【正文】 程序直接I/O控制方式介紹：當(dāng)用戶進(jìn)程需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，有處理機(jī)向設(shè)備控制器發(fā)出一條I/O指令啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行輸入。 (2)在進(jìn)程發(fā)出指令啟動(dòng)設(shè)備之后，該進(jìn)程放棄處理機(jī)，等待輸入完成。但由于I/O控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器裝滿數(shù)據(jù)后會(huì)發(fā)出中斷且數(shù)據(jù)緩沖寄存器通常較小，因此在一次數(shù)據(jù)傳送過程中發(fā)生中斷次數(shù)較多而好去大量CPU時(shí)間；如果系統(tǒng)配置的外設(shè)數(shù)目較多，切都以中斷方式進(jìn)行并行操作，則可能好去大量CPU時(shí)間或因CPU來不及處理而造成數(shù)據(jù)丟失。通道控制方式：工作特點(diǎn)： I/O通道是一個(gè)特殊的專用CPU，能執(zhí)行與設(shè)備密切相關(guān)的指令，但通道沒有自己的內(nèi)存； 在設(shè)置通道后，CPU只需要向通道發(fā)出一條I/O指令，就可轉(zhuǎn)向其他任務(wù)。(4)在以后的某個(gè)時(shí)刻，存單元取出數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理進(jìn)程調(diào)度程序選中提出請(qǐng)求輸入的進(jìn)程，該進(jìn)程從指定的內(nèi)存單元取出數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理3. 1）簡述設(shè)備緩沖的主要作用；設(shè)備緩沖是計(jì)算機(jī)系在各個(gè)層次都廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)，在設(shè)備管理時(shí)更是如此。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)處理完后，若第二個(gè)緩沖區(qū)己填滿，則處理機(jī)又可以從第二個(gè)緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而輸入設(shè)備又可以裝填第一個(gè)緩沖區(qū)。公共緩沖池： 三種類型緩沖區(qū)及隊(duì)列空閑緩沖區(qū)，所用這類緩沖區(qū)被鏈接在一起，構(gòu)成emq隊(duì)列。使用方法：在進(jìn)行寫打印機(jī)操作之前，必須以獨(dú)占方式申請(qǐng)打印機(jī)，否則如果有其他并發(fā)進(jìn)程使用同一打印機(jī)，打印紙上會(huì)交替出現(xiàn)不同打印文件的字符行，從而影響輸出效果。通過規(guī)范它們的接口調(diào)用方式，上層（與設(shè)備無關(guān)I/O軟件）可調(diào)用這個(gè)容器中的子例程完成針對(duì)設(shè)備的各種I/O操作。進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。少數(shù)情況下，由于操作沒有任何延遲，驅(qū)動(dòng)程序無需阻塞。 每個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序只能處理一種設(shè)備或一類差別很小的兼容設(shè)備。獨(dú)占設(shè)備定義：在申請(qǐng)?jiān)O(shè)備時(shí)，如果設(shè)備空閑，就將其獨(dú)占，不再允許其他進(jìn)程申請(qǐng)使用，一直等到該設(shè)備被釋放，才允許被其他進(jìn)程申請(qǐng)使用。當(dāng)運(yùn)行進(jìn)程要數(shù)據(jù)時(shí)，從環(huán)形緩沖中取一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，并從此緩沖區(qū)中提取數(shù)據(jù)，out指針指向可以提取數(shù)據(jù)的第一個(gè)滿緩沖區(qū)。 雙緩沖可以提高處理機(jī)與設(shè)備的并行操作程度。(3)若數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，則向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。特點(diǎn)：與中斷方式相比，DMA方式是在一批數(shù)據(jù)傳送完成后中斷CPU，從而大大減少了CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)，且DMA方式下地?cái)?shù)據(jù)傳送是在DMA控制器控制下完成的。 (4)在以后的某個(gè)時(shí)刻，進(jìn)程調(diào)度程序選中提出請(qǐng)求輸入的進(jìn)程，該進(jìn)程從約定的內(nèi)存單元中取出數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理。以中斷驅(qū)動(dòng)控制I/O方式從設(shè)備讀數(shù)據(jù)介紹：在中斷方式下，數(shù)據(jù)的輸入按如下步驟操作: (1)首先，需要數(shù)據(jù)的進(jìn)程通過CPU發(fā)出啟動(dòng)指令啟動(dòng)外設(shè)輸入數(shù)據(jù)。地址識(shí)別：每個(gè)設(shè)備有一個(gè)地址；設(shè)備控制器中的接口寄存器也有地址。輸入設(shè)備，指計(jì)算機(jī)“感受”外界的設(shè)備，包括鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)字化儀、觸摸屏……輸出設(shè)備：可計(jì)算機(jī)“影響”、“控制”外界的設(shè)備，如顯示器、各種CRT終端和各種硬拷貝設(shè)備類（打印機(jī)、繪圖儀……）按傳輸速率分類低速設(shè)備：幾個(gè)～幾百字節(jié)/S中速設(shè)備：比低速設(shè)備快3個(gè)兩級(jí)左右；高速設(shè)備：比低速設(shè)備快5個(gè)兩級(jí)左右；按信息交換單位分類字符設(shè)備(CHAR DEVICE)：信息存取以字節(jié)為單位、且不可尋址的中低速順序設(shè)備。 進(jìn)程推進(jìn)的順序非法產(chǎn)生死鎖的必要條件：（1）互斥條件（Mutual exclusion）（2）請(qǐng)求和保存條件（保持了至少一個(gè)資源，又提出了新的請(qǐng)求）Hold and Wait（3）不可剝奪條件（No preemption）（4）環(huán)路等待條件（Circular waiting）一次性分配：在進(jìn)程運(yùn)行前，一次性的給進(jìn)程分配其所需的所有資源。組織結(jié)構(gòu)、主要核心模塊：隊(duì)列器（Enquener）。void receive(int q, message * b) { j= getpid()。 //把m復(fù)制到 msg_i = getpid()。 //消息隊(duì)列的首指針mutex 。由于進(jìn)程同步鎖交換的信息量較少且效率較低，因此稱之為低級(jí)的進(jìn)程通信方式，相應(yīng)的也將P、V原語稱為低級(jí)通信原語。按信息傳遞工作區(qū)的位置及組織方式不同,可將它進(jìn)一步分為:共享存儲(chǔ)區(qū)、管道和消息機(jī)制。 P(Fork[(i+1) mod 5)。 V(mutex)。 V(mutex)。 fork(proc_B,0)。 pute B1。用信號(hào)量解決基本同步問題：proc_A { while (1) { pute A1。=====================這部分是注解：semaphore mutex=1。 } }void V (semaphore s) //signal(semaphore s) // V操作定義{ ++。}用上面所列出的算法語句，沒有辦法實(shí)現(xiàn)【有限等待】和【讓權(quán)等待】，但通過改進(jìn)的方式和引入新的算法或許可以利用這四種方法實(shí)現(xiàn)【有限等待】和【讓權(quán)等待】4. 理解信號(hào)量的概念、定義和分類；理解具有睡眠等待機(jī)制的信號(hào)量實(shí)現(xiàn)算法。進(jìn)程的其他代碼；4）硬件指令SWAP功能描述：Swap(Boolean *a, boolean *b){Boolean temp。……………}3）硬件指令TS:TS 功能描述：Boolean TS（boolean *lock）{Boolean old。Lock=false。 　　如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象若不同進(jìn)程訪問相同臨界資源R1，它們?cè)L問臨界資源R1的代碼一定相同嗎？不一定，例如相同的循環(huán)，可以采用i++或者使用i它們控制進(jìn)入訪問臨界資源R1代碼區(qū)的同步代碼一定相同嗎？一定相同同步原則：忙碌等待（必須）：對(duì)已有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，其他試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程立即進(jìn)入臨界區(qū)。 　　 AfxBeginThread(ThreadProc11, NULL)。 i++) 　　 { 　 　g_cArray[10 i 1] = b。 　　 Sleep(1)。 　　// 對(duì)共享資源進(jìn)行寫入(不是讀寫，)操作 // 離開臨界區(qū)2. 什么是臨界區(qū)？每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)（Critical Section）（臨界資源是一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的共享資源）請(qǐng)說明臨界區(qū)的代碼模式、同步原則。改進(jìn)的時(shí)鐘算法（結(jié)合訪問位A和修改位M）252。試針對(duì)如下的該進(jìn)程相關(guān)頁面引用順序；7, 0, 1, 2, 0, 3, 0, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 0, 1分別計(jì)算采用OPT、FIFO和LRU三種算法時(shí)的缺頁率。雖然比固定內(nèi)存的局部置換好一些，但是固定的內(nèi)存限制了整個(gè)置換的效果。l 增加對(duì)物理頁框的管理，以支持更有效的頁面調(diào)度和工作集管理 (軟件擴(kuò)展)l 增加頁框狀態(tài)描述數(shù)據(jù)庫，該庫可直接存儲(chǔ)在相關(guān)頁框中。n 在程序執(zhí)行過程中，如需訪問尚未在內(nèi)存的邏輯地址單元(缺頁或缺段)，則OS通過相應(yīng)機(jī)制將所缺頁(段)裝入內(nèi)存消除缺頁(段)故障。段式分配與管理的基本思想（地址變換機(jī)制）：l 按程序中的自然分段特性來劃分邏輯空間，形成二維地址空間。由于頁表是存放在內(nèi)存中的，CPU每存取一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)，都要兩次訪問內(nèi)存，第一次訪問內(nèi)存中的頁表，以得到指令或數(shù)據(jù)所在頁對(duì)應(yīng)的內(nèi)存塊號(hào)；第二次才可以根據(jù)物理地址存取指令或數(shù)據(jù)，這使得計(jì)算機(jī)的處理速度降低了近1/2。 FBC[i].addr= FBC[i].addr+x。} while ( FBC[i].size!=0 amp。 y=avail[i].sizex。i++。 } return x。ij。 i=1。 return 0 。2. 若采用首次適應(yīng)策略和FBC進(jìn)行空閑分區(qū)管理的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配描述算法。線程創(chuàng)建的基本過程：n 創(chuàng)建/初始化ETHREAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并處理好與EPROCESS的關(guān)系。c) 調(diào)度切換：同一進(jìn)程中的線程上下文切換比進(jìn)程上下文切換快得多。 根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)，從PCB隊(duì)列中檢索出該進(jìn)程PCB，從中讀出進(jìn)程狀態(tài)；252。 為新進(jìn)程分配資源216。一個(gè)已被掛起的進(jìn)程，它的PCB是否會(huì)被交換到外存？ PCB被保存在系統(tǒng)空間可交換區(qū)、系統(tǒng)空間不可交換區(qū)，還是進(jìn)程用戶空間？1）PCB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要屬性域及作用：PCB是操作系統(tǒng)內(nèi)核中一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要表示進(jìn)程狀態(tài)，是在系統(tǒng)空間不可交換區(qū)中。l 進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的、暫時(shí)的，是程序的一次執(zhí)行，通常不能在計(jì)算機(jī)之間遷移。2）多任務(wù)OS環(huán)境下的多道程序并發(fā)執(zhí)行:多道程序并發(fā)執(zhí)行情況示例本例中，程序片段S1與S2可并發(fā)執(zhí)行并發(fā)可有效提高系統(tǒng)的吞吐量多道程序并發(fā)執(zhí)行的特征：n 間斷性（切換執(zhí)行）n 失去封閉性（共享系統(tǒng)的資源）n 結(jié)果不可再現(xiàn)性為有效管理和調(diào)度多道并發(fā)執(zhí)行程序須引入可完整描述每道執(zhí)行中程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該思想逐步進(jìn)化完善232。l 裝有OS的計(jì)算機(jī)極大地?cái)U(kuò)展了原有計(jì)算機(jī)的功能。l 特征：多道性、無序性和調(diào)度性l 優(yōu)缺點(diǎn)及需要解決的問題 分時(shí)OS:分時(shí)操作系統(tǒng)形成和發(fā)展的動(dòng)力 :l 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；共享或充分利用主機(jī)；便于用戶上機(jī) 分時(shí)OS實(shí)現(xiàn)要解決的關(guān)鍵問題 :l 及時(shí)接受l 多路卡；每個(gè)終端配備可暫存用戶命令的緩沖區(qū)l 及時(shí)處理l 所有用戶作業(yè)要直接進(jìn)入內(nèi)存；l 每個(gè)用戶（作業(yè)）應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)處理的“時(shí)間片”； 分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 l 單道分時(shí)處理系統(tǒng) l 具有“前臺(tái)”和“后臺(tái)”的分時(shí)系統(tǒng) l 支持多道程序設(shè)計(jì)的分時(shí)系統(tǒng) 特征 ：l 多路性、獨(dú)立性和交互性；實(shí)時(shí)OS：實(shí)時(shí)OS的引入目的（主要應(yīng)用領(lǐng)域） 1)實(shí)時(shí)控制 l 實(shí)時(shí)信息處理――要求對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)處理 2)實(shí)時(shí)任務(wù)的類型l 按是否有周期性劃分；l 按截止時(shí)間要求嚴(yán)格與否劃分（硬、軟任務(wù)）；3)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的基本特征 l 具有多路性、獨(dú)立性、交互性、及時(shí)性和可靠性等特征. 補(bǔ)充題：試從交互性、及時(shí)性和可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較。c) 文件操作管理：實(shí)現(xiàn)文件的基本操作，包括打開、關(guān)閉、讀、寫等。6) 當(dāng)前指令指針指向的內(nèi)存中程序，被認(rèn)為擁有機(jī)器控制權(quán)。諾依曼計(jì)算機(jī)工作模型？馮1) 定義：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)軟件；a) 是一些具有如下功能的程序模塊的集合；b) 能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源c) 能合理組織計(jì)算機(jī)的工作流程，控制程序的執(zhí)行；d) 能透明地向用戶提供各種服務(wù)功能，使用戶能夠靈活、方便地使用計(jì)算機(jī)，使整個(gè) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行。單道批處理OS:單道批處理系統(tǒng)l 監(jiān)督程序l 駐留內(nèi)存；l 自動(dòng)加載外部作業(yè)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)、不間斷連續(xù)運(yùn)行l(wèi) 但當(dāng)當(dāng)前執(zhí)行程序有I/O服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，CPU仍要空閑特征：自動(dòng)性、順序性和單道性 多道批處理OS：多道批處理系統(tǒng)多道程序設(shè)計(jì)技術(shù) l 用戶提交作業(yè)先在外存排隊(duì)，然后由作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從隊(duì)列中選擇若干作業(yè)載入內(nèi)存，并允許它們并發(fā)（交替）執(zhí)行。（2）從及時(shí)性方面來看，在分時(shí)系統(tǒng)中它指的是系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是以人能夠接受的等待時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)的，一般為23秒；而在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中則是以控制過程或信息處理中能夠接受的延遲為準(zhǔn)，往往是秒級(jí)、百毫秒級(jí)甚至毫秒級(jí)或更低，是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。2) 資源觀點(diǎn)：l 是目前對(duì)OS描述的主要觀點(diǎn)，是一種對(duì)OS功能位置由底向上的觀察的觀點(diǎn)。提示：進(jìn)程是現(xiàn)代OS最重要的概念之一，是為了能有效管理（正在被并發(fā)執(zhí)行的）每道程序而必須引入的特別概念，或特別數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。l 進(jìn)程是一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立分配資源的和獨(dú)立接受調(diào)度的基本單位。5. 什么是進(jìn)程的運(yùn)行、就緒、阻塞和掛起狀態(tài)？試描述進(jìn)程的五狀態(tài)、七狀態(tài)轉(zhuǎn)移變化圖。 加載并映射新進(jìn)程映像到進(jìn)程用戶空間，包括分配部分物理內(nèi)存頁；216。 若還有子孫進(jìn)程，還應(yīng)將它們終止或過繼；252。 3）線程不可以參與資源分配：n 一個(gè)進(jìn)程內(nèi)可容納多個(gè)線程。n 進(jìn)一步設(shè)置目標(biāo)線程的KTHREAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括：n 設(shè)定新線程在用戶空間執(zhí)行入口始址。 i=1。 if (y=delt) { FBC[i].size= y。amp。 return 0 。 i=1。ij。 } return x。 if (FBC[i].size ==0) {p=null。頁式分配管理的基本思想：n 進(jìn)程使用線性邏輯地址LA(32位、一維、連續(xù))n OS透明地將線性地址分頁，n 即將32位地址劃分為兩段:p=[LA/頁大小]。如果在快表中未找到對(duì)應(yīng)的頁號(hào)，則仍需訪問內(nèi)存中的頁表來進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，同時(shí)還必須將得到的頁表項(xiàng)與頁號(hào)一起裝入到快表中，若快表已滿，則還需根據(jù)置換算法淘汰某個(gè)快表項(xiàng)，已裝入新內(nèi)容。l 程序加載時(shí)，OS為所有的