行。这样，在作业控制说明书的控制下，无需人为干预，批处理操作系统实现了计算机操作的自动化。8分时
6、系统的主要特点是什么？分时操作系统支持多道程序同时执行，实现了人机交互对话，主要具有以下特点：同时性，允许多个终端用户同时使用一个计算机系统。独立性，用户在各自的终端上请求系统服务，彼此独立，互不干扰。及时性，分时系统对用户的请求能在较短的时间内给出应答，使用户觉得系统即时响应了他的请求而感到满意。交互性，采用人机对话的方式工作，用户在终端上可以直接输入、调试和运行自己的程序，能及时修改程序中的错误且直接获得结果。9什么是“前台”作业、 “后台”作业？为什么对“前台”作业要及时响应？批处理操作系统实现自动控制无需人为干预，分时操作系统实现了人机交互对话，这两种操作系统具有各自的优点。为了充分发
7、挥批处理系统和分时系统的优点，在一个计算机系统上配置的操作系统往往既具有批处理能力，又提供分时交互的能力。这样，用户可以先在分时系统的控制下，以交互式输入、调试和修改自己的程序；然后，可以把调试好的程序转交给批处理系统自动控制其执行而产生结果。这些由分时系统控制的作业称为“前台”作业，而那些由批处理系统控制的作业称为“后台”作业。在这样的系统中，对前台作业应该及时响应，使用户满意；对后台作业可以按一定的原则进行组合，以提高系统的效率。10、实时操作系统的主要特征是什么？实时操作系统是较少有人为干预的监督和控制系统。实时操作系统具有以下特征：及时响应、快速处理，实时系统的时间要求是强制性严格规定
8、的，仅当在限定的时间内返回一个正确结果时，才能认为系统的功能是正确的；高可靠性和安全性，不强求系统资源的利用率。11、网络操作系统和分布式操作系统都是配置在计算机网络上的操作系统，它们之间有什么本质上的不同？个人计算机系统的资源和功能相对有限，为了满足较大规模的应用，可以把若干个人计算机系统组成计算机网络。根据计算机网络的结构，通信方式和资源管理方法，可以配置网络操作系统或分布式操作系统。网络中的各台计算机没有主次之分；网络中任意两台计算机可以通过通信交换信息；网络中的资源供各用户共享。分布式计算机系统工程是由多台计算机组成的一种特殊的计算机网络，分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完
9、成一个共同任务，使一个程序分布在几台计算机上并行执行，相互协作得到结果。12、从资源管理的角度来看，操作系统的基本功能可以分为哪些部分？从资源管理的角度来看，操作系统的基本功能可以分为五在部分：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。第二章节计算机系统结构1计算机系统中既有操作系统程序，又有用户程序，在什么情况下操作系统程序才能占用中央处理器？一个计算机系统，尤其是采用多道程序设计技术的计算机系统，不仅有操作系统和其他的系统软件，而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理器执行时才能履行自己的职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。计算机系统的引导程序进行系统初始化
10、后，把操作系统的核心程序装入主存储器。如果没有用户请求操作系统服务，操作系统就处于等待状态。当某个事件出现，操作系统的服务程序就要处理它（让用户程序执行） ，处理结束后，又等待下一个事件的发生。中断是计算机系统结构的一个重要部分，中央处理器每执行完一条指令后，均由中断装置判别是否事件发生。若无事件发生，中央处理器继续执行指令；若有事件发生，中断装置中断原来占用中央处理器的程序执行，而让操作系统的处理事件服务程序占用中央处理器，对出现的事件进行处理，待操作系统对事件处理完成后，再让原来的程序继续占用中央处理器执行。2阐述硬件的中断装置的作用。中断是计算机系统结构的一个重要部分，每个计算机系统都有
11、自己的中断机制，中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。中央处理器每执行完一条指令后，均由中断装置判别是否有事件发生。若无事件发生，中央处理器继续执行指令；若有事件发生，中断装置中断原来占用中央处理器的程序执行，而让操作系统的处理事件服务程序占用中央处理器对出现的事件进行处理，待操作系统对事件处理完成后，再让原来的程序继续占用中央处理器执行。中断装置在发现中断事件后，首先把被中断程序的断点等保存起来，然后让操作系统的处理程序占用处理器。利用硬件的中断装置使得操作系统可以控制各个程序的执行，为用户提供各种服务。3操作系统怎样让多个用户程序同时执行？一个计算机系统，尤其是采用多道程
12、序设计技术的计算机系统，不仅有操作系统和其他的系统软件，而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理器执行时才能履行自己的职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。中断装置在判别到有某个事件发生时，就会触发一个中断让操作系统去占用处理器。操作系统对事件处理结束后，又主动让出处理器，并根据对事件处理情况从那些具备占用处理器条件的程序中选择一个，让它占用处理器，直到系统再一次发生事件而被中断。操作系统总是按照预定的策略去选择可占用处理器的程序，系统中若干程序可以交替地占用处理器，形成多个程序同时执行的状态。利用硬件的中断装置使得操作系统可以控制各个程序的执行，为用户提供各种服务。4为什
13、么要把“启动 I/O”等指令定义为特权指令？一个程序可以在其他程序等待外围设备传送信息时占用处理器执行，在执行中如果它也使用启动者指令去启动一台正在工作的外围设备，那么就会造成冲突。为了保护输入输出的完整性，硬件把“启动 I/O”等一类可能影响系统安全的指令定义为特权指令。特权指令只允许操作系统程序使用，用户程序不能使用特权指令。外围设备的启动工作由操作系统系统统一管理，这样不仅可以安全地使用外围设备，正确地传送信息，而且可以减少用户为启动外围设备而必须了解外围设备特性及组织启动等工作，大大方便了用户。5怎样限制用户程序使用特权指令？为了保证正确的操作，应该限制用户程序使用特权指令，为此，中央
14、处理器设置了两种工作状态：管态和目态。当中央处理器处于管态时可执行包括特权指令在内的一切机器指令；当中央处理器处于目态时不允许执行特权指令。操作系统程序占用中央处理器时，中央处理器工作在管态；而用户程序占用中央处理器时，中央处理器工作在目态。如果中央处理器在目态下取到了特权指令，中央处理器就拒绝执行该指令，并产生“非法操作”事件经中断装置和操作系统通知用户修改。6操作系统与硬件是如何配合来实现存储保护的？主存储器往往同时装入了操作系统程序和若干用户程序，为了保证正确操作，必须对主存储器区域进行存储保护。存储保护随着主存储器管理方式的不同，实现保护的方法也有所不同，一般是操作系统与硬件配合来实现
15、存储保护。在连续分配的存储系统中，硬件设置两个寄存器：基址寄存器、限长寄存器，用来限定用户程序执行时可以访问的主存空间范围。程序执行时，系统对每一个访问主存的地址进行核对：“基址寄存器值访问地址基址寄存器值+限长寄存器值”成立，则允许访问；否则，不允许访问。这样就保护了该区域以外的存储信息不受到破坏，一旦程序执行中出错也不会涉及其他程序。7为什么要研究操作系统的结构？操作系统是一种程序量大且接口复杂的系统软件。设计一个操作系统要投入大量 的人力和花费较长的时间。因而，如何保证操作系统能正确、高效地工作至关重要。由于程序的结构是影响程序质量的内在因素，因此，有必要对操作系统的结构进行研究。8应从
16、哪方面考虑操作系统的结构设计？操作系统是一种程序量大且接口复杂的系统软件。设计一个操作系统要投入大量 的人力和花费较长的时间。因而，如何保证操作系统能正确、高效地工作至关重要。由于程序的结构是影响程序质量的内在因素，因此，有必要对操作系统的结构进行研究。操作系统的结构设计应追求以下目标：正确性：一个结构良好的操作系统不仅能保证正确性而且易于验证其正确性。高效性：核心程序是影响计算机系统效率的关键所在，应遵循少而精的原则，使处理既有效又灵活。可维护性：操作系统要容易维护。可移植性：在结构设计时，尽量减少与硬件直接有关的程序量并将其独立封装。9名词解释：特权指令、移植性特权指令：硬件把“启动 I/
17、O”等一类可能影响系统安全的指令定义为特权指令。特权指令只允许操作系统程序使用，用户程序不能使用特权指令，以使外围设备的启动工作由操作系统统一管理，保证操作的安全性和正确性。移植性：所谓移植性是指能否方便地把操作系统移植到一个新的硬件环境中。10操作系统采用层次结构有什么优点？操作系统结构的设计方法有：无序模块法、内核扩充法、层次结构法和管程设计法等。各种设计方法总的目标都要保证操作系统工作的可靠性。层次结构法的最大特点是把整体总是局部化，采用层次结构不仅结构清晰，而且便于调试，有利于功能的增加，删减和修改。层次结构的主要优点是有利于系统的设计和调试，正确性容易得到保证，也提高了可维护性和可移
18、植性。11用户怎样使用操作系统提供的接口？用户是通过操作系统来使用计算机系统的，操作系统为用户提供两种类型的使用接口：操作员接口：用户可以用作业控制语言写出控制作业执行步骤的“作业控制说明书” ，也可以从键盘上输入操作控制命令或从“命令菜单”中选择命令指出作业的执行步骤。程序员接口：操作系统提供了许多不同功能的子程序系统功能调用，用户可以在程序中调用这些子程序。12操作系统为什么要提供“系统调用”？在用户编写的源程序一级，用户使用程序设计语言描述算题任务的逻辑要求，有一些要求的实现只有通过操作系统的功能程序才能完成。操作系统编制了许多不同功能的子程序，用户程序在执行中可以调用这些子程序。由操作
19、系统提供的这些了程序称为“系统功能调用”程序，简称“系统调用” 。系统调用是操作系统提供给用户程序的服务接口第三章处理器管理1什么是多道程序设计？让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种设计技术称“多道程序设计” ，这种计算机系统称“多道程序设计系统”或简称“多道系统” 。2为什么说计算机系统采用了多道程序设计技术后，能提高整个系统的效率？计算机系统采用了多道程序设计的技术后，能提高整个系统的效率，具体表现为：提高了处理器的利用率；充分利用外围设备资源：计算机系统配置多种外围设备，采用多道程序并行工作时，可以将使用不同设备的程序搭配在一起同时装入主存储器，使得系统中各外围设
20、备经常处于忙碌状态，系统资源被充分利用。发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力；从总体上说，采用多道程序设计技术后，可以有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时间内的算题量，从而提高了吞吐量。3采用多道程序设计技术时应注意哪些问题？采用多道程序设计能改变系统资源的使用情况，提高系统效率。但是应注意以下两个问题：可能延长程序的执行时间；并行工作道数与系统效率不成正比。从表面上看，增加并行工作道数就可提高系统效率，但实际上并行工作道数与系统效率是不成正比的，因为并行的道数要根据系统配置的资源和用户对资源的要求而定：主存储器的大小限制了可同时装入的程序数量；外围设备的数量也是一个制约条
21、件；多个程序同时要求使用同一资源的情况也会经常发生。总之，多道程序设计能提高系统资源的使用效率增加单位时间的算题量；但是对每个计算问题来说，从算题开始到全部完成所需要的时间可能延长，另外在确定并行工作道数时应综合系统的资源配置和用户对资源的要求。4为什么说在多道程序设计系统中并行工作道数与系统效率不成正比？从表面上看，增加并行工作道数就可提高系统效率，但实际上并行工作道数与系统效率是不成正比的，因为并行的道数要根据系统配置的资源和用户对资源的要求而定：主存储器的大小限制了可同时装入的程序数量；外围设备的数量也是一个制约条件；多个程序同时要求使用同一资源的情况也会经常发生。因此我们希望在主存中的
22、多道程序在使用资源时不发生冲突，这就要求操作系统选择程序装入主存时进行合理搭配。总之，多道程序设计能提高系统资源的使用效率增加单位时间的算题量；但是对每个计算问题来说，从算题开始到全部完成所需要的时间可能延长，另外在确定并行工作道数时应综合系统的资源配置和用户对资源的要求。5操作系统为什么要引入“进程”？程序是具有特定功能的一组指令或语句的集合，它指出了处理器执行操作的步骤。在多道程序设计的系统中，一个程序的执行将会受到另一个程序的约束，程序的执行实际上是“走走停停”的。为了能正确反映程序执行的活动规律和状态变化，从变化的角度动态研究程序的执行，引入进程的概念。进程是指一个程序在一个数据集合上
23、的一次执行。程序是静止的，进程是动态的，进程包括程序和程序处理的对象，进程能够得到程序处理的结果。6可再入程序有什么特性？可再入程序是指一个能够被多个用户同时调用的程序。首先可再入程序必须是纯代码的，在执行中自身不变；其次一个可再入程序要求调用者提供工作区，以保证程序以同样的方式为客户服务。编译程序和操作系统程序通常都是“可再入”程序，能同时被不同用户调用而构成不同的进程。7进程有哪些基本状态？它们是如何变化的？进程具有以下三个基本状态：等待态：等待某个事件的完成。就绪态：等待系统分配处理器以便运行；运行态：占有处理器正在运行。进程在执行过程中状态不断发生变化，每个进程在执行过程中的任一时刻总
24、是处于上述三个基本状态之一。进程状态的转换关系如图：8什么是并发执行？在一个单处理器的系统中，多道程序设计技术允许若干个进程同时执行。即一个进程的工作完成之前，另一个进程可以开始工作。这些同时执行的进程是轮流占用处理器的，把它们称为是并发执行的。进程并发执行时，进程的运行可能随时被打断，进程执行完一条指令后在执行下一条指令前让出了处理器，执行若干指令后，才能获得处理器执行后继的指令。9进程控制块具有哪些作用？进程控制块即：Process Control Block，简称 PCB，是操作系统为进程分配的用于标识进程，记录各进程执行情况的。进程控制块的作用有：记录进程的有关信息，以便操作系统的进程
25、调度程序对进程进行调度。这些信息包括标识信息、说明信息、现场信息和管理信息等；标识进程的存在，进程控制块是进程存在的唯一标识。10什么是进程队列？具有什么作用？在多道程序设计的系统中，往往会同时创建许多进程，这些进程处于不同的状态。为了便于管理，经常把处于相同状态的进程链接在一起，成为“进程队列” 。就绪队列：若干个等待运行的进程就绪进程按一定的次序链接起来的队列；等待队列：等待资源或等待某些事件的进程组成的队列，有时可以把等待队列按等待按等待的原因分成若干个相应的等待队列。进程队列是操作系统管理进程的一种数据组织。11进程能否访问或修改自己的进程控制块的内容？进程控制块是系统为程序建立的用于
26、标识进程，记录各进程执行情况的。进程本身不能访问或修改自己的进程控制块的内容，但父进程可以访问或修改其子孙进程的进程控制块内容，以便对它的子孙进程进行必要的管理和控制。12名词解释：中断：一个进程占有处理器运行时，由于自身或外界的原因使运行被打断，让操作系统处理所出现的事件，到适当的时候再让被打断的进程继续运行，这个过程称为“中断” 。中断源：引起中断的事件。中断处理程序：对出现的事件进行处理的程序。中断响应：处理器每执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生，若有中断事件发生，则暂停现行进程的执行，而让操作系统的中断处理程序占用处理器，这一过程称为“中断响应” 。13处理器为什
27、么要区分“目态”和“管态”两种操作模式？硬件提供的指令系统中有一部分不允许用户程序直接使用，这些不允许用户程序使用的指令称特权指令，特权指令只允许操作系统进行调度、控制或启动外围设备的程序使用。为了避免错误地使用特权指令，处理器分为两种操作模式：目态只能执行特权指令以外的指令、管态可执行指令系统中的一切指令。若程序处于“目态”操作模式，一旦出现特权指令，处理器就能识别出程序非法使用指令，形成程序性中断事件，中止程序的执行。在计算机系统中往往把用户程序置于目态下运行，以保证计算机系统的安全可靠。14中断装置发现中断事件后应做哪些事？硬件的中断装置发现了中断事件后，由操作系统的中断处理程序对中断事
28、件进行处理。中断处理程序的主要工作包括：护被中断进程的现场信息，以便保存被中断进程再次运行时能继承中断前的情况继续运行；分析中断原因；处理发生的中断事件。总之，中断处理程序在做了保护现场和分析中断原因后，一般只作一些简单处理，在多数情况下把具体的处理要交给其他程序模块去做。15中断屏蔽的作用是什么？中断优先级只是规定了中断装置响应同时出现的中断的次序，当中断装置响应了某个中断后处理程序在进行处理时，中断装置也可能去响应另一个中断事件。因此会出现优先级低的中断事件的处理打断优先级高的中断事件的处理，使得中断事件的处理顺序与响应顺序不一致，而且会形成多重嵌套处理，使多现场保护、程序返回等工作变得复
29、杂。中断屏蔽技术就是为了解决上述问题而提出的在一个中断处理没有结束之前不响应其他中断事件，或者只响应比当前级别高的中断事件。于是，当中断装置检查到有中断事件后，便去查看 PSW 中中断屏蔽标志，如果没有屏蔽就响应该中断；否则，暂时不响应该中断，待屏蔽标志，消除后再响应。16为什么不能屏蔽自愿性中断？自愿性中断事件是正在运行程序所期待的中断事件，它是正在运行程序晕了请求调用操作系统的某个功能服务而执行一条“访管指令”所引起的中断。当处理器执行到访管指令时就会产生一个自愿中断，自愿中断的是确定的。自愿中断不同于强迫性中断，强迫性中断不是正在运行程序所期待的，是由于外部的请求或意外而被迫打断正在运行
30、进程的，系统必须响应这些中断。自愿中断既然是确定中断，是用户程序访问系统功能的手段，所以，自行中断是不能屏蔽的。17哪些中断事件一定引起进程状态的变化？哪些中断事件可能引起进程状态的变化？有不引起进程状态变化的中断事件吗进程在执行过程中状态是不断发生变化的，每个进程在执行过程中的任一时刻总是处于三个基本状态之一：等待态、就绪态、运行态。进程状态转换与出现的中断事件有关：正在运行的进程由于出现故障中断，就变成等待状态；故障排除后系统将使相应等待进程结束等待变成就绪状态；正在运行的进程由于出现了更高优先级的进程，被迫让出处理器成为就绪状态。18当进程调度选中一个进程后，怎样才能让它占用处理器？进程
31、调度的职责是按选定的进程调度算法从就绪队列中选择一个进程，让他占用处理器。要让选中的进程占用处理器，调度程序要进行如下处理：把选中进程的进程控制块中有关的现场信息送入处理器相应的寄存器中，处理器就按该进程的要求工作，达到了进程占用处理器的目的。19在分级调度算法中，为什么对不同就绪队列中的进程规定使用不同长度的时间片？在分级调度算法中，对不同就绪队列中的进程规定使用不同长度的时间片。一般说来，第一级就绪队列的时间片短一些，以后各级就绪队列的时间片逐级延长，最后一级就绪队列的时间片最长。这是因为：运行时间短的进程只需要经过前面几级队列就能得到结果，且他们被优先调度，有利于提高系统的吞吐量；对运行
32、时间长的进程在进入了低级就绪队列后可以得到较长的时间片，以减少调度次数来保证系统效率；对经常使用外围设备的进程来说，每次等待外围设备传输结束后总是排入第一级就绪队列被优先调度，有利于处理器与外围设备以及外围设备之间的并行运行，从而提高系统资源的使用效率。因此，在分级调度算法中，对不同就绪队列中的进程规定使用不同长度的时间片。20选择进程调度算法的准则是什么？由于各种调度算法都有自己的特性因此，很难评价哪种算法是最好的。一般说来，选择算法时可以考虑如下一些原则：处理器利用率；吞吐量；等待时间；响应时间；在选择调度算法前，应考虑好采用的准则，当确定准则后，通过各种算法的评估，从中选择出最合适的算法
33、。第四章存储管理1存储管理具有哪些功能？一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度快的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理有效地使用主存空间。主存储器的空间分成系统区和用户区两部分，存储管理是对主存空间的用户区进行管理，其目的是尽可能地方便用户和提高主存空间的利用率。具体地说，存储管理的功能如下：主存空间的分配和去配，采用一定的策略分配适当的主存区域给要求运行的作业使用，当主存中的作业撤离或主动归还主存空间时，则收回它所占用的全部或部分的主存空间；实现地址转换，即将用户程序的逻辑地址转换为主存储器的绝对地址；主存空间的共享和保护，即允许多道程序通过某种途径共享某主存空间，同时，为了避免各
34、作业相互干扰和保护各区域内的信息不被破坏，必须实现存储保护；主存空间的扩充，存储管理利用磁盘等辅助存储器作为主存储器的后援，使大型程序能够在较小的主存空间中顺利地运行起来。2名词解释：去配：当主存中作业撤离或主动归还主存空间时，则收回它所占用的全部或部分的主存空间，收回存储器的工作成为“去配” 。逻辑地址：用户程序中使用的从“0”地址开始的连续地址称为“逻辑地址” ，由逻辑地址对应的存储空间称为“逻辑地址空间” 。绝对地址：主存储器以字节为编址单位，每个字节都有一个地址与其对应；这些主存空间的地址编号称为主存储器的“绝对地址。重定位：由于程序的逻辑地址和主存储器的绝对地址不一致，为了保证作业的
35、正确执行，必须根据分配给作业的主存区域对作业中指令和数据的逻辑地址进行转换，转换成绝对地址，这种把逻辑地址转换成绝对地址的工作称为“重定位“。静态重定位：地址转换工作在作业装入系统开始执行前集中完成的重定位方式称为“静态重定位“动态重定位：地址转换工作不是在作业装入时进行，而是在作业执行过程中，每当执行一条指令时由硬件地址转换机构将指令中的逻辑地址转换为绝对地址的重定位方式称为“动态重定位” ，为种方式的地址转换是在作业执行时动态完成的。程序浮动：若作业执行时，被改动了存放区域仍能正确执行，则称程序是可浮动的。存储保护：存储管理中为了谈得上各作业相互干扰和保护各区域内的信息不被破坏而采取择各作
36、业的存储区域进行保护的措施称为存储保护。碎片：主存分配过程中形成的许多不连续的小的不能满足一般作业要求的空闲区称为“碎片” 。页面调度：当主存中无空闲块时，为了装入一个页面而必须按某种算法从已在主存的页中选择一页，将它暂时调出主存，让出主存空间，用来存放所需装入的页面，这个工作称为“页面调度” 。抖动：页面调度中出现的刚被调出的页面又立即装入，不久又被选中调出，调出不久又要装入，如此反复的频繁调度的现象称为“抖动”或“颠簸” 。缺页中断率：设作业执行中访问页面的总次数为 A，其中有 F 次访问的页面尚未装入主存，即产生了 F 次缺页中断，则定义 f=F/A，把 f 称为“缺页中断率” 。系统开
37、销：操作系统所占用的系统资源和所需的处理器时间称为系统开销。3比较各种存储管理方式的特征（包括主存空间的分配方式、是否要有硬件的地址转换机构作支撑、适合单道或多道系统等） 、重定位方式、地址转换的实现（操作系统和硬件怎样配合） 、存储保护的实现（操作系统和硬件各自做些什么工作）单分区：单连续分配，设置界限寄存器，适合于单道系统、静态、静态重定位，界限寄存器值加逻辑地址绝对地址、绝对地址界限地址且主存最大地址固定分区：分区数目、大小固定，分区设置上限、下限寄存器，适合于多道系统、静态、静态重定位逻辑地址加上下限地址绝对地址、下限地址绝对地址上限地址可变分区：分区数目、大小不定，分区设置基址、限长
38、寄存器，适合于多道程序、动态、动态重定位，基址寄存器值加回回地址绝对地址、基址值绝对地址基址与限长寄存器值之和。页式：主存储器分块成页，程序地址分成与页等大的页面设页表寄存器和页表，适合于多道程序，主存页面可以不连续、动态、动态重定位，逻辑地址根据页表对应项描述变换成绝对地址、根据页表项的标志验证存取是否合法，根据页表长度验证是否越界。段式：程序分段，设段表寄存器和段表，适合于多道程序主存各分段可以不连续，但段内地址连续、动态、动态重定位，逻辑地址根据段表对应项描述变换成绝对地址、根据段表项的标志验证存取是否合法，根据段表长度验证是否越界。段页式：主存储器分块成页，程序分段，段分页，设段表寄存
39、器、段表和页表，适合于多道程序页、段可以不连续、动态、动态重定位，逻辑地址根据段表和页表对应项描述变换成绝对地址、结合页式和段式存储管理进行存储保护。页式虚存：类似页式存储管理，先装入部分作业地址、动态、类似页式存储管理、类似页式管理段式虚存：类似段式存储管理，先装入部分作业地址、动态、类似段式存储管理、类似段式管理段页式虚存：类似段页式存储管理，先装入部分作业地址、动态、类似段页式存储管理、类似段页式管理4在可变分区管理方式下，采用移动技术有什么优点？移动一道作业时操作系统要做哪些工作？用可变分区方式管理主存储器时，采用移动技术的主要优点包括：采用移动技术使分散的空闲区集中起来，可以容纳新的
40、作业，提高主存空间的利用率；方便作业执行过程中扩充主存空间，一道作业在执行中要求增加主存量时，只要移动邻近的作业就可以增加它所占的分区长度；移动一道作业时操作系统要进行必要的处理：判断被移动作业是否在与外围设备交换信息，若是则暂不能移动该作业，否则可以移动该作业；作业信息被移动时，操作系统首先要完成所移动作业的信息传送工作，即将作业信息由主存储器的一个位置传送到另一个位置；修改主存分配表中和保存在进程控制块中的分区起始地址和长度信息。采取必要措施，尽量减少移动的作业数和信息量，提高系统效率。5解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表。页式存储管理首先把主存储器分成大小相等的分块作为主存分配的物
41、理单位，同时要求程序逻辑地址也分成与块大小一致的页面，这样就可以把作业信息按页面存入到块中。进行存储分配时，根据作业大小确定他的页面数，在装入主存时给它分配相应数目的主存块。这些主存块可心不相邻，为了在作业执行过程中准确地查找逻辑地址与绝对地址的对应关系，系统为每个作业建立一张页表，指出逻辑地址中的页号与主存块中块号的对应关系。页表一般存入在主存储器中，当要按给定的逻辑地址进行读写时，必须两次访问主存，延长了指令的执行周期，降低了执行速度。为了提高存取速度，系统设置一个小容量的高速缓冲存储器，利用高速缓冲存储器存放页表的一部分，这部分页表即“快表” 。利用快表可以一次访问主存完成读写，大大缩短
42、地址转换时间，从而提高查找速度和指令执行速度。6什么叫虚拟存储器？怎样确定虚拟存储器的容量？虚拟存储器是为”扩大” 主存容量而采用的一种设计技巧 ,它利用作业在只装入部分信息时就可以执行的特性和程序执行中表现再来的局部性特性借助于大容量的辅助存储器实现小主存空间容纳大逻辑地址空间的作业。虚拟存储器实际上是为扩大主存容量而采用的一种设计技巧，其最大容量是由计算机的地址结构决定的，其实际容量则是可用的主存空间与辅助存储器空间之和。7为什么要采用虚拟存储器管理，其工作原理和理论依据又是什么？在传统的存储管理方式中，都必须为作业分配足够的主存空间，以装入作业的全部信息。当主存容量不能满足作业要求时，作
43、业就无法装入主存运行。为了使逻辑地址空间大于实际主存空间的作业可以执行，许多系统采用了虚拟存储器管理方法。实现虚拟存储器要有大容量的辅助存储器作后盾，其工作原理是：把作业信息保留在磁盘等辅存上，当作业请求装入时，只将其中一部分先装入主存储器，作业执行中若要访问的信息不在主存中，则再设法把这些信息装入主存。虚拟存储器管理方式可以保证作业的正确执行，这可由程序本身的特点来说明：程序执行时有些部分是彼此互斥的，即在程序的一次执行中，执行了这部分就不会去执行另一部分；程序执行往往具有局部性，在一段时间里可能循环执行某些指令或多次访问某一部分的数据。所以即使全部装入程序信息，在实际的执行中有些信息可能不
44、会被使用，因此没有必要把作业的全部信息同时存放在主存储器中。在装入部分信息的情况下，只要调度得好完全可以保证作业的正确执行。8叙述页式虚拟存储器的基本原理。页式虚拟存储管理是在页式存储管理基础上实现的虚拟存储器。其工作方式如下：把作业作为副本存放在辅存上，执行时只装入当前运行必须的部分页面，并在页表中各页面表目的标志位上设置页面是否已在主存中；作业执行时要访问的页面已在主存中，就按页式存储管理方式进行地址转换；若不在主存中，则产生一个“缺页中断” ，由操作系统把当前所需页面装入主存；若在装入页面时主存中无空闲块，操作系统就利用“页面调度”选择适当的页面暂时调出主存腾出空间存放所需页面。9是什么
45、影响请求分页系统中的缺页中断率的？缺页中断率是指设作业执行中访问页面的总次数为 A，其中有 F 次访问的页面尚未装入主存，即产生了 F 次缺页中断，则定义 f=F/A，把 f 称为“缺页中断率” 。缺页中断率与缺页中断次数有关，影响缺页中断率的因素有：分配给作业的主存块数，一般分配给作业的主存块数越多，缺页中断率越低页面的大小，页面的大小取决于主存分块的大小，页面越大，装入主存的作业信息越多，缺页中断率也就越低。编制程序的方法，缺页中断率与程序的局部化程度密切相关；页面调度算法，页面调度算法对缺页中断率影响很大，调度不好就会出现“抖动” ，提高缺页中断率。10说明常用的页面调度算法及其特点。常
46、用的页面调度算法有先进先出算法，最近最小用算法和最近不常用算法。先进先出调度算法 FIFO，FIFO 总是选择最先进入主存储器的页面调出，FIFO 算法简单、易实现，但有时缺页中断率较高； 最近最少用调度算法 LRU，LRU 基于局部性原理，总是选择距现在最长时间内没有被访问过的页面调出，LRU 需要在页表表目中增加“计时”标志，实现麻烦而且开销大，缺页中断率较低；适合于顺序执行的情况。被是根据一段时间里页面被最近最不常用调度算法 LFU，LFU是根据一段时间里页面被使用的次数，选择被访问次数少的页面调出，LFU 需要为页面增加计时器，算法开销较大，确定重新计时周期 T 的难度较大，缺页中断率
47、较低。第五章文件管理1.什么是文件?操作系统把逻辑上具有完整意义的信息集合称为“文件” ，每个文件都要有一个名字作标识，称为“文件名” 。2.文件是如何进行分类的?举例说明.文件可以按各种分类方法进行分类，主要有以下几种：按用途分类：可把文件分成系统文件、库文件和用户文件；按保护级别分类：根据限定的使用文件的权限可以把文件分成执行文件、只读文件和读写文件等；按信息流向分类：由物理设备的特性决定了文件信息流向，一般可以分为输入文件 、输出文件和输入输出文件；按存放时限分类：根据系统保留文件的时间可以分成临时文件、永久文件和档案文件；按设备类型分类：根据文件存储介质的设备类型可把文件分成磁盘文件、
48、磁带文件、卡片文件 和打印文件等。按文件组织结构分类：逻辑文件：分为流式文件和记录式文件；物理文件：分为顺序文件、链接文件和索引文件。3.叙述下列术语说明它们之间的关系:存储介质、卷、块、文件和记录。存储介质：可用来记录信息的磁带、硬磁盘组、软磁盘片、卡片等称为存储介质，目前常用的存储介质是磁带和磁盘；卷：把存储介质的物理单位定义为“卷” ，一盘磁带、一张软磁盘、一个硬磁盘组都可称为一个卷，一个卷上可以保存一个或多个文件，也可以把一个文件保存在一个或多个卷上；块：存储介质上上信息所组成的一个区域称为“块” 。块是存储设备与主存储器之间进行信息交换的物理单位，每次总是把一块或几块信息读入主存储器
49、，或把主存储器中的信息写到一块或几块中。文件：是指逻辑上具有完整意义的信息集合；记录：是指文件内信息按逻辑上独立的含义划分的信息单位，每个单位称为一个逻辑记录，简称为记录。4怎样确定文件的存取方式？文件存取方式包括：顺序存取和随机存取。采取哪种存取方式，主要取决与两个方面的因素：与怎样使用文件有关：文件的性质决定了文件的使用，也就决定了文件存取方式的选择。一般地，对于由顺序字符或其他数据组成的文件，应按顺序进行存取；按逻辑记录方式组织的文件如数据库等采用随机存取的方式：与存储介质的特性有关：目前常用的存储设备有磁带机和磁盘机。磁带机是一种适合顺序存取的存储设备，因此组织在磁带上的文件使用顺序存取方式；磁盘机是一种可以按指定的块地址进行信息存取的设备，对于存储在磁盘上的文件，既可以采用顺序存取方式，又可以采用随机存取方式。5文件系统应由哪些部分组成？文件系统应由以下一些部分组成：目录管理：文件目录是实现按名存取的一种手段，目录结构应既能方便文件的检索，又能保证文件系统的安全；文件的组织：文件的组织包括文件的物理组织和文件的逻辑
