操作系统答案
### 操作系统知识点详解 #### 1.1 安全问题及分时系统中的安全性 - **安全问题**: - 窃取或复制某用户的程序或数据:这是最直接的安全威胁,黑客可能会尝试获取敏感信息或者重要的业务逻辑代码。 - 没有合理的资源使用预算(如CPU时间、内存、磁盘空间、外围设备):过度使用系统资源不仅会影响其他用户的正常工作,还可能导致系统崩溃或服务中断。 - **分时系统中的安全性**: - 在分时系统中确保与专用系统相同的安全性是非常困难的,因为任何保护机制都有可能被破解。此外,确保程序本身的实现完全正确也是一项挑战。 - 分时系统中,由于资源是共享的,因此需要更加精细的安全控制机制来保护各个用户的数据和程序。 #### 1.2 资源管理 - **不同环境下的资源管理需求**: - **大型计算机或小型计算机系统**:这类系统通常需要严格管理内存和CPU资源,以避免资源争用问题。此外,还需要关注外部存储和网络带宽的使用。 - **与服务器相连的工作站**:这些系统主要关注内存和CPU资源的管理,以确保工作站能够在服务器的支持下高效运行。 - **手持设备**:这类设备特别需要关注的是功率消耗和内存资源的管理,因为手持设备的电池寿命有限,且内存资源通常较为紧张。 #### 1.3 使用分时系统的优势 - 当使用分时系统的用户数量较少时,系统可以更高效地分配资源,从而使得任务处理速度加快。 - 对于非常大的任务,如果硬件速度足够快,则分时系统可以显著提高处理效率。 - 在多用户同时使用资源的情况下,分时系统可以通过调度机制确保所有用户都能获得足够的资源。 #### 1.4 功能支持 - **手持设备**:通常需要操作系统提供虚拟存储器支持,但不需要分时系统支持,因为手持设备的操作模式通常是单用户或多任务而非多用户分时。 - **实时系统**:需要操作系统支持虚拟存储器和分时系统,以确保任务能够在规定的时间内完成。 #### 1.5 SMP与非SMP的区别及多处理系统的优缺点 - **SMP与非SMP的区别**: - SMP(对称多处理):所有处理器平等,I/O可以在任意处理器上执行。 - 非SMP(非对称多处理):存在一个主处理器,其余处理器作为辅助处理器,I/O仅在主处理器上执行。 - **多处理系统的优缺点**: - **优点**: - 资源共享:多处理器系统可以共享外围设备、大容量存储和电源供应,降低总体成本。 - 提高性能:多处理器系统可以更快地运行程序。 - 增加可靠性:即使部分处理器故障,系统仍能继续运行。 - **缺点**: - 系统复杂性增加:多处理器系统在软件和硬件设计上更为复杂。 #### 1.6 集群系统与多道程序系统的区别 - **集群系统**:由多个计算机组成单一系统,各计算机之间通过网络进行通信,共同完成任务。 - **多道程序系统**:具有多个CPU的单一物理实体,通常共享存储空间进行通信。 - **集群系统的特点**: - 通信机制:集群系统通过消息传递进行通信。 - 可靠性要求:为了提供高可靠性服务,集群中的节点状态需要保持一致并持续更新。 #### 1.7 分布式系统中的客户机-服务器模型与对等系统模型 - **客户机-服务器模型**:客户机向服务器发送请求,服务器处理请求后返回结果。这种模型中角色明确。 - **对等系统模型**:系统中的节点既可以是客户端也可以是服务器,节点之间地位平等,可以相互发送请求和提供服务。例如,在文件共享场景中,每个节点都可以向其他节点请求文件或提供文件。 #### 1.8 集群系统中管理磁盘数据的方法 - **非对称集群系统**: - **集中式管理**:所有的数据访问都通过一个中心节点进行,其他节点不直接访问磁盘数据。这种方法可以简化数据一致性问题,但中心节点成为瓶颈。 - **优点**:简化了数据一致性问题。 - **缺点**:中心节点可能成为性能瓶颈。 - **对称集群系统**: - **分布式管理**:数据分布在集群中的多个节点上,每个节点可以直接访问磁盘数据。这种方法提高了系统的灵活性和扩展性。 - **优点**:提高了系统的灵活性和扩展性。 - **缺点**:增加了数据一致性和同步的复杂性。