《操作系統(tǒng)》名詞解釋總結(jié)（3）

27、UNIX系統(tǒng)的存儲管理

1、對換（Swapping）技術(shù)：這就是前面我們所學(xué)的虛擬存儲器在UNIX中的應(yīng)用。磁盤上設(shè)置開辟一個足夠大的區(qū)域，為對換區(qū)。當(dāng)內(nèi)存中的進(jìn)程要擴(kuò)大內(nèi)存空間，而當(dāng)前的內(nèi)存空間又不能滿足時，則可把內(nèi)存中的某些進(jìn)程暫換出到對換區(qū)中，在適當(dāng)?shù)臅r候又可以把它們換進(jìn)內(nèi)存。因而，對換區(qū)可作為內(nèi)存的邏輯擴(kuò)充，用對換技術(shù)解決進(jìn)程之間的內(nèi)存競爭。

UNIX對內(nèi)存空間和對換區(qū)空間的管理都采用最先適應(yīng)分配算法。

2、虛擬頁式存儲管理技術(shù)。 UNIX把進(jìn)程的地址空間劃分成三個功能區(qū)段：系統(tǒng)區(qū)段、進(jìn)程控制區(qū)段、進(jìn)程程序區(qū)段。系統(tǒng)區(qū)段占用系統(tǒng)空間，系統(tǒng)空間中的程序和數(shù)據(jù)常駐內(nèi)存。其余兩個區(qū)段占用進(jìn)程空間，是進(jìn)程中非常駐內(nèi)存部分。

通過頁表和硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)完成虛擬地址和物理地址之間的轉(zhuǎn)換。

28、UNIX系統(tǒng)的I/O系統(tǒng)

緩沖技術(shù)：這個技術(shù)就是前面我們學(xué)過的虛擬設(shè)備（SPOOL技術(shù)）在UNIX中的實際應(yīng)用UNIX采用緩沖技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備的讀寫操作。

29、進(jìn)程的調(diào)度

我們使用不同的調(diào)度是為了優(yōu)化，具體說來是提高處理器利用率，增大吞吐量，減少等待時間，縮短響應(yīng)時間。

30、頁式存儲管理中為什么要設(shè)置頁表和快表？

在頁式存儲管理中，主存被分成大小相等的若干塊，同時程序邏輯地址也分成與塊大小一致的若干頁，這樣就可以按頁面為單位把作業(yè)的信息放入主存，并且可以不連續(xù)存放，為了表示邏輯地址中的頁號與主存中塊號的對應(yīng)關(guān)系，就需要為每個作業(yè)建立一張頁表。

頁表一般存放在主存中，當(dāng)要按給定的邏輯地址訪問主存時，要先訪問頁表，計算出絕對地址，這樣兩次訪主存延長了指令執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度，而設(shè)置一個高速緩沖寄存器將頁表中的一部分存放進(jìn)去，這部分頁表就是快表，訪問主存時二者同時進(jìn)行，由于快表存放的是經(jīng)常使用的頁表內(nèi)容，訪問速度很快，這樣可以大大加快查找速度和指令執(zhí)行速度。

31、虛擬存儲器

虛擬存儲器是為“擴(kuò)大”主存容量而采用的一種設(shè)計技巧，就是它只裝入部分作業(yè)信息來執(zhí)行，好處在于借助于大容量的輔助存儲器實現(xiàn)小主存空間容納大邏輯地址空間的作業(yè)。

虛擬存儲器的容量由計算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)（地址總線位數(shù)）決定。如32位的，則最大的虛存容量為2^32=4294967296B=4GB。

敘述頁式虛擬存儲器的基本原理。

頁式虛擬存儲器是在頁式存儲的基礎(chǔ)上實現(xiàn)虛擬存儲器的，其工作原理是：

首先把作業(yè)信息作為副本存放在磁盤上，作業(yè)執(zhí)行時，把作業(yè)信息的部分頁面裝入主存，并在頁表中對相應(yīng)的頁面是否裝入主存作出標(biāo)志。

作業(yè)執(zhí)行時若所訪問的頁面已經(jīng)在主存中，則按頁式存儲管理方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，得到絕對地址，否則產(chǎn)生“缺頁中斷”由操作系統(tǒng)把當(dāng)前所需的頁面裝入主存。

若在裝入頁面時主存中無空閑塊，則由操作系統(tǒng)根據(jù)某種“頁面調(diào)度”算法選擇適當(dāng)?shù)捻撁嬲{(diào)出主存換入所需的頁面。

32、死鎖的防止（簡單應(yīng)用）

1、系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖必然出現(xiàn)以下情況：

1）互斥使用資源

2）占有并等待資源

3）不可搶奪資源

4）循環(huán)等待資源

2、死鎖的防止策略：破壞產(chǎn)生死鎖的條件中的一個就可以了。

常用的方法有：靜態(tài)分配、按序分配、搶奪式分配3種。

33、死鎖的避免（簡單應(yīng)用）

1、死鎖的避免是讓系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，來避免發(fā)生死鎖。

安全狀態(tài)：如果操作系統(tǒng)能保證所有的進(jìn)程在有限的時間內(nèi)得到需要的全部資源，則稱系統(tǒng)處于“安全狀態(tài)”。

34、銀行算法是怎樣避免死鎖的：

計算機(jī)銀行家算法是通過動態(tài)地檢測系統(tǒng)中資源分配情況和進(jìn)程對資源的需求情況，在保證到少有一個進(jìn)程能得到所需要的全部資源，從而能確保系統(tǒng)處于安全狀態(tài)進(jìn)，才把資源分配給申請者，從而避免了進(jìn)程共享資源時系統(tǒng)發(fā)生死鎖。

采用銀行家算法時為進(jìn)程分配資源的方式：

1）對每一個首次申請資源的進(jìn)程都要測試該進(jìn)程對資源的最大的需求量。如果系統(tǒng)現(xiàn)存資源可以滿足他的最大需求量，就按當(dāng)前申請量為分配資源。 否則推遲分配。

2）進(jìn)程執(zhí)行中繼續(xù)申請資源時，先測試該進(jìn)程已占用資源數(shù)和本次申請資源總數(shù)有沒有超過最大需求量。超過就不分配。

若沒有超過，再測試系統(tǒng)現(xiàn)存資源是否滿足進(jìn)程尚需的最大資源量，滿足則按當(dāng)前申請量分配，否則也推遲分配。

總之，銀行家算法要保證分配資源時系統(tǒng)現(xiàn)存資源一定能滿足至少一個進(jìn)程所需的全部資源。

35、中斷的響應(yīng)

中斷響應(yīng) （硬件即中斷裝置操作）

處理器每執(zhí)行一條指令后，硬件的中斷位置立即檢查有無中斷事件發(fā)生，若有中斷事件發(fā)生，則暫停現(xiàn)行進(jìn)程的執(zhí)行，而讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器，這一過程稱為“中斷響應(yīng)”。

中斷響應(yīng)過程中，中斷裝置要做以下三項工作：

1） 是否有中斷事件發(fā)生

2）若有中斷發(fā)生，保護(hù)斷點信息

3） 啟動操作系統(tǒng)的中斷處理程序工作

中斷裝置通過“交換PSW”過程完成此項任務(wù)。

36、中斷處理 （軟件即操作系統(tǒng)操作）

操作系統(tǒng)的中斷處理程序?qū)χ袛嗍录M(jìn)行處理時，大致要做三方面的工作：

1）保護(hù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場信息

2）分析中斷原因

根據(jù)舊PSW的中斷碼可知發(fā)生該中斷的具體原因。

3）處理發(fā)生的中斷事件

請求系統(tǒng)創(chuàng)建相應(yīng)的處理進(jìn)程進(jìn)入就緒隊列。

37、闡述硬件的中斷裝置的作用

答：中斷是計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個重要的組成部分。在中斷機(jī)制中的硬件部分（中斷裝置）的作用就是在CPU每執(zhí)行完一條指令后，判別是否有事件發(fā)生，如果沒有事件發(fā)生，CPU繼續(xù)執(zhí)行；若有事件發(fā)生，中斷裝置中斷原先占用CPU的程序的執(zhí)行，把被中斷程序的斷點保存起來，讓操作系統(tǒng)的處理服務(wù)程序占用CPU對事件進(jìn)行處理，處理完后，再讓被中斷的程序繼續(xù)占用CPU執(zhí)行下去。

（所以中斷裝置的作用總的來說就是使操作系統(tǒng)可以控制各個程序的執(zhí)行。）

38、操作系怎樣讓多個程序同時執(zhí)行？

答：中央處理器在任何時刻最多只能被一個程序占用。通過中斷裝置系統(tǒng)中若干程序可以交替地占用處理器，形成多個程序同時執(zhí)行的狀態(tài)。利用CPU與外圍設(shè)備的并行工作能力，以及各外圍設(shè)備之間的并行工作能力，操作系統(tǒng)能讓多個程序同時執(zhí)行。