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)，在內存中開辟，分別用于暫存由輸入設備和輸出井送來的數(shù)據(jù);

　　(3)輸入進程SPi和輸出進程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請求進程建立的I/O請求表構成的隊列。

　　▼//不確定

　　7、操作系統(tǒng)的主要功能(P18)

　　(1)內存管理

　　→ 主要功能： 內存分配，內存保護，地址映射和內存擴充等.

　　→ 主要任務：

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

　　● 內存保護的主要任務是確保每道用戶程序都在自己的內存空間中運行，互不干擾.

　　● 地址映射的主要任務是將地址空間中的邏輯地址轉換為內存空間中與之對應的物理地址.

　　● 內存擴充的主要任務是借助虛擬存儲技術，從邏輯上去擴充內存容量.

　　(2)處理機管理

　　→ 主要功能: 進程控制，進程同步，進程通信和調度.

　　→ 主要任務：

　　● 進程控制：為作業(yè)創(chuàng)建進程，撤銷已結束的進程，以及控制進程在運行過程中的狀態(tài)轉換.

　　● 進程同步：對諸進程的運行進行調節(jié).

　　● 進程通信：實現(xiàn)在相互合作進程之間的信息交換.

　　● 調度分為作業(yè)調度和進程調度.

　　作業(yè)調度基本任務：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;

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

　　(3)設備管理

　　→ 主要功能：緩沖管理，設備分配和設備處理，以及虛擬設備等.

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

　　● 緩沖管理：提高CPU的利用率進而提高系統(tǒng)的吞吐量

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

　　● 設備處理：用于實現(xiàn)CPU和設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.

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

　　8、線程與進程的比較(P72)

　　1) 調度

　　● 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度、分派的基本單位都是進程。

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

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

　　2) 并發(fā)性

　　在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進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程的資源，即一個進程的代碼段、數(shù)據(jù)段及所擁有的系統(tǒng)資源，如已打開的文件、I/O設備等，可以供該進程中的所有線程所共享。

　　4) 系統(tǒng)開銷

　　● 在創(chuàng)建或撤消進程時，系統(tǒng)都要為之創(chuàng)建和回收進程控制塊，分配或回收資源，如內存空間和I/O設備等，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，進程也是遠高于線程的。此外，由于一個進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)內核的干預。

　　9、設備分配時應考慮的因素(P187)

　　設備的固定屬性、設備分配算法、設備分配時的安全性、設備獨立性

　　(1)設備的固有屬性有3種：

　　獨占性：設備在一段時間內只允許一個進程獨占，eg：臨界資源

　　共享性：設備允許多個進程同時共享

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

　　(2)設備分配算法：先來先服務、優(yōu)先級高者優(yōu)先

　　(3)設備分配中的安全性：安全分配方式、不安全分配方式

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