一、簡述作業系統的四個基本特征
作業系統的四個基本特征:
并發性:指在一段時間內同時存在多道運行的程式共享性:指系統中的資源不再為某道程式單獨占用,而是共多道程式共同使用虛擬性:指把一個物理物體映射為若干個對應的邏輯物體異步性:也稱不確定性,指行程在執行中,其執行時間、順序、向前推進的速度和完成的時間都是不可預知的
并發性是最重要特性,其它三種特性以此為前提,
二、微內核OS的優點和缺點是什么?
優點
提高了可擴展性:設計模式是客戶/服務器模式,微內核OS的許多功能都是由相對獨立的服務器來實作的,擴展到時候可以直接增加專門的服務器提供新的功能,增強了可靠性:服務器之間采用訊息傳遞機制,某個服務器出錯不會影響其他服務器,所有的服務器都是運行在用戶態的,某個服務器出現錯誤時,不會影響內核,增強了可移植性::微內核結構的作業系統中,所有與CPU和I/O設備硬體有關的代碼,均放在內核和內核下面的硬體隱藏層中,提供了對分布式系統的支持:微內核OS中,客戶和服務器之間以及服務器和服務器之間的通信,是采用訊息傳遞通信機制進行的,致使微內核OS可以很好的支持分布式系統和網路系統融入了面向物件的技術:在設計微內核OS時,采用了面向物件的技術,其中的“封裝”,“繼承”,“物件類”和“多型性”,以及在物件之間采用訊息傳遞機制等,都十分有利于提高系統的“正確性”、“可靠性”、“易修改性”、“易擴展性”等,而且還能顯著地減少開發系統所付出的開銷
缺點
效率相對較低:在微內核OS中,由于采用了非常小的內核,以及客戶/服務器模式和訊息轉發機制,這些給微內核OS帶來了許多優點,但也導致了缺點,背景關系切換次數增加,導致效率降低
三、請描述多級反饋佇列調度演算法的調度機制
1、設定多個就緒佇列,并為每個佇列賦予不同的優先級,佇列1的優先級最高,其余佇列逐個降低
2、每個佇列中行程執行時間片的大小各不相同,行程所在佇列的優先級越高,其回應的時間片就越短
3、新行程進入系統時,先放入佇列1的末尾,按FCFS等待調度,如能完成,便可準備撤離系統反之由調度程式將其轉入佇列2的末尾,按照FCFS再次等待,如此下去,最后進入佇列n按RR演算法調度執行
4、僅當佇列1為空時,才調度佇列2中的行程運行,若一個佇列中的行程正在執行,此時有新行程進入高級佇列,則新行程搶占運行,原行程轉移至本佇列隊尾
四、產生死鎖的四個必要條件是什么?
互斥條件:行程對所分配的資源進行排他性使用請求和保持條件:行程保持了至少一個資源,但又提出新的資源請求,而該資源已經被其他行程占用,此時請求行程阻塞,但對已經獲得的資源保持不放不可剝奪條件:行程獲得的資源在未使用之前不能被搶占,只能在行程使用完之后自己釋放環路等待條件:發生死鎖時,必然存在一個資源-行程的回圈鏈
五、試述快表技術是如何實作的
PS:快表即高速緩沖存盤器,譯名
在CPU給出有效地址后,由地址變換機構自動將頁號P送入高速緩沖暫存器,并將此頁號與告訴緩沖暫存器中的所有頁號比較,若找到匹配頁號,表示要訪問的頁表項在快表中,可直接從快表中讀出該頁對應的物理塊,送到物理地址暫存器,如快表中沒有對應頁表項,則再訪問記憶體中頁表,找到后,把從頁表項中讀出的物理塊號送到物理地址暫存器;同時修改快表,將此頁表項存入快表;若是頁表中沒找到且頁表未滿,則直接去物理地址暫存器,然后修改頁表、快表;若頁表中沒有且頁表已滿,則OS利用頁面置換演算法將新的表項換入到頁表中,同時更新快表,
六、分頁存盤管理和分段存盤管理有何區別?
1、分頁存盤管理的基本單位是頁,頁是資訊的物理單位,分段存盤管理的基本單位是段,段時資訊的邏輯單位,它含有一組相對完整的資訊
2、頁的大小固定且由系統決定,段的大小不固定且由用戶所寫的程式決定
3、分頁的作業地址空間是一維的,分段作業地址空間則是二維的
4、分頁存盤管理解決碎片問題,提高記憶體利用率;分段存盤管理則是實作了資訊共享、資訊保護、動態鏈接等(分段存盤管理不要求重點掌握)
七、設備管理的目標和功能是什么?
目標
方便用戶使用I/O設備(功能1、2)提高CPU和I/O設備的利用率(功能3、4)- 為用戶在共享設備時提供方便,以保證系統有條不紊的進行,
當系統發生錯誤時,能及時發現錯誤,甚至能自動修正錯誤(功能5、6)
功能
1、隱藏物理設備的細節
2、實作與設備的無關性
3、提高處理機和I/O設備的利用率
4、對I/O設備進行控制
5、確保對設備的正確共享
6、錯誤處理
八、檔案的物理結構有哪些?
順序結構
又稱連續結構,最簡單的物理結構,它把邏輯上連續的檔案資訊依次存放在連續編號的物理塊中,只要知道檔案的起始位置和長度就能進行存取,
優點:
- 簡單:存盤與管理都簡單,且容易實作
- 支持順序存取和隨機存取
- 順序存取速度快
- 所需的磁盤尋道時間和尋道次數最少
缺點:
- 需要為每個檔案預留若干物理塊以滿足檔案的部分需要
- 不利于檔案插入和洗掉
鏈式結構
把邏輯上連續的檔案存放在若干個不連續的物理塊中,每個物理塊設有一個指標,指向其后續的物理塊,
優點:
- 提高了磁盤的利用率,不需要為每個檔案預留物理塊
- 有利于檔案插入和洗掉
- 有利于檔案動態擴展
缺點:
- 存取速度慢,不適于隨機存盤
- 物理塊間指標出錯時,資料丟失
- 需要更多的尋道時間和尋道次數
- 鏈接指標占用一定的空間,降低了空間利用率吧
索引結構
把邏輯上連續的檔案存放在若干不連續的物理塊上,系統為每個檔案建立一張索引表,索引表記錄了檔案資訊所在的邏輯塊號和與之對應的物理塊號,
優點:
- 不需要為每個檔案預留物理塊
- 既能順序存盤又能隨機存盤
- 滿足了檔案動態增長、插入洗掉的要求
缺點:
- 較多的尋道次數和尋道時間
- 索引表本身帶來了系統開銷,如:內外存空間、存取時間
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