操作系統(tǒng)課后復(fù)習(xí)題答案

1、操作系統(tǒng)課后復(fù)習(xí)題答案第一章一、簡(jiǎn)答題3.什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的主要作用是什么？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),并合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶(hù)有效地使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件.主要作用(1) 服務(wù)用戶(hù)操作系統(tǒng)作為用戶(hù)接口和公共服務(wù)程序(2) 進(jìn)程交互操作系統(tǒng)作為進(jìn)程執(zhí)行的控制者和協(xié)調(diào)者(3) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)作為擴(kuò)展機(jī)或虛擬機(jī)(4) 資源管理操作系統(tǒng)作為資源的管理者和控制者15.什么是多道程序設(shè)計(jì)？多道程序設(shè)計(jì)有什么特點(diǎn)？多道程序設(shè)計(jì)是指允許多個(gè)作業(yè)（程序）同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存并執(zhí)行交替計(jì)算的方法。從宏觀上看是并行的，在一個(gè)

2、時(shí)間段，它們都在同時(shí)執(zhí)行，都處于執(zhí)行的開(kāi)始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間；從微觀上看是串行的，在某一時(shí)刻，他們?cè)谕慌_(tái)計(jì)算機(jī)上交替、輪流、穿插地執(zhí)行。（1）可以提高CPU、內(nèi)存和設(shè)備的利用率；（2）可以提高系統(tǒng)的吞吐率，使單位時(shí)間內(nèi)完成的作業(yè)數(shù)目增加；（3）可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的并行性，使設(shè)備和設(shè)備之間，設(shè)備和CPU之間均可并行工作。19.分時(shí)系統(tǒng)中，什么是響應(yīng)時(shí)間？它與哪些因素有關(guān)？分時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是指用戶(hù)從終端發(fā)出一個(gè)命令到系統(tǒng)處理完這個(gè)命令并做出回答所需要的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間受時(shí)間片長(zhǎng)度、終端用戶(hù)個(gè)數(shù)、命令本身功能、硬件特性、主存與輔存的交換速度等影響。23.現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有哪些基本功能？請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述之。（1）

3、處理器管理；（2）存儲(chǔ)管理；（3）設(shè)備管理；（4）文件管理；（5）聯(lián)網(wǎng)與通信管理。/*tips*/簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)資源管理的資源復(fù)用技術(shù)。系統(tǒng)中相應(yīng)地有多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用資源，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理資源是寶貴和稀有的，操作系統(tǒng)讓眾多進(jìn)程共享物理資源，這種共享稱(chēng)為資源復(fù)用。（1） 時(shí)分復(fù)用共享資源從時(shí)間上分割成更小的單位供進(jìn)程使用；（2）空分復(fù)用共享資源從空間上分割成更小的單位供進(jìn)程使用。2、 應(yīng)用題2、答：畫(huà)出兩道程序并發(fā)執(zhí)行圖如下：(1)兩道程序運(yùn)行期間，CPU存在空閑等待，時(shí)間為100至150ms之間(見(jiàn)圖中有色部分)。(2)程序A無(wú)等待現(xiàn)象，但程序B有等待。程序B有等待時(shí)間段為180ms至200

4、ms間(見(jiàn)圖中有色部分)。5、 答：畫(huà)出三個(gè)作業(yè)并行工作圖如下(圖中著色部分為作業(yè)等待時(shí)間)：(1)Job1從投入到運(yùn)行完成需80ms，Job2從投入到運(yùn)行完成需90ms，Job3從投入到運(yùn)行完成需90ms。(2)CPU空閑時(shí)間段為：60ms至70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率為(90-20)/90=7/9=77.78%。(3)設(shè)備I1空閑時(shí)間段為：20ms至40ms，故I1的利用率為(90-20)/90=7/9=77.78%。設(shè)備I2空閑時(shí)間段為：30ms至50ms，故I2的利用率為(90-20)/90=7/9=77.78%。12.在下列例子中，區(qū)分“時(shí)分復(fù)用共享”與“空分復(fù)用共

5、享”，并對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單解釋。1、住宅區(qū)的土地2、個(gè)人計(jì)算機(jī)3、教室的黑板4、公共汽車(chē)上的椅子5、UNIX系統(tǒng)中的單用戶(hù)文件6、分時(shí)系統(tǒng)中的打印機(jī)7、 C/C+運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)堆棧1，3，7屬于可再分的資源，應(yīng)屬于空分，其余的不可再分是按照時(shí)間先后來(lái)進(jìn)行復(fù)用，所以就是時(shí)分復(fù)用第二章1、 簡(jiǎn)答題18.什么是進(jìn)程?計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為什么要引入進(jìn)程?進(jìn)程是具有獨(dú)立功能的程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng),是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位.(1) 刻畫(huà)程序的并發(fā)性;(2)解決資源的共享性.20.進(jìn)程的最基本狀態(tài)有哪些?哪些事件可以引起不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換?進(jìn)程的三種基本狀態(tài)：就緒態(tài)、運(yùn)行態(tài)、等待態(tài)。狀態(tài)

6、間的轉(zhuǎn)換：七態(tài)模型：a. 新建態(tài)(new): 進(jìn)程被創(chuàng)建，尚未進(jìn)入就緒隊(duì)列。b. 就緒態(tài)(ready): 進(jìn)程具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器。c. 掛起就緒態(tài)(ready suspend)：進(jìn)程具備運(yùn)行條件，但目前在外存中。d. 運(yùn)行態(tài)(running): 進(jìn)程占有處理器正在運(yùn)行。e. 終止態(tài)(exit): 進(jìn)程達(dá)到正常結(jié)束點(diǎn)或被其他原因所終止，下一步將被撤銷(xiāo)。f. 等待態(tài)(wait): 又稱(chēng)阻塞態(tài)或休眠態(tài)。進(jìn)程正在等待某個(gè)事件完成，目前不具備運(yùn)行條件。g. 掛起等待態(tài)(blocked suspend): 進(jìn)程正在等待某個(gè)事件完成，并且在外存中。26.何謂進(jìn)程控制塊（PCB）？它包含哪些基本

7、信息？進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識(shí)，是操作系統(tǒng)用來(lái)記錄和刻畫(huà)進(jìn)程狀態(tài)及環(huán)境信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程動(dòng)態(tài)特征的匯集，也是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料結(jié)構(gòu)和管理進(jìn)程的主要依據(jù)。（1） 標(biāo)識(shí)信息；（2）現(xiàn)場(chǎng)信息；（3）控制信息。38.試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)方面對(duì)進(jìn)程和線(xiàn)程進(jìn)行比較./*tips*/從一定意義上講，進(jìn)程就是一個(gè)應(yīng)用程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過(guò)程，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，而線(xiàn)程是進(jìn)程中的一部分，進(jìn)程包含多個(gè)線(xiàn)程在運(yùn)行。a.調(diào)度性。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程，在引入線(xiàn)程的OS中，則把線(xiàn)程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基

8、本單位；b.并發(fā)性。在引入線(xiàn)程的OS中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線(xiàn)程之間，亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性；c.擁有資源。無(wú)論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線(xiàn)程的操作系統(tǒng)，進(jìn)程始終是擁有資源的一個(gè)基本單位，而線(xiàn)程除了擁有一點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)必不可少的資源外，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但它可以訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源；d.開(kāi)銷(xiāo)。由于創(chuàng)建或撤銷(xiāo)進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)都要為之分配和回收資源，如內(nèi)存空間等，進(jìn)程切換時(shí)所要保存和設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)信息也要明顯地多于線(xiàn)程，因此，操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)所付出的開(kāi)銷(xiāo)將顯著地大于線(xiàn)程。48.處理器調(diào)度分為哪幾種類(lèi)型？簡(jiǎn)述各類(lèi)調(diào)度的主要任務(wù)。高級(jí)調(diào)度，中級(jí)

9、調(diào)度，低級(jí)調(diào)度。高級(jí)調(diào)度，創(chuàng)建就緒進(jìn)程和做進(jìn)程完成后的善后工作。中級(jí)調(diào)度，根據(jù)內(nèi)存資源情況決定內(nèi)存中所能容納進(jìn)程的數(shù)目，并完成內(nèi)存和外存中進(jìn)程的對(duì)換。低級(jí)調(diào)度，根據(jù)某種原則決定就緒隊(duì)列中哪個(gè)進(jìn)程/線(xiàn)程獲得處理器，并將處理器出讓給它使用。2、 應(yīng)用題5、答：采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度時(shí)，三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為：T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c若不按短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度，不失一般性，設(shè)調(diào)度次序?yàn)椋篔2、J1、J3。則三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為： T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c令-式得到： T2-T1=b-a0可見(jiàn)，采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度才能獲得最小平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。

10、12、答：(1)FCFS調(diào)度算法(2) 優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法(3) 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法(每個(gè)作業(yè)獲得相同的2分鐘長(zhǎng)的時(shí)間片)按次序ABCDEABDEABEAEA輪轉(zhuǎn)執(zhí)行20.有一個(gè)四道作業(yè)的操作系統(tǒng)，若在一段時(shí)間內(nèi)先后到達(dá)6個(gè)作業(yè)，它們的提交和估計(jì)運(yùn)行時(shí)間由下表給出：系統(tǒng)采用SJF調(diào)度算法，作業(yè)被調(diào)度進(jìn)入系統(tǒng)后中途不會(huì)退出，但作業(yè)運(yùn)行時(shí)可被更短作業(yè)搶占。(1)分別給出6個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間序列、即開(kāi)始執(zhí)行時(shí)間、作業(yè)完成時(shí)間、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。(2)計(jì)算平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。25.每個(gè)作業(yè)運(yùn)行將經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：作業(yè)調(diào)度(SJF算法)和進(jìn)程調(diào)度(優(yōu)先數(shù)搶占式)。另外，批處理最多容納2道作業(yè)，更多的作業(yè)將在后備隊(duì)列等待，優(yōu)先

11、級(jí)高進(jìn)入內(nèi)存執(zhí)行。(1)10:00，作業(yè)A到達(dá)并投入運(yùn)行。(2)10:20，作業(yè)B到達(dá)且優(yōu)先權(quán)高于作業(yè)A，故作業(yè)B投入運(yùn)行而作業(yè)A在就緒隊(duì)列等待。(3)10:30，作業(yè)C到達(dá)，因內(nèi)存中已有兩道作業(yè)，故作業(yè)C進(jìn)入作業(yè)后備隊(duì)列等待。(4)10:50，作業(yè)B運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D到達(dá)，按SJF短作業(yè)優(yōu)先算法，作業(yè)D被裝入內(nèi)存進(jìn)入就緒隊(duì)列。而由于作業(yè)A的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)A投入運(yùn)行。(5)11:10，作業(yè)A運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)C被調(diào)入內(nèi)存，且作業(yè)C的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)C投入運(yùn)行。(6) 12:00，作業(yè)C運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D投入運(yùn)行。(7) 12:20，作業(yè)D運(yùn)行結(jié)束。各作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：作業(yè)A70，作業(yè)B

12、30，作業(yè)C90，作業(yè)D90。平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為70分鐘。第三章1、 簡(jiǎn)答題3. 解釋并發(fā)性與并行性答：計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中把并行性和并發(fā)性明顯區(qū)分開(kāi)，主要是從微觀的角度來(lái)說(shuō)的，具體是指進(jìn)程的并行性（多處理機(jī)的情況下，多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行）和并發(fā)性（單處理機(jī)的情況下，多個(gè)進(jìn)程在同一時(shí)間間隔運(yùn)行的）。9.什么是臨界區(qū)和臨界資源？臨界區(qū)管理的基本原則是什么？并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱(chēng)為臨界區(qū)。共享變量所代表的資源叫做臨界資源，即一次僅供一個(gè)進(jìn)程使用的資源。（1）一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行；（2）如果已有進(jìn)程在臨界區(qū)內(nèi)，試圖進(jìn)入此臨界區(qū)的其它進(jìn)程應(yīng)等待；（3）進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)退

13、出，以便讓進(jìn)程等待隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。24. 什么是死鎖？什么是饑餓？所謂死鎖是指在多道程序系統(tǒng)中，一組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程都無(wú)限期等待被該組進(jìn)程中的另一個(gè)進(jìn)程所占有且永遠(yuǎn)不會(huì)釋放的資源。例如：1、桌子上有慢慢一桌子的美食，但是只有一雙筷子。2、甲拿了一根，然后在找另一根。3、乙拿了一根，然后也在找另一根。4、因?yàn)樗麄兌颊莆樟藢?duì)方必需的資源，導(dǎo)致最后他們倆誰(shuí)都吃不到美食。饑餓指的是等待時(shí)間已經(jīng)影響到進(jìn)程運(yùn)行，此時(shí)稱(chēng)為饑餓現(xiàn)象。如果等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致進(jìn)程使命已經(jīng)沒(méi)有意義時(shí)稱(chēng)該進(jìn)程被餓死。例如：1、小明要告訴媽媽明天開(kāi)家長(zhǎng)會(huì)。2、小明媽媽因?yàn)楣ぷ魈Γ诠炯影?，沒(méi)有回家。3、于是第二天，小明的媽

14、媽就錯(cuò)過(guò)了家長(zhǎng)會(huì)。（“餓死”）4、其實(shí)小明的媽媽沒(méi)有出現(xiàn)“死鎖”。只是小明的優(yōu)先級(jí)過(guò)低，不如工作重要。25.試述產(chǎn)生死鎖的必要條件。(1)互斥條件；(2) 占有和等待條件；(3) 不剝奪條件；(4) 循環(huán)等待條件。/*tips*/產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件：（1） 互斥條件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。（2） 請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放。（3） 不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。（4） 循環(huán)等待條件：若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。死鎖產(chǎn)生的原因及預(yù)防死鎖的方法進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)、PV操作使用不妥、同類(lèi)資源分配不均

15、或?qū)δ承┵Y源的使用未加限制等，不僅與系統(tǒng)擁有的資源數(shù)量有關(guān)，而且與資源分配策略、進(jìn)程對(duì)資源的使用要求以及并發(fā)進(jìn)程的推進(jìn)順序有關(guān)。（1）破壞條件1（互斥條件）；（2）破壞條件2（占有和等待條件）；（3）破壞條件3（不剝奪條件）；（4）破壞條件4（循環(huán)等待條件）。32. 一臺(tái)計(jì)算機(jī)有8臺(tái)磁帶機(jī).他們有N個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用,每個(gè)進(jìn)程可能需要3臺(tái)磁帶機(jī).請(qǐng)問(wèn)N為多少時(shí),系統(tǒng)沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)？N=1或2或3.當(dāng)N=3時(shí)，磁帶機(jī)的分配為：2個(gè)進(jìn)程是3個(gè)，1個(gè)進(jìn)程是2個(gè)，所以前面的兩個(gè)進(jìn)程用完就可以釋放出來(lái)，如果N=4時(shí)，可能出現(xiàn)每個(gè)進(jìn)程都分配2個(gè)磁帶機(jī)，這樣，每一個(gè)進(jìn)程都要等待一個(gè)磁帶機(jī)，可是磁帶機(jī)已經(jīng)分配光了

16、，所以每個(gè)進(jìn)程都在等待，就造成了死鎖了。2、 應(yīng)用題2、答：不同（1） :初值為1，范圍為-n+1,1；（2）：初值為m，范圍為-n+m,m。23.31.答案1：(1)將獨(dú)木橋的兩個(gè)方向分別標(biāo)記為A和B。用整型變量countA和countB分別表示A、B方向上已在獨(dú)木橋上的行人數(shù)。初值為0。需要設(shè)置三個(gè)初值都為1的互斥信號(hào)量：SA用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)countA的互斥訪問(wèn)，SB用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)countB的互斥訪問(wèn)，mutex用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)獨(dú)木橋的互斥使用。(2)A方向行人過(guò)橋：BeginP(SA);countA=countA+1;if(countA=1) P(mutex);V(SA);過(guò)橋；P(SA);coun

17、tA=countA-1;if(countA=0) V(mutex);V(SA);EndB方向行人過(guò)橋：BeginP(SB);countB=countB+1;if(countB=1) P(mutex);V(SB);過(guò)橋；P(SB);countB=countB-1;if(countB=0) V(mutex);V(SB);End解答2:semaphore wait,mutex1,mutex2; mutex1=mutex2=1;wait=1;int counter1,counter2; counter1=0;counter2=0; process P左() while(true) P(mutex1);

18、 count1+; if (count1=1) P(wait); V(mutex1); 過(guò)獨(dú)木橋; P(mutex1); count1-; if(count1=0) V(wait); V(mutex1); process P右() while(true) P(mutex2); count2+; if (count2=1) P(wait); V(mutex2); 過(guò)獨(dú)木橋; P(mutex1); count2-; if(count2=0) V(wait); V(mutex2); 34. stop用于當(dāng)另一方提出過(guò)橋時(shí)，應(yīng)阻止對(duì)方未上橋的后繼車(chē)輛。 semaphore stop,wait,mute

19、x1,mutex2; stop=mutex1=mutex2=1;wait=1; int counter1,counter2; counter1=0;counter2=0; cobegin process P東( ) process P西( ) P(stop); P(stop); P(mutex1); P(mutex2); count1+; count2+; if (count1=1) P(wait); if (count2=1) P(wait); V(mutex1); V(mutex2); V(stop); V(stop); 過(guò)橋; 過(guò)橋; P(mutex1); P(mutex2); Coun

20、t1-; count2-; if (count1=0) V(wait); if (count2=0) V(wait); V(mutex1); V(mutex2); coend 36.假定某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有R1和R2兩類(lèi)可使用資源(其中R1有兩個(gè)單位，R2有一個(gè)單位)，它們被進(jìn)程P1和P2所共享，且已知兩個(gè)進(jìn)程均以下列順序使用兩類(lèi)資源：申請(qǐng)R1申請(qǐng)R2申請(qǐng)R1釋放R1釋放R2釋放R1試求出系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能到達(dá)的死鎖點(diǎn)，并畫(huà)出死鎖點(diǎn)的資源分配圖(或稱(chēng)進(jìn)程資源圖)解：在本題中，當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程都執(zhí)行完第1步后，即進(jìn)程P1和進(jìn)程P2都申請(qǐng)到了一個(gè)R1類(lèi)資源時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。隨著兩個(gè)進(jìn)程的向前推進(jìn)，無(wú)論哪

21、個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完第2步，系統(tǒng)都將進(jìn)入死鎖狀態(tài)?？赡艿竭_(dá)的死鎖點(diǎn)是：進(jìn)程P1占有一個(gè)單位的R1類(lèi)資源及一個(gè)單位的R2類(lèi)資源，進(jìn)程P2占有一個(gè)單位的R1類(lèi)資源，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)已無(wú)空閑資源，而兩個(gè)進(jìn)程都在保持已占有資源不釋放的情況下繼續(xù)申請(qǐng)資源，從而造成死鎖；或進(jìn)程P2占有一個(gè)單位的R1類(lèi)資源及一個(gè)單位的R2類(lèi)資源，進(jìn)程P1占有一個(gè)單位的R1類(lèi)資源，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)已無(wú)空閑資源，而兩個(gè)進(jìn)程都在保持已占有資源不釋放的情況下繼續(xù)申請(qǐng)資源，從而造成死鎖。假定進(jìn)程P1成功執(zhí)行了第2步，則死鎖點(diǎn)的資源分配圖如圖3.38所示。/*tips*/循環(huán)等待條件（安全檢測(cè)）第四章1、 簡(jiǎn)答題1、 試述存儲(chǔ)管理的基本功能。答：（1）存

22、儲(chǔ)分配；（2）地址映射；（3）存儲(chǔ)保護(hù)；（4）存儲(chǔ)共享；（5）存儲(chǔ)擴(kuò)充。4何謂地址轉(zhuǎn)換（重定位）？哪些方法可以實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換?？蓤?zhí)行的程序邏輯地址轉(zhuǎn)換（綁定）為物理地址的過(guò)程稱(chēng)為地址轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)方法：靜態(tài)地址重定位，動(dòng)態(tài)地址重定位，運(yùn)行時(shí)鏈接地址重定位。9. 什么是虛擬存儲(chǔ)器？列舉采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的必要性和可能性。虛擬存儲(chǔ)器：在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶(hù)提供一個(gè)比物理主存容量大得多的、可尋址的“主存儲(chǔ)器”。必要性：可用較小的內(nèi)存空間執(zhí)行較大的程序，能容納更多的并發(fā)執(zhí)行程序?？赡苄裕夯诔绦虻木植啃栽?。10試述請(qǐng)求分頁(yè)虛存管理的實(shí)現(xiàn)原理。請(qǐng)求

23、分段虛存管理是將進(jìn)程信息副本存放在外存中，當(dāng)它被調(diào)度投入運(yùn)行時(shí)，程序和數(shù)據(jù)沒(méi)有全部裝入內(nèi)存，僅裝入當(dāng)前使用段，進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中訪問(wèn)到不在內(nèi)存的段時(shí)候，再由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)入。11試述請(qǐng)求分段虛存管理的實(shí)現(xiàn)原理。請(qǐng)求分段虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)把作業(yè)的所有分段的副本都存放在輔助存儲(chǔ)器中，當(dāng)作業(yè)被調(diào)度投入運(yùn)行時(shí)，首先把當(dāng)前需要的一段或幾段裝入主存，在執(zhí)行過(guò)程中訪問(wèn)到不在主存的段時(shí)再把它們動(dòng)態(tài)裝入。1、虛地址以程序的邏輯結(jié)構(gòu)劃分成段，這是段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的段式特征。2、實(shí)地址劃分成位置固定、大小相等的頁(yè)框（塊），這是段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的頁(yè)式特征3、將每一段的線(xiàn)性地址空間劃分成與頁(yè)框大小相等的頁(yè)面，于是形成了段頁(yè)式存儲(chǔ)管理的特

24、征4、邏輯地址形式為：段號(hào)(s) 段內(nèi)頁(yè)號(hào) (p) 頁(yè)內(nèi)位移(d)對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，段式虛擬地址應(yīng)該由段號(hào)s和段內(nèi)位移d組成，操作系統(tǒng)內(nèi)部再自動(dòng)把d解釋成兩部分：段內(nèi)頁(yè)號(hào)p和頁(yè)內(nèi)位移d，也就是說(shuō)，d=p塊長(zhǎng)+d。18試述實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基本原理。作業(yè)運(yùn)行之前僅將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分頁(yè)面和段先裝入內(nèi)存便可開(kāi)始運(yùn)行，在程序的運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)所要訪問(wèn)的段不在內(nèi)存中時(shí)，再有操作系統(tǒng)將其調(diào)入內(nèi)存，程序便可繼續(xù)執(zhí)行下去。2、 應(yīng)用題3.答：(1)作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為7次，7/12=58%。使用OPT為6次，6/12=50%。作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為6次

25、，6/12=50%。使用LRU為6次，6/12=50%。使用OPT為5次，5/12=42%。(2)作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為10次，10/12=83%。使用OPT為7次，7/12=58%。作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為10次，10/12=83%。使用LRU為8次，8/12=66%。使用OPT為6次，6/12=50%。15. 在一分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中,邏輯地址長(zhǎng)度為16位,頁(yè)面大小為4096B,現(xiàn)有一邏輯地址為2F6AH,且第0、1、2頁(yè)依次存放在10、12、14號(hào)物理塊中,問(wèn)相應(yīng)的物理地址為多少?4096B=212B16位尋址一共216B分頁(yè)存

26、儲(chǔ).共分的頁(yè)：216/212=24=16 共分16頁(yè).第0頁(yè)的地址范圍 0H - 0FFFH第1頁(yè)的地址范圍 1000H - 1FFFH第2頁(yè)得地址范圍 2000H - 2FFFH.第14頁(yè) E000H - EFFFH第15頁(yè) F000H - FFFFH2F6AH=10 1111 0110 1010 在2頁(yè)的范圍對(duì)應(yīng)物理塊14所以物理地址為：2F6AH - 2000H + E000H = F6AH + E000H= EF6AH/*tips*/地址同為16位邏輯地址物理地址頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址頁(yè)框頁(yè)內(nèi)地址29.答：1)6802)9153)9044)越界5)17506)越界。30.答：1)頁(yè)面訪問(wèn)序列為

27、1，1，2，2，1，4，2，3，3，5，5，4（0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3。）2)FIFO為5次，缺頁(yè)中斷率為5/12=41.6%。LRU為6次，缺頁(yè)中斷率為6/12=50%。LRU反比FIFO缺頁(yè)中斷率高。第五章1、 簡(jiǎn)答題2試述各種I/O控制方式及其主要優(yōu)、缺點(diǎn)。（1）輪詢(xún)方式：又稱(chēng)程序直接控制方式，使用查詢(xún)指令測(cè)試設(shè)備控制器的忙閑狀態(tài)位，確定內(nèi)存和設(shè)備是否能交換數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單，成本低廉。缺點(diǎn)：輪詢(xún)方式的主要缺點(diǎn)是運(yùn)行效率不足。（2）中斷控制方式：cpu啟動(dòng)I/O設(shè)備后不必查詢(xún)I/O設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，而是繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)行程序，對(duì)設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒不加過(guò)問(wèn)。優(yōu)點(diǎn)：不必忙于

28、查詢(xún)I/O準(zhǔn)備情況，cup和I/O設(shè)備可實(shí)現(xiàn)部分并行，大大提升了cup的利用率。缺點(diǎn)：輸入輸出操作直接由中央處理器控制，每傳送一個(gè)字符或一個(gè)字，都要發(fā)生一次中斷，仍耗費(fèi)大量中央處理器時(shí)間。（3） DMA方式：內(nèi)存和設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路成塊的傳說(shuō)數(shù)據(jù)，在主機(jī)和I/O設(shè)備之間成塊的傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中，無(wú)需CPU干預(yù)，實(shí)際操作由DMA直接執(zhí)行完成。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：增加主存地址寄存器，數(shù)據(jù)移位寄存器等硬件，不僅有中斷結(jié)構(gòu)，還增加了DMA傳輸控制結(jié)構(gòu)，增加了成本，但功能較差，不能滿(mǎn)足復(fù)雜的I/O操作要求。（4）通道方式：又稱(chēng)I/O處理器，能完成內(nèi)存和設(shè)備之間的信息傳送，與CPU并行的執(zhí)

29、行操作。優(yōu)點(diǎn)：a.自成獨(dú)立體系，大大減少了外圍設(shè)備和中央處理器的邏輯關(guān)系，把中央處理器從瑣碎的輸入輸出操作中解放出來(lái)；b.外圍和中央處理器能實(shí)現(xiàn)并行操作；c.通道和通道之間能實(shí)現(xiàn)并行操作；d.各通道上的外圍設(shè)備也能實(shí)現(xiàn)并行操作。缺點(diǎn)：a.具有通道裝置的計(jì)算機(jī)的主機(jī)、通道、控制器和設(shè)備之間用四級(jí)連接，實(shí)施三級(jí)控制；b.價(jià)格較高，一般在大型機(jī)中使用。21、 什么是虛擬設(shè)備？實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？虛擬設(shè)備：為了提高獨(dú)占設(shè)備的利用率，采用SPOOLING技術(shù)，用可共享的設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備，使獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備，使每個(gè)作業(yè)感到自己分到了獨(dú)占設(shè)備。這種模擬的獨(dú)占設(shè)備稱(chēng)為虛擬設(shè)備。主要條件是具有：(

30、1)預(yù)輸入程序；(2)井管理程序；(3)緩輸出程序。26Spooling是如何把獨(dú)立型設(shè)備改造成共享型設(shè)備的？實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的守護(hù)進(jìn)程（線(xiàn)程）都在用戶(hù)空間上運(yùn)行，但所完成的是操作系統(tǒng)任務(wù)，即把本該有內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的功能外移。(1)預(yù)輸入程序；(2)井管理程序；(3)緩輸出程序。28 為什么要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？應(yīng)用程序與具體的物理設(shè)備無(wú)關(guān)，系統(tǒng)要增減或變更設(shè)備時(shí)對(duì)源程序不必加如何修改，易于應(yīng)對(duì)I/O設(shè)備故障，增加設(shè)備分配的靈活性，能更有效的理由設(shè)備資源，實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)。用戶(hù)通常不指定物理設(shè)備，而是指定邏輯設(shè)備，是的用戶(hù)作業(yè)和物理設(shè)備分離開(kāi)來(lái)，在通過(guò)其他途徑建立邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的映射

31、。2、 應(yīng)用題1.（1）1+2 + 19 *（18+1+2）處理完1之后（3ms時(shí)刻）磁頭指向4開(kāi)頭（2）20 *（1+2）物理記錄邏輯記錄1123425673。2.答：處理次序?yàn)椋?00-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移動(dòng)的總柱面數(shù)：（186-100）+ （186-8） = 264。5.答：5-3-2-1-47.(1)先來(lái)先服務(wù)算法FCFS為565，依次為143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2)最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF為162，依次為143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。(3)掃描算法SCAN為169，依次為143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4)電梯調(diào)度為125(先向地址大的方向)，依次