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2335自考《网络操作系统》最完整的学习笔记.pdf

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2335自考《网络操作系统》最完整的学习笔记.pdf

第一章 网络操作系统引论 1. ①操作系统的定义操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、合理地 组织工作流程以及方便用户的程序集合。 ②现代操作系统的基本特征 1、并发性 2、共享性 3、虚拟性 4、不确定性 2. 操作系统在计算机系统中处于何种地位是硬件层的第一次扩充,是计算机系统软 件的重要组成部分。 计算机系统的层次结构 硬件层 -操作系统层 -语言处理程序层 -应用程序 层。操作系统的作用提高计算机系统的效率,增强系统的处理能力, 充分发挥系统资源的 利用率,方便用户使用。 3. 多道程序设计的硬件基础①中断系统②通道技术③ CPU 与通道的通信 4. ①多道程序设计的基本原理多道程序设计的主要目的是充分利用系统中所有资源 且尽可能地让它们并行操作。 采用通道技术后使 CPU 从繁琐的 I/O 操作中解放出来, 它不仅 能实现 CPU与通道并行工作,而且也能实现通道与通道之间、各通道与外设之间的并行。 ②多道程序设计的主要特点①多道②宏观上并行③微观上串行。 5. 实现多道程序设计要解决的几个问题①存储保护和地址重定位。 (几道程序共享同 一主存) ②处理机的管理和调度。 (共享同一处理机) ③资源的管理与分配。 (共享系统资源) 6. 虚拟处理机逻辑上的处理机称为虚拟处理机。虚拟计算机在一台计算机上配置 操作系统后,比原来的计算机的功能增强了。 这种是概念上的、逻辑上的计算机, 而不是真 正的物理计算机,这样的计算机称为虚拟计算机。 7. 处理机的运行现场就是指处理机在执行程序过程中任一时刻的状态信息的集合。 处理机运行现场包括的内容 ①指令计数器 (程序计数器) ②程序状态寄存器③通用寄存器 ④特殊控制寄存器。处理机的运行状态有两种核心态( 00)和用户态( 11) 。程序分为系 统程序和用户程序。 程序状态分为三种 ①就绪②运行③阻塞。程序状态的作用 程序状态 可以互相转换,便于处理机按照某种规则进行调度。 8. 访管指令、特权指令、系统调用之间的区别和联系 9. ①系统调用用户在程序中能用访管指令调用的,由操作系统提供的子功能集合, 其中每一个子功能称为一个系统调用命令。 ②用户程序使用系统调用后, 为什么能从算态进入管态, 返回用户程序后又从管态回到算态 (系统调用的实现原理) 系统调用中的访管指令的地址码可作为系统调用的功能号,它对 应一个操作系统为用户提供的子功能或函数。 当用户程序需要调用系统功能时, 就在其程序 的适当位置安排一条系统调用命令, 当执行到该指令时便产生访管中断, 中断的硬件装置开 始响应中断,保存原来的 PSW 到内存的固定单元,再从内存的另一个固定单元中取出新的 PSW送入 PSW寄存器。 由于新 PSW中已事先设置了系统状态为管态, 从而使处理机进入管 态, 在管态下执行中断处理程序。 由于在管态下可以使用特权指令, 所以用户要求操作系统 提供的服务就很容易地被完成。中断处理程序结束后,通过恢复旧的 PSW 到 PSW 寄存器, 于是又可返回到被中断的用户程序,即从管态又回到算态。 10. UNIX 的系统调用的两种方式 ①直接系统调用②间接系统调用。 它们各是怎样处理 ①直接系统调用除可使寄存器传递参数外,其它参数都跟在 trap 指令的后面②间接系统调 用跟随 trap 指令的是一个指向程序数据区的指针。 该程序数据区内有一个直接系统调用 trap 指令,其后跟以除 r0 外的参数。 11. ①分时两个或两个以上的事件按时间划分轮流地使用计算机系统中的某一资源。 ②分时系统(又称交互作用系统) 在一个系统中,如果多个用户通过自己的终端分时地使 用同一个计算机, 这样的系统就称为分时系统, 其上的操作系统统称为分时操作系统。 UNIX 属分时系统。 ③分时系统的特点①同时性(可同时操作,共同使用该系统)②独立性(独占感)③ 及时性(及时响应)④交互性(人机对话) 。 调进 /调出是实现分时系统的一种主要方式 (分时系统实现原理) 。( 多流调进调出方式) 12. 实时系统分为两类 ①实时控制系统 (导弹发射) ②实时处理系统 (预订飞机票) 。 设计实时系统要考虑的问题①实时时钟管理 (实时任务、延迟任务)②连续人机对话 ③过载的防护(任务的随机性)④高可靠性和保证(故障引起的严重后果) 。 13. 分布式计算机系统是一个由多台计算机组成的系统,在用户看来,他所拥有的计 算机是一台单独的计算机, 而这台计算机是一台功能扩大了的虚拟机。 分布式系统的三个基 本功能①通信②资源共享③并行计算。分布式系统最为突出的特点是透明性。 分布式计算机系统具有以下主要特点 ①任意两台计算机之间可以利用通信交换信息。 ②各计算机具有相对的自主性或自治性。 ③具有透明性④具有整体性或协同性。⑤具有坚定性。 (任一台故障不会使系统瘫痪。 ) 分布式计算机系统与集中式计算机系统的主要区别 ①利用消息传递进行通信(没有共享存储器) ②系统中各台计算机是自治的(没有主从之分,没有分级控制,没有公用时钟) ③透明性(系统中所有资源为所有用户共享,用户无需知道资源位于何处) ④协同性(可相互协作完成任务或作业,可实现并行计算。 ) 14. 分布式系统对资源的管理与集中式系统有何不同 答 分布式系统对资源的管理采用一类资源有多个管理者的分布式管理方式。 分布式管 理方式又可分为集中分布管理和完全分布管理两种方式。 集中式系统对资源的管理采用一个 管理者的方式。 15. 在分布式系统中建立逻辑时钟的原因在分布式系统中,由于没有共享存储器和公 用时钟, 虽然在分布式系统中每台计算机都有自己的时钟, 尽管每个时钟工作得都非常稳定, 但并不能保证它们的频率完全相同。 为了实现分布式系统中进程同步, 需要给系统中的每个 事件指定一个时间值,即打上时间戳,用这一方法来确定系统全局的事件顺序。 在对分布式系统中的所有事件赋予时间戳时应满足的条件是 ① 在同一节点上,若 A→ B,则 C( A) C( B) ; ② 若 A 和 B 分别是发送消息和接收消息的两个事件,则 C( A) C( B) ; ③ 对任何事件 A 和 B,必定 C( A)≠ C( B) 。 16. 举例说明对任何事件 A 和 B,如果 C( A) C( B) ,则 A→ B 未必成立。 答设有相互通信的两个进程 P1 和 P2,它们是位于两个节点机上的进程。假定 P1 发 一消息给 P2,称为事件 B,且 C( B) 200,而 P2 接收该消息,称为事件 A,且 C( A) 195. (因为 P2 的处理机比 P1 的处理机慢,所以 P2 的逻辑时钟信号也比 P1 的慢。 )在这种情况 下, C( A) C( B) ,但是 A→ B 却不成立。 17. 紧耦合与松耦合多处理机系统有何区别 答 主要区别在于有无共享存储器。 ①紧耦合多处理机系统有共享存储器, 所以也称其 为共享存储结构多处理机系统。 ②松耦合处理机系统中没有共享存储器,每台处理机都有一个容量较大的局部存储器, 所以也称其为分布存储结构多处理机系统。 18. 网络操作系统就是在计算机网络系统中,管理一台或多台主机的硬软件资源,支 持网络通信,提供网络服务的软件集合。 通用操作系统的基本功能①处理机(进程)管理②存储管理③文件管理④设备管理。 网络操作系统还具有的主要功能 ①实现网络中各点机之间的通信。 ②实现网络中的资源共 享③提供多种网络服务(硬盘共享;打印机共享;提供电文、语音、图像的加密和传输;文 件的传递、存取和管理;作业的传输和操作服务)④提供网络用户的应用程序接口。 网络操作系统的主要特点 ①复杂性 (管理全网资源; 机间通信与同步; 网络文件管理) ②并行性(多处理机实现真正并行)③节点机间的通信与同步( OSI/RM 的七层协议中第四 层(传输层)到第七层(应用层)进入了网络操作系统的领域,低三层( N、 D、 P) M 则提 供了网络传输的支持)④安全性 (表现 网络操作的安全性, 系统规定不同用户有不同的权 限(系统管理员、高级用户、一般用户) ;用户身份验证;资源的存储控制;网络传输的安 全。 ) 19. 在多处理机系统中①加速比定义 它表示一个作业在单机上的执行时间与花在多处 理机上执行时间的比值。公式 SPET1/ET2 其中 SP为作业 J 的加速比, ET1 为作业 J 在单 机上的执行时间, ET2为作业 J 在多处理机上的执行时间。作业 J 的加速比不能超过处理机 数 P,即 0≤ Sp≤ P .②处理机利用率的定义它表示 P 台处理机实际执行时间(扣除空闲时 间)与 P 台处理机被占用时间(空闲时间与 P 台处理机执行时间之和)的比值。 0≤ Up≤ 1 . 20. 多处理机系统中的通信方式①基于共享变量的通信方式(主要适用于紧耦合多处 理机)②基于消息传递的通信方式(主要适用于松耦合多处理机) 21. 中断的分类① I/O 中断②程序中断③硬件故障中断④外中断⑤访管中断 (其中①④称为中断,②③⑤称为 “陷入 “,又称捕俘。 ) 22. 计算机安全级从 D 级 (最不严格) 到 A 级 (最严格) 。 Windows 当前支持 C2 安全级。 23. UNIX 强内核; Windows NT 微内核。 第二章 网络操作系统的结构 1. 信息处理的基本模式①对等模式②客户 /服务器模式。 2. 网络操作系统结构设计的主要模式①客户 /服务器模式②对象模式③对称多处理模 式 3. 客户 / 服务器模式的网络操作系统的结构组成①客户机(工作站)操作系统②服务 器操作系统。 4. 网络操作系统为用户提供的两类接口①命令接口②编程接口。 5. 网络操作系统可分为四个层次①硬件②内核③ Shell(外壳)④应用程序 6. 操作系统从内部结构来分析,包括两部分①内核②核外部分。 7. UNIX 的内核可分为两部分①进程控制子系统(包括进程控制、调度与通信以及存 储的管理)②文件子系统 8. 内核功能①进程、线程及其管理②存储管理③ I/O 管理④文件系统。 9. 内核的组织形式①强内核②微内核 10. 微内核几乎不做任何工作,仅提供以下四种服务 ①进程间通信机制②某些存储管理③有限的低级进程管理和调度④低级 I/O.微内核的 基本思想是良好的结构化、模块化、最小的公共服务。它提供最基本、最必要的服务。 11. 微内核结构与强内核结构相比具有如下优点①灵活性②开放性③可扩充性 12. UNIX 是一个强内核的操作系统。 Windows NT 微内核与客户 /服务器模式结构的操 作系统。 13. 微内核提供以下服务 ①进程间通信机制②某些存储管理③有限的低级进程管理和 调度④低级 I/O. (微内核结构的操作系统是服务器化的操作系统) 14. 微内核的基本思想是良好的结构化、模块化,最小的公共服务。 15. 进程的组成①程序②数据集合③进程控制块。 16. 进程必要的调度状态①运行状态②就绪状态③阻塞状态 其它挂起状态;活跃 状态。 17. 进程控制原语 ①创建原语②撤销原语③挂起原语④激活原语⑤阻塞原语⑥唤醒原 语 18. 进程调度方式①抢占式②非抢占式 19. 进程调度算法①静态优先级算法②动态优先级算法③时间片轮转法 20. 线程的四个基本成分①一个唯一的线程标识符②一组处理机状态寄存器 ③分别 在核心态和用户态下使用的两个栈④一个私用存储区。 21. 线程的状态 ①就绪状态②备用状态③运行状态④等待状态⑤转换状态⑥终止状态。 22. 存储管理的研究课题①地址再定位问题②存储分配问题③存储保护问题 ④存储 扩充问题 23. 存储管理方案 ①单一连续分配②分区分配③分页存储管理④请求分页存储管理⑤ 分段存储管理⑥段页式存储管理。 24. 地址变换机构①页面变换表 PMT②联想存储器。 25. 页面置换算法①先进先出算法 FIFO ②最近最久未用的置换算法 LRU ③ LRU近似 算法。 26. 文件管理系统的基本功能①文件的结构及存取方法(逻辑结构记录式文件;无 结构流式文件。物理结构连续结构;串联结构;索引结构。存取方法顺序存取法;直接 存取法。 )②文件的目录机构及有关处理(树型目录结构)③文件存储空间的管理(空白文 件目录;空白块链;文件位图。 )④文件的共享和保护⑤文件的操作和使用。 27. 设备管理目标 ①用户使用设备的方便性②设备工作的并行性③设备分配的均衡性④ 独立性(与设备无关性) 28. 设备管理基本功能①动态地掌握并记录设备的状态②为满足进程对 I/O 的请求, 按照设备的类型和系统中所采用的分配算法, 决定把某一 I/O 设备分配给要求设备的进程③ 完成实际的 I/O 操作。 29. 设备的数据结构①设备控制块 UCB②控制器控制块 CUCB③通道控制块 CCB④系 统设备表 SDT. 30. I/O 调度程序的主要功能为满足进程的 I/O 请求,决定设备(以及相应的控制器和 通道)的分配策略。 31. I/O 调度程序的调度算法 ①先来先服务②优先级高者优先算法 (不能采取时间片轮 转法) 32. 设备分配的实施①分配设备②分配控制器③分配通道。 33. 磁盘的驱动调度①移臂调度②旋转调度 34. 移臂调度算法① FCFS② SSTF③ SCAN④电梯调度算法。 35. 文件系统组成 ①与文件管理有关的软件②被管理的文件③实施文件管理所需的数 据结构。 作业 1. 在信息处理系统中,客户 /服务器计算模式和对等模式有何区别 ①对等模式中, 各节点机处于平等地位, 没有主次之分。 网上任一节点所拥有的资源都 可作为网络公用资源, 可被其他节点的网络用户共享。 对等模式具有灵活的资源共享方式和 均衡的通信方式,一般适合小型网络。 ②客户 /服务器模式,一些节点作为客户机,另一些节点作为服务器机。客户 /服务器模 式是一种主从方式。采用这种模式,可高效地实现资源共享。同时它具有很好的可移植性, 互操作性和规模的可伸缩性。 2. 操作系统结构设计的结构模式①客户 /服务器模式。特点简化了基本操作系统, 缩小了内核,并容易增加新的 API;提高了可靠性;适合分布式计算环境。②对象模式。特 点这种方法减少了在系统整个生存期中所做修改的影响。③对称多处理模式。特点 主要 支持多处理机操作系统的设计。 3. 客户 / 服务器计算模式中,客户与服务器之间如何交互(工作过程) P36 ①客户方以通常方式发出服务请求, 由客户机上的网络软件把它装配成请求包, 再通过 传输协议软件把请求包发送给服务器方。 ②服务器传输软件收到请求包后,对其检查,无误后把它提交给服务器方的网络软件。 ③服务器网络软件根据请求包的请求, 完成相应的处理和服务, 并将其结果装配成响应 包,由传输协议软件将其发送给客户。 ④由客户的传输协议软件把收到的响应包转交给客户的网络软件, 由网络软件作适当处 理后交给客户。 客户 /服务器模式的优点是高效地实现了网络资源共享,具有很好的互操作性和软件 的可移植性,提高了系统的可靠性,适合分布式计算环境。 4. 计算机网络系统中,工作站操作系统包括的软件①重定向程序②传输协议软件。 服务器操作系统包括的软件 ①服务器操作系统的内核程序②传输协议软件③网络服务软件 ④网络安全管理软件。 5. 网络操作系统与网络用户有哪两级接口①操作命令接口。作用用户通过键盘或 鼠标键入或点击各种操作命令来控制、操纵、 管理和使用网络。这种接口采用交互式。 ②编 程接口。 通过网络操作系统提供的一组系统调用来实现。 此外网络操作系统还为用户提供了 一系列应用程序接口。 6. 网络操作系统的命令接口应为用户提供哪些类型的操作命令①系统访问命令;② 文件与目录管理命令;③信息处理类命令;④网络通信类命令;⑤打印输出类命令;⑥进程 控制类命令;⑦ Internet 类命令;⑧其它。 7. Shell 程序的作用是什么①作为 Shell 命令解释程序。 Shell 接收、识别并执行用户键 入的各种命令。 ②作为高级程序设计语言。 什么是 Shell 过程 用 shell 编写的程序称为 shell 过程。如何建立和执行 Shell 过程建立 shell 过程的步骤同建立普通文本文件的方式相同, 可利用编辑器(例如 vi)进行程序输入和编辑加工。 Shell 过程的执行可采用如下方法① 输入重定向到 shell 过程,其一般形式为 sh过程名 ②将 shell 过程改为可执行文件,其 一般形式为 chmod a x 过程名 过程名 8. 如何理解微内核的概念微内核结构是一种新型结构,它体现了操作系统结构设计 的新思想, 微内核的设计目标是使操作系统的内核尽可能小, 使其他的所有操作系统服务一 般都放在核外用户级完成。采用微内核结构有何优点①灵活性。 微内核短小精干,仅提供 最基本最必要的服务。 ②开放性。 操作系统除内核以外的功能都可用服务器的形式建立在内 核之上,可以方便地设计、开发、集成自己的新系统。③可扩充性。加入和修改一个服务不 需要停止系统和重新引导内核,安装、调试一个新系统很容易。 9. 什么叫进程进程是程序的一次执行,该程序可与其它程序并发执行。 为什么要引入进程的概念 ①顺序程序的特点具有封闭性和可再现性。但是,程序的 顺序执行是低效的。 ②程序的并发执行和资源共享。 多道程序设计出现后, 实现了程序的并 发执行和资源共享, 提高了系统的效率和系统的资源利用率, 但却带来了新的问题。 ③程序 的并发执行的特点 破坏了程序的封闭性和可再现性, 程序和机器执行程序的活动不再一一 对应,并发程序之间有可能存在相互制约关系。 并发程序的这些特性 独立性、 并发性、 动态性和相互制约性, 反映了并发程序的本质, 程序的概念已不能反映程序并发找执行的实质,因此,人们引进了进程的概念。 10. 进程由哪几部分组成 ①程序。 作用 描述进程要完成的功能。 ②数据集合。 作用 程序在执行时所需要的数据和工作区。 ③程序控制块。 作用 包含进程的描述信息和控制信 息。它是进程存在的唯一标志。 11. 进程的基本调度状态有哪些①运行②就绪③阻塞。进程调度程序从处于就绪状态 的进程中选择一个投入运行。 运行进程因等待某一事件而进入阻塞, 因时间片到达而回到就 绪。处于阻塞状态的进程当所等待的事件发生时,便进入就绪状态。 P50 12. 简述常用的进程调度算法①静态优先级算法系统在调度进程时按优先级从高到 低进行调度, 在进程运行过程中优先级不再动态地改变。 ②动态优先级算法 系统在调度进 程时按优先级从高到低进行调度,在进程运行过程中能按变化情况对优先级进行适当调整。 ③时间片轮转法 系统把所有就绪进程按先来先服务规则排成一个队列, 就绪队列中的所有 进程, 可以依次轮流获得一个时间片的处理时间, 然后系统又回到队列的开始部分, 如此不 断循环。 13. 什么叫原语原语是由若干机器指令构成的并用于完成特定功能的一段程序,而这 些程序在执行期间是不可分割的。 有哪些进程控制原语 ①创建原语②撤销原语③挂起原语 ④激活原语⑤阻塞原语⑥唤醒原语。 14. 什么叫线程 “进程内的一个可执行单元 “、 “进程内的一个可调度的实体 “。为什么 要引入线程的概念 在引入线程概念之前,仅用进程的概念。 在进程的调度过程中,由于经 常要进行进程的切换, 在切换时, 既要保留现运行进程的运行环境, 又要设置新选中的进程 的运行环境, 为此要花费不少处理机的时间和主存的空间。 因此, 把进程作为系统调度的基 本单位要付出较大的时空开销, 从而也限制了系统中进程的数量和进程的切换频率。 另一方 面,为了提高系统的并行能力, 把并行粒度进一步减小, 在进程的内部引入线程, 线程作为 系统的调度单位, 而进程作为系统的资源分配单位。 这样, 对拥有资源的基本单位不再频繁 切换, 而对调度的基本单位又不增加时空开销。 引进线程的好处是 ①减少了系统的时空开 销。②增强了系统的并行能力。 15. 存储管理研究哪些内容 ①地址再定位问题②存储空间的分配③存储的保护问题④ 存储扩充问题。 16. 为什么要引入虚拟存储器的概念在计算机系统中,主存的容量有一定的限制,不 可能太大满足各种用户的需要, 而在技术上辅助存储器却可以做得相当大。 为了给大作业提 供方便, 使它们不再承担对主存和辅存的具体分配和管理工作, 而由操作系统把主存和辅存 统一管理起来。 虚存的最大容量由什么决定 虚存实际上就是作业地址空间, 作业地址空间 的大小取决于计算机系统的地址机构。 因此, 虚存的最大容量取决于地址寄存器的位数。 例 如地址寄存器的位数为 32 位时,其虚存的最大容量可达 4GB. 17. 什么叫联想储存器在分页和请求分页存储管理系统中,为了加速查表过程,采用 一组高速硬件寄存器, 这些寄存器连同管理它们的硬件构成了一个容量较小的存储器, 称为 联想存储器,也叫快表。 试说明利用联想存储器实现动态地址变换的过程联想存储器具有快速并行查询能力。 例如 CPU 给出有效地址为( P, W) ,它把页号 P 送入输入寄存器,随后立即和联想存储器 各单元的页号进行比较, 如与某个单元中页号相匹配, 则把该单元中的块号 B 送入输出寄存 器。 这样, 就可以用 ( B, W) 访问相应的主存单元。 ( P 为页号, W 为页内地址; B 为块号) 。 18. 请求分页与分页存储管理有何不同请求分页是在分页的基础上实现。它们之间的 根本区别在于是否将一作业的全部地址空间同时装入主存。 请求分页存储管理不要求将作业 全部地址空间同时装入主存。 基于这一点, 请求分页存储管理可以提供虚存, 而分页存储管 理却不能提供虚存。缺页中断是如何发生由于一个作业的地址空间不同时全部装入主存, 在作业执行过程中,当所需页面不在主存时,便引起缺页中断。缺页中断发生后如何处理 缺页不断发生后, 转中断处理程序。 中断处理程序的主要工作是将所需的页面调入主存。 当 主存无空闲块时, 按系统采用的页面置换算法将某页淘汰, 然后装入所需页面。 装入后修改 页面变换表。 19. 试给出几种页面置换算法,并比较其优缺点。①先进先出算法( FIFO) 这种算法 实现简单,这种算法只是在对线性顺序访问地址空间的情况下才是最理想,否则效率不高。 ②最近最久未用算法( LRU) 这种算法能比较普遍地适用于各种类型的程序,但实现起来 比较困难,因为要对先前的访问的历史时时加以记录和更新。③ LRU近似算法这种算法比 较简单,易于实现,其缺点是周期 T 的大小不易确定。 20. 什么是文件逻辑结构和物理结构 逻辑结构 指一个文件在用户面前所呈现的形式。 物理结构 指文件在文件存储器上的存储形式。 它们各有哪几种结构形式 逻辑结构有两种 形式 ①记录式文件。 ②无结构的流式文件。 物理结构 ①连续结构②串联结构③索引结构。 21. 画图说明串联、连续、索引结构文件的形式( P64) ,并说明用直接存取法它们的不 同效果采用直接存取法,则索引文件效率最高,连续文件效率居中,串联文件效率最低。 22. 文件目录的作用计算机系统中的文件种类繁多,数量庞大,为了使用户方便地找 到所需的文件, 需要在系统中建立一个目录机构。 一个文件目录项应包括哪些信息 ①文件 的标识信息(文件名)②文件的结构信息③文件的存取控制信息④文件的管理信息。 23. 文件存储空间的管理有哪几种常用方法 ①空白文件目录这种方法将盘空间的 一个未分配区域称为一个空白文件, 系统为所有的空白文件建立一个目录, 每个空白文件在 这个目录中建立一个表目。 ②空白块链 这种方法将盘上的所有空白块用链接指针或索引结 构组织成一个空白文件。 ③位示图 它将文件存储器的存储空间建立一张位示图, 用以反映 整个盘空间的分配情况。 24. 设备管理的目标是什么 ①方便性。 使用户在使用各种设备时感到方便。 ②并行性。 提高系统中各种设备工作的并行性。 ③均衡性。 使系统中各种设备的分配具有均衡性。 ④独 立性。 使得用户所要求的输入输出与实际设备无关。 设备管理包括哪些功能 ①动态地记录 管理设备的状态。在有通道的系统中,还应掌握通道、控制器的工作状态。 ②为满足进程的 I/O 请求, 按某种调度算法将一设备分配给要求设备的进程。 (实施设备的分配) ③完成实际 的 I/O 操作。 25. 在配置有通道的计算机系统中,试利用 UCB、 CUCB、 CCB找出从主存到设备的一条 可用通路根据所请求的 I/O 设备,由系统状态表可找到该设备的 UCB,再由 UCB 的 “与此 设备相连的控制器表 “项找到 CUCB,再由 CUCB的 “与此控制器相连的通道表 “ 找到 CCB,从 而可能构成一条从主存到 I/O 设备的通路。如果有一条可用通路,则在 UCB、 CUCB、 CCB中 将进程名登记在 “正在使用该设备 “的状态表目内; 如果暂时没有一条可用通路, 则进行排队 等候。 26. 试给出两种 I/O 调度算法 ①先来先服务。 ②优先级高者优先。 并说明为什么在 I/O 调度中不能采用时间片轮转法 在进程调度中通常采用时间片轮转法, 但这种方法不适合 I/O 调度。因为 I/O 操作有一特点,即一个通道程序一经启动便一直进行下去直至完成,在它完 成之前,不会产生中断。 27. 试画出在单通路 I/O 系统中为进程分配一台 I/O 设备的流程图( P72) ①分配设备 ②分配控制器③分配通道。 第三章 网络操作系统的通信 1. 什么叫同步相互合作的两个进程之间需要在某个(些)确定点协调它们的工作, 一个进程到达了该点后, 除非另一进程已经完成了某些操作, 否则就不得不停下来, 等待这 些操作的完成。 这就是进程间的同步。 什么叫互斥 两个进程由于不能同时使用同一临界资 源,只能在一个进程使用完了, 另一进程才能使用,这种现象称为进程间的互斥。 试举例说 明进程间同步和互斥的区别 ①同步的主要特征是 一个进程在某一点上等待另一进程提供 信息,两进程之间存在直接制约关系,其表现形式为进程 -进程。②互斥的主要特征是争用 资源,两进程间存在间接制约关系,其表现形式是进程 -资源 -进程。 2. 试给出 P、 V 操作的定义 P、 V 操作是定义在信号量 S上的两个操作,其定义如下 P( S) ① S S-1; ② 若 S≥ 0,则调用 P( S)的进程继续运行; ③ 若 S< 0,则调用 P( S)的进程被阻塞,并把它插入到等待信号量 S的阻塞队列中。 V( S) ① S S1; ② 若 S> 0,则调用 V( S)的进程继续运行; ③ 若 S≤ 0,则从等待信号量 S的阻塞队列中唤醒头一个进程,然后调用 V( S)的进程 继续运行。 如何利用 P、 V 操作实现进程间的互斥 P、 V 操作是解决同步与互斥问题的有力工具。 为解决互斥问题,应采取如下步骤首先根据给定问题的描述,列出各进程要执行的程序。 其次,设置信号量。互斥问题中,在临界区前面加 P( S) ,临界区后面加 V( S) 。最后确定 信号量的初值。 在互斥问题中, 信号量通常取为互斥资源的个数。 并说明信号量的物理意义 信号量 S> 0 时, S 的数值表示某类可用资源的数目,执行 P 操作意味着申请分配一个单位 的资源;当 S≤ 0 时,表示无资源可用,此时 S的绝对值表示信号量 S 的阻塞队列中的进程 数。执行 V 操作意味着释放一个单位的资源。 3. 如何利用 P、 V 操作实现进程间的同步 P、 V 操作是解决同步与互斥问题的有力工 具。为解决同步问题,应采取如下步骤 首先根据给定问题的描述,列出各进程要执行的程 序。 其次, 设置信号量。 同步问题中有几个同步点就设置几个信号量, 等待的地方加 P( S) , 发信号(解除等待)的地方加 V( S) 。最后确定信号量的初值。在同步问题中,信号量的初 值一般取 0.在同步和互斥中, 信号量初值的设置有何不同 在同步问题中, 信号量的初值一 般取为 0,在互斥问题中,信号量通常取为互斥资源的个数。 4. 高级通信原语有何优点能够实现在进程之间传递大量的信息。在消息缓冲通信方 式中, 发送原语和接收原语的主要功能是什么 发送原语的作用 将欲发送的消息从发送区 复制到消息缓冲区, 并把它挂起在接收进程的消息缓冲队列末尾。 如果该接收进程因等待消 息而处于阻塞状态, 则将其唤醒。 接收原语的作用 把发送者发来的消息从消息缓冲区复制 到接收区, 然后将消息缓冲区从消息队列中消去, 如果没有消息可以接收, 则进入阻塞状态。 5. 什么是信箱信箱用于存放信件,而信件是一个进程发送给另一进程的消息。信箱 的数据结构信箱头和信箱体。 信箱头是信箱的描述部分,信箱体由若干格子组成,每个格 子可存放一个信件。信箱头包括的信息①信箱名②信箱大小③已存信件数④空的格子数。 如何用信箱实现两个进程之间的通信进程 A 想向进程 B 发送消息前,先把消息组成一封 信件,然后调用 send 原语向进程 B 发送信件,并将信件投入进程 B 的信箱中。进程 B 为得 到进程 A 的消息,只要调用 receive 原语就可以从信箱中索取来自进程 A 的信件。这就完成 了一次进程 A 到进程 B 的通信过程。 6. 在网络操作系统中,为什么要采用消息传递的通信机制基于共享变量的通信方式 适用于网络中各节点内部诸进程之间的通信, 而基于消息传递的通信方式适用于网络中各节 点之间的进程通信。 在消息传递的通信机制中有哪些通信方式 ①通信原语②远程过程调用 ③组通信。 7. 什么是同步原语当一个进程调用一个 send 原语时,在消息开始发送后,发送进程 便处于阻塞状态,直至消息完全发送完毕, send 原语的后继语句才能继续执行。当一个进 程调用一个 receive 原语时,并不立即返回控制,而是等到把消息实际接收下来,并把它放 入指定的接收区, 才返回控制, 继续执行该原语的后继指令。 在这段时间它一直处于阻塞状 态。上述的 send 和 receive 被称为同步通信原语或阻塞通信原语。异步原语发送进程在调 用 send 原语后,并不进入阻塞状态,它不等消息发送完就继续执行其后继语句。在使用异 步通信原语时, 发送者在消息发送完成前为什么不能使用缓冲区 因为倘若发送进程在消息 发送完成之前, 即在消息发送期间使用或修改原来的缓冲区, 将会造成错误。 如何解决有 两种办法(应采用异步原语) ①采用带拷贝的非阻塞原语,即让内核把消息拷贝到内核缓 冲区, 允许调用进程继续运行。 ②带中断的非阻塞发送, 即当消息发送完成后,中断发送进 程,通知发送进程此时缓冲区可用。 8. 在进程间通信如何保证消息不会丢失 为了保证消息被对方收到, 可采用可靠原语。 具体作法是 客户向服务器方发一请求后, 服务器对这一请求, 由其内核向客户内核返回一 个确认 ACK,当客户内核收到这一消息后,就唤醒客户进程。在客户与服务器之间的请求 / 应答共需四个消息 ①从客户向服务器的请求②从服务器内核向客户内核返回一个确认③从 服务器到客户的应答④从客户的内核向服务器内核返回一个确认。 9. 远程过程调用在网络或分布式系统中,设有任意两个节点 A、 B,节点 A 上的进程 调用节点 B 上的一个进程时,节点 A 上的进程被挂起,在节点 B 上执行被调用的过程,消 息以参数的形式从调用进程传送到被调用进程, 并将被调用过程执行的结果返回给调用进程。 这种通信方式称为远程过程调用。 其基本原理是什么 允许某一节点上的程序调用其他节点 上的过程或函数。例如节点机 A 上的进程调用节点机 B 上的过程,节点机 A 的调用进程被 挂起, 在节点机 B 上执行被调用过程。 消息以参数的形式从调用过程传到被调用过程, 被调 用过程执行的结果再返回给调用过程。 对程序员来说, 他看不到消息传递过程和 I/O 处理过 程。 10. RPC的透明性指的是什么指的是要使得远程过程调用尽可能像本地调用一样。调 用过程应该不知道被调用过程是在另外一台计算机上执行, 反过来也是如此, 被调用过程也 不应该知道是由哪个机器上的进程调用的。 如何保证这一透明性 远程过程调用为实现其透 明性,在客户机上设置一个客户代理,同样在服务器机上设置一个服务器代理。 11. 简述远程过程调用的步骤①客户过程以通常方式调用客户代理。②客户代理构造 一个消息并陷入内核。 ③本地内核发送消息给远程内核。 ④远程内核把消息送给服务器代理。 ⑤服务器代理从消息包中取出参数并调用服务器。 ⑥服务器完成相应的服务, 将结果送给服 务代理。 ⑦服务代理将结果打包形成一个消息并陷入内核。 ⑧远程内核发送消息给客户机内 核。⑨客户机内核把消息传送给客户代理。⑩客户代理取出结果,返回给客户的调用程序。 并以实例说明。 12. 试说明远程过程调用的优缺点优点格式化好、使用方便、透明性好;缺点缺 乏灵活性。 在具体实现上尚有哪些难点需要解决 ①远程过程调用的参数在系统内不同机型 之间的通用能力有所不足。 ②缺乏在一次调用过程中多次接收返回结果的能力。 ③远程过程 调用缺乏传送大量数据的能力。 13. 什么叫组通信在网络系统中,一个相互作用的进程集合称为组。一个发送者在一次操 作中将一个消息发送给多个接收者的通信, 称为组通信。 它应用于何种场合 在网络系统中 可以采用组通信方式。 组通信的主要特征是 当一个消息发送给这个组时, 该组的所有成员 都可以接收,组通信具有 “一对多 “的形式,即一个发送者,多个接收者。组通信的实现组 通信的实现在很大程度上依赖于硬件。 在一些网络系统中, 可以为组指定一个特殊的网络地 址。可采用多播式、广播式、单播式。 第四章 网络系统中的资源共享 1. 什么是用户账号定义了工作站上的一个用户,它包括用户名、口令、组所属关系 和一些权限列表。 用户名表示工作站内和网络上的用户别名。 用户组账号 组是一个包含一 组用户或成员的账户, 这些成员或用户享有相似的权限。 它们之间的关系 分组是按用户对 网络的访问需求将所有用户分成逻辑上的若干组。 用户基于用户组获得必要的资源访问许可 权。 每个用户组成员都享有所在用户组的资源访问权限。 每个用户可能是几个不同的用户组 的成员。 2. 网络操作系统的资源管理主要包含那些部分 ①硬件资源②文件和目录③网络打印。 3. 硬盘资源的共享主要分为哪几种形式①以虚拟软盘方式实现硬盘共享②以文件服 务方式进行硬盘共享。 为了实现硬盘的共享, 共享硬盘的软件必须具有的功能 ①用户管理。 ②盘卷管理。③安装管理。④信号量管理。 4. 网络文件系统有哪几种实现方法①对等方式。特点在网络中的每个系统中都配 置有自己的文件系统, 每个系统都允许其他系统访问自己的文件系统, 基于这种方式实现的 文件系统称为分布式文件系统。②客户 /服务器方式。特点在每个用户的系统中,都有自 己的文件系统,管理本地文件的访问;共享文件保留在文件服务器中。 5. 在网络环境下,可采用哪几种文件和数据的共享方式①数据移动共享方式②计算 移动共享方式。 6. 什么是文件服务器网络中最为重要的服务器,配有大容量磁盘存储器和内部存储 器,配有一块或多块网络接口卡。其主要功能为向用户提供网络信息; 实施文件管理; 用户 访问控制。 7. 共享打印服务主要有哪几种实现方法①客户服务器方式。特点在共享硬盘的基 础上,配置共享打印软件,网络操作系统为用户提供共享打印服务。②对等方式。特点在 网

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