高级操作系统考试题答案整理

高级操作系统（2013年试题）

一、论述下分布式操作系统的透明性是什么？设计、实现一个分布式操作系统时，实现

透明性的难点是什么？

1、透明性

实际上比其表面要微妙得多的含糊概念之一

2、难点是（不确定）：

①控制比较复杂，尤其是在资源管理上要附加许多协调操作——资源属于局部工作

站②性能、可靠性对网络的依赖性强③安全保密——基础不好。用户掌握有许多软件接口④相应的应用软件较少，需要大力开发

二、论述远程过程调用RPC与本地调用的区别？论述RPC调用语义，系统实现中的问题。答：

①RPC与本地调用的区别

1 数据表示问题

如果RPC是在两种异构的机器上进行的，不同机器数据表示可能不同，包括机器的字长等。

2 指针

在不具备共享地址空间的情况下，RPC不可能允许在网络范围内传递指针。

3 故障

调用者和被调用者都可能在调用期间发生故障。对于故障，由于调用者无法知道到底出现了那种情况，因此，系统需要提供一些基本的保护机制来确保RPC的正确效果。不同RPC实现方案定义的这种效果或RPC语义是有差别的。

②以下是几种常用的RPC调用语义。

RPC调用语义

1 At- Most -Once (最多一次)

相同RPC的重复调用，服务器不处理。

2 At- least -Once (至少一次)

RPC将被执行至少一次，可能多次。

3 Last -of-Many-Call （最近调用）

每个调用包含一个标识，client接收最近调用者的返回值。

RPC系统的实现问题

1RPC协议族

（1）面向连接的、面向非连接的

（2）选择标准的通用协议，还是专门为RPC设计的协议

（3）信包和报文的长度

2 确认

停等协议（stop and wait protocol）

爆发协议（blast protocol）

3缓冲区缓冲池

4 计时管理

失败情况下的PRC语义，

可能出现的问题及其解决方法：

1 Client无法定位Server

2 客户请求消息丢失

3 Server应答消息丢失

4 Server崩溃

5Client崩溃

三、分布式操作系统中的负载是什么？负载平衡算法的组成，影响动态平衡算法效率的因素有哪些？

1、负载的概念：对系统中的负载情况进行动态调整，以尽量消除和减少系统中忙闲不均的现象，以提高系统的吞吐量。因此，负载平衡又被称为负载共享。

一般地，CPU的任务队列的长度、某一段时间内的平均长度、CPU的利用率等都可以被用作负载的度量。其中，CPU的队列长度是最有效的。

2、负载平衡算法的组成：

①转移策略—确定参与者

②选择策略

③定位策略

④信息策略

收集信息的方式：集中式（多对一，一对多）和分布式（多对多的指令）

收集的时机：周期或非周期

收集的范围：全局还是局部（CPU可以划分为大小为K的一些不同的组）

收集的负载信息内容：节点机的负载信息。在运行的静态和动态阶段所收集的负载信息内容应该是不同的。

动态负载平衡算法（影响效率的3个主要因素）：

①算法

②网络拓扑结构结点的度数Davg= ∑D(I,j)/N(N-1)

③执行动态负载平衡代码的频率（确定负载平衡的粒度）

四、分布式操作系统中事务的并发控制采用什么机制？给出两种并发控制方法，并比较两种方法的优点和缺点。

答：1、并发控制的机制

（1）分布式事务的锁机制

由于服务器彼此独立地设置它们的锁，有可能不同服务器将不同的次序加于事务之上，在这种情况下，这些不同次序会导致事务间的循环依赖，出现分布式死锁情况。

在嵌套事务中，为了避免层次间的潜在冲突，父事务不允许与它们的子事务并发执行。嵌套事务从它们的祖先那里继承锁。

对一个获得数据资源读锁的嵌套事务，该数据资源写锁的持有者必须是它的祖先。当一个嵌套事务提交时，它的锁被其父母继承。当嵌套事务中止时，它的锁被解除。

（2）分布式事务的时间戳定序

为实现在所有服务器上的相同次序，服务器必须在它们的时间戳次序上达成一致。

在分布式系统中，要求每一个事务可以分配到环境中唯一的时间戳。该事务在调用其他服务器的资源时，同样也把该时间戳发送给相应的服务器，以使该服务器对事务进行合理的调度。分布式系统中的服务器共同负责保证它们按与串行效果等价的方式完成。

但是时间戳的分配还存在着一致性的问题。一个分布式系统包含很多不同的地点和个别的计算机系统，每一个地点和系统都有其各自的本地时间，各处系统的时钟也会偏移。因此各个服务器间的时钟可能不同步，从而造成时间戳分配的不一致性。为了保证事务次序同在实际时间中开始的次序一致，通常采用同步本地物理时钟的方法。

（3）分布式事务的乐观并发控制

服务器在验证开始时，分配事务号，事务根据事务号的次序排序。分布式事务被一组相互独立的服务器集验证，每个服务器验证访问其数据项的事务。所有服务器的验证发生在两阶段提交协议的第一阶段。

2、

5.假设有5台计算机、10部智能移动终端构成局域网，通过局域网，计算机、5部智能移动终端之间可以相互读写其他机器硬盘上的数据，基于这个环境，设计一个分布式文件系统，给出主要实现技术，说明以下，改分布式文件系统中一个文件多副本的更新过程。