什么是多道程序設計？
允許多個程序同時進入內存并運行。

多道程序設計怎樣提高系統(tǒng)效率？多道程序設計一定能提高系統(tǒng)效率嗎？
采用多道程序設計能改善資源的使用情況，從而提高系效率。但是也存在一些問題：
(1)可能延長程序的執(zhí)行時間
(2)系統(tǒng)效率的提高有一定限度

操作系統(tǒng)中為什么要引入進程？進程與程序有什么區(qū)別？
為了更好的描述程序的執(zhí)行，實現(xiàn)操作系統(tǒng)的并發(fā)性和共享性，引入進程的概念。
進程與程序既有聯(lián)系也有區(qū)別
(1)進程與程序的聯(lián)系
程序是構成進程的組成部分之一，一個進程運行的目的是執(zhí)行它所對應的程序，如果沒有程序，進程就失去了存在的意義。從靜態(tài)的角度來看，進程是有程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊（PCB）三部分組成的。
(2)進程與程序的區(qū)別
程序是靜態(tài)的，進程是動態(tài)的。
進程是程序的一個執(zhí)行過程。程序是永久存在的，而進程是為了程序的一次執(zhí)行而暫時存在的，進程有生命周期，有誕生，亦有消亡。一個進程可以包括若干程序，一個程序也可以有多個進程。

程序的并發(fā)執(zhí)行有什么特點？并發(fā)和并行有什么區(qū)別？
程序的并發(fā)執(zhí)行的特點有：
(1)在執(zhí)行期間，并發(fā)程序相互制約
(2)程序與計算不再一一對應
(3)并發(fā)程序的執(zhí)行結果不可在現(xiàn)

可再入程序有什么特性？
能夠被多個用戶同時調用的程序稱作是可再入程序。可再入程序必須是純代碼的程序，程序在執(zhí)行過程中不會修改自身代碼。可再入程序的操作對象，即數(shù)據(jù)，是與程序相分離的。

進程有哪些基本狀態(tài)？他們的變化關系是怎樣的？
進程有三種基本狀態(tài)：等待狀態(tài)，就緒狀態(tài)，運行狀態(tài)；
等待狀態(tài)：也稱阻塞狀態(tài)或封鎖狀態(tài)。指進程因等到某種時間發(fā)生而暫時不能運行的狀態(tài)
就緒狀態(tài)：指一個進程已經(jīng)具備運行條件，但是由于沒有獲得處理器而不能運行的狀態(tài)
運行狀態(tài)：指進程已獲得除利息，并且在處理器上運行的狀態(tài)。

系統(tǒng)中有n個進程，在任意時刻，處于運行、就緒和等待狀態(tài)的進程最多，最少各有幾個？
在單處理器系統(tǒng)中，任一時刻，處于運行狀態(tài)的進程最多只有一個，最少為0個；處于就緒狀態(tài)的進程最多有n－1個，最少為0個；處于等待狀態(tài)的進程最多有n個，最少有0個。

進程控制塊的作用是什么？其主要內容有哪些
進程控制塊是用來描述進程的基本情況以及進程的運行變化過程。進程控制塊是進程的唯一標志。
進程控制塊的內容可以分為調度信息和現(xiàn)場信息兩大部分。調度信息供進程調度時使用，描述了進程當前所處的狀況，包括進程名、進程號、地址空間信息、優(yōu)先級、當前狀態(tài)、資源清單、家族關系、消息隊列指針、進程隊列指針和當前打開文件等；
現(xiàn)場信息刻畫了進程的運行情況，只記錄了可能會被其他進程改變的寄存器，如程序狀態(tài)字、時鐘、界地址寄存器等。

進程能否修改訪問自己的進程控制塊內容？
進程控制塊是系統(tǒng)為程序建立的用于標志進程，記錄各進程執(zhí)行情況的。進程本身不能訪問或者修改自己的進程控制塊的內容，但父進程可以訪問或修改其子孫進程的進程控制塊內容，以便對它的子孫進程進行必要的管理和控制。

當進程調度選中一個進程后嗎，怎樣才能讓它占用處理器？
當進程調度選中一個進程后，把選中進程的進程控制塊中有關的現(xiàn)場信息，如通用寄存器、控制寄存器和程序狀態(tài)字寄存器的內容送入處理器相應的寄存器中，處理器就按該進程的要求工作，達到了進程占用處理器的目的。

為什么引入線程？線程和進程之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？
為了減少程序并發(fā)執(zhí)行時所付出的時間和空間開銷，使操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性。
線程是進程中的一個實體，是處理器調度和分派的基本單位。進程是擁有資源的獨立單位。
線程具有許多傳統(tǒng)進程的特征，故稱為輕量級進程或進程元。

為什么說線程間的狀態(tài)切換比進程間的狀態(tài)切換開銷低？同一個進程中的兩個線程切換的開銷是否也比不同進程中兩個線程切換的開銷少？
線程不擁有自己的系統(tǒng)資源，切換狀態(tài)時只需要保存少量的寄存器內容，不涉及存儲器管理方面的操作；而進程擁有自己的系統(tǒng)資源，創(chuàng)建和撤銷時都需要進行資源分配或回收，切換狀態(tài)時需要對整個當前進程的處理器環(huán)境進行保存，并對新的被調度的進程的處理器環(huán)境進行設置，這些操作都需要占用消耗系統(tǒng)資源。
同一進程間的線程具有相同的地址空間，共享相同的系統(tǒng)資源，切換方便，而不同進程之前線程切換時則需要進行進程切換，所以同一進程間的線程切換時開銷也要小于不同進程中兩個線程切換的開銷。

進程調度的作用是什么？引起進程調度的因素有哪些？
進程調度的作用是：記錄系統(tǒng)中所有進程的執(zhí)行情況；根據(jù)一定的算法，從就緒隊列中選出一個進程準備把處理器分配給它；把處理器分配給進程。
引起進程調度的因素有：
(1)正在執(zhí)行的進程運行完畢
(2)正在執(zhí)行的進程由于某種錯誤而終止
(3)時間片永外，即有一個進程由運行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)
(4)正在執(zhí)行的進程調用阻塞原語將自己阻塞起來，即一個進程由運行態(tài)變成阻塞態(tài)
(5)創(chuàng)建了新的進程，即一個進程進入就緒隊列
(6)正在執(zhí)行的進程調用了喚醒原語操作激活了等在資源的進程，即一個等待狀態(tài)的進程變成就緒態(tài)

搶占式調度和非搶占式調度有何區(qū)別？
可搶占是調度方式，就緒隊列中一旦有優(yōu)先級高于當前運行進程優(yōu)先級的進程存在時，變立進行調度，轉讓處理器；不可搶占式調度，一旦把處理器分配給一個進程，它就一直占用處理器，直到該進程自己調用原語操作或等待I/O而進入阻塞狀態(tài)，或時間片用完才出讓處理器。

對于進程調度，較小的優(yōu)先級值是表示較低的優(yōu)先級還是表示較高的優(yōu)先級？
不同的操作系統(tǒng)中設定不同。 在UNIX和許多其他系統(tǒng)中，大的優(yōu)先級值表示低優(yōu)先級進程。許多系統(tǒng)，比如WINDOWS，剛好相反，大數(shù)值表示高優(yōu)先級。

在一個單處理器的躲到程序設計系統(tǒng)中，現(xiàn)有兩道進程同時執(zhí)行，其中一道以計算為主，另外一道以輸入輸出為主，將怎樣賦予進程進程占有處理器的優(yōu)先數(shù)？解釋為什么？

假定就緒隊列的進程按優(yōu)先數(shù)自大到小順序排列，當有進程要加入就緒隊列時，應按它的優(yōu)先數(shù)排入相應位置，試就單向鏈接的方式寫出實現(xiàn)程序入隊的程序。

在分級調度算法中，為什么對不同就緒隊列中的進程規(guī)定使用不同長度的時間片？

在分級調度算法中，為什么對不同就緒隊列中的進程規(guī)定使用不同長度的時間片？
因為各個就緒隊列的優(yōu)先級不一樣,優(yōu)先級越高的隊列時間片長度越小,優(yōu)先級越低的隊列時間片越長.這樣做的目的是讓那些短而高優(yōu)先級的作業(yè)迅速完成,而又讓大的作業(yè)又能夠處理完成。

為什么說多級反饋隊列調度算法能較好地滿足各類用戶的需要？
多級反饋隊列法綜合了先進先出調度算法、時間片輪轉算法、和可搶占式最高優(yōu)先級算法的一種進程調度算法。

系統(tǒng)內核應包含哪些功能？內核的特點是什么？
系統(tǒng)內核提供下列功能：中斷處理程序、進程同步與互斥、進程調度、控制與通信、存儲管理的進本操作以及時鐘管理等。
內核只占整個操作系統(tǒng)代碼中的一小部分，是最接近裸機的部分，內核是進程賴以活動的基礎，內核的功能通過原語操作來實現(xiàn)。

何謂與時間有關的錯誤？舉例說明之。并發(fā)進程執(zhí)行時一定會產(chǎn)生于時間有關的錯誤嗎？為什么？
并發(fā)進程中共享了公共變量，使得程序的計算結果與并發(fā)程序執(zhí)行的速度有關。這種錯誤的結果又往往是與時間有關的，所以，把它稱之為與時間有關的錯誤。

什么是臨界區(qū)？什么是相關臨界區(qū)？對相關臨界區(qū)的使用規(guī)則？
若在系統(tǒng)中的某些資源一次只允許一個進程使用，則稱這類資源為臨界資源或共享變量，而在進程中訪問臨界資源的程序稱為臨界區(qū)。
如果有若干進程共享某一臨界區(qū)，則稱該臨界區(qū)為相關臨界區(qū)。
要求進入相關臨界區(qū)的進程之間構成互斥關系。為了保證系統(tǒng)中的各并發(fā)進程順利運行，對兩個以上欲進入相關臨界區(qū)的進行，必須實行互斥。

進程間有哪幾種通信方式？各有什么特點？各種方式分別適用于那些情況？
解決進程間的大量信息通信的問題有三類方案：共享內存、消息機制、以及通過共享文件進行通信，及管道通信。
共享內存：在互相通訊的進程之間設有一個公共內存區(qū)，一組進程向該公共內存中寫，另一組進程從公共內存中讀，通過這種方式實現(xiàn)兩組進程間的信息交換。
消息機制：是用于進程間通信的高級通信原語之一。
(1)消息緩沖通信：利用內存中公共消息緩沖區(qū)實現(xiàn)進程之間的信息交換。消息緩沖區(qū)是由：消息長度、消息正文、發(fā)送者、消息隊列指針組成的數(shù)據(jù)結構。
(2)信箱通信：為了實現(xiàn)進程間的通信，可以設立一個通信機構——信箱，以發(fā)送信件以及接受回答信件為進程間通信的進本方式。一個信箱的接口可以由信箱說明和信箱體兩部分組成。信箱說明有如下的數(shù)據(jù)結構：可存信件數(shù)，已有信件數(shù)。
管道通信：所謂管道，就是連接兩個進程之間的一個打開的共享文件，專用于進程之間進行數(shù)據(jù)通信。管道通信的基礎是文件系統(tǒng)。

說明產(chǎn)生死鎖的四個必要條件；給出一種可以避免死鎖發(fā)生的簡單方法。
產(chǎn)生死鎖的四個必要條件：
(1)互斥條件：
資源是獨占的且排他使用。進程互斥使用資源，即一個時刻只能給一個進程使用。
(2)不可剝奪條件
不可搶占或不可強占。進程所獲得的資源在未使用完畢前，不能被其他進程剝奪。
(3)請求和保持條件
部分分配或占有申請。進程先申請它所需要的一部分資源，得到后在申請新的資源，在申請新的資源同時，繼續(xù)占用分配到的資源
(4)循環(huán)等待條件
環(huán)路等待。環(huán)路中的每個進程已占有的資源同時被另一進程所申請。

死鎖和饑餓有什么相同點和不同點？
若對資源的管理、分配和使用不當，則會產(chǎn)生死鎖或是饑餓。
死鎖是指在多道程序系統(tǒng)中，一組進程中的每一個進程均無限期地等待被該組進程中的另一個進程所占有且永遠不會釋放的資源，這種現(xiàn)象稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，簡稱死鎖。
饑餓是指系統(tǒng)不能保證某個進程的等待時間上界，從而使該進程長時間等待，當?shù)却龝r間給進程推進和響應帶來明顯影響時，稱發(fā)生了進程饑餓。當饑餓到一定程度的進程所賦予的任務即使完成也不再具有實際意義時稱該進程被餓死。

試敘述死鎖產(chǎn)生的原因、必要條件和解決死鎖的辦法。
產(chǎn)生死鎖的原因只要有兩個：
一是競爭資源，系統(tǒng)提供的資源數(shù)量有限，不能滿足每個進程的需求。
二是多道程序運行時，進程推進順序不合理。
必要條件：互斥條件、不可剝奪條件、請求和保持條件、循環(huán)等待條件
若檢測后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有死鎖，可通過剝奪資源或撤銷進程的方法解除死鎖。

是舉出日常生活中死鎖的例子，并說明之。

死鎖預防、死鎖避免和死鎖檢測之間的區(qū)別是什么？
死鎖預防：預先確定一些資源分配策略，進程按規(guī)定申請資源，系統(tǒng)按預定的策略進行分配，這些分配策略均能使產(chǎn)生死鎖的四個必要條件之一不成立，從而使系統(tǒng)不會發(fā)生死鎖。
死鎖避免：當進程提出資源申請時，系統(tǒng)動態(tài)測試資源分配情況，僅當能確保系統(tǒng)安全是才把資源分配給進程。
死鎖檢測：允許系統(tǒng)中發(fā)生死鎖，即對資源的申請和分配不加任何限制，只要有剩余的資源就把資源分配給申請進程。因此就可以出現(xiàn)死鎖，但是系統(tǒng)將不斷跟蹤所有進程的進展，定時運行一個‘死鎖檢測程序’。若檢測后沒有發(fā)現(xiàn)死鎖，則系統(tǒng)可以繼續(xù)工作，若檢測后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有死鎖，則可通過剝奪資源或撤銷進程的方法解除死鎖。

如何防止循環(huán)等待條件的發(fā)生。
采用資源的有序分配法。基本思想是，將系統(tǒng)中的所有資源順序編號。一般原則是，較為緊缺、稀少的資源的編號較大。進程申請資源時，必須嚴格按照資源編號的順序進行，否則系統(tǒng)不予分配。即一個進程只有得到編號小的資源，才能申請編號較大的資源；釋放資源時，應按編號遞減的次序進行。

Dijkstra等人提出的銀行家算法，其主要思想是什么？它能夠解決實際中的死鎖問題嗎？為什么？
進程首先提出對資源的最大需求量，當進程執(zhí)行中每次申請資源時，系統(tǒng)測試該進程已占用的資源與本次申請的資源數(shù)之和是否超過資源的最大需求量。若超過就拒絕分配資源，若沒有超過，則系統(tǒng)再次測試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進程尚需的最大需求量，若能滿足則按當前的申請量分配資源，否則也有推遲分配。
這樣做能保證在任何時候至少有一個進程可以得到所需要的全部資源而執(zhí)行結束。

存儲管理的主要功能有哪些？
存儲管理的主要任務有：存儲分配，為用戶分配存儲空間，在不需要的時及時回收，內存分配有靜態(tài)分配和動態(tài)分配方式；內存共享，使多個進程共用內存中相同區(qū)域，包括代碼共享和數(shù)據(jù)共享；存儲保護，使系統(tǒng)正常運行，避免內存中各個程序相互干擾；擴充內存容量，使用戶得到的比實際內存容量大的多。

解釋下列術語：邏輯地址、絕對地址、地址重定位。
絕對地址：一般而言，存儲器以字節(jié)為編制單位，每個字節(jié)都有一個地址與其對應。假定存儲器的容量為n個字節(jié)，其地址編號順序為0,1,…,n-1，這些地址稱為內存的絕對地址。
邏輯地址：在多道程序設計的系統(tǒng)中，內存中同時存儲了多個用戶程序。操作系統(tǒng)根據(jù)內存的使用情況為用戶分配內存空間。因此，每個用戶不能預先知道他的程序將被存儲到內存的什么位置。這樣，用戶程序中就不能使用內存的絕對地址。為了方便用戶，每個用戶都可認為自己的程序和數(shù)據(jù)存儲在一組‘0’地址開始的連續(xù)空間中。用戶程序中使用的地址稱為邏輯地址。
地址重定位：把邏輯地址轉換成絕對地址的工作稱為地址重定位或地址轉換，又稱地址映射。重定位的方式有靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位。

在可變分區(qū)管理方式下，什么是碎片？如何解決碎片問題？
可變分區(qū)指，系統(tǒng)不預先劃分固定分區(qū)，而是在裝入程序的時劃分內存分區(qū)，使為程序分配的分區(qū)的大小正好等于該程序的需求量，且分區(qū)的個數(shù)是可變的。
碎片是指，內存經(jīng)過一段時間的分配回收后，會存在很多很小的空閑塊。他們每一塊都很小，不足以滿足程序分配內存的要求，但是其總和卻可以滿足 程序的分配要求，這些空閑塊被稱為碎片。
解決碎片問題的辦法是，在適當?shù)臅r刻進行碎片整理，通過移動內存中的程序，把所有的空閑碎片合并成一個連續(xù)的大的空閑區(qū)且放在內存的一端，而把所有程序占用區(qū)放在內存的另一端。

采用緊縮技術有什么優(yōu)點？移動一道程序時操作系統(tǒng)要做哪些工作？
緊縮技術可以集中分散的空閑區(qū)，提高內存的利用率，便于進程的動態(tài)擴充內存。

解釋頁式存儲管理中為什么要設置頁表和TLB。
頁表指出改程序虛擬地址中的頁號與所占用的物理頁面號之間的對用關系；頁面又是硬件進行地址轉換的依據(jù)。
TLB：轉換檢測緩沖區(qū)。頁式存儲管理中的頁表是存儲在內存中的。當要按給定的虛擬地址進行讀寫時，必須訪問兩次內存。第一次按頁號讀出頁表中對用的塊號，第二次按照計算出來的絕對地址進行讀寫。兩次訪問內存顯然延長了指令的執(zhí)行周期，降低了執(zhí)行速度。為了提高存取速度，可以在地址映射機制中增加一個小容量的聯(lián)想寄存器，它由告訴緩沖存儲器組成。利用高速緩存存儲當前最頻繁活動的少數(shù)活動頁面的頁號，這個高速緩存稱為轉換檢測換成區(qū)，或快表。

設計一個頁表應考慮哪些因素。

請敘述頁式存儲管理中地址轉換過程。
為了實現(xiàn)頁式存儲，系統(tǒng)要提供一對硬件的頁表控制寄存器，即頁表始址寄存器和頁表長度寄存器，另外還需要高速緩沖存儲器。
物理地址=物理頁號*塊長+頁內地址

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頁式存儲管理系統(tǒng)中程序的地址空間是一維的還是二維的？請說明理由。

FIFO算法與時鐘頁面置換算法有何聯(lián)系？

簡述什么是覆蓋技術，什么是交換技術，他們之間的區(qū)別是什么？
覆蓋技術是指，一個程序的若干程序段，或幾個程序的某些部分共享某一個存儲空間。去改即使的實現(xiàn)是吧程序劃分成若干功能上相對獨立的程序段，按照子很的邏輯結構使那些不會同時執(zhí)行的程序段共享同一塊內存區(qū)域。
交換技術，又稱對換技術。是進程在內存與外存之間的動態(tài)調度，是由操作系統(tǒng)控制的。
同覆蓋技術一樣，交換技術也是利用外存來邏輯地擴充內存，它的主要特點是，打破了一個程序一個進入內存邊一直運行到結束的限制。
與覆蓋技術相比，交換技術不要求用戶給出程序段之間的邏輯結構，對用戶而言是透明的。而且交換可以發(fā)生在不同的進程和程序之間，而覆蓋發(fā)生的同一進程或程序內部，而且只能覆蓋那些與覆蓋段無關的程序段。因此交換技術比覆蓋技術更加廣泛地用于現(xiàn)代操作系統(tǒng)。

何謂程序的局部性原理，請舉出三個例子。
是指程序在執(zhí)行時呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在一段時間內，整個程序的執(zhí)行僅限于程序中的某一部分。相應地，執(zhí)行所訪問的存儲空間也局限于某個內存區(qū)域。

虛擬存儲器是什么？為什么要引入虛擬存儲器？
虛擬存儲器，實際上是為擴大內存容量而采用的一種設計技巧。

敘述虛擬頁式存儲管理方案的基本思想。為了實現(xiàn)虛擬頁式存儲管理，系統(tǒng)必須提供的硬件支持有哪些？
虛擬頁式存儲管理的思想是，把內存分成大小相等的許多物理頁面，程序中的虛擬地址也進行分頁，頁的大小與物理頁面的大小一致，這樣可把程序信息按頁存儲到物理頁面中。
支持頁式存儲管理的硬件部件通常稱為：存儲管理部件。

缺頁異常的處理過程是軟硬件配合完成的，請敘述缺頁異常處理過程。
當發(fā)生缺頁異常時，操作系統(tǒng)必須在內存中選擇一個頁面將其移出，以便為即將調入的頁面讓出空間。整個缺頁出苦力過程如下：
(1)根據(jù)當前執(zhí)行指令中的邏輯地址查詢頁面的有效位，判斷該頁是否存在內存。
(2)該頁標志為0，形成缺頁異常。保留現(xiàn)場，中斷裝置通過交換PSW讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器
(3)操作系統(tǒng)處理缺頁異常，尋找一個空閑的頁面
(4)若有空閑頁，則把磁盤上讀出的信息裝入該頁面中
(5)修改頁面及內存分配表，表示該頁已在內存中。
(6)若內存中午空閑頁，則按某種算法選擇一個頁面，暫時跳出內存。
(7)恢復現(xiàn)場，重新執(zhí)行被中斷的指令。

試述缺頁與一般中斷的主要區(qū)別。

何謂系統(tǒng)的顛簸現(xiàn)象，為什么會出現(xiàn)這一現(xiàn)象？當系統(tǒng)發(fā)生顛簸時，應采取什么措施來加以克服？
如果剛被調出的頁面又立即調用，因而又要把它裝入，而裝入不就又被選中調出，調出不久又被裝入，如此反復，使調度非常頻繁。這種現(xiàn)象稱為‘抖動’或稱‘顛簸’。
在虛存中，頁面可能在內存外存中間頻繁地電鍍，有可能出現(xiàn)顛簸。顛簸是因為缺頁率高而引起的。
采用工作機模型，為每個進程保持一個工作集，通過動態(tài)調整，使進程獲得與工作集相等的物理頁面數(shù)，可以解決顛簸問題。

什么是工作集？它的作用是什么？
對于給定的進程訪問序列，從時刻(t-t1)到時刻t之間所訪問頁面的集合，稱為該進程的工作集。工作集是隨時間而變化的。

什么是文件和文件系統(tǒng)？文件系統(tǒng)的功能是什么？
文件可以被解釋為一組帶標識的、在邏輯上具有完整意義的信息項的序列。
文件系統(tǒng)，是操作系統(tǒng)中統(tǒng)一管理信息資源的一種軟件。它管理文件的存儲、檢索、更新，提供安全可靠的文件共享和保護手段，并方便用戶使用。
從用戶的角度看，文件系統(tǒng)負責為用戶建立文件、讀寫文件、修改文件、復制文件和撤銷文件。
文件系統(tǒng)應具有下述功能：
(1)統(tǒng)一管理文件的存儲空間，實施存儲空間的分配與回收
(2)實現(xiàn)文件從名字空間到外存地址空間的映射，即實現(xiàn)文件的按名存取，以對用戶透明的方式管理文件的名字空間
(3)實現(xiàn)文件信息的共享，并提供文件的保護和保密措施
(4)向用戶提供一個方便使用的接口
(5)系統(tǒng)維護及向用戶提供有關的信息
(6)保持文件系統(tǒng)的執(zhí)行效率
(7)提供與I/O的統(tǒng)一接口

文件按用途和性能可分為幾類？
(1)系統(tǒng)文件：操作系統(tǒng)和各種系統(tǒng)應用程序和數(shù)據(jù)組成的文件
(2)庫函數(shù)文件
(3)用戶文件：用戶委托文件系統(tǒng)保存的文件

對于用戶來說，有些系統(tǒng)把設備也看成文件，試問這樣做有什么好處？還會帶來什么問題？

什么是文件的邏輯結構、物理結構？有哪幾種典型的文件邏輯結構、物理結構？這些結構各自有什么特點？
用戶看到的是經(jīng)過抽象的文件結構，及文件的邏輯結構。
文件在實際的存儲空間存儲時的結構，就是文件的物理結構。
典型的文件邏輯結構有：
(1)流式文件
流式文件是有序字符的集合，其長度為該文件所包含的字符個數(shù)，所以又稱為字符流文件。
(2)記錄式文件
記錄式文件是一組有序記錄的集合。在記錄式文件中，構成文件的基本單位是記錄。可分為，定長記錄文件和不定長記錄文件。
典型的物理結構有：
(1)順序結構
又稱連續(xù)結構，把邏輯上連續(xù)的文件一次存放在連續(xù)編號的物理塊中。
優(yōu)點：一旦知道了文件在文件存儲設備上的起始塊號和文件長度，就能很快速地進行讀取。支持順序讀取和隨機讀取
缺點：文件不能動態(tài)地增長
(2)鏈接結構
實質是為每個文件構造所使用的磁盤塊的鏈表。使用這種鏈接結構的文件，將邏輯上連續(xù)的文件分散存儲在若干不連續(xù)的物理塊中。在每個物理塊中都設有一個指針，該指針指向其后續(xù)的物理塊。
優(yōu)點：存儲碎片問題，迎刃而解，有利于文件的動態(tài)擴充，有利于文件插入和刪除，提高了磁盤空間的利用率。
缺點：存取速度慢，不適于隨機存取文件；磁盤的磁頭移動多，效率相對較低；存在文件可靠性問題；鏈接指針需要占用一定的空間。
(3)索引結構
索引結構的文件把每個物理盤塊中的指針字，集中存儲在稱為索引表的數(shù)據(jù)結構中的內存索引表中。在每個文件相應的目錄條目中包括該文件的索引表地址，而索引表的第i個條目指向文件的第i塊。
優(yōu)點：可以滿足文件動態(tài)增長的要求，也滿足了文件插入、刪除的要求。索引文件還能充分利用外存空間。
缺點：會引起較多的尋道次數(shù)和尋道時間；索引表本身增加了存儲空間的開銷。
(4)i節(jié)點結構
是一個多級索引文件結構。基本思想是，給每個文件賦予一張稱為i節(jié)點的小表，在這張小表中列出文件屬性和文件中各塊在磁盤上的地址。
使用i節(jié)點的文件結構，不僅適合小文件使用，也可供大型文件使用，靈活性比較強。比一般的多級索引結構占用較少的系統(tǒng)空間。

怎樣確定文件的存取方式？請總結文件的存取方式、文件的物理結構和存儲設備類型之間的關系。
文件的存取方式主要有：順序存取和隨機存取兩種。選擇哪一種存取方式，即取決于用戶使用文件的方式，也有文件所使用的存儲介質有關系。

文件系統(tǒng)應由哪些部分組成？簡述各部分的主要工作。

請設計一個文件系統(tǒng)的FCB，并說明為何要安排FCB中每一項內容。
文件控制塊，文件的描述性數(shù)據(jù)結構，文件控制塊中的信息可以分為：文件存取控制信息、文件結構信息、文件管理信息。
通常包括:文件名、文件號、用戶名、文件長度、文件地址、文件類型、文件屬性、共享計數(shù)、文件的建立日期、保存期限、最后修改日期、最后訪問日期、口令、文件邏輯結構、文件物理結構等等。

文件目錄的作用是什么？為了實現(xiàn)按名存取，文件目錄應包含哪些內容？
文件目錄的作用是實現(xiàn)按名存取。

多級目錄結構的特點有哪些？建立多級目錄的好處好那些？
多級目錄結構的優(yōu)點是便于文件分類，且具有以下特點：
(1)層次清楚
(2)解決了文件重名問題
(3)查找搜索速度快

什么是當前目錄？引入當前目錄的好處是什么？當前目錄實現(xiàn)時要考慮什么問題？
文件系統(tǒng)向用戶提供了一個當前正在使用的目錄，稱為當前目錄。
使用當前目錄，使檢索路徑變短，檢索速度提高。

磁盤空間的管理辦法有幾種？
(1)位示圖
基本思想是，利用一串二進制位的值來反映磁盤空間的分配使用情況。
(2)空閑塊表
專門為空閑塊建立的一張表，該表記錄外存儲器全部空閑的物理塊：包括每個空閑塊的第一個空閑物理塊號和該空閑塊中空閑的物理塊數(shù)。
(3)空閑塊鏈表
將外存儲器中所有的空閑物理塊連成一個鏈表，用一個空閑塊首指針指向第一個空閑塊，隨后的空閑塊中都含有一個指向下一空閑塊的指針，最后一塊的指針為空，表示鏈尾，這樣就構成了一個空閑塊鏈表。
(4)空閑塊成組鏈接法
對鏈接表的一種改進方案，將n個空閑塊的地址存儲在第一個空閑塊中。

文件分配所用的位示圖應該保存在哪里，請說明原因。
位示圖對空間分配情況的描述能力強。一個二進制位就描述了一個物理塊的狀態(tài)。另外，位示圖占用空間較小，因此可以復制到內存，是查找即方便有快速。位示圖適用于各種文件物理結構的文件系統(tǒng)中。

系統(tǒng)打開文件表和用戶打開文件表的作用是什么？為什么將他們分來處理？
系統(tǒng)打開文件表用戶保存一打開文件的文件控制塊，通常放在內存。表中含有文件控制塊、共享計數(shù)、修改標志。
每個進程都有一個用戶打開文件表。表中含有文件描述符、打開方式、讀寫指針，系統(tǒng)打開文件表入口。

文件系統(tǒng)提供的主要文件操作有哪些？
(1)建立文件 create(文件名，訪問權限，（最大長度）)
(2)打開文件 open（文件路徑名，打開方式）
(3)讀文件 read（文件名，（文件內位置），要讀的長度，內存目的地址）
(4)寫文件 write（文件名，記錄鍵，內存位置）
(5)關閉文件 close（文件名）
(6)刪除文件 delete（文件名）
(7)指針定位 seek（fd, 新指針的位置）

文件系統(tǒng)中建立、打開和關閉操作的主要目的是什么？建立和打開文件的主要區(qū)別是什么？能不能只用一個命令，完成文件的建立和打開操作？
建立文件的實質是建立文件的文件控制塊FCB，并建立必要的存儲空間，分配空的FCB，從而建立起系統(tǒng)與文件的聯(lián)系。
打開文件，是使用文件的第一步，任何一個文件在使用前都要先打開，即把文件控制塊FCB送入內存。
刪除文件時，系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的文件名和文件描述符，檢查此次刪除的合法性，若合法則收回文件所占用的文件控制塊及物理塊等資源。

文件系統(tǒng)能允許用戶去關閉一個不是自己打開或建立的文件嗎？

什么是文件共享？可通過什么辦法來實現(xiàn)用戶之間共享某個文件？
文件的共享是指一個文件可以允許多個用戶共同使用。
在多級目錄結構中，連接法是常用的實現(xiàn)文件共享計數(shù)。對文件共享的連接法可以通過兩種連接方式實現(xiàn)：一直是允許目錄項連接到任意表示文件目錄的節(jié)點上；另一種只允許連接到表示普通文件的節(jié)點上。

在設計文件系統(tǒng)的安全性時，應考慮哪些方面的情況？
(1)災禍
(2)硬件或軟件故障
(3)人為的出錯

什么是文件保護？什么是文件保密？
文件保護是保護文件不被破壞。常用的文件保護方式有：建立副本、定時轉儲。
文件保密是防止不經(jīng)文件擁有者授權而竊取文件。文件的保密措施有：隱藏文件目錄、設置口令、使用密碼以及病毒防范。

計算機用戶身份鑒別與驗證通常有哪幾種方式？

常用的文件安全控制的實現(xiàn)方法有哪些？

設備管理的目標和功能是什么？
目標是：使用戶和應用程序開發(fā)人員能夠方便地使用輸入輸出設備。
功能能有：解決I/O設備的性能和CPU性能不匹配矛盾的問題；實現(xiàn)對I/O設備的統(tǒng)一管理；保證用戶對I/O設備的使用必須是安全的。

為什么提出設備的獨立性概念？實現(xiàn)設備獨立性的好處有什么？
除了直接與設備打交道的低層軟件外，其他部分的軟件并不依賴于硬件。I/O軟件獨立于設備，可以提高設備管理軟件的設計效率。

什么是設備的靜態(tài)分配方式？什么是設備的動態(tài)分配方式？各有什么特點？、
靜態(tài)分配方式是在用戶作業(yè)開始執(zhí)行前，由系統(tǒng)一次分配該作業(yè)所要求的的全部設備、控制器。是安全分配方式，不會出現(xiàn)死鎖，但設備的使用效率低。
動態(tài)分配方式是在進程執(zhí)行過程中根據(jù)執(zhí)行需要進行。有利于提高設備的使用效率，但如果分配算法不當，則可能造成死鎖。

處理器與外部設備之間有幾種I/O控制方式？他們各自有什么特點？
(1)程序控制方式 PIO
由用戶進程直接控制處理器或內存與外圍設備之間進行信息傳送的方式
優(yōu)點：處理器與外設的操作能通過狀態(tài)信息得到同步，且硬件結構比較簡單
缺點：處理器效率較低，傳輸完全在處理器的控制之下，對外部出現(xiàn)的異常事件無實時響應的能力。
(2)中斷控制方式
(3)DMA控制方式（直接訪問內存）
(4)通道控制方式

啟動磁盤執(zhí)行一個I/O操作話花費的時間由哪幾部分組成？
尋找時間——磁頭在移動臂帶動下移動到制定柱面所花費的時間
延遲時間——指定扇區(qū)旋轉到磁頭下的時間
傳送時間——由磁頭進行讀寫完成信息傳送的時間

什么是移臂調度？什么旋轉調度？各有哪些主要的調度算法？
根據(jù)訪問者制定的柱面位置來決定執(zhí)行次序的調度，稱為移臂調度。
主要算法有：先來先服務、最短尋找時間優(yōu)先、電梯調度、單向掃描調度
根據(jù)延遲時間來決定執(zhí)行次序的調度，稱為旋轉調度。

為什么引入通道？有哪幾類通道？他們各自的特點是什么？
通道是一個特殊功能的處理器，他有自己的指令和程序，可以實現(xiàn)對外圍設備的統(tǒng)一管理和外圍設備與內存之間的數(shù)據(jù)傳送。
根據(jù)信息交換方式的不同，一個系統(tǒng)中可以設立三種類型的通道：選擇通道，數(shù)組多路通道、字節(jié)多路通道。

解釋通道命令、通道程序、地址字和通道狀態(tài)字

中央處理器與通道之間是怎樣配合工作的？

設備驅動程序的主要功能是什么？
設備驅動程序的最突出的特點是他與I/O設備的硬件結構密切聯(lián)系。是操作系統(tǒng)低層中唯一知道各種輸入輸出設備的控制器細節(jié)以及用途的部分。

請說明SPOOLing技術的基本思想，SPOOLing系統(tǒng)由哪些部分組成？簡述他們的功能。
SPOOLing系統(tǒng)主要包括輸入程序模塊、輸出程序模塊、作業(yè)調度模塊。

SPOOLing系統(tǒng)中輸入井和輸出井的作用是什么？
輸入井：在作業(yè)自行前就利用慢速設備將作業(yè)預先輸入到后援存儲器中去，作業(yè)進入內存運行后，使用數(shù)據(jù)時，直接從輸入井取出。
輸出井：作業(yè)執(zhí)行時不必啟動外部設備輸出數(shù)據(jù)，只需將這些數(shù)據(jù)寫入輸出井中去，稱為緩輸出。

實現(xiàn)虛擬設備的主要條件是什么？

為什么說SPOOLing技術實現(xiàn)了虛擬設備？SPOOLing系統(tǒng)為什么能提高獨占設備的利用率？

在什么條件下要使用緩沖技術？
為了解決I/O設備與處理器速度不匹配的問題。

為什么相比單緩沖。采用雙緩沖可以提高I/O的性能？
單緩沖是在I/O設備與處理器間設置一個緩沖區(qū)，不能實現(xiàn)I/O設備與I/O設備之間的并行操作。設置雙緩沖區(qū)可以解決兩臺I/O設備之間的并行操作問題。

DMA技術和通道技術的相同點和不通點是什么？