网络操作系统基础知识

1.什么是用户账号？
定义了工作站上的一个用户，它包括用户名、口令、组所属关系和一些权限列表。

用户名表示工作站和网络上的用户别名。

用户组账号？
用户组账号是一个包含一组用户或成员的账户，这些成员或用户享有相似的权限。

它们之间的关系？
分组是按用户对网络的访问需求将所有用户分成逻辑上的若干组。

用户基于用户组获得必要的资源访问许可权。

每个用户组成员都享有所在用户组的资源访问权限。

每个用户可能是几个不同的用户组的成员。

2.网络操作系统的资源管理主要包含那些部分？
①硬件资源②文件和目录③网络打印。

3.硬盘资源的共享主要分为哪几种形式？
①以虚拟软盘方式实现硬盘共享②以文件服务方式进行硬盘共享。

为了实现硬盘的共享，共享硬盘的软件必须具有的功能？
①用户管理。

②盘卷管理。

③安装管理。

④信号量管理。

4.网络文件系统有哪几种实现方法？
①对等方式。

特点：在网络中的每个系统中都配置有自己的文件系统，每个系统都允许其他系统访问自己的文件系统，基于这种方式实现的文件系统称为分布式文件系统。

②客户/服务器方式。

特点：在每个用户的系统中，都有自己的文件系统，管理本地文件的访问；共享文件保留在文件服务器中。

5.在网络环境下，可采用哪几种文件和数据的共享方式？
①数据移动共享方式②计算移动共享方式。

6.什么是文件服务器？
网络中最为重要的服务器，配有大容量磁盘存储器和部存储器，配有一块或多块网络接口卡。

其主要功能为向用户提供网络信息；实施文件管理；用户访问控制。

7.共享打印服务主要有哪几种实现方法？
①客户服务器方式。

特点：在共享硬盘的基础上，配置共享打印软件，网络操作系统为用户提供共享打印服务。

②对等方式。

特点：在网络中一个或多个工作站配置打印机，将它们的打印机共享给全网用户使用；这些工作站既作为用户工作站，又起打印服务器的作用。

8.网络操作系统中文件主要有哪些属性？
①只读②存档③隐藏④压缩⑤系统。

它们对文件资源的共享有何影响？
通过设置文件属性可以控制其他用户对自己共享目录下的文件的访问。

1.①操作系统的定义：操作系统是控制和管理计算机系统的硬件和软件资源、合理地组织工作流程以及方便用户的程序集合。

②现代操作系统的基本特征：并发性、共享性、虚拟性、不确定性。

2.操作系统在计算机系统中处于何种地位：是硬件层的第一次扩充，是计算机系统软件的重要组成部分。

计算机系统的层次结构：硬件层—操作系统层—语言处理程序层—应用程序层。

操作系统的作用：提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力，充分发挥系统资源的利用率，方便用户使用。

3.多道程序设计的硬件基础：①中断系统②通道技术③CPU与通道的通信
4.①多道程序设计的基本原理：多道程序设计的主要目的是充分利用系统中所有资源且尽可能地让它们并行操作。

采用通道技术后使CPU从繁琐的I/O操作中解放出来，它不仅能实现CPU与通道并行工作，而且也能实现通道与通道之间、各通道与外设之间的并行。

②多道程序设计的主要特点：①多道②宏观上并行③微观上串行。

5.实现多道程序设计要解决的几个问题：①存储保护和地址重定位。

（几道程序共享同一主存）②处理机的管理和调度。

（共享同一处理机）③资源的管理与分配。

（共享系统资源）
6.虚拟处理机：逻辑上的处理机称为虚拟处理机。

虚拟计算机：在一台计算机上配置操作系统后，比原来的计算机的功能增强了。

这种是概念上的、逻辑上的计算机，而不是真正的物理计算机，这样的计算机称为虚拟计算机。

7.处理机的运行现场：就是指处理机在执行程序过程中任一时刻的状态信息的集合。

处理机运行现场包括的容：①指令计数器（程序计数器）②程序状态寄存器③通用寄存器④特殊控制寄存器。

处理机的运行状态有两种：核心态（00）和用户态（11）。

程序分为系统程序和用户程序。

程序状态分为三种：①就绪②运行③阻塞。

程序状态的作用：程序状态可以互相转换，便于处理机按照某种规则进行调度。

8.访管指令、特权指令、系统调用之间的区别和联系
9.①系统调用：用户在程序中能用访管指令调用的，由操作系统提供的子功能集合，其中每一个子功能称为一个系统调用命令。

②用户程序使用系统调用后，为什么能从算态进入管态，返回用户程序后又从管态回到算态（系统调用的实现原理）：系统调用中的访管指令的地址码可作为系统调用的功能号，它对应一个操作系统为用户提供的子功能或函数。

当用户程序需要调用系统功能时，就在其程序的适当位置安排一条系统调用命令，当执行到该指令时便产生访管中断，中断的硬件装置开始响应中断，保存原来的PSW到存的固定单元，再从存的另一个固定单元中取出新的PSW送入PSW寄存器。

由于新PSW中已事先设置了系统状态为管态，从而使处理机进入管态，在管态下执行中断处理程序。

由于在管态下可以使用特权指令，所以用户要求操作系统提供的服务就很容易地被完成。

中断处理程序结束后，通过恢复旧的PSW到PSW寄存器，于是又可返回到被中断的用户程序，即从管态又回到算态。

10.UNIX的系统调用的两种方式：①直接系统调用②间接系统调用。

它们各是怎样处理：①直接系统调用除可使寄存器传递参数外，其它参数都跟在trap指令的后面②间接系统调用跟随trap指令的是一个指向程序数据区的指针。

该程序数据区有一个直接系统调用trap指令，其后跟以除r0外的参数。

11.①分时：两个或两个以上的事件按时间划分轮流地使用计算机系统中的某一资源。

②分时系统（又称交互作用系统）：在一个系统中，如果多个用户通过自己的终端分时地使用同一个计算机，这样的系统就称为分时系统，其上的操作系统统称为分时操作系统。

UNIX属分时系统。

③分时系统的特点：①同时性（可同时操作，共同使用该系统）②独立性（独占感）③及时性（及时响应）④交互性（人机对话）。

调进/调出是实现分时系统的一种主要方式（分时系统实现原理）。

（多流调进调出方式）
12.实时系统分为两类：①实时控制系统（导弹发射）②实时处理系统（预订飞机票）。

设计实时系统要考虑的问题：①实时时钟管理（实时任务、延迟任务）②连续人机对话③过载的防护（任务的随机性）④高可靠性和保证（故障引起的严重后果）。

13.分布式计算机系统：是一个由多台计算机组成的系统，在用户看来，他所拥有的计算机是一台单独的计算机，而这台计算机是一台功能扩大了的虚拟机。

分布式系统的三个基本功能：①通信②资源共享③并行计算。

分布式系统最为突出的特点是透明性。

分布式计算机系统具有以下主要特点：
①任意两台计算机之间可以利用通信交换信息。

②各计算机具有相对的自主性或自治性。

③具有透明性④具有整体性或协同性。

⑤具有坚定性。

（任一台故障不会使系统瘫痪。

）
分布式计算机系统与集中式计算机系统的主要区别：
①利用消息传递进行通信（没有共享存储器）
②系统中各台计算机是自治的（没有主从之分，没有分级控制，没有公用时钟）
③透明性（系统中所有资源为所有用户共享，用户无需知道资源位于何处）
④协同性（可相互协作完成任务或作业，可实现并行计算。

）
14.分布式系统对资源的管理与集中式系统有何不同？
答：分布式系统对资源的管理采用一类资源有多个管理者的分布式管理方式。

分布式管理方式又可分为集中分布管理和完全分布管理两种方式。

集中式系统对资源的管理采用一个管理者的方式。

15.在分布式系统中建立逻辑时钟的原因：在分布式系统中，由于没有共享存储器和公用时钟，虽然在分布式系统中每台计算机都有自己的时钟，尽管每个时钟工作得都非常稳定，但并不能保证它们的频率完全相同。

为了实现分布式系统中进程同步，需要给系统中的每个事件指定一个时间值，即打上时间戳，用这一方法来确定系统全局的事件顺序。

在对分布式系统中的所有事件赋予时间戳时应满足的条件是：
①在同一节点上，若A→B，则C（A）<C（B）；②若A和B分别是发送消息和接收消息的两个事件，则C（A）<C（B）；③对任何事件A和B，必定C（A）≠C（B）。

16.举例说明：对任何事件A和B，如果C（A）<C（B），则A→B未必成立。

答：设有相互通信的两个进程P1和P2，它们是位于两个节点机上的进程。

假定
P1发一消息给P2，称为事件B，且C（B）=200，而P2接收该消息，称为事件A，且C（A）=195.（因为P2的处理机比P1的处理机慢，所以P2的逻辑时钟信号也比P1的慢。

）在这种情况下，C（A）<C（B），但是A→B却不成立。

17.紧耦合与松耦合多处理机系统有何区别？
答：主要区别在于有无共享存储器。

①紧耦合多处理机系统有共享存储器，所以也称其为共享存储结构多处理机系统。

②松耦合处理机系统中没有共享存储器，每台处理机都有一个容量较大的局部存储器，所以也称其为分布存储结构多处理机系统。

18.网络操作系统：就是在计算机网络系统中，管理一台或多台主机的硬软件资源，支持网络通信，提供网络服务的软件集合。

通用操作系统的基本功能：①处理机（进程）管理②存储管理③文件管理④设备管理。

网络操作系统还具有的主要功能：①实现网络中各点机之间的通信。

②实现网络中的资源共享③提供多种网络服务（硬盘共享；打印机共享；提供电文、语音、图像的加密和传输；文件的传递、存取和管理；作业的传输和操作服务）④提供网络用户的应用程序接口。

网络操作系统的主要特点：①复杂性（管理全网资源；机间通信与同步；网络文件管理）②并行性（多处理机实现真正并行）③节点机间的通信与同步（OSI/RM的七层协议中第四层（传输层）到第七层（应用层）进入了网络操作系统的领域，低三层（N、D、P）M则提供了网络传输的支持）④安全性（表现：网络操作的安全性，系统规定不同用户有不同的权限（系统管理员、高级用户、一般用户）；用户身份验证；资源的存储控制；网络传输的安全。

）
19.在多处理机系统中①加速比定义：它表示一个作业在单机上的执行时间与花在多处理机上执行时间的比值。

公式：SP=ET1/ET2其中SP为作业J的加速比，ET1为作业J 在单机上的执行时间，ET2为作业J在多处理机上的执行时间。

作业J的加速比不能超过处理机数P，即0≤Sp≤P.②处理机利用率的定义：它表示P台处理机实际执行时间（扣除空闲时间）与P台处理机被占用时间（空闲时间与P台处理机执行时间之和）的比值。

0≤Up≤1。

20.多处理机系统中的通信方式：①基于共享变量的通信方式（主要适用于紧耦合多处理机）②基于消息传递的通信方式（主要适用于松耦合多处理机）
21.中断的分类：①I/O中断②程序中断③硬件故障中断④外中断⑤访管中断（其中①④称为中断，②③⑤称为“陷入”，又称捕俘。

）
22.计算机安全级从D级（最不严格）到A级（最严格）。

Windows当前支持C2
安全级。

23.UNIX强核；WindowsNT微核。

1.信息处理的基本模式：①对等模式②客户/服务器模式。

2.网络操作系统结构设计的主要模式：①客户/服务器模式②对象模式③对称多处理模式。

3.客户/服务器模式的网络操作系统的结构组成：①客户机（工作站）操作系统②服务器操作系统。

4.网络操作系统为用户提供的两类接口：①命令接口②编程接口。

5.网络操作系统可分为四个层次：①硬件②核③Shell（外壳）④应用程序。

6.操作系统从部结构来分析，包括两部分：①核②核外部分。

7.UNIX的核可分为两部分：①进程控制子系统（包括进程控制、调度与通信以及存储的管理）②文件子系统。

8.核功能：①进程、线程及其管理②存储管理③I/O管理④文件系统。

9.核的组织形式：①强核②微核。

10.微核几乎不做任何工作，仅提供以下四种服务：
①进程间通信机制②某些存储管理③有限的低级进程管理和调度④低级I/O.微核的基本思想是良好的结构化、模块化、最小的公共服务。

它提供最基本、最必要的服务。

11.微核结构与强核结构相比具有如下优点：①灵活性②开放性③可扩充性
12.UNIX是一个强核的操作系统。

WindowsNT微核与客户/服务器模式结构的操作系统。

13.微核提供以下服务：①进程间通信机制②某些存储管理③有限的低级进程管理和调度④低级I/O.（微核结构的操作系统是服务器化的操作系统）
14.微核的基本思想是良好的结构化、模块化，最小的公共服务。

15.进程的组成：①程序②数据集合③进程控制块。

16.进程必要的调度状态：①运行状态②就绪状态③阻塞状态其它：挂起状态；活跃状态。

17.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
18.进程调度方式：①抢占式②非抢占式
19.进程调度算法：①静态优先级算法②动态优先级算法③时间片轮转法
20.线程的四个基本成分：①一个唯一的线程标识符②一组处理机状态寄存器③分别在核心态和用户态下使用的两个栈④一个私用存储区。

21.线程的状态：①就绪状态②备用状态③运行状态④等待状态⑤转换状态
⑥终止状态。

22.存储管理的研究课题：①地址再定位问题②存储分配问题③存储保护问题
④存储扩充问题
23.存储管理方案：①单一连续分配②分区分配③分页存储管理④请求分页存储管理⑤分段存储管理⑥段页式存储管理。

24.地址变换机构：①页面变换表PMT ②联想存储器。

25.页面置换算法：①先进先出算法FIFO ②最近最久未用的置换算法LRU ③LRU 近似算法。

26.文件管理系统的基本功能：①文件的结构及存取方法（逻辑结构：记录式文件；无结构流式文件。

物理结构：连续结构；串联结构；索引结构。

存取方法：顺序存取法；直接存取法。

）②文件的目录机构及有关处理（树型目录结构）③文件存储空间的管理（空白文件目录；空白块链；文件位图。

）④文件的共享和保护⑤文件的操作和使用。

27.设备管理目标：①用户使用设备的方便性②设备工作的并行性③设备分配的均衡性④独立性（与设备无关性）
28.设备管理基本功能：①动态地掌握并记录设备的状态②为满足进程对I/O的请求，按照设备的类型和系统中所采用的分配算法，决定把某一I/O设备分配给要求设备的进程③完成实际的I/O操作。

29.设备的数据结构：①设备控制块UCB ②控制器控制块CUCB ③通道控制块CCB
④系统设备表SDT.
30.I/O调度程序的主要功能：为满足进程的I/O请求，决定设备（以及相应的控制器和通道）的分配策略。

31.I/O调度程序的调度算法：①先来先服务②优先级高者优先算法（不能采取时间片轮转法）
32.设备分配的实施：①分配设备②分配控制器③分配通道。

33.磁盘的驱动调度：①移臂调度②旋转调度
34.移臂调度算法：①FCFS ②SSTF ③SCAN ④电梯调度算法。

35.文件系统组成：①与文件管理有关的软件②被管理的文件③实施文件管理所需的数据结构
问答：
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）？
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：$sh<过程名②将shell过程改为可执行文件，其一般形式为：$chmoda+x过程名$过程名。

8.如何理解微核的概念？
微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，微核的设计目标是使操作系统的核尽可能小，使其他的所有操作系统服务一般都放在核外用户级完成。

采用微核结构有何优点：①灵活性。

微核短小精干，仅提供最基本最必要的服务。

②开放性。

操作系统除核以外的功能都可用服务器的形式建立在核之上，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。

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？
“进程的一个可执行单元”、“进程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，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。