操作系統(tǒng)課后題及答案

1、精品文檔 第一章 1 設(shè)計現(xiàn)代 OS 的主要目標是什么？ 答：（1）有效性 （2）方便性 （3）可擴充性 （ 4）開放性 2 OS 的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？ 答：（1）OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口 （ 2） OS 作為計算機系統(tǒng)資源的管理者 （3）OS 實現(xiàn)了對計算機資源的抽象 4 試說明推動多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？ 答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)發(fā)展： （1）不斷提高計算機資源的利用率； （ 2）方便用戶； （3）器件的不斷更新?lián)Q代； （4）計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。 7 實現(xiàn)分時系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決？ 答：關(guān)鍵問題是當用戶在自己的終端上

2、鍵入命令時，系統(tǒng)應(yīng)能及時接收并及時處理該命令， 在用戶能接受的時延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。 解決方法： 針對及時接收問題， 可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡， 使主機能同時接收用戶從各個終 端上輸入的數(shù)據(jù)； 為每個終端配置緩沖區(qū)， 暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。 針對及時處理問題， 應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進入內(nèi)存， 并且為每個作業(yè)分配一個時間片， 允許作業(yè)只在自己 的時間片內(nèi)運行，這樣在不長的時間內(nèi)，能使每個作業(yè)都運行一次。 12 試從交互性、及時性以及可靠性方面，將分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)進行比較。 答：（ 1 ）及時性：實時信息處理系統(tǒng)對實時性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接受 的等待時間來確定； 而實時控

3、制系統(tǒng)的及時性， 是以控制對象所要求的開始截止時間或完成 截止時間來確定的，一般為秒級到毫秒級，甚至有的要低于100 微妙。 （2）交互性：實時信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問系統(tǒng)中某 些特定的專用服務(wù)程序。不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。 （ 3）可靠性：分時系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度 的可靠性。 因為任何差錯都可能帶來巨大的經(jīng)濟損失， 甚至是災(zāi)難性后果， 所以在實時系統(tǒng) 中，往往都采取了多級容錯措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。 13 OS 有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個

4、基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。 14 處理機管理有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？ 答：處理機管理的主要功能是：進程管理、進程同步、進程通信和處理機調(diào)度； 進程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進程，撤銷已結(jié)束進程，控制進程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 進程同步：為多個進程（含線程）的運行 進行協(xié)調(diào)。 通信：用來實現(xiàn)在相互合作的進程之間的信息交換。 處理機調(diào)度： （1 ）作業(yè)調(diào)度。從后備隊里按照一定的算法，選出若干個作業(yè)，為他們分配運行所需 的資源（首選是分配內(nèi)存） 。 （2）進程調(diào)度：從進程的就緒隊列中，按照一定算法選出一個進程，把處理機分配給 它，并設(shè)置運行現(xiàn)場，使進程投入執(zhí)行。 15 內(nèi)存管理有哪些主要

5、功能 ? 他們的主要任務(wù)是什么？ 北京石油化工學(xué)院信息工程學(xué)院計算機系3/48 計算機操作系統(tǒng)習(xí)題參考答案余有明與計07和計G09的同學(xué)們編著 3/48 答：內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射和內(nèi)存擴充。 內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。 內(nèi)存保護：確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運行，彼此互不干擾。 地址映射：將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對應(yīng)的物理地址。 內(nèi)存擴充：用于實現(xiàn)請求調(diào)用功能，置換功能等。 16 設(shè)備管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？ 答：主要功能有：緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理以及虛擬設(shè)備等。 主要任務(wù)：完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配I/O設(shè)備

6、；提高CPU和I/O設(shè) 備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用 I/O設(shè)備. 17 文件管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護。 文件管理的主要任務(wù)：管理用戶文件和系統(tǒng)文件，方便用戶使用，保證文件安全性。 18 是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？ 答：操作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個方面： 一是進程的異步性，進程以人們不可預(yù)知的速度向 前推進，二是程序的不可再現(xiàn)性， 即程序執(zhí)行的結(jié)果有時是不確定的， 三是程序執(zhí)行時間的 不可預(yù)知性，即每個程序何時執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時間是不確定的。 23 何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中

7、通常提供了哪些功能？ 答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運行，而留下一個 盡量小的內(nèi)核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，稱這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。在微內(nèi) 核中通常提供了進程（線程）管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。 第二章 2.畫出下面四條語句的前趨圖： S仁a : =x+y; S2=b : =z+1; S3=c : =a - b ; S4=w : =c+1; 5 在操作系統(tǒng)中為什么要引入進程概念？它會產(chǎn)生什么樣的影響？ 答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操 作系統(tǒng)中引入了進程概念。 影響：使程序的并發(fā)執(zhí)行得

8、以實行。 6 .試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨立性上比較進程和程序？ 答：（1）動態(tài)性是進程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源 而暫停執(zhí)行，由撤銷而消亡。進程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜 態(tài)實體。 （2）并發(fā)性是進程的重要特征，同時也是OS的重要特征。引入進程的目的正是為了使 其程序能和其它進程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。 （3）獨立性是指進程實體是一個能獨立運行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨立獲得資源和獨 立調(diào)度的基本單位。對于未建立任何進程的程序，不能作為獨立單位參加運行。 7 試說明 PCB 的作用，為什么說 PCB 是進程存在的惟一標志？

9、答： PCB 是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作用是使一個在 多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序， 成為一個能獨立運行的基本單位， 成為能與其它進程 并發(fā)執(zhí)行的進程。OS是根據(jù)PCB對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的。 8 試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。 答：(1)就緒狀態(tài)t執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到CPU資源 (2 )執(zhí)行狀態(tài)t就緒狀態(tài)：時間片用完 (3 )執(zhí)行狀態(tài)t阻塞狀態(tài)：I/O請求 (4 )阻塞狀態(tài)t就緒狀態(tài)：I/O完成 13 在創(chuàng)建一個進程時所要完成的主要工作是什么？ 答： ( 1 ) OS 發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進程事件后，調(diào)用進程創(chuàng)建原語Creat()； (2

10、) 申請空白 PCB； ( 3)為新進程分配資源； ( 4)初始化進程控制塊； ( 5)將新進程插入就緒隊列 . 14 在撤銷一個進程時所要完成的主要工作是什么？ 答： (1 )根據(jù)被終止進程標識符，從 PCB集中檢索出進程 PCB，讀出該進程狀態(tài)。 (2)若被終止進程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進程的執(zhí)行，置調(diào)度標志真，指示該進程被 終止后重新調(diào)度。 ( 3)若該進程還有子進程，應(yīng)將所有子孫進程終止，以防它們成為不可控進程。 (4) 將被終止進程擁有的全部資源，歸還給父進程，或歸還給系統(tǒng)。 (5) 將被終止進程 PCB 從所在隊列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。 16 進程在運行時存在哪兩種

11、形式的制約？并舉例說明之。 答： (1) 間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進程A和B,如果A提出打印請求，系統(tǒng)已把唯一 的 一臺打印機分配給了進程 B,貝U進程A只能阻塞；一旦B釋放打印機，A才由阻塞改為就 緒。 ( 2)直接相互制約關(guān)系。舉例：有輸入進程 A 通過單緩沖向進程 B 提供數(shù)據(jù)。當緩沖空 時， 計算進程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當進程 A把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進程B ;反 之，當緩沖區(qū)已滿時，進程 A 因沒有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進程 B 將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便 喚醒 A。 17 為什么進程在進入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行“ 進入?yún)^(qū)” 代碼？而在退出前又要執(zhí)行 “ 退 出 區(qū)” 代碼？ 答：

12、為了實現(xiàn)多個進程對臨界資源的互斥訪問， 必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問 的臨界資源是否正被訪問的代碼，如果未被訪問，該進程便可進入臨界區(qū)對資源進行訪問， 并設(shè)置正被訪問標志，如果正被訪問，貝本進程不能進入臨界區(qū)，實現(xiàn)這一功能的代碼為 進入?yún)^(qū) 代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行 退出區(qū) 代碼，用于恢復(fù)未被訪問標志，使其它 進程 能再訪問此臨界資源。 18. 同步機構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準則？為什么？ 答：同步機構(gòu)應(yīng)遵循的基本準則是：空閑讓進、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待 原因：為實現(xiàn)進程互斥進入自己的臨界區(qū)。 26 試修改下面生產(chǎn)者消費者問題解法中的錯誤 : 答： producer: begin

13、repeat producer an item in nextp; wait(mutex); wait(full); /* 應(yīng)為 wait(empty), 而且還應(yīng)該在 wait(mutex) 的前面 */ buffer(in):=nextp; /* 緩沖池數(shù)組游標應(yīng)前移 : in:=(in+1) mod n; */ signal(mutex); /* signal(full); */ until false; end consumer: begin repeat wait(mutex); wait(empty); /* 應(yīng)為 wait(full), 而且還應(yīng)該在 wait(mutex) 的前

14、面 */ nextc:=buffer(out); out:=out+1; /* 考慮循環(huán)，應(yīng)改為 : out:=(out+1) mod n; */ signal(mutex);/* signal(empty); */ consumer item in nextc; until false; end 27 試利用記錄型信號量寫出一個不會出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進餐問題的算法 答： Var chopstick:array0, ,4 of semaphore; 所有信號量均被初始化為 1，第 i 位哲學(xué)家的活動可描述為： Repeat Wait(chopsticki); Wait(. chopstick(i

15、+1) mod 5); Ea.t ; Signal(chopsticki); Signal(chopstick(i+1) mod 5) Ea.t ; Think; Until false; 第三章 1 高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？ 答：高級調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。 低級調(diào)度是保存處理機的現(xiàn)場信息，按某種算法先取進程，再把處理器分配給進程。 引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運行的進程 不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。 5 試說明低級調(diào)度

16、的主要功能。 答：(1)保存處理機的現(xiàn)場信息(2)按某種算法選取進程(3)把處理機分配給進程。 6 .在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么？ 答：搶占的原則有：時間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。 18 何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？ 答：死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當進程處于這種僵持狀 態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。 產(chǎn)生死鎖的原因為競爭資源和進程間推進順序非法。其必要條件是：互斥條件、請求和 保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。 19 在解決死鎖問題的幾個方法中，哪種方法最易于實現(xiàn)？哪種方法使資源利用率最高？ 答：解決死鎖的四種方

17、法即預(yù)防、避免、檢測和解除死鎖中，預(yù)防死鎖最容易實現(xiàn)； 避免死鎖使資源的利用率最高。 20 請詳細說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。 答：(1)擯棄“請求和保持”條件，就是如果系統(tǒng)有足夠資源，便一次性把進程需要的所 有資源分配給它； (2) 擯棄“不剝奪”條件，就是已經(jīng)擁有資源的進程，當它提出新資源請求而不能立即 滿足時，必須釋放它已保持的所有資源，待以后需要時再重新申請； (3 )擯棄“環(huán)路等待”條件，就是將所有資源按類型排序標號，所有進程對資源的請求 必須嚴格按序號遞增的次序提出。 21 . 在銀行家算法的例子中， 如果P0發(fā)出請求向量由Request(0,2,0)改為 Request(0,1,

18、0), 問系統(tǒng)可否將資源分配給它？(此答案有點問題，需重新考慮 ) 答：(1)可以。銀行家算法各種資源數(shù)量分別為10、5、7,在T0時刻的資源分配如圖所示： 情況 進樫 Allocation Need Avail able A B C A B c A B C ABC Po1 7 5 3 0 1 0 7 4 3 332 Pl 3 2 2 3 0 0 1 2 2 Pz 9 0 2 1 3 0 2 6 0 0 pa 2 2 2 Sy 1 1 0 1 1 p 4 3 3 0 0 2 4 3 1 . (2 )具體分析如下： Requst0(0,1,0)=Need0(7,4,3); Requst0(0,1

19、,0)=Available(2,3,0); 系統(tǒng)先假定可為 P0分配資源，并修改 Available。，Allocation0和Need0向量，由此形成 的資源變化情況如下圖所示: Max Al loeAtion Need Avflilflhle AB C A B c A B C ABC p0 7 6 3 0 1 0 4 3 322 3 2 2 0 0 1 2 2 牛 0 2 3 0 2 6 0 0 2 2 2 2 1 1 0 1 1 4 3 3 0 0 2 4 3 1 (3) P0請求資源：P0發(fā)出請求向量RequstO(O,1,O),系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查： Requst0(0,1,0)

20、=Need0(7,4,3); Requst0(0,1,0)=Available(2,3,0); 系統(tǒng)暫時先假定可為P0分配資源，并修改 有關(guān)數(shù)據(jù)，如下圖所示 N卍ed AllocRtioii Work* AlltJCRtio口 | A B C A B C A R C 1 A B C Finish 3 2 2 7 3 3 0 2 0 3 4 2 Ture Pi 3 4 2 1 2 2 0 0 5 4 2 Tiirt pa 5 4 2 6 0 0 3 D 2 3 4 4 Tuic pa 8 4 4 0 1 1 2 1 1 ID 5 5 Tiirw Pe 10 5 5 4 3 1 0 0 2 ID

21、5 7 Tilte 綜上所述系統(tǒng)可以將資源分配給它。 22 銀行家算法中出現(xiàn)以下資源分配，試問(1 )該狀態(tài)是否安全？ (2)若進程P2提出 Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？ Process Allocation Need Available Pq 00 32 00 12 16 2 2 Pl 1 000 17 50 Pa 1 354 2 356 Pa 0332 0 6 5 2 P 0 0 14 0 6 5 6 試問： (1 )該狀態(tài)是否安全？ (2 )若進程P2提出請求Request (1,2,2,2 )后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？ (參考答 案有錯) 答： (1)

22、安全，因為存在安全序列P0,P3,P4,P1,P2 (2) 系統(tǒng)能分配資源，分析如下。 Request(1,2,2,2) = Need2(2,3,5,6); Request(1,2,2,2) = Available2(1,3,5,4)改成 Available2(1,6,2,2); 系統(tǒng)先假定可為 P2分配資源，并修改 Available2 , Allocation2和Need2向量， 由此形成的資源變化情況如下圖所示： Process Allocation Need P0 0 0 32 00 1 2 0 4 00 珂 10 00 17 50 2 5 7 6 2 3 5 6 P3 0 3 3 2

23、 0 6 52 P塔 0 0 14 0 6 5 6 再利用安全性算法檢查此時系統(tǒng)是否安全。如下圖 Procefis Work Allocfition Need Work* Allocation Finish 巳 0 4 0 0 2 57 6 2 3 5 6 2 9 7 6 tme Po 2 9 7 6 003 2 0 0 12 2 9 10 8 tnie P 2 9 10 8 1 00 0 17 50 3 9 10 8 triw 3 9 10 8 0332 06 5 2 3 12 13 10 true 3 12 13 10 00 14 0 6 5 6 3 12 14 14 true 由此進行的

24、安全性檢查得知，可以找到一個安全序列P2,P0,P1,P3,P4。 第四章 2 可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場合？ 答：(1)絕對裝入方式，只適用于單道程序環(huán)境。 (2) 可重定位裝入方式，適用于多道程序環(huán)境。 (3) 動態(tài)運行時裝入方式，用于多道程序環(huán)境；不允許程序運行時在內(nèi)存中移位置。 5 在動態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈？ 答:在每個分區(qū)的起始部分， 設(shè)置一些控制分區(qū)分配的信息， 以及用于鏈接各分區(qū)所用的前 向指針；在分區(qū)尾部設(shè)置一個后向指針， 通過前后向鏈接指針， 將所有空閑分區(qū)鏈成一個雙 向鏈。當分區(qū)分配出去后，把狀態(tài)位由“ 0 ”改為“

25、 1 ”。 7 在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？ 答：在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時可能出現(xiàn)4種情況： (1) 回收區(qū)前鄰空閑區(qū)。 將回收區(qū)與前鄰空閑區(qū)合并，將前鄰空閑區(qū)大小修改為兩者之和。 (2) 回收區(qū)后鄰空閑區(qū)。 將兩區(qū)合并，改后鄰空閑區(qū)始址為回收區(qū)始址，大小為兩者之和。 (3 )回收區(qū)前后均鄰空閑區(qū)。將三個分區(qū)合并，修改前鄰空閑區(qū)大小為三者之和。 (4) 回收區(qū)前后均不鄰空閑區(qū)。為回收區(qū)設(shè)置空閑區(qū)表項，填入回收區(qū)始址和大小并插入 空閑區(qū)隊列。 9 分區(qū)存儲管理中常用那些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點。 答：分區(qū)存儲管理中的常用分配策略：首次適應(yīng)算法、循環(huán)

26、首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、 最壞適應(yīng)算法。 首次適應(yīng)算法優(yōu)缺點： 保留了高址部分的大空閑區(qū)， 有利于后來的大型作業(yè)分配；低址部分 斷被劃分，留下許多難以利用的小空閑區(qū)，每次查找都從低址開始增加 了系統(tǒng)開銷。 循環(huán)首次適應(yīng)算法優(yōu)缺點： 內(nèi)存空閑分區(qū)分布均勻， 減少了查找系統(tǒng)開銷；缺乏大空閑分區(qū)， 導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。 最佳適應(yīng)算法優(yōu)缺點： 每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)， 內(nèi)存中留下許多難 以利用的小空閑區(qū)。 最壞適應(yīng)算法優(yōu)缺點： 剩下空閑區(qū)不太小， 產(chǎn)生碎片幾率小， 對中小型文件分配分區(qū)操作有 利；存儲器中缺乏大空閑區(qū)，對大型文件分區(qū)分配不利。 19 虛擬存儲器有哪些特征？其中

27、最本質(zhì)的特征是什么？ 答：虛擬存儲器有多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。 20 實現(xiàn)虛擬存儲器需要哪些硬件支持？ 答：（ 1）請求分頁（段）的頁（段）表機制（ 2）缺頁（段）中斷機構(gòu)（ 3）地址變換機構(gòu) 22 在請求分頁系統(tǒng)中，頁表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項？每項的作用是什么？ 答：頁表應(yīng)包括：頁號、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A、修改位M和外存地址。 其中狀態(tài)位 P 指示該頁是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問時參考；訪問字段A 用于記錄本頁在一 段時間內(nèi)被訪問的次數(shù)， 或最近已有多長時間未被訪問， 提供給置換算法選擇換出頁面時參 考；修改位 M 表示該頁在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過；外存地址用于

28、指出該頁在外存上的地 址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時使用。 26 在一個請求分頁系統(tǒng)中， 采用 LRU 頁面置換算法時， 假如一個作業(yè)的頁面走向為 4 , 3 ,2 ,1 , 4 , 3 , 5 , 4 ,3 , 2 , 1 ,5 ，當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 分別為 3 和 4 時， 試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率時， 試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺 頁率 ? 比較所得結(jié)果 ? 答：當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3 時，缺頁 9次，缺頁率 : 9/12=3/4 ； 當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 4 時，缺頁 10 次，缺頁率 : 10/12=5/6. 第五章 3

29、什么是字節(jié)多路通道？什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道？ 答：（ 1）字節(jié)多路通道。按字節(jié)交叉方式工作的通道。通常含有許多非分配型子通道，數(shù) 量從幾十到數(shù)百個，每個子通道連接一臺 I/O 設(shè)備，控制其 I/O 操作。子通道按時間片輪 轉(zhuǎn)方式共享主通道。 （2）數(shù)組選擇通道。按數(shù)組方式傳送數(shù)據(jù)，傳輸速率很高，每次只允許一個設(shè)備數(shù)據(jù)。 （3）數(shù)組多路通道。將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道的各子通道分時并行操作 的優(yōu)點結(jié)合而成。含有多個非分配型子通道，具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率和通道利用率。 4 如何解決因通道不足而產(chǎn)生的瓶頸問題？ 答：解決問題的有效方法是增加設(shè)備到主機間的通路而不增加通道， 把一個

30、設(shè)備連到多個控 制器上，控制器又連到多個通道上，這種多通路方式解決了“瓶頸”問題，提高了系統(tǒng)可靠 性，個別通道或控制器的故障不會使設(shè)備和存儲器之間沒有通路。 7 有哪幾種 I/O 控制方式？各適用于何種場合？ 答：共有四種 I/O 控制方式。 （1）程序 I/O 方式： 早期計算機無中斷機構(gòu)， 處理機對 I/O 設(shè)備的控制采用程序 I/O 方式或稱 忙等的方式。 （2）中斷驅(qū)動 I/O 控制方式：適用于有中斷機構(gòu)的計算機系統(tǒng)中。 （3）直接存儲器訪問（ DMA ）I/O 控制方式：適用于具有 DMA 控制器的計算機系統(tǒng)中。 （4）I/O 通道控制方式：具有通道程序的計算機系統(tǒng)中。 9 引入緩沖

31、的主要原因是什么？ 答：引入緩沖的主要原因是： （1）緩和 CPU 與 I/O 設(shè)備間速度不匹配的矛盾 （2）減少對 CPU 的中斷頻率，放寬對中斷響應(yīng)時間的限制 （3）提高 CPU 與 I/O 設(shè)備之間的并行性 18 試說明 SPOOLing 系統(tǒng)的組成。 答： SPOOLing 系統(tǒng)由輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進程 SPi 和輸出 進程 SPo 三部分組成。 19 在實現(xiàn)后臺打印時， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請求 I/O 的進程提供哪些服務(wù)？ 答：在實現(xiàn)后臺打印時， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請求 I/O 的進程提供以下服務(wù)： （1）由輸出進程在輸出井中申請一空閑盤塊區(qū)

32、，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中； （2）輸出進程為用戶進程申請空白用戶打印表，填入打印要求， 將該表掛到請求打印隊列。 （3）一旦打印機空閑，輸出進程便從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表，根據(jù)表中 要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機進行打印。 21 試說明設(shè)備驅(qū)動程序應(yīng)具有哪些功能？ 答：設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能包括： （1）將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求； （2）檢查用戶 I/O 請求合法性，了解 I/O 設(shè)備狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備工作方式； （3）發(fā)出 I/O 命令，啟動分配到的 I/O 設(shè)備，完成指定 I/O 操作； （4）及時響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請求，根

33、據(jù)中斷類型調(diào)用相應(yīng)中斷處理程序處理； （5）對于有通道的計算機，驅(qū)動程序還應(yīng)該根據(jù)用戶I/O 請求自動構(gòu)成通道程序。 23. 磁盤訪問時間由哪幾部分組成？每部分時間應(yīng)如何計算？ 答：磁盤訪問時間由尋道時間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時間Tr、傳輸時間Tt三部分組成。 （1） Ts是啟動磁臂時間s與磁頭移動n條磁道的時間和，即 Ts = m x n + s。 （2） Tr是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間。硬盤15000r/min時Tr為2ms;軟盤300 或 600r/min 時 Tr 為 50100ms。 （3）Tt 是指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入經(jīng)歷的時間。 Tt 的大小與每次讀 /寫的字節(jié)數(shù) b 和

34、旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)： Tt = b/rN。 24. 目前常用的磁盤調(diào)度算法有哪幾種？每種算法優(yōu)先考慮的問題是什么？ 答：目前常用的磁盤調(diào)度算法有先來先服務(wù)、最短尋道時間優(yōu)先及掃描等算法。 （1）先來先服務(wù)算法優(yōu)先考慮進程請求訪問磁盤的先后次序； （2）最短尋道時間優(yōu)先算法優(yōu)先考慮要求訪問的磁道與當前磁頭所在磁道距離是否最近； （3）掃描算法考慮欲訪問的磁道與當前磁道間的距離，更優(yōu)先考慮磁頭當前的移動方向。 25. 為什么要引入磁盤高速緩沖？何謂磁盤高速緩沖？ 答：目前磁盤的 I/O 速度遠低于內(nèi)存的訪問速度，通常低上 4-6 個數(shù)量級。因此，磁盤 I/O 已成為 計算機系統(tǒng)的瓶頸。為提高磁盤 I/O

35、 的速度，便引入了磁盤高速緩沖。 磁盤高速緩沖是指利用內(nèi)存中的存儲空間，暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息。 27 何謂提前讀、延遲寫和虛擬盤？ 答：提前讀是指在讀當前盤塊的同時， 將下一個可能要訪問的盤塊數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)， 以便需 要時直接從緩沖區(qū)中讀取，無需啟動磁盤。 延遲寫是指在寫盤塊時，將對應(yīng)緩沖區(qū)中的立即寫數(shù)據(jù)暫時不立即寫以備不久之后再被訪 問，只將它置上 “延遲寫” 標志并掛到空閑緩沖隊列的末尾。當移到空閑緩沖隊首并被分配 出去時， 才寫緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。 只要延遲寫塊仍在空閑緩沖隊列中， 任何要求訪問都可直接 從其中讀出數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入其中，而不必去訪問磁盤。 虛擬盤又稱 RAM

36、盤， 是利用內(nèi)存空間仿真磁盤。其設(shè)備驅(qū)動程序可以接受所有標準的磁盤 操作，但這些操作不是在磁盤上而是在內(nèi)存中，因此速度更快。 第六章 1 何謂數(shù)據(jù)項、記錄和文件？ 答： 數(shù)據(jù)項分為基本數(shù)據(jù)項和組合數(shù)據(jù)項?；緮?shù)據(jù)項描述一個對象某種屬性的字符集， 具有數(shù)據(jù)名、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)值三個特性。組合數(shù)據(jù)項由若干數(shù)據(jù)項構(gòu)成。 記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項的集合，用于描述一個對象某方面的屬性。 文件是具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。 4 何謂邏輯文件？何謂物理文件？ 答：邏輯文件是物理文件中存儲的數(shù)據(jù)的一種視圖方式，不包含具體數(shù)據(jù)，僅包含物理文件 中數(shù)據(jù)的索引。物理文件又稱文件存儲結(jié)構(gòu)，是指文件在外存上的存儲組織形式

37、。 9 在鏈接式文件中常用哪種鏈接方式？為什么？ 答：鏈接方式分為隱式鏈接和顯式鏈接兩種形式。隱式鏈接是在文件目錄的每個目錄項中， 都含有指向鏈接文件第一個盤塊和最后一個盤塊的指針。顯式鏈接則把用于鏈接文件各物理 塊的指針，顯式地存放在內(nèi)存的一張鏈接表中。 14 在UNIX 中，如果一個盤塊的大小為1KB，每個盤塊號占4個字節(jié)，即每塊可放 256個地址。請轉(zhuǎn)換下列文件的字節(jié)偏移量為物理地址。 9999; 18000; 420000 答：首先將邏輯文件的字節(jié)偏移量轉(zhuǎn)換為邏輯塊號和塊內(nèi)偏移量，就是將字節(jié)偏移量/盤塊 大小，商為邏輯塊號，余數(shù)是塊內(nèi)偏移量。在FCB中，第0-9個地址為直接地址，第 1

38、0 個為一次間 接地址，第11個地址為二次間接地址，第12個地址為三次間接地址。 再將文件的邏輯塊號轉(zhuǎn)換為物理塊號。使用多重索引結(jié)構(gòu)，在索引節(jié)點中根據(jù)邏輯塊號 通過直接索引或間接索引找到對應(yīng)的物理塊號。 (1) 9999/1024=9余783,則邏輯塊號為9，直接索引第9個地址得到物理塊號，塊內(nèi)偏移 地址為783。 (2) 18000/1024=17余592,則邏輯塊號為101710+256，通過一次間接索引在第10個地 址可得到物理塊號，塊內(nèi)偏移地址為592。 (3) 420000/1024=410余160,則邏輯塊號為10+256410 ,通過二次間接索引在第 11個地 址可得到一次間址，

39、再由此得到二次間址，再找到物理塊號，其塊內(nèi)偏移地址160。 17 對目錄管理的主要要求是什么？ 答：實現(xiàn)按名存取、提高檢索目錄的速度、文件共享、允許文件重名。 19 .目前廣泛應(yīng)用的目錄結(jié)構(gòu)有哪些？它有什么優(yōu)點？ 答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)都采用多級目錄結(jié)構(gòu)。基本特點是查詢速度快、層次結(jié)構(gòu)清晰、文件管理 和保護易于實現(xiàn)。 23 有一計算機系統(tǒng)利用圖6-33 所示的位示圖來管理空閑盤塊。盤塊的大小為 1KB , 現(xiàn)要為某文件分配量個盤塊，試說明盤塊的具體分配過程。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0