計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案4824

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第三版）課后習(xí)題答案第一章 操作系統(tǒng)引論1設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？答：（1）有效性（2）方便性（3）可擴(kuò)充性（4）開(kāi)放性13OS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。14處理機(jī)管理有哪些主要功能？答：處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度；15內(nèi)存管理有哪些主要功能?答：內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充。內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。16設(shè)備管理有哪些主要功能？答：主要功能有:緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理以及虛擬設(shè)備等。17文件管理有哪些主要功能？答：

2、文件管理主要功能：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫(xiě)管理和保護(hù)。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第二章進(jìn)程管理2.畫(huà)出下面四條詫句的前趨圖:S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=ab；S4=w：=c+1;答：其前趨圖為：8試說(shuō)明迚程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。圖P38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16進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在哪兩種形式的制約？答：（1）間接相互制約關(guān)系。同處于一個(gè)系統(tǒng)中的進(jìn)程，通常都共享著某種系統(tǒng)資源，也叫資源共享（2）直接相互制約關(guān)系。這種資源于進(jìn)

3、程間的合作?；コ猓褐笌讉€(gè)并發(fā)進(jìn)程若共享同一個(gè)臨界資源，它們必須錯(cuò)開(kāi)使用這個(gè)臨界資源，即當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在使用臨界資源且尚未使用完畢之前，其他進(jìn)程不能搶奪使用該臨界資源18.同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待。19.試從物理概念上說(shuō)明記錄型信號(hào)量wait和signal。答：wait(S)：當(dāng)S.value0時(shí)，表示目前系統(tǒng)中這類(lèi)資源還有可用的。執(zhí)行一次wait操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類(lèi)資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類(lèi)資源減少一個(gè)，因此描述為S.value:=S.value-1；當(dāng)S.value1) then block(W, L)un

4、lock(W): W:=W-1;if(W0) then wakeup(W, L)例子：Var W:semaphore:=0；beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;end26試修改下面生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題解法中的錯(cuò)諢:答：producer:beginrepeatproducer an item in nextp;wait(mutex);wait(full); /*應(yīng)為wait(empty),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面*/buffer(in):=nextp;/*緩沖池?cái)?shù)組游標(biāo)應(yīng)前

5、移: in:=(in+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(full); */until false;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty); /*應(yīng)為wait(full),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面*/nextc:=buffer(out);out:=out+1; /*考慮循環(huán)，應(yīng)改為: out:=(out+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(empty); */consumer item in nextc;until false;end計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三章

6、處理器調(diào)度與管理1高級(jí)調(diào)度、低級(jí)調(diào)度、中級(jí)調(diào)度的概念？P87答：高級(jí)調(diào)度又稱(chēng)為作業(yè)調(diào)度或長(zhǎng)程調(diào)度，其主要功能是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，也就是說(shuō)，它的調(diào)度對(duì)象是作業(yè)。低級(jí)調(diào)度：稱(chēng)為進(jìn)程調(diào)度或短程調(diào)度，它所調(diào)度的對(duì)象是進(jìn)程或內(nèi)核級(jí)線程。中級(jí)調(diào)度：又稱(chēng)中程調(diào)度，是存儲(chǔ)器管理中的對(duì)換功能6在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么？答：搶占的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。7在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí)，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么？答：（1）面向用戶的準(zhǔn)則：周轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則。（2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類(lèi)資源

7、的平衡利用。10試比較FCFS和SPF兩種迚程調(diào)度算法。答：相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。不同點(diǎn)：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或多個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。該算法有利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程，不利于短作業(yè)/進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或若干個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程。18.何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？a.死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種僵局，若無(wú)外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)；b.產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競(jìng)爭(zhēng)資源，

8、二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法；c.必要條件是: 互斥條件，請(qǐng)求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件。20.請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明可通過(guò)哪些途徑預(yù)防死鎖?a.摒棄請(qǐng)求和保持條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行之前，都必須一次性地申請(qǐng)其在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程所需的全部資源，但在分配資源時(shí)，只要有一種資源不能滿足某進(jìn)程的要求，即使其它所需的各資源都空閑，也不分配給該進(jìn)程，而讓該進(jìn)程等待；b.摒棄不剝奪條件：系統(tǒng)規(guī)定，進(jìn)程是逐個(gè)地提出對(duì)資源的要求的。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請(qǐng)求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)；c.摒棄環(huán)路等待條件：系統(tǒng)將所有資源按類(lèi)型進(jìn)行線性排序，并賦

9、予不同的序號(hào)，且所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按序號(hào)遞增的次序提出，這樣，在所形成的資源分配圖中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，因而摒棄了環(huán)路等待條件。21.在銀行家算法的例子中，如果Po發(fā)出的請(qǐng)求向量友Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)，問(wèn)系統(tǒng)可否將資源分配給它？答： 可以，首先，Request(0,1,0)=Need0(7,4,3) Request0(0,1,0)Available(2,3,0) 分配后可修改得以資源數(shù)據(jù)庫(kù)表，進(jìn)行安全檢查，可以找到一個(gè)安全序列或P1,P4,P0,P2因此，系統(tǒng)是安全的，可以立即將資源分配給P022.在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情：Proc

10、essAllocationNeedAvailableP0003200121622P110001750P213542356P303320652P400140656試問(wèn)：該狀態(tài)是否安全？若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1，2，2，2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？該狀態(tài)是安全的，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)安全序列。下表為該時(shí)刻的安全序列表。資源情況進(jìn)程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP0P3P4P1P21 6 2 21 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 110 0 1 20 6 5 20 6 5 61 7 5 02 3 5 60 0 3 20 3

11、3 30 0 1 41 0 0 01 3 5 41 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 113 12 14 17truetruetruetruetrue若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1，2，2，2)后，系統(tǒng)不能將資源分配給它，若分配給進(jìn)程P2，系統(tǒng)還剩的資源情況為（0，4，0，0），此時(shí)系統(tǒng)中的資源將無(wú)法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的資源請(qǐng)求，從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，容易引起死鎖的發(fā)生。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第四章存儲(chǔ)器管理2.可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？將程序裝入內(nèi)存可采用的方式有：絕對(duì)裝入方式、重定位裝入方式、動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式；9.分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用哪些分配策略？P147分區(qū)存

12、儲(chǔ)管理中常采用的分配策略有：固定分配局部置換、可變分配全局置換、可變分配局部置換22.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，頁(yè)表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)？每項(xiàng)的作用是什么？ a. 請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，其頁(yè)表項(xiàng)中包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有頁(yè)號(hào)，物理塊號(hào)，狀態(tài)位p，訪問(wèn)字段A，修改為M和外存地址；b.其中狀態(tài)位P指示該頁(yè)是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問(wèn)時(shí)參考；訪問(wèn)字段A用于記錄本頁(yè)在一段時(shí)間內(nèi)被訪問(wèn)的次數(shù)，或最近有多長(zhǎng)時(shí)間為被訪問(wèn)，提供改制換算法一選擇換出頁(yè)面時(shí)參考；c.修改位M表示該頁(yè)在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過(guò)；d.外存地址用于指出該頁(yè)在外存上的地址，通常是物理塊號(hào)，供調(diào)入該頁(yè)時(shí)使用。23.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，應(yīng)從何處將所需頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存？P14524

13、.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁(yè)面置換算法？a最佳置換算法。b.先進(jìn)先出算法；c 最近最久未使用LRU算法(關(guān)于棧的)。d.clock置換算法。e。還有至少使用置換算法和頁(yè)面緩沖算法。26.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(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率，并比較所得結(jié)果。M=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(jiàn)，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增加了

14、缺頁(yè)次數(shù)，提高了缺頁(yè)率，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為是Belady現(xiàn)象。第五章設(shè)備管理課后答案1 試說(shuō)明設(shè)備控制器的組成。 a設(shè)備控制器與處理機(jī)的借口。b設(shè)備控制器與設(shè)備的接口。C.I/O邏輯3. 什么是字節(jié)多路通道？什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道？a.字節(jié)多路通道含有許多非分配型子通道分別連接在低、中速I(mǎi)/O設(shè)備上，子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道，按字節(jié)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。具體而言，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)子通道控制其I/O設(shè)備完成一個(gè)字節(jié)的交換后，便立即騰出字節(jié)多路通道（主通道），讓給第二個(gè)子通道使用；當(dāng)?shù)诙€(gè)子通道也交換完一個(gè)字節(jié)后，又依次把主通道讓給第三個(gè)子通道使用，以此類(lèi)推。轉(zhuǎn)輪一周后，重又返回由第一個(gè)子通道去

15、使用主通道。b.數(shù)組選擇通道只含有一個(gè)分配型子通道，一段時(shí)間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序、控制一臺(tái)設(shè)備按數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。通道被某臺(tái)設(shè)備占用后，便一直處于獨(dú)占狀態(tài)，直至設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸完畢釋放該通道，故而通道利用率較低，主要用于連接多臺(tái)高速設(shè)備。c.數(shù)組多路通道是將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道能使各子通道分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合而形成的一種新通道。其含有多個(gè)非分配型子通道分別連接在高、中速I(mǎi)/O設(shè)備上，子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道，按數(shù)組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，因而既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又能獲得令人滿意的通道利用率。7有哪幾種I/O控制方式？有四種I/O控制方式，即程序I/O控制方式、中斷

16、驅(qū)動(dòng)I/O控制方式、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)DMA控制方式及I/O通道控制方式。18試說(shuō)明SPOOLing系統(tǒng)的組成。SPOOLing系統(tǒng)是對(duì)脫機(jī)I/O工作的模擬，其必須有高速隨機(jī)外存（通常采用磁盤(pán)）的支持。SPOOLING系統(tǒng)主要有以下四個(gè)部分：（1）輸入井和輸出井，為磁盤(pán)上開(kāi)辟的兩大存儲(chǔ)空間，分別模擬脫機(jī)輸入/出時(shí)的磁盤(pán)，并用于收容I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)和用戶程序的輸出數(shù)據(jù)；（2）輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)，在內(nèi)存中開(kāi)辟，分別用于暫存由輸入設(shè)備和輸出井送來(lái)的數(shù)據(jù)；（3）輸入進(jìn)程SPi和輸出進(jìn)程SPo，分別模擬脫機(jī)輸入/出時(shí)的外圍控制機(jī)，用于控制I/O過(guò)程；（4）I/O請(qǐng)求隊(duì)列，由系統(tǒng)為各個(gè)I/O請(qǐng)求進(jìn)程建

17、立的I/O請(qǐng)求表構(gòu)成的隊(duì)列。19在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLING系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLING系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供以下服務(wù)：（1）由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請(qǐng)一空閑盤(pán)塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；（2）輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的用戶打印表，并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。（3）一旦打印機(jī)空閑，輸出進(jìn)程便從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)求打印表，根據(jù)表中的要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機(jī)進(jìn)行打印。23.磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間由哪幾部分組成？尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr、傳輸時(shí)間Tt.24.目前常用的磁盤(pán)調(diào)度算法有哪幾種？每種算法優(yōu)先考慮的問(wèn)題是什么？a先來(lái)先服務(wù)FCFS。B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先SSTF。C.掃描算法