操作系統(tǒng)-課后習(xí)題

1、第一章5何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O？ 答：脫機(jī)I/O:程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出都是在外圍機(jī)的控制下完成的在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的。 聯(lián)機(jī)I/O:是指程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的。了解：【假脫機(jī)：在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)操作的技術(shù)。】11OS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(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。 13. 什么是時(shí)分復(fù)用技術(shù)?舉例說明它能提高資源利用率的根本原因是什么。答:時(shí)分復(fù)用技術(shù)：將資源在不同的時(shí)間片內(nèi)分配給各進(jìn)程以使該資源被重復(fù)利用，從而提高資源的利用率。 原因: 如采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的虛擬處理機(jī)，能夠在不同的時(shí)間片內(nèi)處理

2、多個(gè)用戶的請(qǐng)求，從而使得用戶感覺自己獨(dú)占主機(jī)，而處理機(jī)在這期間也被充分的利用。了解:空分復(fù)用技術(shù)：讓同一個(gè)頻段在不同的空間內(nèi)得到重復(fù)利用，稱之為空分復(fù)用。第二章2. 畫出下面四條詫句的前趨圖: 答:S2S1S3S4S1:a=x+y; S2:b=z+1;S3:c=a-b；S4:w=c+1; 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。 答：(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，是靜態(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

3、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。 11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。 答：（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 了解:三個(gè)基本狀態(tài)是什么:(1) 就緒狀態(tài)(2) 執(zhí)行狀態(tài)(3) 阻塞狀態(tài)第三章1高級(jí)調(diào)度不低級(jí)調(diào)度的主要仸務(wù)是什么？為什么要引入中級(jí)調(diào)度？ 答:高級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)：用于決定把外存上處于后

4、備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程，分配必要的資源，然后，再將新創(chuàng)建的進(jìn)程插入就緒隊(duì)列上，準(zhǔn)備執(zhí)行。低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)：用于決定就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)獲得處理機(jī)，然后再由分派程序執(zhí)行將處理機(jī)分配給該進(jìn)程的具體操作。引入中級(jí)調(diào)度的主要目的：是為了提高系統(tǒng)資源的利用率和系統(tǒng)吞吐量。 12. 試比較FCFS和SPF兩種進(jìn)程調(diào)度算法答:相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都是既可用于作業(yè)調(diào)度，也可用于進(jìn)程調(diào)度；不同點(diǎn)：FCFS算法有利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程，不利于短作業(yè)/進(jìn)程。 SPF算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程。28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)？哪種方法是資源利用率最高？答:解決/

5、處理死鎖的方法有:(1) 預(yù)防死鎖(2) 避免死鎖(3) 檢測(cè)(4) 解除死鎖其中預(yù)防死鎖方法最容易實(shí)現(xiàn)，但由于所施加的限制條件過于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低；而檢測(cè)和解除死鎖方法可是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。第四章7. 為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn)?答: 為什么引入：程序在運(yùn)行過程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動(dòng)位置，為了保證這些被移動(dòng)了的程序還能正常執(zhí)行，必須對(duì)程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。實(shí)現(xiàn)：要在不影響指令執(zhí)行速度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)地址變換，必須有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)重定位寄存器，用它來存放程序在內(nèi)存

6、中的起始地址。程序在執(zhí)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。了解:什么是動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？動(dòng)態(tài)重定位：地址變換過程是在程序執(zhí)行期間，隨著對(duì)每條指令或數(shù)據(jù)的訪問自動(dòng)進(jìn)行的。實(shí)現(xiàn)：在執(zhí)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加形成的。14. 對(duì)文件區(qū)管理的目標(biāo)和對(duì)對(duì)換空間管理的目標(biāo)有何不同?答:對(duì)文件區(qū)管理的主要目標(biāo):是提高文件存儲(chǔ)空間的利用率,然后才是提高對(duì)文件的訪問速度。因此,對(duì)文件區(qū)空間的管理采取離散分配方式對(duì)對(duì)換空間管理的主要目標(biāo):是提高進(jìn)程換入和換出的速度,然后才是提高文件存儲(chǔ)空間的利用率。為此，對(duì)對(duì)換區(qū)空間的管理采取連續(xù)分配的方式，

7、較少考慮外存中的碎片問題。26. 分頁(yè)和分段存儲(chǔ)管理有何區(qū)別?答: 分頁(yè)和分段都采用離散分配的方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點(diǎn)；對(duì)于它們的不同點(diǎn)有三：第一，從功能上看，頁(yè)是信息的物理單位，而段是信息的邏輯單位；第二，頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長(zhǎng)度卻不固定；第三，分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的。了解：分頁(yè)基本原理：分頁(yè)存儲(chǔ)管理將進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)頁(yè)，并為各項(xiàng)加上編號(hào)，相應(yīng)地，把內(nèi)存電腦物理地址空間分成若干個(gè)塊，同樣加上編號(hào)。分段基本原理：在分段存儲(chǔ)管理方式中，作業(yè)的地址空間被劃分為若干個(gè)段，每個(gè)段定義了一組邏輯信息。第五章3.

8、 虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征？其中最本質(zhì)的特征是什么？答:特征：多次性、對(duì)換性、虛擬性本質(zhì)特征：多次性和對(duì)換性10. 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，應(yīng)從何處將所需要的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，何時(shí)調(diào)？答:何處：（1） 系統(tǒng)擁有足夠的對(duì)換區(qū)空間，這時(shí)可以全部從對(duì)換區(qū)調(diào)入所需頁(yè)面（2） 系統(tǒng)缺少足夠的對(duì)換區(qū)空間，這時(shí)凡是不會(huì)被修改的文件，都直接從文件區(qū)調(diào)入（3） UNIX方式。由于與進(jìn)程有關(guān)的文件都放在文件區(qū)，故凡是未運(yùn)行過的頁(yè)面，都應(yīng)從文件區(qū)調(diào)入。何時(shí)：（1）預(yù)調(diào)頁(yè)策略 （2）請(qǐng)求調(diào)頁(yè)策略13. 在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，采用FIFO頁(yè)面置換算法時(shí)，假如一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)?、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給

9、該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時(shí)，試計(jì)算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率，并比較結(jié)果。答：4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5M=3M=44441115553334442222233314444555511333344445222233331111222M=3時(shí)，采用FIFO頁(yè)面置換算法的缺頁(yè)次數(shù)為9次，缺頁(yè)率為75%；M=4時(shí)，采用FIFO頁(yè)面置換算法的缺頁(yè)次數(shù)為10次，缺頁(yè)率為83%。由此可見，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增加了缺頁(yè)次數(shù)，提高了缺頁(yè)率，這種現(xiàn)象被稱為是Belady現(xiàn)象。18. 在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中產(chǎn)生“抖動(dòng)”的原因是什么？什么是抖動(dòng)？答：產(chǎn)生抖動(dòng)的原因是由于CP

10、U的利用率和多道程序度的對(duì)立統(tǒng)一矛盾關(guān)系引起的，為了提高CPU利用率，可提高多道程序度，但單純提高多道程序度又會(huì)造成缺頁(yè)率的急劇上升，導(dǎo)致CPU的利用率下降，而系統(tǒng)的調(diào)度程序又會(huì)為了提高CPU利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時(shí)的進(jìn)程是處于"抖動(dòng)"狀態(tài)。抖動(dòng)(Thrashing)就是指當(dāng)內(nèi)存中已無空閑空間而又發(fā)生缺頁(yè)中斷時(shí)，需要從內(nèi)存中調(diào)出一頁(yè)程序或數(shù)據(jù)送磁盤的對(duì)換區(qū)中，如果算法不適當(dāng)，剛被換出的頁(yè)很快被訪問，需重新調(diào)入，因此需再選一頁(yè)調(diào)出，而此時(shí)被換出的頁(yè)很快又要被訪問，因而又需將它調(diào)入，如此頻繁更換頁(yè)面，使得系統(tǒng)把大部分時(shí)間用在了頁(yè)面的調(diào)進(jìn)換出上，而幾乎

11、不能完成任何有效的工作，我們稱這種現(xiàn)象為"抖動(dòng)"。第六章21. 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？答：    設(shè)備虛擬指的是使用特定技術(shù)將一臺(tái)物理設(shè)備模擬為多臺(tái)邏輯設(shè)備，使得多用戶可以共享該設(shè)備的服務(wù)。實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬使用的關(guān)鍵技術(shù)為SPOOLing技術(shù)。24. 引入緩沖的主要原因是什么？答：（1）緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾（2）減少CPU的中斷頻率，放寬對(duì)CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的限制（3）解決數(shù)據(jù)粒度不匹配的問題（4）提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。30. 磁盤訪問時(shí)間由哪幾部分組成？答：（1）尋道時(shí)間T

12、s（2）旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Ti（3）傳輸時(shí)間Tt31. 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：（1）先來先服務(wù)（FCFS）優(yōu)點(diǎn)：公平、簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：平均尋道時(shí)間較長(zhǎng)。（2）最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）優(yōu)點(diǎn)：每次的尋道時(shí)間最短；缺點(diǎn)：不能保證平均尋道時(shí)間最短。（3）掃描算法（SCAN）【又稱“電梯調(diào)度算法”】?jī)?yōu)點(diǎn)：基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法；缺點(diǎn)：可能導(dǎo)致優(yōu)先級(jí)低的進(jìn)程發(fā)生“饑餓”現(xiàn)象。（4）循環(huán)掃描算法（CSCAN）優(yōu)點(diǎn)：較好的尋道性能，防止“饑餓”現(xiàn)象；缺點(diǎn)：只能單向服務(wù)。第七章6. 何謂文件的邏輯結(jié)構(gòu)？何謂文件物理結(jié)構(gòu)？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)是指從用戶的觀點(diǎn)出發(fā)所觀察到的文件組織

13、形式，也就是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性。文件的物理結(jié)構(gòu)則是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。7. 按文件的組織方式可將文件分為哪幾種類型？答：（1） 順序文件（2） 索引文件（3） 索引順序文件第八章7. 在MS-DOS中有兩個(gè)文件A和B，A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：FCB A FAT1110111213141516171819201216FCB B18EOF141320EOF2、在操作系統(tǒng)中，以時(shí)間換空間的技術(shù)是（） A） 分時(shí)技術(shù) B） 虛存技術(shù)

14、C）并發(fā)技術(shù) D） 緩沖技術(shù)3、使用原語(yǔ)設(shè)置進(jìn)程同步問題時(shí)，若存在同步關(guān)系的有三個(gè)進(jìn)程，比如輸入、運(yùn)算、打印三個(gè)進(jìn)程，則此時(shí)wait、signal原語(yǔ)的對(duì)數(shù)（ ）。A） 只需一對(duì) B）需要設(shè)置兩對(duì) C）需要設(shè)置三對(duì) D）需要設(shè)置四對(duì)4、程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行相比，（ ）。 A）基本相同 B）順序執(zhí)行時(shí)單道執(zhí)行時(shí)間快C）并發(fā)執(zhí)行時(shí)單道執(zhí)行時(shí)間快 D）有點(diǎn)不同5、下列各項(xiàng)步驟中，哪一個(gè)不是創(chuàng)建進(jìn)程所必須的步驟（ ）。A) 建立一個(gè)進(jìn)程控制塊pcb B) 由cpu調(diào)度程序?yàn)檫M(jìn)程調(diào)度cpuC) 為進(jìn)程分配內(nèi)存等必要的資源 D) 將pcb鏈入進(jìn)程就緒隊(duì)列6、對(duì)同時(shí)到達(dá)的作業(yè)流，下列作業(yè)調(diào)度算法中最有利

15、長(zhǎng)作業(yè)的是（）。A)先來先服務(wù) B)短作業(yè)優(yōu)先 C)最高響應(yīng)比優(yōu)先 D)優(yōu)先數(shù)算法7、在操作系統(tǒng)中，若PV操作的信號(hào)量S的初值為6，當(dāng)前值為-3。則表示系統(tǒng)中等待信號(hào)量S的進(jìn)程共有（）個(gè)。A)0個(gè) B)3個(gè) C) 6個(gè) D)9個(gè)8、并行性是指若干事件在（ ）同時(shí)發(fā)生。 A)每個(gè)時(shí)間點(diǎn) B)同一時(shí)間間隔內(nèi) C)不同時(shí)刻 D) 不同時(shí)間間隔內(nèi)9、使用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句的前趨關(guān)系時(shí)，并發(fā)環(huán)境中并發(fā)進(jìn)程的數(shù)量（）A）只有一個(gè) B）固定為三個(gè) C）不確定 D）和前趨圖中的結(jié)點(diǎn)數(shù)相同10、一個(gè)運(yùn)行的進(jìn)程用完了分配給它的時(shí)間片后，狀態(tài)變?yōu)椋ǎ〢） 就緒 B） 等待 C） 運(yùn)行 D） 由用戶自己確定1、進(jìn)程的 同步 和 互斥 反映了進(jìn)程間直接