操作系統(tǒng)-供參考

1、第7章 習(xí)題解答1.什么叫并發(fā)進(jìn)程？答：在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，作為單個作業(yè)可以同時執(zhí)行，而每一個作業(yè)又需要有多個進(jìn)程的協(xié)作來完成。因此，系統(tǒng)會同時存在著許多進(jìn)程，在單處理器的情況下，這些進(jìn)程輪流的占用處理器，即一個進(jìn)程的工作沒有全部完成之前，另一個進(jìn)程就開始工作，我們說這些可同時執(zhí)行的進(jìn)程具有并發(fā)性，并且把可同時執(zhí)行的進(jìn)程稱為“并發(fā)進(jìn)程”。2.臨界區(qū)是怎樣定義？對臨界區(qū)的管理應(yīng)符合哪些要求？答：并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱為“臨界區(qū)”。對若干個并發(fā)進(jìn)程共享某一變量的相關(guān)臨界區(qū)得管理有三點要求：一次至多一個進(jìn)程能夠進(jìn)入臨界區(qū)，當(dāng)有進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行時，其他想進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行的進(jìn)程必須等待。不能

2、讓一個進(jìn)程無限制的在臨界區(qū)執(zhí)行，即任何一個進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須有限的時間內(nèi)退出臨界區(qū)。不能強迫一個進(jìn)程無限期等待鍵入它的臨界區(qū)，即有進(jìn)程退出臨界區(qū)時應(yīng)讓一個等待進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程進(jìn)入它的臨界區(qū)執(zhí)行。3.采用PV操作作為同步機構(gòu)時，假定與某共享變量相關(guān)的信號量S的值可在-1，l之間，問S的初值是哪個值？當(dāng)S=1，S=0，S=l時它們各自的物理含義是什么？答：S的初值是 1.Sl，表示有一個進(jìn)程在等待進(jìn)入臨界區(qū)執(zhí)行。S0，表示已有一個進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行，這時若有進(jìn)程想進(jìn)入臨界區(qū)則必須等待。Sl，表示無進(jìn)程在臨界區(qū)執(zhí)行，若有進(jìn)程想進(jìn)入臨界區(qū)則可以立即進(jìn)入。4.A、B兩個火車站之間是單軌連接的，現(xiàn)有許多列

3、車同時到A站，須經(jīng)A再到達(dá)B站，列車出B站后又可分路行駛（如圖72）為保證行車安全，請你當(dāng)調(diào)度時，你將如何調(diào)度列車？請你用PV操作為工具設(shè)計一個能實現(xiàn)你的調(diào)度方案的自動調(diào)度系統(tǒng)。答：當(dāng)A、B兩站之間無列車停駛時，可讓到達(dá)A站的一列車進(jìn)人A、B站之間行駛。當(dāng)A石站之間有列車在行駛時，則到達(dá)A站者必須在站外等待。當(dāng)有列車到達(dá)B站后，讓等在A站外的一列車進(jìn)入。1.硬件系統(tǒng)主要由中央處理器（CPU）、主存儲器、輔助存儲器（磁盤、磁帶等）以及各種輸入輸出設(shè)備（鍵盤、顯示器、打印機等）組成。軟件系統(tǒng)由各種程序和數(shù)據(jù)組成。計算機系統(tǒng)的資源包括兩大類：硬件資源和軟件資源。軟件：系統(tǒng)軟件（通用）、應(yīng)用軟件（專用

4、）。 2.簡述操作系統(tǒng)的定義。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，它統(tǒng)一管理計算機系統(tǒng)的資源和控制程序的執(zhí)行。3.簡述操作系統(tǒng)提供的服務(wù)功能。處理用戶命令；讀/寫文件；分配/回收資源；處理硬件/軟件出現(xiàn)的錯誤；及其他控制功能。4.從操作系統(tǒng)提供的服務(wù)出發(fā)，操作系統(tǒng)可分哪幾類？批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)。其中批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)是基本的操作系統(tǒng)。從資源管理的觀點出發(fā)，操作系統(tǒng)功能可分為五大部分：處理器管理、存儲管理、文件管理、設(shè)備管理和作業(yè)管理。5.請分析網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的區(qū)別是：

5、 （1）分布性。分布式操作系統(tǒng)的處理和控制功能均為分布式的；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)雖具分布處理功能，但其控制功能卻是集中在某個或某些主機或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，即集中式控制方式。 （2）并行性。分布式操作系統(tǒng)具有任務(wù)分配功能，可將多個任務(wù)分配到多個處理單元上，使這些任務(wù)并行執(zhí)行，從而加速了任務(wù)的執(zhí)行；而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通常無任務(wù)分配功能，網(wǎng)絡(luò)中每個用戶的一個或多個任務(wù)通常都在本地計算機上處理。 （3）透明性。分布式操作系統(tǒng)通常能很好地隱藏系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。包括對象的物理位置、并發(fā)控制和系統(tǒng)故障等對用戶都是透明的。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的透明性則主要指操作實現(xiàn)上的透明性。（4）共享性。分布式操作系統(tǒng)支持系統(tǒng)中所有用戶對分布

6、在各個站點上的軟硬件資源的共享和透明方式訪問。而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)所提供的資源共享功能僅局限于主機或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中資源，對于其它機器上的資源通常僅有使用該機的用戶獨占。 （5）健壯性。分布式操作系統(tǒng)由于處理和控制功能的分布性而具有較好的可用性和可靠性，即健壯性。而網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)由于控制功能的集中式特點而使系統(tǒng)重構(gòu)功能較弱，且具有潛在的不可靠性。6.什么是程序狀態(tài)字，有哪幾部分組成？PSW用來控制指令執(zhí)行順序且保留和指示與程序有關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)。內(nèi)容：程序基本狀態(tài)，中斷碼，中斷屏蔽位。程序的基本狀態(tài)：指令地址、條件碼、目態(tài)/管態(tài)、等待/計算。 7. 進(jìn)程 的定義：把一個程序在一個數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行稱為一個“進(jìn)

7、程”。2. 進(jìn)程是由 程序 、 數(shù)據(jù)集 和 進(jìn)程控制塊 三部分組成。程序。作用：描述進(jìn)程要完成的功能。數(shù)據(jù)集合。作用：程序在執(zhí)行時所需要的數(shù)據(jù)和工作區(qū)。程序控制塊。作用：包含進(jìn)程的描述信息和控制信息。它是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。11. 進(jìn)程的基本調(diào)度狀態(tài)有哪些：運行就緒阻塞。進(jìn)程調(diào)度程序從處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程中選擇一個投入運行。運行進(jìn)程因等待某一事件而進(jìn)入阻塞，因時間片到達(dá)而回到就緒。處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程當(dāng)所等待的事件發(fā)生時，便進(jìn)入就緒狀態(tài)。 3. 進(jìn)程的 三種基本狀態(tài) .： 等待態(tài) ：等待某個事件的完成； 就緒態(tài) ：等待系統(tǒng)分配處理器以便運行； 運行態(tài) ：占有處理器正在運行。4.進(jìn)程的狀態(tài)變化：進(jìn)程

8、在執(zhí)行中狀態(tài)會不斷地改變，每個進(jìn)程在任何時刻總是處于上述三種基本狀態(tài)的某一種基本狀態(tài)，進(jìn)程狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示：運行態(tài)等待態(tài) 往往是由于等待外設(shè)，等待主存等資源分配或等待人工干預(yù)而引起的。等待態(tài)就緒態(tài) 則是等待的條件已滿足，只需分配到處理器后就能運行。運行態(tài)就緒態(tài) 不是由于自身原因，而是由外界原因使運行狀態(tài)的進(jìn)程讓出處理器，這時候就變成就緒態(tài)。例如時間片用完，或有更高優(yōu)先級的進(jìn)程來搶占處理器等。就緒態(tài)運行態(tài) 系統(tǒng)按某種策略選中就緒隊列中的一個進(jìn)程占用處理器，此時就變成了運行態(tài)。5.給出系統(tǒng)總體上的中斷處理過程。CPU每執(zhí)行完一條指令就去掃描中斷寄存器，檢查是否有中斷發(fā)生，若沒有中斷就繼續(xù)

9、執(zhí)行下條指令；若有中斷發(fā)生就轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。中斷處理過程可粗略的分為以下四個過程： 保護(hù)當(dāng)前正在運行程序的現(xiàn)場； 分析是何種中斷，以便轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序； 執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序； 恢復(fù)被中斷程序的現(xiàn)場。6.進(jìn)程控制塊包含哪四類信息：標(biāo)識信息；說明信息；現(xiàn)場信息；管理信息。7.進(jìn)程調(diào)度中“可搶占”和“非搶占”兩種方式，哪一種系統(tǒng)的開銷更大？為什么？可搶占式會引起系統(tǒng)的開銷更大?？蓳屨际秸{(diào)度是嚴(yán)格保證任何時刻，讓具有最高優(yōu)先數(shù)（權(quán)）的進(jìn)程占有處理機運行，因此增加了處理機調(diào)度的時機，引起為退出處理機的進(jìn)程保留現(xiàn)場，為占有處理機的進(jìn)程恢復(fù)現(xiàn)場等時間（和空間）開銷增大。8.試比較進(jìn)

10、程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不同點。 作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它決定了哪一個作業(yè)能進(jìn)入主存。進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，它決定各作業(yè)中的哪一個進(jìn)程占有中央處理器。 作業(yè)調(diào)度是選符合條件的收容態(tài)作業(yè)裝入主存。進(jìn)程調(diào)度是從就緒態(tài)進(jìn)程中選一個占用處理器。9.常用的作業(yè)調(diào)度算法有哪些？ 先來先服務(wù)算法 計算時間短的作業(yè)優(yōu)先算法 響應(yīng)比最高者優(yōu)先算法 優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法 均衡調(diào)度算法10.簡述中斷裝置的主要職能。中斷裝置的職能主要有三點： 檢查是否有中斷事件發(fā)生； 若有中斷發(fā)生，保護(hù)好被中斷進(jìn)程的斷點及現(xiàn)場信息，以便進(jìn)程在適當(dāng)時候能恢復(fù)執(zhí)行； 啟動操作系統(tǒng)的中斷處理程序。11. 作業(yè)調(diào)度 與 進(jìn)程調(diào)度 各自的職責(zé)和相互間的關(guān)系。

11、作業(yè)調(diào)度 的職責(zé)是把 輸入井 中的作業(yè)裝入 主存 ，此時系統(tǒng)為該作業(yè)創(chuàng)建一個進(jìn)程，若有多個作業(yè)被裝入主存儲器，則同時存在多個進(jìn)程。它們處于 就緒狀態(tài) 。進(jìn)程調(diào)度 的職責(zé)就是 選擇 當(dāng)前可占用處理器的 進(jìn)程 ，進(jìn)程運行中由于某種原因狀態(tài)發(fā)生變化，當(dāng)它讓出處理器時，進(jìn)程調(diào)度就再選另一個作業(yè)的進(jìn)程去運行。二者相互配合才能實現(xiàn)多道作業(yè)的并行執(zhí)行。12.一般中斷分為哪幾類？硬件中斷、程序中斷、外部中斷、輸入輸出中斷、訪管中斷。強迫性中斷事件：由于外界原因迫使正在運行的進(jìn)程被打斷；自愿性中斷：正在運行的進(jìn)程所期待的，它表示正在運行的進(jìn)程對操作系統(tǒng)有某種需求。2.中斷優(yōu)先級是按中斷事件的重要性和緊迫程序來確

12、定的，是在硬件設(shè)計時固定的。一般情況下，優(yōu)先級的高低順序為硬件故障中斷，自愿中斷，程序性中斷，外部中斷，輸入輸出中斷。87.頁式存儲管理中為什么要設(shè)置頁表？答：因為頁式管理時把作業(yè)分散在主存中的不連續(xù)塊中存放，必須通過頁表來建立邏輯地址中的頁號到絕對地址中的塊號的映射，作為硬件進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換的依據(jù)。8.頁式存儲管理中頁面大小是根據(jù)什么決定的？頁表的長度又是根據(jù)什么決定的？答：頁面的大小是由地址結(jié)構(gòu)決定的。頁表的長度是由作業(yè)的信息量決定的，作業(yè)有多少頁，頁表中就有多少個記錄項。9.敘述頁式存儲管理中地址轉(zhuǎn)換過程。答：首先，操作系統(tǒng)為每個作業(yè)創(chuàng)建一張頁表，它建立了邏輯地址中的頁號到絕對地址中的塊號的

13、映射。然后，借助于硬件地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)，在作業(yè)執(zhí)行過程中，每執(zhí)行一條指令時，按邏輯地址中的頁號查頁表得到對應(yīng)的塊號，再根據(jù)公式“絕對地址=塊號塊長+頁內(nèi)地址”換算出欲訪問的主存單元的絕對地址。10.主存的分配和去配（回收）：在系統(tǒng)初始化時，主存除了操作系統(tǒng)所占部分外，整個用戶區(qū)是一個大的空閑區(qū)，可以按作業(yè)需要的空間大小順序分配空閑區(qū)直到不夠時為止。當(dāng)作業(yè)結(jié)束時，它的占用分區(qū)被收回。這個空閑區(qū)又可以根據(jù)新作業(yè)的大小重新用于分配，所以主存中的已占分區(qū)和空閑區(qū)的數(shù)目和大小都是在變化的。可以用兩張表“已分配區(qū)表”和“空閑區(qū)表”來記錄和管理。11.存儲管理的主要功能：、內(nèi)存區(qū)域的分配和管理：通過建表、查表、

14、改表和回收登錄內(nèi)存使用情況，系統(tǒng)或用戶申請內(nèi)存時按選定的分配算法確定分區(qū)等，保證分配和回收；、內(nèi)存的擴充技術(shù)：使用虛擬存儲或自動覆蓋技術(shù)提供比實際內(nèi)存更大的空間；、內(nèi)存的保護(hù)技術(shù)：各道作業(yè)、任務(wù)或進(jìn)程在自己所屬區(qū)域中運行，不破壞別的作業(yè)或不被“別人”破壞，更不要破壞整個系統(tǒng)工作。9.什么叫虛擬存儲器？答：根據(jù)程序執(zhí)行的互斥性和局部性兩個特點，我們允許作業(yè)裝入的時候只裝入一部分，另一部分放在磁盤上，當(dāng)需要的時候再裝入到主存，這樣以來，在一個小的主存空間就可以運行一個比它大的作業(yè)。同時，用戶編程的時候也擺脫了一定要編寫小于主存容量的作業(yè)的限制。也就是說，用戶的邏輯地址空間可以比主存的絕對地址空間要

15、大。對用戶來說，好象計算機系統(tǒng)具有一個容量很大的主存儲器，稱為“虛擬存儲器”。13.存儲空間的分配與回收：用 位示圖 進(jìn)行磁盤存儲空間的分配與回收：和主存頁式管理的存儲空間分配回收方法類似，位示圖用一個位的信息（0/1）來表示磁盤上一個塊空間是否空閑，所不同的是，主存空間直接以塊號表示，而磁盤塊位置則由柱面號、磁頭號和扇區(qū)號三段組成。2.用空閑塊表進(jìn)行磁盤存儲空間的分配與回收：如同主存管理中的空閑區(qū)表，表每一行記錄一組連續(xù)空閑塊的首塊號和空閑塊數(shù)，空閑塊數(shù)為“0”的登記項為“空”登記項。27.頁式存儲管理中為什么要設(shè)置頁表？答：因為頁式管理時把作業(yè)分散在主存中的不連續(xù)塊中存放，必須通過頁表來建

16、立邏輯地址中的頁號到絕對地址中的塊號的映射，作為硬件進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換的依據(jù)。8.頁式存儲管理中頁面大小是根據(jù)什么決定的？頁表的長度又是根據(jù)什么決定的？答：頁面的大小是由地址結(jié)構(gòu)決定的。頁表的長度是由作業(yè)的信息量決定的，作業(yè)有多少頁，頁表中就有多少個記錄項。9.敘述頁式存儲管理中地址轉(zhuǎn)換過程。答：首先，操作系統(tǒng)為每個作業(yè)創(chuàng)建一張頁表，它建立了邏輯地址中的頁號到絕對地址中的塊號的映射。然后，借助于硬件地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)，在作業(yè)執(zhí)行過程中，每執(zhí)行一條指令時，按邏輯地址中的頁號查頁表得到對應(yīng)的塊號，再根據(jù)公式“絕對地址=塊號塊長+頁內(nèi)地址”換算出欲訪問的主存單元的絕對地址。10.主存的分配和去配（回收）：在系統(tǒng)

17、初始化時，主存除了操作系統(tǒng)所占部分外，整個用戶區(qū)是一個大的空閑區(qū)，可以按作業(yè)需要的空間大小順序分配空閑區(qū)直到不夠時為止。當(dāng)作業(yè)結(jié)束時，它的占用分區(qū)被收回。這個空閑區(qū)又可以根據(jù)新作業(yè)的大小重新用于分配，所以主存中的已占分區(qū)和空閑區(qū)的數(shù)目和大小都是在變化的?？梢杂脙蓮埍怼耙逊峙鋮^(qū)表”和“空閑區(qū)表”來記錄和管理。11.存儲管理的主要功能：、內(nèi)存區(qū)域的分配和管理：通過建表、查表、改表和回收登錄內(nèi)存使用情況，系統(tǒng)或用戶申請內(nèi)存時按選定的分配算法確定分區(qū)等，保證分配和回收；、內(nèi)存的擴充技術(shù)：使用虛擬存儲或自動覆蓋技術(shù)提供比實際內(nèi)存更大的空間；、內(nèi)存的保護(hù)技術(shù)：各道作業(yè)、任務(wù)或進(jìn)程在自己所屬區(qū)域中運行，不破

18、壞別的作業(yè)或不被“別人”破壞，更不要破壞整個系統(tǒng)工作。9.什么叫虛擬存儲器？答：根據(jù)程序執(zhí)行的互斥性和局部性兩個特點，我們允許作業(yè)裝入的時候只裝入一部分，另一部分放在磁盤上，當(dāng)需要的時候再裝入到主存，這樣以來，在一個小的主存空間就可以運行一個比它大的作業(yè)。同時，用戶編程的時候也擺脫了一定要編寫小于主存容量的作業(yè)的限制。也就是說，用戶的邏輯地址空間可以比主存的絕對地址空間要大。對用戶來說，好象計算機系統(tǒng)具有一個容量很大的主存儲器，稱為“虛擬存儲器”。13.存儲空間的分配與回收：用 位示圖 進(jìn)行磁盤存儲空間的分配與回收：和主存頁式管理的存儲空間分配回收方法類似，位示圖用一個位的信息（0/1）來表示

19、磁盤上一個塊空間是否空閑，所不同的是，主存空間直接以塊號表示，而磁盤塊位置則由柱面號、磁頭號和扇區(qū)號三段組成。2.用空閑塊表進(jìn)行磁盤存儲空間的分配與回收：如同主存管理中的空閑區(qū)表，表每一行記錄一組連續(xù)空閑塊的首塊號和空閑塊數(shù)，空閑塊數(shù)為“0”的登記項為“空”登記項。2.利用位示圖實現(xiàn)頁式存儲空間的分配和回收：塊號=字號字長位號；字號=i/字長（即塊號i除以字長取整）；位號=i mod 字長（即塊號i除以字長取余）。2.缺頁中斷就是要訪問的頁不在主存，需要操作系統(tǒng)將其調(diào)入主存后再進(jìn)行訪問。影響缺頁中斷率有哪幾個主要因素？ 分配給作業(yè)的主存塊數(shù)多則缺頁率低，反之缺頁中斷率就高。 頁面大，缺頁中斷率

20、低；頁面小缺頁中斷率高。 程序編制方法。以數(shù)組運算為例，如果每一行元素存放在一頁中，則按行處理各元素缺頁中斷率低；反之，按列處理各元素，則缺頁中斷率高。 頁面調(diào)度算法對缺頁中斷率影響很大，但不可能找到一種最佳算法3.頁表的構(gòu)造與作用：每個被裝入主存的作業(yè)都有一張 頁表 ，指出該作業(yè)邏輯地址中的頁號與所占用的主存塊號之間的對應(yīng)關(guān)系。頁表的長度由作頁擁有的頁面數(shù)決定，行號對應(yīng)為頁號，行中記錄的是主存中的塊號。頁表是硬件進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換的依據(jù)，每執(zhí)行一條指令時按邏輯地址中的頁號查找頁表并轉(zhuǎn)換成絕對地址。4.何為頁表和快表？它們各起什么作用？頁表指出邏輯地址中的頁號與所占主存塊號的對應(yīng)關(guān)系。作用：頁式存儲

21、管理在用動態(tài)重定位方式裝入作業(yè)時，要利用頁表做地址轉(zhuǎn)換工作?？毂砭褪谴娣旁诟咚倬彌_存儲器的部分頁表。它起頁表相同的作用。由于采用頁表做地址轉(zhuǎn)換，讀寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存儲器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執(zhí)行速度。5.計算機系統(tǒng)怎樣實現(xiàn)存儲保護(hù)？一般硬件設(shè)置了基址寄存器和限長寄存器。中央處理器在目態(tài)下執(zhí)行系統(tǒng)中，對每個訪問主存的地址都進(jìn)行核對，若能滿足：基址寄存器值訪問地址基址寄存器值限長寄存值，則允許訪問，否則不允許訪問。并且不允許用戶程序隨意修改這兩個寄存器的值。這就實現(xiàn)了存儲保護(hù)。6.存儲保護(hù)的目的是什么？怎樣實現(xiàn)存儲保護(hù)？答：存儲保護(hù)

22、的目的就是為了保護(hù)主存中各區(qū)域內(nèi)的信息不被破壞，它包括存儲的權(quán)限，存儲不可跨越區(qū)域等等。為實現(xiàn)存儲保護(hù)，必須由硬件和軟件配合實現(xiàn)。比如在頁式管理中，要由操作系統(tǒng)提供頁表，硬件機構(gòu)確定頁的使用必須是安全的，如不能訪問不屬于自己的頁等。7.剛被調(diào)出的頁又立即要用，因而又要把它調(diào)入；而調(diào)入不久又被調(diào)出；調(diào)出不久又再被調(diào)入，如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁，以至于使大部分時間都花費在來回調(diào)度上，這種現(xiàn)象 成為抖動，又稱顛簸。93章 習(xí)題解答1.解釋下列術(shù)語邏輯地址；絕對地址；地址轉(zhuǎn)換答：邏輯地址：對于用戶來說，他無須知道自己的作業(yè)究竟是在主存的什么位置，他們可以認(rèn)為自己的程序和數(shù)據(jù)就是放在從0地址開始一組連續(xù)

23、的地址空間中，這個地址空間是程序用來訪問信息所用的一系列連續(xù)地址單元的集合，該地址空間就是邏輯地址空間。邏輯地址空間中，地址單元的編號稱為邏輯地址。絕對地址：主存也被按照連續(xù)的存儲單元進(jìn)行編號，絕對地址空間就是主存中一系列連續(xù)存儲信息的物理單元的集合，也稱絕對地址空間為存儲地址空間或物理地址空間。絕對地址空間中物理單元的編號稱為絕對地址。 地址轉(zhuǎn)換：由于一個作業(yè)裝入到與其邏輯地址空間不一致的絕對地址空間，使得邏輯地址與絕對地址不同，而引起的對有關(guān)地址部分的調(diào)整，即邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址的過程稱為重定位，也稱為地址轉(zhuǎn)換。2.存儲保護(hù)的目的是什么？怎樣實現(xiàn)存儲保護(hù)？答：存儲保護(hù)的目的就是為了保護(hù)主

24、存中各區(qū)域內(nèi)的信息不被破壞，它包括存儲的權(quán)限，存儲不可跨越區(qū)域等等。為實現(xiàn)存儲保護(hù)，必須由硬件和軟件配合實現(xiàn)。比如在頁式管理中，要由操作系統(tǒng)提供頁表，硬件機構(gòu)確定頁的使用必須是安全的，如不能訪問不屬于自己的頁等。3.什么叫重定位？重定位的方式有哪兩種？比較它們的不同。答：由于一個作業(yè)裝入到與其邏輯地址空間不一致的絕對地址空間，使得邏輯地址與絕對地址不同，而引起的對有關(guān)地址部分的調(diào)整，即邏輯地址轉(zhuǎn)換成絕對地址的過程稱為重定位，也稱為地址轉(zhuǎn)換。重定位有靜態(tài)和動態(tài)兩種情況。所謂靜態(tài)重定位是在裝入一個作業(yè)的時候，把作業(yè)中的指令地址和數(shù)據(jù)地址全部一次性地轉(zhuǎn)換成絕對地址。所謂動態(tài)重定位是由軟件和硬件相配合

25、來實現(xiàn)的。地址重定位不再是裝入的時候一次完成了，而是設(shè)置一個基址寄存器，裝入作業(yè)的時候，將作業(yè)在主存區(qū)域的首地址放入到基址寄存器中。作業(yè)執(zhí)行的時候，由硬件的地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)動態(tài)地對地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換，執(zhí)行指令的時候，只要將邏輯地址加上基址寄存器的內(nèi)容，就得到了絕對地址。靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位的不同在于：靜態(tài)重定位是在作業(yè)裝入的時候一次完成，動態(tài)重定位是在作業(yè)執(zhí)行時再實現(xiàn)的。靜態(tài)重定位是軟件支持的，動態(tài)重定位是硬件和軟件合作實現(xiàn)的。靜態(tài)重定位不能實現(xiàn)主存的移動，而動態(tài)重定位可以。動態(tài)重定位還可能提供虛擬存儲空間。第1章 習(xí)題解答1.計算機系統(tǒng)由哪兩大部分組成？答：計算機系統(tǒng)是能按照人的要求接受和存儲信息，

26、自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計算，并輸出結(jié)果信息的機器系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)由兩大部分組成：硬件（子）系統(tǒng)和軟件（子）系統(tǒng)，其中硬件子系統(tǒng)是系統(tǒng)賴以工作的實體，它是有關(guān)的各種物理部件的有機的結(jié)合。軟件子系統(tǒng)由各種程序以及程序所處理的數(shù)據(jù)組成，這些程序的主要作用是協(xié)調(diào)各個硬件部件，使整個計算機系統(tǒng)能夠按照指定的要求進(jìn)行工作。硬件子系統(tǒng)包括中央處理器、主存存儲器、輸人輸出控制系統(tǒng)和各種外圍設(shè)備。軟件子系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支援軟件和應(yīng)用軟件三個部分。2.什么是計算機的操作系統(tǒng)？答：操作系統(tǒng)（Operating System縮寫 OS）是一種系統(tǒng)軟件。它對程序的執(zhí)行進(jìn)行控制，還使用戶能方便地使用硬件提供的計算機功能，也

27、使硬件的功能發(fā)揮得更好。它是一種用于管理計算機系統(tǒng)資源和控制程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件，它擴充系統(tǒng)的功能，為用戶提供方便的使用接口和良好的運行環(huán)境。3.操作系統(tǒng)管理哪些資源？答：操作系統(tǒng)管理計算機系統(tǒng)的資源，其中硬件資源主要包括中央處理器、主存儲器和各種外圍設(shè)備；軟件資源包括了程序和數(shù)據(jù)，通常這些程序和數(shù)據(jù)是以文件的方式存儲和使用的。它說明資源的使用情況，實現(xiàn)多用戶共享計算機系統(tǒng)的各種資源。4.為什么要把“I/O指令”等定義為特權(quán)指令？答：若用戶程序中直接使用 IO指令，則可能引起沖突或由于某些意外而造成錯誤。例如，用戶程序中要啟動磁帶后取磁帶上的信息，但可能操作員錯拿了另一用戶的磁帶，把它以磁帶機上

28、，這時用戶程序啟動磁帶機后從磁帶上得到的信息實際上不是自己需要的，就可能造成程序執(zhí)行后得到結(jié)果不正確。更糟糕的是當(dāng)用戶程序啟動磁帶機的目的是要把一些信息記到磁帶上，將可能覆蓋已在磁帶上的信息，即把另一用戶磁帶上的信息破壞了。為了防止類似于這樣一類的錯誤啟動外圍設(shè)備的工作不是用戶程序直接做，而是由操作系統(tǒng)來做。5.操作系統(tǒng)是如何防止用戶使用特權(quán)指令的？答：為了防止用戶程序中使用特權(quán)指令，計算機硬件結(jié)構(gòu)區(qū)分兩種操作模式：目態(tài)和管態(tài)，其中目態(tài)下只能使用除特權(quán)指令以外的指令，管態(tài)下可以使用全部指令。當(dāng)在目態(tài)下使用特權(quán)指令時，硬件就發(fā)出信號：“程序使用非法指令”，且不允許程序繼續(xù)執(zhí)行下去。所以可以把用戶

29、程序置在目態(tài)下運行，而操作系統(tǒng)中必須使用特權(quán)指令的那部分程序可在管態(tài)下運行，這樣可保證計算機系統(tǒng)的安全可靠。. 什么是設(shè)備獨立性及好處：設(shè)備獨立性也稱設(shè)備無關(guān)性，它是指用戶程序獨立于具體使用的物理設(shè)備； 設(shè)備分配時的靈活性 、易于實現(xiàn)I/O重定向、提高操作系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴展性2. 如何實現(xiàn)設(shè)備獨立性。為實現(xiàn)設(shè)備獨立性，系統(tǒng)必須在設(shè)備驅(qū)動程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨立性軟件3. 獨占設(shè)備 是指每次只能供一個作業(yè)執(zhí)行期間單獨使用的設(shè)備。如輸入機、磁帶機、打印機等。4. 共享設(shè)備 是指允許幾個作業(yè)執(zhí)行期間可同時使用的設(shè)備。5.磁盤移臂調(diào)度的目的是什么？常用移臂調(diào)度算法有哪些？磁盤移臂調(diào)度的目的是盡可能

30、地減少輸入輸出操作中的尋找時間。常用的移臂調(diào)度算法有： 先來先服務(wù)算法 最短尋找時間優(yōu)先算法 電梯調(diào)度算法 單向掃描算法。8.什么是輸人井和輸出井？答：在具有通道技術(shù)的系統(tǒng)中，我們利用中央處理器和通道并行工作的能力，用一臺機器完成脫機外圍設(shè)備操作技術(shù)中三臺機器的工作。操作系統(tǒng)中包含兩個程序：“預(yù)輸入程序”代替輸入外圍設(shè)備，“緩輸出程序”代替輸出外圍設(shè)備。系統(tǒng)在磁盤中劃分出專門稱為“井”的區(qū)域，它分為“輸入井”和“輸出井”，它們分別代替低速的獨占使用的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。9.什么是SPOOLING系統(tǒng)？清簡述它的實現(xiàn)思想。答：操作系統(tǒng)中實現(xiàn)聯(lián)機同時外圍設(shè)備操作功能的部分稱為斯普林（SPOOIJNG）系統(tǒng)。它的實現(xiàn)思想是：利用中央處理器和通道并行工作的能力，用一臺機器完成脫機外圍設(shè)備操作技術(shù)中三臺機器的工作。操作系統(tǒng)中包含兩個程序：“預(yù)輸入程序”代替輸入外圍設(shè)備，“緩輸出程序”代替輸出外圍設(shè)備。系統(tǒng)在磁盤中劃分出專門稱為“井”的區(qū)域，它分為“輸入井”和“輸出井”?！邦A(yù)輸入程序”把作業(yè)流中作業(yè)信息傳送到“輸入井”保存，作業(yè)在執(zhí)行時只要通過“輸入井讀”程序從上“輸入井”獲取數(shù)據(jù)，而不去啟動低速的外圍設(shè)備。作業(yè)執(zhí)行的