自考《网络操作系统》课后答案（3）

1. 在信息处理系统中，客户/服务器计算模式和对等模式有何区别：

①对等模式中，各节点机处于平等地位，没有主次之分。网上任一节点所拥有的资源都可作为网络公用资源，可被其他节点的网络用户共享。对等模式具有灵活的资源共享方式和均衡的通信方式，一般适合小型网络。

②客户/服务器模式，一些节点作为客户机，另一些节点作为服务器机。客户/服务器模式是一种主从方式。采用这种模式，可高效地实现资源共享。同时它具有很好的可移植性，互操作性和规模的可伸缩性。

2. 操作系统结构设计的结构模式：①客户/服务器模式。特点：简化了基本操作系统，缩小了内核，并容易增加新的API；提高了可靠性；适合分布式计算环境。②对象模式。特点：这种方法减少了在系统整个生存期中所做修改的影响。③对称多处理模式。特点：主要支持多处理机操作系统的设计。

3. 客户/服务器计算模式中，客户与服务器之间如何交互（工作过程）：P36

①客户方以通常方式发出服务请求，由客户机上的网络软件把它装配成请求包，再通过传输协议软件把请求包发送给服务器方。

②服务器传输软件收到请求包后，对其检查，无误后把它提交给服务器方的网络软件。

③服务器网络软件根据请求包的请求，完成相应的处理和服务，并将其结果装配成响应包，由传输协议软件将其发送给客户。

④由客户的传输协议软件把收到的响应包转交给客户的网络软件，由网络软件作适当处理后交给客户。

客户/服务器模式的优点是：高效地实现了网络资源共享，具有很好的互操作性和软件的可移植性，提高了系统的可靠性，适合分布式计算环境。

4. 计算机网络系统中，工作站操作系统包括的软件：①重定向程序②传输协议软件。服务器操作系统包括的软件：①服务器操作系统的内核程序②传输协议软件③网络服务软件④网络安全管理软件。

5. 网络操作系统与网络用户有哪两级接口：①操作命令接口。作用：用户通过键盘或鼠标键入或点击各种操作命令来控制、操纵、管理和使用网络。这种接口采用交互式。②编程接口。通过网络操作系统提供的一组系统调用来实现。此外网络操作系统还为用户提供了一系列应用程序接口。

6. 网络操作系统的命令接口应为用户提供哪些类型的操作命令：①系统访问命令；②文件与目录管理命令；③信息处理类命令；④网络通信类命令；⑤打印输出类命令；⑥进程控制类命令；⑦Internet类命令；⑧其它。

7. Shell程序的作用是什么：①作为Shell命令解释程序。Shell接收、识别并执行用户键入的各种命令。②作为高级程序设计语言。什么是Shell过程：用shell编写的程序称为shell过程。如何建立和执行Shell过程：建立shell过程的步骤同建立普通文本文件的方式相同，可利用编辑器（例如vi）进行程序输入和编辑加工。Shell过程的执行可采用如下方法：①输入重定向到shell过程，其一般形式为：$ sh 过程名 ②将shell过程改为可执行文件，其一般形式为：$ chmod a + x 过程名 $ 过程名

8. 如何理解微内核的概念：微内核结构是一种新型结构，它体现了操作系统结构设计的新思想，微内核的设计目标是使操作系统的内核尽可能小，使其他的所有操作系统服务一般都放在核外用户级完成。采用微内核结构有何优点：①灵活性。微内核短小精干，仅提供最基本最必要的服务。②开放性。操作系统除内核以外的功能都可用服务器的形式建立在内核之上，可以方便地设计、开发、集成自己的新系统。③可扩充性。加入和修改一个服务不需要停止系统和重新引导内核，安装、调试一个新系统很容易。

9. 什么叫进程：进程是程序的一次执行，该程序可与其它程序并发执行。

为什么要引入进程的概念：①顺序程序的特点：具有封闭性和可再现性。但是，程序的顺序执行是低效的。②程序的并发执行和资源共享。多道程序设计出现后，实现了程序的并发执行和资源共享，提高了系统的效率和系统的资源利用率，但却带来了新的问题。③程序的并发执行的特点：破坏了程序的封闭性和可再现性，程序和机器执行程序的活动不再一一对应，并发程序之间有可能存在相互制约关系。

并发程序的这些特性：独立性、并发性、动态性和相互制约性，反映了并发程序的本质，程序的概念已不能反映程序并发找执行的实质，因此，人们引进了进程的概念。

10. 进程由哪几部分组成：①程序。作用：描述进程要完成的功能。②数据集合。作用：程序在执行时所需要的数据和工作区。③程序控制块。作用：包含进程的描述信息和控制信息。它是进程存在的唯一标志。

11. 进程的基本调度状态有哪些：①运行②就绪③阻塞。进程调度程序从处于就绪状态的进程中选择一个投入运行。运行进程因等待某一事件而进入阻塞，因时间片到达而回到就绪。处于阻塞状态的进程当所等待的事件发生时，便进入就绪状态。P50

12. 简述常用的进程调度算法：①静态优先级算法：系统在调度进程时按优先级从高到低进行调度，在进程运行过程中优先级不再动态地改变。②动态优先级算法：系统在调度进程时按优先级从高到低进行调度，在进程运行过程中能按变化情况对优先级进行适当调整。③时间片轮转法：系统把所有就绪进程按先来先服务规则排成一个队列，就绪队列中的所有进程，可以依次轮流获得一个时间片的处理时间，然后系统又回到队列的开始部分，如此不断循环。

13. 什么叫原语：原语是由若干机器指令构成的并用于完成特定功能的一段程序，而这些程序在执行期间是不可分割的。有哪些进程控制原语：①创建原语②撤销原语③挂起原语④激活原语⑤阻塞原语⑥唤醒原语。

14. 什么叫线程：“进程内的一个可执行单元”、“进程内的一个可调度的实体”。为什么要引入线程的概念：在引入线程概念之前，仅用进程的概念。在进程的调度过程中，由于经常要进行进程的切换，在切换时，既要保留现运行进程的运行环境，又要设置新选中的进程的运行环境，为此要花费不少处理机的时间和主存的空间。因此，把进程作为系统调度的基本单位要付出较大的时空开销，从而也限制了系统中进程的数量和进程的切换频率。另一方面，为了提高系统的并行能力，把并行粒度进一步减小，在进程的内部引入线程，线程作为系统的调度单位，而进程作为系统的资源分配单位。这样，对拥有资源的基本单位不再频繁切换，而对调度的基本单位又不增加时空开销。引进线程的好处是：①减少了系统的时空开销。②增强了系统的并行能力。

15. 存储管理研究哪些内容：①地址再定位问题②存储空间的分配③存储的保护问题④存储扩充问题。

16. 为什么要引入虚拟存储器的概念：在计算机系统中，主存的容量有一定的限制，不可能太大满足各种用户的需要，而在技术上辅助存储器却可以做得相当大。为了给大作业提供方便，使它们不再承担对主存和辅存的具体分配和管理工作，而由操作系统把主存和辅存统一管理起来。虚存的最大容量由什么决定：虚存实际上就是作业地址空间，作业地址空间的大小取决于计算机系统的地址机构。因此，虚存的最大容量取决于地址寄存器的位数。例如地址寄存器的位数为32位时，其虚存的最大容量可达4GB.

17. 什么叫联想储存器：在分页和请求分页存储管理系统中，为了加速查表过程，采用一组高速硬件寄存器，这些寄存器连同管理它们的硬件构成了一个容量较小的存储器，称为联想存储器，也叫快表。

试说明利用联想存储器实现动态地址变换的过程：联想存储器具有快速并行查询能力。例如CPU给出有效地址为（P，W），它把页号P送入输入寄存器，随后立即和联想存储器各单元的页号进行比较，如与某个单元中页号相匹配，则把该单元中的块号B送入输出寄存器。这样，就可以用（B，W）访问相应的主存单元。（P为页号，W为页内地址；B为块号）。

18. 请求分页与分页存储管理有何不同：请求分页是在分页的基础上实现。它们之间的根本区别在于是否将一作业的全部地址空间同时装入主存。请求分页存储管理不要求将作业全部地址空间同时装入主存。基于这一点，请求分页存储管理可以提供虚存，而分页存储管理却不能提供虚存。缺页中断是如何发生：由于一个作业的地址空间不同时全部装入主存，在作业执行过程中，当所需页面不在主存时，便引起缺页中断。缺页中断发生后如何处理：缺页不断发生后，转中断处理程序。中断处理程序的主要工作是将所需的页面调入主存。当主存无空闲块时，按系统采用的页面置换算法将某页淘汰，然后装入所需页面。装入后修改页面变换表。

19. 试给出几种页面置换算法，并比较其优缺点。①先进先出算法（FIFO）：这种算法实现简单，这种算法只是在对线性顺序访问地址空间的情况下才是最理想，否则效率不高。②最近最久未用算法（LRU）：这种算法能比较普遍地适用于各种类型的程序，但实现起来比较困难，因为要对先前的访问的历史时时加以记录和更新。③LRU近似算法：这种算法比较简单，易于实现，其缺点是周期T的大小不易确定。

20. 什么是文件逻辑结构和物理结构：逻辑结构：指一个文件在用户面前所呈现的形式。物理结构：指文件在文件存储器上的存储形式。它们各有哪几种结构形式：逻辑结构有两种形式：①记录式文件。②无结构的流式文件。物理结构：①连续结构②串联结构③索引结构。

21. 画图说明串联、连续、索引结构文件的形式（P64），并说明用直接存取法它们的不同效果：采用直接存取法，则索引文件效率最高，连续文件效率居中，串联文件效率最低。

22. 文件目录的作用：计算机系统中的文件种类繁多，数量庞大，为了使用户方便地找到所需的文件，需要在系统中建立一个目录机构。一个文件目录项应包括哪些信息：①文件的标识信息（文件名）②文件的结构信息③文件的存取控制信息④文件的管理信息。

23. 文件存储空间的管理有哪几种常用方法： ①空白文件目录：这种方法将盘空间的一个未分配区域称为一个空白文件，系统为所有的空白文件建立一个目录，每个空白文件在这个目录中建立一个表目。②空白块链：这种方法将盘上的所有空白块用链接指针或索引结构组织成一个空白文件。③位示图：它将文件存储器的存储空间建立一张位示图，用以反映整个盘空间的分配情况。

24. 设备管理的目标是什么：①方便性。使用户在使用各种设备时感到方便。②并行性。提高系统中各种设备工作的并行性。③均衡性。使系统中各种设备的分配具有均衡性。④独立性。使得用户所要求的输入输出与实际设备无关。设备管理包括哪些功能：①动态地记录管理设备的状态。在有通道的系统中，还应掌握通道、控制器的工作状态。②为满足进程的I/O请求，按某种调度算法将一设备分配给要求设备的进程。（实施设备的分配）③完成实际的I/O操作。

25. 在配置有通道的计算机系统中，试利用UCB、CUCB、CCB找出从主存到设备的一条可用通路：根据所请求的I/O设备，由系统状态表可找到该设备的UCB，再由UCB的“与此设备相连的控制器表”项找到CUCB，再由CUCB的“与此控制器相连的通道表”找到CCB，从而可能构成一条从主存到I/O设备的通路。如果有一条可用通路，则在UCB、CUCB、CCB中将进程名登记在“正在使用该设备”的状态表目内；如果暂时没有一条可用通路，则进行排队等候。

26. 试给出两种I/O调度算法：①先来先服务。②优先级高者优先。并说明为什么在I/O调度中不能采用时间片轮转法：在进程调度中通常采用时间片轮转法，但这种方法不适合I/O调度。因为I/O操作有一特点，即一个通道程序一经启动便一直进行下去直至完成，在它完成之前，不会产生中断。

27. 试画出在单通路I/O系统中为进程分配一台I/O设备的流程图（P72）：①分配设备②分配控制器③分配通道。

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