計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第二版答案郁紅英

1、習(xí)題二1 操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？為了實(shí)現(xiàn)并發(fā)進(jìn)程之間的合作和協(xié) 調(diào)，以及保證系統(tǒng)的安全，操作系統(tǒng)在進(jìn)程管理方面要做哪些工作？ 答：（1）為了從變化的角度動(dòng)態(tài)地分析研究可以并發(fā)執(zhí)行的程序，真實(shí)地反 應(yīng)系統(tǒng)的獨(dú)立性、 并發(fā)性、動(dòng)態(tài)性和相互制約， 操作系統(tǒng)中就不得不引入 “進(jìn) 程”的概念；（ 2）為了防止操作系統(tǒng)及其關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 受到用戶程序有意或無(wú)意的破 壞，通常將處理機(jī)的執(zhí)行狀態(tài)分成核心態(tài)和用戶態(tài)；對(duì)系統(tǒng)中的全部進(jìn)程實(shí) 行有效地管理，其主要表現(xiàn)是對(duì)一個(gè)進(jìn)程進(jìn)行創(chuàng)建、撤銷(xiāo)以及在某些進(jìn)程狀 態(tài)之間的轉(zhuǎn)換控制，2 試描述當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程狀態(tài)改變時(shí)，操作系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)程切換的步驟。 答：（

2、1）就緒狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，具備了運(yùn)行的條件， 但由于未能獲得處理機(jī)，故沒(méi)有運(yùn)行。（ 2）運(yùn)行狀態(tài)就緒狀態(tài)。 正在運(yùn)行的進(jìn)程， 由于規(guī)定的時(shí)間片用完而被暫 停執(zhí)行，該進(jìn)程就會(huì)從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。（ 3）運(yùn)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)。 處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程， 除了因?yàn)闀r(shí)間片用完而暫 停執(zhí)行外還有可能由于系統(tǒng)中的其他因素的影響而不能繼續(xù)執(zhí)行下去。3 現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般都提供多任務(wù)的環(huán)境，試回答以下問(wèn)題。（ 1） 為支持多進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須建立哪些關(guān)于進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？ 答：為支持進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須建立“進(jìn)程控制塊（PCB）”，PCB的組織方式常用的是鏈接方式。（ 2） 為支持進(jìn)程的狀

3、態(tài)變遷，系統(tǒng)至少應(yīng)該供哪些進(jìn)程控制原語(yǔ)？答：進(jìn)程的阻塞與喚醒原語(yǔ)和進(jìn)程的掛起與激活原語(yǔ)。（ 3） 當(dāng)進(jìn)程的狀態(tài)變遷時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化嗎？ 答：創(chuàng)建原語(yǔ)：建立進(jìn)程的 PCB，并將進(jìn)程投入就緒隊(duì)列。 ； 撤銷(xiāo)原語(yǔ)：刪除進(jìn)程的 PCB，并將進(jìn)程在其隊(duì)列中摘除； 阻塞原語(yǔ)： 將進(jìn)程 PCB中進(jìn)程的狀態(tài)從運(yùn)行狀態(tài)改為阻塞狀態(tài)， 并將進(jìn) 程投入阻塞隊(duì)列； 喚醒原語(yǔ)： 將進(jìn)程 PCB中進(jìn)程的狀態(tài)從阻塞狀態(tài)改為就緒狀態(tài)， 并將進(jìn) 程從則色隊(duì)列摘下，投入到就緒隊(duì)列中。4. 什么是進(jìn)程控制塊？從進(jìn)程管理、中斷處理、進(jìn)程通信、文件管理、設(shè)備管 理 及存儲(chǔ)管理的角度設(shè)計(jì)進(jìn)程控制塊應(yīng)該包含的內(nèi)容。答：（1）進(jìn)程

4、控制塊是用來(lái)描述進(jìn)程本身的特性、進(jìn)程的狀態(tài)、進(jìn)程的 調(diào)度信息及對(duì)資源的占有情況等的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（2）為了進(jìn)程管理，進(jìn)程控制塊包括以下幾方面。a）進(jìn)程的描述信息，包括進(jìn)程標(biāo)識(shí)符、進(jìn)程名等。b）進(jìn)程的當(dāng)前狀況。c）當(dāng)前隊(duì)列鏈接指針。d）進(jìn)程的家族關(guān)系。 為了中斷處理，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容應(yīng)該包括處理機(jī)狀態(tài)信息和各種寄存 器的內(nèi)容。為了內(nèi)存管理的需要，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容應(yīng)該包括進(jìn)程使用的信號(hào)量、學(xué)習(xí)參考消息隊(duì)列指針等。 為了設(shè)備管理，進(jìn)程控制塊的內(nèi)容應(yīng)該包括進(jìn)程占有資源的情況。5 假設(shè)系統(tǒng)就緒隊(duì)列中有 10 個(gè)進(jìn)程，這 10 個(gè)進(jìn)程輪換執(zhí)行，每隔 300ms 輪 換一次，CPU在進(jìn)程切換時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間是

5、 10ms，試問(wèn)系統(tǒng)化在進(jìn)程切換上 的開(kāi)銷(xiāo)占系統(tǒng)整個(gè)時(shí)間的比例是多少？答：因?yàn)槊扛?300ms 換一次進(jìn)程，且每個(gè)進(jìn)程切換時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間是 10ms， 則系統(tǒng)化在進(jìn)程切換上的開(kāi)銷(xiāo)占系統(tǒng)整個(gè)時(shí)間的比例是 10/ （300+10）=3.2% 6 試述線程的特點(diǎn)及其與進(jìn)程之間的關(guān)系。答：（1）特點(diǎn)：線程之間的通信要比進(jìn)程之間的通信方便的多；同一進(jìn)程內(nèi) 的線程切換也因?yàn)榫€程的輕裝而方便的多。同時(shí)線程也是被獨(dú)立調(diào)度的分配 的；（ 2）線程與進(jìn)程的關(guān)系： 線程和進(jìn)程是兩個(gè)密切相關(guān)的概念， 一個(gè)進(jìn)程至少 擁有一個(gè)線程，進(jìn)程根據(jù)需要可以創(chuàng)建若干個(gè)線程。線程自己基本上不擁有 資源，只擁有少量必不可少的資源（線程

6、控制塊和堆棧）7 根據(jù)圖 2-18，回答以下問(wèn)題。（1） 進(jìn)程發(fā)生狀態(tài)變遷 1、3、4、6、7 的原因。答：1 表示操作系統(tǒng)把處于創(chuàng)建狀態(tài)的進(jìn)程移入就緒隊(duì)列； 3 表示進(jìn)程 請(qǐng)求 I/O 或等待某事件； 4 表示進(jìn)程用行的時(shí)間片用完； 6 表示 I/O 完 成或事件完成； 7 表示進(jìn)程完成。（ 2） 系統(tǒng)中常常由于某一進(jìn)程的狀態(tài)變遷引起另一進(jìn)程也產(chǎn)生狀態(tài)變遷， 這種變遷稱(chēng)為因果變遷。 下述變遷是否為因果變遷： 32,45,72,36， 是說(shuō)明原因。答：32 是因果變遷，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程從運(yùn)行態(tài)變?yōu)樽枞麘B(tài)時(shí)，此時(shí) CPU空閑， 系統(tǒng)首先到高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程。45 是因果變遷，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完畢

7、時(shí)，此時(shí) CPU空閑，系統(tǒng)首先到高 優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中選擇進(jìn)程， 但如果高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為空， 則從低優(yōu)先隊(duì)列中選擇一個(gè) 進(jìn)程。72 是因果變遷，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完畢時(shí)， CPU空閑，系統(tǒng)首先到高優(yōu)先 級(jí)隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程。36 不是因果變遷。一個(gè)進(jìn)程阻塞時(shí)由于自身的原因而發(fā)生的，和另一個(gè) 進(jìn)程等待的時(shí)間到達(dá)沒(méi)有因果關(guān)系。（ 3） 根據(jù)此進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，說(shuō)明該系統(tǒng) CPU調(diào)度的策略和效果。學(xué)習(xí)參考答：當(dāng)進(jìn)程調(diào)度時(shí)，首先從高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列選擇一個(gè)進(jìn)程，賦予它的時(shí)間 片為 100ms。如果高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列為空，則從低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列選擇進(jìn)程，并 且賦予該進(jìn)程的時(shí)間片為 500ms。這種策略一方面照顧了短進(jìn)程，

8、一個(gè)進(jìn)程如果在 100ms運(yùn)行完畢它將退出系 統(tǒng)，更主要的是照顧了 I/O 量大的進(jìn)程， 進(jìn)程因 I/O 進(jìn)入阻塞隊(duì)列， 當(dāng) I/O 完成 后它就進(jìn)入了高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列， 在高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列等待的進(jìn)程總是優(yōu)于低優(yōu) 先級(jí)就緒隊(duì)列的進(jìn)程。 而對(duì)于計(jì)算量較大的進(jìn)程， 它的計(jì)算如果在 100ms的時(shí)間 內(nèi)不能完成，它將進(jìn)入低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列， 在這個(gè)隊(duì)列的進(jìn)程被選中的機(jī)會(huì)要少， 只有當(dāng)高優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列為空， 才從低優(yōu)先級(jí)就緒隊(duì)列選擇進(jìn)程， 但對(duì)于計(jì)算量 大的進(jìn)程，系統(tǒng)給予的適當(dāng)照顧時(shí)間片增大為 500ms。 8 回答以下問(wèn)題。( 1) 若系統(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，是否一定沒(méi)有就緒進(jìn)程？為什么？ 答：是，因?yàn)楫?dāng)

9、 CPU空閑時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)在就緒隊(duì)列里調(diào)度進(jìn)程，只有 當(dāng)就緒隊(duì)列為空時(shí)，系統(tǒng)中才沒(méi)有運(yùn)行程序。( 2) 若系統(tǒng)中既沒(méi)有運(yùn)行進(jìn)程，也沒(méi)有就緒進(jìn)程，系統(tǒng)中是否就沒(méi)有阻塞 進(jìn)程？解釋。答：不一定，當(dāng)運(yùn)行的程序都因?yàn)檎?qǐng)求 I/O 或等待事件時(shí)而進(jìn)入阻塞， 系統(tǒng)中就沒(méi)有就緒進(jìn)程。( 3) 如果系統(tǒng)采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，運(yùn)行的進(jìn)程是否一定是系統(tǒng)中優(yōu)先級(jí) 最高的進(jìn)程？為什么？ 答：不一定，若優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)時(shí)，而且優(yōu)先級(jí)高的就 緒隊(duì)列里沒(méi)有等待的進(jìn)程， 這時(shí)就會(huì)調(diào)度優(yōu)先級(jí)低的就緒隊(duì)列的進(jìn)程。 9 假如有以下程序段，回答下面的問(wèn)題。S1: a=3-x;S2: b=2*a;S3: c=5+a;(1) 并發(fā)

10、程序執(zhí)行的 Bernstein 條件是什么？答：若 P1與 P2R并發(fā)執(zhí)行，當(dāng)且僅當(dāng) R(P1) W(P2) R(P2) W(P1) W(P1)W(P2)=時(shí)才滿足。S3(2) 試畫(huà)圖表示它們執(zhí)行時(shí)的先后次序。S1(3) 利用 Bernstein 條件證明， S1、S2和 S3哪兩個(gè)可以并發(fā)執(zhí)行，哪兩個(gè)不能 答： R(s1)=x,W(s1)=a;R(s2)=a,W(s2)=b;R(s3)=a,W(s3)=c;(1).R(s1)W(s2)R(s2)W(s1)W(s1)W(s2)=a,則 s1與 s2 不能并發(fā)執(zhí)行； (2). R(s1)W(s3)R(s3)W(s1)W(s1)W(s3)=a,則

11、s1與 s3不能并發(fā)執(zhí)行； (3). R(s2)W(s3)R(s3)W(s2)W(s2)W(s3)=,則s2與 s3可以并發(fā)執(zhí)行。習(xí)題三學(xué)習(xí)參考1 一下進(jìn)程之間存在相互制約關(guān)系嗎？若存在，是什么制約關(guān)系？為什么？（ 1） 幾個(gè)同學(xué)去圖書(shū)館借同一本書(shū)。 答：互斥關(guān)系；因?yàn)樗麄円柰槐緯?shū)，不可能同時(shí)借到，所以互斥。（ 2） 籃球比賽中兩隊(duì)同學(xué)爭(zhēng)搶籃板球。 答：互斥關(guān)系；因?yàn)闋?zhēng)搶同一個(gè)籃板，存在互斥關(guān)系。（ 3） 果汁流水線生產(chǎn)中搗碎、消毒、灌裝、裝箱等各道工序。 答：同步關(guān)系；他們必須相互協(xié)作才能使進(jìn)程圓滿完成。（ 4） 商品的入庫(kù)出庫(kù)。 答：同步關(guān)系；因?yàn)樯唐烦鰩?kù)可以為入庫(kù)提供空間。（ 5）

12、工人做工與農(nóng)民種糧。 答：沒(méi)有制約關(guān)系。2 在操作系統(tǒng)中引入管程的目的是什么？條件變量的作用是什么？ 答：用信號(hào)量可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步于互斥，但要設(shè)置許多信號(hào)量，使用大量 的 P、V操作，而且還要仔細(xì)安排 P 操作的排列次序， 否則將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié) 果或是死鎖現(xiàn)象。為了解決這些問(wèn)題引進(jìn)了管程； 條件變量的作用是使進(jìn)程不僅能被掛起， 而且當(dāng)條件滿足且管程再次可用時(shí)， 可以恢復(fù)該進(jìn)程并允許它在掛起點(diǎn)重新進(jìn)入管程。3 說(shuō)明 P、V 操作為什么要設(shè)計(jì)成原語(yǔ)。答 : 用信號(hào)量 S表示共享資源，其初值為 1 表示有一個(gè)資源。設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程 申請(qǐng)?jiān)撡Y源，若其中一個(gè)進(jìn)程先執(zhí)行 P操作。 P操作中的減 1 操作有

13、3 跳及 其指令組成：去 S送寄存器 R;R-1送 S。若 P操作不用原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)，在執(zhí)行了前 述三條指令中的 2 條，即還未執(zhí)行 R送 S時(shí)（此時(shí) S值仍為 1），進(jìn)程被剝奪 CPU，另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行也要執(zhí)行 P 操作，執(zhí)行后 S的值為 0，導(dǎo)致信號(hào)量的值 錯(cuò)誤。正確的結(jié)果是兩個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完 P操作后，信號(hào)量 S的值為 -1，進(jìn)程阻 塞。4 設(shè)有一個(gè)售票大廳，可容納 200 人購(gòu)票。如果廳內(nèi)不足 200 人則允許進(jìn)入， 超過(guò)則在廳外等候；售票員某時(shí)只能給一個(gè)購(gòu)票者服務(wù)，購(gòu)票者買(mǎi)完票后就 離開(kāi)。試問(wèn)：（ 1） 購(gòu)票者之間是同步關(guān)系還是互斥關(guān)系？答：互斥關(guān)系。（2） 用 P、V 操作描述購(gòu)票者的工作過(guò)程

14、。semaphore empty=200;semaphore mutex=1;semaphore waiting=0 ；void buy（） p（waiting）;p（mutex）;v（mutex）;v（empty）;void waiting（）學(xué)習(xí)參考 p(empty); 等待； waiting+;5 進(jìn)程之間的關(guān)系如圖 3-16 所示，試用 P、V 操作描述它們之間的同步semaphore A,B,C,D,E,F,G=0 ；S1,V(A),V(B) ；P(A),S2,V(C) ；P(B),S3,V(D),V(E) ；P(D),S4,V(F) ；P(E),S5,V(G) ；P(C),P(F)

15、,P(G),S6 ；6 有 4 個(gè)進(jìn)程 P1、P2、P3、P4共享一個(gè)緩沖區(qū)，進(jìn)程 P1向緩沖區(qū)存入消息， 進(jìn)程 P2、P3、P4 從緩沖區(qū)中取消息，要求發(fā)送者必須等三個(gè)進(jìn)程都取過(guò)本 消息后才能發(fā)送下調(diào)消息。緩沖區(qū)內(nèi)每次只能容納一個(gè)消息，用P、 V 操作描述四個(gè)進(jìn)程存取消息的情況。答： semaphore p1=0；semaphore p2， p3,p4=1 ；semaphore cout=0 ； semaphore mutex=1；void main ()P(p2) ；P(p3) ； P(4) ；V(cout) ；write p1()P(p1)；P(metux) ；P(cout) ；存入消息

16、；V(p1) ；V(metux) ；Read p2() P(mutex) ； P(p1) ；讀消息；V(p1) ；V(p2) ；V(metux)；Read p3() P(mutex) ； P(p1) ；讀消息；V(p1) ；V(p3) ；V(metux)；學(xué)習(xí)參考Read p4() P(mutex) ； P(p1) ； 讀消息；V(p1) ；V(p4) ； V(metux) ；7 分析生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中多個(gè) P 操作顛倒引起的后果 答： semaphore mutex=1； semaphore empty=n ； semaphore full=0；int i,j；void producer()

17、/*生產(chǎn)者進(jìn)程 */ void consumer() /*程*/while(true)while(true) P(mutex)P(mutex);P(full);P(empty);data_c=bufferj;bufferi=data_p;j=(j+1)%n;i=(i+1)%n;V(mutex);V(mutex);V(empty);V(full); ITEM buffern;ITEM data_p,data_c;消費(fèi)者進(jìn)若把生產(chǎn)者進(jìn)程的 P 操作顛倒，消費(fèi)者進(jìn)程的 P操作顛倒 (如圖)，則生產(chǎn)者 進(jìn)程執(zhí)行到 V(mutex) 時(shí)，消費(fèi)者就可以執(zhí)行 P(mutex) 但由于 full=0 ，消費(fèi)

18、者進(jìn)程不可執(zhí)行 P(full); 當(dāng)生產(chǎn)者進(jìn)程執(zhí)行完 V(full) 后， full=1 ，但由于 mutex=0，消費(fèi)者進(jìn)程無(wú)法執(zhí)行，造成死鎖。8 讀者寫(xiě)者問(wèn)題中寫(xiě)者優(yōu)先的實(shí)現(xiàn)。答 : semaphore Wmutex ， Rmutex=1； int Rcount=0 ； semaphore mutex=1 void reader () /* 讀者進(jìn)程 */ while(true) P(mutex);P(Rmutex); If(Rcount=0) P(wmutex);Rcount=Rcount+1 ; V(Rmutex); V(mutex);read;/* 執(zhí)行讀操作 */學(xué)習(xí)參考P(Rmu

19、tex)；Rcount=Rcount-1 ；if (Rcount=0) V ( wmutex)；V( Rmutex)；void writer() /*寫(xiě)者進(jìn)程 */while(true)P(mutex); P(wmutex);write ；/* 執(zhí)行寫(xiě)操作 */V(Wmutex);V(mutex);9 寫(xiě)一個(gè)用信號(hào)量解決哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題不產(chǎn)生鎖死的算法 semaphore chopstick5=1,1,1,1,1;semaphore mutex=1;void philosopher ()while(true)P(mutex);P(chopsticki);P(chopstick(i+1)%5);V

20、(mutex);eat ；V(chopsticki);V(chopstick(i+1)%5);think;；10 一個(gè)文件可有若干個(gè)不同的進(jìn)程所共享，每個(gè)進(jìn)程具有唯一的編號(hào)。假 定文件可由滿足下列限制的若干個(gè)不同的進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)，并發(fā)訪問(wèn)該文件的 哪些進(jìn)程的編號(hào)的總和不得大于 n，設(shè)計(jì)一個(gè)協(xié)調(diào)對(duì)該文件訪問(wèn)的管程。 答：11 用管程解決讀者寫(xiě)者問(wèn)題，并采用公平原則。答：習(xí)題四1 某進(jìn)程被喚醒后立刻投入運(yùn)行，能說(shuō)明該系統(tǒng)采用的是可剝奪調(diào)度算法嗎？ 答：不能說(shuō)明，因?yàn)槿绻F(xiàn)在就緒隊(duì)列中沒(méi)有進(jìn)程，那么喚醒的進(jìn)程會(huì)立刻投入運(yùn)行。2 在哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題中， 如果將先拿起左邊筷子的哲學(xué)家稱(chēng)為左撇子，先拿起右邊筷

21、子的學(xué)習(xí)參考 哲學(xué)家稱(chēng)為右撇子。請(qǐng)說(shuō)明在同時(shí)存在左、右撇子的情況下，任何的就坐安排都不能產(chǎn) 生鎖死。答：任何的就坐安排都不會(huì)構(gòu)成環(huán)路，這就符合避免死鎖的條件，所以不會(huì)產(chǎn)生死鎖。3 系統(tǒng)中有 5 個(gè)資源被 4 個(gè)進(jìn)程所共享， 如果每個(gè)進(jìn)程最多需要 2 個(gè)這種資源， 試問(wèn)系統(tǒng) 是否會(huì)產(chǎn)生鎖死？答：不會(huì)產(chǎn)生死鎖；因?yàn)橐驗(yàn)橘Y源數(shù)可以滿足進(jìn)程的需要，當(dāng)其中的一個(gè)進(jìn)程爭(zhēng)取到剩 下的一個(gè)資源可以執(zhí)行，當(dāng)執(zhí)行完成以后會(huì)釋放資源，供其他進(jìn)程使用，所以不會(huì)產(chǎn)生 死鎖。4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有 8臺(tái)磁帶機(jī)，由 N 個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用，每個(gè)進(jìn)程最多需要3 臺(tái)。問(wèn)： N 為多少時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)？答：當(dāng) n 為 1、2、3 時(shí)

22、，沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)；因?yàn)楫?dāng) n 小于 3 時(shí)，每個(gè)進(jìn)程分配 2 臺(tái)磁帶 機(jī)，還有磁帶機(jī)剩余，那么當(dāng)其中的一個(gè)進(jìn)程得到剩余的磁帶機(jī)則可運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束后 會(huì)釋放磁帶機(jī)，供其他進(jìn)程使用，系統(tǒng)不會(huì)有死鎖的危險(xiǎn)；當(dāng)n 為 4 時(shí)，每臺(tái)分配 2 臺(tái)時(shí)沒(méi)有剩余，則會(huì)產(chǎn)生死鎖，當(dāng)大于 5 時(shí)同樣會(huì)死鎖。5 系統(tǒng)有 5 個(gè)進(jìn)程，它們的到達(dá)時(shí)間和服務(wù)時(shí)間如表4-8 所示。新進(jìn)程（沒(méi)有運(yùn)行過(guò)）與老進(jìn)程（運(yùn)行過(guò)的進(jìn)程）的條件相同時(shí)，假定系統(tǒng)選新進(jìn)程運(yùn)行。表 4-8 進(jìn)程情況進(jìn)程名到達(dá)時(shí)間服務(wù)時(shí)間A03B26C44D65E82若按先來(lái)先服務(wù)（ FCFS）、時(shí)間片輪法（時(shí)間片 q=1）、短進(jìn)程優(yōu)先（ SPN）、最短剩余時(shí)間

23、優(yōu)先（ SRT，時(shí)間片 q=1）、響應(yīng)比高者優(yōu)先（ HRRN）及多級(jí)反饋隊(duì)列（ MFQ，第一 個(gè)隊(duì)列的時(shí)間片為 1，第 i（i1）個(gè)隊(duì)列的時(shí)間片 q=2（ i-1）算法進(jìn)行 CPU調(diào)度，請(qǐng)給 出各個(gè)進(jìn)程的完成時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，及所有的進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平 均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。答：ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間FCFS到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間39131820周轉(zhuǎn)時(shí)間37912128.6帶權(quán)周轉(zhuǎn)11.172.252.462.56學(xué)習(xí)參考ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間時(shí)間片 輪轉(zhuǎn)到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間418172015周轉(zhuǎn)時(shí)間416

24、1314710.8帶權(quán)周轉(zhuǎn)1.332.673.252.83.52.71ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間SPN到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間39152011周轉(zhuǎn)時(shí)間37111437.6帶權(quán)周轉(zhuǎn)11.172.752.81.57.6ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間SRT到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間32081510周轉(zhuǎn)時(shí)間3184927.2帶權(quán)周轉(zhuǎn)1311.811.56ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間RRN到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間39132015周轉(zhuǎn)時(shí)間3791478帶權(quán)周轉(zhuǎn)11.172.252.83.52.14ABCDE平均周轉(zhuǎn)時(shí)間

25、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間MFQ到達(dá)時(shí)間02468服務(wù)時(shí)間36452完成時(shí)間317182014周轉(zhuǎn)時(shí)間3151414610.4帶權(quán)周轉(zhuǎn)12.53.52.832.566 設(shè)系統(tǒng)中有 5 個(gè)進(jìn)程 P1、P2、P3、P4、P5，有 3 種類(lèi)型的資源 A、B、 C，其中 A 資源 的數(shù)量是 17， B資源的數(shù)量是 5，C資源的數(shù)量是 20， T0時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如表 4-9 所示。 表 4-9 T0 時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)已分配資源數(shù)量最大資源需求量仍然需求資源數(shù)學(xué)習(xí)參考進(jìn)程ABCABCABCP1212559347P2402536134P34054011006P4204425221P5314424110（1） 計(jì)算每個(gè)進(jìn)程還

26、可能需要的資源，并填入表的“仍然需要資源數(shù)”的欄目。（2） T0 時(shí)刻系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？為什么？ 答：處于安全狀態(tài)，因?yàn)樾蛄?是一個(gè)安全狀態(tài)。（3） 如果 T0 時(shí)刻進(jìn)程 P2又有新的資源請(qǐng)求（ 0,3,4），是否實(shí)施資源分配？為什么？ 答：不實(shí)施資源分配，因?yàn)閷⑺匈Y源都分配給p2時(shí)， p2的C是 5，不能夠運(yùn)行，進(jìn)入死鎖。（4） 如果 T0 時(shí)刻，若進(jìn)程 P4 又有新的資源請(qǐng)求（ 2， 0,1），是否實(shí)施資源分配？為什 么？ 答：實(shí)施；因?yàn)?p4 請(qǐng)求資源后，存在安全狀態(tài)。（5） 在（ 4）的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程 P1 又有新的資源請(qǐng)求（ 0,2,0），是否實(shí)施資源分配？為 什么？答：不實(shí)施

27、；習(xí)題五1 存儲(chǔ)管理的基本任務(wù)是為多道程序的并發(fā)執(zhí)行提供良好的存儲(chǔ)環(huán)境， 這包括 哪些方面？答：存儲(chǔ)管理的基本任務(wù)是為多道程序的并發(fā)執(zhí)行提供良好的存儲(chǔ)器環(huán)境， 它包 括以下幾個(gè)方面。（1）能讓沒(méi)到程序“各得其所” ，并在不受干擾的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，還可以使用 戶從存儲(chǔ)空間的分配、保護(hù)等事物中解脫出來(lái)。（2）向用戶提供更大的存儲(chǔ)空間，使更多的程序同時(shí)投入運(yùn)行或是更大的程 序能在小的內(nèi)存中運(yùn)行。（3）為用戶對(duì)信息的訪問(wèn)、保護(hù)、共享以及程序的動(dòng)態(tài)鏈接、動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)提供 方便。（4）能使存儲(chǔ)器有較高的利用率。2 頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)是否產(chǎn)生碎片？如何應(yīng)對(duì)此現(xiàn)象？ 答：頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)產(chǎn)生的碎片，稱(chēng)為內(nèi)碎片，它是指

28、一個(gè)進(jìn)程的最后一 頁(yè)沒(méi)有沾滿一個(gè)存儲(chǔ)塊而被浪費(fèi)的存儲(chǔ)空間。減少內(nèi)碎片的辦法是減少頁(yè)的 大小。3 在頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中頁(yè)表的功能是什么？當(dāng)系統(tǒng)的地址空間很大時(shí)會(huì)給 頁(yè)表的設(shè)計(jì)帶來(lái)哪些新的問(wèn)題？答：頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中， 允許將進(jìn)程的每一頁(yè)離散地存儲(chǔ)在內(nèi)出的任何一個(gè)物 理頁(yè)面上，為保證進(jìn)程的正常運(yùn)行，系統(tǒng)建立了頁(yè)表，記錄了進(jìn)程每一頁(yè)被 分配在內(nèi)存的物理號(hào)。頁(yè)表的功能是實(shí)現(xiàn)從頁(yè)號(hào)到物理塊的地址映射；學(xué)習(xí)參考當(dāng)系統(tǒng)地址很大時(shí)，頁(yè)表也會(huì)變得非常大，它將占有相當(dāng)大的內(nèi)存空間。4 什么是動(dòng)態(tài)鏈接？用哪種存儲(chǔ)管理方案可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接？ 答：動(dòng)態(tài)鏈接是指進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)， 只將進(jìn)程對(duì)應(yīng)的主程序段裝入內(nèi)存， 并與主程

29、序段鏈接上。通常一個(gè)大的程序是由一個(gè)主程序和若干個(gè)子程序以及一些數(shù) 據(jù)段組成。而段式存儲(chǔ)管理方案中的段就是按用戶的邏輯段自然形成的，因 此可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接。5 某進(jìn)程的大小為 25F3H字節(jié)， 被分配到內(nèi)存的 3A6BH字節(jié)開(kāi)始的地址。 但進(jìn) 程運(yùn)行時(shí)，若使用上、下界寄存器，寄存器的值是多少？如何進(jìn)行存儲(chǔ)保護(hù)？ 若使用地址、限長(zhǎng)寄存器，寄存器的值是多少？如何進(jìn)行存儲(chǔ)保護(hù)？答：（ 1）若使用上下界寄存器，上界寄存器的值是3A6BH，下界寄存器的值是3A6BH+25F3H=605EH當(dāng),訪問(wèn)內(nèi)存的地址大于 605EH、小于 3A6BH時(shí)產(chǎn)生越界 中斷。2） 若使用地址、限長(zhǎng)寄存器，地址寄存器的值是

30、3A6BH，限長(zhǎng)寄存器的值 是 25F3H，當(dāng)訪問(wèn)內(nèi)存的地址小于 3A6BH，超過(guò) 3A6BH+25F3H=605E時(shí)H產(chǎn)生越 界中斷。6 在系統(tǒng)中采用可變分區(qū)存儲(chǔ)管理，操作系統(tǒng)占用低地址部分的126KB,用戶區(qū)的大小是 386KB，采用空閑分區(qū)表管理空閑分區(qū)。 若分配時(shí)從高地址開(kāi)始， 對(duì)于下述的作業(yè)申請(qǐng)序列：作業(yè) 1 申請(qǐng) 80KB；作業(yè) 2 申請(qǐng) 56KB；作業(yè) 3 申 請(qǐng) 120KB；作業(yè) 1 完成；作業(yè) 3 完成；作業(yè) 4 申請(qǐng) 156KB；作業(yè) 5 申請(qǐng) 80KB。使用首次適應(yīng)法處理上述作業(yè)，并回答以下問(wèn)題。答：2）畫(huà)出作業(yè) 1、3 完成后，內(nèi)存的分布情況。（1）畫(huà)出作業(yè) 1、2、3

31、 進(jìn)入內(nèi)存后，內(nèi)存的分布情況。511126 125 0空321130KB 120KB 56KB 80KB答：511126125空2空250KB 56KB 80KB3） 畫(huà)出作業(yè) 4、5 進(jìn)入內(nèi)存后，內(nèi)存的分布情況。 答511126125 0空542空156KB 56KB14KB 80KB80KB7 某系統(tǒng)采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理策略，某進(jìn)程的邏輯地址空間為32 頁(yè)，頁(yè)的大小為 2KB，物理地址空間的大小是 4MB。（ 1） 寫(xiě)出邏輯地址的格式。學(xué)習(xí)參考15 1110頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)位移（ 2） 該進(jìn)程的頁(yè)表有多少項(xiàng)？每項(xiàng)至少占多少位？ 答：因?yàn)檫M(jìn)程的邏輯地址空間為 32 頁(yè)，因此該進(jìn)程的頁(yè)表項(xiàng)有 32項(xiàng)。頁(yè)表

32、 中應(yīng)存儲(chǔ)每頁(yè)的塊號(hào)。 因?yàn)槲锢淼刂房臻g大小是 4MB，4MB的物理地址空間內(nèi) 分成 4MB/2KB=2K個(gè)塊，因此塊號(hào)部分需要 11 位（二進(jìn)制），所以頁(yè)表中每項(xiàng) 占 11 位。（ 3） 如果物理地址空間減少一半，頁(yè)表的結(jié)構(gòu)有何變化？ 答：當(dāng)減少一半時(shí)， 有2MB/2KB=1K個(gè)塊，因此塊號(hào)部分需要 10 位（二進(jìn)制）， 所以頁(yè)表中每項(xiàng)占 10 位。8 某頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)， 內(nèi)存的大小為 64KB，被分為 16 塊，塊號(hào)為 0、1、2、 15。設(shè)某進(jìn)程有 4 頁(yè)，其頁(yè)號(hào)為 0、1、2、3，被分別裝入內(nèi)存的 2、4、7、 5，問(wèn)：（ 1） 該進(jìn)程的大小是多少字節(jié)？答：總共 64KB，16 頁(yè)，

33、則每頁(yè)有 4KB。該進(jìn)程有四頁(yè)，則進(jìn)程的大小 為 16KB。（ 2） 寫(xiě)出該進(jìn)程每一頁(yè)在內(nèi)存的起始地址。頁(yè)號(hào)塊號(hào) 起始地址028KB1416KB2728KB3535KB（3） 邏輯地址 4146 對(duì)應(yīng)的物理地址是多少？答： 4146除以 4096得 1 余 50，這頁(yè)號(hào)為 1，頁(yè)內(nèi)位移為 50；1 對(duì)應(yīng) 于 4，這物理地址為 4*4096+50=16434b。9 某段式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)的段表如圖所示。答：1,9000 ：80*1024+9000=90920B2,3600 ：100*1024+3600=106000B學(xué)習(xí)參考3,230 不合法習(xí)題七1 數(shù)據(jù)傳輸控制方式有哪幾種？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答

34、：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送控制方式有程序直接控制方式、中斷控制方式、 DMA 控制方 式和通道方式四種。程序直接控制方式 :優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要硬件的支持；缺點(diǎn)： (1).CPU與外設(shè)只能串行工作 ;(2) .CPU在一段時(shí)間內(nèi)只能與一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)信息；(3) .由于程序直接控制方式是依靠測(cè)試設(shè)備的狀態(tài)來(lái)控制數(shù)據(jù)傳遞的，因此無(wú)法 發(fā)現(xiàn)和處理由于設(shè)備和其他硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。中斷控制方式 ：優(yōu)點(diǎn)：提高了 CPU的利用率；缺點(diǎn)： (1).在進(jìn)程傳送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，發(fā)生中斷的次數(shù)可能很多，這將消耗CPU大量處理時(shí)間；(2).計(jì)算機(jī)中通常配置各種各樣的外設(shè)，如果這些外設(shè)都通過(guò)中斷的方式進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳遞，由于中斷次數(shù)過(guò)多

35、將使 CPU無(wú)法及時(shí)響應(yīng)中斷，造成數(shù)據(jù)丟失。 DMA 控制方式： 優(yōu)點(diǎn)： (1).數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝粸閿?shù)據(jù)塊； (2).緊在開(kāi)始和結(jié)束才需要 CPU干預(yù)，整塊數(shù)據(jù)的傳送是在控制器的控制之下完 成的；(3).所傳送的數(shù)據(jù)是從設(shè)備直接到內(nèi)存或者從內(nèi)存直接到設(shè)備。 通道方式： 優(yōu)點(diǎn)：把對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的讀 (寫(xiě))干預(yù)減少到對(duì)一組數(shù)據(jù)塊的讀 (寫(xiě)) 干預(yù)；2 何為設(shè)備的獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性？ 答：設(shè)備獨(dú)立性是指用戶程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備； 此時(shí)，用戶使用 邏輯設(shè)備名申請(qǐng)使用某列物理設(shè)備。 當(dāng)系統(tǒng)中有多臺(tái)該烈性的設(shè)備是， 系統(tǒng)可將 其中的任意一臺(tái)分配給請(qǐng)求進(jìn)程， 而不局限于某一臺(tái)制定的設(shè)備。

36、這樣，可顯著 的改善資源的利用率即可使用性。 設(shè)備獨(dú)立使用用戶獨(dú)立于設(shè)備的烈性。 如進(jìn)行 輸出時(shí)，亦可以使用現(xiàn)實(shí)終端，也可以使用打印機(jī)。有了這種獨(dú)立性，就可以很 方便的進(jìn)行輸入 / 輸出重定向。3 什么是緩沖？為什么要引入緩沖？操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)緩沖技術(shù)？ 答：緩沖是在兩個(gè)不同速度設(shè)備之間傳輸信息時(shí)， 用于平滑傳輸過(guò)程的一種手段。( 1)換屆 CPU與 I/O 設(shè)備之間的速度不匹配的矛盾。( 2)減少中斷 CPU的次數(shù)。(3)提高 CPU與 I/O 設(shè)備之間的并行性。4 設(shè)備分配中為什么可能出現(xiàn)死鎖？答：安全分配方式：在某些操作系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程只能提供一個(gè) I/O 請(qǐng)求。 也就是說(shuō)，執(zhí)行進(jìn)程向系

37、統(tǒng)提出 I/O 請(qǐng)求后邊立即進(jìn)入等待狀態(tài)，直到 I/O 請(qǐng)求 完成后才被喚醒。 這樣系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的分配比較安全， 不會(huì)出現(xiàn)死鎖。 但這種方式 對(duì)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，因 CPU與 I/O 設(shè)備是串行工作的，這使得該進(jìn)程的推進(jìn)速度緩慢； 不安全分配方式：當(dāng)進(jìn)程發(fā)出 I/O 請(qǐng)求后不阻塞，而是繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)需要時(shí)有可 能接著發(fā)出第二個(gè)、第三個(gè) I/O 請(qǐng)求，僅當(dāng)進(jìn)程所請(qǐng)求的 I/O 設(shè)備已被另一個(gè)進(jìn) 程占用時(shí)，進(jìn)程才進(jìn)入等待狀態(tài)。這種一個(gè)進(jìn)程同時(shí)可以使用多個(gè) I/O 設(shè)備的方 式提高了系統(tǒng)的資源利用率， 但也帶來(lái)了一種危險(xiǎn)， 即如果兩個(gè)進(jìn)程都提出請(qǐng)求學(xué)習(xí)參考 使用對(duì)方占有的 I/O 設(shè)備時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)死鎖。5 以打

38、印機(jī)為例說(shuō)明 SPOOLing技術(shù)的工作原理。 答：當(dāng)用戶進(jìn)程請(qǐng)求打印輸出時(shí)， 操作系統(tǒng)接受用戶的打印請(qǐng)求， 但并不真 正把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程， 而是為進(jìn)程再次在輸出井中分配一空閑塊區(qū)， 并 將要打印的數(shù)據(jù)送入其中， 同時(shí)還為用戶進(jìn)程申請(qǐng)一張用戶請(qǐng)求打印表， 將用戶 的打印要求填入其中， 再將該表掛在請(qǐng)求打印隊(duì)列上。 如果還有進(jìn)程要求打印輸 出，系統(tǒng)仍可以接受請(qǐng)求，也可以完成上述操作。6 假設(shè)一個(gè)磁盤(pán)有 200 個(gè)柱面，編號(hào)為 0199，當(dāng)前存取臂的位置是在 143號(hào) 柱面上，并剛剛完成了 125 號(hào)柱面的服務(wù)請(qǐng)求， 如果存在下列請(qǐng)求序列： 86、 147、91、177、94、150、10

39、2、175、130，試問(wèn)：為完成上述請(qǐng)求，采用下 列算法時(shí)存取的移動(dòng)順序是什么？移動(dòng)總量是多少？（ 1） 先來(lái)先服務(wù)（ FCFS）。答：移動(dòng)順序： 143、 86、147、91、177、94、150、 102、175、130； 移動(dòng)總量：（143-86）+（147-86）+（147-91）+（177-91）+（177-94）+ （150-94）+（150-102）+（175-102）+（175-130）=565（ 2） 最短尋道時(shí)間優(yōu)先（ SSTF）。答：移動(dòng)順序： 143、 147、150、130、102、94、 91、86、175、177 移動(dòng)總量：（147-143）+（150-147）+

40、（150-130）+（130-102）+（102-94） +（94-91）+（91-86）+（175-86）+（177-175）=162（ 3） 掃描算法（ SCAN）。答：移動(dòng)順序： 143、 147、150、175、177、130、102、94、91、86 移動(dòng)總量：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-130） +（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）=125（ 4） 循環(huán)掃描算法（ C-SCAN）。答： 移動(dòng)順序是： 143、147、150、175、177、86、91、94、102、130 移動(dòng)總量：（1

41、47-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-86） +（91-86）+（94-91）+（102-94）+（130-102）=169.7 磁盤(pán)的訪問(wèn)時(shí)間分成三部分：尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。而優(yōu)化 磁盤(pán)磁道上的信息分布能減少輸入輸出服務(wù)的總時(shí)間。例如，有一個(gè)文件有 10 個(gè)記錄 A,B,C, ,J存放在磁盤(pán)的某一磁道上， 假定該磁盤(pán)共有 10個(gè)扇區(qū)， 每個(gè)扇區(qū)存放一個(gè)記錄，安排如表 7-4 所示?，F(xiàn)在要從這個(gè)磁道上順序地將 AJ這 10 個(gè)記錄讀出，如果磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度為 20ms 轉(zhuǎn)一周，處理程序每讀 出一個(gè)記錄要花 4ms 進(jìn)行處理。試問(wèn)： （

42、 1） 處理完 10 個(gè)記錄的總時(shí)間為多少？答：由題目所列條件可知，磁盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度為 20ms轉(zhuǎn)一周，每個(gè)此道有 10 個(gè) 記錄，因此讀出 1 個(gè)記錄的時(shí)間為 20ms/10=2ms。對(duì)于表中記錄的初始分布， 讀出并處理記錄 A 需要 20ms+4ms=60ms。 6ms 后讀/寫(xiě)頭急轉(zhuǎn)到了記錄 D出，為了讀出記錄 B必須再轉(zhuǎn) 8個(gè)山區(qū)， 急需要 8*2ms=16ms，記錄 B 的讀取時(shí)間為 2ms，處理時(shí)間為 4ms，股 處理記錄 B共花時(shí)間為： 16ms+2ms+4ms=22ms。后續(xù) 8個(gè)記錄的讀取 時(shí)間 與記 錄 B 相 同。所以 處 理 10 記 錄 的總 時(shí)間 是： 9*22ms+

43、6ms=204ms。（ 2） 為了優(yōu)化分布縮短處理時(shí)間，如何安排這些記錄？并計(jì)算處理的總時(shí) 間。學(xué)習(xí)參考表 7-4 文件記錄的存放扇區(qū)號(hào)123456789 10記錄號(hào)ABCDEFGHIJ答：為了縮短處理時(shí)間應(yīng)按圖瑣事安排這些記錄。經(jīng)優(yōu)化處理后， 讀出并處理記錄 A后，讀/寫(xiě)頭剛好轉(zhuǎn)到記錄 B的開(kāi)始出， 因此立即可讀取并處理記錄 B，后續(xù)記錄的讀取與處理情況相同。股處理 10 個(gè) 記錄的總時(shí)間為 10* （2ms+4ms）=60ms。8 假設(shè)一個(gè)磁盤(pán)有 100個(gè)柱面，每個(gè)柱面有 10 個(gè)磁道，每個(gè)磁道有 15個(gè)扇區(qū)。 當(dāng)進(jìn)程的要訪問(wèn)磁盤(pán)有 12345 扇區(qū)時(shí)，計(jì)算該扇區(qū)在磁盤(pán)的第幾柱面、第幾 磁

44、道、第幾扇區(qū)？答：由題目知，磁盤(pán)每個(gè)柱面有 10 個(gè)磁頭，每個(gè)此道有 15 個(gè) 15 個(gè)山區(qū)。則 每個(gè)柱面的山區(qū)數(shù)位 10*15=150.13524/150=90 余 24，故 13524 所在煮面為 90.24/15=1 余 9，故 13524 再次頭號(hào)為 1，山區(qū)為 9。綜上所述， 13524 山區(qū) 所在的磁盤(pán)地址為：第 90 號(hào)柱面，第 1 號(hào)磁頭，第 9 號(hào)扇區(qū)。9 一個(gè)文件記錄大小為 32B，磁道輸入輸出以磁盤(pán)塊為單位，一個(gè)盤(pán)塊的大小為 512B。當(dāng)用戶進(jìn)程順序讀文件的各個(gè)記錄時(shí)，計(jì)算實(shí)際啟動(dòng)磁盤(pán)I/O 占用整個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)間的比例。答：盤(pán)塊的大小為 512B，一個(gè)文件記錄大小為 32

45、B，故一個(gè)盤(pán)塊包含的記 錄數(shù)為： 512/32=16。顯然在訪問(wèn) 16 個(gè)記錄中，只需要一次啟動(dòng)磁盤(pán)，故實(shí)際啟 動(dòng)磁盤(pán) I/O 占用整個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求的比例為 1/16=6.25% 10如果磁盤(pán)扇區(qū)的大小固定為 512B，每個(gè)磁道有 80個(gè)扇區(qū)，一共有 4 個(gè)可用 的盤(pán)面。假設(shè)磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度是 360rpm。處理機(jī)使用中斷驅(qū)動(dòng)方式從磁盤(pán)讀取數(shù) 據(jù)，每字節(jié)產(chǎn)生一次終端。如果處理中斷需要 2.5ms，試問(wèn)：（1）處理機(jī)花費(fèi)在處理 I/O 上的時(shí)間占整個(gè)磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間的百分比是多少 （忽略尋道時(shí)間）？答：（512*2.5）/（1/12+1/480）+（512*2.5）*100%=99.9%（2）采用 DMA方

46、式，每個(gè)扇區(qū)產(chǎn)生一次中斷，處理機(jī)話費(fèi)在處理 I/O 上的 時(shí)間占整個(gè)磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間的半分比是多少？答： 2.5/（1/12+1/480）+2.5）*100%=96.7%習(xí)題八1 文件系統(tǒng)要解決的問(wèn)題有哪些？答：文件系統(tǒng)的目標(biāo)是提高存儲(chǔ)空間的利用率， 他要解決的主要問(wèn)題有： 完 成文件存儲(chǔ)空間的管理，實(shí)現(xiàn)文件名到物理地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)文件的目錄操作， 提高文件共享能力和保護(hù)措施， 提供友好的用戶接口。 文件系統(tǒng)向用戶提供了有 關(guān)文件的目錄操作的各種功能接口和系統(tǒng)調(diào)用， 如命令接口， 成尋接口和圖形用 戶接口。2 許多操作系統(tǒng)中提供了文件重命名功能， 它能賦予文件一個(gè)新的名字。 若進(jìn) 行文件復(fù)制，并給

47、復(fù)制文件起一個(gè)新的名字，然后刪除舊文件，也能達(dá)到給 文件重命名的目的。是問(wèn)這個(gè)方法在實(shí)現(xiàn)上有何不同？答：給文件重命名，用戶必須提供兩個(gè)參數(shù)：舊文件名和新文件名。實(shí)現(xiàn)該學(xué)習(xí)參考 功能是，系統(tǒng)使用舊文件名查找文件目錄， 若找到舊文件名所在的目錄表項(xiàng)， 則 將目錄表箱中文件名字段對(duì)應(yīng)的值改為新文件名值。 從視線上看， 文件重命名功 能完成的工作室修改表項(xiàng)中的文件名字段， 出文件名外， 文件的其他屬性都未改 變。3 使用文件系統(tǒng)時(shí)，通常要顯式地進(jìn)行 Open（）與 Close （）操作。試問(wèn)：（1）這樣做的目的是什么？ 答：顯式操作完成文件的打開(kāi)功能， 它將訪問(wèn)文件的目錄信息讀入內(nèi)存活 動(dòng)文件表，建立

48、起用戶進(jìn)程與文件的聯(lián)系。顯式操作完成文件關(guān)閉操作， 該操作刪除內(nèi)存中有關(guān)該文件的目錄信息， 切斷用戶與該文件的聯(lián)系。 若 在文件打開(kāi)期間，該文件做過(guò)某些修改，還應(yīng)將其寫(xiě)回磁盤(pán)。（2）能夠取消顯式地 Open（）與 Close （）操作么？若能，怎樣做？ 答：可以取消顯式的 OPEN與 CLOSE操作。如果取消了顯式地 OPEN與CLOSE 操作，系統(tǒng)在進(jìn)行文件操作之前需要半段文件是否已經(jīng)打開(kāi)， 若文件為打 開(kāi)，則應(yīng)自動(dòng)完成文件的打開(kāi)功能， 已建立用戶與文件之間的聯(lián)系。 同時(shí)， 在系統(tǒng)結(jié)束時(shí)，還應(yīng)該自動(dòng)關(guān)閉所有打開(kāi)的文件。（3）取消顯式地 Open（）與 Close （）操作有什么不利影響？ 答

49、：取消顯示的 OPEN雨 CLOSE操作是的文件低些的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)增加。因?yàn)?每次讀寫(xiě)文件之前都需要半段文件是否打開(kāi)， 若為打開(kāi)， 還要完成打開(kāi)操 作。系統(tǒng)在結(jié)束時(shí)也要做一些額外的工作， 已完成 CLOSE操作所完成的功 能。當(dāng)用戶進(jìn)程已完成對(duì)一個(gè)文件的訪問(wèn)單進(jìn)程本書(shū)呢尚未執(zhí)行完畢時(shí)， 因無(wú)顯式地 CLOSE操作而無(wú)法關(guān)閉文件，從而不利于系統(tǒng)資源回收。4 文件目錄的作用是什么？文件目錄項(xiàng)通常包含哪些內(nèi)容？ 答：文件目錄是文件名與文件所在存儲(chǔ)位置的一張映射表。文件系統(tǒng)根據(jù)他 實(shí)現(xiàn)用戶安明存取文件。文件目錄由若干目錄項(xiàng)組成，每個(gè)目錄項(xiàng)紀(jì)錄一個(gè) 文件的管理和控制信息。其中包括文件名、文件類(lèi)型、文件在存儲(chǔ)

50、設(shè)備上的 位置、文件的存取控制信息、文件的常見(jiàn)、訪問(wèn)和修改信息等。5 文件物理結(jié)構(gòu)中的鏈接分配方式有幾種實(shí)現(xiàn)方法？各什么特點(diǎn)？ 答：文件物理結(jié)構(gòu)中的鏈接分配方式有兩種： 一種是隱式的， 即文件占用物理塊 中除存儲(chǔ)文件信息之外， 還存儲(chǔ)有一個(gè)鏈接指針 （即指向下一個(gè)物理塊的指針） ； 另一種是顯式地，即將鏈接指針從物理塊中提取出來(lái)，單獨(dú)建立一個(gè)表，如 MS-DOS操作系統(tǒng)采用這種方式，該表乘坐文件分配表。隱式鏈接結(jié)構(gòu)的文件 只能采用順序存取方法，否則效率太低。 顯式鏈接結(jié)構(gòu)的文件 ，優(yōu)于指針單獨(dú)管理，通常將文件分配表放在貯存中， 無(wú)論采用順序存取還是隨機(jī)存取，其速度都差不多。6 設(shè)某文件 A由

51、100個(gè)物理塊組成， 現(xiàn)分別用連續(xù)文件， 鏈接文件和索引文件 來(lái)構(gòu)造。針對(duì) 3 種不同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行以下操作時(shí)各需要多少次從洗盤(pán) I/O ？（1）將一物理塊加到文件頭部。（2）將一物理塊加到文件正中間。（3）將一物理塊加到文件尾部。學(xué)習(xí)參考構(gòu)造數(shù)量連續(xù)文件鏈接文件索引文件將一物理塊加到文件頭部20111將一物理塊加到文件正中間101521將一物理塊加到文件尾部110217 文件系統(tǒng)用混合方式管理存儲(chǔ)文件的物理塊，設(shè)塊的大小為512B，每個(gè)塊號(hào)占 3B，如果不考慮邏輯塊號(hào)在物理塊中所占的位置， 求二級(jí)索引和三級(jí)索 引時(shí)可尋址的文件最大長(zhǎng)度。答：由題目知，塊大小為 512B，每個(gè)塊號(hào)占 3B，一個(gè)物理塊客房 512/3=170 個(gè) 目錄項(xiàng)。一級(jí)索引可尋址的文件最大長(zhǎng)度為： 170*512=85KB;二級(jí)索引可尋址的文件最大長(zhǎng)度為： 170*170*512=14450KB 三級(jí)索引可尋址的文件最大長(zhǎng)度為： 170*170*170*512=2456500KB 8 一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，文件控制塊占 64B，磁盤(pán)塊的大小為