第一章：操作系统概论

1. 操作系统的目的：方便性，有效性，扩展性

2. 操作系统的特点：并发行，共享性，虚拟性，异步性

   引入操作系统的目的是使程序并发执行，其并发行是通过分时得以实现的

   并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生

   并行：两个或多个事件在同一时刻发生

3. 分时操作系统：交互性，多路性，独立性，及时性

   实时操作系统(硬实时和软实时)：及时性，可靠性

4. 内核态和用户态

5. 系统调用和库函数的区别：库函数是语言或应用程序的一部分，可以运行在用户空间中；系统调用是操作系统的一部分，是内核提供给用户的程序接口，运行在内核空间中；许多库函数会使用系统调用来实现功能，没有使用系统调用的库函数，执行效率通常比系统调用高，因为系统调用需要进行上下文的切换以及状态的转换

第二章：进程管理

1. 死锁预防和死锁避免的区别（49页）

   死锁预防：破坏互斥条件，破坏请求和保持条件(预先静态分配所有资源)，破坏不可剥夺条件(资源可剥夺)，破坏循环等待条件(资源统一编号)

   死锁避免：在资源的动态分配过程中,用某种方法防止系统进入不安全状态，从而避免死锁,一般使用银行家算法

2. 产生死锁的充要条件以及如何预防死锁和解决死锁 (49页)

   四个必要条件构成产生死锁的充要条件，

   死锁预防：破坏产生死锁的四个必要条件

   解决死锁：资源剥夺,撤销进程,进程回退

3. PCB的主要存储内容是什么？为什么说PCB是进程存在的唯一标志 (23页)

   PCB用于保存进程运行期间的相关数据，主要保存进程描述信息，进程控制和管理信息，资源分配信息和处理机相关信息

   在进程整个生命周期中，系统总是通过PCB对进程进行控制，系统是通过PCB感知进程的存在。

4. 哲学家进餐问题中，有左右撇子的存在是否会发生死锁？

   不会发生死锁，因为破坏了产生死锁的四个必要条件之一：循环等待条件

5. 什么是死锁？如何预防死锁？ (48.,49页)

   死锁：两个或者多个进程在执行过程中，由于竞争资源或者推进顺序不当而造成的一种阻塞现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去

   预防死锁：破坏互斥条件，破坏请求和保持条件(预先静态分配所有资源)，破坏不可剥夺条件(资源可剥夺)，破坏循环等待条件(资源统一编号)

6. 描述在当前运行进程改变时，操作系统进行进程切换的步骤？ ( 26页)

   切换过程：

   1. 保存当前进程的上下文环境
   2. 对运行进程的PCB进行更新，并移入相应的队列
   3. 选择其它进程运行
   4. 更新选择进程的PCB，包括将其状态改为运行状态
   5. 对存储器管理数据结构进行更新
   6. 恢复被选择进程移除时处理机的状态

7. 写出P(S)操作的主要操作步骤 (38页)

   (1)S=S-1

   (2)若S>=0,继续执行；否则阻塞该进程，并将它插入该信号量的等待队列中

   V(S)的主要步骤：

   1. S=S+1
   2. 若S>0,继续执行；否则从该信号等待队列中移除第一个进程，使其变为就绪状态，并插入就绪队列中

8. 阐述对于互斥临界区的管理要求。 (38页)

   为了实现进程互斥，可以使用软件方法也可以使用硬件方法，但所有的同步机制都应该遵循以下四条准则：

   1. 空闲让进：临界区空闲时允许一个进程进入临界区
   2. 忙则等待：当已有进程进入临界区其他试图进入临界区的进程必须继续等待
   3. 有限等待：对请求访问的进程应保证能在有限时间内进入临界区
   4. 让权等待：当进程不能进入临界区时，应立即释放处理器，防止忙等待

9. 程序顺序执行：顺序性，封闭性，可再现性

   程序并发执行：间断性，失去封闭性，不可再现性

10. 进程与程序的本质区别：进程是动态的，程序是静态的

11. 进程的特点：动态性，并发行，独立性，异步性，结构性

12. 进程的组成：PCB，数据段，程序段

13. 就绪，执行，阻塞之间的转换(阻塞不能变为执行)

14. 进程创建原语：用户登录，作业调度，请求服务，应用请求

15. 进程的撤销(终止)：正常结束或者异常结束

16. 进程通信：共享存储，消息传递(原语),管道通信

17. 线程：用户级线程和内核级线程的区别

18. 进程和线程的区别：

    资源：进程是拥有系统资源的基本单位，线程不拥有系统资源，但可以访问其隶属进程的系统资源

    调度：在传统操作系统中，进程是拥有资源和独立调度的基本单位；在引入线程的操作系统中，线程是独立调度的基本单位，进程是拥有资源的基本单位；同一进程中线程切换不会引起进程切换，不同进程中线程切换会引起进程切换

    并发性：同一进程中多个线程之间可以并发执行，提高了系统的并发行

    系统开销：线程切换只需要保存少量信息和设置少量寄存器内容，开销小；进程切换远大于线程切换的开销

19. 周转时间：作业完成时间-作业提交时间

    平均周转时间：做个作业周转时间之和/作业个数

    带权周转时间：作业周转时间/作业运行时间

    平均带权周转时间：多个作业带权周转时间之和/作业个数

    提，开，运，完，周转，带权周转

20. 作业调度算法：先来先服务算法(FCFS)，短作业优先算法(SJF)，优先级调度算法，高响应比调度算法(R=(等待时间+运行时间)/运行时间)

    进程调度算法：先来先服务算法(FCFS)，短作业优先算法(SJF)，优先级调度算法，时间片轮转调度算法，多级反馈队列调度算法

21. 临界区和临界资源的区别
    临界区：每个进程中访问临界资源的一段代码
    临界资源：必须互斥访问的系统资源

22. 同步，互斥，以及二者之间的关系

    同步：多个相互合作的进程，在一些关键点上需要相互等待或者相互交换信息，这种相互制约关系称为同步

    互斥：若多个进程要求访问临界资源，而临界资源一次只能让一个进程访问，因而产生的竞争关系成为互斥

    关系：互斥是进程同步的一种特殊情况，互斥也是为了达到让进程之间协调推进的目的

    互斥实现方法：硬件方法(中断屏蔽，硬件指令)，软件方法(天勤P50)

23. 记录型信号量的数据结构以及PV操作基本算法 (38页)

24. 经典的同步与互斥问题：生产者-消费者，读写者，哲学家进餐，吸烟者，理发者，水果问题

25. 管程的相关知识点

26. 死锁的定义，死锁产生的两个原因，死锁产生的四个必要条件 (P48页)

27. 处理死锁的方法：鸵鸟算法，预防死锁，避免死锁，检测以及解除死锁

28. 预防死锁：破坏四个必要条件，静态分配，可剥夺，资源编号

29. 死锁避免：安全状态，不安全状态，死锁之间的关系，银行家算法(矩阵)

30. 资源分配图，死锁定理，解除死锁(资源剥夺，进程撤销，进程回退)

计算题大题考点：

1. 进程/作业调度算法分析进程的调度顺序，周转时间和带权周转时间
2. 多个进程并发执行计算CPU的利用率，程序执行结果
3. 银行家算法得出安全序列
4. PV大题

第三章：内存管理

1. 抖动的原因，怎样解决（80页）

   抖动定义：在页面置换过程中，刚刚换出的页面马上又要换入主存，刚刚换入的页面马上又要换出主存，这种频繁的页面调度行为叫做抖动

   抖动原因：某个进程频繁访问的页面数高于可用的物理块数

   解决方案：增加物理快，选择适当的页面置换算法

2. 什么是虚拟存储器？如何实现页式虚拟存储器？(75页)

   虚拟存储器：是指具有请求调入和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储系统；其内存容量与物理内存无关，主要受限于计算机地址结构和可用磁盘容量

   页式虚拟存储器：指在分页系统基础上，增加了请求调页，页面置换和部分装入功能所形成的。它允许只装入部分页面，以后再通过调页和页面置换功能，把即将运行的页面调入内存，同时把暂时不需要的页面置换到外存。实现请求调页和置换功能还需要一定的硬件和软件支持。

3. 什么是临界资源，死锁，和哲学家进餐问题？(37,48页)

   临界资源：必须互斥使用的系统资源为临界资源

   死锁：多个进程因竞争资源或执行时推进顺序不当而导致处于堵塞的现象若无外力作用，将永久处于这种状态。

4. 在存储器管理中，什么时重定位技术，为什么要引入重定位技术？(60页)

   重定位：将地址空间中的逻辑地址转换为物理地址,源程序经过编译链接产生的装入模块是从0开始编址的，是相对地址；在装入内存时，分配到的内存起始地址一般不为0，故实际物理地址和装入模块中的相对地址不同，为保证程序正常运行，需要进行重定位。

5. 在分页存储管理系统中，页表的主要作用是什么？大的逻辑地址空间给页设计带来了什么新的问题？应该如何解决？（68页）

   页表作用：用来记录进程中的每个页面和对应页框的信息

   大的逻辑地址空间会导致进程的页表增大，装入连续的地址空间难度变大。

   可以通过多级页面机制解决这个问题，对页表进行分页，将页表离散的存储,未离散的页表再建立页表，也可引入虚拟页式存储，提高内存的利用率

6. 操作系统中什么是虚拟存储器？为什么要引入虚拟存储技术？ (75页)

   虚拟存储器：是指具有请求调入和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储系统；其内存容量与物理内存无关，主要受限于计算机地址结构和可用磁盘容量

   引入目的：提高系统的内存利用率和系统的吞吐量

7. 简述基本分页存储管理和请求分页存储管理的异同之处 (67,76页)

   基本分页：系统将每个程序按固定大小分成若干页，每页对应一个物理块号，程序的所有页面都被装入到内存中

   请求分页：程序仍被分成若干页，但仅装入程序运行所必须的页面。当需要某个页面时，再请求从外部调入。如果没有空闲空间，则利用置换技术进行页面的淘汰和置换

8. 解释页式存储管理中为什么要设置页表和快表 (68,69页)

   页表：为了在作业执行过程中精确的查找逻辑地址与物理地址的对应关系，系统为每个作业建立一张页表，指出逻辑地址中的页号与物理块中的块号的对应关系

   快表：为了提高存取速度，系统设置了快表用来存放部分页面，可以一次访问主存完成读写操作，大大缩短地址转换时间，提高查找速度

9. 编译：将源码编译为机器码(若干目标模块/程序段)

   链接(静态链接，装入时动态链接，运行时动态链接)：将各个模块的相对地址统一编址得到逻辑地址(装入模块)

   装入(绝对装入，静态重定位，动态重定位)：将代码段逻辑地址与物理地址通过重定位机制转换后装入内存

10. 重定位：将程序的逻辑地址转换为物理地址的过程

11. 内存扩充：虚拟存储器，覆盖，交换技术

12. 逻辑地址与物理地址

    逻辑地址：将程序段从头到尾逐一编号后所得到的序号为逻辑地
    物理地址：将内存单位进行逐一编号后所得的到的序号为物理地址

13. 内存保护方法：界限寄存器方法(上下界寄存器，基址和限长寄存器)，存储保护键

14. 覆盖和交换技术(内存扩充)

    覆盖：覆盖技术目的在于节约内存，将内存分为常驻段和覆盖段，覆盖段又可以分为多个覆盖段，其大小和数量是由程序的结构来决定的，由程序员来具体划分(针对同一个程序)

    交换：把暂时不用的某个程序及数据部分或全部从内存移到外存或相反

15. 内存分配方式：连续分配管理方式和非连续分配管理方式

    连续分配管理方式分类：

    1. 单一连续分配：简单，无外部碎片，可以采用覆盖技术；但只能用于单用户，单任务操作系统中，有内部碎片，存储器利用率极低
    2. 固定分区分配(分区大小相等,分区大小不等)：无外部碎片，用于控制多个相同对象的控制系统，可用于多道程序设计
    3. 动态分区分配：存在外部碎片
       动态分区数据结构：空闲分区表，空闲分区链
       动态分区算法：
       首次适应算法(每次从链首开始查找满足的空闲块分配)
       下次适应算法(从上次查找的位置开始查找满足分配的空闲块进行分配)
       最佳适应算法(空闲块从小到大排列，每次从最小的开始查找最适合的)
       最坏适应算法(与最佳相反，每次查找最大的空闲块分配)

    非连续分配管理方式分类：(将内存划分为块)

    1. 基本分页存储管理方式：进程划分为页；无外部碎片，有内部碎片；逻辑地址结构：页号+页内偏移 一维地址空间； 两次访问内存，得到数据

    2. 基本分段存储管理方式：将进程划分为段，无内部碎片,有外部碎片；逻辑地址结构：段号+段内偏移 二维地址空间；两次访问内存，得到数据

    3. 段页式存储管理方式：进程划分为段，段划分为页，有内部碎片；逻辑地址结构：段号+页号+页内偏移；三次访问内存，得到数据

16. 段与页的区别 (73页)

17. 拼接技术：将分散的多个小空闲块链成一个大的空闲块(紧凑或紧缩)

18. 动态重定位分区分配算法=动态分区分配算法+拼接技术

19. 虚拟内存(需要硬件和软件支持)

    功能：部分装入，请求调入，置换功能

    特点：离散性，多次性，对换性，虚拟性

20. 局部性原理：

    空间局部性：指在较短时间内程序趋向于访问最近访问过的内存地址附近的内存

    时间局部性：指在较短时间内程序趋向于在不久的将来再次访问最近刚访问过的内存地址

21. 虚拟内存管理方式：
    (1). 请求分页存储管理方式：基本分页存储管理+虚拟内存的三个特点
    有内部碎片，无外部碎片；两次访问内存，得到数据

    页面置换算法：最佳置换算法,先进先出置换算法(会产生Belady异常),最近最久未使用算法(LRU)

    时钟置换算法(CLOCK/NRU)：缺页置换后，修改标志位，然后下移；未缺页，跳到该位置，修改标志位，指针不下移

    第二次机会算法(改良CLOCK)：读写位，替换顺序 -> 00，01，10，11

    页面分配策略：固定分配局部置换，可变分配全局置换，可变分配局部置换

    页面调入策略：预调页策略，请求调页策略

    从何处调入页面：系统拥有足够的对换空间(对换区)，系统缺少足够的对换空间(要修改->对换区，不修改->文件区)，UNIX方式(未运行->文件区，运行过->对换区)

    (2). 请求分段存储管理：有外部碎片，无内部碎片；两次访问内存，得到数据

22. 工作集概念 (81页)

23. 缺页中断：中断返回后应执行被中断的那条指令

计算题考点分析：

1. 基本分页： 求有效访问时间(秒s,毫秒ms,微妙us,纳秒ns进制为1000)

   没有快表：访问内存的次数

   有快表：(快表t+内存t)命中率+(快表t+2内存t)(1-命中率)

2. 请求分页：求有效访问时间

   访问页在主存中，且在快表中：快表t+内存t

   访问页在主存中，不在快表中：快表t+内存t+修改快表t+内存t

   访问页不在主存中：快表t+内存t+缺页t+快表t+内存t

   缺页率和命中率：(快表t+内存t)命中率+[(快表t+内存t+内存t)(1-缺页率)+(快表t+内存t+缺页t+内存t)缺页率](1-命中率)

   注意：一级页表需要两次访问内存，二级页表需要三次访问内存

3. 内存计算中的地址处理

   十进制：逻辑地址/页面大小=页号 逻辑地址%页面大小=页内偏移

   十六进制：化为二进制，找出页号位数(高几位)和页内偏移位数(低几位)

   然后找到物理块号化为二进制拼接页内偏移=物理地址

   1. 根据页面置换算法计算缺页率，缺页次数
   2. 根据每页大小，页表项大小，地址位数；计算页表级数
   3. 计算指令物理地址：找出页号，页内偏移
   4. 段页式存储管理：段首地址+段号去从段表中找到页号，段表中的页号加上页号找到物理块号，物理块号*每块大小+页内偏移=物理地址

第四章：文件管理

1. 系统怎样实现文件共享（97页）

   基于索引结点的共享方式(硬链接)：不同目录下使用相同索引结点，在索引结点中再增加一个计数值来统计指向该索引结点的目录项个数，只有计数值为1时才可删除该索引结点，若计数值大于1删除时把计数值减1即可，增加共享时计数值加1

   优点：实现文件的异名共享

   缺点：当文件被多个用户共享时，文件拥有者不能删除文件

   【在硬连接中，目录项中只有文件名，指向的是共同的索引结点，索引结点再指向文件，所以一个文件名修改索引结点，其他所有文件名的索引结点都被修改了，因为所有文件名指向同一个索引结点】

   利用符号链接实现文件共享(软连接)：把共享文件的路径副本复制过来，并且只有在文件试图去访问时才会更新其路径副本。

   优点：解决了文件拥有者不能够删除共享了的文件的问题

   缺点：当其他用户要访问共享文件时，需要逐层查找目录，开销较大

2. 什么是文件的混合索引结构？其主要优点是什么？ (93页)

   混合索引结构：多种索引分配方式相结合而形成的一种分配方式，如直接地址加单级索引分配或两级索引分配

   优点：支持随机访问，易于文件的增删，没有外部碎片

3. 文件的物理结构主要有连续结构，连接结构和索引结构，请分别简述他们的优缺点. （ 89页）

   连续结构：
   优点：实现简单，可以随机访问磁盘，访问速度快
   缺点：需要连续的存储空间，易产生碎片，磁盘利用率低，不利于文件的动态增长，插入和删除

   链接结构：
   优点：不要求连续的存储空间，磁盘利用率高，有利于文件的动态扩充，插入和删除
   缺点：只适合顺序访问存取速度慢，文件数据块之间靠指针链接可靠性差

   索引结构：
   优点：支持顺序和随机访问，查找效率高，有利于文件删除
   缺点：索引表会占用额外的存储空间

4. 考虑文件系统的外存分配,简述什么是连续分配方式和索引分配方式？(89页)

   连续分配：指创建文件时,需要给文件分配一组连续的盘块

   索引分配：为文件的每个分区单独建立一张索引表，该索引表记录了分配给该文件的所有块号

5. 简述用位示图进行文件存储空间管理的思想和这种方法的优缺点?（99页）

   思想：利用二进制的一位来表示磁盘中一个块的使用情况，若磁盘空闲用1表示，否则用0表示；从而得到一张位示图表，反映了所有磁盘块的信息

   优点：很容易找到一个连续的空闲块

   缺点：整个磁盘的位示图文件较大，在磁盘空闲块较少时，搜索空间块浪费一些时间

6. 什么是顺序文件？说明顺序文件的优缺点 (88页)

   顺序文件：文件中的记录按照某种顺序排列所形成的文件

   优点：可以随机存取，存取效率高

   缺点：文件较大时，检索效率低下，增加和删除记录比较麻烦

7. 文件的逻辑结构：指一个文件的结构,是一系列的逻辑记录的组成的顺序关系

   无结构文件：流式文件

   有结构文件：顺序文件，索引文件，索引顺序文件，直接文件，散列文件

8. 文件的物理结构：指文件在外存上的存储组织形式，与外存的分配有关

   外存分配方式：连续分配，链接分配(隐式链接,显示链接)，索引分配(单级索引,两级索引),混合索引(直接地址,一次间接地址,多次间接地址)

9. 文件系统：操作系统中与文件管理有关的软件和数据集合

   目的：提高存储空间利用率，减少存储时间

11. 文件目录：文件名与物理地址的对应关系，是一个文件，存储在外存中是文件目录项/文件控制块的有序集合
    功能：实现文件按名存取，提高检索速度，允许文件同名，允许文件共享

12. 文件控制块和索引结点

    文件由文件控制块，文件体两部分组成，文件体就是文件本身，文件控制块是为了描述该文件由操作系统生成的

    文件控制块：文件名，文件结构，文件物理位置，存取控制信息，管理信息

    索引结点：文件控制块 - 文件名

13. 文件保护：访问控制矩阵，访问控制表，用户权限表，口令与密码

14. 空闲存储空间管理：空闲表法，位示图法，空闲块链接法，链接索引块

15. 磁盘调度算法：

    先来先服务(FCFS)：按请求顺序进行调度

    最短寻道时间(SSTF)：可能会产生饥饿

    扫描算法(SCAN)：电梯调度算法 LOOK为SCAN的优化->不会走到端点

    循环扫描算法(C-SCAN)：C-LOOK为C-SCAN的优化 -> 不会走到端点

16. 磁盘读写操作时间：寻道时间+延迟时间+传输时间

    寻道时间：磁头移动到指定磁道时间：T=m*n+s

    延迟时间：从磁道定位到某一扇区时间：T=1/2r r为转速

    传输时间：读取数据时间：T=b/rN b为每次所读字节数，N为一个磁道上的字节数

17. 磁盘->盘面->磁道(同心圆)->扇区(环的弧)

    柱面号 · 盘面号 · 扇区号

计算题考点：

1. 混合索引分配：直接地址，一级间接地址，二级间接地址，三级间接地址

   求地址空间大小：目录项，各级地址大小相加

   读取某个文件要访问磁盘次数：直接地址为1次，一级间接地址为2次，以此类推

2. 计算n个柱面，m个磁道，p个扇区；计算文件的第x个逻辑记录存放在那个柱面，那个磁道，那个扇区；

   从0开始编址：柱面=x除mp 磁道=(x模mp)除m 扇区：(x模mp)模m

3. 计算顺序存放文件的读取时间：文件记录数*一转时间+一块的处理时间

   交叉数据存储：(数据读取时间+处理时间+间隔时间)*(文件记录数-1)+ 一块的处理时间

4. 磁盘调度算法计算请求队列移过的磁道数目(注意最短寻道可能随时转向问题)

第五章：设备管理

1. 缓冲区的实现方法，缓冲区的类型和引入缓冲区的目的(王道278)

   缓冲实现方法：
   ①采用专门的硬件缓冲器
   ②在内存划出一个具有n个单元的专用缓冲区，以便存放输入输出的数据

   缓冲区类型：单缓冲区，双缓冲区，循环缓冲区，缓冲池

   引入目的：
   (1)缓和CPU和IO设备间速度不匹配的矛盾
   (2)减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制
   (3)解决速度粒度不匹配的问题
   (4)提高CPU和IO设备之间的并行性

2. 什么是设备独立性，如何实现？ (119页)

   设备独立性：指应用程序独立于具体使用的物理设备

   为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层设备独立性软件，用来执行所有IO设备的公用操作，并向用户层软件提供统一接口。关键是系统中必须设置一张逻辑设备表用来进行逻辑设备到物理设备的映射,每个表项包括请求分配设备时，系统为他们分配相应的物理设备，并在表中建立一个表项.

3. 程序IO控制，中断驱动方式，DMA方式，通道控制方式流程 (109页)

• 程序IO控制：IO设备传输过程完全由CPU指令来控制完成，需要CPU不断的去对IO设备进行查询看是否需要进行数据传输，如果需要则进行读取，写入等操作（IO完全由CPU的程序来控制）
  优点：工作过程简单 缺点：CPU利用率低
  流程图：给IO模块发出读指令 -> 读IO模块的状态 -> 检查状态(未准备好则返回上一步继续读取状态，准备好则继续下一步) -> 从IO模块中读取字 -> 往存储块中写入字 -> 检查是否完成(未完成则返回第一步，完成则进行下一条指令)
  轮询方式：CPU与IO设备进行通信，串行工作

• 中断驱动方式：CPU不需要不断查询，测试IO设备，，而是只有在需要数据传输时才通过中断方式通知CPU来执行设备中断处理程序，将数据从寄存器传送到某一特定地址。
  优点：CPU和IO设备间可以并行工作，提高了CPU利用率
  缺点：设备多时，中断次数过多消耗大量CPU时间
  流程图：给IO模块发出读指令 -> 读IO模块的状态 -> 检查状态(准备好则下一步) -> 从IO模块中读取字 -> 往存储块中写入字 -> 检查是否完成(未完成则返回第一步，完成则进行下一条指令)
  CPU与IO并行工作

• DMA控制方式：DMA控制器在外存和内存之间开辟直接的数据交换通道，仅在一批数据传输完成后产生中断，CPU再介入控制
  优点：可使CPU与外设并行，交换过程中速度加快，不需要CPU的干预
  缺点：CPU依然要有许多控制，且每台设备都需要DMA控制器
  四类寄存器：命令状态寄存器CR，内存地址寄存器MAR，数据寄存器DR，数据计数器DC
  流程：设置MAR和DC的值 -> 启动DMA传送命令 -> 挪用存储器周期传送数据字 -> 存储器地址增1，计数寄存器减1 -> DC=0?(否返回第三步 是继续下一步) -> 请求中断
  在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路(IO设备和主存)
  通道控制器：通道是一个具有输入输出处理器控制的输入输出组件，比DMA更少依赖CPU
  中断控制方式(字节后中断),DMA控制方式(块后中断),

• 通道控制方式(自我管理,一个通道控制多个设备，设备与内存直接交换数据)
  字节多路通道：连接多个慢速和中速设备，以字节为单位
  数组选择通道：连接多台高速设备，每次只允许一个设备传输数据，通道独占，利用率低
  数组多路通道：高数据传输率，高通道利用率

  通道控制与DMA的区别：
  首先，DMA控制方式中需要CPU来控制所传数据块的大小和传输的内存，而通道控制方式中这些信息都是由通道来控制管理的；其次，一个DMA控制器对应一台设备与内存传递数据，而一个通道可以控制多台设备与内存的数据交换

4. 什么是DMA方式？它与中断方式的主要区别是什么？(111页)

   DMA：DMA是直接存储器存取。DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间。当CPU初始化这个传输动作，动作是由DMA控制器来实行和完成的，在实现DMA传输时，是由DMA控制器直接掌管总线，在结束传输后，在将控制权交给CPU

   主要区别：中断控制方式在每个数据传输完成后中断CPU，而DMA方式则是在所要求传输的一批数据全部传输完成时才中断CPU；中断控制方式的数据传输在中断处理时由CPU控制完成，而DMA控制方式则是在DMA控制器下完成；DMA方式以存储器为核心，中断控制方式以CPU为核心；DMA方式传输批量数据，中断控制方式传输以字节为单位

5. 简述什么是SPOOLING技术 (119页)

   SPOOLING技术：是利用专门的外围控制机，将低速IO设备上的数据传输到高速磁盘上，或者相反，又称假脱机技术；可以将独占设备改造成共享的虚拟设备，提高独占设备利用率

   输入井输出井(磁盘)，输入缓冲区输出缓冲区(内存)，输入进程输出进程

   提高IO的速度，将独占设备改造成共享设备，实现虚拟设备功能

6. 物理设备，逻辑设备与逻辑设备名的好处

   物理设备：进行实际输入输出操作的硬件设备

   逻辑设备：物理设备属性的表示。它并不特指某个具体的物理设备，而是对应于一批设备

   使用逻辑设备名的好处：增加设备分配的灵活性；易于实现IO重定向，所谓IO重定向，是指用于IO操作的设备可以更换，而不必改变应用程序。

7. 软件层次结构： 每类设备只需要一个设备驱动程序

   用户层IO软件：进行IO调用，格式化IO，SPOOLING

   设备独立性软件：命名，保护，阻塞，缓冲，分配

   设备驱动程序：建立设备寄存器，检查状态，磁盘调度

   中断处理程序：当IO结束时唤醒驱动程序

   硬件设备：执行IO操作

8. 设备分配的数据结构

   设备控制表DCT：

   控制器控制表COCT：

   通道控制表CHCT：

   系统控制表SDT：

计算题：

1. (计算题)内存分配和页面置换

(PV大题)订票与查询：可多个查询者，订票者和查询者不可同时操作且要求按请求顺序提供服务(互斥访问)，订票者与查询者不能同时访问，订票者之间也不可同时访问，要求按用户请求次序执行操作。（读写者问题）

2. (PV大题)水果盘，父亲放苹果，母亲放橘子，女儿取水果。要求：只有一个人可以操作果盘，只有盘里同时有苹果和橘子时女儿才可以取水果，并且同时把两个水果取走。

3. (计算题)段页式虚拟存储器

(PV大题)N个生产者，M个消费者，缓冲区大小为K(一个互斥信号量和两个同步信号量)

4. (计算题)二级页表分页存储，计算逻辑地址结构示意图和由逻辑地址计算物理地址

(PV大题)南北车道互斥通过(三个互斥信号量和两个整型记录变量)

5. (计算题)混合索引文件系统，计算最大单个文件和某个索引结点文件可能访问磁盘的次数

(PV大题)三个进程共同使用一个缓冲区,p0产生数,p1计算平方值,p2计算立方值 (full1=0,full2=0,empty1=0,empty2=0)

6. (计算题)虚拟分页系统计算页表级数和设计页表使所需页数最少

(PV题)爸爸，儿子，女儿放水果问题(mutex=1,empty=2,apple=0,orange=0)

7. 请求分页计算指令的物理地址，磁盘调度计算磁头移动的磁道数，进程调度计算完成/周转/平均周转/带权周转时间

8. 页面置换算法求缺页中断次数