“網絡操作系統”復習資料（1）

“網絡操作系統”復習資料（1）

　　1.①操作系統的定義：操作系統是控制和管理計算機系統的硬件和軟件資源、合理地組織工作流程以及方便用戶的程序集合。

　?、诂F代操作系統的基本特征：并發(fā)性、共享性、虛擬性、不確定性。

　　2.操作系統在計算機系統中處于何種地位：是硬件層的第一次擴充，是計算機系統軟件的重要組成部分。

　　計算機系統的層次結構：硬件層—操作系統層—語言處理程序層—應用程序層。操作系統的作用：提高計算機系統的效率，增強系統的處理能力，充分發(fā)揮系統資源的利用率，方便用戶使用。

　　3.多道程序設計的硬件基礎：①中斷系統②通道技術③CPU與通道的通信

　　4.①多道程序設計的基本原理：多道程序設計的主要目的是充分利用系統中所有資源且盡可能地讓它們并行操作。采用通道技術后使CPU從繁瑣的I/O操作中解放出來，它不僅能實現CPU與通道并行工作，而且也能實現通道與通道之間、各通道與外設之間的并行。

　?、诙嗟莱绦蛟O計的主要特點：①多道②宏觀上并行③微觀上串行。

　　5.實現多道程序設計要解決的幾個問題：①存儲保護和地址重定位。（幾道程序共享同一主存）②處理機的管理和調度。（共享同一處理機）③資源的管理與分配。（共享系統資源）

　　6.虛擬處理機：邏輯上的處理機稱為虛擬處理機。

　　虛擬計算機：在一臺計算機上配置操作系統后，比原來的計算機的功能增強了。這種是概念上的、邏輯上的計算機，而不是真正的物理計算機，這樣的計算機稱為虛擬計算機。

　　7.處理機的運行現場：就是指處理機在執(zhí)行程序過程中任一時刻的狀態(tài)信息的集合。

　　處理機運行現場包括的內容：①指令計數器（程序計數器）②程序狀態(tài)寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器。處理機的運行狀態(tài)有兩種：核心態(tài)（00）和用戶態(tài)（11）。程序分為系統程序和用戶程序。程序狀態(tài)分為三種：①就緒②運行③阻塞。程序狀態(tài)的作用：程序狀態(tài)可以互相轉換，便于處理機按照某種規(guī)則進行調度。

　　8.訪管指令、特權指令、系統調用之間的區(qū)別和聯系

　　9.①系統調用：用戶在程序中能用訪管指令調用的，由操作系統提供的子功能集合，其中每一個子功能稱為一個系統調用命令。

　?、谟脩舫绦蚴褂孟到y調用后，為什么能從算態(tài)進入管態(tài)，返回用戶程序后又從管態(tài)回到算態(tài)（系統調用的實現原理）：系統調用中的訪管指令的地址碼可作為系統調用的功能號，它對應一個操作系統為用戶提供的子功能或函數。

　　當用戶程序需要調用系統功能時，就在其程序的適當位置安排一條系統調用命令，當執(zhí)行到該指令時便產生訪管中斷，中斷的硬件裝置開始響應中斷，保存原來的PSW到內存的固定單元，再從內存的另一個固定單元中取出新的PSW送入PSW寄存器。由于新PSW中已事先設置了系統狀態(tài)為管態(tài)，從而使處理機進入管態(tài)，在管態(tài)下執(zhí)行中斷處理程序。

　　由于在管態(tài)下可以使用特權指令，所以用戶要求操作系統提供的服務就很容易地被完成。中斷處理程序結束后，通過恢復舊的PSW到PSW寄存器，于是又可返回到被中斷的用戶程序，即從管態(tài)又回到算態(tài)。

　　10.UNIX的系統調用的兩種方式：①直接系統調用②間接系統調用。它們各是怎樣處理：①直接系統調用除可使寄存器傳遞參數外，其它參數都跟在trap指令的后面②間接系統調用跟隨trap指令的是一個指向程序數據區(qū)的指針。該程序數據區(qū)內有一個直接系統調用trap指令，其后跟以除r0外的參數。

　　11.①分時：兩個或兩個以上的事件按時間劃分輪流地使用計算機系統中的某一資源。②分時系統（又稱交互作用系統）：在一個系統中，如果多個用戶通過自己的終端分時地使用同一個計算機，這樣的系統就稱為分時系統，其上的操作系統統稱為分時操作系統。

　　UNIX屬分時系統。③分時系統的特點：①同時性（可同時操作，共同使用該系統）②獨立性（獨占感）③及時性（及時響應）④交互性（人機對話）。調進/調出是實現分時系統的一種主要方式（分時系統實現原理）。（多流調進調出方式）

　　12.實時系統分為兩類：①實時控制系統（導彈發(fā)射）②實時處理系統（預訂飛機票）。

　　設計實時系統要考慮的問題：①實時時鐘管理（實時任務、延遲任務）②連續(xù)人機對話③過載的防護（任務的隨機性）④高可靠性和保證（故障引起的嚴重后果）。

　　13.分布式計算機系統：是一個由多臺計算機組成的系統，在用戶看來，他所擁有的計算機是一臺單獨的計算機，而這臺計算機是一臺功能擴大了的虛擬機。分布式系統的三個基本功能：①通信②資源共享③并行計算。分布式系統最為突出的特點是透明性。

　　分布式計算機系統具有以下主要特點：

　　①任意兩臺計算機之間可以利用通信交換信息。②各計算機具有相對的自主性或自治性。③具有透明性④具有整體性或協同性。⑤具有堅定性。（任一臺故障不會使系統癱瘓。）

　　分布式計算機系統與集中式計算機系統的主要區(qū)別：

　　①利用消息傳遞進行通信（沒有共享存儲器）

　?、谙到y中各臺計算機是自治的（沒有主從之分，沒有分級控制，沒有公用時鐘）

　?、弁该餍裕ㄏ到y中所有資源為所有用戶共享，用戶無需知道資源位于何處）

　?、軈f同性（可相互協作完成任務或作業(yè)，可實現并行計算。）

　　14.分布式系統對資源的管理與集中式系統有何不同？

　　答：分布式系統對資源的管理采用一類資源有多個管理者的分布式管理方式。分布式管理方式又可分為集中分布管理和完全分布管理兩種方式。集中式系統對資源的管理采用一個管理者的方式。

　　15.在分布式系統中建立邏輯時鐘的原因：在分布式系統中，由于沒有共享存儲器和公用時鐘，雖然在分布式系統中每臺計算機都有自己的時鐘，盡管每個時鐘工作得都非(湖北自考網)常穩(wěn)定，但并不能保證它們的頻率完全相同。為了實現分布式系統中進程同步，需要給系統中的每個事件指定一個時間值，即打上時間戳，用這一方法來確定系統全局的事件順序。

　　在對分布式系統中的所有事件賦予時間戳時應滿足的條件是：

　?、僭谕还?jié)點上，若A→B，則C（A）<C（B）；②若A和B分別是發(fā)送消息和接收消息的兩個事件，則C（A）<C（B）；③對任何事件A和B，必定C（A）≠C（B）。

　　16.舉例說明：對任何事件A和B，如果C（A）<C（B），則A→B未必成立。

　　答：設有相互通信的兩個進程P1和P2，它們是位于兩個節(jié)點機上的進程。假定P1發(fā)一消息給P2，稱為事件B，且C（B）=200，而P2接收該消息，稱為事件A，且C（A）=195.（因為P2的處理機比P1的處理機慢，所以P2的邏輯時鐘信號也比P1的慢。）在這種情況下，C（A）<C（B），但是A→B卻不成立。

　　17.緊耦合與松耦合多處理機系統有何區(qū)別？

　　答：主要區(qū)別在于有無共享存儲器。①緊耦合多處理機系統有共享存儲器，所以也稱其為共享存儲結構多處理機系統。②松耦合處理機系統中沒有共享存儲器，每臺處理機都有一個容量較大的局部存儲器，所以也稱其為分布存儲結構多處理機系統。

　　18.網絡操作系統：就是在計算機網絡系統中，管理一臺或多臺主機的硬軟件資源，支持網絡通信，提供網絡服務的軟件集合。

　　通用操作系統的基本功能：①處理機（進程）管理②存儲管理③文件管理④設備管理。網絡操作系統還具有的主要功能：①實現網絡中各點機之間的通信。②實現網絡中的資源共享③提供多種網絡服務（硬盤共享；打印機共享；提供電文、語音、圖像的加密和傳輸；文件的傳遞、存取和管理；作業(yè)的傳輸和操作服務）④提供網絡用戶的應用程序接口。

　　網絡操作系統的主要特點：①復雜性（管理全網資源；機間通信與同步；網絡文件管理）②并行性（多處理機實現真正并行）③節(jié)點機間的通信與同步（OSI/RM的七層協議中第四層（傳輸層）到第七層（應用層）進入了網絡操作系統的領域，低三層（N、D、P）M則提供了網絡傳輸的支持）④安全性（表現：網絡操作的安全性，系統規(guī)定不同用戶有不同的權限（系統管理員、高級用戶、一般用戶）；用戶身份驗證；資源的存儲控制；網絡傳輸的安全。）

　　19.在多處理機系統中①加速比定義：它表示一個作業(yè)在單機上的執(zhí)行時間與花在多處理機上執(zhí)行時間的比值。公式：SP=ET1/ET2其中SP為作業(yè)J的加速比，ET1為作業(yè)J在單機上的執(zhí)行時間，ET2為作業(yè)J在多處理機上的執(zhí)行時間。作業(yè)J的加速比不能超過處理機數P，即0≤Sp≤P.②處理機利用率的定義：它表示P臺處理機實際執(zhí)行時間（扣除空閑時間）與P臺處理機被占用時間（空閑時間與P臺處理機執(zhí)行時間之和）的比值。0≤Up≤1。

　　20.多處理機系統中的通信方式：①基于共享變量的通信方式（主要適用于緊耦合多處理機）②基于消息傳遞的通信方式（主要適用于松耦合多處理機）

　　21.中斷的分類：①I/O中斷②程序中斷③硬件故障中斷④外中斷⑤訪管中斷（其中①④稱為中斷，②③⑤稱為“陷入”，又稱捕俘。）

　　22.計算機安全級從D級（最不嚴格）到A級（最嚴格）。Windows當前支持C2安全級。

　　23.UNIX強內核；WindowsNT微內核。