計算機操作系統(tǒng)課件題

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

2、A、B同時運行的情況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CPU B 多個終端 C 中斷功能 D 分時功能2. 批處理系統(tǒng)的主要缺點是（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）是幫助管理計算機資源的一整套程序。 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，不是分時系統(tǒng)特征的是（D）。 A 交互性 B 獨立性 C 多路性 D 成批性5. 實時操作系統(tǒng)必須在（C）內(nèi)響應(yīng)來自外部的事件。 A 響應(yīng)時間 B 周圍時間 C 規(guī)定時間 D 調(diào)度時間6. 多道程序設(shè)計是指（D）。 A 在實時系統(tǒng)中并發(fā)運行

3、多個程序 B 在分布系統(tǒng)中同一時刻運行多個程序 C 在一臺處理機上同一時刻運行多個程序 D 在一臺處理機上并發(fā)運行多個程序7.按照計算機系統(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語言編譯程序，用C語言寫的某單位的人事管理程序，操作系統(tǒng) B. 用C語言寫的某單位的人事管理程序，C語言編譯程序，操作系統(tǒng) C. 操作系統(tǒng)，用C語言編寫的人事管理程序，C語言編譯程序 D.用C語言編寫的人事管理程序，操作系統(tǒng)，C語言編譯程序8.為方便用戶使用計算機，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、分時和實時操作系統(tǒng)各自有什么特點？ 多道

4、程序設(shè)計的主要優(yōu)點是什么？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)于進程的敘述，（）最不符合操作系統(tǒng)對進程的理解。 A. 進程是在多進程并行環(huán)境中的完整的程序 B. 進程可以由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊描述 C. 線程（Thread）是一種特殊的進程 D. 進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上運行的過程，是系統(tǒng)進行資源管理的一個獨立單位操作系統(tǒng)的進程管理模塊并不負責(zé)（）。 A. 進程的創(chuàng)建和刪除 B. 提供死鎖處理機制 C. 實現(xiàn)I/O設(shè)備的調(diào)度 D. 通過共享內(nèi)存實現(xiàn)進程間的通信判斷題： 當(dāng)一個進程由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒態(tài)時

5、，一定有一個進程從就緒態(tài)變成運行態(tài)。進程之間存在著哪幾種制約關(guān)系？各是什么原因引起的？下列活動分別屬于哪種制約關(guān)系？（1）若干同學(xué)去圖書館借書；（2）兩隊舉行籃球比賽；（3）流水線生產(chǎn)的各道工序；（4）商品生產(chǎn)和社會消費。int total=0; /P0,P1共享全局變量totalP0,P1:/P0和P1進程的代碼相同,如下:int i; for(i=1;i<=10;i+) total=total+1;問:最后total可能的最小值、最大值分別是多少？ 補充：試比較直接通信方式和間接通信方式。第三章（1）3個進程共享4個同種類型的資源，每個進程最大需要2個資源，請問該系統(tǒng)是否會因為競爭該

6、資源而死鎖？答：該系統(tǒng)不會因為競爭該類資源而死鎖。因為，必有一個進程可獲得2個資源，故能順利完成，并釋放出其所占有的2個資源給其他進程使用，使它們也順利完成。（2）n個進程共享m個同類資源，若每個進程都需要用該類資源，而且各進程對該類資源的最大需求量之和小于m+n。說明該系統(tǒng)不會因競爭該資源而阻塞。答：用Maxi，Needi和Allocationi來分別表示第i個進程對該類資源的最大需求量，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)已因競爭該類資源而進入死鎖狀態(tài)，則意味著已有一個以上的進程因申請不到該類資源而無限阻塞，而m個資源肯定已全部分配出去，即因此：即：這樣，至少必須存在

7、一個進程，其Needi 0，這顯然與題意不符，所以該系統(tǒng)不可能因競爭該類資源而進入死鎖狀態(tài)。（3）在（2）中，如果沒有“每個進程都需要用該類資源”的限制，情況又會如何？ 答：此時系統(tǒng)可能發(fā)生死鎖。如n=4，m=3時，若P1的Max為0，而其余三個進程的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 外的其余三個進程各得到一個資源時，這三個進程將進入死鎖狀態(tài)。進程P0,1,2,3,4 共享A、B、C三類資源A，B，C=10，5，7T0時刻，資源的分配情況如下圖所示。（1）該狀態(tài)是否安全？若安全，請找出安全序列。（2）在此基礎(chǔ)上，P1 申請（1，0，2）能否分配？為什

8、么？（3）P4 申請（3，3，0）能否分配？為什么？（4）P0 申請（0，1，0）能否分配？為什么？Ø P0請求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. 進程P0,1,2,3,4 共享A、B、C、D四類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，請找出安全序列。（2）P2 申請（1,2,2,2）能否分配？為什么？若P2提出申請（1，2，2，2）后，對系統(tǒng)進行檢查。Available=(0,4,0,0)當(dāng)進程P2提出申請（1，2，2，2）時，系統(tǒng)根據(jù)銀

9、行家算法進行檢查以后，發(fā)現(xiàn)不存在安全序列，所以不予分配。但此時系統(tǒng)不會馬上進入死鎖狀態(tài)；只有當(dāng)上述進程提出新的請求，導(dǎo)致所有沒有執(zhí)行完的進程因得不到資源而阻塞并形成循環(huán)等待鏈時，系統(tǒng)才進入死鎖狀態(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內(nèi)存？它們分別適用于什么場合？（P119）3. 何謂靜態(tài)鏈接？何謂裝入時動態(tài)鏈接和運行時的動態(tài)鏈接？P1205. 在動態(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？P1236. 為什么要引入動態(tài)重定位，如何實現(xiàn)？（P127）7. 在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種

10、情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？（P125）9. 分區(qū)存儲管理中常用哪些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點。PP123P12410. 在系統(tǒng)中引入對換后可帶來哪些好處？P12911. 為實現(xiàn)對換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面的功能？為實現(xiàn)對換，系統(tǒng)必修能實現(xiàn)三方面的功能：對換空間的管理、進程的換出，以及進程的換入。（P129）13. 為實現(xiàn)分頁存儲管理，需要哪些硬件支持？需要頁表寄存器和邏輯地址寄存器，能將邏輯地址分離成頁號和頁內(nèi)偏移兩部分。15.在具有快表的段頁式存儲管理方式中，如何實現(xiàn)地址變換？26. 在一個請求分頁系統(tǒng)中，假如一個作業(yè)的頁面走向為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5，目前它還沒有任何頁

11、裝入內(nèi)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，請分別計算采用OPT（最佳置換算法）、LRU（最近最久未使用算法）和FIFO（先進先出算法）頁面淘汰算法時訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得的結(jié)果。29. 說明請求分段系統(tǒng)中的缺段中斷處理過程。P156第五章假設(shè)磁盤有200個磁道，磁盤請求隊列中是一些隨機請求，它們按照到達的次序分別處于86,147,91,177,94,150,102,175,130,143。對下列每一個磁盤調(diào)度算法，當(dāng)前磁頭在143號磁道位置，向磁道號增加方向移動，若要滿足這些要求，則總的磁頭移動距離為多少？（1）FCFS（2）SSTF（3）SCAN（4）CS

12、CAN86,147,91,177,94,150,102,175,130,143。 當(dāng)前磁頭在143號磁道位置，向磁道號增加方向移動（1）FCFS被訪問的 下一磁道號移動距離 （磁道數(shù)）8657147619156177869483150561024817573130451437磁頭移動總距離:57286,147,91,177,94,150,102,175,130,143。 當(dāng)前磁頭在143號磁道位置，向磁道號增加方向移動（2）SSTF被訪問的 下一磁道號移動距離 （磁道數(shù)）1430147415031302010228948913865175791772磁頭移動總距離:15286,147,91,1

13、77,94,150,102,175,130,143。 當(dāng)前磁頭在143號磁道位置，向磁道號增加方向移動（3）SCAN第六章文件系統(tǒng)采用多重索引結(jié)構(gòu)搜索文件內(nèi)容。設(shè)塊長為512字節(jié)，每個塊號長2字節(jié)，如果不考慮邏輯塊號在物理塊中所占的位置，分別計算二級索引和三級索引時可尋址的文件最大長度。因為512/2=256 所以二級索引時，可尋址的文件最大長度為256*256*512 三級索引時，可尋址的文件最大長度為256*256*256*512 某操作系統(tǒng)的文件管理采用直接索引和多級索引混合方式，文件索引表共有10項，其中前8項是直接索引項，第9項是一次間接索引項，第10項是二次間接索引項，假定物理塊的

14、大小是2K，每個索引項占用4個字節(jié)，試問：（1）該文件系統(tǒng)中最大的文件可以達到多大？（2）假定一個文件的實際大小是128M字節(jié)，該文件實際占用磁盤空間多大（包括間接索引塊）？1）2K=2048 2048/4=512 每塊能放512個索引項。前項直接索引個物理塊第項一次間接索引512個物理塊第項二次間接索引512*512個物理塊該系統(tǒng)文件的最大容量為(8+512+512*512)*2K=525328KB=513（2）8個直接塊容量為8*2K=16K 1個一級間接塊可尋址512*2K=1024K=1M 占用一個大小為2K的索引塊剩下的128M-16K-1M=128*1024K-16K-1024K=

15、130 032K放在二級間接塊下。一個一級間接塊可尋址512*2K，所以需要 130 032/1024K=126.98塊，即需要127個一級間接塊。所以在二級間接塊下，該文件占用127個一級間接塊和1個二級間接塊，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空間大小=該文件大小+存儲該文件用到的索引塊大小=128M+2K+256K=131 330KB 在實現(xiàn)文件系統(tǒng)時，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上，每個盤塊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

16、文件內(nèi)部號），第二部分占56字節(jié)（包括文件內(nèi)部號和文件其他描述信息）（）假設(shè)某一目錄文件共有254個文件控制塊，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文件控制塊的平均訪問磁盤次數(shù)。（2）一般地，若目錄文件分解前占用n個盤塊，分解后改用m個盤塊存放文件名和文件內(nèi)部號部分，請給出訪問磁盤次數(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文件控制塊的平均訪盤次數(shù)=（1+2+3+32）/32=16.5 分解后：254*10/512=4.96，即5塊。因為分解后，找到目錄項以后，需要再次啟動磁盤訪問第二部分的索引節(jié)點，所以查找該目錄文

17、件的某一個文件控制塊的平均訪盤次數(shù)=（2+3+6）/5=4次分解前平均訪盤次數(shù)=（1+2+3+n）/n=n*(n+1)/2/n=(n+1)/2 分解后平均訪問磁盤次數(shù)=(2+3+4+(m+1)/m=m*(m+3)/2/m=(m+3)/2 為了使得訪問磁盤次數(shù)減少，顯然需要(m+3)/2<(n+1)/2，即m<n-2 有一個文件系統(tǒng)如圖20.7所示。圖中的框表示目錄，圈表示普通文件。根目錄常駐內(nèi)存，目錄文件組織成鏈接文件，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文件及其磁盤地址（各占個字節(jié)，共個字節(jié)）。若下級文件是目錄文件，指示其第一個磁盤塊地址。若下級文件是普通文

18、件，指示其文件控制塊的磁盤地址。每個目錄文件磁盤塊最后個字節(jié)供拉鏈使用。下級文件在上級目錄文件中的次序在圖中為從左到右。每個磁盤塊有512字節(jié)，與普通文件的一頁等長。普通文件的文件控制塊組織結(jié)構(gòu)如圖所示，其中每個磁盤地址占個字節(jié)，前10個地址直接指示該文件前10頁的地址。第11個地址指示一級索引表地址，一級索引表中每個磁盤地址指示一個文件頁地址；第12個地址指示二級索引表地址，二級索引表中每個地址指示一個一級索引表地址；第13個地址指示三級索引表地址，三級索引表中每個地址指示一個二級索引表地址。 問：（）一個普通文件最多可有多少個文件頁？（）若要讀文件中的某一頁，最多啟動磁盤多少次？（）若要讀

19、文件中的某一頁，最少啟動磁盤多少次？（）就（）而言，為最大限度減少啟動磁盤的次數(shù)，可采用什么方法？此時，磁盤最多啟動多少次？解答：（1）磁盤塊大小為512字節(jié)，索引塊大小也為512字節(jié)，每個磁盤地址占2個字節(jié)，因此，一級索引表可容納256個磁盤地址。同樣地，二級索引表可容納256個一級索引表地址，一個三級索引表可容納256個二級索引表地址，這樣，一個普通文件最多可有文件頁數(shù)10+256+256*256+256*256*256*256=16 843 018頁。（）由圖可知，目錄文件A和D中的目錄項都只有兩個，因此這兩個目錄文件都只占用一個物理塊。要讀文件J中的某一項，先從內(nèi)存的根目錄中找到目錄文件A的磁盤地址，將其讀入內(nèi)存（已訪問磁盤1