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什么是SMP?
SMP的全称是"对称多处理"（SymmetricalMulti-Processing）技术，是指在一个计算机上汇集了一组处理器（多CPU）,各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。
它是相对非对称多处理技术而言的、应用十分广泛的并行技术。
在这种架构中，一台电脑不再由单个CPU组成，而同时由多个处理器运行操作系统的单一复本，并共享内存和一台计算机的其他资源。
虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。
系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。
所有的处理器都可以平等地访问内存、I/O和外部中断。
在对称多处理系统中，系统资源被系统中所有CPU共享，工作负载能够均匀地分配到所有可用处理器之上。
我们平时所说的双CPU系统，实际上是对称多处理系统中最常见的一种，通常称为"2路对称多处理"，它在普通的商业、家庭应用之中并没有太多实际用途，但在专业制作，如3DMaxStudio、Photoshop等软件应用中获得了非常良好的性能表现，是组建廉价工作站的良好伙伴。
随着用户应用水平的提高，只使用单个的处理器确实已经很难满足实际应用的需求，因而各服务器厂商纷纷通过采用对称多处理系统来解决这一矛盾。
在国内市场上这类机型的处理器一般以4个或8个为主，有少数是16个处理器。
但是一般来讲，SMP结构的机器可扩展性较差，很难做到100个以上多处理器，常规的一般是8个到16个，不过这对于多数的用户来说已经够用了。
这种机器的好处在于它的使用方式和微机或工作站的区别不大，编程的变化相对来说比较小，原来用微机工作站编写的程序如果要移植到SMP机器上使用，改动起来也相对比较容易。
SMP结构的机型可用性比较差。
因为4个或8个处理器共享一个操作系统和一个存储器，一旦操作系统出现了问题，整个机器就完全瘫痪掉了。
而且由于这个机器的可扩展性较差，不容易保护用户的投资。
但是这类机型技术比较成熟，相应的软件也比较多，因此现在国内市场上推出的并行机大量都是这一种。
PC服务器中最常见的对称多处理系统通常采用2路、4路、6路或8路处理器。
目前UNIX服务器可支持最多64个CPU的系统，如Sun公司的产品Enterprise10000。
SMP系统中最关键的技术是如何更好地解决多个处理器的相互通讯和协调问题。
要组建SMP系统，首先最关键的一点就是需要合适的CPU相配合。
我们平时看到的CPU都是单颗使用，所以看不出来它们有什么区别，但是，实际上，支持SMP功能并不是没有条件的，随意拿几块CPU来就可以建立多处理系统那简直是天方夜谈。
要实现SMP功能，我们使用的CPU必须具备以下要求：
1、CPU内部必须内置APIC（AdvancedProgrammableInterruptControllers）单元。
Intel多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器（AdvancedProgrammableInterruptControllers--APICs）的使用。
CPU通过彼此发送中断来完成它们之间的通信。
通过给中断附加动作（actions），不同的CPU可以在某种程度上彼此进行控制。
每个CPU有自己的APIC（成为那个CPU的本地APIC），并且还有一个I/OAPIC来处理由I/O设备引起的中断，这个I/OAPIC是安装在主板上的，但每个CPU上的APIC则不可或缺，否则将无法处理多CPU之间的中断协调。
2、相同的产品型号，同样类型的CPU核心。
例如，虽然Athlon和PentiumIII各自都内置有APIC单元，想要让它们一起建立SMP系统是不可能的，当然，即使是Celeron和PentiumIII，那样的可能性也为0，甚至Coppermine核心的PentiumIII和Tualatin的PentiumIII也不能建立SMP系统--这是因为他们的运行指令不完全相同，APIC中断协调差异也很大。
3、完全相同的运行频率。
如果要建立双PentiumIII系统，必须两颗866MHz或者两颗1000MHz处理器，不可以用一颗866MHz，另一颗1000MHz来组建，否则系统将无法正常点亮。
4、尽可能保持相同的产品序列编号。
即使是同样核心的相同频率处理器，由于生产批次不同也会造成不可思议的问题。
两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候，有可能会发生一颗CPU负担过高，而另一颗负担很少的情况，无法发挥最大性能，更糟糕的是可能导致死机，因此，应该尽可能选择同一批生产的处理器来组建SMP系统。
什么是MPP？
MPP（MassivelyParallelProcessing），意为大规模并行处理系统，这样的系统是由许多松耦合处理单元组成的，要注意的是这里指的是处理单元而不是处理器。
每个单元内的CPU都有自己私有的资源，如总线、内存、硬盘等。
在每个单元内都有操作系统和管理数据库的实例复本。
这种结构最大的特点在于不共享资源。
计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性他应该还包括设计思想与体系结构！
经典的关于“计算机体系结构（computerarchitecture）”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性”。
体系结构
单处理器的体系结构
在分级存储的计算机中，对一个CPU来说，决定持续存储器带宽的关键因素是cache的未命中等待时间。
目前，采用cache的机器其存储系统有了显著的变化，存储器访问中等待时间与传输时间之比大大改变，1990年20MHz的机器等待时间和传输时间大致相等，1995年100MHz的机器中等待时间占了绝大部分。
共享内存的体系结构
向量机属于共享内存体系结构（分布式共享内存机器除外）。
它大大简化了cache的一致性难题和所造成的等待时间（处理延迟）。
但是，向量机要比共享存储器或分级存储器的超标量机昂贵。
具有cache的机器和向量共享存储器计算机都有固定的存储器带宽限制，也就是说它的机器均衡性数值随着处理器数目增加而加大，因而处理器数目有一个极限值。
典型的情况是，共享存储器系统在各个处理器之间是非阻塞的（nonblocking），从而允许多个CPU并发活动，这样可以补偿由于等待时间造成的较大延迟。
当使用多个处理器时，机器的cache命中率由等待时间、带宽限制和总线/网络/交叉开关控制器的限制共同决定。
在向量计算机中，限制主要在带宽上而不是等待时间。
对称多处理（SMP）共享存储器系统
对称多处理（SMP）节点包含两个或两个以上完全相同的处理器，在处理上没有主/从之分。
每个处理器对节点计算资源享有同等访问权。
节点内的处理器和内存之间的互联必须利用可以保持一致性的互联方案。
一致性意指无论在任何时候，处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。
SMP共享存储器系统把多个处理器与一个集中的存储器相连。
在SMP环境中，所有处理器都通过总线访问同一个系统的物理存储器，这就意味着SMP系统只运行操作系统的一个拷贝。
为单处理器系统编写的应用程序可以毫无改变地在SMP系统中运行。
因此SMP系统有时也被称为均匀存储器。
对于所有处理器来说，访问存储器中的任何地址所需的时间都是一致的。
SMP体系结构的缺点是可伸缩性有限，因为存储器接口达到饱和时增加处理器并不能获得更高的性能。
SMP处理器数目一般最多可达到32个。
以CPU为中心的计算机体系结构与以总线为中心的计算机体系结构各有什么特点？
第2章操作系统的基本原理
一、单项选择题
1、以下只能用于输出的设备是（B）。
A.CONB.PRNC.NULD.软驱
2、用户可用的内存容量是指（B）。
A.ROM的容量B.RAM的容量C.RAM+ROM的容量 D.CD-ROM的容量
3、编译程序属于（A）。
A.系统软件B.操作系统C.应用软件D.数据库管理软件
4、存储器的读写速度排列顺序正确的是（B）。
A.RAM>Cache>硬盘>软盘B.Cache>RAM>硬盘>软盘
C.Cache>硬盘>RAM>软盘D.RAM>硬盘>软盘>Cache
5、微机的内存按照（A）编址。
A.字节B.字长C.微处理器型号不同而不同 D.位
6、I/O接口在（C）之间。
A.主机和总线B.主机和I/O设备C.总线和I/O设备D.CPU和内存
7、操作系统的主要功能是（B）。
A.实现软硬件互换B.管理系统的软硬件资源
C.转换源程序为目标程序D.数据处理
8、（B）是一条指令中执行功能的部分。
A.源地址码B.操作码C.目标地址码D.数据码
9、计算机能直接执行的程序是（D）。
A.源程序B.汇编程序C.目标程序D.机器语言程序
二、简答题
1、什么是进程？
进程的特性有哪些？
进程和程序的主要区别是什么？
参考答案：
（1）、进程是指一个可并发执行的程序（或程序段）在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程。
它是操作系统进行资源分配和调度的一个独立或基本单位。
（2）、进程是动态的，它由操作系统创建并独立地执行，在执行过程中可能因某个条件不足而被暂时“阻塞”，当条件满足时又被“唤醒”并继续执行，直到任务完成而“撤销”。
因此，进程有生命期，并在不同的状态之间动态地转换。
（3）、进程的并发特征是指一个进程能和其它进程并行执行，但各进程在逻辑上又相对独立，同时各进程的执行速度是不可预知的、异步的。
因此，系统必须为进程提供同步机构，以确保进程能协调操作和共享资源。
（4）、一个进程至少要对应一个或多个程序。
不同的进程可以调用同一个程序，但该程序必须在不同的数据集合上执行。
（5）、程序和进程的关系在于：
程序是指令的有序集合，是静态的。
程序的执行过程才是进程。
2、进程调度有哪些策略？
参考答案：
P21有3种
3、什么是虚拟存储技术？
参考答案：
虚拟存储从逻辑存储空间角度看，程序的大小不定，经过编译连接后的目标程序地址多是从零地址开始的一维连续或二维段页式地址。
这是一种虚拟地址或逻辑地址，它们都不是程序运行时的真正物理地址。
我们把程序逻辑地址的全体所对应的存储器称为虚拟存储器，简称虚存。
虚存地址空间大小有可能会超过实际物理内存空间。
4、什么是地址变换与重定位？
参考答案：
程序设计者在编程时只需要考虑逻辑地址空间，而不需要考虑程序在内存中的实际位置。
程序调入内存执行时操作系统必须将逻辑地址空间转换为内存实际物理地址空间，这一转换过程称为地址转换或重定位。
地址转换要将程序中所有逻辑地址，包括指令地址、操作数地址、转移去向地址等逐个转换成内存实际物理地址（从相对于零地址开始编址）。
地址映射是由操作系统自动实现的，对用户来说是“透明”的。
5、什么是高速缓存器（Cache）？
其作用是什么？
参考答案：
高速缓存指的是CPU寄存器和主存储器之间所增设的一个小容量高速存储器，该存储器采用与CPU相同类型的半导体集成电路技术制造，其速度接近甚至达到CPU寄存器。
按照某种调度算法预先把即将被CPU执行的一段程序动态地从内存调入高速缓存器中，可以辅助提高CPU访问内存的速度，这个小容量高速存储器称为高速缓存器。
6、什么是内存的连续分区存储？
连续分区有哪几种方式？
参考答案：
连续分区是指为一个进程分配连续的内存空间。
它又分为单一连续和分区式两种。
分区式存储又分为固定分区、可变分区和可重定位分区。
7、简述设备管理的中断技术。
参考答案：
P32
8、文件一般按照什么分类？
简要说明各种分类特点。
参考答案：
按照文件的用途分成系统文件、库文件和用户文件。
系统文件组成系统软件，是操作系统正常运行所必需的文件。
库文件是操作系统提供给用户调用的各种标准或非标准的子程序和应用程序包文件，一般允许用户对其进行动态或静态链接，实现读取和执行，但不允许修改。
用户文件是由用户创建的源程序、目标程序和数据或数据库等组成的文件，用户文件又可分为源文件、可执行的目标文件及数据文件等。
按文件的保护级别来分有只读文件、可读写文件和自由文件。
只读文件只允许授权用户进行读操作而不允许进行写操作。
可读写文件允许授权用户对其进行读或写操作。
自由文件则允许所有用户对其操作，所以又称为不保护文件。
按文件性质来分有普通文件、特殊文件和目录文件。
普通文件是指系统规定的普通格式的文件，大多数文件都是普通文件，它们记录系统的信息和数据。
特殊文件是指以文件名称来表示系统的输入输出设备的一种文件，在UNIX系统中，通过对特殊文件的操作实现对输入输出设备的操作。
在MS-DOS系统中，标准外设也有自己的特殊名称。
目录文件是一种记录文件系统结构的文件，用于更好地管理普通文件和目录。
除上述分法外，还有许多其它分类方法。
这些分类的目的都是为了更好地管理文件。
9、与顺序空间分配相比较，链式空间分配有何优缺点？
参考答案：
顺序空间分配：
又称为连续空间分配，它是让一个文件占据完整且连续的一部分物理空间中若干个物理数据块。
该方式的优点是便于文件的读写，实现简单，速度快，文件目录项只需包含文件起始地址和长度。
缺点是文件长度的动态增加需要移动大量数据，反复删改后文件之间易产生磁盘空间碎片。
链式空间分配：
逻辑文件的记录依次存放在外存中不连续的的物理块内。
链式空间分配的优点是可以充分使用空闲物理块，减少了磁盘空间碎片，文件的扩展只受到磁盘空间大小的限制。
其缺点是要寻找某个物理块必须从头导起，并且需要频繁地在不连续的物理块中移动磁头来读取数据。
10、文件目录的作用是什么?
文件目录表项应包括哪些内容？
参考答案：
文件目录的作用类似于一本书的章节目录，用于记录文件，但功能更强大。
一个计算机中的文件成百上千，为了便于对大量的文件进行有序管理，引入目录的概念。
一个文件目录包括若干个目录项，每个目录项表征一个文件。
不同存储结构的文件，其目录项的内容也不尽相同。
在MS-DOS中，文件目录项包含文件名、FCB、物理存储地址等，在UNIX中，一个文件目录项包括文件名和指向记录该文件信息的数据结构指针，文件属性和物理地址等就保存在此数据结构中。
11、比较FAT32和NTFS，说明NTFS如何提高文件系统的安全性？
参考答案：
P44
12、简述页式存储和页式虚拟存储技术的原理。
参考答案：
页式存储基本原理是预先把内存物理空间分成大小相等的存储“块”，比如每块为1k字节，并编上号码，同时把要运行程序的逻辑地址空间分成与“块”大小相同的“页”，也编上号码。
当把程序调入内存时，恰好把程序的某一“页”装入内存某一“块”，而且可以见缝插针地将若干连续的页装入分散的不连续的块中。
由于页和块大小相等，所以除了最后一页可能小于块之外，其余都很合适，这样每一个内存碎片的大小不会超过一“块”的大小。
页式虚拟存储就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分成块。
在一个进程运行前，不必将其所有页装入内存，而只需先装入当前要运行的若干页。
在运行过程中。
一旦发现所需要的程序页不在内存时，便请求系统分配存储块，然后将所需页从外存调入，并在页表中登录新调入的页号与对应的块号。
这一调度过程在操作系统控制下自动实现的，用户无须干预。
13、什么是覆盖技术？
什么是交换技术？
参考答案：
所谓覆盖技术，就是使一个程序的若干个数据段或程序段按照时间先后占用内存空间的某一部分。
交换技术（swapping）是另外一种扩展内存空间的技术。
当多个程序并发执行时，将暂时不需要的程序送到外存中，剩余空间用来装载新的需要即将投入运行的程序。
14、计算机的主机与外设之间有哪几种数据输入输出方式？
参考答案：
共四种方式：
程序查询方式；中断控制方式；直接存储器存取方式；通道处理方式。
15、设备管理中的缓冲区技术作用是什么？
参考答案：
由于外设速度远低于CPU，同时若外设频繁的中断CPU的运行会降低CPU的工作效率。
为此，在设备管理中引入缓冲（buffer）技术。
缓冲技术是在信息收发双方之间设置一个缓冲区。
设一个缓冲区由n个存储单元组成，发送装置以较慢的速度向缓冲区存入数据，当存满n个单元后由较快速的接收装置很快地取走数据。
这样，双方按各自的速度交替地利用缓冲区交换信息，从而缓解了不同设备之间速度不匹配的情况。
16、什么是假脱机技术？
参考答案：
假脱机技术是利用磁盘作为后援存储器，在其上各开辟两个缓冲区，称为输入缓冲区（输入井）和输出缓冲区（输出井），将需要输入或输出的信息先送到相应的输入或输出井暂时保存，待相应的设备资源准备好之后再从“井中取”信息。
这样无论哪一个设备资源紧张都可以得到暂时的缓解，从而把独享的输入/输出设备改造为共享的同类虚拟设备。
CPU仅和外存上的输入井和输出井交换信息，提高了系统的工作效率。
17、文件目录有几种结构？
参考答案：
有三种结构：
单级目录结构；二级目录结构；多级目录结构。
18、常见文件系统的种类有哪些？
各自特点是什么？
参考答案：
文件分配表（FAT：
FileAllocationTable）支持FAT12、FAT16、FAT32的多种向下兼容的文件系统。
NTFS是配合WindowsNT而推出的文件系统。
当系统出现故障后，NTFS具备较强的可恢复性和安全性。
为了确保数据不因掉电或灾难性故障受损，NTFS对关键数据采用了冗余存储和容错性支持。
ext2是Linux操作系统使用的文件系统。
高性能文件系统是IBMOS/2操作系统支持的文件系统。
网络文件系统是支持网络操作的文件系统，允许通过网络实现文件共享。
此外，还有多种其它文件系统。
19、文件存取控制表如何起到保护文件的作用？
参考答案：
文件存取控制表用于防止未授权用户对文件的操作。
存取控制的实现方案有存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表、口令等。
存取控制矩阵采用二维表的方式，表中每一行代表一个文件，每一列代表系统中的一个授权用户，行列交叉处表示某用户对某文件的存取权限。
权限包括只读、读写、更改等多种组合。
存取控制矩阵方式存在明显的缺陷，当文件或用户很多时，存取控制矩阵矩阵变得非常庞大，效率很低。
存取控制表克服了存取控制矩阵缺陷，每个文件有一张存取控制表（通常是文件属性表中的“保护”域），记录该文件的存取控制信息。
通常将用户分组，不同的组分别有不同权限。
当某用户存取某个文件时，由系统存取控制验证模块验证该用户的权限，再与“保护”域比较，符合要求就允许存取，否则拒绝存取。
操作系统的性能优化？
1、关闭不必要的服务，既提高安全性，也减少资源占用
2、调整虚拟内存的设置，过大的虚拟内存没有太多必要，也占用磁盘空间，但是虚拟内存最好不要小于你的物理内存。
另外建议不要使用虚拟内存的自动增长。
3、调整系统属性|高级|性能中的内存优化设置，根据情况选择对后台服务还是应用程序优化
4、如果有多块磁盘，可以将一些I/O操作比较频繁的东西安装到第二块磁盘上，从而减少与操作系统的I/O竞争
5、定期清理垃圾文件，进行磁盘碎片整理
6、控制并减少各类广播流量，如ARP广播、DHCP、名称解析等。
通过ARP静态绑定可以减少arp广播；使用DNS名称解决方案可以减少广播的名称解析。
另外的答案：
一、自动关闭停止响应的程序
在Windows XP操作系统中，这个设置可以使Windows XP当诊测到某个应用程序已经停止相应时可以自动关闭它，而不需要进行麻烦的手工干预。
想要实现这个功能，就请点击“开始”→“运行”输入“RegEdit”打开注册表编辑器，找到HKEY_CURRENT_USER\Control Panel\Desktop分支，将AutoEndTasks的键值设置为1即可。
二、二、加快启动和减少故障恢复时间
也许你的计算机中是Windows9X与WindowsXP共存，用户完全可以减少Windows XP操作系统启动的时候显示操作系统列表的时间。
请点击“开始”→“运行”输入“msconfig”打开“系统配置实用程序”→“BOOT.INI”，将超时设置改为你想要的时间，如果你是一个忠实的Windows XP操作系统的使用者，笔者建议你完全可以把启动等待时间设置为5秒。
或者右键单击“我的电脑”→“属性”→“高级”，在“启动和故障恢复”中点击“设置”，可以设置显示操作系统列表的时间，单击“编辑”也可以手动编辑启动选项，将timeout=30改为timeout=5即可。
三、如何减少磁盘空间的浪费
在Windows XP操作系统运行过程中，常常会产生后缀名诸如tmp、bak、log、old、txt 等的文件，这些文件其实都是可以进行安全删除的，甚至包括Windows目录下面的bmp文件，如果你不喜欢Windows XP中自带的那些墙纸的话。
完全可以删除掉这些文件。
在Windows XP操作系统Windows\temp目录下面的文件，笔者也建议你删除掉，那些都是在安装应用软件的过程中遗留下的多余文件。
还有一点，就是在硬盘中的小文件，请尽可能地把它们集中起来，然后用WinZip这样的压缩软件合并成一个大文件，从而达到减少磁盘空间浪费的目的。
六、设置硬盘工作模式
现在电脑爱好者们所用的硬盘要比过去大得多（因为便宜嘛），动辄30G、400G的。
大硬盘一般都支持DMA工作模式，如果确定你的硬盘支持DMA方式，那么你就可以用DMA方式代替传统的PIO方式，这样可以提高硬盘的传输速度并减少你的CPU占用率，以提高你的系统性能。
具体做法是：
用点击“开始”→“控制面板”→“性能与维护”→“查看电脑基本信息”→“设备管理器”→“IDE ATA/ATAPI控制器”→“IDE通道”→“属性”→“高级设置”，在传送模式中选择“DMA”即可。
七、邮件收发程序Outlook Express
下面这个小技巧可以减少OE出错的机率。
在Outlook Express界面，在菜单上打开“工具”→“帐号”，选择你的帐号，再选择“属性”→“高级”，把服务器超时一项把时间拉到最长（五分钟）。
八、处理操作系统安全日志装满时的情况
1.首先打开事件查看器。
单击“开始”→“设置”，然后请你单击“控制面板”，双击“管理工具”，然后再双击“事件查看器”即可。
2.在随后出现的控制台树中，用右键单击“安全日志”，然后单击“属性”。
3.接着在“常规”选项卡上，单击“改写久于n天的事件”（默认是7天前）或“不改写事件（手动清除日志）”。
4.改变日志文件的大小，默认是512KB。
5.接下来点击“开始”→“运行”，再输入“RegEdit”命令打开注册表编辑器，找到HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM \CurrentControlSet\Control\Lsa分支，这时用右键点击“CrashOnAuditFail”，选择创建“REG_DWORD”类型，赋值为1即可。
6.完成此操作后，需要重新启动你的计算机。
网络操作系统？
（1）什么是网络操作系统：
网络操作系统（NOS）是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统。
它在计算机操作系统下工作，使计
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