計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課件題

1、 第一章P33 1,2,3,5,7,13,14,15,16,17,21補(bǔ)充：試說(shuō)明操作系統(tǒng)與硬件、其他系統(tǒng)軟件以與用戶之間的關(guān)系。 例：在有一臺(tái)CPU和兩臺(tái)輸入/輸出設(shè)備（磁盤(pán)機(jī)和磁帶機(jī)）的多道程序系統(tǒng)中，同時(shí)投入運(yùn)行2個(gè)程序A和B。這2個(gè)程序?qū)PU和磁盤(pán)和磁帶的使用順序和使用時(shí)間為：程序A：磁帶（30S）、CPU（10S）、磁盤(pán)（30S）、 CPU（10S）、磁帶（20S）程序B：磁盤(pán)（20S）、CPU（30S）、磁帶（40S）假定：CPU、磁盤(pán)和磁帶都能并行工作試問(wèn)：在單道和多道兩種方式下， 1、程序A和B從投入運(yùn)行到運(yùn)行完成所用的時(shí)間 分別是多少？ 2、CPU、磁盤(pán)和磁帶的利用率是多少

2、？A、B同時(shí)運(yùn)行的情況1.引入多道程序技術(shù)的前提條件之一是系統(tǒng)具有（C）。A 多個(gè)CPU B 多個(gè)終端 C 中斷功能 D 分時(shí)功能2. 批處理系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是（C）。A CPU利用率低 B 不能并發(fā)執(zhí)行 C 缺乏交互性 D 以下都不是3. （D）是幫助管理計(jì)算機(jī)資源的一整套程序。A 應(yīng)用程序 B 備份程序 C 診斷程序 D 操作系統(tǒng)程序4. 下列性質(zhì)中，不是分時(shí)系統(tǒng)特征的是（D）。A 交互性 B 獨(dú)立性 C 多路性 D 成批性5. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須在（C）響應(yīng)來(lái)自外部的事件。A 響應(yīng)時(shí)間 B 周?chē)鷷r(shí)間 C 規(guī)定時(shí)間 D 調(diào)度時(shí)間6. 多道程序設(shè)計(jì)是指（D）。A 在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中并發(fā)運(yùn)行多個(gè)程序 B

3、 在分布系統(tǒng)中同一時(shí)刻運(yùn)行多個(gè)程序 C 在一臺(tái)處理機(jī)上同一時(shí)刻運(yùn)行多個(gè)程序 D 在一臺(tái)處理機(jī)上并發(fā)運(yùn)行多個(gè)程序7.按照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的一般原則，從用戶角度將依次看到（B）。A. C語(yǔ)言編譯程序，用C語(yǔ)言寫(xiě)的某單位的人事管理程序，操作系統(tǒng)B. 用C語(yǔ)言寫(xiě)的某單位的人事管理程序，C語(yǔ)言編譯程序，操作系統(tǒng)C. 操作系統(tǒng)，用C語(yǔ)言編寫(xiě)的人事管理程序，C語(yǔ)言編譯程序D.用C語(yǔ)言編寫(xiě)的人事管理程序，操作系統(tǒng)，C語(yǔ)言編譯程序8.為方便用戶使用計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)向用戶提供的接口有 命令接口 和程序調(diào)用，在新近的操作系統(tǒng)中還提供圖形接口接口。批處理、分時(shí)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)各自有什么特點(diǎn)？多道程序設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是什

4、么？第二章第二章作業(yè)P81:2,4,8,13,14,17,18,22,23,24,25,26,27,35,38,41下列幾種關(guān)于進(jìn)程的敘述，（）最不符合操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程的理解。A. 進(jìn)程是在多進(jìn)程并行環(huán)境中的完整的程序B. 進(jìn)程可以由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊描述C. 線程（Thread）是一種特殊的進(jìn)程D. 進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源管理的一個(gè)獨(dú)立單位操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理模塊并不負(fù)責(zé)（）。A. 進(jìn)程的創(chuàng)建和刪除B. 提供死鎖處理機(jī)制C. 實(shí)現(xiàn)I/O設(shè)備的調(diào)度D. 通過(guò)共享存實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信判斷題：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)時(shí)，一定有一個(gè)進(jìn)程從就緒態(tài)變成運(yùn)行態(tài)。進(jìn)程之間

5、存在著哪幾種制約關(guān)系？各是什么原因引起的？下列活動(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系？（1）若干同學(xué)去圖書(shū)館借書(shū)；（2）兩隊(duì)舉行籃球比賽；（3）流水線生產(chǎn)的各道工序；（4）商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)。int total=0; /P0,P1共享全局變量totalP0,P1:/P0和P1進(jìn)程的代碼一樣,如下:int i; for(i=1;i<=10;i+) total=total+1;問(wèn):最后total可能的最小值、最大值分別是多少？ 補(bǔ)充：試比較直接通信方式和間接通信方式。第三章（1）3個(gè)進(jìn)程共享4個(gè)同種類(lèi)型的資源，每個(gè)進(jìn)程最大需要2個(gè)資源，請(qǐng)問(wèn)該系統(tǒng)是否會(huì)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)該資源而死鎖？答：該系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)該類(lèi)資源而

6、死鎖。因?yàn)?，必有一個(gè)進(jìn)程可獲得2個(gè)資源，故能順利完成，并釋放出其所占有的2個(gè)資源給其他進(jìn)程使用，使它們也順利完成。（2）n個(gè)進(jìn)程共享m個(gè)同類(lèi)資源，若每個(gè)進(jìn)程都需要用該類(lèi)資源，而且各進(jìn)程對(duì)該類(lèi)資源的最大需求量之和小于m+n。說(shuō)明該系統(tǒng)不會(huì)因競(jìng)爭(zhēng)該資源而阻塞。答：用Maxi，Needi和Allocationi來(lái)分別表示第i個(gè)進(jìn)程對(duì)該類(lèi)資源的最大需求量，還需要量和已分配到的量，根據(jù)題意它們將滿足下述條件：若系統(tǒng)已因競(jìng)爭(zhēng)該類(lèi)資源而進(jìn)入死鎖狀態(tài)，則意味著已有一個(gè)以上的進(jìn)程因申請(qǐng)不到該類(lèi)資源而無(wú)限阻塞，而m個(gè)資源肯定已全部分配出去，即因此：即：這樣，至少必須存在一個(gè)進(jìn)程，其N(xiāo)eedi 0，這顯然與題意不符

7、，所以該系統(tǒng)不可能因競(jìng)爭(zhēng)該類(lèi)資源而進(jìn)入死鎖狀態(tài)。（3）在（2）中，如果沒(méi)有“每個(gè)進(jìn)程都需要用該類(lèi)資源”的限制，情況又會(huì)如何？答：此時(shí)系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖。如n=4，m=3時(shí)，若P1的Max為0，而其余三個(gè)進(jìn)程的Max都為2，則仍然滿足最大需求量之和（即6）小于m+n的要求，但當(dāng)除P1以 外的其余三個(gè)進(jìn)程各得到一個(gè)資源時(shí)，這三個(gè)進(jìn)程將進(jìn)入死鎖狀態(tài)。進(jìn)程P0,1,2,3,4 共享A、B、C三類(lèi)資源A，B，C=10，5，7T0時(shí)刻，資源的分配情況如下圖所示。（1）該狀態(tài)是否安全？若安全，請(qǐng)找出安全序列。（2）在此基礎(chǔ)上，P1 申請(qǐng)（1，0，2）能否分配？為什么？（3）P4 申請(qǐng)（3，3，0）能否分配？為

8、什么？（4）P0 申請(qǐng)（0，1，0）能否分配？為什么？Ø P0請(qǐng)求Request 0 1 0P1分配后 Available = 2 3 0 假設(shè)把0 1 0分配給P0，則：Available = 2 2 0 用算法檢查。22. 進(jìn)程P0,1,2,3,4 共享A、B、C、D四類(lèi)資源資源的分配情況如下圖所示。（1）該狀態(tài)是否安全？若安全，請(qǐng)找出安全序列。（2）P2 申請(qǐng)（1,2,2,2）能否分配？為什么？若P2提出申請(qǐng)（1，2，2，2）后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查。Available=(0,4,0,0)當(dāng)進(jìn)程P2提出申請(qǐng)（1，2，2，2）時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)銀行家算法進(jìn)行檢查以后，發(fā)現(xiàn)不存在安全序列，所以

9、不予分配。但此時(shí)系統(tǒng)不會(huì)馬上進(jìn)入死鎖狀態(tài)；只有當(dāng)上述進(jìn)程提出新的請(qǐng)求，導(dǎo)致所有沒(méi)有執(zhí)行完的進(jìn)程因得不到資源而阻塞并形成循環(huán)等待鏈時(shí)，系統(tǒng)才進(jìn)入死鎖狀態(tài)。第四章作業(yè)：2，3，5，6，7，9，10，11，13，15，19，22，24，26，292. 可采用哪幾種方式將程序裝入存？它們分別適用于什么場(chǎng)合？（P119）3. 何謂靜態(tài)？何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)和運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)？P1205. 在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)成空閑分區(qū)鏈？P1236. 為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位，如何實(shí)現(xiàn)？（P127）7. 在采用首次適應(yīng)算法回收存時(shí)，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？（P125）9. 分區(qū)存儲(chǔ)管理中常用哪些

10、分配策略？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。PP123P12410. 在系統(tǒng)中引入對(duì)換后可帶來(lái)哪些好處？P12911. 為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面的功能？為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)必修能實(shí)現(xiàn)三方面的功能：對(duì)換空間的管理、進(jìn)程的換出，以與進(jìn)程的換入。（P129）13. 為實(shí)現(xiàn)分頁(yè)存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件支持？需要頁(yè)表寄存器和邏輯地址寄存器，能將邏輯地址分離成頁(yè)號(hào)和頁(yè)偏移兩部分。15.在具有快表的段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換？26. 在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，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，目前它還沒(méi)有任何頁(yè)裝入存，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)目M分別為3和4時(shí)，請(qǐng)分別計(jì)算采用O

11、PT（最佳置換算法）、LRU（最近最久未使用算法）和FIFO（先進(jìn)先出算法）頁(yè)面淘汰算法時(shí)訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率，并比較所得的結(jié)果。29. 說(shuō)明請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺段中斷處理過(guò)程。P156第五章假設(shè)磁盤(pán)有200個(gè)磁道，磁盤(pán)請(qǐng)求隊(duì)列中是一些隨機(jī)請(qǐng)求，它們按照到達(dá)的次序分別處于86,147,91,177,94,150,102,175,130,143。對(duì)下列每一個(gè)磁盤(pán)調(diào)度算法，當(dāng)前磁頭在143號(hào)磁道位置，向磁道號(hào)增加方向移動(dòng)，若要滿足這些要求，則總的磁頭移動(dòng)距離為多少？（1）FCFS（2）SSTF（3）SCAN（4）CSCAN86,147,91,177,94,150,102,175,130

12、,143。 當(dāng)前磁頭在143號(hào)磁道位置，向磁道號(hào)增加方向移動(dòng)（1）FCFS被訪問(wèn)的下一磁道號(hào)移動(dòng)距離（磁道數(shù)）8657147619156177869483150561024817573130451437磁頭移動(dòng)總距離:57286,147,91,177,94,150,102,175,130,143。 當(dāng)前磁頭在143號(hào)磁道位置，向磁道號(hào)增加方向移動(dòng)（2）SSTF被訪問(wèn)的下一磁道號(hào)移動(dòng)距離（磁道數(shù)）1430147415031302010228948913865175791772磁頭移動(dòng)總距離:15286,147,91,177,94,150,102,175,130,143。 當(dāng)前磁頭在143號(hào)磁道位

13、置，向磁道號(hào)增加方向移動(dòng)（3）SCAN第六章文件系統(tǒng)采用多重索引結(jié)構(gòu)搜索文件容。設(shè)塊長(zhǎng)為512字節(jié)，每個(gè)塊號(hào)長(zhǎng)2字節(jié)，如果不考慮邏輯塊號(hào)在物理塊中所占的位置，分別計(jì)算二級(jí)索引和三級(jí)索引時(shí)可尋址的文件最大長(zhǎng)度。因?yàn)?12/2=256 所以二級(jí)索引時(shí)，可尋址的文件最大長(zhǎng)度為256*256*512 三級(jí)索引時(shí)，可尋址的文件最大長(zhǎng)度為256*256*256*512 某操作系統(tǒng)的文件管理采用直接索引和多級(jí)索引混合方式，文件索引表共有10項(xiàng)，其中前8項(xiàng)是直接索引項(xiàng)，第9項(xiàng)是一次間接索引項(xiàng)，第10項(xiàng)是二次間接索引項(xiàng)，假定物理塊的大小是2K，每個(gè)索引項(xiàng)占用4個(gè)字節(jié)，試問(wèn)：（1）該文件系統(tǒng)中最大的文件可以達(dá)到多

14、大？（2）假定一個(gè)文件的實(shí)際大小是128M字節(jié)，該文件實(shí)際占用磁盤(pán)空間多大（包括間接索引塊）？1）2K=2048 2048/4=512 每塊能放512個(gè)索引項(xiàng)。前項(xiàng)直接索引個(gè)物理塊第項(xiàng)一次間接索引512個(gè)物理塊第項(xiàng)二次間接索引512*512個(gè)物理塊該系統(tǒng)文件的最大容量為(8+512+512*512)*2K=525328KB=513（2）8個(gè)直接塊容量為8*2K=16K 1個(gè)一級(jí)間接塊可尋址512*2K=1024K=1M 占用一個(gè)大小為2K的索引塊剩下的128M-16K-1M=128*1024K-16K-1024K=130 032K放在二級(jí)間接塊下。一個(gè)一級(jí)間接塊可尋址512*2K，所以需要 1

15、30 032/1024K=126.98塊，即需要127個(gè)一級(jí)間接塊。所以在二級(jí)間接塊下，該文件占用127個(gè)一級(jí)間接塊和1個(gè)二級(jí)間接塊，即占用了索引塊大小為（127+1）*2K=256K 所以該文件總共占用磁盤(pán)空間大小=該文件大小+存儲(chǔ)該文件用到的索引塊大小=128M+2K+256K=131 330KB 在實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)時(shí)，為加快文件目錄的檢索速度，可利用“文件控制塊分解法”。假設(shè)目錄文件存放在磁盤(pán)上，每個(gè)盤(pán)塊512字節(jié)。文件控制塊占字節(jié)。其中文件名占字節(jié)。通常將文件控制塊分解成兩部分，第一部分占10字節(jié)（包括文件名和文件部號(hào)），第二部分占56字節(jié)（包括文件部號(hào)和文件其他描述信息）（）假設(shè)某一目錄

16、文件共有254個(gè)文件控制塊，試分別給出采用分解法前和分解法后，查找該目錄文件的某一個(gè)文件控制塊的平均訪問(wèn)磁盤(pán)次數(shù)。（2）一般地，若目錄文件分解前占用n個(gè)盤(pán)塊，分解后改用m個(gè)盤(pán)塊存放文件名和文件部號(hào)部分，請(qǐng)給出訪問(wèn)磁盤(pán)次數(shù)減少的條件。解答：分解前： 254*64/512=31.75，即32塊；所以查找該目錄文件的某一個(gè)文件控制塊的平均訪盤(pán)次數(shù)=（1+2+3+32）/32=16.5 分解后：254*10/512=4.96，即5塊。因?yàn)榉纸夂?，找到目錄?xiàng)以后，需要再次啟動(dòng)磁盤(pán)訪問(wèn)第二部分的索引節(jié)點(diǎn)，所以查找該目錄文件的某一個(gè)文件控制塊的平均訪盤(pán)次數(shù)=（2+3+6）/5=4次分解前平均訪盤(pán)次數(shù)=（1+

17、2+3+n）/n=n*(n+1)/2/n=(n+1)/2 分解后平均訪問(wèn)磁盤(pán)次數(shù)=(2+3+4+(m+1)/m=m*(m+3)/2/m=(m+3)/2 為了使得訪問(wèn)磁盤(pán)次數(shù)減少，顯然需要(m+3)/2<(n+1)/2，即m<n-2 有一個(gè)文件系統(tǒng)如圖20.7所示。圖中的框表示目錄，圈表示普通文件。根目錄常駐存，目錄文件組織成文件，不設(shè)文件控制塊，普通文件組織成索引文件。目錄表目指示下一級(jí)文件與其磁盤(pán)地址（各占個(gè)字節(jié)，共個(gè)字節(jié)）。若下級(jí)文件是目錄文件，指示其第一個(gè)磁盤(pán)塊地址。若下級(jí)文件是普通文件，指示其文件控制塊的磁盤(pán)地址。每個(gè)目錄文件磁盤(pán)塊最后個(gè)字節(jié)供拉鏈?zhǔn)褂?。下?jí)文件在上級(jí)目錄文

18、件中的次序在圖中為從左到右。每個(gè)磁盤(pán)塊有512字節(jié)，與普通文件的一頁(yè)等長(zhǎng)。普通文件的文件控制塊組織結(jié)構(gòu)如圖所示，其中每個(gè)磁盤(pán)地址占個(gè)字節(jié)，前10個(gè)地址直接指示該文件前10頁(yè)的地址。第11個(gè)地址指示一級(jí)索引表地址，一級(jí)索引表中每個(gè)磁盤(pán)地址指示一個(gè)文件頁(yè)地址；第12個(gè)地址指示二級(jí)索引表地址，二級(jí)索引表中每個(gè)地址指示一個(gè)一級(jí)索引表地址；第13個(gè)地址指示三級(jí)索引表地址，三級(jí)索引表中每個(gè)地址指示一個(gè)二級(jí)索引表地址。 問(wèn)：（）一個(gè)普通文件最多可有多少個(gè)文件頁(yè)？（）若要讀文件中的某一頁(yè)，最多啟動(dòng)磁盤(pán)多少次？（）若要讀文件中的某一頁(yè)，最少啟動(dòng)磁盤(pán)多少次？（）就（）而言，為最大限度減少啟動(dòng)磁盤(pán)的次數(shù)，可采用什么方法？此時(shí)，磁盤(pán)最多啟動(dòng)多少次？解答：（1）磁盤(pán)塊大小為512字節(jié)，索引塊大小也為512字節(jié)，每個(gè)磁盤(pán)地址占2個(gè)字節(jié)，因此，一級(jí)索引表可容納256個(gè)磁盤(pán)地址。同樣地，二級(jí)索引表可容納256個(gè)一級(jí)索引表地址，一個(gè)三級(jí)索引表可容納256個(gè)二級(jí)索引表地址，這樣，一個(gè)普通文件最多可有文件頁(yè)數(shù)10+256+256*256+256*256*256*256=16 843 018頁(yè)。（）由圖可知，目錄文件A和D中的目錄項(xiàng)都只有兩個(gè)，因此這兩個(gè)目錄文件都只占用一個(gè)物理塊。要讀文件J中的某一項(xiàng)，先從存的根目錄中找到目錄文件A的磁盤(pán)地址，將其讀入存（已訪問(wèn)磁盤(pán)1