《操作系統(tǒng)實(shí)用教程》課后題習(xí)題與講解

專(zhuān)業(yè)資料課后習(xí)題參考答案第一章操作系統(tǒng)概述一、填空題1．軟硬件資源、系統(tǒng)軟件、用戶(hù)2．處理機(jī)、存儲(chǔ)器、輸入／輸出設(shè)備和文件資源；處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)3．分時(shí)（或多用戶(hù)、多任務(wù)）單用戶(hù)（或單用戶(hù)、單任務(wù)）4．分時(shí)OS時(shí)間片輪轉(zhuǎn)批處理OS吞吐率實(shí)時(shí)OS實(shí)時(shí)性和可靠性5．命令接口系統(tǒng)調(diào)用6．系統(tǒng)調(diào)用二、選擇題12345678910BCCABABDCB三、簡(jiǎn)答題1．操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機(jī)界面，提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)是用戶(hù)與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口。操作系統(tǒng)為用戶(hù)提供了虛擬計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理者，處理器管理，存儲(chǔ)器管理，設(shè)備管理，文件管理，用戶(hù)接口。2．硬件的改進(jìn)導(dǎo)致操作系統(tǒng)發(fā)展的例子很多，內(nèi)存管理支撐硬件由分頁(yè)或分設(shè)段施代替了界寄存器以后，操作系統(tǒng)中便增加了分頁(yè)或分存段儲(chǔ)管理功能。圖形終端代替逐行顯示終端后，操作系統(tǒng)中增加了窗口管理功能，允許用戶(hù)通過(guò)多個(gè)窗口在同一時(shí)間提出多個(gè)操作請(qǐng)求。引進(jìn)了中斷和通道等設(shè)施后，操作系統(tǒng)中引入了多道程序設(shè)計(jì)功能。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展有力地推動(dòng)著操作系統(tǒng)的發(fā)展，例如，計(jì)算機(jī)由單處理機(jī)改進(jìn)為多處理機(jī)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)也由單處理機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展到多處理機(jī)操作系統(tǒng)和并行操作系統(tǒng)；隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，出現(xiàn)了分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。隨著信息家電的發(fā)展，又出現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)。3．在一時(shí)段間內(nèi)，內(nèi)存中能夠接納多道程序的系統(tǒng)單道程序環(huán)境下處理器的利用率很低，當(dāng)程序進(jìn)行輸入/輸出操作時(shí)，處理器空閑，同時(shí)外部設(shè)備的利用率也很低，引入多道程序系統(tǒng)以后，整個(gè)計(jì)算機(jī)的利用率得到了提高。4．允許多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶(hù)同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算的操作系統(tǒng)稱(chēng)為分時(shí)操作系統(tǒng)，分具有以下特性：同時(shí)性，獨(dú)立性，及時(shí)性和交互性。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，能夠接收并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)做出快速響應(yīng)，并控制所有稱(chēng)為多道程序系統(tǒng)。時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：對(duì)處理時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間要求高，可靠性和安全性高，多路性、獨(dú)立性和交互性，整體性強(qiáng)。5．分時(shí)操作系統(tǒng)和批處理操作系統(tǒng)雖然有共性，它們都基于多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，但存在下列不同點(diǎn)：追求的目標(biāo)不同。批處理系統(tǒng)以提高系統(tǒng)資源利用率和作業(yè)吞吐率為目標(biāo)；分時(shí)系統(tǒng)則要滿(mǎn)足多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶(hù)立即型命令的快速響應(yīng)。適應(yīng)的作業(yè)不同。批處理系統(tǒng)適應(yīng)已經(jīng)調(diào)試好的大型作業(yè)；而分時(shí)系統(tǒng)適應(yīng)正在調(diào)試的小作業(yè)。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料資源的利用率不同。批處理操作系統(tǒng)可合理安排不同負(fù)載的作業(yè)，使各種資源利用率較佳；分時(shí)操作系統(tǒng)中，多個(gè)終端作業(yè)使用相同類(lèi)型編譯系統(tǒng)、運(yùn)行系統(tǒng)和公共子程序時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用它們的開(kāi)銷(xiāo)較小。作業(yè)控制的方式不同。批處理操作系統(tǒng)由用戶(hù)通過(guò)作業(yè)控制語(yǔ)言的語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)作業(yè)控制流，預(yù)先提交，脫機(jī)工作；分時(shí)操作系統(tǒng)中，由用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入操作命令控制，交互方式、聯(lián)機(jī)工作。6．UNIX操作系統(tǒng)是對(duì)世界影響深遠(yuǎn)的分時(shí)操作系統(tǒng)。四、計(jì)算題1．（1）CPU有空閑，在100ms~150ms時(shí)間段是空閑的。（2）程序1無(wú)等待時(shí)間，而程序2在一開(kāi)始的0ms~50ms2．三道程序運(yùn)行，完成三道程序共花170ms。與單道程序（260ms）比較，節(jié)省了90ms。（始終按照1-2-3的序次，即程序1→程序2→程序3→程序1→程序2→（在程序3運(yùn)行前會(huì)停10ms等待輸入完成）程序3。時(shí)間段會(huì)等待。。3．總的運(yùn)行時(shí)間為45ms，CPU處理時(shí)間為40ms，CPU的利用率為89%第二章常用操作系統(tǒng)概述一、簡(jiǎn)答題1．內(nèi)核的主要功能是在客戶(hù)程序和運(yùn)行在用戶(hù)空間的各種服務(wù)（屬系統(tǒng)程序）之間進(jìn)行通信。在這種結(jié)構(gòu)下，應(yīng)用程序發(fā)出的請(qǐng)求首先被內(nèi)核俘獲，由它把消息傳遞給相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)程去處理，處理完后，同樣通過(guò)內(nèi)核，把回應(yīng)的消息發(fā)還給客戶(hù)?？梢?jiàn)，客戶(hù)程序和各種服務(wù)進(jìn)程之間不會(huì)直接交互，必須通過(guò)內(nèi)核的消息交換才能完成相互通信。這就是“微內(nèi)核構(gòu)造模式。用這種方法來(lái)構(gòu)造操作系統(tǒng)，其中心思想是將系統(tǒng)中的非基本部分從內(nèi)核里移走，只把最關(guān)鍵的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理以及進(jìn)程通信等功能，留存下來(lái)組成系統(tǒng)的內(nèi)核。這樣”便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充，使系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和可移植性，由于絕大部分系統(tǒng)進(jìn)程都運(yùn)行在用戶(hù)態(tài)，所以使系統(tǒng)具有更好的安全性和可靠性。2．答：Windows體系結(jié)構(gòu)分成內(nèi)核模式和用戶(hù)模式。內(nèi)核的主要功能是在客戶(hù)程序和運(yùn)行在用戶(hù)空間的各種服務(wù)（屬系統(tǒng)程序）之間進(jìn)行通信。Windows系統(tǒng)的內(nèi)核全部運(yùn)行在統(tǒng)一的核心地址空間中，由三個(gè)層次組成：執(zhí)行體、內(nèi)核、硬件抽象層（HAL）Linux體系結(jié)構(gòu)被分成兩部分。上面是用戶(hù)（或應(yīng)用程序）空間，是用戶(hù)應(yīng)用程序執(zhí)行的地方。下面是內(nèi)核空間，Linux內(nèi)核提供了連接內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用接口，還提供了用戶(hù)空間中的應(yīng)用程序和內(nèi)核之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的機(jī)制。內(nèi)核和用戶(hù)空間的應(yīng)用程序使用的是不同的保護(hù)地址空間。每個(gè)用戶(hù)空間的進(jìn)程都使用自己的虛擬地址空間，而內(nèi)核則占用單獨(dú)的地址空間。Linux內(nèi)核可以進(jìn)一步劃分成3層。最上面是系統(tǒng)調(diào)用接口，它實(shí)現(xiàn)了一些基本的功能，中間層是內(nèi)核代碼，最下面是依賴(lài)于體系結(jié)構(gòu)的代碼，構(gòu)成了通常稱(chēng)為BSP（BoardSupportPackage）的部分，這些代碼將內(nèi)核和硬件分隔開(kāi)來(lái)，使Linux操作系統(tǒng)能夠適應(yīng)多種硬件平臺(tái)3．自由軟件（FreeSoftware或Freeware）是指遵循通用公共許可證GPL（GeneralpublicLicense）規(guī)則，保證您有使用上的自由、獲得源程序的自由、自己修改源程序的自由、復(fù)制和推廣的自由，也可以有收費(fèi)的自由的一種軟件。Free指是的自由，但并不是免費(fèi)。自由軟件之父RichardStallman先生將自由軟件劃分為若干等級(jí)：其中，0級(jí)是指對(duì)軟件的自由使用；1級(jí)是指對(duì)軟件的自由修改；2級(jí)指對(duì)軟件的自由獲利.word完美格式專(zhuān)業(yè)資料第三章處理機(jī)管理一、填空題1.運(yùn)行、就緒、阻塞2.程序、數(shù)據(jù)、PCB3.動(dòng)態(tài)、靜態(tài)4.4、05.剝奪式調(diào)度、非剝奪式調(diào)度6.處理機(jī)7.處理機(jī)頻繁、輸入輸出頻繁8.操作系統(tǒng)9.提交、后備、運(yùn)行10.短作業(yè)優(yōu)先二、選擇題：123456789CACBDCADA三、簡(jiǎn)答題1．在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，內(nèi)存中存放多個(gè)程序，它們以交替的方式使用CPU。因此，從宏觀上看，這些程序都開(kāi)始了自己的工作。但由于CPU只有一個(gè)，在任何時(shí)刻CPU只能執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程程序。所以這些進(jìn)程程序的執(zhí)行過(guò)程是交織在一起的。也就是說(shuō)，從微觀上看，每一個(gè)進(jìn)程一會(huì)兒在向前走，一會(huì)兒又停步不前，處于一種“走走停?！钡臓顟B(tài)之中。2．為了對(duì)進(jìn)程進(jìn)行有的效管理和控制，操作系統(tǒng)要提供若干基本的操作，以便能創(chuàng)建進(jìn)程、撤銷(xiāo)進(jìn)程、阻塞進(jìn)程和喚醒進(jìn)程。這些操作對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最為基本、最為重要的。為了保證執(zhí)行時(shí)的絕對(duì)正確，要求它們以一個(gè)整體出現(xiàn)，不可分割。也就是說(shuō)，一旦啟動(dòng)了它要保證做完，中間不能插入其他程序的執(zhí)行序列。在操作系統(tǒng)中，把具有這種特性的程序稱(chēng)為“原語(yǔ)”。要是涉及管理，就應(yīng)該有管理的規(guī)則，沒(méi)有規(guī)則就不個(gè)進(jìn)程，在它所等待的事件發(fā)生時(shí)就徑直將它投入運(yùn)行（也就是把CPU從中搶奪過(guò)來(lái)），那么系統(tǒng)就無(wú)法控制對(duì)CPU這種資源的管理和使用，進(jìn)而也就失去了設(shè)作系統(tǒng)的作用。所以，阻塞狀態(tài)的進(jìn)程在它所等待的事件發(fā)生時(shí)，必須先進(jìn)入就緒隊(duì)列，然后再去考慮它使用CPU的問(wèn)題。4．當(dāng)一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w時(shí)，它的PCB就從里。在把進(jìn)程的PCB從這個(gè)隊(duì)列移到另一個(gè)隊(duì)列時(shí)，只是移動(dòng)進(jìn)程的PCB，進(jìn)程所對(duì)應(yīng)的程序是不動(dòng)的。這是因?yàn)樵谶M(jìn)程的PCB里，總是記錄有它的程序的斷點(diǎn)信息。知道了斷點(diǎn)的信息，就能夠知道程序當(dāng)前應(yīng)該從哪里開(kāi)始往下執(zhí)行了。這正是保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)所起的們的程序，就3．只成方圓。如果處于阻塞狀態(tài)的一當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的置操手原先在的阻塞隊(duì)列移到就緒隊(duì)列作用。5．先來(lái)先服務(wù)算法主要考慮作業(yè)在后備作業(yè)隊(duì)列里的等待時(shí)間，因此對(duì)短作業(yè)不利；算法主要考慮作業(yè)所需的CPU時(shí)間，因此對(duì)長(zhǎng)作業(yè)不利?！绊憫?yīng)比高者優(yōu)先”作業(yè)調(diào)度算法，總是在需要調(diào)度時(shí)，考慮作業(yè)已經(jīng)等待的時(shí)間和所需運(yùn)行時(shí)間之比，即：該作業(yè)已等待時(shí)間/該作業(yè)所需CPU時(shí)間。這個(gè)比值的分母是一個(gè)不變的量。隨著時(shí)間的推移，一個(gè)作業(yè)的“已等待時(shí)間”會(huì)不斷發(fā)生變化，也就是分子在不斷地變化。顯然，短作業(yè)比較容易獲得較高的響應(yīng)比。這是因?yàn)樗姆帜篙^小，只要稍加等待，整個(gè)比值就會(huì)很快上升。另一方面，長(zhǎng)作業(yè)的短作業(yè)優(yōu)先分母雖然很word完美格式專(zhuān)業(yè)資料大，但隨著它等待時(shí)間的增加，比值也會(huì)逐漸上升，從而獲得較高的響應(yīng)比。根據(jù)這種分析，可見(jiàn)“響應(yīng)比高者優(yōu)先”的作業(yè)調(diào)度算法，既照顧到了短作業(yè)的利益，也照顧到了長(zhǎng)作業(yè)的利益，是對(duì)先來(lái)先服務(wù)以及短作業(yè)優(yōu)先這兩種調(diào)度算法的一種折中。四、計(jì)算題1．(1)采用先來(lái)先服務(wù)時(shí)：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)執(zhí)行順序開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間間10.04104420.422465.631.013676平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=（4+5.6+6）/3=15.6/3=5.2平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（4/4+5.6/2+6/1）/3=3.267（2）采用短作業(yè)優(yōu)先時(shí)：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)執(zhí)行順序開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間間10.04104420.423576.631.012454平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=（4+6.6+4）/3=14.6/3=4.867平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（4/4+6.6/2+4/1）/3=8.3/3=2.767（3）如果等到所有作業(yè)都到了，再采用短作業(yè)優(yōu)先算法：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)執(zhí)行順序開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間間10.04348820.422243.631.011121平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=（8+3.6+1）/3=12.6/3=4.2平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（8/4+3.6/2+1/1）/3=6.8/3=2.2672．(1)采用先來(lái)先服務(wù)時(shí)：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)調(diào)度順序開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間間19.01.11910.11.129.50.5210.110.61.139.60.1310.610.71.1410.10.2410.710.90.8平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=（1.1+1.1+1.1+0.8）/4=4.1/4=1.25平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（1.1/1.1+1.1/0.5+1.1/0.1+0.8/0.2）/4=（1+2.2+11+4）/4=4.55(2)采用短作業(yè)優(yōu)先時(shí)：作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)調(diào)度順序開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間間19.01.11910.11.129.50.5410.410.91.439.60.1210.110.20.6word完美格式專(zhuān)業(yè)資料410.10.2310.210.40.3=（1.1+1.4+0.6+0.3）/4=3.4/4=0.85平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=（1.1/1.1+1.4/0.5+0.6/0.1+0.3/0.2）/4=（1+0.7+6+1.5）/4=2.33．三個(gè)作業(yè)是在9.5時(shí)全部到達(dá)的。這時(shí)它們各自的響應(yīng)比如下：作業(yè)1的響應(yīng)比=（9.5–8.8）/1.5=0.46作業(yè)2的響應(yīng)比=（9.5–9.0）/0.4=1.25作業(yè)3的響應(yīng)比=（9.5–9.5）/1.0=0因此，最先應(yīng)該調(diào)度作業(yè)2運(yùn)行，因?yàn)樗捻憫?yīng)比最高。它運(yùn)行了0.4后完成，這時(shí)的時(shí)間是9.9。再計(jì)算作業(yè)1和3此時(shí)的響應(yīng)比：作業(yè)1的響應(yīng)比=（9.9–8.8）/1.5=0.73作業(yè)3的響應(yīng)比=（9.9–9.5）/1.0=0.40因此，第二個(gè)應(yīng)該調(diào)度作業(yè)1運(yùn)行，因?yàn)樗捻憫?yīng)比最高。它運(yùn)行了1.5后完成，這時(shí)的時(shí)間是11.4。第三個(gè)調(diào)度的是作業(yè)3，它運(yùn)行了1.0后完成，這時(shí)的時(shí)間是12.4。整個(gè)實(shí)施過(guò)程如下。作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間29.00.49.59.90.918.81.59.911.42.639.51.011.412.42.9作業(yè)的調(diào)度順序是2→1→3。各自的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：作業(yè)1為0.9；作業(yè)2為2.6；作業(yè)3為2.9。第四章進(jìn)程間的制約關(guān)系一、填空題1．直接制約，間接制約2．相應(yīng)資源，P、V操作3．繼續(xù)執(zhí)行，阻塞（等待）4．S>0，等待，就緒5．互斥，P（mutex），V（mutex）6．共享存儲(chǔ)器、消息傳遞、管道通信7．使用臨界資源的程序代碼8．–（M-1）~19．410．資源互斥、資源不剝奪、資源部分分配、循環(huán)等待二、選擇題12345678910BBACCBCDBAB三、問(wèn)答題1．一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱(chēng)為臨界資源。界區(qū)。2．進(jìn)程的同步與互斥是享與進(jìn)程合作，這種進(jìn)程間的制約成為可能。為了保證進(jìn)程的正確運(yùn)行以及相互合作的進(jìn)程把進(jìn)程中訪(fǎng)問(wèn)臨界資源的程序段稱(chēng)為臨指進(jìn)程在推進(jìn)時(shí)的相互制約關(guān)系。在多道程序系統(tǒng)中，由于資源共之間交換信息，需要進(jìn)程之間的通信。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料進(jìn)程之間的制約關(guān)系體現(xiàn)為：進(jìn)程的同步和互斥。進(jìn)程同步：它主要源于進(jìn)程合作，是進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。為進(jìn)程之間的直接制約關(guān)系。在多道環(huán)境下，這種進(jìn)程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)是必不可少的。進(jìn)程互斥：它主要源于資源共享，是進(jìn)程之間的間接制約關(guān)系。在多道系統(tǒng)中，每次只允許一個(gè)進(jìn)程訪(fǎng)問(wèn)的資源稱(chēng)為臨界資源，進(jìn)程互斥就是保證每次只有一個(gè)進(jìn)程使用臨界資源。進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。PV操作作為進(jìn)程的同步與互斥工具因信息交換量少，效率太低，稱(chēng)為低級(jí)通信。而高級(jí)通信則以較高的效率傳送大批數(shù)據(jù)。3．所謂死瑣，是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種僵局，若無(wú)外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)。死鎖預(yù)防的措施有：（1）破壞“資源部分分配”條件，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)且很安全；（2）破壞“不剝奪”條件，在采用這種方法預(yù)防死鎖時(shí)，進(jìn)程是在需要資源時(shí)才提出請(qǐng)求。這樣，一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，當(dāng)它再提出新的資源要求而不能立即得到滿(mǎn)足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)。這種預(yù)防死鎖方法，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜，且要付出很大代價(jià)。（3）破壞“循環(huán)等待”條件，在這種方法中規(guī)定，系統(tǒng)將所有的資源按類(lèi)型進(jìn)行線(xiàn)形排隊(duì)，并賦予不同的序號(hào)。這種預(yù)防死鎖的策略與前兩種策略比較，其資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，都有較明顯的改善。4．解決死鎖的方法主要有：死鎖的預(yù)防防：主要是破壞產(chǎn)生死鎖的必要條件。該方法容易實(shí)現(xiàn)，但因?yàn)樵O(shè)置了種種限制，保守的算法使得操作系統(tǒng)的功能減弱，資源的利用率較低。（2）死鎖的避免：常用的是銀行家算法。、死鎖的避免、死鎖的檢測(cè)和解除。（1）死鎖的預(yù)該算法進(jìn)行必要的計(jì)算，考查每個(gè)進(jìn)程對(duì)各類(lèi)資源的需求量，要花費(fèi)較多的時(shí)間去預(yù)是否會(huì)發(fā)生。因此，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不太容易，但資源的利用率最高。（3）死鎖的檢測(cè)和解除：是基于死鎖定理而設(shè)計(jì)的一種寬松的策略。并不去嚴(yán)格地限制死鎖的發(fā)生，通過(guò)定期或不定期對(duì)操作系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)死鎖便予以解除。解除死鎖是采取撤消某些進(jìn)程或剝奪某些進(jìn)程已占有的資源。撤消或剝奪時(shí)需要比較一下各種死鎖解除方案的代價(jià)，找到代價(jià)最小測(cè)死鎖的方案。5．不會(huì)。會(huì)。6．當(dāng)進(jìn)程A在自己的臨界區(qū)里執(zhí)行時(shí)，能夠被別的進(jìn)程打斷，沒(méi)有任何的限制。當(dāng)進(jìn)程A在自己的臨界區(qū)里執(zhí)行時(shí)，也能夠被進(jìn)程B打斷，不過(guò)這種打斷是有限制的。即當(dāng)進(jìn)程B執(zhí)行到要求進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，就會(huì)被阻塞。這是因?yàn)樵谒驍噙M(jìn)程A時(shí)，A正在臨界區(qū)里還沒(méi)有出來(lái)，既然A在臨界區(qū)，B當(dāng)然就無(wú)法進(jìn)入自己的臨界區(qū)。7．根據(jù)信號(hào)量的定義可知，P、V操作并非只是對(duì)信號(hào)量進(jìn)行減1或加1操作，更重要的是在減1或加1后，還要判斷運(yùn)算的結(jié)果。對(duì)于P操作，判定后調(diào)用進(jìn)程自己有可能繼續(xù)運(yùn)行，也可能阻塞等待。對(duì)于V操作，判定后調(diào)用進(jìn)程自己最后總是繼續(xù)運(yùn)行，但之前可能會(huì)喚醒在信號(hào)量隊(duì)列上等待的進(jìn)程。在信號(hào)量上除了能執(zhí)行P、V操作外，不能執(zhí)行其他任何操作。8．由于每個(gè)進(jìn)程最多需要兩臺(tái)磁帶機(jī)，考慮極端情況：每個(gè)進(jìn)程已經(jīng)都申請(qǐng)了一臺(tái)。那么只要還有一臺(tái)空閑，就可以保證所有進(jìn)程都可以完成。也就是說(shuō)當(dāng)有條件：n+1=5，即n=4時(shí)，系統(tǒng)就不存在死鎖的危險(xiǎn)。9．能，同步與互斥是進(jìn)程通信的基本內(nèi)容，P、V操作與信號(hào)量結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)同步與互斥。10．進(jìn)程通信根據(jù)交換信息量的多少分為高級(jí)通信和低級(jí)通信。低級(jí)通信一般只傳送一個(gè)或幾個(gè)字節(jié)的信息，以達(dá)到控制進(jìn)程執(zhí)行速度的作用（如PV操作）；高級(jí)通信則要傳送大量數(shù)據(jù)，目的不是為了控制進(jìn)程的執(zhí)行速度，而是為了交換信息。高級(jí)進(jìn)程通信方式有很多種，大致可歸并為三類(lèi)：共享存儲(chǔ)器、管道通信和消息傳遞。共享存儲(chǔ)器：在內(nèi)存種分配一片空間作為共享存儲(chǔ)區(qū)。需要進(jìn)行通信的進(jìn)程把它附加到自己的地址空間中，不需要時(shí)則把它取消。管道通信：它是連接兩個(gè)命令的一個(gè)打開(kāi)文件。一個(gè)命令向該文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，為寫(xiě)者；另一個(gè)命令從該文件中讀出數(shù)據(jù)，為讀者。消息傳遞：它以消息為單位在進(jìn)程間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料四、計(jì)算題1．因?yàn)檎軐W(xué)家進(jìn)餐沒(méi)有必然的先后次序，相鄰的兩個(gè)哲學(xué)家要競(jìng)爭(zhēng)刀或叉，刀或叉成為臨界資源，本題屬于互斥問(wèn)題。本題設(shè)置四個(gè)互斥信號(hào)量F1、F2、K1、K2，初值均為1，分別表示臨界資源叉1、叉2、刀1、刀2。哲學(xué)家的工作流程基本相似，只是拿起刀叉的序號(hào)不同，如圖所示。P(K2)P(F1)拿起刀1P(K1)P(F1)拿起刀1拿起叉1拿起叉1進(jìn)餐進(jìn)餐V(K2)V(F1)放下刀1V(K1)放下刀1放下叉1V(F1)放下叉1討論問(wèn)題討論問(wèn)題哲學(xué)家A的工作流程哲學(xué)家B的工作流程P(K2)P(F2)拿起刀1P(K1)P(F2)拿起刀1拿起叉1拿起叉1進(jìn)餐進(jìn)餐V(K2)放下刀1V(K1)放下刀1V(F2)放下叉1V(F2)放下叉1討論問(wèn)題討論問(wèn)題哲學(xué)家C的工作流程哲學(xué)家D的工作流程2．根據(jù)常識(shí)可知，司機(jī)和售票員的工作存在如下制約關(guān)系：（1）司機(jī)必須在得到售票員的“關(guān)門(mén)完畢”的信號(hào)后，才能啟動(dòng)汽車(chē)。這是一個(gè)司機(jī)要與售票員取得同步的問(wèn)題。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料（2）售票員必須在得到司機(jī)的“已經(jīng)停車(chē)”的信號(hào)后，才能打開(kāi)車(chē)門(mén)。這是一個(gè)售票員要與司機(jī)取得同步的問(wèn)題。因此，為了確保行車(chē)安全，需要設(shè)置兩個(gè)同步信號(hào)量：S1——初值為0，控制司機(jī)與售票員取得同步；S2——初值為0，控制售票員與司機(jī)取得同步。司機(jī)：售票員：關(guān)車(chē)門(mén)P(S1)(等待售票員發(fā)“關(guān)門(mén)完畢”的消息)V(S1)(向司機(jī)發(fā)“關(guān)門(mén)完畢”的消息)啟動(dòng)汽車(chē)正常行駛到站停車(chē)售票P(pán)(S2)(等待司機(jī)發(fā)“已經(jīng)停車(chē)”的消息)V(S2)(向售票員發(fā)“已經(jīng)停車(chē)”的消息)開(kāi)車(chē)門(mén)3．分析題意，知道在管理讀者“進(jìn)入”和“注銷(xiāo)”閱覽室的工作中，存在這樣一些制約關(guān)系：（1）100個(gè)座位是讀者共同使用的資源，因此要用一個(gè)資源分配信號(hào)量來(lái)管理它；（2）讀者“等待到座位的釋放；（3）沒(méi)有讀者時(shí)，不能做“注銷(xiāo)”工作，必須等到有了讀者才能做。進(jìn)入”閱覽室時(shí)，要申請(qǐng)座位。只有申請(qǐng)到座位才能進(jìn)入，否則應(yīng)該因此，可以設(shè)置兩個(gè)信號(hào)量：S1——初值為100，管理座位的分配；S2——初值為0，控制““進(jìn)入”與“注銷(xiāo)”與“進(jìn)入”間取得同步。注銷(xiāo)”兩個(gè)進(jìn)程的流程如圖所示?！斑M(jìn)入”進(jìn)程信號(hào)量：S1的初值=100S2的初值=0“注銷(xiāo)”進(jìn)程P(S1)P(S2)(申請(qǐng)一個(gè)座位)(等待“進(jìn)入”進(jìn)程消息)辦理閱讀手續(xù)辦理注銷(xiāo)手續(xù)V(S2)V(S1)(向“注銷(xiāo)”進(jìn)程發(fā)消息)(向“進(jìn)入”進(jìn)程發(fā)消息)圖6-23“進(jìn)入”與“注銷(xiāo)”兩個(gè)進(jìn)程在讀者進(jìn)入時(shí)，調(diào)用“進(jìn)入”進(jìn)程，通過(guò)P(S1)來(lái)申請(qǐng)座位。如果申請(qǐng)到，就可以理辦閱覽手續(xù)。如果100個(gè)座位都申請(qǐng)完畢，那么第101個(gè)讀者就只有在關(guān)于S1的隊(duì)列上等待，等到有人調(diào)用“注銷(xiāo)”進(jìn)程執(zhí)行V(S1)。在有讀者離去時(shí)，就調(diào)用“注銷(xiāo)”進(jìn)程。4．經(jīng)分析GET與COPY之間存在2個(gè)同步關(guān)系：GET與COPY同步，GET等待COPY發(fā)來(lái)“拷word完美格式專(zhuān)業(yè)資料貝結(jié)束”的消息后，才能讀入下一條記錄；COPY與GET同步，COPY等待GET發(fā)來(lái)“可以拷貝”的消息后，才能開(kāi)始復(fù)制記錄。PUT和COPY兩者之間存在2個(gè)同步關(guān)系：PUT與COPY同步，PUT等待COPY發(fā)來(lái)“拷貝結(jié)束”的消息后，才能開(kāi)始輸出；COPY與PUT同步，COPY等待PUT發(fā)來(lái)“輸出結(jié)束”的消息后，才能復(fù)制下一條記錄。于是，GET、COPY和PUT三者間有4個(gè)同步關(guān)系。因此，需要設(shè)置4個(gè)同步信號(hào)量：S1——控制COPY與GET取得同步，初值=0；S2——控制GET與COPY取得同步，初值=0；S3——控制PUT與COPY取得同步，初值=0；S4——控制COPY與PUT取得同步，初值=0。GETCOPY1.1.從文件F取出一個(gè)記P(S1)錄送至輸入緩沖區(qū)R2.PUT2.將緩沖區(qū)R里的記錄拷貝到緩沖區(qū)T里1.2.V(S1)P(S2)P(S3)3.3.V(S2)V(S3)P(S4)將緩沖區(qū)T里的數(shù)據(jù)4.5.打印輸出3.V(S4)5．這實(shí)際上也是最簡(jiǎn)單“生產(chǎn)者—消費(fèi)者”問(wèn)題的變種：進(jìn)程R是產(chǎn)生者，進(jìn)程W1、W2是兩個(gè)消費(fèi)者。只是W1只消費(fèi)奇數(shù)，W2只消費(fèi)偶數(shù)。下圖所示的是3個(gè)進(jìn)程的工作示意。奇數(shù)進(jìn)程W1緩沖區(qū)B進(jìn)程R進(jìn)程W2偶數(shù)分析題目知道3個(gè)進(jìn)程間有如下的制約關(guān)系存在：（1）進(jìn)程R申請(qǐng)使用緩沖區(qū)B，進(jìn)程W1或W2釋放緩沖區(qū)B；（2）進(jìn)程W1要等待R往緩沖區(qū)B里放入奇數(shù)后，才能工作（要與R取得同步），然后釋放緩沖區(qū)；（3）進(jìn)程W2要等待R往緩沖區(qū)B里放入偶數(shù)后，才能工作（要與R取得同步），然后釋放緩沖區(qū)。因此，應(yīng)該設(shè)置3個(gè)信號(hào)量：S——初值為1，控制緩沖區(qū)B的分配；SO——初值為0，控制W1與R取得同步；SE——初值為0，控制W2與R取得同步。3個(gè)進(jìn)程的工作流程如下圖所示。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料進(jìn)程R進(jìn)程W1進(jìn)程W2得到一個(gè)數(shù)P(SO)(等待R發(fā)消息P(SE)(等待R發(fā)消息)P(S)(申請(qǐng)緩沖區(qū))B)從B中取出奇數(shù)從B中取出偶數(shù)將數(shù)存入緩沖區(qū)BYNV(S)(釋放緩沖區(qū)V(S)(釋放緩沖區(qū)B)B里是奇數(shù)?B)V(SO)V(SE)(向W1發(fā)消息)(向W2發(fā)消息)6．從圖可以知道，公共數(shù)據(jù)區(qū)的單元Ai（i=1，2，3…）里存放的某月某日第i次航班的現(xiàn)有票數(shù)，是j（j=1，2，3…）個(gè)售票處共享的數(shù)據(jù)。因此，這些售票處對(duì)公共數(shù)據(jù)區(qū)的單元Ai（i=1，2，3…）的操作不能同時(shí)進(jìn)行。正因?yàn)槿绱?，圖中把對(duì)Ai的這些操作，用名為S的信號(hào)量上的P、V操作，保證它們互斥進(jìn)行。這樣處理都是正確的。關(guān)鍵是當(dāng)判定沒(méi)有第i次航班的機(jī)票時(shí)，圖里僅安排了打印“票已售完！”的動(dòng)作。這樣，第j售票處只有進(jìn)入臨界區(qū)的P(S)，而沒(méi)有執(zhí)行退出臨界區(qū)的V(S)。它沒(méi)有退出臨界區(qū)，別的售票窗口也就無(wú)法再進(jìn)入這個(gè)臨界區(qū)。所以，這種安排是不對(duì)的。應(yīng)該把圖改成為下圖，這樣就完全正確了。第j售票處要訂初值：Vs=1第i航班的飛機(jī)票按旅客要求找到AiP(S)(進(jìn)入公共數(shù)據(jù)監(jiān)界區(qū))Rj=Ai;(取出該航班現(xiàn)有票數(shù))NRj≥1?(還有這個(gè)班次的飛機(jī)票?)Y打印“票已售完!”Rj=Rj–1;Ai=Rj;(進(jìn)行數(shù)據(jù)修改)V(S)(退出公共數(shù)據(jù)臨界區(qū))V(S)(退出公共數(shù)據(jù)監(jiān)界區(qū))售出一張飛機(jī)票第五章存儲(chǔ)管理一、填空題word完美格式專(zhuān)業(yè)資料1、虛擬存儲(chǔ)器2、重定位3、判斷該頁(yè)是否在內(nèi)存中，判斷該頁(yè)是否被修改過(guò)4、硬件變換機(jī)構(gòu)，內(nèi)存，缺頁(yè)，中斷處理程序5、空閑塊，淘汰，空閑塊6、頁(yè)號(hào)，內(nèi)存塊號(hào)，記錄內(nèi)存塊的分配情況7、分配內(nèi)存，連續(xù)的內(nèi)存，不等，連續(xù)8、用戶(hù)，系統(tǒng)9、內(nèi)部碎片，外部碎片10、靜態(tài)重定位，動(dòng)態(tài)重定位11、裝入內(nèi)存，執(zhí)行12、抖動(dòng)二、選擇題1234567891011CDDADDBFJBABABBD三、問(wèn)答題1、所謂“內(nèi)部碎片”，是指系統(tǒng)已經(jīng)分配給用戶(hù)使用、用戶(hù)自己沒(méi)有用到的那部分存儲(chǔ)空間；所謂“外部碎片”，是指系統(tǒng)無(wú)法把它分配出去供用戶(hù)使用的那部分存儲(chǔ)空間。對(duì)于教材而言，單一連續(xù)區(qū)存儲(chǔ)管理、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理、分頁(yè)式存儲(chǔ)管理和請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理都會(huì)出。只是前兩種存儲(chǔ)管理造成的內(nèi)部碎片比較大，為嚴(yán)重；后兩種頁(yè)式存儲(chǔ)。教材中，只有可變分區(qū)存儲(chǔ)管理會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)內(nèi)部碎片管理，平均來(lái)說(shuō)每個(gè)作業(yè)都會(huì)出現(xiàn)半頁(yè)的內(nèi)部碎片外部碎片。2、靜態(tài)重定位是一種通過(guò)軟件來(lái)完成的地址重定位技術(shù)。它在程序裝入內(nèi)存序指令中地址的調(diào)整。因此，程序經(jīng)過(guò)靜態(tài)重定位以后，在內(nèi)存中就不能移動(dòng)了。如果要移動(dòng)，就必須重新進(jìn)行地址重定位。動(dòng)態(tài)重定位是一種通過(guò)硬件支持完成的地址重定位技術(shù)。作業(yè)程序被原封不動(dòng)入內(nèi)存。只有到執(zhí)行某條指令時(shí)，硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才對(duì)它里面的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換。正因時(shí)，完成對(duì)程地裝為如此，實(shí)行動(dòng)態(tài)重定位的系統(tǒng)，作業(yè)程序可以在內(nèi)存里移動(dòng)。也就是說(shuō)，作業(yè)程序在內(nèi)存中是可浮動(dòng)的。3、虛擬存儲(chǔ)器實(shí)際是一種存儲(chǔ)擴(kuò)充技術(shù)。它把作業(yè)程序存只裝入程序的一部分。遇到不在內(nèi)存的程序時(shí)，再把所需要的部分裝入。這樣在內(nèi)存和輔存之間調(diào)入、調(diào)出的做法，使用戶(hù)的作業(yè)地址空間無(wú)需顧及內(nèi)存的大小。給用戶(hù)造成的印象是，無(wú)論程序有多大，它在這個(gè)系統(tǒng)上都可以運(yùn)行。這種以輔助存儲(chǔ)器為后援的虛幻存儲(chǔ)器，就稱(chēng)為虛擬存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器的大小是由系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)確定的。4、在分頁(yè)式或請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，通常是利用內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成頁(yè)某條指令、要對(duì)內(nèi)存中的某一地址訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)地址是相對(duì)地址，所這個(gè)地址所在的頁(yè)號(hào)去查頁(yè)表（訪(fǎng)問(wèn)一次內(nèi)存），然后才能由所形成的絕對(duì)地址去真正執(zhí)行指令（第二次訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存）?？梢?jiàn)，由于頁(yè)表在內(nèi)存，降低了CPU的訪(fǎng)問(wèn)速度。為了提高相對(duì)地址到絕對(duì)地址的變換速度，人們想到用一組快速寄存器來(lái)代替頁(yè)表。這時(shí)查頁(yè)表是以并行的方式進(jìn)行，立即就能輸出與該頁(yè)號(hào)匹配的塊號(hào)，這樣做無(wú)疑比內(nèi)存式的頁(yè)表要快得多。但是，快速寄存器的價(jià)格昂貴，由它來(lái)組成整個(gè)頁(yè)表是不可取的?？紤]到程序運(yùn)行時(shí)具有局部性，因此實(shí)際系統(tǒng)中總是一方面采用內(nèi)存頁(yè)表、另一方面用極少幾個(gè)快速寄存器組成快表來(lái)共同完成地址的變換工作。5、在請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，當(dāng)根據(jù)虛擬地址查頁(yè)表而發(fā)現(xiàn)所要訪(fǎng)問(wèn)的頁(yè)不在內(nèi)存就會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，就由操作系統(tǒng)到輔存把所需要的頁(yè)讀入內(nèi)存。這時(shí)，內(nèi)存可能有空閑的塊，也可能沒(méi)有。只有當(dāng)內(nèi)存中時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)將放在輔助存儲(chǔ)器里，運(yùn)行時(shí)作表的。當(dāng)CPU執(zhí)行到以先要根據(jù)時(shí)，沒(méi)有空閑塊word完美格式專(zhuān)業(yè)資料內(nèi)存現(xiàn)有頁(yè)面淘汰出去的問(wèn)題，即要進(jìn)行頁(yè)面淘汰。所以，缺頁(yè)中斷和頁(yè)面淘汰之間的關(guān)系是：頁(yè)面淘汰一定是由缺頁(yè)中斷所引起；但缺頁(yè)中斷則不一定引起頁(yè)面淘汰。6、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于某些事件的出現(xiàn)，打斷了當(dāng)前程序的運(yùn)行，而使CPU去處理出現(xiàn)的事件，這稱(chēng)為“中斷”。通常，計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)都是在執(zhí)行完一條指令后，去檢查有無(wú)中斷事件發(fā)生的。如果有，那么就暫停當(dāng)前程序的運(yùn)行，而讓CPU去執(zhí)行操作系統(tǒng)的中斷處理程序，這叫“中斷響應(yīng)”。CPU在處理完中斷后，如果不需要對(duì)CPU重新進(jìn)行分配，那么就返回被中斷進(jìn)程的程序繼續(xù)運(yùn)行；如果需要進(jìn)行CPU的重新分配，那么操作系統(tǒng)就會(huì)去調(diào)度新進(jìn)程。由上面的講述可以看出，缺頁(yè)中斷與一般中斷的區(qū)別如下。（1）兩種中斷產(chǎn)生的時(shí)刻不：同缺頁(yè)中斷是在執(zhí)行一條指令中間時(shí)產(chǎn)生的中斷，并立即轉(zhuǎn)去處理；而一般中斷則是在一條指令執(zhí)行完畢后，當(dāng)硬件中斷裝置發(fā)現(xiàn)有中斷請(qǐng)求時(shí)才去響應(yīng)和處理。（2）處理完畢后的歸屬不同：缺頁(yè)中斷處理完后，仍返回到原指令去重新執(zhí)行，因?yàn)槟菞l指令并未執(zhí)行；而一般中斷則是或返回到被中斷進(jìn)程的下一條指令去執(zhí)行，因?yàn)樯弦粭l指令已經(jīng)執(zhí)行完了，或重新調(diào)度，去執(zhí)行別的進(jìn)程程序。7、如圖所示。在單一連續(xù)分區(qū)存儲(chǔ)管理與固定分區(qū)存儲(chǔ)管理之間畫(huà)了一條線(xiàn)，表明位于線(xiàn)以上的存儲(chǔ)管理策略只適用于單道程序設(shè)計(jì)，以下的適用于多道程序設(shè)計(jì)；在可變分區(qū)存儲(chǔ)管理與頁(yè)式存儲(chǔ)管理之間畫(huà)了一條線(xiàn)，表明位于線(xiàn)以上的存儲(chǔ)管理策略都要求為作單道單一連續(xù)分區(qū)存儲(chǔ)管理業(yè)分配一個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)，以下的存儲(chǔ)管理策略打破了連續(xù)性的要求；在段頁(yè)式存儲(chǔ)管理與請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理之間畫(huà)了一條線(xiàn)，那明位于線(xiàn)以上的存儲(chǔ)管理策略都要求使作業(yè)程序全部進(jìn)入內(nèi)存，而以下的存儲(chǔ)管理策略打破了全部的要求，只要部分裝入內(nèi)存就可以了。固定分區(qū)存儲(chǔ)管理多道連續(xù)可變分區(qū)存儲(chǔ)管理頁(yè)式存儲(chǔ)管理段式存儲(chǔ)管理不連續(xù)全部段頁(yè)式存儲(chǔ)管理可見(jiàn)，每一種存儲(chǔ)管理的出現(xiàn)，都是在原有存儲(chǔ)請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理部分管理基礎(chǔ)上的一次發(fā)展和提高，從不完善到逐漸完善。圖各種存儲(chǔ)管理策略四、計(jì)算題1．（1）邏輯地址2365D的轉(zhuǎn)換為數(shù)對(duì)：頁(yè)號(hào)=相對(duì)地址％塊尺寸=2365/2048=1；頁(yè)內(nèi)位移=相對(duì)地址％塊尺寸=317由題意知，第1頁(yè)對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為2。所以，物理地址=塊號(hào)（2）邏輯地址093DH由題意知塊尺寸為2KB=2B，即低11位表示頁(yè)內(nèi)位移，其他高位表示頁(yè)號(hào)。所以上述×塊尺寸+頁(yè)內(nèi)位移=2×2048+317=4413轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制為093DH=0000100100111101B11地址的頁(yè)號(hào)為00001=1，頁(yè)內(nèi)位移為00100111101B。由題意知第1頁(yè)對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為2，即00010B，所以轉(zhuǎn)換后物理地址為0001000100111101B=113DH。2．FIFO：3塊時(shí)為9/12=75%，4塊時(shí)為10/12=83%發(fā)生異?，F(xiàn)象。LRU：3塊時(shí)為10/12=83%，4塊時(shí)為9/12=75%3．各種分配算法時(shí)的情形如下：（1）最先適應(yīng)算法請(qǐng)求隊(duì)列最先適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15Kword完美格式專(zhuān)業(yè)資料12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K04K8K18K7K9K12K15K9K04K8K9K7K9K12K15K（2）最佳適應(yīng)算法請(qǐng)求隊(duì)列最佳適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K20K18K7K9K015K10K04K20K18K7K9K015K9K04K20K18K7K0015K（3）最壞適應(yīng)算法請(qǐng)求隊(duì)列最壞適應(yīng)算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K10K4K8K8K7K9K12K15K9K10K4K8K8K7K9K12K6K可見(jiàn)，分配算法不同，選擇的分配對(duì)象也不一樣。4．（1）采用最近最久未用（LRU）頁(yè)面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)為18次，如下圖（a）所示，缺頁(yè)率=18/20=90%；在得到4塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)為10次，如下圖（b）所示，缺頁(yè)率=10/20=50%?！?2342156212376321236頁(yè)面走向121324324125165261221327367362312213263→2個(gè)內(nèi)存塊→√√√√√√√√√√√√√√√√√√缺頁(yè)計(jì)數(shù)(a)2塊時(shí)的LRU→12342156212376321236頁(yè)面走向12132143212431124351246512265112652165321673216732367223671236213632166321→4個(gè)內(nèi)存塊→√√√√√√√√√√缺頁(yè)計(jì)數(shù)(b)4塊時(shí)的LUR（2）采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁(yè)如下圖（a）所示，缺頁(yè)率=18/20=90%；在得到4塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁(yè)中斷次數(shù)為14次，如下圖（b）所示，缺頁(yè)率=14/20=70%中斷次數(shù)為18次，。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料→12342156212376321236頁(yè)面走向121324324125165261212317367362312123163→2個(gè)內(nèi)存塊→√√√√√√√√√√√√√√√√√√缺頁(yè)計(jì)數(shù)(a)2塊時(shí)的FIFO→61234215621237632123頁(yè)面走向12132143214321432154326543265412651265312673126731673126731267126731263126→4個(gè)內(nèi)存塊→√√√√√√√√√√√√√缺頁(yè)計(jì)數(shù)(b)4塊時(shí)的FIFO第六章設(shè)備管理一、填空題：1.塊2.最短尋道時(shí)間優(yōu)先3.主存4.成批5.硬件緩沖、軟件緩沖6.設(shè)備控制表7.共享設(shè)備、虛擬設(shè)備8.邏輯9.獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備10.程序直接控制方式、中斷方式、DMA方式、通道方式11.虛擬設(shè)備12.中斷二、選擇題：12345678910CBDCAACAAC三、簡(jiǎn)答題1．所謂“系統(tǒng)設(shè)備”，是指在操作系統(tǒng)生成時(shí)就已被納入系統(tǒng)管理范圍的設(shè)備；所謂“用戶(hù)設(shè)備”是指在完成應(yīng)用任務(wù)過(guò)程中，用戶(hù)特殊需要的設(shè)備。因此，判定一個(gè)設(shè)備是系統(tǒng)設(shè)備還是用戶(hù)設(shè)備，依據(jù)是它在系統(tǒng)生成時(shí)，是否已經(jīng)納入了系統(tǒng)的管理范圍。如果是，它就是系統(tǒng)設(shè)備；如果不是，它就是用戶(hù)設(shè)備。2．設(shè)備管理的主要功能是：（1）提供一組I/O命令，以便用戶(hù)進(jìn)程能夠在程序中提出I/O請(qǐng)求，這是用戶(hù)使用外部設(shè)備的“界面”；（2）記住各種設(shè)備的使用情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分配與回收；（3）對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行管理，解決設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與CPU之間的速度匹配問(wèn)題；（4）按照用戶(hù)的具體請(qǐng)求，啟動(dòng)設(shè)備，通過(guò)不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，進(jìn)行實(shí)際的I/O操作；I/O操作完成之后，將結(jié)果通知用戶(hù)進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)真正的I/O操作。3．通過(guò)大容量輔助存儲(chǔ)器的支持，利用軟件技術(shù)（SPOOLing），把獨(dú)享設(shè)備“改造”成為可以共享的設(shè)備，但實(shí)際上這種共享設(shè)備是不存在的，于是把它們稱(chēng)為“虛擬設(shè)備”。4．為了解決慢速輸入/輸出設(shè)備與快速處理器之間的矛盾，為了使得輸入/輸出設(shè)備與CPU能夠并行工作，在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存空間為各種設(shè)備開(kāi)設(shè)了緩沖區(qū)。也提高了并行性。word完美格式專(zhuān)業(yè)資料5．執(zhí)行一次磁盤(pán)的輸入/輸出操作需要花費(fèi)的時(shí)間包括三部分：（1）查找時(shí)間；（2）等待時(shí)間；（3）傳輸時(shí)間。在這些時(shí)間中，傳輸時(shí)間是設(shè)備固有的特性，無(wú)法用改變軟件的辦法將它改進(jìn)。因此，要提高磁盤(pán)的使用效率，只能在減少查找時(shí)間和等待時(shí)間上想辦法，它們都與I/O在磁盤(pán)上的分布位置有關(guān)。由于磁臂的移動(dòng)是靠控制電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)于磁盤(pán)軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)講較緩慢。因此，查找時(shí)間對(duì)磁盤(pán)調(diào)度的影響更為主要。6．所謂“DMA”，是指“直接存儲(chǔ)器存取”的數(shù)據(jù)傳輸方式，其最大特點(diǎn)是能使I/O設(shè)備直接和內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行成批數(shù)據(jù)的快速傳輸。適用于一些高速的I/O設(shè)備，如磁帶、磁盤(pán)等。通道方式與DMA方式之間的區(qū)別如下。（1）在DMA方式下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?、傳輸長(zhǎng)度和地址等仍然需要由CPU來(lái)控制。但在通道方式下，所需的CPU干預(yù)大大減少。（2）在DMA方式下，每臺(tái)設(shè)備要有一個(gè)DMA控制器。當(dāng)設(shè)備增加時(shí)，多個(gè)DMA控制器的使用，顯然不很經(jīng)濟(jì)；但在通道方式下，一個(gè)通道可以控制多臺(tái)設(shè)備，這不僅節(jié)省了費(fèi)用，而且減輕了CPU在輸入/輸出中的負(fù)擔(dān)。（3）在DMA方式下傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，是采用“竊取”總線(xiàn)控制權(quán)的辦法來(lái)工作的。因此，CPU與設(shè)備之間并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的并行工作；在通道方式下，CPU把I/O任務(wù)交給通道后，它就與通道就真正并行工作。7．往磁帶、磁盤(pán)上存放信息時(shí)，經(jīng)常是把若干個(gè)記錄先在內(nèi)存緩沖區(qū)里拼裝成一塊，然后再寫(xiě)到磁帶或磁盤(pán)上。存儲(chǔ)設(shè)備與內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行信息交換時(shí)，就以塊為單位。這個(gè)把記錄拼裝成塊的過(guò)程，被稱(chēng)為是“記錄的成組”。從磁帶、磁盤(pán)上讀取記錄時(shí)，先是把含有那個(gè)記錄的塊讀到內(nèi)存的緩沖區(qū)中，在那里面挑選出所需要的記錄，然后把它送到內(nèi)存存放的目的地。這個(gè)把記錄從緩沖區(qū)里挑選出來(lái)的過(guò)程，被稱(chēng)為是“記錄的分解”。之所以這樣做，一是為了提高存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)利用率；二是減少內(nèi)、外存之間信息交換次數(shù)，提高系統(tǒng)的效率。四、計(jì)算題1．（1）先來(lái)先服務(wù)時(shí)，調(diào)度的順序是20→10→22→20→2→40→6→38，總共劃過(guò)的柱面數(shù)是：10+12+2+18+38+34+32=146因此，總的查找時(shí)間為：146×6=876ms。（2）最短查找時(shí)間優(yōu)先時(shí)，調(diào)度的順序是20→22→10→6→2→38→40（由于磁臂起始時(shí)定位于柱面20，所以可以把后面第20柱面的訪(fǎng)問(wèn)立即進(jìn)行），總共劃過(guò)的柱面數(shù)是：2+12+4+4+36+2=60因此，總的查找時(shí)間為：60×6=360ms。（3）電梯算法（初始由外向里移動(dòng)）時(shí)，調(diào)度的順序是20→22→38→40→10→6→2（由于磁臂起始時(shí)定位于柱面20，所以可以把后面第20柱面的訪(fǎng)問(wèn)立即進(jìn)行），總共劃過(guò)的柱面數(shù)是：2+16+2+30+4+4=58因此，總的查找時(shí)間為：58×6=348ms。2．由于移動(dòng)臂現(xiàn)在處于第8柱面，如果按照“先來(lái)先服務(wù)”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序應(yīng)該是8→9→7→15→9→20→7；如果是按照“最短查找時(shí)間優(yōu)先”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序可以有兩種，一是8→9→7→15→20（到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求，到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求），二是8→7→9→15→20（到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求，到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求）；如果按照“電梯”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序可以有兩種，一是8→9→15→20→7（由里往外的方向，到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求，到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求），二是8→7→9→15→20（由外往里的方向，到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求，到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求）；如果按照“單向掃描”調(diào)word完美格式專(zhuān)業(yè)資料度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序是8→9→15→20→0→7。對(duì)比后可以看出，實(shí)行8→7→9→15→20的響應(yīng)次序會(huì)得到最省的時(shí)間，因?yàn)檫@時(shí)移動(dòng)臂的移動(dòng)柱面數(shù)是：1+2+6+5=14第七章文件管理一、填空題1．文件2．按名存取文件目錄3．普通文件目錄文件特殊文件4．物理非連續(xù)的物理塊5．物理塊信息交換6．位示圖法空閑塊鏈接法7．文件說(shuō)明目錄文件8．文件重名9．打開(kāi)文件關(guān)閉文件10．記錄號(hào)該記錄存放地址11．順序文件鏈接文件索引文件二、選擇題12345678CBCBDCAC1.C2.B3.C4.B5.D6.C7.A8.C三、簡(jiǎn)答題1．若干個(gè)邏輯記錄合并成一組,寫(xiě)入一個(gè)塊叫記錄成組,當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)物理記錄讀進(jìn)輸入緩沖區(qū)后,把邏輯記錄從塊中分離出來(lái)的操叫作記錄的分解。記錄的成組和分解處理不僅節(jié)省存儲(chǔ)空間,還能減少輸入輸出操作次數(shù),提高系統(tǒng)效率。2．文件系統(tǒng)提供給用戶(hù)程序一組系統(tǒng)調(diào)用,包括建立,打開(kāi),關(guān)閉,撤銷(xiāo),讀,寫(xiě)和控制。3．文件的邏輯組織：用戶(hù)對(duì)文件的觀察和使用是從自身處理文件中數(shù)據(jù)是采用的組織方式來(lái)看待文件組織形式。這種從用戶(hù)觀點(diǎn)出發(fā)所見(jiàn)到的文件組織形式稱(chēng)為文件的邏輯組織。(1)有結(jié)構(gòu)文件（記錄式文件）：邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合。(2)無(wú)結(jié)構(gòu)文件：指文件內(nèi)部不再劃分記錄，它是由一組相關(guān)信息組成的有序字符流，即流式文件。文件的物理組織：文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)組織形式稱(chēng)為文件的物理組織。(1)文件的物理組織形式主要有：連續(xù)文件：所占盤(pán)塊是連續(xù)的。串聯(lián)文件：所占盤(pán)塊不連續(xù)，前后鏈接。4．連續(xù)結(jié)構(gòu)是指把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放到輔存上連續(xù)的物理塊中。連續(xù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，存取速度快，常用于存放系統(tǒng)文件等固定長(zhǎng)度的文件。連續(xù)結(jié)構(gòu)的不足是：文件長(zhǎng)度不便于動(dòng)態(tài)增加，容易造成磁盤(pán)碎片。鏈接結(jié)構(gòu)是指把邏輯上連續(xù)的用戶(hù)文件信息存放到輔存的不連續(xù)物理塊中，并在每一塊中包含一個(gè)指針，指向下一塊所在的位置，最后一塊的指針?lè)派稀埃?”，表示文件的結(jié)束。鏈接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：不要儲(chǔ)空間的利用率；克服了連續(xù)結(jié)構(gòu)不易動(dòng)態(tài)增加的缺點(diǎn)。鏈接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：存取文件記錄時(shí)，必須按照從頭到尾的順序依次存取，存取速度慢；鏈接指針去一定的存儲(chǔ)空