操作系統(tǒng)課后答案(全)

1、操作系統(tǒng)以什么方式組織用戶使用計(jì)算機(jī)？答：操作系統(tǒng)以進(jìn)程的方式組織用戶使用計(jì)算機(jī)。用戶所需完成的各種任務(wù)必須由相應(yīng)的程序來(lái)表達(dá)出來(lái)。為了實(shí)現(xiàn)用戶的任務(wù)，必須讓相應(yīng)功能的程序執(zhí)行。而進(jìn)程就是指程序的運(yùn)行，操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度程序決定CPU 在各進(jìn)程間的切換。操作系統(tǒng)為用戶提供進(jìn)程創(chuàng)建和結(jié)束等的系統(tǒng)調(diào)用功能，使用戶能夠創(chuàng)建新進(jìn)程。操作系統(tǒng)在初始化后，會(huì)為每個(gè)可能的系統(tǒng)用戶創(chuàng)建第一個(gè)用戶進(jìn)程，用戶的其他進(jìn)程則可以由母進(jìn)程通過(guò)“進(jìn)程創(chuàng)建 ”系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行創(chuàng)建。早期監(jiān)督程序(Monitor )的功能是什么？答：早期監(jiān)督程序的功能是代替系統(tǒng)操作員的部分工作，自動(dòng)控制作業(yè)的運(yùn)行。監(jiān)督程序首先把第一道作業(yè)調(diào)入主存

2、，并啟動(dòng)該作業(yè)。運(yùn)行結(jié)束后，再把下一道作業(yè)調(diào)入主存啟動(dòng)運(yùn)行。它如同一個(gè)系統(tǒng)操作員，負(fù)責(zé)批作業(yè)的I/O，并自動(dòng)根據(jù)作業(yè)控制說(shuō)明書以單道串行的方式控制作業(yè)運(yùn)行，同時(shí)在程序運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)提供各種系統(tǒng)調(diào)用，控制使用計(jì)算機(jī)資源。試述多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基本思想。為什么采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)可以提高資源利用率？答：多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的基本思想是，在主存同時(shí)保持多道程序，主機(jī)以交替的方式同時(shí)處理多道程序。從宏觀上看，主機(jī)內(nèi)同時(shí)保持和處理若干道已開始運(yùn)行但尚未結(jié)束的程序。從微觀上看，某一時(shí)刻處理機(jī)只運(yùn)行某道程序。可以提高資源利用率的原因：由于任何一道作業(yè)的運(yùn)行總是交替地串行使用CPU、外設(shè)等資源，即使用一段時(shí)間的

3、CPU,然后使用一段時(shí)間的I/O設(shè)備，由于采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，加之對(duì)多道程序?qū)嵤┖侠淼倪\(yùn)行調(diào)度，則可以實(shí)現(xiàn) CPU 和 I/O 設(shè)備的高度并行，可以大大提高CPU 與外設(shè)的利用率。什么是分時(shí)系統(tǒng)？其主要特征是什么？適用于哪些應(yīng)用？答：分時(shí)系統(tǒng)是以多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ)的交互式系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)終端相連接，用戶通過(guò)各自的終端和終端命令以交互的方式使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。每個(gè)用戶都感覺(jué)到好像是自己在獨(dú)占計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而在系統(tǒng)內(nèi)部則由操作系統(tǒng)以時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)多個(gè)用戶分享CPU。主要特征是：并行性：系統(tǒng)能協(xié)調(diào)多個(gè)終端用戶同時(shí)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能控制多道程序同時(shí)運(yùn)行。共享性：對(duì)資源而言，

4、系統(tǒng)在宏觀上使各終端用戶共享計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源，而在微觀上它們則分時(shí)使用這些資源。交互性：人與計(jì)算機(jī)以交互的方式進(jìn)行工作。獨(dú)占性：使用戶感覺(jué)到他在獨(dú)占使用計(jì)算機(jī)。現(xiàn)在的系統(tǒng)大部分都是分時(shí)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于人機(jī)交互的方面。什么是中斷？什么是異常？它們有何區(qū)別？答：中斷是指來(lái)自CPU 執(zhí)行指令以外的事件發(fā)生后，處理機(jī)暫停正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理該事件的程序的過(guò)程。異常是指源自CPU 執(zhí)行指令內(nèi)部的事件發(fā)生后，處理機(jī)暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去處理該事件的過(guò)程。區(qū)別：廣義的中斷包括中斷和異常，統(tǒng)一稱為中斷。狹義的中斷和異常的區(qū)別在于是否與正在執(zhí)行的指令有關(guān)，中斷可以屏蔽，而異常不可屏蔽。什么是多級(jí)

5、中斷？為什么要把中斷分級(jí)？試述多級(jí)中斷的處理原則。中斷分級(jí)是根據(jù)中斷的輕重緩急來(lái)排序，把緊迫程度大致相當(dāng)?shù)闹袛嘣礆w并在同一級(jí)，而把緊迫程度差別較大的中斷源放在不同的級(jí)別。一般來(lái)說(shuō)，高速設(shè)備的中斷優(yōu)先級(jí)高，慢速設(shè)備的中斷優(yōu)先級(jí)低。這就是多級(jí)中斷。這所以引入多級(jí)中斷是因?yàn)椋簽槭瓜到y(tǒng)能及時(shí)的響應(yīng)和處理所發(fā)生的緊迫中斷，同時(shí)又不至于發(fā)生中斷信號(hào)丟失，計(jì)算機(jī)發(fā)展早起在設(shè)計(jì)中斷系統(tǒng)硬件時(shí)根據(jù)各種中斷的輕重在線路上作出安排，從而使中斷響應(yīng)能有一個(gè)優(yōu)先次序。多級(jí)中斷的處理原則：當(dāng)多級(jí)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，CPU 按照由高到低的順序響應(yīng)。高級(jí)中斷可以打斷低級(jí)中斷處理程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行高級(jí)中斷處理程序。當(dāng)同級(jí)中斷同時(shí)

6、到時(shí)，則按位響應(yīng)。什么是中斷向量？其內(nèi)容是什么？試述中斷的處理過(guò)程。答：中斷向量：為處理方便，一般為系統(tǒng)中每個(gè)中斷信號(hào)編制一個(gè)相應(yīng)的中斷處理程序，并把這些程序的入口地址放在特定的主存單元中。通常將這一片存放中斷處理程序入口地址的主存單元稱為中斷向量。中斷向量的內(nèi)容：對(duì)不同的系統(tǒng)，中斷向量中的內(nèi)容也不盡相同。一般每一個(gè)中斷信號(hào)占用連續(xù)的兩個(gè)單元：一個(gè)用來(lái)存放中斷處理程序的入口地址，另一個(gè)用來(lái)保存在處理中斷時(shí)CPU 應(yīng)具有的狀態(tài)。中斷的處理過(guò)程：一般包括保存現(xiàn)場(chǎng)，分析中斷原因，進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序，最后重新選擇程序運(yùn)行，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)等過(guò)程。中斷/異常處理為什么要保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)？現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)包括哪幾方面

7、的內(nèi)容？答：因?yàn)橹袛嗵幚硎且豁?xiàng)短暫性的工作，邏輯上處理完后還要回到被中斷的程序，從其恢復(fù)點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。為了能實(shí)現(xiàn)正確的返回，并繼續(xù)運(yùn)行下去，在中斷處理前后必須保存和恢復(fù)被中斷的程序現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)包括：PC寄存器的內(nèi)容，通用寄存器以及一些與程序運(yùn)行相關(guān)的特 殊寄存器中的內(nèi)容。操作系統(tǒng)內(nèi)核的主要功能模塊有哪些？如果采用微內(nèi)核模型，原來(lái)在內(nèi)核的功能中，哪些功能在微內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)？哪些由用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程實(shí)現(xiàn)？答：操作系統(tǒng)內(nèi)核的主要功能模塊有：1、系統(tǒng)初始化模塊2、進(jìn)程管理模塊 3、存儲(chǔ)管理模塊4、 I/O 設(shè)備管理模塊5、文件管理模塊采用微內(nèi)核模型，原來(lái)在內(nèi)核的功能中，少量的進(jìn)程調(diào)度切換代碼和中斷處理程序在微

8、內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，原來(lái)由內(nèi)核態(tài)實(shí)現(xiàn)的大部分操作系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用處理等功能轉(zhuǎn)由用戶態(tài)運(yùn)行的進(jìn)程實(shí)現(xiàn)。從控制軌跡上看，系統(tǒng)調(diào)用和程序級(jí)的過(guò)程調(diào)用都相當(dāng)于在斷點(diǎn)處插入一段程序執(zhí)行，但它們卻有質(zhì)的區(qū)別，試述這種差別。答：這種差別主要在于處理機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化。發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，處理機(jī)由用戶態(tài)進(jìn)入核心態(tài)；而程序調(diào)用時(shí)，運(yùn)行狀態(tài)不發(fā)生變化，其狀態(tài)仍然保持在用戶態(tài)。試述終端命令解釋程序的處理過(guò)程。答：終端命令解釋程序的處理過(guò)程如下：判斷命令的合法性識(shí)別命令，如果是簡(jiǎn)單命令則處理命令，然后繼續(xù)讀取下一條命令如果是不認(rèn)識(shí)的命令關(guān)鍵字，則在約定目錄下查找與命令關(guān)鍵字同名的執(zhí)行文件，創(chuàng)建子進(jìn)程去執(zhí)行“執(zhí)行文件 ”程序，等待子進(jìn)程

9、結(jié)束后轉(zhuǎn)繼續(xù)讀取下一條命令。什么是進(jìn)程？為什么要引入此概念？試述進(jìn)程的特點(diǎn)及它與程序的區(qū)別。答：進(jìn)程是支持程序執(zhí)行的機(jī)制，是程序針對(duì)某一數(shù)據(jù)集合的執(zhí)行過(guò)程。引入此概念的原因：隨著操作系統(tǒng)的發(fā)展而產(chǎn)生。在監(jiān)督程序時(shí)代以作業(yè)形式表示程序運(yùn)行，那時(shí)，作業(yè)以同步方式串行地運(yùn)行每個(gè)作業(yè)步，當(dāng)操作系統(tǒng)發(fā)展到分時(shí)系統(tǒng)時(shí)，為了開發(fā)同一作業(yè)中不同作業(yè)步之間的并發(fā)，作業(yè)機(jī)制已經(jīng)不能滿足需要，因而引入了進(jìn)程機(jī)制。進(jìn)程的特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)性:可動(dòng)態(tài)創(chuàng)建,結(jié)束,也可是被調(diào)度進(jìn)程并發(fā)性:可以被獨(dú)立調(diào)度，占用處理機(jī)運(yùn)行獨(dú)立性:盡量把并發(fā)事務(wù)安排到不同的進(jìn)程制約性:因訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)或進(jìn)程間同步而產(chǎn)生制約.與程序的區(qū)別：進(jìn)程是程序的執(zhí)行

10、過(guò)程，程序是靜態(tài)的，進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的。一個(gè)進(jìn)程至少是一個(gè)可執(zhí)行程序，同一個(gè)程序可以由多個(gè)進(jìn)程分別執(zhí)行。進(jìn)程控制塊的作用是什么？PCB 中應(yīng)包括哪些信息？答：進(jìn)程控制塊的作用是：進(jìn)程控制塊用于保存每個(gè)進(jìn)程和資源的相關(guān)信息，包括進(jìn)程標(biāo)識(shí)、空間、運(yùn)行狀態(tài)、資源等信息。以便于操作系統(tǒng)管理和控制進(jìn)程和資源。PCB 中應(yīng)包括：1、進(jìn)程標(biāo)識(shí)信息：本進(jìn)程的標(biāo)識(shí)、父進(jìn)程的標(biāo)識(shí)、進(jìn)程所屬用戶的標(biāo)識(shí)。2、處理機(jī)狀態(tài)信息。保存進(jìn)程的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)信息，包括用戶可用寄存器的信息；控制和狀態(tài)寄存器的信息；棧指針。為什么進(jìn)程狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化？何時(shí)變化？（P54）答：進(jìn)程在它的生存周期中，由于系統(tǒng)中各進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行及相互制約的結(jié)果，使得它

11、的狀態(tài)不斷發(fā)生變化。狀態(tài)變化的時(shí)機(jī)：空創(chuàng)建：當(dāng)一個(gè)新進(jìn)程被產(chǎn)生來(lái)執(zhí)行一個(gè)程序時(shí)。創(chuàng)建-就緒：當(dāng)進(jìn)程被創(chuàng)建完成，初始化后，一切就緒準(zhǔn)備運(yùn)行時(shí)。就緒-運(yùn)行：當(dāng)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程被進(jìn)程調(diào)度程序選中后。運(yùn)行-結(jié)束：當(dāng)進(jìn)程指示它已經(jīng)完成或者因錯(cuò)流產(chǎn)時(shí)。運(yùn)行-就緒：處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程在其運(yùn)行過(guò)程中，分給它的處理機(jī)時(shí)間 片用完而讓出處理機(jī)；或者在可剝奪的操作系統(tǒng)中，當(dāng)有更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程就 緒時(shí)。運(yùn)行-阻塞：當(dāng)進(jìn)程請(qǐng)求某樣?xùn)|西且必須等待時(shí)。阻塞-就緒：當(dāng)進(jìn)程要等待事件到來(lái)時(shí)。進(jìn)程創(chuàng)建的主要工作是什么？（P54）答：進(jìn)程創(chuàng)建時(shí)的主要工作如下：1、接收進(jìn)程運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)初始值，初始優(yōu)先級(jí)，初始執(zhí)行程序描述，其它資源等參

12、數(shù)。2、請(qǐng)求分配進(jìn)程描述塊PCB 空間，得到一個(gè)內(nèi)部數(shù)字進(jìn)程標(biāo)識(shí)。3、用從父進(jìn)程傳來(lái)的參數(shù)初始化PCB 表。4、產(chǎn)生描述進(jìn)程空間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用初始執(zhí)行文件初始化進(jìn)程空間，建立程序段，數(shù)據(jù)段、棧段等。5、用進(jìn)程運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)初始值設(shè)置處理機(jī)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)。造一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行棧幀。6、置好父進(jìn)程等關(guān)系域。7、將進(jìn)程置成就緒狀態(tài)。8、將PCB 表掛入就緒隊(duì)列，等待時(shí)機(jī)被調(diào)度運(yùn)行。詳細(xì)說(shuō)明幾個(gè)引起進(jìn)程調(diào)度的原因。（P62）答： 1、進(jìn)程主動(dòng)放棄處理機(jī)時(shí)：正在執(zhí)行的進(jìn)程執(zhí)行完畢。操作系統(tǒng)在處理進(jìn)程結(jié)束系統(tǒng)調(diào)用后應(yīng)請(qǐng)求重新調(diào)度。正在執(zhí)行的進(jìn)程發(fā)出I/O 請(qǐng)求，當(dāng)操作系統(tǒng)代其啟動(dòng)外設(shè)I/O 后，在I/O 請(qǐng)求沒(méi)有完成前要

13、將進(jìn)程變成阻塞狀態(tài)，應(yīng)該請(qǐng)求重新調(diào)度。正在執(zhí)行的進(jìn)程要等待其它進(jìn)程或系統(tǒng)發(fā)出的事件時(shí)。如等待另一個(gè)進(jìn)程通訊數(shù)據(jù)，這時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)將現(xiàn)運(yùn)行進(jìn)程掛到等待隊(duì)列，并且請(qǐng)求重新調(diào)度。正在執(zhí)行的進(jìn)程得不到所要的系統(tǒng)資源，如要求進(jìn)入臨界區(qū)，但沒(méi)有得到鎖時(shí)，這時(shí)等鎖的進(jìn)程應(yīng)自動(dòng)放棄處理機(jī)或者阻塞到等鎖隊(duì)列上，并且請(qǐng)求重新調(diào)度。2、為了支持可剝奪的進(jìn)程調(diào)度方式，在以下情況發(fā)生時(shí)，因?yàn)樾戮途w的進(jìn)程可能會(huì)按某種調(diào)度原則剝奪正運(yùn)行的進(jìn)程，因此也應(yīng)該申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度：當(dāng)中斷處理程序處理完中斷，如I/O中斷、通訊中斷，引起某個(gè)阻塞進(jìn) 程變成就緒狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該請(qǐng)求重新調(diào)度。當(dāng)進(jìn)程釋放資源，走出臨界區(qū)，引起其他等待該資源進(jìn)程從阻

14、塞狀態(tài)進(jìn)入就緒狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該請(qǐng)求重新調(diào)度。當(dāng)進(jìn)程發(fā)系統(tǒng)調(diào)用，引起某個(gè)事件發(fā)生，導(dǎo)致等待事件的進(jìn)程就緒時(shí)。其它任何原因引起有進(jìn)程從其它狀態(tài)變成就緒狀態(tài)，如進(jìn)程被中調(diào)選中時(shí)。3、為了支持可剝奪調(diào)度，即使沒(méi)有新就緒進(jìn)程,為了讓所有就緒進(jìn)程輪流占用處理機(jī)，可在下述情況下申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度：當(dāng)時(shí)鐘中斷發(fā)生,時(shí)鐘中斷處理程序調(diào)用有關(guān)時(shí)間片的處理程序，發(fā)現(xiàn)正運(yùn)行進(jìn)程時(shí)間片到，應(yīng)請(qǐng)求重新調(diào)度。以便讓其他進(jìn)程占用處理機(jī)。在按進(jìn)程優(yōu)先級(jí)進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度的操作系統(tǒng)中，任何原因引起進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)請(qǐng)求重新調(diào)度。如進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用自愿改變優(yōu)先級(jí)時(shí)或者系統(tǒng)處理時(shí)鐘中斷時(shí)，根據(jù)各進(jìn)程等待處理機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)短而調(diào)整進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)

15、。什么時(shí)候進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度最為合適？請(qǐng)說(shuō)明理由。（P63）答：進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)：當(dāng)發(fā)生引起調(diào)度條件，且當(dāng)前進(jìn)程無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行下去時(shí)（如發(fā)生各種進(jìn)程放棄處理機(jī)的條件）可以馬上進(jìn)行調(diào)度與切換。當(dāng)中斷處理結(jié)束或自陷處理結(jié)束返回被中斷進(jìn)程的用戶態(tài)程序執(zhí)行前，若請(qǐng)求調(diào)度標(biāo)志置上，即可馬上進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度與切換。如果操作系統(tǒng)支持這種情況下運(yùn)行調(diào)度程序，即實(shí)現(xiàn)了剝奪方式的調(diào)度。對(duì)于三類進(jìn)程（ I/O 為主、 CPU 為主和 I/O 與 CPU 均衡） ，應(yīng)如何賦予它們的運(yùn)行優(yōu)先級(jí)并說(shuō)明理由。（ P67）答：對(duì)于這三類進(jìn)程，賦予的優(yōu)先級(jí)由高到低分別為：I/O 為主、 I/O 與CPU 均衡、 CPU 為主。理由：為了充分

16、利用外部設(shè)備，以及對(duì)終端交互用戶及時(shí)地予以響應(yīng)，通 常將I/O型進(jìn)程列為最高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。假設(shè)在單處理機(jī)上有五個(gè)進(jìn)程(1、2、3、4、5)爭(zhēng)奪運(yùn)行，其運(yùn)行時(shí)間分別 為10, 1, 2, 1, 5秒，其優(yōu)先級(jí)分別為3, 1, 3, 4, 2,這些進(jìn)程幾乎同時(shí)到 達(dá)，但在就緒隊(duì)列中的次序依次為 1, 2, 3, 4, 5,試回答：給出這些進(jìn)程分別適用輪轉(zhuǎn)法、SPF和非剝奪優(yōu)先級(jí)調(diào)度法調(diào)度時(shí)的運(yùn)行進(jìn)度表，其中，輪轉(zhuǎn)法中的時(shí)間片取值為 2。在上述各算法的調(diào)度下每個(gè)進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間和等待時(shí)間為多少？具有最短平均等待時(shí)間的算法是哪個(gè)？答：輪轉(zhuǎn)法:時(shí)間 2 12 125:進(jìn)程進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間:15進(jìn)程的等待時(shí)間:

17、片進(jìn)程1: 19,進(jìn)程2: 3,進(jìn)程3: 5,進(jìn)程4: 6,進(jìn)程進(jìn)程1: 9,進(jìn)程2: 2,進(jìn)程3: 3,進(jìn)程4: 5,進(jìn)程5:10平均等待時(shí)間(9+2+3+5+10) /5=SPF算法：進(jìn)程提交時(shí)間結(jié)束時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí) 問(wèn)10101219199193242441211254949平均等待時(shí)間：16/5=非剝奪優(yōu)先級(jí)算法進(jìn)程提交時(shí)間結(jié)束時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí) 問(wèn)1111111211819183111311134 10110513181318平均等待時(shí)間：43/5=SPF算法具有最短平均等待時(shí)間。什么是批處理作業(yè)和交互式作業(yè)？它們的特點(diǎn)是什么？系統(tǒng)如何管理？答：批處理作業(yè)是指用戶將若干用戶任務(wù)合成

18、一批，一起提交給系統(tǒng)進(jìn)行 處理的任務(wù)集合。交互式作業(yè)是指用戶的一次上機(jī)交互過(guò)程，用戶通過(guò)命令語(yǔ) 言逐條地與系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)答式的交互，提交作業(yè)步。特點(diǎn)：批處理作業(yè)的處理過(guò)程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，不需人為干預(yù)，用戶也 看不到中間結(jié)果。交互式作業(yè)需要系統(tǒng)提供終端供用戶與系統(tǒng)交互，作業(yè)的運(yùn) 行由人控制，便于作業(yè)的調(diào)試以及將作業(yè)按人預(yù)想的方向進(jìn)行。并行任務(wù)如何在程序中表示？(P74)答：并行任務(wù)在程序中主要通過(guò)并發(fā)語(yǔ)句來(lái)表示。如Parbegin/Parend句并行任務(wù)并行(并發(fā))運(yùn)行的操作系統(tǒng)支持基礎(chǔ)是什么？答：支持基礎(chǔ)是進(jìn)程和線程的引入。在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，這就使多任務(wù)并行執(zhí)行成為可能

19、。同時(shí)，線程的引入，同一進(jìn)程內(nèi)的多個(gè)線程也可以并行運(yùn)行，這也提供了任務(wù)內(nèi)部的并行。提高了效率。題略答：答：進(jìn)程P0 在 flag0=false 后，進(jìn)程P1 跳出循環(huán)，此時(shí)剛好來(lái)了一個(gè)中斷。中斷使得進(jìn)程P0 又再次執(zhí)行，此時(shí)由于P1 并沒(méi)有給turn 賦值，從而P0可以順利進(jìn)入臨界段，在P0進(jìn)入臨界段時(shí)產(chǎn)生中斷，P1恢復(fù)執(zhí)行，將turn賦值 為 1，從而 P1 也可以進(jìn)入臨界段。從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。何謂原語(yǔ)？它與系統(tǒng)調(diào)用有何區(qū)別？如何實(shí)現(xiàn)原語(yǔ)執(zhí)行的不可分割性？答：原語(yǔ)是指完成某種功能且不被分割、不被中斷執(zhí)行的操作序列。有時(shí)也稱為原子操作。它與系統(tǒng)調(diào)用的區(qū)別：原語(yǔ)和系統(tǒng)調(diào)用是兩個(gè)不同的概念，原語(yǔ)主要強(qiáng)

20、調(diào)操作的不可分割性，可以認(rèn)為是一個(gè)不可中斷的子程序調(diào)用，但是系統(tǒng)調(diào)用是由用戶態(tài)進(jìn)入核心態(tài)，雖然系統(tǒng)調(diào)用一般也不被中斷，但是如果有更高更緊迫的系統(tǒng)調(diào)用的話，還是能夠打斷原來(lái)的系統(tǒng)調(diào)用的。實(shí)現(xiàn)原語(yǔ)執(zhí)行的不可分割性：通常由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件通過(guò)中斷屏蔽的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果 P， V 操作不作為原語(yǔ)(可分割執(zhí)行)，那么是否還可用于解決互斥問(wèn)題？如果不能，則舉例說(shuō)明。答：如果P， V 操作不作為原語(yǔ)，那么不可用于解決互斥問(wèn)題。因?yàn)槿绻菢拥脑?，則：程序語(yǔ)言s = s-1翻譯成機(jī)器語(yǔ)言為：load R1, s; load R2, 1; sub R1, R2;此時(shí)，他們之間的操作可以分割執(zhí)行，假設(shè)有兩個(gè)

21、進(jìn)程P1、P2, s初值為1,當(dāng)P1進(jìn)入P操作時(shí)，s大于0,可以進(jìn)入，因此會(huì)執(zhí)行上面的機(jī)器語(yǔ)言，將 s的值取出來(lái)，放入R1寄存器中，而此時(shí)，有可能 P2進(jìn)程要進(jìn)入臨界段，因 此，它也比較s的值是否小于0,因?yàn)榇藭r(shí)s的值仍為1,所以P2也進(jìn)入臨界 段，出現(xiàn)錯(cuò)誤。題略答：empty1=1; empty2=1; full1=0; full2=0;parbeginP: While(1)P(empty1);put to buffer1;V(full1);Q: While(1)P(full1);get from buffer1;V(empty1);P(empty2);put to buffer2;V(fu

22、ll2);R: While(1) P(full2);get from buffer2;V(empty2);parend;empty1=m; empty2=n; full1=0; full2=0;mutex1=1;mutex2=1; parbeginP: While(1) P(empty1);P(mutex1);put to buffer1;V(full1); V(mutex1); Q: While(1) P(full1);P(mutex1);get from buffer1;V(empty1);V(mutex1);P(empty2);P(mutex2);put to buffer2;V(ful

23、l2);V(mutex2);R: While(1) P(full2);P(mutex2);get from buffer2;V(empty2);V(mutex2);parend;題略答： P1: Sa;V(ac);V(ae);Sb;P(cd);Sd;P(fe);Sf;V(fh);Sg;P2: P(ac);Sc;V(cd);P3: P(ae);Se;V(fe);P(fh);Sh;題略答：解題方法，找出可能死鎖的資源最多的情況。假設(shè)n 個(gè)進(jìn)程需要的資源數(shù)分別為：a1,a2； an,則占有資源數(shù)最多卻剛好形成死鎖的情況是：每個(gè)進(jìn)程都占有比所需資源數(shù)少一個(gè)的資源數(shù)量，而此時(shí)剛好資源用光。所以是：(a1

24、-1)+(a2-1)+(an-1)=m,整理得 a1+a2+an=m+n,而要想使得系統(tǒng)無(wú)死鎖，則必須有a1+a2+anm+n。命題得證。題略答：1、Need 的內(nèi)容為：0000, 0750, 1002, 0020, 06422、系統(tǒng)是處于安全狀態(tài)。3、進(jìn)程2 請(qǐng)求0420，不能立即得到滿足，因?yàn)槿绻o進(jìn)程2 分配了0420的話，系統(tǒng)將處于不安全狀態(tài)。所以不能立即得到滿足。多元信號(hào)量機(jī)構(gòu)允許P， V 操作同時(shí)對(duì)多個(gè)信號(hào)量進(jìn)行操作。這種機(jī)構(gòu)對(duì)同時(shí)申請(qǐng)或釋放若干個(gè)資源是非常有用的。假設(shè)二元信號(hào)量機(jī)構(gòu)中的P 原語(yǔ)定義為：P(S,R) : While(S0 or R 0);S=S-1;R=R-1;試用

25、一元信號(hào)量機(jī)構(gòu)加以實(shí)現(xiàn)。答： mutex: semaphoreP(mutex);P(S);P(R);V(mutex);“理發(fā)師睡覺(jué)”問(wèn)題答：可以將此題看作N 個(gè)生產(chǎn)者和一個(gè)消費(fèi)者問(wèn)題。顧客作為生產(chǎn)者，每到來(lái)一個(gè)，就將自己放入計(jì)數(shù)器 RC,以便讓理發(fā)師消費(fèi)至最后一個(gè)產(chǎn)品(顧客)，因此顧客進(jìn)程執(zhí)行的第一個(gè)語(yǔ)句便是 RC=RC+1。而第一個(gè)到來(lái)的顧客應(yīng)該負(fù)責(zé)喚醒理發(fā)師，理發(fā)師此時(shí)正在信號(hào)量WAKEUP 上等待(P(WAKEUP); 該信號(hào)量的初值為0)，由第一個(gè)顧客執(zhí)行V(WAKEUP) 。若顧客不是第一個(gè)到達(dá)，則在信號(hào)量WAIT 上等待( P(WAIT) 該信號(hào)量的初值為0)，等理發(fā)師理完一個(gè)顧客

26、后，執(zhí)行V(WAIT) 操作便可叫出該顧客理發(fā)。以上過(guò)程循環(huán)反復(fù)，理發(fā)師沒(méi)每理完一個(gè)顧客，就令計(jì)數(shù)器減1， RC=0 時(shí)便知此時(shí)無(wú)顧客，理發(fā)師可以繼續(xù)睡覺(jué)，等待下一批顧客到達(dá)。在設(shè)信號(hào)量MUTEX(初值為1),保證對(duì)計(jì)數(shù)器RC的互斥作用。parbegin顧客進(jìn)程：beginP(mutex);rc=rc+1;if rc=1 then V(wakeup);elseP(wait);V(mutex);理發(fā)；end;理發(fā)師進(jìn)程：beginP(wakeup);repeat理發(fā)；P(mutex);rc=rc-1;if(rc!=0) then V(wait);V(mutex);until rc=0;end;

27、parend;題略進(jìn)程數(shù)資源總數(shù)是否可能死鎖11不會(huì)12不會(huì)21不會(huì)22可能會(huì)23可能會(huì)進(jìn)程數(shù)資源總數(shù)是否可能死鎖12不會(huì)22可能會(huì)23不會(huì)33可能會(huì)34不會(huì)答：需要的硬件支持可以選擇兩種：1、上、下界寄存器和地址檢查機(jī)制；2、 基地址寄存器、長(zhǎng)度寄存器和動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)制。地址轉(zhuǎn)換的過(guò)程也即是地址重定位的過(guò)程，也有兩種方法實(shí)現(xiàn)地址重定位：1、靜態(tài)重定位，用戶代碼中使用相對(duì)地址，在將目標(biāo)代碼加載到主存時(shí)，裝配鏈接程序通過(guò)如下的方法將其裝配成絕對(duì)地址：原地址+目標(biāo)代碼所在主存起始地址；2、動(dòng)態(tài)重定位，它首先將程序在主存的起始地址及其總長(zhǎng)度存放于基地 址寄存器和長(zhǎng)度寄存器，當(dāng)在執(zhí)行訪存指令時(shí)，首先進(jìn)

28、行越界檢查，若不越 界，則將地址改成 原地址+目標(biāo)代碼所在主存起始地址”，然后進(jìn)行訪問(wèn)。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)保護(hù)：當(dāng)使用第一種硬件機(jī)制時(shí)，每訪問(wèn)一次主存，地址檢查機(jī)制將CPU提供的訪存地址與上、下界寄存器的值進(jìn)行比較。若介乎上下界之間，則可用該地 址訪問(wèn)存儲(chǔ)器，否則終止程序的運(yùn)行。當(dāng)使用第二種硬件機(jī)制時(shí)，每訪問(wèn)一次主存，它將 CPU提供的訪存地 址與長(zhǎng)度寄存器的值進(jìn)行比較。若越界，則終止程序，否則與基地址寄存器中 的值相加成為訪問(wèn)貯存的絕對(duì)物理地址。為什么要引進(jìn)頁(yè)式存儲(chǔ)管理方法？在這種管理方法中硬件應(yīng)提供哪些支持？答：原因在于連續(xù)分配存儲(chǔ)空間存在許多存儲(chǔ)碎片和空間管理復(fù)雜的問(wèn)題，而連續(xù)分配要求把作業(yè)放在主

29、存的一片連續(xù)區(qū)域中，這往往容易出現(xiàn)連續(xù) 空間因不能容納作業(yè)或進(jìn)程而不可用。而頁(yè)式存儲(chǔ)管理方法可以避免這種情況 的發(fā)生。硬件應(yīng)提供的支持：動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，頁(yè)表長(zhǎng)度寄存器，聯(lián)想存儲(chǔ)器（頁(yè)表以及訪問(wèn)權(quán)限域均在主存中）。題略答：（1）訪問(wèn)一次頁(yè)面單元需要訪問(wèn)兩次主存，因此訪問(wèn)時(shí)間為：*2=;（2）等效存儲(chǔ)訪問(wèn)時(shí)間為：*75%+*25%=;在頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中怎樣使多個(gè)作業(yè)共享一個(gè)程序或數(shù)據(jù)？答：在每個(gè)作業(yè)的頁(yè)表中，將需要共享的程序映射到存放該共享程序或數(shù)據(jù) 的相同的物理頁(yè)幀上。題略答：系統(tǒng)得到物理地址的過(guò)程：由題設(shè)可得，虛存地址的邏輯頁(yè)號(hào)為：11123,頁(yè)內(nèi)偏移為456;從聯(lián)想存儲(chǔ)器中查找邏輯頁(yè)號(hào)為

30、11123對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)幀號(hào)，如果有，則 將物理頁(yè)幀號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移合成成物理地址進(jìn)行訪問(wèn)，否則從頁(yè)表中查找。在頁(yè)表中找到相應(yīng)項(xiàng)，查看該頁(yè)的合法位是否置上，若為 1,則將該項(xiàng)指出的頁(yè)幀號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移合成成物理地址進(jìn)行訪問(wèn)，若合法位為0,則產(chǎn)生頁(yè)故障，系統(tǒng)將頁(yè)表項(xiàng)所指的輔存塊號(hào)調(diào)入主存，然后合成物理地址進(jìn)行訪問(wèn)。硬件完成的工作：獲得貢幀號(hào)，合成物理地址，以及合法位是否置上 等。軟件完成的工作：接收缺頁(yè)異常，對(duì)缺頁(yè)故障進(jìn)行處理，返回現(xiàn)場(chǎng)。題略答：訪問(wèn)的相應(yīng)邏輯頁(yè)號(hào)為：0,0,1, 1, 0,3,1,2,2,4,4,3。采用FIFO:故障數(shù)：6;頁(yè)故障率：6/12=50%采用 LRU ，淘汰上次使用距當(dāng)前最

31、遠(yuǎn)的頁(yè)：故障數(shù)：7；頁(yè)故障率為：7/12=%采用OPT,淘汰下次訪問(wèn)距當(dāng)前最遠(yuǎn)的那些頁(yè)中序號(hào)最小的一頁(yè)：故障數(shù)：5；頁(yè)故障率：5/12=%題略答：棧結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)一般在棧頂附近，或者離棧頂不遠(yuǎn)，符合程序的局部性行態(tài)；雜湊技術(shù)取決于Hash值的大小，如果太大，則會(huì)頻繁出現(xiàn)缺頁(yè)，不利于程序的局部性行態(tài)；順序搜索是根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)向前或向后逐個(gè)搜索，符合程序的局部性行態(tài)；goto語(yǔ)句往往使程序從一個(gè)地方跳到另一個(gè)地方，空間跨度往往比較大，少用或不用goto 語(yǔ)句使程序能夠在局部范圍內(nèi)執(zhí)行，符合程序的局部性行態(tài)。題略答：駐留集大小為2 個(gè)頁(yè)幀，但是程序要長(zhǎng)期駐留在主存中，必須占用一頁(yè)，所以駐留集中只有一頁(yè)

32、留給數(shù)據(jù)使用。假設(shè)數(shù)組中每一個(gè)元素占一個(gè)字的空間，因?yàn)槊恳豁?yè)有100個(gè)字，而且數(shù)組是按行主順序存放，當(dāng)采用1策略時(shí)，賦值順序?yàn)椋篈(1,1),A(2,1)A(100,1)，每一次賦值都產(chǎn)生缺頁(yè)異常，因此貢故障數(shù)為100*100=10000，而采用2 策略時(shí)，只在第一維產(chǎn)生變化時(shí)才產(chǎn)生缺頁(yè)故障，因此頁(yè)故障數(shù)為100。設(shè)有如下訪問(wèn)審：6, 9, 2, 1, 0, 3, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 2, 1。取=4，給出用 WS 與 VMIN 兩種算法控制該訪問(wèn)串駐留集的變化情況。答：用WS方法，有個(gè)時(shí)間未被引用則將其淘汰；用VMIN方法，若某頁(yè)下次訪問(wèn)的距離大于,則將其淘汰。如果主存中的某

33、頁(yè)正在與外部設(shè)備交換信息，那么在頁(yè)故障中斷時(shí)可以將這一頁(yè)淘汰嗎？對(duì)于這種情況應(yīng)如何解決？(P110-111)答：不能將這一頁(yè)淘汰，因?yàn)槿绻蕴鋈サ脑?，則新進(jìn)入的頁(yè)將代替正在交換信息的頁(yè)，而I/O 數(shù)據(jù)區(qū)將被新?lián)Q入的頁(yè)所代替，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。因此，應(yīng)該等該頁(yè)與外部設(shè)備交換信息結(jié)束之后，才能將該頁(yè)淘汰。題略答：訪問(wèn)虛地址(233)8 時(shí)不會(huì)發(fā)生缺頁(yè)故障，因?yàn)楦鶕?jù)虛地址可得，它的頁(yè)號(hào)為2，頁(yè)內(nèi)偏移為(33)8，而在頁(yè)表中頁(yè)號(hào)為2 的頁(yè)有效位為1，說(shuō)明在主存中，相應(yīng)的頁(yè)幀號(hào)為20，所以物理地址為(20)8*82+(33)8=(2033)8，而訪問(wèn)(345)8時(shí)會(huì)發(fā)生缺頁(yè)中斷，根據(jù)虛地址可得它的頁(yè)號(hào)為3

34、，頁(yè)內(nèi)偏移為(45)8，查頁(yè)表可得，該頁(yè)的有效位為0，因此不在主存中，產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，它首先向主存申請(qǐng)一個(gè)可用的頁(yè)幀，然后檢查該故障頁(yè)的頁(yè)類型，為零頁(yè)，因此將剛申請(qǐng)到的頁(yè)幀清零，將頁(yè)幀號(hào)填入頁(yè)表項(xiàng)中，將合法位置為1，然后返回。設(shè)備控制器與處理機(jī)如何通信？答：CPU 通過(guò)向控制器寄存器寫命令字來(lái)發(fā)出I/O 命令，控制器接到命令后，完成具體的I/O 操作，CPU 則反復(fù)讀取控制器的狀態(tài)，測(cè)試控制器是否完成操作?；蛘咿D(zhuǎn)向其他工作，當(dāng)控制器完成相應(yīng)操作后向CPU 發(fā)出中斷信號(hào)。簡(jiǎn)述各種不同的I/O 控制方式？答：主要有三種不同的I/O 控制方式：1、程序直接控制方式。當(dāng)遇到一條與I/O 相關(guān)的指令時(shí)，C

35、PU 向相應(yīng)的設(shè)備控制器發(fā)命令，設(shè)備控制器執(zhí)行相應(yīng)的操作，將I/O 狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位置上，然后CPU 周期性地檢查設(shè)備控制器的狀態(tài)寄存器，直到發(fā)現(xiàn)I/O 操作完成為止。 CPU 直接控制I/O 操作過(guò)程，包括測(cè)試設(shè)備狀態(tài)，發(fā)送讀/寫命令與數(shù)據(jù)。2、中斷驅(qū)動(dòng)方式。CPU 向設(shè)備控制器發(fā)出命令后，繼續(xù)做其他工作。當(dāng)設(shè)備控制器準(zhǔn)備好CPU交換數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)備控制器中斷 CPU,要求服務(wù)。CPU被中斷后，執(zhí)行CPU 寄存器和設(shè)備控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸，然后恢復(fù)被中斷的工作。3、 DMA 方式：當(dāng)CPU 需要讀/寫數(shù)據(jù)塊時(shí)，它給DMA 部件發(fā)命令，然后繼續(xù)執(zhí)行其他的工作。DMA 負(fù)責(zé)此次I/O 的完成， D

36、MA 部件每次一個(gè)字地將整個(gè)數(shù)據(jù)塊直接讀取或?qū)懭胫鞔妫恍杞?jīng)過(guò)CPU 寄存器。當(dāng)傳送過(guò)程完成后，DMA 部件向 CPU 發(fā)中斷信號(hào)。什么是獨(dú)占型設(shè)備和分時(shí)共享型設(shè)備？如何保證獨(dú)占型設(shè)備的獨(dú)占使用？（ P147）答：獨(dú)占型設(shè)備是指在申請(qǐng)?jiān)O(shè)備時(shí)，如果設(shè)備空閑，就將其獨(dú)占，不再允許其他進(jìn)程申請(qǐng)使用，一直等到該設(shè)備被釋放，才允許被其他進(jìn)程申請(qǐng)使用。分時(shí)共享型設(shè)備：設(shè)備接受多個(gè)I/O 請(qǐng)求，并將其放在請(qǐng)求隊(duì)列中，不同進(jìn)程的 I/O 操作請(qǐng)求以排隊(duì)的方式分時(shí)地占用設(shè)備進(jìn)行I/O。如何保證獨(dú)占使用：對(duì)獨(dú)占型設(shè)備進(jìn)行獨(dú)占申請(qǐng)，即在申請(qǐng)時(shí)，如果申請(qǐng)成功，就對(duì)該設(shè)備進(jìn)行加鎖操作，直到該I/O 完成后，才釋放鎖，

37、從而釋放該設(shè)備。以 SPOOLing 方式使用設(shè)備是如何實(shí)現(xiàn)的？答： SPOOLing 技術(shù)是在批處理操作系統(tǒng)時(shí)代引入的，即假脫機(jī)I/O 技術(shù)，它主要針對(duì)獨(dú)占型設(shè)備的使用。以打印機(jī)為例，首先為每個(gè)打印機(jī)建立一個(gè)打印服務(wù)進(jìn)程，和一個(gè)打印隊(duì)列。打印服務(wù)進(jìn)程循環(huán)地獲取打印隊(duì)列中的表項(xiàng)，對(duì)每一個(gè)要輸出的文件副本，服務(wù)進(jìn)程從文件副本中讀取數(shù)據(jù)，再成批地調(diào)用寫打印機(jī)的系統(tǒng)調(diào)用將該文件的數(shù)據(jù)打印在紙上。以下的工作各在3 個(gè) I/O 軟件層的哪一層完成？答：涉及到具體的磁道、扇區(qū)、磁頭的計(jì)算，這屬于設(shè)備驅(qū)動(dòng)與中斷處理層。屬于緩沖I/O 的功能，因此屬于與設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O 層。中涉及到設(shè)備寄存器的操作，而能操作

38、設(shè)備寄存器的只有設(shè)備驅(qū)動(dòng)與中斷處理層。是對(duì)設(shè)備使用權(quán)限的內(nèi)容，因此屬于與設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O層。用戶請(qǐng)求，他請(qǐng)求系統(tǒng)將二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼再輸出，屬于用戶層 I/O 。如何使用緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)“預(yù)先讀 ”和 “延遲寫 ”？這兩種讀/寫方式的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：預(yù)先讀就是：將從設(shè)備控制器來(lái)的數(shù)據(jù)先送入系統(tǒng)緩沖區(qū)，該數(shù)據(jù)塊送完后，用戶進(jìn)程將此數(shù)據(jù)塊移到用戶進(jìn)程空間。并且立即請(qǐng)求下一個(gè)數(shù)據(jù)塊。延遲寫就是：當(dāng)需要將數(shù)據(jù)寫出時(shí)，首先將數(shù)據(jù)塊從用戶進(jìn)程空間拷貝到系統(tǒng)緩沖區(qū)，這時(shí)可繼續(xù)執(zhí)行用戶進(jìn)程，并可在需要時(shí)換出主存。操作系統(tǒng)會(huì)安排最終將系統(tǒng)緩沖區(qū)的內(nèi)容輸出到設(shè)備上。優(yōu)點(diǎn)是：減少CPU 訪問(wèn)目標(biāo)存儲(chǔ)部件的次數(shù)

39、。提高了慢速I/O 設(shè)備和快速CPU 交互的速度，提高輸入輸出速度。缺點(diǎn)：預(yù)先讀是基于“下一數(shù)據(jù)塊最終將被使用”這一猜測(cè)。因此，當(dāng)這一猜測(cè)失敗時(shí)，系統(tǒng)將耗費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)處理，猜測(cè)失敗的代價(jià)是很大的。同時(shí)，增加了操作系統(tǒng)的復(fù)雜度。延遲寫也增加了操作系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)延遲寫還可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。假設(shè)對(duì)磁盤的請(qǐng)求串為95， 180， 35， 120， 10， 122， 64， 68，磁頭初始位置為 30，試分別畫出FCFS， SSTF， SCAN， C-SCAN 調(diào)度算法的磁頭移動(dòng)軌跡及磁頭移動(dòng)的磁道數(shù)（磁道號(hào)：0199）。答：FCFS： First Come First Served，SSTF

40、： Shortest Seek Time Firs，tSCAN:掃描C-SCAN:單向掃描在磁盤管理程序中何時(shí)進(jìn)行磁盤調(diào)度？答：當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求讀取磁盤中的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)散布在磁盤的不同位置的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行磁盤調(diào)度。此時(shí)磁盤驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)維持一個(gè)磁盤I/O請(qǐng)求隊(duì)列，對(duì)已有請(qǐng)求和新到來(lái)請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)優(yōu)化，確保相鄰請(qǐng)求其磁道相距最近。RAID 級(jí)別 0+1 有何特點(diǎn)？可用于什么應(yīng)用環(huán)境？答： RAID 級(jí)別0 1 是指 RAID 級(jí)別0和 1 的結(jié)合。 RAID 級(jí)別 0提供性能，RAID 級(jí)別 1 提供可靠性。特點(diǎn)是性能高、可靠性好、價(jià)格高（需要2倍磁盤數(shù)目）應(yīng)用環(huán)境：通常用于性能和可靠性都很重要的

41、環(huán)境中。一個(gè)可以支持隨機(jī)訪問(wèn)的文件應(yīng)該用什么方式放在輔存中？答：一個(gè)可以支持隨機(jī)訪問(wèn)的文件應(yīng)該用索引結(jié)構(gòu)的方式將其放在輔存中。試述文件控制塊的作用，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)在樹形文件目錄中快速查找文件控制塊的方法。答：文件控制塊是一張用于存放文件的標(biāo)識(shí)、定位、說(shuō)明和控制等信息的表格，用于管理和控制文件系統(tǒng)中的全部文件?？焖俨檎椅募刂茐K的方法：引入“當(dāng)前目錄 ”，用戶可指定某級(jí)目錄作為用戶 “當(dāng)前目錄”，當(dāng)前目錄的文件控制塊事先已讀入并保存在主存。當(dāng)用戶注冊(cè)時(shí)，操作系統(tǒng)在記賬文件中查找與該用戶所對(duì)應(yīng)的信息項(xiàng)。記賬文件中保存了一個(gè)指向用戶初始“當(dāng)前目錄”的路徑名。“當(dāng)前目錄 ”最初在用戶登錄時(shí)自動(dòng)置為該用戶的初始

42、“當(dāng)前目錄”。操作系統(tǒng)提供專門的系統(tǒng)調(diào)用供用戶隨時(shí)改變 “當(dāng)前目錄 ”。在查找時(shí)，操作系統(tǒng)從根目錄或“當(dāng)前目錄 ”進(jìn)行查找，因?yàn)楫?dāng)前目錄的FCB 通常是放在主存中的，所以查找速度會(huì)比較快。無(wú)環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)與樹形目錄結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)勢(shì)在哪里？如何刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)？答：無(wú)環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是利于文件的共享，因?yàn)楫?dāng)樹形目錄結(jié)構(gòu)想共享某個(gè)文件時(shí)，需要在不同的路徑保存多個(gè)副本，這樣浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。而無(wú)環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)只需增加一個(gè)稱為鏈的新目錄項(xiàng)，讓其指向需要共享的文件即可。節(jié)省了空間，管理更靈活。如何刪除節(jié)點(diǎn)：為每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)共享計(jì)數(shù)器，每當(dāng)增加了一條共享鏈時(shí)，就將其共享計(jì)數(shù)器加1，每當(dāng)要?jiǎng)h除某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，其共享計(jì)數(shù)

43、器減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)，就真正刪除該節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)比較輔存空間分配和主存空間分配的特點(diǎn)。答：輔存空間的特點(diǎn)是容量大，如何在大量的文件中快速查找和定位你所需的文件是輔存空間分配需要考慮的主要問(wèn)題。在邏輯空間，通常將文件組織成目錄結(jié)構(gòu)，在物理存儲(chǔ)時(shí)，將其組織成鏈表結(jié)構(gòu)或索引結(jié)構(gòu)存放在輔存中，文件系統(tǒng)對(duì)未分配空間保持一個(gè)“自由空間表”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常組織成位向量的形式，每一個(gè)柱面對(duì)應(yīng)一個(gè)位向量，所有位向量組成一個(gè)位圖數(shù)組，它記錄了整個(gè)磁盤空間的使用情況。而主存空間容量小，訪問(wèn)速度快，因此主存空間分配主要考慮的是如何提高主存空間的訪問(wèn)速度、利用率和命中率。因此，在主存空間分配之前，將所有的主存空間分頁(yè)，并將每一頁(yè)登記在頁(yè)表中，將用戶的邏輯頁(yè)對(duì)應(yīng)著主存的物理頁(yè)幀，分配主存空間時(shí)在頁(yè)表中登記，當(dāng)需替換頁(yè)時(shí)，采用好的替換策略提高主存的命中率。試述 “打開文件 ”所做的工作。答：根據(jù)參數(shù)所指出的文件名和卷名找到相應(yīng)文件。將該文件的文件控制塊存入主存的活躍文件目錄表。建立該文件的讀/寫狀態(tài)信息表。將該文件的信息存入用戶的“打開文