作業系統

o0戒靈0o

各位神人們!!
因為課業上面需要
而我又和同學討論出了以下結果
能否請各位神人指點迷津呢??
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1.
為避免增加CPU執行負荷，直接記憶體存取(DMA)使用在高速I/O裝置。

甲、
CPU介面裝置如何協調傳遞?

CPU藉由命令寫到裝置控制器的特別暫存器後，才去啟動DMA操作，而此一暫存器讓裝置控
制器取得命令後，裝置就啟動所有有關的操作。

乙、
CPU如何知道記憶體運算完成?

DMA會發出中斷訊號給CPU

2.
請定義下列各型式電腦系統的基本性質:

甲、分時作業系統：

Time SharingSystem是Multiprogramming的邏輯延伸，利用Time Sharing控制安排AP時間量，減少程式執行等待時間，提高工作量使系統更有效率。

乙、多元程式規劃系統

記憶體中存在多個程式，而這些程式以輪流的方式來利用CPU 執行其程式段，目的是讓CPU始終有工作做。

3.
中斷的目的是什麼?插斷和中斷之間有何不同?

目的：為了讓其他事件可以順利的發生而不會一直執行前個事件。

插斷：是一種軟體中斷，它是因為錯誤或是由使用者程式提出需要作業系統服務的特定要求所產生。

中斷：發生一個事件時，由軟體或硬體產生中斷來通知。硬體可藉由給CPU一個信號觸發中斷，軟體可藉由執行系統呼叫觸發中斷。

4.
作業系統五項關於檔案管理的工作是那些?

1.
檔案的建立與刪除

2.
組織檔案的目錄之建立與刪除

3.
作為處理檔案和目錄的原始支援

4.
檔案與輔助記憶體的對映

5.
穩定(非揮發性)儲存裝置上的檔案備份

5.
請描述三個一般傳遞參數到作業系統的方法。

1.
將參數傳遞於暫存器中.

2. 將參數以區段或表格方式除存在記憶體，此區段的位址則以置於暫存器中的參數來傳遞.

3. 程式將參數推放(push ) 堆疊(stack)中, 再由作業系統從堆疊中取回(pop off).

6.
行程間通訊的兩種模式是什麼? 兩個方法的優劣點為何?

訊息傳遞模式與共用記憶體模式兩種

訊息傳遞模式：資訊藉由作業系統所提供行程間的聯繫來做交換。

優點：訊息傳遞方式只有在少數資料需要交換時比較有用，而且對電腦之間的通信而言，也比共用記憶體方式容易製作。

缺點：訊息傳遞模式每次傳遞訊息都需要經過作業系統，因此比較沒有效率，存取速度慢。

共用記憶體模式：行程使用 share memory create和 shared memory attach系統呼叫來產生以及取得其他行程所擁有的記憶體區域的存取權。因此要預防共用所會產生的問題，例如用critical section來解決，而確保不會對同一個區域進行寫入的動作。

優點：可取得最大的通訊速度及便利性，因為它是用記憶體轉換運作的速度來操作。

缺點：在行程分享記憶體的保護及同步方面仍存在許多問題。

7.
請繪出行程狀態圖，並說明行程在各狀態的執行工作。

1.
新產生(new):該行程正在產生中。

2.
執行(running):指令正在執行。

3.
等待(waiting):等待某件事件的發生(譬如I/O完成或接收到一個信號)。

4.
就緒(ready):該行程正等待指定一個處理器。

5.
結束(terminated):該行程完成執行。

file:///C:/DOCUME%7E1/user/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif

8.
描述短程排班、中程排班和長程排班程式的差別。

♦ 短程排班程式：從記憶體中選出一個已經準備就緒(ready)的行程，並將CPU分配給它。

♦ 中程排班程式：將在ready queue中的行程由記憶體移除，以提高其他行程使用CPU機會，當CPU工作負荷減少時，再載入記憶體中。

♦ 長程排班程式：由new queue將行程載入記憶體中，即進入ready 狀態。

9.
何謂行程控制表(Process Control Block)，含有那些資訊。

每一個行程在作業系統之中都對應著一個行程控制表，每個PCB中都有一個指向就緒佇列中下一個行程的名稱。

行程控制表 (PCB)之相關資訊：:

1.
行程狀態：可以是new、ready、running、waiting或halted等。

2.
程式計數器：指明該行程接著要執行的指令位址。

3.
CPU暫存器：其數量和類別，完全因電腦架構而異。包括累加器 (accumulator)、索引暫存器 (index register)、堆疊指標(stack pointer)以及一般用途暫存器 (general-purposeregister)等，還有一些狀況代碼 (condition code)。當中斷發生時，這些狀態資訊以及程式執行計數器必須儲存起來，以便稍後利用這些儲存的資訊，使程式能於中斷之後順利地繼續執行。

4.
CPU排班法則相關資訊：包括行程的優先順序 (Priority)、排班佇列(scheduling queue)的指標以及其它的排班參數。

5.
記憶體管理資訊：這些資訊包括如基底暫存器(base register)和限制暫存器(limit register)，分頁表(Page table)值的資訊統所使用的記憶系統區段表(segment table)。

6.
會計資訊：包括了CPU和實際時間的使用數量、時限、帳號工作或行程號碼。

7.
I/O狀態資訊：包括配置給行程的輸入/輸出裝置，包括開啟檔案的串列等等。

10.
解釋名詞:

多元程式規劃程度—
在記憶體中由行程排班程式排定輪流執行的process的數量。

I/O傾向行程—
做I/O的時間比做計算的時間還多。

CPU傾向行程—
使用於做計算的時間比I/O傾向行程還要多。

置換—
行程在磁碟上的主記憶體置入與置出。

內容轉換—
轉換CPU至另一項行程時必須將舊行程的狀態儲存起來，然後再載入新行程的儲存狀態。

11.
解釋名詞:

產量—
用每單位時間所完成的行程數來計算當做衡量工作量的標準。

回復時間—
從行程進入電腦，一直到該行程完成並且離開電腦的時間。

等候時間—
行程在就緒佇列中等待所花費週期的總和。

反應時間—
提出一個要求到第一個反應出現的時間間隔。(開始有所反應的時間)

護送現象—
當所有其它的行程都在等待一個大行程離開時，就產生護送現象，這現象造成CPU和裝置的使用率降低。

飢餓—
一個準備就緒的行程，但是缺少CPU而做無限期等待的情況。

老化—
逐漸提高已經停留在系統一段長時間的行程之優先權。

12.
計算先來先做(FCFS)、最短的工作先做(SJF)、優先權、依序循環(RR)排班演算法的平均等待時間，及繪出執行順序甘特圖。(題目類似習題)