操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)題及答案

選擇20分（20題）、填空15分（15空），名詞解釋10（5題）簡答20（5題）綜合35（3題，10、10，15或四題，7、8、10、10）處理機(jī)第一部分概述填空1．計(jì)算機(jī)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個(gè)部分組成，它們構(gòu)成了一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2．按功能劃分，軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩種。3．操作系統(tǒng)是在裸機(jī)上加載的第一層軟件，是對計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)功能的首次擴(kuò)充。4．操作系統(tǒng)的基本功能是處理機(jī)（包含作業(yè)）管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理。5．在分時(shí)和批處理系統(tǒng)結(jié)合的操作系統(tǒng)中引入“前臺”和“后臺”作業(yè)的概念，其目的是改善系統(tǒng)功能，提高處理能力。6．分時(shí)系統(tǒng)的主要特征為多路性、交互性、獨(dú)立性和及時(shí)性。7．實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)以及批處理系統(tǒng)的主要區(qū)別是高及時(shí)性和高可靠性。8．若一個(gè)操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的交互性，可同時(shí)供多個(gè)用戶使用，則是分時(shí)操作系統(tǒng)。9．如果一個(gè)操作系統(tǒng)在用戶提交作業(yè)后，不提供交互能力，只追求計(jì)算機(jī)資源的利用率、大吞吐量和作業(yè)流程的自動化，則屬于批處理操作系統(tǒng)。10．采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，能充分發(fā)揮CPU和外部設(shè)備并行工作的能力。二、選擇1．操作系統(tǒng)是一種B。A．通用軟件 B．系統(tǒng)軟件 C．應(yīng)用軟件 D．軟件包2．操作系統(tǒng)是對C進(jìn)行管理的軟件。A系統(tǒng)軟件 B．系統(tǒng)硬件 C．計(jì)算機(jī)資源 D．應(yīng)用程序3．操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，以提高CPU和外部設(shè)備的A。A．利用率 B．可靠性 C．穩(wěn)定性 D．兼容性4．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的目的是提高計(jì)算機(jī)的B和方便用戶使用。A．速度 B．利用率 C．靈活性 D．兼容性5．C操作系統(tǒng)允許多個(gè)用戶在其終端上同時(shí)交互地使用計(jì)算機(jī)。A．批處理 B．實(shí)時(shí) C．分時(shí) D．多道批處理6．如果分時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間片一定，那么D，響應(yīng)時(shí)間越長。A．用戶數(shù)越少 B．內(nèi)存越少 C．內(nèi)存越多 D．用戶數(shù)越多名詞解釋1多道程序設(shè)計(jì)在這種設(shè)計(jì)技術(shù)下，內(nèi)存中能同時(shí)存放多道程序，在管理程序的控制下交替的執(zhí)行。這些作業(yè)共享CPU和系統(tǒng)中的其他資源。2并發(fā)是指兩個(gè)或多個(gè)活動在同一給定的時(shí)間間隔中進(jìn)行。它是宏觀上的概念。3并行是指兩個(gè)或多個(gè)活動在同一時(shí)刻同時(shí)執(zhí)行的情況。4吞吐量在一段給定的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)所能完成的總工作量。5分時(shí)就是對時(shí)間的共享。在分時(shí)系統(tǒng)中，分時(shí)主要是指若干并發(fā)程序?qū)PU時(shí)間的共享。6系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序中能以“函數(shù)調(diào)用”形式調(diào)用的、由操作系統(tǒng)提供的子功能的集合。每一個(gè)子功能稱作一條系統(tǒng)調(diào)用命令。它是操作系統(tǒng)對外的接口，是用戶級程序取得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑。7特權(quán)指令指指令系統(tǒng)中這樣一些指令，如啟動設(shè)備指令、設(shè)置時(shí)鐘指令、中斷屏蔽指令和清內(nèi)存指令，這些指令只能由操作系統(tǒng)使用。簡答1什么是分時(shí)系統(tǒng)，它有什么特征？4分答：分時(shí)系統(tǒng)：把處理機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分成很短的時(shí)間片，按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，把處理機(jī)分配給各進(jìn)程使用。其主要特征是：交互性、多用戶同時(shí)性、獨(dú)立性。2什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)？它有什么特征？4分答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)：在被控對象允許時(shí)間范圍內(nèi)做出響應(yīng)。其主要特征是：對實(shí)時(shí)信息分析處理速度要比進(jìn)入系統(tǒng)快、要求安全可靠、資源利用率低。3系統(tǒng)調(diào)用與過程調(diào)用在功能及實(shí)現(xiàn)上有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？4分答：相同點(diǎn)：兩者都由程序代碼構(gòu)成，可直接用高級程序設(shè)計(jì)語言（如C,C++和Perl語言）來編制；使用方式相同——以函數(shù)調(diào)用的形式出現(xiàn)，調(diào)用時(shí)傳送參數(shù)。不同點(diǎn)：①代碼層次不同，過程調(diào)用不屬于操作系統(tǒng)的一部分，而系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)的一部分。②運(yùn)行狀態(tài)不同。過程調(diào)用只能在用戶態(tài)下運(yùn)行，不能進(jìn)入核心態(tài)，而系統(tǒng)調(diào)用是在核心態(tài)下運(yùn)行的。③進(jìn)入方式不同。過程調(diào)用在用戶程序中調(diào)用，并直接在用戶空間內(nèi)執(zhí)行；而系統(tǒng)調(diào)用可以在用戶程序中調(diào)用，但是在用戶程序中執(zhí)行到系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，會產(chǎn)生異常事件。實(shí)現(xiàn)處理機(jī)狀態(tài)從用戶態(tài)到核心態(tài)的轉(zhuǎn)變，從而進(jìn)入操作系統(tǒng)核心空間去執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的代碼。4試說明特權(quán)指令和系統(tǒng)調(diào)用之間的區(qū)別與聯(lián)系。4分答：特權(quán)指令是一類只能在核心態(tài)下執(zhí)行的機(jī)器指令。而系統(tǒng)調(diào)用不是機(jī)器指令；它往往以函數(shù)調(diào)用的形式出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)提供的子功能，它是操作系統(tǒng)與用戶的編程接口。在用戶程序中可以使用系統(tǒng)調(diào)用來獲得操作系統(tǒng)服務(wù)，在系統(tǒng)調(diào)用代碼中可以使用特權(quán)指令第二部分中斷和信號機(jī)制名詞解釋1中斷是指CPU對系統(tǒng)發(fā)生的某個(gè)事件做出的一種反應(yīng)，CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場后自動地轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完該事件后，如被中斷進(jìn)程的優(yōu)先級最高，則返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行被“打斷”的程序。2中斷向量通常包括相應(yīng)中斷處理程序入口地址和中斷處理時(shí)處理機(jī)狀態(tài)字。3異常它是指來自cpu內(nèi)部的事件或程序執(zhí)行中的事件引起的中斷4程序性中斷是指因錯(cuò)誤地使用指令或數(shù)據(jù)而引起的中斷，用于反映程序執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的例外情況，例如，非法操作碼，無效地址、運(yùn)算溢出，等等。5斷點(diǎn)發(fā)生中斷時(shí)，被打斷程序的暫停點(diǎn)稱為斷點(diǎn)。6中斷響應(yīng)發(fā)生中斷時(shí)，cpu暫停執(zhí)行當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去處理中斷。這個(gè)由硬件對中斷請求做出反應(yīng)的過程，稱為中斷響應(yīng)。7中斷屏蔽是指在提出中斷請求之后，cpu不予響應(yīng)的狀態(tài)。它常常用來在處理某個(gè)中斷時(shí)防止同級中斷的干擾，或在處理一段不可分割的、必須連續(xù)執(zhí)行的程序時(shí)防止意外事件把它打斷。8中斷禁止是指在可引起中斷的事件發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不接收該中斷的信號，因而就不可能提出中斷請求而導(dǎo)致中斷。簡言之，就是不讓某些事件產(chǎn)生中斷。選擇題1．在進(jìn)程管理中，當(dāng)C時(shí)，進(jìn)程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。A．進(jìn)程被調(diào)度程序選中 B．進(jìn)程等待某一事件發(fā)生C．等待的事件出現(xiàn) D．時(shí)間片到2．在分時(shí)系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程用完給它的時(shí)間片后，其狀態(tài)變?yōu)锳。A．就緒 B．等待 C．運(yùn)行 D．由用戶設(shè)定3．下面對進(jìn)程的描述中，錯(cuò)誤的是D。A．進(jìn)程是動態(tài)的概念 B．進(jìn)程的執(zhí)行需要CPUC．進(jìn)程具有生命周期 D．進(jìn)程是指令的集合4．操作系統(tǒng)通過B對進(jìn)程進(jìn)行管理。A．JCB B．PCB C．DCT D．FCB5．一個(gè)進(jìn)程被喚醒，意味著該進(jìn)程D。A．重新占有CPU B．優(yōu)先級變?yōu)樽畲?C．移至等待隊(duì)列之首 D．變?yōu)榫途w狀態(tài)6．由各作業(yè)JCB形成的隊(duì)列稱為C。A．就緒作業(yè)隊(duì)列 B．阻塞作業(yè)隊(duì)列 C．后備作業(yè)隊(duì)列 D．運(yùn)行作業(yè)隊(duì)列7．既考慮作業(yè)等待時(shí)間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時(shí)間的作業(yè)調(diào)度算法是A。A．響應(yīng)比高者優(yōu)先 B．短作業(yè)優(yōu)先 C．優(yōu)先級調(diào)度 D．先來先服務(wù)8．作業(yè)調(diào)度程序從處于D狀態(tài)的隊(duì)列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運(yùn)行。A．就緒 B．提交 C．等待 D．后備9．A是指從作業(yè)提交系統(tǒng)到作業(yè)完成的時(shí)間間隔。A．周轉(zhuǎn)時(shí)間 B．響應(yīng)時(shí)間 C．等待時(shí)間 D．運(yùn)行時(shí)間10．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在執(zhí)行C時(shí)，會自動從目態(tài)變換到管態(tài)。A．P操作 B．V操作 C．系統(tǒng)調(diào)用 D．I/O指令11．操作系統(tǒng)是對C進(jìn)行管理的軟件。A系統(tǒng)軟件 B．系統(tǒng)硬件 C．計(jì)算機(jī)資源 D．應(yīng)用程序填空1．進(jìn)程在執(zhí)行過程中有3種基本狀態(tài)，它們是運(yùn)行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)。2．系統(tǒng)中一個(gè)進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)集合和進(jìn)程控制塊（PCB）三部分組成。3．在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，進(jìn)程是一個(gè)動態(tài)概念，程序是一個(gè)靜態(tài)概念。4．在一個(gè)單CPU系統(tǒng)中，若有5個(gè)用戶進(jìn)程。假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)為用戶態(tài)，則處于就緒狀態(tài)的用戶進(jìn)程最多有4個(gè)，最少有0個(gè)。注意，題目里給出的是假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)為用戶態(tài)，這表明現(xiàn)在有一個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)，因此最多有4個(gè)進(jìn)程處于就緒態(tài)。也可能除一個(gè)在運(yùn)行外，其他4個(gè)都處于阻塞。這時(shí)，處于就緒的進(jìn)程一個(gè)也沒有。5．總的來說，進(jìn)程調(diào)度有兩種方式，即不可剝奪方式和剝奪方式。6．進(jìn)程調(diào)度程序具體負(fù)責(zé)中央處理機(jī)（CPU）的分配。7．為了使系統(tǒng)的各種資源得到均衡使用，進(jìn)行作業(yè)調(diào)度時(shí)，應(yīng)該注意CPU忙碌作業(yè)和I/O忙碌作業(yè)的搭配。8．所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶程序要調(diào)用操作系統(tǒng)提供的一些子功能。9．作業(yè)被系統(tǒng)接納后到運(yùn)行完畢，一般還需要經(jīng)歷后備、運(yùn)行和完成三個(gè)階段。10．假定一個(gè)系統(tǒng)中的所有作業(yè)同時(shí)到達(dá)，那么使作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為最小的作業(yè)調(diào)度算法是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法。11．在引入線程的操作系統(tǒng)中，所謂“線程”，是指進(jìn)程中實(shí)施處理機(jī)調(diào)度和分配的基本單位。12．有了線程概念后，原來的進(jìn)程就屬于是單線程的進(jìn)程情形。簡答題1什么叫關(guān)中斷？什么叫開中斷？什么叫中斷屏蔽？4分答：把cpu內(nèi)部的處理機(jī)狀態(tài)字psw的中斷允許位清除從而不允許cpu響應(yīng)中斷叫做關(guān)中斷。設(shè)置cpu內(nèi)部的處理機(jī)狀態(tài)字psw的中斷允許位從而允許cpu響應(yīng)中斷叫做開中斷。中斷屏蔽是指中斷請求產(chǎn)生之后，系統(tǒng)用軟件方式有選擇地封鎖部分中斷而允許其余部分的中斷仍能得到響應(yīng)。2什么是陷阱，請舉例說明（只少2個(gè)）？什么是軟中斷？4分答：陷阱指處理機(jī)和內(nèi)存內(nèi)部產(chǎn)生的中斷，它包括程序運(yùn)算引起的各種錯(cuò)誤，如地址非法、檢驗(yàn)錯(cuò)、頁面失效。存取訪問控制錯(cuò)、從用戶態(tài)到核心態(tài)的切換等都是陷阱的例子。軟中斷是通信進(jìn)程之間用來模擬硬中斷的一種信號通信方式。3中斷響應(yīng)主要做哪些工作？由誰來完成？4分答：中斷響應(yīng)主要做的工作是：①中止當(dāng)前程序的執(zhí)行；②保存原程序的斷點(diǎn)信息（主要是程序計(jì)數(shù)器PC和程序狀態(tài)寄存器PS的內(nèi)容）；③轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序中斷響應(yīng)由硬件實(shí)施。4中斷處理的主要步驟是什么？4分答：中斷處理的一般步驟是:保存被中斷程序的現(xiàn)場，分析中斷原因，轉(zhuǎn)入相應(yīng)處理程序進(jìn)行處理，恢復(fù)被中斷程序現(xiàn)場（即中斷返回）。5什么叫系統(tǒng)調(diào)用？執(zhí)行用戶程序中的系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，相應(yīng)進(jìn)程的狀態(tài)會發(fā)生什么變化？4分答：系統(tǒng)調(diào)用是用戶在程序中能以“函數(shù)調(diào)用”形式調(diào)用的、由操作系統(tǒng)提供的子功能的集合。每一個(gè)子功能稱作一條系統(tǒng)調(diào)用命令。它是操作系統(tǒng)對外的接口，是用戶級程序取得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑。執(zhí)行到用戶程序中的系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，相應(yīng)進(jìn)程的狀態(tài)從用戶態(tài)變?yōu)楹诵膽B(tài)。6在用戶程序執(zhí)行過程中，CPU接到盤I/O中斷。對此，系統(tǒng)（硬件和軟件）要進(jìn)行相應(yīng)處理，試列出其主要處理過程。6分答：硬件主要處理過程是：cpu中止當(dāng)前程序的正常執(zhí)行；保存原程序的程序計(jì)算器pc和程序狀態(tài)寄存器ps的內(nèi)容：取出盤I/O中斷向量，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序。3分軟件主要處理過程是：保存被中斷程序的現(xiàn)場（如通用寄存器的內(nèi)容）：分析中斷原因，由中斷向量得到盤I/O中斷的處理程序地址；運(yùn)行盤I/O中斷處理程序，判斷I/O工作是否完成，如正常完成，則作I/O結(jié)束處理；執(zhí)行完中斷處理程序，核心恢復(fù)前面保存的現(xiàn)場，進(jìn)程回到用戶態(tài)。3分第三部分進(jìn)程和線程管理名詞解釋1可再現(xiàn)性是指程序的執(zhí)行結(jié)果與程序運(yùn)行的速度無關(guān)。2進(jìn)程程序在并發(fā)環(huán)境中的執(zhí)行過程。3互斥在邏輯上本來完全獨(dú)立的進(jìn)程，由于競爭同一個(gè)資源而產(chǎn)生的相互制約的關(guān)系。4同步是指進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。也就是說，這些具有伙伴關(guān)系的進(jìn)程在執(zhí)行次序上必須遵循確定的規(guī)律。5臨界資源一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源。6臨界區(qū)在每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序。7線程線程是進(jìn)程中實(shí)施調(diào)度和分派的基本單位。8管程管程是一種高級同步機(jī)制，一個(gè)管程定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程在其上執(zhí)行的一組操作，這組操作能使進(jìn)程同步和改變管程中的數(shù)據(jù)。9進(jìn)程控制塊進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識，它保存了系統(tǒng)管理和控制進(jìn)程所必須的信息，是進(jìn)程動態(tài)特性的集中表現(xiàn)。10原語指操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)一些具有特定功能的程序段，這些程序段的執(zhí)行過程是不可分割的，即其執(zhí)行過程不允許被中斷。11進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。12同步機(jī)制同步機(jī)構(gòu)是負(fù)責(zé)處理進(jìn)程之間制約關(guān)系的機(jī)制，即操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)解決進(jìn)程之間協(xié)調(diào)工作的同步關(guān)系（直接制約關(guān)系），以及共享臨界資源的互斥關(guān)系（間接制約關(guān)系）的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。13作業(yè)用戶在一次上機(jī)過程中要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做工作的集合。14周轉(zhuǎn)時(shí)間是指從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)開始，到作業(yè)退出系統(tǒng)所經(jīng)歷的時(shí)間。15響應(yīng)時(shí)間是分時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，指從用戶輸入命令到系統(tǒng)對命令開始執(zhí)行和顯示所需要的時(shí)間。16剝奪式調(diào)度當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)基于某種策略強(qiáng)行將處理機(jī)從占有者進(jìn)程剝奪而分配給另一個(gè)進(jìn)程的調(diào)度。這種調(diào)度方式系統(tǒng)開銷大，但系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)請求。17非剝奪式調(diào)度系統(tǒng)一旦把處理機(jī)分配給某個(gè)進(jìn)程之后，該進(jìn)程一直運(yùn)行下去，直到該進(jìn)程完成或因等待某個(gè)事件發(fā)生時(shí)，才將處理機(jī)分配給其他進(jìn)程。這種調(diào)度方式實(shí)現(xiàn)簡單，系統(tǒng)開銷小，但系統(tǒng)性能不夠好。18死鎖是指在一個(gè)進(jìn)程集合中的每個(gè)進(jìn)程都在等待僅由該集合中的另一個(gè)進(jìn)程才能引發(fā)的事件而無限期地僵持下去的局面。19饑餓在系統(tǒng)中，每個(gè)資源占有者都在有限時(shí)間內(nèi)釋放它所占有的資源，但資源中存在某些申請者由于某種原因卻永遠(yuǎn)得不到資源的一種錯(cuò)誤現(xiàn)象。20死鎖避免對進(jìn)程所發(fā)出的每一個(gè)申請資源命令加以動態(tài)地檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果決定是否進(jìn)行資源分配。就是說，在資源分配過程中若預(yù)測有發(fā)生死鎖的可能性，則加以避免。這種方法的關(guān)鍵是確定資源分配的安全性。21安全序列針對當(dāng)前分配狀態(tài)來說，系統(tǒng)至少能夠按照某種次序?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程分配資源（直至最大需求），并且使他們依次成功地運(yùn)行完畢，這種進(jìn)程序列{p1,p2,…,pn}就是安全序列。填空1．信號量的物理意義是當(dāng)信號量值大于零時(shí)表示可分配資源的個(gè)數(shù)；當(dāng)信號量值小于零時(shí)，其絕對值為等待使用該資源的進(jìn)程的個(gè)數(shù)。2．所謂臨界區(qū)是指進(jìn)程程序中需要互斥執(zhí)行的程序段。3．用P、V操作管理臨界區(qū)時(shí)，一個(gè)進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)前應(yīng)對信號量執(zhí)行P操作，退出臨界區(qū)時(shí)應(yīng)對信號量執(zhí)行V操作。4．有m個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)臨界資源。若使用信號量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對臨界資源的互斥訪問，則該信號量取值最大為1，最小為?（m?1）。注意，無論有多少個(gè)進(jìn)程，只要它們需要互斥訪問同一個(gè)臨界資源，那么管理該臨界資源的信號量初值就是1。當(dāng)有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，信號量的值就變?yōu)?。隨后再想進(jìn)入的進(jìn)程只能等待。最多的情況是讓一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入后，其余（m?1）個(gè)進(jìn)程都在等待進(jìn)入。于是這時(shí)信號量取到最小值：?（m?1）。5．對信號量S的P操作原語中，使進(jìn)程進(jìn)入相應(yīng)信號量隊(duì)列等待的條件是Vs<0。6．在銀行家算法中，如果一個(gè)進(jìn)程對資源提出的請求將會導(dǎo)致系統(tǒng)從安全的狀態(tài)進(jìn)入到不安全的狀態(tài)時(shí)，就暫時(shí)拒絕這一請求。7．在操作系統(tǒng)中進(jìn)程間的通信可以分為低級通信與高級通信兩種。選擇題1P、V操作是A。A．兩條低級進(jìn)程通信原語 B．兩條高級進(jìn)程通信原語C．兩條系統(tǒng)調(diào)用命令 D．兩條特權(quán)指令2．進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行是指若干個(gè)進(jìn)程B。A．共享系統(tǒng)資源 B．在執(zhí)行的時(shí)間上是重疊的C．順序執(zhí)行 D．相互制約3．若信號量S初值為2，當(dāng)前值為?1，則表示有B個(gè)進(jìn)程在與S相關(guān)的隊(duì)列上等待。A．0 B．1 C．2 D．4．用P、V操作管理相關(guān)進(jìn)程的臨界區(qū)時(shí)，信號量的初值應(yīng)定義為C。A．?1 B．0 C．1 D5．用V操作喚醒一個(gè)等待進(jìn)程時(shí)，被喚醒進(jìn)程的狀態(tài)變?yōu)锽。A．等待 B．就緒 C．運(yùn)行 D．完成6．若兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程相關(guān)臨界區(qū)的互斥信號量MUTEX現(xiàn)在取值為0，則正確的描述應(yīng)該是B。A．沒有進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)B．有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)C．有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)，另一個(gè)在等待進(jìn)入臨界區(qū)D．不定7．在系統(tǒng)中采用按序分配資源的策略，將破壞產(chǎn)生死鎖的D條件。A．互斥 B．占有并等待 C．不可搶奪 D．循環(huán)等待8．某系統(tǒng)中有3個(gè)并發(fā)進(jìn)程，都需要4個(gè)同類資源。試問該系統(tǒng)不會產(chǎn)生死鎖的最少資源總數(shù)應(yīng)該是B。A．9 B．10 C．11 D．9．銀行家算法是一種A算法。A．死鎖避免 B．死鎖防止 C．死鎖檢測 D．死鎖解除10．信箱通信是進(jìn)程間的一種B通信方式。A．直接 B．間接 C．低級 D．信號量簡答題1在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？4分答:由于多道程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)共享系統(tǒng)資源，共同決定這些資源的狀態(tài)，因此系統(tǒng)中各程序在執(zhí)行過程中就出現(xiàn)了相互制約的新關(guān)系，程序的執(zhí)行出現(xiàn)“走走停停”的新狀態(tài)。用程序這個(gè)靜態(tài)的概念已不能如實(shí)反映程序并發(fā)執(zhí)行過程中的這些特征。為此，人們引入了“進(jìn)程（Process）”這一概念來描述程序動態(tài)執(zhí)行過程的性質(zhì)。進(jìn)程和程序是兩個(gè)完全不同的概念。然而，進(jìn)程與程序之間存在密切關(guān)系，進(jìn)程的功能是通過程序的運(yùn)行得以實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)程活動的主體是程序。進(jìn)程不能脫離開具體程序而獨(dú)立存在。2試比較進(jìn)程和程序的區(qū)別3分答：（1）進(jìn)程是一個(gè)動態(tài)的概念，而程序是一個(gè)靜態(tài)的概念，程序是指令的有序集合，無執(zhí)行含義，進(jìn)程則強(qiáng)調(diào)執(zhí)行的過程。（2）進(jìn)程具有并行特征（獨(dú)立性、異步性），程序則沒有。（3）不同的進(jìn)程可以包含同一個(gè)程序，同一程序在執(zhí)行中也可以產(chǎn)生多個(gè)進(jìn)程。3進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？試描繪進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。10分答：進(jìn)程至少有三種基本狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和阻塞狀態(tài)（或等待狀態(tài)）。進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換見書本圖。4并發(fā)進(jìn)程間的制約有哪兩種？引起制約的原因是什么？4分答：并發(fā)進(jìn)程所受的制約有兩種：直接制約和間接制約。直接制約是由并發(fā)進(jìn)程相互共享對方的私有資源所引起的；間接制約是由競爭共有資源而引起的。5什么是臨界區(qū)和臨界資源？進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的調(diào)度原則是什么？4分答：臨界資源——一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源臨界區(qū)——在每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)的調(diào)度原則是：①如果有若干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入②任何時(shí)候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。如已有進(jìn)程進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則其他所有試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必須等待③進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限的時(shí)間內(nèi)退出，以便讓其他進(jìn)程能及時(shí)進(jìn)入自己的臨界區(qū)④如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出cpu，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象.6簡述信號量的定義和作用。P，V操作原語是如何定義的？5分答：信號量一般是由兩個(gè)成員組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)成員是整型變量，表示該信號量的值，它與相應(yīng)資源的使用情況有關(guān)；另一個(gè)是指向PCB的指針。當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都等待同一信號量時(shí)，它們就排成一個(gè)隊(duì)列，由信號量的指針項(xiàng)指出該隊(duì)列的隊(duì)首。（2分）信號量通?？梢院唵畏从吵鱿鄳?yīng)資源的使用情況，它與P、V操作原語一起使用可實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步和互斥。（1分）P,V操作原語有如下定義。P(S)順序執(zhí)行下述兩個(gè)動作（1分）：⑴信號量的值減1，即S=S-1;⑵如果S>=0,則該進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行。如果S<0,則把該進(jìn)程的狀態(tài)置為阻塞態(tài)，把相應(yīng)的PCB連入該信號量隊(duì)列的末尾，并放棄處理機(jī)，進(jìn)行等待（直到其他進(jìn)程在S上執(zhí)行V操作，把它釋放出來為止）。V(S)順序執(zhí)行下述兩個(gè)動作（1分）：⑴S值加1，即S=S+1;⑵如果S>0,則該進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行；如果S<=0,則釋放信號量隊(duì)列上的第一個(gè)PCB所對應(yīng)的進(jìn)程（把阻塞態(tài)改為就緒態(tài)）,執(zhí)行V操作的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行。7什么是線程？它與進(jìn)程有什么關(guān)系？4分答：線程是進(jìn)程中實(shí)施調(diào)度和分派的基本單位。線程和進(jìn)程之間有如下關(guān)系：①一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè)線程；而一個(gè)線程只能在一個(gè)進(jìn)程的地址空間內(nèi)活動。②資源分配給進(jìn)程，同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。③處理機(jī)分給線程，即真正在處理機(jī)上運(yùn)行的是線程。④線程在執(zhí)行過程中，需要協(xié)作同步。不同進(jìn)程的線程間要利用消息通信的辦法實(shí)現(xiàn)同步。8什么是管程？它由哪幾部分組成？有什么基本特性?5分答：一個(gè)管程定義了一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和能為并發(fā)進(jìn)程在其上執(zhí)行的一組操作，這組操作能同步進(jìn)程和改變管程中的數(shù)據(jù)。一個(gè)管程由四個(gè)部分組成，它們是管程名稱、局部與管程的共享數(shù)據(jù)的說明、對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的一組過程和對該共享數(shù)據(jù)賦初值的語句。管程具有以下特性：①管程內(nèi)部的局部數(shù)據(jù)變量只能被管程內(nèi)定義的過程所訪問，不能被管程外面聲明的過程直接訪問②進(jìn)程要想進(jìn)入管程，必須調(diào)用管程內(nèi)的某個(gè)過程③一次只能有一個(gè)進(jìn)程在管程內(nèi)執(zhí)行，而其余調(diào)用該管程的進(jìn)程都被掛起，等待該管程成為可用的。就是說，管程自身能有效地實(shí)現(xiàn)互斥。9高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要功能是什么？為什么要引入中級調(diào)度？4分答:高級調(diào)度的主要功能是根據(jù)一定的算法,從輸入的一批作業(yè)中選出若干作業(yè),分配必要的資源,如內(nèi)存、外設(shè)等，為它建立相應(yīng)的用戶作業(yè)進(jìn)程和為其服務(wù)的系統(tǒng)進(jìn)程（如輸入/輸出進(jìn)程），最后把它們的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存，等待進(jìn)程調(diào)度程序?qū)ζ鋱?zhí)行調(diào)度，并在作業(yè)完成后做善后處理工作。低級調(diào)度的主要功能是根據(jù)一定的算法將cpu分派給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程。為了使內(nèi)存中同時(shí)存放的進(jìn)程數(shù)目不至于太多，有時(shí)需要把某些進(jìn)程從內(nèi)存移到外存上，以減少多道程序的數(shù)目，為此設(shè)立了中級調(diào)度.10簡述發(fā)生死鎖的四個(gè)必要條件，需簡要描述各條件內(nèi)容?4分答：四個(gè)必要條件是：互斥條件、占有且等待條件（請求保持條件）、不可搶占條件（非剝奪條件）和循環(huán)等待條件（環(huán)路條件）?；コ鈼l件——某個(gè)資源在一段時(shí)間內(nèi)只能由一個(gè)進(jìn)程占有，不能同時(shí)被兩個(gè)及其以上的進(jìn)程占有。占有且等待條件——進(jìn)程至少已經(jīng)占有一個(gè)資源，但又申請新的資源。不可搶占條件——一個(gè)進(jìn)程所占有的資源再用完之前，其他進(jìn)程不能強(qiáng)行奪走資源，只能由該進(jìn)程用完之后主動釋放。循環(huán)等待條件——存在一個(gè)進(jìn)程等待序列{P1,P2,…,Pn}，其中，P1等待P2所占有的某個(gè)資源，P2等待P3所占有的某個(gè)資源，……，而Pn等待P1所占有的某個(gè)資源，從而形成一個(gè)進(jìn)程循環(huán)等待。綜合題1如下圖所示的工作模型中，有三個(gè)進(jìn)程p0,p1,p2和三個(gè)緩沖區(qū)B0,B1,B2.進(jìn)程之間借助于相鄰緩沖區(qū)進(jìn)行消息傳遞：每個(gè)進(jìn)程每次從緩沖區(qū)中取一條消息，經(jīng)加工處理后送入另一個(gè)緩沖區(qū)中，三個(gè)緩沖區(qū)分別可存放3,2,2個(gè)消息。初始時(shí)，僅緩沖區(qū)0有一個(gè)消息。試用P、V操作寫出三個(gè)進(jìn)程之間的同步及互斥流程。（15%）答：這是一個(gè)生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題，而且每個(gè)進(jìn)程既是生產(chǎn)者，也是消費(fèi)者。(2’)為此，應(yīng)設(shè)置6個(gè)信號量：B0S1,B0S2,B1S1,B1S2,B2S1,B2S2,分別代表B0,B1,B2中是否有空緩沖和有數(shù)據(jù)。B0S1,B0S2,B1S1,B1S2,B2S2:semaphore;B0S1=2;B0S2=1;B1S1=2;B1S2=0;B2S1=2;B2S2=0;(2’)Cobegin(`11’=3’*3+2)P0P1P2beginbeginbeginP(B0S2)P(B1S2)P(B2S2)從B0取一個(gè)數(shù)據(jù)從B1取一個(gè)數(shù)據(jù)從B2取一個(gè)數(shù)據(jù)V(B0S2)V(B1S1)V(B2S1)加工加工加工P(B1S1)P(B2S1)P(B0S1)將加工結(jié)果送B1將加工結(jié)果送B2將加工結(jié)果送B0V(B1S2)V(B2S2)V(B0S2)endendendcoend這道題也可以增加互斥信號量，以便P0與P1之間互斥使用B0緩沖區(qū)，P1與P2之間互斥使用B1緩沖區(qū)，P2與P0之間互斥使用B0緩沖區(qū)。這里主要描述它們之間的同步關(guān)系。若考慮互斥共享緩沖區(qū)，請自己加上。2設(shè)有一個(gè)售票廳，可容納100人購票。如果廳內(nèi)不足100人則允許進(jìn)入，進(jìn)入后購票，購票后退出。如果廳內(nèi)已有100人，則在廳外等候。試問：10分1）購票者之間是同步還是互斥？用P、V操作表達(dá)購票者的工作過程。解：1）購票者之間是互斥關(guān)系。(2’)2）一個(gè)售票廳可容納100人購票，說明最多允許100個(gè)購票者共享售票廳；可引入一個(gè)信號量empty，其初值為100。由于購票者必須互斥地進(jìn)行購票，故應(yīng)再設(shè)一個(gè)mutex，其初值為1。(4’)用P、V操作表達(dá)購票者的工作過程如下：(`4’)empty,mutex:semaphore;empty:=100;mutex:=1;beginp(empty)p(mutex)進(jìn)入廳內(nèi)購票,購票后退出v(empty)v(mutex)end.3某招待所有100個(gè)床位，住宿者入住要先登記（在登記表上填寫姓名和床位號）．離去時(shí)要注銷登記（在登記表上刪去姓名和床位號）．請給出住宿登記及注銷過程的算法描述．10分答：某招待所有100個(gè)床位，為了正確管理，引入一個(gè)信號量empty代表空床位數(shù)，初值為100；住宿者入住要先登記（在登記表上填寫姓名和床位號），顯然，登記表是一個(gè)臨界資源，必須互斥訪問，引入一個(gè)mutex，其初值為1。(4’)住宿登記及注銷過程的算法描述如下：住宿登記：(`3’)beginp(empty)//檢查有無床位p(mutex)//申請登記找出一個(gè)空床位將名字登入表中v(mutex)end注銷過程：(`3’)beginp(mutex)//申請退房找出自己的登記項(xiàng)，并刪除該項(xiàng)的登記v(mutex)v(empty)end.4有一個(gè)閱覽室，共有100個(gè)座位。為了很好地利用它，讀者進(jìn)入時(shí)必須先在登記表上進(jìn)行登記。該表表目設(shè)有座位號和讀者姓名；離開時(shí)再將其登記項(xiàng)擦除。試問：為描述讀者的動作，應(yīng)編寫幾個(gè)程序，應(yīng)設(shè)幾個(gè)進(jìn)程、它們之間的關(guān)系怎樣？并請用P、V操作描述進(jìn)程之間的同步算法。解：為了描述閱覽室，用一個(gè)登記表來記錄其使用情況。表中共有100項(xiàng)。每當(dāng)有讀者進(jìn)入閱覽室時(shí)，為了正確地登記，各讀者應(yīng)互斥使用(1’)。為此設(shè)兩個(gè)信號量：mutex為互斥信號量，用來制約各讀者互斥地進(jìn)行登記，其初值為1；empty為同步信號量，用來制約各讀者能同時(shí)進(jìn)入閱覽室的數(shù)量，其初值為100(2’)。下面用兩個(gè)過程描述對表格應(yīng)執(zhí)行的動作：登記過程：(`2’)擦除過程：(`2’)beginbeginP(empty)P(mutex)P(mutex)找到自己的登記項(xiàng)擦除找到一個(gè)登記項(xiàng)登記V(mutex)V(mutex)V(empty)endend為了正確地描述讀者的動作，可以將讀者看成進(jìn)程。若干讀者希望進(jìn)入閱覽室時(shí)，調(diào)用登記過程，退出閱覽室時(shí)，調(diào)用擦除過程(1’)?？梢姡粋€(gè)程序可對應(yīng)多個(gè)讀者。可設(shè)的進(jìn)程數(shù)由讀者數(shù)決定，其動作如下：(`2’)begin調(diào)用登記過程進(jìn)入閱覽室閱讀準(zhǔn)備退出調(diào)用擦除過程end.5某車站售票廳，任何時(shí)刻最多可容納20名購票者進(jìn)入，當(dāng)售票廳中少于20名購票者時(shí)，則廳外的購票者可立即進(jìn)入，否則需在外面等待。若把一個(gè)購票者看作一個(gè)進(jìn)程，請回答下列問題：10分(1)用PV操作管理這些并發(fā)進(jìn)程時(shí)，應(yīng)怎樣定義信號量，寫出信號量的初值以及信號量各種取值的含義。(2)根據(jù)所定義的信號量，把應(yīng)執(zhí)行的PV操作填入下述空格中，以保證進(jìn)程能夠正確地并發(fā)執(zhí)行。COBEGINPROCESSPI(I=1，2，……)begin進(jìn)入售票廳；購票；退出；endCOEND(3)若欲購票者最多為n個(gè)人，寫出信號量可能的變化范圍(最大值和最小值)。答：(1)定義一信號量S，初始值為20。(1’)意義：(`3’=1’*3)S>0S的值表示可繼續(xù)進(jìn)入售票廳的人數(shù)S=0表示售票廳中已有20名顧客(購票者)S<0|S|的值為等待進(jìn)入售票廳的人數(shù)(2)上空格為P(S)(2’)；下空格為V(S)(2’)(3)S的最大值為20(1’)；S的最小值為20－n(1’)6在公共汽車上，司機(jī)和售票員各行其職，司機(jī)負(fù)責(zé)開車和到站停車；售票員負(fù)責(zé)售票和開門關(guān)門，當(dāng)售票員關(guān)好車門后，駕駛員才能開車行使。試用P/V操作實(shí)現(xiàn)司機(jī)與售票員間的同步。解答：semaphoremutex1=0,mutex2=0;(2’)main(){cobegindriver()busman()coend}(2’)driver(){while(true){p(mutex1)啟動公共汽車正常開車到站停車v(mutex2)}}(3’)busman(){while(true){關(guān)車門v(mutex1)售票p(mutex2)開車門上下乘客}}(3’)7設(shè)系統(tǒng)中有三種類型的資源（A,B,C）和五個(gè)進(jìn)程（P1,P2,P3,P4,P5）,A資源的數(shù)量為17，B資源的數(shù)量為5，C資源的數(shù)量為20。在T0時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如表3-9所試。系統(tǒng)采用銀行家算法來避免死鎖。①T0時(shí)刻是否為安全狀態(tài)？若試，請給出安全序列。②在T0時(shí)刻，若進(jìn)程P2請求資源（0，3，4），能否實(shí)現(xiàn)資源分配？為什么？③在②的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P4請求資源（2，0，1），能否實(shí)現(xiàn)資源分配？為什么?④在③的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程P1請求資源（0，2，0），能否實(shí)現(xiàn)資源分配？為什么?表3-9T0時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)程最大資源需求量已分配資源數(shù)量系統(tǒng)剩余資源數(shù)量ABCABCABCP1559212233P2536402P34011405P4425204P5424314解：①T0時(shí)刻是安全狀態(tài)，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)安全序列{P4,P5,P1,P2,P3}(2’)②不能實(shí)現(xiàn)資源分配，因?yàn)樗Ｓ嗟馁Y源數(shù)量不夠。(2’)③可以分配。當(dāng)分配完成后，系統(tǒng)剩余的資源向量為（0，3，2），這時(shí)，仍可找到一個(gè)安全序列{P4,P5,P1,P2,P3}(3’)④不能分配。如果分配的話，則系統(tǒng)剩余的資源向量為（0，1，2），這時(shí)無法找到一個(gè)安全序列。(3’)8有一個(gè)具有如下作業(yè)流的批處理處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先，進(jìn)程調(diào)度采用基于優(yōu)先數(shù)的搶先式調(diào)度算法。下表給出的是作業(yè)序列和相應(yīng)進(jìn)程的優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級越高。作業(yè)名到達(dá)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min優(yōu)先數(shù)18:0040428:2030238:3050348:50205(1)列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及完成時(shí)間(2)計(jì)算作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間解答：(1)作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間與結(jié)束時(shí)間如下所示：(`4’=1’*4)作業(yè)名進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間結(jié)束時(shí)間18:009:1028:208:5039:1010:0048:5010:20(2)各作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：(`4’=1’*4)作業(yè)A：9:10–8:00=70min作業(yè)B：8:50–8:20=30min作業(yè)C：10:00–8:30=90min作業(yè)D：10:20–8:50=90min作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：(70+30+90+90)/4=70min(1’)作業(yè)的平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：(70/40+30/30+90/50+90/20)/4=2.26min(1’)9書本100頁14題15分10書本102頁31題第四部分存儲管理一、填空1．將作業(yè)相對地址空間的相對地址轉(zhuǎn)換成內(nèi)存中的絕對地址的過程稱為地址重定位。2．使用覆蓋與對換技術(shù)的主要目的是提高內(nèi)存的利用率。3．存儲管理中，對存儲空間的浪費(fèi)是以內(nèi)部碎片和外部碎片兩種形式表現(xiàn)出來的。4．地址重定位可分為靜態(tài)重定位和動態(tài)重定位兩種。5．在可變分區(qū)存儲管理中采用最佳適應(yīng)算法時(shí)，最好按尺寸法來組織空閑分區(qū)鏈表。6．在分頁式存儲管理的頁表里，主要應(yīng)該包含頁號和塊號兩個(gè)信息。7．靜態(tài)重定位在程序裝入時(shí)進(jìn)行，動態(tài)重定位在程序執(zhí)行時(shí)進(jìn)行。8．在分頁式存儲管理中，如果頁面置換算法選擇不當(dāng)，則會使系統(tǒng)出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。9．在請求分頁式存儲管理中采用先進(jìn)先出（FIFO）頁面淘汰算法時(shí)，增加分配給作業(yè)的塊數(shù)時(shí)，缺頁中斷的次數(shù)有可能會增加。10．在請求分頁式存儲管理中，頁面淘汰是由于缺頁引起的。11．在段頁式存儲管理中，每個(gè)用戶作業(yè)有一個(gè)段表，每段都有一個(gè)頁表。二、選擇1．虛擬存儲器的最大容量是由B決定的。A．內(nèi)、外存容量之和 B．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu) C．作業(yè)的相對地址空間 D．作業(yè)的絕對地址空間2．采用先進(jìn)先出頁面淘汰算法的系統(tǒng)中，一進(jìn)程在內(nèi)存占3塊（開始為空），頁面訪問序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6。運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生D次缺頁中斷。A．7 B．8 C．9 D．從圖3-1中的“缺頁計(jì)數(shù)”欄里可以看出應(yīng)該選擇D。圖3-1選擇題2配圖3．系統(tǒng)出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象的主要原因是由于A引起的。A．置換算法選擇不當(dāng) B．交換的信息量太大C．內(nèi)存容量不足 D．采用頁式存儲管理策略4．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器的目的是D。A．進(jìn)行存儲保護(hù) B．允許程序浮動C．允許程序移動 D．?dāng)U充主存容量5．作業(yè)在執(zhí)行中發(fā)生了缺頁中斷，那么經(jīng)中斷處理后，應(yīng)返回執(zhí)行B指令。A．被中斷的前一條 B．被中斷的那條 C．被中斷的后一條 D．程序第一條6．在實(shí)行分頁式存儲管理系統(tǒng)中，分頁是由D完成的。A．程序員 B．用戶 C．操作員 D．系統(tǒng)7．下面的A頁面淘汰算法有時(shí)會產(chǎn)生異?，F(xiàn)象。A．先進(jìn)先出 B．最近最少使用 C．最不經(jīng)常使用 D．最佳8．在一個(gè)分頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁表的內(nèi)容為：頁號塊號021127若頁的頁號塊號021127A．8192 B．4096 C．2048 D．1024注意，相對地址0肯定是第0頁的第0個(gè)字節(jié)。查頁表可知第0頁存放在內(nèi)存的第2塊?，F(xiàn)在塊的尺寸是4KB，因此第2塊的起始地址為8192。故相對地址0所對應(yīng)的絕對地址（即物理地址）是8192。9．下面所列的存儲管理方案中，A實(shí)行的不是動態(tài)重定位。A．固定分區(qū) B．可變分區(qū) C．分頁式 D．請求分頁式10．在下面所列的諸因素中，不對缺頁中斷次數(shù)產(chǎn)生影響的是C。A．內(nèi)存分塊的尺寸 B．程序編制的質(zhì)量C．作業(yè)等待的時(shí)間 D．分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)11．采用分段式存儲管理的系統(tǒng)中，若地址用24位表示，其中8位表示段號，則允許每段的最大長度是B。A．224 B．216 C．28 D．名詞解釋1物理地址內(nèi)存中各存儲單元的地址由統(tǒng)一的基地址順序編址，這種地址稱為物理地址。2邏輯地址用戶程序經(jīng)編譯之后的每個(gè)目標(biāo)模塊都以0為基地址順序編址，這種地址稱為邏輯地址。3邏輯地址空間由程序中邏輯地址組成的地址范圍叫做邏輯地址空間。4物理地址空間由內(nèi)存中的一系列存儲單元所限定的地址范圍稱作內(nèi)存空間。5重定位把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存物理地址的過程叫做重定位。6靜態(tài)重定位在目標(biāo)程序裝入內(nèi)存時(shí)所進(jìn)行的重定位。7動態(tài)重定位在程序執(zhí)行期間，每次訪問內(nèi)存之前進(jìn)行的重定位。8內(nèi)部碎片在一個(gè)分區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)的碎片（即被浪費(fèi)的空間）稱作內(nèi)部碎片。如固定分區(qū)法會產(chǎn)生內(nèi)部碎片。9外部碎片在所有分區(qū)之外新產(chǎn)生的碎片稱作外部碎片，如在動態(tài)分區(qū)法實(shí)施過程中出現(xiàn)的越來越多的小空閑塊，由于它們太小，無法裝入一個(gè)小進(jìn)程，因而被浪費(fèi)掉。10碎片在分區(qū)法中，內(nèi)存出現(xiàn)許多容量太小、無法被利用的小分區(qū)稱作“碎片”。11緊縮移動某些已分區(qū)的內(nèi)容，使所有作業(yè)的分區(qū)緊挨在一起，而把空閑區(qū)留在另一端，這種技術(shù)稱為緊縮。12可重定位地址當(dāng)含有它的程序被重定位時(shí)，將隨之被調(diào)整的一種地址。13可再入代碼也稱純代碼，是指那些在其執(zhí)行過程本身不做任何修改的代碼，通常由指令和常數(shù)組成。14虛擬存儲器虛擬存儲器是用戶能作為可編程內(nèi)存對待的虛擬存儲空間，在這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了用戶邏輯存儲器與物理存儲器的分離，它是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個(gè)比真實(shí)內(nèi)存空間大得多的地址空間。15抖動頁面抖動是系統(tǒng)中頻繁進(jìn)行頁面置換的現(xiàn)象。即如果一個(gè)進(jìn)程沒有一定數(shù)量的內(nèi)存塊，它很快就發(fā)生缺頁。此時(shí)，它必須淘汰某頁。由于所有這些頁面都正在使用，所以剛被淘汰出去的頁很快又被訪問，因而要把它重新調(diào)入?？墒钦{(diào)入不久又再被淘汰出去，這樣再訪問，再調(diào)入，如此反復(fù)，使得整個(gè)系統(tǒng)的頁面替換非常頻繁，以致大部分機(jī)器時(shí)間都用在來回進(jìn)行的頁面調(diào)度上，只有一小部分時(shí)間用于進(jìn)程的實(shí)際運(yùn)算方面。16工作集工作集是一個(gè)進(jìn)程在某一小段時(shí)間內(nèi)訪問頁面的集合。利用工作集模型可防止抖動，也可以進(jìn)行頁面置換。17程序局部性原理在相對短的一段時(shí)間內(nèi)，進(jìn)程集中在一組子程序或循環(huán)中之行，導(dǎo)致所有的存儲器訪問局限于進(jìn)程地址空間的一個(gè)固定子集。這種現(xiàn)象就叫做程序局部性原理。18快表又叫“聯(lián)想存儲器”。在分頁系統(tǒng)中，由于頁表是存放在主存中的，因此cpu存取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)要訪問兩次主存。這樣使計(jì)算機(jī)的處理速度降低約一倍。為了提高地址變換速度，在地址變換機(jī)構(gòu)中增設(shè)一個(gè)具有并行查找能力的高速緩沖存儲器，用以存放當(dāng)前訪問的頁表項(xiàng)。這樣的高速緩沖存儲器就是快表。19交換交換系統(tǒng)指系統(tǒng)根據(jù)需要把主存中暫時(shí)不運(yùn)行的某個(gè)（或某些）作業(yè)部分或全部移到外存。而把外存中的某個(gè)（或某些）作業(yè)移到相應(yīng)的主存區(qū)，并使其投入運(yùn)行。20換頁指系統(tǒng)根據(jù)某種策略選擇某頁出主存，將某頁調(diào)入主存的過程。21實(shí)存實(shí)存是指計(jì)算機(jī)配置的物理存儲器，它直接向cpu提供程序和數(shù)據(jù)。22虛存虛存是指系統(tǒng)向用戶程序提供的編程空間，其大小由cpu的地址長度決定。23belady現(xiàn)象？belady現(xiàn)象是指在使用FIFO算法進(jìn)行內(nèi)存頁面置換時(shí)，在未給進(jìn)程或作業(yè)分配足它所要求的全部頁面的情況下，有時(shí)出現(xiàn)的分配的頁面數(shù)增多，缺頁次數(shù)發(fā)而增加的奇怪現(xiàn)象。簡答題1動態(tài)重定位分區(qū)管理方式中如何實(shí)現(xiàn)虛-實(shí)地址映射？4分答：作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)，是將該用戶的程序和數(shù)據(jù)原封不動地裝入到內(nèi)存中。當(dāng)調(diào)度該進(jìn)程在cpu上執(zhí)行時(shí)，操作系統(tǒng)就自動將該進(jìn)程在內(nèi)存的起始地址裝入基址寄存器，將進(jìn)程的大小裝入限長寄存器。當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，如果地址合法，則將相對地址與基址寄存器中的地址相加，所得結(jié)果就是真正要訪問的內(nèi)存地址；如果地址越界，則發(fā)出相應(yīng)中斷，進(jìn)行處理。2什么是虛擬存儲器？它有哪些基本特征？4分答:虛擬存儲器是用戶能作為可編址內(nèi)存對待的虛擬存儲空間,在這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了用戶邏輯存儲器與物理存儲器的分離,它是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個(gè)比真實(shí)內(nèi)存空間大得多的地址空間。虛擬存儲器的基本特征是:虛擬擴(kuò)充——不是物理上,而是邏輯上擴(kuò)充了內(nèi)存容量;部分裝入——每個(gè)作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存,而是只裝入一部分;離散分配——不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間,而是”見縫插針”;多次對換——所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。3分頁與分段有何主要區(qū)別？4分答：分頁和分段的主要區(qū)別有：①頁是信息的物理單位，段是信息的邏輯單位。②頁面的大小由系統(tǒng)確定，并且各頁大小都相同；各段長度因段而已，由用戶決定。③分頁的作業(yè)地址空間是一維的，分段的作業(yè)的地址空間是二維的。④分頁的活動對用戶是不可見的，而分段是用戶可見的活動。4在分頁系統(tǒng)中頁面大小由誰決定？頁表的作用是什么？如何將邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址？答:在分頁系統(tǒng)中頁面大小由硬件決定。頁表的作用是:實(shí)現(xiàn)從頁號到物理塊號的地址映射。邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的過程是:用頁號P去檢索頁表，從頁表中得到該頁的物理塊號，把它裝入物理地址寄存器中。同時(shí)，將頁內(nèi)地址d直接送入物理地址寄存器的塊內(nèi)地址字段中。這樣，物理地址寄存器中的內(nèi)容就是由二者拼接成的實(shí)際訪問內(nèi)存地址，從而完成了從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。綜合題1考慮下面頁面走向：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量分別為3時(shí)，試問LRU,FIFO,OPT三種置換算法的缺頁次數(shù)各是多少？（注意，所有內(nèi)存最初都是空的，凡第1次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁）答：LRU12342156212376321236111444555111777222222222111222226661116333336666333333333×××××××××××××××(2’)FIFO12342156212376321236111444466663333222262222111222277771111333355511116666633××××××××××××××××(2’)OPT12342156212376321236111111111113333333332222222222277722222344456666666661116×××××××××××(2’)內(nèi)存塊數(shù)置換算法FIFOLRUOPT3161511(3’)2設(shè)某頁系統(tǒng)中，頁幀大小為100字。一個(gè)程序大小為1200字，可能的訪問序列如下：10，205，110，735，603，50，815，314，432，320，225，80，130，270系統(tǒng)采用LRU算法。當(dāng)為其分配4個(gè)主存塊時(shí)，給出該作業(yè)駐留的各個(gè)頁的變化情況及頁故障數(shù)。答：首先將邏輯地址變換成頁號。這樣10，205，110，735，603，50，815，314，432，320，225，80，130，720，通過除以頁的大小100，頁號分別為0，2，1，7，6，0，8，3，4，2，0，1，2。(3’)系統(tǒng)為運(yùn)行進(jìn)程分配4個(gè)主存塊，采用LRU算法，因此可以列表給出進(jìn)程的缺頁情況：0217608343201202176083432012021760834320102176088432002176008433FFFFFFFFFSFFFS(5’)由上表可見，被淘汰的頁依次為0，2，1，7，6，0，8，4。缺頁次數(shù)為12次(2’)3某請求頁式管理系統(tǒng)，用戶編程空間有40個(gè)頁面，每個(gè)頁面為200H字節(jié)。假定某時(shí)刻用戶頁表中虛頁號和物理塊號對照表如下：虛頁號0251720物理塊號52081436求虛地址0A3CH、223CH分別對應(yīng)的物理地址。答：虛地址0A3CH轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為2620，每個(gè)頁為200H，即512B，由2620/512可得，頁號為5，頁內(nèi)地址為60。查頁表可知，其主存塊號為8。(3’)因此地址為2620的物理地址為：8*512+60=4156。(2’)虛地址223CH轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)為8762，由8762/512可得，其頁號為17，頁內(nèi)地址為58。查頁表可知，其主存塊號為14。(3’)因此地址為8762的物理地址為14*512+58=7226。(2’)4某系統(tǒng)采用頁式存儲管理策略，擁有邏輯空間32頁，每頁2KB；擁有物理空間1MB。1）寫出邏輯地址的格式2）若不考慮訪問權(quán)限位，進(jìn)程的頁表有多少項(xiàng)？每項(xiàng)至少多少位？3）如果物理空間減少一半，頁表結(jié)構(gòu)應(yīng)作怎樣的改？答：1）邏輯空間32頁，占5個(gè)二進(jìn)制位。每頁2KB，占11位。故描述邏輯空間需要16位(2’)。15…1110…0邏輯地址的格式：[|](1’)2)進(jìn)程的頁表有32項(xiàng)，每項(xiàng)的位數(shù)由主存的分塊數(shù)決定(2’)。1MB的空間可劃分為512個(gè)2KB的塊，每個(gè)塊用9個(gè)二進(jìn)制位表示(2’)。3）如果物理空間減少一半時(shí)，主存地址需要19位表示，仍大于邏輯空間的大小，故頁表結(jié)構(gòu)可以不變。(3’)5一臺計(jì)算機(jī)含有65536字節(jié)的存儲空間，這一空間被分成許多長度為4096字節(jié)的頁。有一個(gè)程序，其代碼段為32768字節(jié)，數(shù)據(jù)段為16386字節(jié)，棧段為15870字節(jié)。試問該機(jī)器的主存空間適合這個(gè)進(jìn)程嗎？如果將每頁改成512字節(jié)，合適嗎？答：當(dāng)存儲空間每塊為4096B時(shí)，共可分成16塊。其中：程序代碼段占：32768/4096=8塊；(1’)數(shù)據(jù)段占：16386/4096=5塊；(1’)棧段占：15870/4096=4塊；(1’)合計(jì)為：8+5+4=17塊；(1’)故該機(jī)器的主存空間不適合這個(gè)作業(yè)。(1’)當(dāng)存儲空間每塊為512B時(shí)，共可分成128塊。其中：程序代碼段占：32768/512=64塊；(1’)數(shù)據(jù)段占：16386/512=32塊；(1’)棧段占：15870/512=31塊；(1’)故合計(jì)為：64+32+31=127塊。(1’)故該機(jī)器的主存空間是適合這個(gè)作業(yè)的。(1’)6在一個(gè)虛擬存儲器系統(tǒng)中，一次訪問主存的時(shí)間用TA1表示，一個(gè)訪問外存的時(shí)間用TA2表示。假定TA1=10^-7秒，TA2=10^-2秒。試問，為了使訪問效率達(dá)到80%以上，命中率H至少應(yīng)該達(dá)到多少？答：訪問效率：e=TA1/TA=0.8(2’)TA=TA1/0.8=1.25*10^-7s(2’)TA=H*TA1+(1-H)*TA2=H(TA1-TA2)+TA2H=(TA-TA2)/(TA1-TA2)(2’)解得H=(1.25*10^-7-10^-2)/(10^-7–10^-2)=0.999975(2’)因此，為了使訪問效率達(dá)到80%以上，命中率H至少應(yīng)該達(dá)到0.999975。(2’)第五部分文件系統(tǒng)一、填空1．一個(gè)文件的文件名是在創(chuàng)建該文件時(shí)給出的。2．所謂“文件系統(tǒng)”，由與文件管理有關(guān)的那部分軟件、被管理的文件以及管理所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三部分組成。3．塊是輔助存儲器與內(nèi)存之間進(jìn)行信息傳輸?shù)膯挝弧?．在用位示圖管理磁盤存儲空間時(shí)，位示圖的尺寸由磁盤的總塊數(shù)決定。5．采用空閑區(qū)表法管理磁盤存儲空間，類似于存儲管理中采用可變分區(qū)存儲管理方法管理內(nèi)存儲器。6．操作系統(tǒng)是通過文件控制塊（FCB）感知一個(gè)文件的存在的。7．按用戶對文件的存取權(quán)限將用戶分成若干組，規(guī)定每一組用戶對文件的訪問權(quán)限。這樣，所有用戶組存取權(quán)限的集合稱為該文件的存取控制表。8．根據(jù)在輔存上的不同存儲方式，文件可以有順序、鏈接和索引三種不同的物理結(jié)構(gòu)。9．如果把文件視為有序的字符集合，在其內(nèi)部不再對信息進(jìn)行組織劃分，那么這種文件的邏輯結(jié)構(gòu)被稱為“流式文件”。10．如果用戶把文件信息劃分成一個(gè)個(gè)記錄，存取時(shí)以記錄為單位進(jìn)行，那么這種文件的邏輯結(jié)構(gòu)稱為“記錄式文件”。二、選擇1．下面的B不是文件的存儲結(jié)構(gòu)。A．索引文件 B．記錄式文件 C．串聯(lián)文件 D．連續(xù)文件2．有一磁盤，共有10個(gè)柱面，每個(gè)柱面20個(gè)磁道，每個(gè)盤面分成16個(gè)扇區(qū)。采用位示圖對其存儲空間進(jìn)行管理。如果字長是16個(gè)二進(jìn)制位，那么位示圖共需A字。A．200 B．128 C．256 D．3．操作系統(tǒng)為每一個(gè)文件開辟一個(gè)存儲區(qū)，在它的里面記錄著該文件的有關(guān)信息。這就是所謂的B。A．進(jìn)程控制塊 B．文件控制塊C．設(shè)備控制塊 D．作業(yè)控制塊4．文件控制塊的英文縮寫符號是C。A．PCB B．DCB C．FCB D．JCB5．一個(gè)文件的絕對路徑名總是以C打頭。A．磁盤名 B．字符串 C．分隔符 D．文件名6．一個(gè)文件的絕對路徑名是從B開始，逐步沿著每一級子目錄向下，最后到達(dá)指定文件的整個(gè)通路上所有子目錄名組成的一個(gè)字符串。A．當(dāng)前目錄 B．根目錄C．多級目錄 D．二級目錄7．從用戶的角度看，引入文件系統(tǒng)的主要目的是D。A．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲 B．保存用戶和系統(tǒng)文檔 C．保存系統(tǒng)文檔 D．實(shí)現(xiàn)對文件的按名存取8．按文件的邏輯結(jié)構(gòu)劃分，文件主要有兩類：A。A．流式文件和記錄式文件 B．索引文件和隨機(jī)文件C．永久文件和臨時(shí)文件 D．只讀文件和讀寫文件9．位示圖用于B。A．文件目錄的查找 B．磁盤空間的管理C．主存空間的共享 D．文件的保護(hù)和保密10．用戶可以通過調(diào)用C文件操作，來歸還文件的使用權(quán)。A．建立 B．打開 C．關(guān)閉 D．刪除名詞解釋1邏輯記錄用戶構(gòu)造文件時(shí)使用的一個(gè)信息單位。通常以邏輯記錄為單位存取文件。2物理記錄文件存儲器上組織信息的一個(gè)單位。它是文件存儲器識別信息的單位。3文件是命名的相關(guān)信息的集合體，它通常存放在外存（如磁盤、磁帶）上，可以作為一個(gè)獨(dú)立單位存放并實(shí)施相應(yīng)的操作（如打開、關(guān)閉、讀、寫等）。4文件系統(tǒng)操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)操縱和管理文件的一整套設(shè)施，它實(shí)現(xiàn)文件的共享和保護(hù)，方便用戶“按名存取”。5目錄項(xiàng)為了加快對文件的檢索，把文件控制塊集中在一起進(jìn)行管理。這種文件控制塊的有序集合稱為文件目錄。當(dāng)然，文件控制塊也是其中的目錄項(xiàng)。6目錄文件全由目錄項(xiàng)構(gòu)成的文件成為目錄文件。7路徑在樹形目錄結(jié)構(gòu)中，從根目錄出發(fā)經(jīng)由所需子目錄到達(dá)指定文件的通路。8當(dāng)前目錄為節(jié)省文件檢索的時(shí)間，每個(gè)用戶可以指定一個(gè)目錄作為當(dāng)前工作目錄，以后訪問文件時(shí)，就從這個(gè)目錄開始向下順序檢索。這個(gè)目錄就稱作當(dāng)前目錄。9文件的邏輯組織用戶對文件的觀察和使用是從自身處理文件數(shù)據(jù)時(shí)所采用的組織方式來看待文件組織形式。這種從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所見到的文件組織形式稱為文件的邏輯組織。10文件的物理組織文件在存儲設(shè)備上的存儲組織形式稱為文件的物理組織。11文件控制塊用于描述和控制文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括文件名、文件類型、位置、大小等信息。文件控制塊與文件一一對應(yīng)，即在文件系統(tǒng)內(nèi)部，給每個(gè)文件唯一地設(shè)置一個(gè)文件控制塊，核心利用這種結(jié)構(gòu)對文件實(shí)施各種管理。12存取權(quán)限用戶或系統(tǒng)為文件規(guī)定的誰能訪問，以及如何訪問的方式簡答題1文件系統(tǒng)一般按什么分類？可以分為那幾類？4分答：文件系統(tǒng)一般按性質(zhì)，用途，組織形式，文件中的信息流向或文件的保護(hù)級別等分類：按文件的性質(zhì)與用途可以分為系統(tǒng)文件，庫文件和用戶文件。按文件的組織形式可以分為普通文件，目錄文件和特殊文件。按文件中的信息流向可以分為輸入文件，輸出文件和輸入/輸出文件。按文件的保護(hù)級別可以分為只讀文件，讀寫文件，可執(zhí)行文件和不保護(hù)文件。2什么是文件目錄？文件目錄中包含那些信息？4分答：一個(gè)文件的文件名和對該文件實(shí)施控制管理的說明信息稱為該文件的說明信息，又稱為該文件的目錄。文件目錄中包含文件名、與文件名相對應(yīng)的文件內(nèi)部標(biāo)識以及文件信息在文件存儲設(shè)備上第一個(gè)物理塊的地址等信息。另外還可能包含關(guān)于文件邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)、存取控制和管理等信息。3文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)有哪幾種基本形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？4分答：文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單級目錄結(jié)構(gòu)簡單、能實(shí)現(xiàn)按名存取查找速度慢；不允許重名；不便于共享二級目錄結(jié)構(gòu)允許重名；提高了檢索目錄的速度仍不利于文件共享樹形目錄結(jié)構(gòu)文件的層次和隸屬關(guān)系清晰，便于實(shí)現(xiàn)不同級別的存取保護(hù)和文件系統(tǒng)的動態(tài)裝卸只能在用戶級對文件進(jìn)行臨時(shí)共享非循環(huán)圖目錄結(jié)構(gòu)具有樹形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)對文件的永久共享管理較復(fù)雜4常用的磁盤空閑區(qū)管理技術(shù)有哪幾種？試簡要說明各自的實(shí)現(xiàn)思想。4分答：常用的磁盤空閑區(qū)管理技術(shù)有：空閑空間表達(dá)法、空閑塊鏈接法、位示圖法和空閑塊成組鏈接法?？臻e空間表法——所有連續(xù)的空閑盤塊在表中占據(jù)一項(xiàng)，其中標(biāo)出第一個(gè)空閑塊號和該項(xiàng)中所包含的空閑塊個(gè)數(shù)，以及相應(yīng)的物理塊號。利用該表可進(jìn)行盤塊的分配和文件的刪除時(shí)盤塊的回收空閑塊鏈接法——所有的空閑盤塊鏈在一個(gè)隊(duì)列中，用一個(gè)指針（空閑區(qū)頭）指向第一個(gè)空閑塊，而各個(gè)空閑塊中都含有下一個(gè)空閑塊的塊號，最后一塊的指針項(xiàng)計(jì)為NULL，表示鏈尾。分配和釋放盤塊都在鏈?zhǔn)走M(jìn)行位示圖法——利用一串二進(jìn)制的值來反映磁盤空間的分配情況，每個(gè)盤塊都對應(yīng)一位。如果盤塊是空閑的，對應(yīng)位是0；如盤塊已分出去，則對應(yīng)位是1?？臻e塊成組鏈法——把所有空閑盤塊按固定數(shù)量分組，組與組之間形成鏈接關(guān)系，最后一組的塊號（可能不滿一組）通常放在內(nèi)存的一個(gè)專用棧結(jié)構(gòu)中。這樣，對盤塊的分配和釋放是在棧中進(jìn)行（或構(gòu)成新的一組）.5文件系統(tǒng)的一般格式是怎樣的？其中引導(dǎo)塊和超級塊的作用各是什么？4分答：文件系統(tǒng)的一般由引導(dǎo)塊、超級塊、空閑空間管理、I節(jié)點(diǎn)、根目錄、文件數(shù)據(jù)區(qū)引導(dǎo)塊的作用是引導(dǎo)操作系統(tǒng)。它包括一個(gè)小程序，用于讀入該分區(qū)上相應(yīng)操作系統(tǒng)的引導(dǎo)部分，從而把該分區(qū)中的操作系統(tǒng)裝入內(nèi)存。超級塊的作用是對整個(gè)文件系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。它包含有關(guān)文件系統(tǒng)的全部關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)加電進(jìn)行引導(dǎo)或第一次遇到該文件系統(tǒng)時(shí)，就把超級塊中的信息讀入內(nèi)存。超級塊中包含標(biāo)識文件系統(tǒng)類型的幻數(shù)、文件系統(tǒng)中的盤塊數(shù)量、修改標(biāo)記及其他關(guān)鍵管理方面的信息。第六部分設(shè)備管理一、填空1．磁帶、磁盤這樣的存儲設(shè)備都是以塊為單位與內(nèi)存進(jìn)行信息交換的。2．根據(jù)用戶作業(yè)發(fā)出的磁盤I/O請求的柱面位置，來決定請求執(zhí)行順序的調(diào)度，被稱為移臂調(diào)度。3．DMA控制器在獲得總線控制權(quán)的情況下能直接與內(nèi)存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無需CPU介入。4．在DMA方式下，設(shè)備與內(nèi)存儲器之間進(jìn)行的是成批數(shù)據(jù)傳輸。5．通道程序是由通道執(zhí)行的。6．通道是一個(gè)獨(dú)立與CPU的、專門用來管理輸入/輸出操作的處理機(jī)。7．緩沖的實(shí)現(xiàn)有兩種方法：一種是采用專門硬件寄存器的硬件緩沖，一種是在內(nèi)存儲器里開辟一個(gè)區(qū)域，作為專用的I/O緩沖區(qū)，稱為軟件緩沖。8．設(shè)備管理中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有系統(tǒng)設(shè)備表（SDT）和設(shè)備控制塊（DCB）。9．基于設(shè)備的分配特性，可以把系統(tǒng)中的設(shè)備分為獨(dú)享、共享和虛擬三種類型。10．引起中斷發(fā)生的事件稱為中斷源。 二、選擇1．在對磁盤進(jìn)行讀/寫操作時(shí)，下面給出的參數(shù)中，B是不正確的。A． 柱面號 B．磁頭號 C．盤面號 D．扇區(qū)號2．在設(shè)備管理中，是由B完成真正的I/O操作的。A．輸入/輸出管理程序 B．設(shè)備驅(qū)動程序C．中斷處理程序 D．設(shè)備啟動程序3．在下列磁盤調(diào)度算法中，只有D考慮I/O請求到達(dá)的先后次序。A．最短查找時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法 B．電梯調(diào)度算法C．單向掃描調(diào)度算法 D．先來先服務(wù)調(diào)度算法4．下面所列的內(nèi)容里，C不是DMA方式傳輸數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。A．直接與內(nèi)存交換數(shù)據(jù) B．成批交換數(shù)據(jù)C．與CPU并行工作 D．快速傳輸數(shù)據(jù)5．在CPU啟動通道后，由A執(zhí)行通道程序，完成CPU所交給的I/O任務(wù)。A． 通道 B．CPU C．設(shè)備 D．設(shè)備控制器6．利用SPOOL技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的目的是A。A．把獨(dú)享的設(shè)備變?yōu)榭梢怨蚕? B．便于獨(dú)享設(shè)備的分配C．便于對獨(dú)享設(shè)備的管理 D．便于獨(dú)享設(shè)備與CPU并行工作7．通常，緩沖池位于C中。A．設(shè)備控制器 B．輔助存儲器 C．主存儲器 D．寄存器8．B是直接存取的存儲設(shè)備。A．磁帶 B．磁盤 C．打印機(jī) D．鍵盤顯示終端9．SPOOLING系統(tǒng)提高了A的利用率。A．獨(dú)享設(shè)備 B．輔助存儲器 C．共享設(shè)備 D．主存儲器10．按照設(shè)備的D分類，可將系統(tǒng)中的設(shè)備分為字符設(shè)備和塊設(shè)備兩種。A．從屬關(guān)系 B．分配特性 C．操作方式 D．工作特性名詞解釋1輸入井是指為使設(shè)備與cpu速度相匹配，系統(tǒng)在磁盤上設(shè)置的多個(gè)緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與cpu之間的數(shù)據(jù)交換。輸入井主要用來存放由輸入設(shè)備輸入的信息。2緩沖池又叫公共緩沖區(qū)，也是系統(tǒng)在磁盤上設(shè)置的多個(gè)緩沖區(qū)。它既可以用于輸入，也可以用于輸出，較好地克服了專用緩沖區(qū)的缺點(diǎn)。一方面提高了緩沖區(qū)的利用率，另一方面也提高了設(shè)備與cpu的并行操作程度。3虛擬設(shè)備它是利用共享設(shè)備上的一部分空間來模擬獨(dú)占設(shè)備的一種I/O技術(shù)。4設(shè)備的無關(guān)性也稱設(shè)備獨(dú)立性，就是說，用戶程序應(yīng)與實(shí)際使用的物理設(shè)備無關(guān)，由操作系統(tǒng)來考慮因?qū)嶋H設(shè)備不同而需要使用不同的設(shè)備驅(qū)動程序等問題。5通道為使CPU擺脫繁忙的I/O事務(wù)，現(xiàn)代大、中型計(jì)算機(jī)都設(shè)置了專門處理I/O操作的機(jī)構(gòu)，這就是通道。6RAID稱作廉價(jià)磁盤冗余陣列，即利用一臺磁盤陣列控制器來統(tǒng)一管理和控制一組磁盤驅(qū)動器（幾臺到幾十臺），組成一個(gè)高可靠性、快速大容量的磁盤系統(tǒng)。采用該技術(shù)可以獲取更高的可靠性和更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，而不是價(jià)格上更便宜。簡答題1為什么要引入緩沖技術(shù)？設(shè)置緩沖區(qū)的原則是什么？4分答：引入緩沖區(qū)的主要目的是：⑴緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾。⑵提高它們之間的并行性。⑶減少對CPU的中斷次數(shù)，放寬CPU對中斷響應(yīng)時(shí)間的要求。設(shè)置緩沖區(qū)的原則是：如果數(shù)據(jù)到達(dá)率與離去率相差很大，則可采用單緩沖方式；如果信息的輸入與輸出速率相同（或者相差不大）時(shí)，則可用雙緩沖區(qū)；對于陣發(fā)性的輸入/輸出，可以設(shè)立多個(gè)緩沖區(qū)。2操作系統(tǒng)中設(shè)備管理的功能是什么？4分答：對各種外部設(shè)備進(jìn)行管理是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要任務(wù)，也是其基本組成部分。操作系統(tǒng)中設(shè)備管理的功能是：①監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)；②進(jìn)行設(shè)備分配；③完成I/O操作；④緩沖管理與地址轉(zhuǎn)換。3什么是I/O控制？,I/O操作的四種控制方式是什么？4分答：I/O控制是指從用戶進(jìn)程的輸入/輸出請求開始，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動有關(guān)設(shè)備進(jìn)行I/O操作，并在I/O操作完成之后響應(yīng)中斷,直至善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過程。I/O操作的四種控制方式分別是：程序直接控制方式、中斷I/O控制方式、DMA控制方式、I/O通道控制方式。4實(shí)現(xiàn)SPOOLing系統(tǒng)的硬件前提是什么？SPOOLing系統(tǒng)的主要功能是什么？5分答：實(shí)現(xiàn)SPOOLING系統(tǒng)的首先要有硬件支持：要提供大容量的磁盤，要有中斷和通道裝置，以便使外圍設(shè)備與中央處理器能夠并行工作。它是為了滿足多道程序或多進(jìn)程隊(duì)獨(dú)占設(shè)備的共享使用而引入的，其主要功能即是：將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備。5簡述處理I/O請求的主要步驟。4分答：處理I/O請求是一個(gè)系統(tǒng)獲取用戶I/O請求轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)外設(shè)完成的過程，其具體的處理步驟如下：①用戶進(jìn)程發(fā)出I/O操作；②系統(tǒng)接受這個(gè)I/O請求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行操作系統(tǒng)的核心程序；③設(shè)備驅(qū)動程序具體完成I/O操作；④I/O完成后,系統(tǒng)進(jìn)行I/O中斷處理，然后用戶進(jìn)程重新開始執(zhí)行6設(shè)備驅(qū)動程序主要執(zhí)行什么功能？3分答：設(shè)備驅(qū)動進(jìn)程嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動程序中規(guī)定的各種功能，即接受用戶的I/O請求；取出請求隊(duì)列中隊(duì)首的請求，將相應(yīng)的設(shè)備分配給它；啟動該設(shè)備工作，完成指定的I/O操作；處理來自設(shè)備的中斷。7I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)？它是如何劃分層次的？各層的功能是什么？8分答：I/O軟件的設(shè)計(jì)目標(biāo)：①與設(shè)備無關(guān)②對文件和設(shè)備應(yīng)統(tǒng)一命名③層次結(jié)構(gòu)④效率高I/O軟件可分為如下4個(gè)層次：中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動程序、與設(shè)備無關(guān)的操作系統(tǒng)軟件和用戶級軟件。各層功能為：①中斷處理程序——分析中斷原因，并依據(jù)中斷原因調(diào)用相應(yīng)的處理程序②設(shè)備驅(qū)動程序——它接受來自上層、與設(shè)備無關(guān)軟件的抽象讀寫請求，并將該I/O請求排在請求隊(duì)列的隊(duì)尾，還要檢查I/O請求的合法性；取出請求隊(duì)列中對首