操作系統(tǒng)部分課后習(xí)題答案

1、第一章1.設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？ 方便性，有效性，可擴(kuò)充性和開放性。2.OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ （1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口。（2）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者。（3）OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。4.試說明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?主要?jiǎng)恿碓从谒膫€(gè)方面的社會(huì)需求與技術(shù)發(fā)展（1）不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率（2）方便用戶（3）器件的不斷更新?lián)Q代（4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。 7.實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決 關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令。在用戶能接受的時(shí)延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。解決方

2、法：針對(duì)及時(shí)接收問題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡，使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)，為每個(gè)終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對(duì)及時(shí)處理問題，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，并且為每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)時(shí)間片，允許作業(yè)只在自己的時(shí)間片內(nèi)運(yùn)行。這樣在不長的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次。12.試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較。 （1）及時(shí)性。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時(shí)間來確定，而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，是以控制對(duì)象所要求的開始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來確定的，一般為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性

3、。實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)難性后果，所以在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)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？ 并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個(gè)基本特征。最基本的特征是并發(fā)性。14.處理機(jī)管理有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？ 處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度 （1）

4、進(jìn)程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束進(jìn)程，控制進(jìn)程在運(yùn)行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換（2）進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程（含線程）的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)（3）進(jìn)程通信：用來實(shí)現(xiàn)在相互合作的進(jìn)程之間的信息交換（4）處理機(jī)調(diào)度：作業(yè)調(diào)度：從后備隊(duì)里按照一定的算法，選出若干個(gè)作業(yè)，為他們分配運(yùn)行所需的資源，首選是分配內(nèi)存進(jìn)程調(diào)度：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定算法選出一個(gè)進(jìn)程把處理機(jī)分配給它，并設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，使進(jìn)程投入執(zhí)行。15.內(nèi)存管理有哪些主要功能?他們的主要任務(wù)是什么 內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充。 內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。 內(nèi)存保護(hù)：確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，彼此互不干

5、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(duì)應(yīng)的物理地址。 內(nèi)存擴(kuò)充：用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)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？ 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(qǐng)求、為用戶分配I/O設(shè)備、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？ 文件管理主要功能：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護(hù)。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 操

6、作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是進(jìn)程的異步性，進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。二是程序的不可再現(xiàn)性，即程序執(zhí)行的結(jié)果有時(shí)是不確定的。三是程序執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)知性，即每個(gè)程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時(shí)間是不確定的。 23.何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中通常提供了哪些功能把操作系統(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(yùn)行，而留下一個(gè)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(jìn)程、線程管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理等功能。第二章5.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響? 為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并

7、對(duì)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(jìn)程概念。 影響: 使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。 6.試從動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序? (1)動(dòng)態(tài)性是進(jìn)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(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，靜態(tài)實(shí)體。(2)并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是OS的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)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(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，不能作為獨(dú)立單位參加運(yùn)行。 7

8、.試說明PCB 的作用，為什么說PCB 是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志？ PCB是進(jìn)程實(shí)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(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。OS是根據(jù)PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。 8.試說明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。 1就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)程分配到CPU資源 2執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)時(shí)間片用完 3執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)I/O請(qǐng)求 4阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)I/O完成 13.在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么 （1）OS 發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語Creat()（2）申請(qǐng)空白P

9、CB（3）為新進(jìn)程分配資源（4）初始化進(jìn)程控制塊（5）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。14.在撤銷一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么 （1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，從PCB集中檢索出進(jìn)程PCB讀出該進(jìn)程狀態(tài)。（2）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真指示該進(jìn)程被終止后重新調(diào)度。（3）若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。（4）將被終止進(jìn)程擁有的全部資源，歸還給父進(jìn)程，或歸還給系統(tǒng)。（5）將被終止進(jìn)程PCB 從所在隊(duì)列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。15.試說明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么16.進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在哪兩種形式的制約？并舉例說明之。

10、（1）間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進(jìn)程A和B，如果A 提出打印請(qǐng)求，系統(tǒng)已把唯一的一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程B，則進(jìn)程A只能阻塞，一旦B釋放打印機(jī)，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(jìn)程A通過單緩沖向進(jìn)程B提供數(shù)據(jù)。當(dāng)緩沖空時(shí)，計(jì)算進(jìn)程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當(dāng)進(jìn)程A把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進(jìn)程B，反之，當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，進(jìn)程A因沒有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進(jìn)程B將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便喚醒A。 17.為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行“進(jìn)入?yún)^(qū)”代碼，而在退出前又要執(zhí)行“退出區(qū)”代碼 為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)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

11、的代碼。如果未被訪問，該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)資源進(jìn)行訪問，并設(shè)置正被訪問標(biāo)志；如果正被訪問，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼為進(jìn)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(biāo)志，使其它進(jìn)程能再訪問此臨界資源。 18. 同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么 同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待 原因，為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。23.在生產(chǎn)者消費(fèi)者問題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對(duì)執(zhí)行結(jié)果有何影響？ 如果缺少signal(full)，那么表明從第一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開始就沒有改變信號(hào)量full 值，即使

12、緩沖池產(chǎn)品已滿，但full值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行wait(full)時(shí)認(rèn)為緩沖池是空而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開始從中取產(chǎn)品，這時(shí)empty=0full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)產(chǎn)品empty值并不改變，直到緩沖池取空了，empty值也是0，即使目前緩沖池有n個(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)樯暾?qǐng)不到空緩沖區(qū)被阻塞。 24.在生產(chǎn)消費(fèi)者問題中，如果將兩個(gè)wait操作即wait(full)和wait(mutex)互換位置，或者將signal(mutex)與signal

13、（full）互換位置，結(jié)果如何？ 將wait(full)和wait(mutex)互換位置后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行wait(empty)操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行signal(empty)來喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行signal(mutex)操作，從而使試圖通過執(zhí)行wait(mutex)操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex)和signal(full)互換位置后只是影響進(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而不

14、會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。 26.試修改下面生產(chǎn)者消費(fèi)者問題解法中的錯(cuò)誤: producer: begin 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?cái)?shù)組游標(biāo)應(yīng)前移: in:=(in+1) mod n; */ signal(mutex); /* signal(full); */ until false; end consumer: begin repeat wait(mutex)

15、; wait(empty); /* 應(yīng)為wait(full),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面 */ 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?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題的算法. Var chopstick:array0,4 of semaphore; 所有信號(hào)量均被初始化為1第i 位哲學(xué)家的活動(dòng)可描述為 Rep

16、eat Wait(chopsticki); Wait(. chopstick(i+1) mod 5); .Ea.t ; .Signal(chopsticki); Signal(chopstick(i+1) mod 5)Ea.t ; .Think; Until false; 28.在測(cè)量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)時(shí)，把所采集的數(shù)據(jù)送往一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)從該單緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。試寫出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩任務(wù)共享單緩沖區(qū)的同步算法。34.當(dāng)前有哪幾種高級(jí)通信機(jī)制 共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。 36.為什么要在OS 中引入線程 在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行

17、時(shí)所付出的時(shí)空開銷，使OS具有更好的并發(fā)性，提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位,而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。 38. 試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。 （1）調(diào)度性。線程在OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位，進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。（2）并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。（3）擁有資源。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。（4）系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開銷顯著大于線程。 41.何謂用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程 （1）用戶級(jí)線程。

18、僅存在于用戶空間中的線程，無須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、線程間的同步與通信等功能，都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。用戶級(jí)線程的切換通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間，同樣無需內(nèi)核支持。（2）內(nèi)核支持線程。在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程，無論是用戶進(jìn)程中的線程，還是系統(tǒng)線程中的線程，其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠內(nèi)核，在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還為每個(gè)內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實(shí)施控制。 第三章1高級(jí)調(diào)度與低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是什么為什么要引入中級(jí)調(diào)度 高級(jí)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(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息按某種算

19、法先取進(jìn)程再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級(jí)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(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源將它們調(diào)至外存等待把進(jìn)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(jí)調(diào)度的主要功能。 （1）保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息（2）按某種算法選取進(jìn)程（3）把處理機(jī)分配給進(jìn)程。 6在搶占調(diào)度方式中搶占的原則是什么 搶占的原則有時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。 7在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么 （1）面向用戶的準(zhǔn)則周轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則（2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用。 18何謂死鎖產(chǎn)生死鎖的

20、原因和必要條件是什么 死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)若無外力作用它們都將無法再向前推進(jìn)。 產(chǎn)生死鎖的原因?yàn)楦?jìng)爭資源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。其必要條件是互斥條件、請(qǐng)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(gè)方法中哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)哪種方法使資源利用率最高 解決死鎖的四種方法即預(yù)防、避免、檢測(cè)和解除死鎖中預(yù)防死鎖最容易實(shí)現(xiàn)避免死鎖使資源的利用率最高。 20請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。 （1）擯棄“請(qǐng)求和保持”條件就是如果系統(tǒng)有足夠資源便一次性把進(jìn)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(jìn)程當(dāng)它提出

21、新資源請(qǐng)求而不能立即滿足時(shí)必須釋放它已保持的所有資源待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)（3）擯棄“環(huán)路等待”條件就是將所有資源按類型排序標(biāo)號(hào)所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按序號(hào)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(qǐng)求向量由Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)問系統(tǒng)可否將資源分配給它(此答案有點(diǎn)問題需重新考慮) （1）可以。銀行家算法各種資源數(shù)量分別為10、5、7在T0時(shí)刻的資源分配如圖所示（2）具體分析如下 Requst0(0,1,0)=Need0(7,4,3); Requst0(0,1,0)=Available(2,3,0); 系統(tǒng)先假定可為P0分配資源并修改Av

22、ailable0Allocation0和Need0向量由此形成的資源變化情況如下圖所示（3）P0請(qǐng)求資源P0發(fā)出請(qǐng)求向量Requst0(0,1,0),系統(tǒng)按銀行家算法進(jìn)行檢查 Requst0(0,1,0)=Need0(7,4,3); Requst0(0,1,0)=Available(2,3,0); 系統(tǒng)暫時(shí)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 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(jìn)程P2 提出 Request(1,2,2,2)后系統(tǒng)能否將資源分配給它 （1）安全因?yàn)榇嬖诎踩蛄蠵0,P3,P4,P1,P2 （2）系統(tǒng)能

23、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Available2Allocation2和Need2向量 由此形成的資源變化情況如下圖所示 再利用安全性算法檢查此時(shí)系統(tǒng)是否安全。如下圖由此進(jìn)行的安全性檢查得知可以找到一個(gè)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(chǎng)合 1絕對(duì)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(dòng)

24、態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式用于多道程序環(huán)境，不允許程序運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移位置。 5在動(dòng)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 在每個(gè)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(gè)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(gè)雙向鏈。當(dāng)分區(qū)分配出去后把狀態(tài)位由“0”改為“1”。 7在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？ 在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)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

25、。（3）回收區(qū)前后均鄰空閑區(qū)。將三個(gè)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(xiàng)填入回收區(qū)始址和大小并插入空閑區(qū)隊(duì)列。 17分段和分頁存儲(chǔ)管理有何區(qū)別 （1）頁是信息的物理單位分頁是為了實(shí)現(xiàn)離散分配方式以消減內(nèi)存的外部零頭提高內(nèi)存利用率。段則是信息的邏輯單位它含有一組相對(duì)完整的信息。（2）頁的大小固定且由系統(tǒng)決定由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號(hào)和頁內(nèi)地址兩部分是由機(jī)械硬件實(shí)現(xiàn)的,因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的的頁面;而段的長度卻不固定,決定于用戶所編寫的程序,通常由編譯程序在對(duì)原程序進(jìn)行編譯時(shí),根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的,而分段

26、作業(yè)地址空間則是二維的。 19虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征其中最本質(zhì)的特征是什么 答虛擬存儲(chǔ)器有多次性、對(duì)換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。22在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中頁表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)每項(xiàng)的作用是什么 頁表應(yīng)包括頁號(hào)、物理塊號(hào)、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(shí)參考訪問字段A 用于記錄本頁在一段時(shí)間內(nèi)被訪問的次數(shù)或最近已有多長時(shí)間未被訪問提供給置換算法選擇換出頁面時(shí)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指出該頁在外存上的地址通常是物理塊號(hào)，供調(diào)入該頁時(shí)使用。26在一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中采用LRU 頁面置換算法時(shí)假如一個(gè)作業(yè)的頁面

27、走向?yàn)?4 , 3 , 2 ,1 , 4 , 3 , 5 , 4 ,3 , 2 , 1 ,5 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時(shí)試計(jì)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 ? 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為3時(shí)缺頁9次缺頁率: 9/12=3/4 當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時(shí)缺頁10次缺頁率: 10/12=5/6第五章3什么是字節(jié)多路通道什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道 （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(gè)每個(gè)子通道連接一臺(tái)I/O 設(shè)備控制其I/O 操作。子通道按時(shí)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

28、式傳送數(shù)據(jù)傳輸速率很高每次只允許一個(gè)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(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合而成。含有多個(gè)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(jī)間的通路而不增加通道把一個(gè)設(shè)備連到多個(gè)控制器上控制器又連到多個(gè)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(gè)別通道或控制器的故障不會(huì)使設(shè)備和存儲(chǔ)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(chǎng)合 共有四種I/O 控制方式。 （1）程序I/O 方式早期計(jì)算機(jī)無中斷機(jī)構(gòu)處理機(jī)對(duì)I/O設(shè)備的控制采用程序I/O方式

29、或稱忙等的方式。（2）中斷驅(qū)動(dòng)I/O 控制方式適用于有中斷機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。（3）直接存儲(chǔ)器訪問DMAI/O 控制方式適用于具有DMA控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。（4）I/O 通道控制方式具有通道程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。 9引入緩沖的主要原因是什么 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(duì)CPU的中斷頻率放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制（3）提高CPU與I/O 設(shè)備之間的并行性 15為何要引入設(shè)備獨(dú)立性如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性 現(xiàn)代操作系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性都實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性或設(shè)備無關(guān)性?；竞x是應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備應(yīng)用程序以邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類

30、設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性功能可帶來兩方面的好處（1）設(shè)備分配時(shí)的靈活性（2）易于實(shí)現(xiàn)I/O 重定向。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性應(yīng)引入邏輯設(shè)備和物理設(shè)備概念。在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類設(shè)備系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)是使用物理設(shè)備名。鑒于驅(qū)動(dòng)程序是與硬件或設(shè)備緊密相關(guān)的軟件必須在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作、完成邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的轉(zhuǎn)換為此應(yīng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表并向用戶層或文件層軟件提供統(tǒng)一接口從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性。 17何謂設(shè)備虛擬實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬時(shí)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)是什么 設(shè)備虛擬是指把獨(dú)占設(shè)備經(jīng)過某種技術(shù)處理改造成虛擬設(shè)備。 可虛擬設(shè)備是指一臺(tái)物理設(shè)備在采用虛擬技術(shù)后可變成多臺(tái)邏

31、輯上的虛擬設(shè)備則可虛擬設(shè)備是可共享的設(shè)備將它同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用并對(duì)這些訪問該物理設(shè)備的先后次序進(jìn)行控制。 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(jìn)程 SPi 和輸出進(jìn)程 SPo 三部分組成。 19在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O 的進(jìn)程提供哪些服務(wù) 在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求 I/O的進(jìn)程提供以下服務(wù) （1）由輸出進(jìn)程在輸出井中申請(qǐng)一空閑盤塊區(qū)并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中 （2）輸出進(jìn)程為用戶進(jìn)程申請(qǐng)空白用戶打印表填入打印要求將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列。 （3）一旦打印機(jī)空閑輸出進(jìn)程便

32、從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)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(jī)進(jìn)行打印。 21試說明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)具有哪些功能 答設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(qǐng)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(dòng)分配到的I/O設(shè)備完成指定I/O 操作（4）及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請(qǐng)求根據(jù)中斷類型調(diào)用相應(yīng)中斷處理程序處理（5）對(duì)于有通道的計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)該根據(jù)用戶 I/O 請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。23.磁盤訪問時(shí)間由哪幾部分組成每部分時(shí)間應(yīng)如何計(jì)算 磁盤訪問時(shí)間由尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲

33、時(shí)間Tr、傳輸時(shí)間Tt 三部分組成。 （1）Ts 是啟動(dòng)磁臂時(shí)間s 與磁頭移動(dòng)n條磁道的時(shí)間和即Ts = m n + s。 （2）Tr是指定扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下面所經(jīng)歷的時(shí)間。硬盤15000r/min時(shí)Tr為2ms;軟盤300或600r/min時(shí)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(shí)間。Tt 的大小與每次讀/寫的字節(jié)數(shù)b和旋轉(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(shí)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(jìn)程請(qǐng)求訪問磁盤的先后次序 (2) 最短尋道

34、時(shí)間優(yōu)先算法優(yōu)先考慮要求訪問的磁道與當(dāng)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(dāng)前磁道間的距離更優(yōu)先考慮磁頭當(dāng)前的移動(dòng)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(yuǎn)低于內(nèi)存的訪問速度通常低上4-6個(gè)數(shù)量級(jí)。因此磁盤I/O已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸。為提高磁盤I/O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(chǔ)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 提前讀是指在讀當(dāng)前盤塊的同時(shí)將下一個(gè)可能要訪問的盤塊數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)以便需要時(shí)直接從緩沖區(qū)中讀取無需啟動(dòng)磁盤。延遲寫是指在寫盤塊時(shí)，將對(duì)應(yīng)緩沖區(qū)中的立

35、即寫數(shù)據(jù)暫時(shí)不立即寫以備不久之后再被訪問只將它置上“延遲寫”標(biāo)志并掛到空閑緩沖隊(duì)列的末尾。當(dāng)移到空閑緩沖隊(duì)首并被分配出去時(shí)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(duì)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盤是利用內(nèi)存空間仿真磁盤。其設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以接受所有標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)、記錄和文件 數(shù)據(jù)項(xiàng)分為基本數(shù)據(jù)項(xiàng)和組合數(shù)據(jù)項(xiàng)?；緮?shù)據(jù)項(xiàng)描述一個(gè)對(duì)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(gè)特性。組合數(shù)據(jù)項(xiàng)由若干數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成。記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合用于描述一個(gè)對(duì)象某方面的屬性。

36、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 邏輯文件是物理文件中存儲(chǔ)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(chǔ)結(jié)構(gòu)是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式。 7試從檢索速度和存儲(chǔ)費(fèi)用兩方面對(duì)索引文件和索引順序文件進(jìn)行比較。 索引文件的主文件每條記錄配置一個(gè)索引項(xiàng)存儲(chǔ)開銷N檢索到具有指定關(guān)鍵字的記錄平均查找N/2 條記錄。對(duì)于索引順序文件每個(gè)記錄分組配置一個(gè)索引項(xiàng)存儲(chǔ)開銷為N 檢索到具有指定關(guān)鍵字的記錄平均需要查找N /2次。 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(gè)目錄項(xiàng)中

37、都含有指向鏈接文件第一個(gè)盤塊和最后一個(gè)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。 10在MS-DOS中有兩個(gè)文件A 和BA占用11、12、16和14 四個(gè)盤塊B 占用13、18和20三個(gè)盤塊。試畫出在文件A和B中各盤塊間的鏈接情況及FAT的情況。 答如下圖所示。 15什么是索引文件為什么要引入多級(jí)索引 答索引文件是指當(dāng)記錄為可變長度時(shí)通常為之建立一張索引表并為每個(gè)記錄設(shè)置一個(gè)表項(xiàng)構(gòu)成的文件。通常將索引非順序文件簡稱為索引文件。索引是為了是用戶的訪問速度更快多級(jí)索引結(jié)構(gòu)可以有效的管理索引文件可根據(jù)用戶的訪問情況多級(jí)處理。 17對(duì)目錄管理的主要要求是什么 答實(shí)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(diǎn) 答現(xiàn)代操作系統(tǒng)都采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。基本特點(diǎn)是查詢速度快、層次