【正文】 要設(shè)計(jì)問題。SMP：內(nèi)核可以在任何處理器上執(zhí)行，并且通常是每個處理器從可用的進(jìn)程或線程池中進(jìn)行各自的調(diào)度工作。MIMD：一組處理器同時在不同的數(shù)據(jù)集上執(zhí)行不同的指令序列。SIMD：一個機(jī)器指令控制許多處理部件步伐一致地同時執(zhí)行。Jacketing通過調(diào)用一個應(yīng)用級的I/O例程來檢查I/O設(shè)備的狀態(tài)，從而將一個產(chǎn)生阻塞的系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)化為一個不產(chǎn)生阻塞的系統(tǒng)調(diào)用。內(nèi)核一次只把一個進(jìn)程分配給一個處理器，因此一次進(jìn)程中只能有一個線程可以執(zhí)行。因此，當(dāng)用戶級線程執(zhí)行一個系統(tǒng)調(diào)用時，不僅這個線程會被阻塞，進(jìn)程中的所有線程都會被阻塞。 列出用戶級線程相對于內(nèi)核級線程的兩個缺點(diǎn)。，不需要對底層內(nèi)核進(jìn)行修改以支持用戶級線程。一個應(yīng)用程序可能傾向于簡單的輪詢調(diào)度算法，而另一個應(yīng)用程序可能傾向于基于優(yōu)先級的調(diào)度算法。，線程切換不需要內(nèi)核模式的特權(quán)，因此，進(jìn)程不需要為了線程管理而切換到內(nèi)核模式，這節(jié)省了在兩種模式間進(jìn)行切換（從用戶模式到內(nèi)核模式；從內(nèi)核模式返回用戶模式）的開銷。 哪些資源通常被一個進(jìn)程中的所有線程共享？例如地址空間，文件資源，執(zhí)行特權(quán)等。 給出在單用戶多處理系統(tǒng)中使用線程的四個例子。包含的狀態(tài)信息更少。進(jìn)程控制信息：調(diào)度和狀態(tài)信息主要處于線程級；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在兩級都可出現(xiàn)；進(jìn)程間通信和線程間通信都可以得到支持；特權(quán)在兩級都可以存在；存儲管理通常在進(jìn)程級；資源信息通常也在進(jìn)程級。：進(jìn)程標(biāo)識：進(jìn)程必須被標(biāo)識，而進(jìn)程中的每一個線程也必須有自己的ID。第4章 線程、對稱多處理和微內(nèi)核 。發(fā)生進(jìn)程切換時，一個正在執(zhí)行的進(jìn)程被中斷，操作系統(tǒng)指定另一個進(jìn)程為運(yùn)行態(tài)。時鐘終端，I/O終端，內(nèi)存失效。陷阱與當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程所產(chǎn)生的錯誤或異常條件相關(guān)，如非法的文件訪問。而在內(nèi)核模式下則沒有這些限制，從而使它能夠完成其功能。 為什么需要兩種模式（用戶模式和內(nèi)核模式）？用戶模式下可以執(zhí)行的指令和訪問的內(nèi)存區(qū)域都受到限制。 列出進(jìn)程控制塊中的三類信息。，否則進(jìn)程無法從這個狀態(tài)中轉(zhuǎn)移。如果是，阻塞條件不依賴于掛起條件，阻塞事件的發(fā)生不會使進(jìn)程立即被執(zhí)行。為適應(yīng)這種2*2的組合，需要兩個阻塞態(tài)和兩個掛起態(tài)。當(dāng)主存中沒有處于就緒態(tài)的進(jìn)程時，操作系統(tǒng)就把一個阻塞的進(jìn)程換出到磁盤中的掛起隊(duì)列，從而使另一個進(jìn)程可以進(jìn)入主存執(zhí)行。 搶占一個進(jìn)程是什么意思？處理器為了執(zhí)行另外的進(jìn)程而終止當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程，這就叫進(jìn)程搶占。新建態(tài)：剛剛創(chuàng)建的進(jìn)程，操作系統(tǒng)還沒有把它加入到可執(zhí)行進(jìn)程組中。就緒態(tài)：進(jìn)程做好了準(zhǔn)備，只要有機(jī)會就開始執(zhí)行。（） ，請簡單定義每個狀態(tài)。第3章 進(jìn)程描述和控制 什么是指令跟蹤？指令跟蹤是指為該進(jìn)程而執(zhí)行的指令序列。微內(nèi)核是一個小的有特權(quán)的操作系統(tǒng)內(nèi)核，只提供包括進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、和進(jìn)程間通信等基本功能，要依靠其他進(jìn)程擔(dān)當(dāng)起和操作系統(tǒng)內(nèi)核聯(lián)系作用。內(nèi)核的所有功能成分都能夠訪問它的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序。 解釋單體內(nèi)核和微內(nèi)核的區(qū)別。輪循調(diào)度是一種調(diào)度算法，所有的進(jìn)程存放在一個環(huán)形隊(duì)列中并按固定循序依次激活。實(shí)地址指的是主存中的地址。 解釋實(shí)地址和虛地址的區(qū)別。自動分配和管理：程序應(yīng)該根據(jù)需要在存儲層次間動態(tài)的分配，分配對程序員是透明的。 列出并簡要介紹操作系統(tǒng)的五種典型存儲管理職責(zé)。上下文包括操作系統(tǒng)管理進(jìn)程以及處理器正確執(zhí)行進(jìn)程所需要的所有信息，包括各種處理器寄存器的內(nèi)容，如程序計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)寄存器。 操作系統(tǒng)是怎么使用進(jìn)程上下文的？執(zhí)行上下文又稱為進(jìn)程狀態(tài)，是操作系統(tǒng)用來管理和控制所需的內(nèi)部數(shù)據(jù)。 什么是多道程序設(shè)計(jì)？多道程序設(shè)計(jì)是一種處理操作，它在兩個或多個程序間交錯處理每個進(jìn)程。擴(kuò)展的能力：在構(gòu)造操作系統(tǒng)時，應(yīng)該允許在不妨礙服務(wù)的前提下有效地開發(fā)、測試和引進(jìn)新的系統(tǒng)功能。第2章 操作系統(tǒng)概述 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三個目標(biāo)是什么？方便：操作系統(tǒng)使計(jì)算機(jī)更易于使用。 開發(fā)空間局部性和時間局部性的策略是什么？空間局部性的開發(fā)是利用更大的緩沖塊并且在存儲器控制邏輯中加入預(yù)處理機(jī)制。 空間局部性和臨時局部性間的區(qū)別是什么？空間局部性是指最近被訪問的元素的周圍的元素在不久的將來可能會被訪問。直接存儲訪問：DMA模塊控制主存與I/O模塊間的數(shù)據(jù)交換。如果它對于進(jìn)程等待I/O的完成來說是不必要的，可能是由于后續(xù)指令處于相同的進(jìn)程中?？删幊蘄/O：當(dāng)處理器正在執(zhí)行程序并遇到與I/O相關(guān)的指令時，它給相應(yīng)的I/O模塊發(fā)布命令（用以執(zhí)行這個指令）；在進(jìn)一步的動作之前，處理器處于繁忙的等待中，直到該操作已經(jīng)完成。 什么是高速緩沖存儲器？高速緩沖存儲器是比主存小而快的存儲器，用以協(xié)調(diào)主存跟處理器，作為最近儲存地址的緩沖區(qū)。第二種方法是定義中斷優(yōu)先級，允許高優(yōu)先級的中斷打斷低優(yōu)先級的中斷處理器的運(yùn)行。 多中斷的處理方式是什么？處理多中斷有兩種方法?？刂疲耗承┲噶羁梢愿淖儓?zhí)行順序。處理器－I/O：通過處理器和I/O模塊間的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)可以輸出到外部設(shè)備，或者從外部設(shè)備輸入數(shù)據(jù)。控制和狀態(tài)寄存器：用以控制處理器的操作，且主要被具有特權(quán)的操作系統(tǒng)例程使用，以控制程序的執(zhí)行。對高級語言而言，由優(yōu)化編譯器負(fù)責(zé)決定把哪些變量應(yīng)該分配給主存儲器。 定義處理器寄存器的兩種主要類別。操作系統(tǒng)精髓與設(shè)計(jì)原理課后答案第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 列出并簡要地定義計(jì)算機(jī)的四個主要組成部分。主存儲器，存儲數(shù)據(jù)和程序；算術(shù)邏輯單元，能處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)；控制單元，解讀存儲器中的指令并且使他們得到執(zhí)行；輸入/輸出設(shè)備，由控制單元管理。用戶可見寄存器：優(yōu)先使用這些寄存器，可以使機(jī)器語言或者匯編語言的程序員減少對主存儲器的訪問次數(shù)。一些高級語言，如C語言，允許程序言建議編譯器把哪些變量保存在寄存器中。 一般而言，一條機(jī)器指令能指定的四種不同操作是什么？處理器－寄存器：數(shù)據(jù)可以從處理器傳送到存儲器，或者從存儲器傳送到處理器。數(shù)據(jù)處理：處理器可以執(zhí)行很多關(guān)于數(shù)據(jù)的算術(shù)操作或邏輯操作。 什么是中斷？中斷：其他模塊（I/O，存儲器）中斷處理器正常處理過程的機(jī)制。第一種方法是當(dāng)正在處理一個中斷時，禁止再發(fā)生中斷。 內(nèi)存層次的各個元素間的特征是什么？存儲器的三個重要特性是：價格，容量和訪問時間。 列出并簡要地定義I/O操作的三種技術(shù)。中斷驅(qū)動I/O：當(dāng)處理器正在執(zhí)行程序并遇到與I/O相關(guān)的指令時，它給相應(yīng)的I/O模塊發(fā)布命令，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)指令，直到后者完成，它將被I/O模塊中斷。否則，此進(jìn)程在中斷之前將被掛起，其他工作將被執(zhí)行。處理器向DMA模塊發(fā)送一個傳送數(shù)據(jù)塊的請求，（處理器）只有當(dāng)整個數(shù)據(jù)塊傳送完畢后才會被中斷。臨時局部性（即時間局部性）是指最近被訪問的元素在不久的將來可能會被再次訪問。時間局部性的開發(fā)是利用在高速緩沖存儲器中保留最近使用的指令及數(shù)據(jù)，并且定義緩沖存儲的優(yōu)先級。有效：操作系統(tǒng)允許以更有效的方式使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。 什么是操作系統(tǒng)的內(nèi)核？內(nèi)核是操作系統(tǒng)最常使用的部分，它存在于主存中并在特權(quán)模式下運(yùn)行，響應(yīng)進(jìn)程調(diào)度和設(shè)備中斷。 什么是進(jìn)程？進(jìn)程是一個正在執(zhí)行的程序，它被操作系統(tǒng)控制和選擇。這種內(nèi)部信息和進(jìn)程是分開的，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)信息不允許被進(jìn)程直接訪問。它還包括操作系統(tǒng)使用的信息，如進(jìn)程優(yōu)先級以及進(jìn)程是否在等待特定I/O事件的完成。進(jìn)程隔離：操作系統(tǒng)必須保護(hù)獨(dú)立的進(jìn)程，防止互相干涉數(shù)據(jù)和存儲空間。因此，程序員無需關(guān)心與存儲限制有關(guān)的問題，操作系統(tǒng)有效的實(shí)現(xiàn)分配問題，可以僅在需要時才給作業(yè)分配存儲空間。虛地址指的是存在于虛擬內(nèi)存中的地址，它有時候在磁盤中有時候在主存中。 描述輪循調(diào)度技術(shù)。因?yàn)榈却恍┦录ɡ纾旱却粋€子進(jìn)程或一個I/O操作）的發(fā)生而不能被處理的進(jìn)程將控制權(quán)交給調(diào)度器。單體內(nèi)核是一個提供操作系統(tǒng)應(yīng)該提供的功能的大內(nèi)核，包括調(diào)度、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備驅(qū)動程序、存儲管理等。典型情況下，這個大內(nèi)核是作為一個進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的，所有元素都共享相同的地址空間。 什么是多線程？多線程技術(shù)是指把執(zhí)行一個應(yīng)用程序的進(jìn)程劃分成可以同時運(yùn)行的多個線程。 通常那些事件會導(dǎo)致創(chuàng)建一個進(jìn)程？新的批處理作業(yè)；交互登錄；操作系統(tǒng)因?yàn)樘峁┮豁?xiàng)服務(wù)而創(chuàng)建；由現(xiàn)有的進(jìn)程派生。運(yùn)行態(tài)：該進(jìn)程正在執(zhí)行。阻塞態(tài)：進(jìn)程在某些事件發(fā)生前不能執(zhí)行，如I/O操作完成。退出態(tài)：操作系統(tǒng)從可執(zhí)行進(jìn)程組中釋放出的進(jìn)程，或者是因?yàn)樗陨硗Ｖ沽耍蛘呤且驗(yàn)槟撤N原因被取消。 什么是交換，其目的是什么？交換是指把主存中某個進(jìn)程的一部分或者全部內(nèi)容轉(zhuǎn)移到磁盤。 （b）中有兩個阻塞態(tài)？有兩個獨(dú)立的概念：進(jìn)程是否在等待一個事件（阻塞與否）以及進(jìn)程是否已經(jīng)被換出主存（掛起與否）。 列出掛起態(tài)進(jìn)程的4個特點(diǎn)。，可以通過代理把這個進(jìn)程置于掛起態(tài)，代理可以是進(jìn)程自