6、試說明SPOOLing系統(tǒng)的組成。(P190)

　　a. SPOOLing系統(tǒng)是對脫機I/O工作的模擬，其必須有高速隨機外存(通常采用磁盤)的支持。

　　b. SPOOLING系統(tǒng)主要有以下四個部分：

　　(1)輸入井和輸出井，為磁盤上開辟的兩大存儲空間，分別模擬脫機輸入/出時的磁盤，并用于收容I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)和用戶程序的輸出數(shù)據(jù);

　　(2)輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)，在內(nèi)存中開辟，分別用于暫存由輸入設(shè)備和輸出井送來的數(shù)據(jù);

　　(3)輸入進(jìn)程SPi和輸出進(jìn)程SPo，分別模擬脫機輸入/出時的外圍控制機，用于控制I/O過程;

　　(4)I/O請求隊列，由系統(tǒng)為各個I/O請求進(jìn)程建立的I/O請求表構(gòu)成的隊列。

　　▼//不確定

　　7、操作系統(tǒng)的主要功能(P18)

　　(1)內(nèi)存管理

　　→ 主要功能： 內(nèi)存分配，內(nèi)存保護(hù)，地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充等.

　　→ 主要任務(wù)：

　　● 內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，提高存儲器利用率，以減少不可用的內(nèi)存空間，允許正在運行的程序申請附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)程序和數(shù)據(jù)動態(tài)增長的需要.

　　● 內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運行，互不干擾.

　　● 地址映射的主要任務(wù)是將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址.

　　● 內(nèi)存擴(kuò)充的主要任務(wù)是借助虛擬存儲技術(shù)，從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量.

　　(2)處理機管理

　　→ 主要功能: 進(jìn)程控制，進(jìn)程同步，進(jìn)程通信和調(diào)度.

　　→ 主要任務(wù)：

　　● 進(jìn)程控制：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束的進(jìn)程，以及控制進(jìn)程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換.

　　● 進(jìn)程同步：對諸進(jìn)程的運行進(jìn)行調(diào)節(jié).

　　● 進(jìn)程通信：實現(xiàn)在相互合作進(jìn)程之間的信息交換.

　　● 調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度.

　　作業(yè)調(diào)度基本任務(wù)：從后備隊列中按照一定的算法，選擇出若干個作業(yè)，為它們分配必要的資源;

　　進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)：從進(jìn)程的就緒隊列中，按照一定的算法選出一新進(jìn)程，把處理機分配給它，并為它設(shè)置運行現(xiàn)場，是進(jìn)程投入運行.

　　(3)設(shè)備管理

　　→ 主要功能：緩沖管理，設(shè)備分配和設(shè)備處理，以及虛擬設(shè)備等.

　　→ 主要任務(wù)：完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設(shè)備;提高CPU和I/O設(shè)備的利用率;提高I/O速度;以及方便用戶使用I/O設(shè)備.

　　● 緩沖管理：提高CPU的利用率進(jìn)而提高系統(tǒng)的吞吐量

　　● 設(shè)備分配：根據(jù)用戶進(jìn)程的I/O請求、系統(tǒng)的現(xiàn)有資源以及按照某種設(shè)備的分配策略，為之 分配其所需的設(shè)備

　　● 設(shè)備處理：用于實現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通信

　　(4)文件管理

　　→ 主要功能：對文件存儲空間的管理，目錄管理，文件的讀，寫管理以及文件的共享和保護(hù).

　　→ 主要任務(wù)：對用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性.

　　8、線程與進(jìn)程的比較(P72)

　　1) 調(diào)度

　　● 在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，作為擁有資源的基本單位和獨立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程。

　　● 在引入線程的操作系統(tǒng)中，把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而進(jìn)程作為資源擁有的基本單位，把傳統(tǒng)進(jìn)程的兩個屬性分開，使線程基本上不擁有資源，這樣線程便能輕裝前進(jìn)，從而可顯著地提高系統(tǒng)的并發(fā)程度。

　　● 在同一進(jìn)程中，線程的切換不會引起進(jìn)程的切換，但從一個進(jìn)程中的線程切換到另一個進(jìn)程中的線程時，將會引起進(jìn)程的切換。

　　2) 并發(fā)性

　　在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進(jìn)程中的多個線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行，使得操作系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性，從而能更加有效地提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。

　　3) 擁有資源

　　● 不論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進(jìn)程都可以擁有資源，是系統(tǒng)中擁有資源的一個基本單位。

　　● 一般而言，線程自己不擁有系統(tǒng)資源(也有一點必不可少的資源)，但它可以訪問其隸屬進(jìn)程的資源，即一個進(jìn)程的代碼段、數(shù)據(jù)段及所擁有的系統(tǒng)資源，如已打開的文件、I/O設(shè)備等，可以供該進(jìn)程中的所有線程所共享。

　　4) 系統(tǒng)開銷

　　● 在創(chuàng)建或撤消進(jìn)程時，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進(jìn)程控制塊，分配或回收資源，如內(nèi)存空間和I/O設(shè)備等，操作系統(tǒng)所付出的開銷明顯大于線程創(chuàng)建或撤消時的開銷。

　　● 就切換代價而言，進(jìn)程也是遠(yuǎn)高于線程的。此外，由于一個進(jìn)程中的多個線程具有相同的地址空間，在同步和通信的實現(xiàn)方面線程也比進(jìn)程容易。在一些操作系統(tǒng)中，線程的切換、同步和通信都無須操作系統(tǒng)內(nèi)核的干預(yù)。

　　9、設(shè)備分配時應(yīng)考慮的因素(P187)

　　設(shè)備的固定屬性、設(shè)備分配算法、設(shè)備分配時的安全性、設(shè)備獨立性

　　(1)設(shè)備的固有屬性有3種：

　　獨占性：設(shè)備在一段時間內(nèi)只允許一個進(jìn)程獨占，eg：臨界資源

　　共享性：設(shè)備允許多個進(jìn)程同時共享

　　可虛擬設(shè)備：設(shè)備本身隨時獨占設(shè)備，但經(jīng)過某種技術(shù)處理，可以把它改造成虛擬設(shè)備

　　(2)設(shè)備分配算法：先來先服務(wù)、優(yōu)先級高者優(yōu)先

　　(3)設(shè)備分配中的安全性：安全分配方式、不安全分配方式

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