2018年自考网络操作系统复习资料五：进程、线程与存储管理考点

网络操作系统第五部分复习重点集中在两大块：一是进程与线程相关的基本概念、调度状态和调度算法；二是存储管理，包括虚拟存储器、请求分页、缺页中断与页面置换算法，最后还涉及文件的逻辑结构与物理结构。以下按考生最常问的问题逐一给出简答要点。

进程的构成可以概括为三个部分，其中程序控制块的地位最为关键，它是进程存在的唯一标志。进程的三种基本调度状态是运行、就绪和阻塞，理解它们之间的转换条件是常考内容。

• 进程的三个组成部分：程序（描述进程要完成的功能）、数据集合（程序执行时所需的数据和工作区）、程序控制块（包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志）
• 调度程序从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
• 阻塞状态的进程在所等待的事件发生后，便进入就绪状态

调度算法要能说出每种算法的特点和区别。原语的关键在于“不可分割”，答题时除了定义，还要列举六种进程控制原语。线程则要回答定义、引入原因和好处三层内容。

原语是由若干机器指令构成的、用于完成特定功能的一段程序，其执行期间不可分割。进程控制原语包括：创建原语、撤销原语、挂起原语、激活原语、阻塞原语、唤醒原语。

线程是“进程内的一个可执行单元”、“进程内的一个可调度实体”。引入线程的原因：仅用进程概念时，进程切换既要保留现运行进程的运行环境，又要设置新选中进程的运行环境，花费不少处理机时间和主存空间；把进程作为调度基本单位时空开销较大，限制了系统中进程的数量和切换频率。引入线程后，线程作为系统的调度单位，进程作为系统的资源分配单位，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。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。

• 静态优先级算法：按优先级从高到低调度，运行过程中优先级不再动态改变
• 动态优先级算法：按优先级从高到低调度，运行过程中能按变化情况适当调整优先级
• 时间片轮转法：就绪进程按先来先服务规则排队，依次轮流获得一个时间片的处理时间，系统回到队列开始部分不断循环

存储管理研究四方面内容：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。

引入虚拟存储器的原因：主存容量有限，不可能太大以满足各种用户的需要，而辅助存储器在技术上可以做得相当大。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，由操作系统把主存和辅存统一管理起来。

虚存的最大容量取决于地址寄存器的位数：虚存实际上就是作业地址空间，其大小取决于计算机系统的地址机构。例如地址寄存器位数为32位时，虚存最大容量可达4GB。

联想存储器（快表）是在分页和请求分页存储管理系统中，为加速查表过程而采用的一组高速硬件寄存器，连同管理它们的硬件构成的容量较小的存储器。它具有快速并行查询能力：CPU给出有效地址（P，W）后，把页号P送入输入寄存器，立即与联想存储器各单元的页号比较，若与某单元页号相匹配，则把该单元中的块号B送入输出寄存器，即可用（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）。

两者最根本的区别在于是否将一作业的全部地址空间同时装入主存。请求分页是在分页的基础上实现的，它不要求作业全部地址空间同时装入主存，因此可以提供虚存，而分页存储管理不能提供虚存。

缺页中断的发生：由于作业地址空间不同时全部装入主存，作业执行中所需页面不在主存时，便引起缺页中断。处理过程：转中断处理程序，其主要工作是将所需页面调入主存；当主存无空闲块时，按系统采用的页面置换算法淘汰某页，然后装入所需页面，装入后修改页面变换表。

• 先进先出算法（FIFO）：实现简单，只在对线性顺序访问地址空间的情况下最理想，否则效率不高
• 最近最久未用算法（LRU）：能比较普遍地适用于各种类型的程序，但实现比较困难，需对先前的访问历史随时记录和更新
• LRU近似算法：比较简单、易于实现，缺点是周期T的大小不易确定

文件的逻辑结构指一个文件在用户面前所呈现的形式，分为两种形式：①记录式文件；②无结构的流式文件。

文件的物理结构指文件在文件存储器上的存储形式，分为三种：①连续结构；②串联结构；③索引结构。

程序控制块为什么是进程存在的唯一标志？

因为程序控制块包含了进程的描述信息和控制信息，系统正是通过它来识别和管理进程的，所以它是进程存在的唯一标志。

虚存的最大容量由什么决定？

由地址寄存器的位数决定。虚存实际上就是作业地址空间，其大小取决于计算机系统的地址机构。

引入线程的好处是什么？

一是减少了系统的时空开销，二是增强了系统的并行能力。