(完整版)西南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)概念

第一章一．思考題3.什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的主要作用是什么？P11操作系統(tǒng)：管理系統(tǒng)資源，控制程序執(zhí)行，改善人機(jī)界面，提供各種服務(wù)，并合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶方便有效地使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。主要作用：①服務(wù)用戶觀點(diǎn)——操作系統(tǒng)作為用戶接口和公共服務(wù)程序。②進(jìn)程交互觀點(diǎn)——操作系統(tǒng)作為進(jìn)程執(zhí)行的控制者和協(xié)調(diào)者。③系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)——操作系統(tǒng)作為擴(kuò)展機(jī)或虛擬機(jī)。④資源管理觀點(diǎn)——操作系統(tǒng)作為資源的管理者和控制者15.什么是多道程序設(shè)計(jì)？多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)有什么特點(diǎn)？P17多道程序設(shè)計(jì)：多道程序設(shè)計(jì)是指允許多個(gè)作業(yè)（程序）同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存并啟動(dòng)交替計(jì)算的方法。特點(diǎn)：從宏觀上看是并行的，多道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，但尚未運(yùn)行結(jié)束；從微觀上看是串行的，各道程序輪流占用CPU交替地執(zhí)行。在分時(shí)系統(tǒng)中，什么是響應(yīng)時(shí)間？它與什么因素有關(guān)？P22響應(yīng)時(shí)間：從用戶發(fā)出請(qǐng)求或指令到系統(tǒng)做出反應(yīng)的時(shí)間。有關(guān)因素：①CPU的處理速度②聯(lián)機(jī)終端的數(shù)目③所用是時(shí)間片的長(zhǎng)短④系統(tǒng)調(diào)度開銷⑤對(duì)換信息量的多少23.現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有哪些基本功能？請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述之。 P12處理器管理：對(duì)處理器的管理和調(diào)度最終歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程和線程的管理和調(diào)度，包括進(jìn)程控制和管理，線程控制和管理，確定處理器調(diào)度策略，設(shè)計(jì)處理器調(diào)度算法，做好處理器分配和回收。存儲(chǔ)管理：存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)是管理內(nèi)存資源，為多道程序運(yùn)行提供有力支撐，提高存儲(chǔ)空間利用率，具體來(lái)說(shuō)有內(nèi)存分配與回收，地址轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)保護(hù)，內(nèi)存共享與存儲(chǔ)擴(kuò)充等。設(shè)備管理：設(shè)備管理的除妖任務(wù)是管理各種外部設(shè)備，完成用戶提出的 I/O請(qǐng)求；加快數(shù)據(jù)傳輸速度，發(fā)揮設(shè)備的并行性，提高設(shè)備的利用率；提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和中斷處理請(qǐng)求。文件管理：文件庫(kù)案例的主要任務(wù)有提供文件邏輯組織方法，提供文件物理組織方法，提供文件存取和使用方法，實(shí)現(xiàn)文件目錄管理，實(shí)現(xiàn)文件共享和安全性控制，實(shí)現(xiàn)文件存儲(chǔ)空間管理等。聯(lián)網(wǎng)與通信管理：操作系統(tǒng)至少應(yīng)具有以下與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的功能：①網(wǎng)絡(luò)資源管理②數(shù)據(jù)通信管理③應(yīng)用服務(wù)④網(wǎng)絡(luò)管理二．應(yīng)用題在某個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有一臺(tái)輸入機(jī)和一臺(tái)打印機(jī)，現(xiàn)有兩道程序投入運(yùn)行，程序A先開始運(yùn)行，程序B后開始運(yùn)行。A的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms、打印100ms、再計(jì)算50ms、打印100ms，結(jié)束。B的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms、輸入80ms、再計(jì)算100ms，結(jié)束。試說(shuō)明：（1） 兩道程序運(yùn)行時(shí)，CPU是否空閑等待？若是，在那段時(shí)間段等待？（2） 程序A、B是否有等待CPU的情況？若有，指出發(fā)生等待的時(shí)刻。畫出兩道程序并發(fā)執(zhí)行圖如下:兩道程序運(yùn)行期間，CPU存在空閑等待，時(shí)間為100至150ms之間(見圖中有色部分)。程序A無(wú)等待現(xiàn)象，但程序B有等待。程序B有等待時(shí)間段為180ms至200ms間(見圖中有色部分)。5.在單CPU和兩臺(tái)I/O設(shè)備(11、12)的多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，同時(shí)投入 3個(gè)作業(yè)Job1、Job2、Job3運(yùn)行。這3個(gè)作業(yè)對(duì)CPU和輸入/輸出設(shè)備的使用順序和時(shí)間如下：Job1：I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms)Job2：I1(20ms);CPU(20ms);12(40ms)Job3:CPU(30ms);I1(20ms);CPU(10ms);I1(10ms)很定CPU和I/O設(shè)備之間、兩臺(tái)I/O設(shè)備之間都能并行工作，Job1優(yōu)先級(jí)最高，Job2次之，Job3優(yōu)先級(jí)最低，優(yōu)先級(jí)高的作業(yè)可以搶占優(yōu)先級(jí)低的作業(yè)的CPU試求：3個(gè)作業(yè)從投入到完成分別需要的時(shí)間。CPU的利用率。I/O設(shè)備的利用率。畫出三個(gè)作業(yè)并行工作圖如下（圖中著色部分為作業(yè)等待時(shí)間）:cpU丨Job3JobIJob丨Job丨JobI[JobI1Job22123ob11Job3]I2Job1Job2 1Job1I2CPU11CPUlJob2丨|1 CPU—CPU丨 12Job3|CPU CPIJ^^II1ITOC\o"1-5"\h\z時(shí)間I I I I I 丨 I |（ms）0 10 20 30 40 50 60 7080 90（1）Job1從投入到運(yùn)行完成需80ms,Job2從投入到運(yùn)行完成需90ms,Job3從投入到運(yùn)行完成需90ms。（2） CPU空閑時(shí)間段為：60ms至70ms,80ms至90ms。所以CPU利用率為（9020）/90=77.78%。（3） 設(shè)備I1空閑時(shí)間段為：20ms至40ms,故I1的利用率為（90-20）/90=77.78%0設(shè)備I2空閑時(shí)間段為：30ms至50ms,故I2的利用率為（90-20）/90=77.78%。第二章一.思考題18.什么是進(jìn)程？計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程？ P71.72進(jìn)程時(shí)具有獨(dú)立功能的程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)， 也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位。為什么引入進(jìn)程：①刻畫程序的并發(fā)性②解決資源的共享性進(jìn)程最基本的狀態(tài)有哪些？那些事件可能引起不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換？ P7426?何謂進(jìn)程控制塊(PCB?它包含哪些基本信息？P75PCB它是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)示，是操作系統(tǒng)用來(lái)記錄和刻畫進(jìn)程狀態(tài)及環(huán)境信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程動(dòng)態(tài)特征的匯集，也是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料結(jié)構(gòu)和管理進(jìn)程的主要依據(jù)?；拘畔ⅲ孩贅?biāo)識(shí)信息：標(biāo)識(shí)信息用于唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程，分為用戶使用的外部標(biāo)識(shí)符合系統(tǒng)使用的內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào)。②現(xiàn)場(chǎng)信息：現(xiàn)場(chǎng)信息用于保存進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存放在處理器現(xiàn)場(chǎng)中的各種信息。③控制信息：控制信息用于管理和調(diào)度進(jìn)程。38.試從調(diào)度，并發(fā)性，擁有資源和系統(tǒng)開銷等4個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)進(jìn)程和多線程進(jìn)程進(jìn)行比較。調(diào)度性：在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，擁有資源的基本單位和獨(dú)立調(diào)度、分派的基本單位都是進(jìn)程，在引入線程的OS中，則把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位；并發(fā)性：在引入線程的OS中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間，亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性；、擁有資源：無(wú)論是傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)，還是引入了線程的操作系統(tǒng)，進(jìn)程始終是擁有資源的一個(gè)基本單位，而線程除了擁有一點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)必不可少的資源外，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但它可以訪問(wèn)其隸屬進(jìn)程的資源；系統(tǒng)開銷：由于創(chuàng)建或撤銷進(jìn)程時(shí)，系統(tǒng)都要為之分配和回收資源，如內(nèi)存空間等，進(jìn)程切換時(shí)所要保存和設(shè)置的現(xiàn)場(chǎng)信息也要明顯地多于線程，因此，操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)所付出的開銷將顯著地大于線程。48.處理器調(diào)度分為哪幾種類型？簡(jiǎn)述各類調(diào)度的主要任務(wù)。P941.高級(jí)調(diào)度2.中級(jí)調(diào)度3.低級(jí)調(diào)度 詳細(xì)書94頁(yè)二．應(yīng)用題5.若在后備作業(yè)隊(duì)列中等待運(yùn)行的同時(shí)有三個(gè)作業(yè)1、2、3，已知它們各自的運(yùn)行時(shí)間為a、b、c,且滿足關(guān)系avbvc,試證明采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法能獲得最小平均周轉(zhuǎn)時(shí)間采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度時(shí)，三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為：T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c ①若不按短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度，不失一般性，設(shè)調(diào)度次序?yàn)椋?J2、J1、J3o則三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為：T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c ②令②-①式得到：T2-T1=b-a>0可見，采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度才能獲得最小平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。12.有5個(gè)批處理作業(yè)A到E均已到達(dá)計(jì)算中心，其運(yùn)行時(shí)間分別為10,6,2,4和8分鐘；各自的優(yōu)先級(jí)分別規(guī)定為3,5,2,1和4,這里5為最高級(jí).若不考慮系統(tǒng)切換開銷，計(jì)算出平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間?(1)按FCF(按A,B,C,D,E； (2)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法,(3)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法.

(1)FCFS調(diào)度算法執(zhí)行次序執(zhí)行時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間A100101B610162.66C216189D418225.5E822303.75作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=(10+16+18+22+30)/5=19.2作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38(2)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法執(zhí)行次序執(zhí)行時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間B6061E86141.75A1014242.4C2242613D426307.5作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=(6+14+24+26+30)/5=20作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=(1+1.75+2.4+13+7.5)/5=5.13(3)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法(每個(gè)作業(yè)獲得相同的2分鐘長(zhǎng)的時(shí)間片)按次序ABCDEABDEABEAE輪轉(zhuǎn)執(zhí)行。作業(yè)執(zhí)行時(shí)間等待時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間A1020303B616223.66C2463D412164E820283.5作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=(30+22+6+16+28)/5=20.4作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=(3+3.66+3+4+3.5)/5=3.43

16.若有4個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)，其提交時(shí)刻和估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為作業(yè)提交時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min18:0012028:505039:001049:5020分別計(jì)算在FCFS,SJ和HRRF算法下的品均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間答：作業(yè)FCFSSJFHRRF開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間18.0010：002.008:0010.001208:0010.00120210.0010：502.0010:3011.2015010:1011.00130310.5011：002.0010:0010:107010:0010:1070411.0011：201.510:1010:304011:0011.2090平均周T=112.5分T=95分T=102.5分轉(zhuǎn)時(shí)間=帶權(quán)平均W=4.975W=3.25W=3.775周轉(zhuǎn)時(shí)間=20.有一個(gè)4道作業(yè)的操作系統(tǒng)，若在一段時(shí)間內(nèi)先后到達(dá) 6個(gè)作業(yè)，其提交時(shí)刻和估計(jì)運(yùn)行時(shí)間為作業(yè)提交時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min18:006028:203538:252048:302558:35568:4010系統(tǒng)采用剩余SJF調(diào)度算法，作業(yè)被調(diào)度進(jìn)入系統(tǒng)后中途不會(huì)退出，但作業(yè)運(yùn)行時(shí)可被剩余時(shí)間更短的作業(yè)所搶占。(1)分別給出6個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間序列，即開始執(zhí)行時(shí)間，作業(yè)完成時(shí)間，作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。(2)計(jì)算平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間

執(zhí)行次序提交時(shí)間執(zhí)行時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間J1 —8：00608：009：00：60J58：3559：009：0530J68：40109：059：1535J38：25209：159：3570J48：30259：3510：0090J28：203510：0010：35135作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間:T=(60+30+35+70+90+135/6=70注意，J1被調(diào)度運(yùn)行后，直到它執(zhí)行結(jié)束，才會(huì)引出作業(yè)調(diào)度程序工作。所以，J2至J6雖在J1執(zhí)行期間進(jìn)入，但未被調(diào)度，均在等待。當(dāng)J1撤離后，作業(yè)調(diào)度程序工作，按SJF算法，顯然有執(zhí)行次序：J5J6J3J4和J2。25?有一個(gè)具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法。在下表所示的作業(yè)序列中，作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小則優(yōu)先級(jí)越高。作業(yè)名到達(dá)時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min優(yōu)先數(shù)A10：00—405B10：20303C10：30 1504D10：50206列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存的時(shí)刻及結(jié)束時(shí)刻計(jì)算作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。每個(gè)作業(yè)運(yùn)行將經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：作業(yè)調(diào)度 (SJF算法)和進(jìn)程調(diào)度(優(yōu)先數(shù)搶占式)。另外，批處理最多容納2道作業(yè)，更多的作業(yè)將在后備隊(duì)列等待。10:00，作業(yè)A到達(dá)并投入運(yùn)行。10:20，作業(yè)B到達(dá)且優(yōu)先權(quán)高于作業(yè)A,故作業(yè)B投入運(yùn)行而作業(yè)A在就緒隊(duì)列等待。⑶10:30，作業(yè)C到達(dá)，因內(nèi)存中已有兩道作業(yè)，故作業(yè) C進(jìn)入作業(yè)后備隊(duì)列等待。⑷10:50，作業(yè)B運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D到達(dá)，按SJF短作業(yè)優(yōu)先算法，作業(yè)D被裝入內(nèi)存進(jìn)入就緒隊(duì)列。而由于作業(yè)A的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)A投入運(yùn)行。（5）11:10，作業(yè)A運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)C被調(diào)入內(nèi)存，且作業(yè)C的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)C投入運(yùn)行。⑹12:00，作業(yè)C運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D投入運(yùn)行。⑺12:20，作業(yè)D運(yùn)行結(jié)束。作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間運(yùn)行結(jié)束時(shí)間A10:0011:10B10:2010;50C11:1012:00D10:5012:20各作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：作業(yè)A70,作業(yè)B30,作業(yè)C90,作業(yè)D90。平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為70分鐘。28.某多道程序系統(tǒng)采用可變分區(qū)存儲(chǔ)管理，供用戶使用的內(nèi)存空間為 200KB,磁帶機(jī)5臺(tái)。采用今天方式分配外部設(shè)備，且不能移動(dòng)內(nèi)存中的作業(yè)，進(jìn)程調(diào)度采用FCFSS法，忽略用戶作業(yè)I/O操作時(shí)間?，F(xiàn)有作業(yè)序列如下：作業(yè)號(hào)進(jìn)入輸入井時(shí)刻運(yùn)行時(shí)間/min內(nèi)存需求量/kb磁帶機(jī)需求/臺(tái)A8304030n3B850251201C900351002DP90520203E91010601現(xiàn)求：（1）FCFSS法選中作業(yè)執(zhí)行的次序及作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間；（2）SJF算法選中作業(yè)執(zhí)行的次序及作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。（1） FIFO算法選中作業(yè)執(zhí)行的次序?yàn)椋篈、B、D、C和E。作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為63分鐘。⑵SJF算法選中作業(yè)執(zhí)行的次序?yàn)椋篈、B、D、E和C。作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為58分鐘。第三章一.思考題3.解釋并發(fā)性與并行性。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中把并行性和并發(fā)性明顯區(qū)分開，主要是從微觀的角度來(lái)說(shuō)的，具體是指進(jìn)程的并行性（多處理機(jī)的情況下，多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行）和并發(fā)性（單處理機(jī)的情況下，多個(gè)進(jìn)程在同一時(shí)間間隔運(yùn)行的）。并行性是指硬件的并行性，兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。并發(fā)性是指進(jìn)程的并發(fā)性，兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。9.什么是臨界區(qū)和臨界資源？臨界區(qū)管理的基本原則是什么？臨界區(qū)：每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段程序叫做臨界區(qū)。進(jìn)程對(duì)臨界區(qū)的訪問(wèn)必須互斥，每次只允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)去臨界區(qū)，其他進(jìn)程等待。臨界資源：指每次只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源，分硬件臨界資源、軟件臨界資源。臨界區(qū)管理的基本原則是： 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)，則其它所有試圖進(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)程要在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便其它進(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)，貝U應(yīng)讓出CPU,避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。什么是死鎖？什么是饑餓？試舉日常生活中的例子加以說(shuō)明。死鎖：所謂死鎖是指在多道程序系統(tǒng)中，一組進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程都無(wú)限期等待被該組進(jìn)程中的另一個(gè)進(jìn)程所占有且永遠(yuǎn)不會(huì)釋放的資源。如：假如雙方都擁有部分資源（P1擁有A,P2擁有B,且A,B均只有一個(gè)），但這時(shí)P1還需要B,P2還需要A,于是P1與P2都會(huì)處在無(wú)限等待狀態(tài)，發(fā)生了死鎖。饑餓：操作系統(tǒng)在一個(gè)分配資源時(shí),當(dāng)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)申請(qǐng)某類資源時(shí),由分配策略確定資源分配給進(jìn)程的次序。當(dāng)資源分配策略是不公平的（unfair）的情況下，即不能保證等待時(shí)間上界的存在,即使系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生死鎖,某些進(jìn)程也可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間等待。當(dāng)?shù)却龝r(shí)間給進(jìn)程推進(jìn)和響應(yīng)帶來(lái)明顯影響時(shí),稱發(fā)生了進(jìn)程饑餓（starvation）。如：考慮一臺(tái)打印機(jī)分配的例子，當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程需要打印文件時(shí)，系統(tǒng)按照短文件優(yōu)先的策略排序,該策略具有平均等待時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn),似乎非常合理，但當(dāng)短文件打印任務(wù)源源不斷時(shí)，長(zhǎng)文件的打印任務(wù)將被無(wú)限期地推遲，導(dǎo)致饑餓試述產(chǎn)生死鎖的必要條件?；コ鈼l件：一個(gè)資源每次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放。不剝奪條件:進(jìn)程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。32.一臺(tái)計(jì)算機(jī)有8臺(tái)磁帶機(jī)，被N個(gè)進(jìn)程金正使用，每個(gè)進(jìn)程可能需要三臺(tái)磁帶機(jī)。請(qǐng)問(wèn)N值為多少時(shí)系統(tǒng)沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)？請(qǐng)說(shuō)明原因。當(dāng)N取不大于3的正整數(shù)時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有死鎖的危險(xiǎn)。因?yàn)楫?dāng)N=1或2時(shí)，最多需要6臺(tái)磁帶機(jī)，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。當(dāng)N=3時(shí)，最壞情況是3個(gè)進(jìn)程都需要3個(gè)磁帶機(jī)，且每個(gè)進(jìn)程都已擁有2個(gè)磁帶機(jī)，但此時(shí)系統(tǒng)還有2臺(tái)未分配的磁帶，能滿足其中兩個(gè)進(jìn)程的資源請(qǐng)求，使進(jìn)程順利推進(jìn)后再釋放資源，此時(shí)另外 1個(gè)進(jìn)程因?yàn)榈玫奖会尫诺拇艓C(jī)而能夠獲得足夠的磁帶機(jī)，也可以順利執(zhí)行，不會(huì)發(fā)生死鎖。二．應(yīng)用題有一個(gè)閱覽室，讀者進(jìn)入時(shí)必須現(xiàn)在一張登記表上登記，此表為每個(gè)座位列出一個(gè)表目，包括座位號(hào)，姓名，讀者離開時(shí)要注銷登記信息；加入閱覽室共有100個(gè)座位。試用（1）信號(hào)量和PC操作和（2）管程，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶進(jìn)程的同步算法。使用信號(hào)量和P、V操作：varname:array[1..100]ofA;A=recordnumber:integer;name:string;endfori:=1to100do{A[i].number:=i;A[i].name:=null;}mutex,seatcount:semaphore;i:integer;mutex:=1;seatcount:=100;cobegin{processreaderi(varreadername:string)(i=1,2,…){P(seatcount);P(mutex);fori:=1to100doi++ifA[i].name=nullthenA[i].name:=readername;readergettheseatnumber=i; /*A[i].numberV(mutex)進(jìn)入閱覽室，座位號(hào)i,座下讀書；P(mutex);A[i]name:=null;V(mutex);V(seatcount);離開閱覽室;}}coend.在一個(gè)盒子里,混裝了數(shù)量相等的圍棋白子和黑子,現(xiàn)在要用自動(dòng)分揀系統(tǒng)把白子和黑子分開。該系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)進(jìn)程 P1和P2,其中P1揀白子，P2揀黑子。規(guī)定每個(gè)進(jìn)程每次只揀一子,當(dāng)一進(jìn)程正在揀子時(shí),不允許另一個(gè)進(jìn)程去揀,當(dāng)一進(jìn)程揀了一子時(shí)，必須讓另一進(jìn)程去揀，試寫出兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程能正確執(zhí)行的算法。實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)進(jìn)程的同步問(wèn)題，設(shè)信號(hào)量S1和S2分別表示可揀白子和黑子，不失一般性，若令先揀白子。varS1,S2:semaphore;S1:=1;S2:=0;cobegin{processP1beginrepeatP(S1);揀白子V(S2);untilfalse;endprocessP2beginrepeatP(S2);揀黑子V(S1);untilfalse;end}coend.16.一個(gè)經(jīng)典同步問(wèn)題：吸煙者問(wèn)題(patal,1971)。三個(gè)吸煙者在一間房間內(nèi)，還有一個(gè)香煙供應(yīng)者。為了制造并抽掉香煙，每個(gè)吸煙者需要三樣?xùn)|西：煙草、紙和火柴。供應(yīng)者有豐富的貨物提供。三個(gè)吸煙者中，第一個(gè)有自己的煙草，第二個(gè)有自己的紙，第三個(gè)有自己的火柴。供應(yīng)者將兩樣?xùn)|西放在桌子上，允許一個(gè)吸煙者進(jìn)行對(duì)健康不利的吸煙。當(dāng)吸煙者完成吸煙后喚醒供應(yīng)者，供應(yīng)者再放兩樣?xùn)|西(隨機(jī)地)在桌面上，然后喚醒另一個(gè)吸煙者。試采用信號(hào)量和P、V操作編寫他們同步工作的程序。varS,S1,S2,S3;semaphore;S:=1;S1:=S2:=S3:=0;flag1,flag2,flag3:Boolean;flag1:=flag2:=flag3:=true;cobegin{process供應(yīng)者beginrepeatP(S);取兩樣香煙原料放桌上，由flagi標(biāo)記;/*flage1、flage2、flage3代表煙草、紙、火柴ifflag2&flag3thenV(S1); /*供紙和火柴elseifflag1&flag3thenV(S2); /*供煙草和火柴elseV(S3); /*供煙草和紙untilefalse;endprocess吸煙者1beginrepeatP(S1)；取原料；做香煙；V(S);吸香煙；untilefalse;process吸煙者2beginrepeatP(S2);取原料；做香煙；V(S);吸香煙；untilefalse;process吸煙者3beginrepeatP(S3);取原料；做香煙；V(S);吸香煙；untilefalse;}Coend.23.設(shè)當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)如下，此時(shí)Available=（1,1,2）進(jìn)程ClaimAllocationR1R2R3R1R2R3P1322100P2613511P3314211P4422002（1） 計(jì)算各個(gè)進(jìn)程還需要的資源數(shù)Cki-Aki？（2） 系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？為什么？（3） 進(jìn)程P2發(fā)出請(qǐng)求向量request2=（1,0,1）,系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？（4） 若在進(jìn)程P2申請(qǐng)資源后，P1發(fā)出請(qǐng)求向量request仁（1,0,1），系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？（5）若在進(jìn)程P1申請(qǐng)資源后，P3發(fā)出請(qǐng)求向量request3=（0,0,1），系統(tǒng)能把資源分配給它嗎？（1） P1，P2, P3, P4的Ck-Aki分別為：（2,2,2）、（1，0, 2）、（1，0，3）、（4,0）（2）系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在安全序：P2,P1,P3,P4（3）可以分配，存在安全序列：P2,P1,P3,P4（4） 不可以分配，因?yàn)橘Y源不足（5） 不能，應(yīng)為這樣做會(huì)讓系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)36?假定某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有R1、R2兩類可再用資源（其中R1有兩個(gè)單位，R2有一個(gè)單位），它們被進(jìn)程P1、P2所共享，且已知兩個(gè)進(jìn)程均以下列順序使用兩類資源：—申請(qǐng)R1—申請(qǐng)RP申請(qǐng)R1—釋放R1—釋放RM釋放R1試求出系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能到達(dá)的死鎖點(diǎn)，并畫出死鎖點(diǎn)的資源分配圖。當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程都執(zhí)行完第一步（都占用R1）時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。這時(shí)無(wú)論哪個(gè)進(jìn)程執(zhí)行完第二步，死鎖都會(huì)發(fā)生?？赡艿竭_(dá)的死鎖點(diǎn)：進(jìn)程 P1占有一個(gè)R1和一個(gè)R2,而進(jìn)程P2占有一個(gè)R1?；蛘呦喾础＿@時(shí)己形成死鎖。進(jìn)程---資源圖為：第四章一.思考題試述存儲(chǔ)管理的基本功能①存儲(chǔ)分配②地址映射③存儲(chǔ)保護(hù)④存儲(chǔ)共享⑤存儲(chǔ)擴(kuò)充何謂地址轉(zhuǎn)換（重定位）？哪些方法可以實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換？邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過(guò)程稱為地址轉(zhuǎn)換（重定位）。方法：①靜態(tài)地址重定位；②動(dòng)態(tài)地址重定位；③運(yùn)行時(shí)鏈接地址重定位。分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用哪種分配策略？比較其優(yōu)缺點(diǎn)。①固定分區(qū)存儲(chǔ)管理：其基本思想是將內(nèi)存劃分成若干固定大小的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)中最多只能裝入一個(gè)作業(yè)。當(dāng)作業(yè)申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)按一定的算法為其選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)，并裝入內(nèi)存運(yùn)行。由于分區(qū)大小是事先固定的，因而可容納作業(yè)的大小受到限制，而且當(dāng)用戶作業(yè)的地址空間小于分區(qū)的存儲(chǔ)空間時(shí)，造成存儲(chǔ)空間浪費(fèi)。②可變分區(qū)存儲(chǔ)管理：可變分區(qū)存儲(chǔ)管理不是預(yù)先將內(nèi)存劃分分區(qū)，而是在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的存儲(chǔ)空間相等。這種處理方式使內(nèi)存分配有較大的靈活性，也提高了內(nèi)存利用率。但是隨著對(duì)內(nèi)存不斷地分配、釋放操作會(huì)引起存儲(chǔ)碎片的產(chǎn)生。■什么是虛擬存儲(chǔ)器？列舉采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的必要性和可能性。在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中， 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個(gè)比物理內(nèi)存容量大得多的，可尋址的“內(nèi)儲(chǔ)存器”。必要性：可用較小的內(nèi)存空間執(zhí)行較大的程序，能容納更多的并發(fā)執(zhí)行程序?？赡苄裕夯诔绦虻木植啃栽怼Ｔ囀稣?qǐng)求分頁(yè)虛存管理的實(shí)現(xiàn)原理。請(qǐng)求分頁(yè)虛擬存儲(chǔ)管理是將進(jìn)程信息的副本存放在輔助存儲(chǔ)器中， 當(dāng)它被調(diào)度投入運(yùn)行時(shí)，并不把程序和數(shù)據(jù)全部裝入主存，僅裝入當(dāng)前使用的頁(yè)面，進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中訪問(wèn)到不在主存的頁(yè)面時(shí)，再把所需信息動(dòng)態(tài)地裝入。試述請(qǐng)求分段虛存管理的實(shí)驗(yàn)原理。請(qǐng)求分段虛存管理是將進(jìn)程信息副本存放在外存中， 當(dāng)它被調(diào)度投入運(yùn)行時(shí)，程序和數(shù)據(jù)沒(méi)有全部裝入內(nèi)存，僅裝入當(dāng)前使用段，進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中訪問(wèn)到不在內(nèi)存的段時(shí)候，再有系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)入。18?試述實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基本原理。虛擬存儲(chǔ)器是指在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中， 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個(gè)比物理內(nèi)存容量大得多的、 可尋址的“內(nèi)存儲(chǔ)器”。是一種具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)和請(qǐng)求分段系統(tǒng)。請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)允許只裝入少數(shù)頁(yè)面的程序(及數(shù)據(jù))，便啟動(dòng)運(yùn)行，以后，再通過(guò)調(diào)頁(yè)功能及頁(yè)面置換功能，陸續(xù)地把即將要運(yùn)行的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，同時(shí)把暫不運(yùn)行的頁(yè)面換出到外存上；請(qǐng)求分段系統(tǒng)允許只裝入少數(shù)段(而非所有的段)的用戶程序和數(shù)據(jù)，即可啟動(dòng)運(yùn)行。以后再通過(guò)調(diào)段功能和段的置換功能將暫不運(yùn)行的段調(diào)出， 同時(shí)調(diào)入即將運(yùn)行的段。二?應(yīng)用題—個(gè)頁(yè)式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)使用FIFO,OPT和LRU頁(yè)面替換算法，如果一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)椋?,3,2,1,5,2,4,5,3,2,524,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5;1,2,3,4,1,2,5,1,2,3,4,5b當(dāng)分配給作業(yè)的物理塊數(shù)分別為3和4時(shí)，試計(jì)算訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的的缺頁(yè)異常次數(shù)和缺頁(yè)中斷率。作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為7次，7/12=58%。使用OPT為6次，6/12=50%。作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為6次，6/12=50%。使用LRU為6次，6/12=50%。使用OPT為5次，5/12=42%b作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為10次,10/12=83%。使用OPT為7次，7/12=58%b作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為10次，10/12=83%。使用LRU為8次，8/12=66%。使用OPT為6次，6/12=50%b1)680 2)9153)9044)1)680 2)9153)9044)越界5)17506)越界。—個(gè)32位地址的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用二級(jí)頁(yè)表，虛地址被分為9位頂級(jí)頁(yè)表，11位二級(jí)頁(yè)表和頁(yè)內(nèi)位移。試問(wèn)：頁(yè)面長(zhǎng)度是多少？虛地址空間共有多少個(gè)頁(yè)面？由于32-9-11=12,所以，頁(yè)面大小為4KB,頁(yè)面的個(gè)數(shù)為220個(gè)13.內(nèi)存中有兩個(gè)空閑區(qū)如下圖所示，現(xiàn)有作業(yè)序列依次為：job1要求30KB,job2要求70KB,job3要求50KB;使用首次適應(yīng)，最壞適應(yīng)和最佳適應(yīng)算法處理這個(gè)作業(yè)序列，試問(wèn)哪種算法可以滿足分配要求？為什么？答：首次適應(yīng)、最壞適應(yīng)算法處理這個(gè)作業(yè)序列可以滿足分配， 最佳適應(yīng)算法不行。因?yàn)楹笳邥?huì)分割出無(wú)法使用的碎片，浪費(fèi)內(nèi)存，從而，不能滿足所有作業(yè)的內(nèi)存需求。在一個(gè)分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，邏輯地址長(zhǎng)度為16位，頁(yè)面大小為4096B,現(xiàn)有邏輯地址2F6AH,且第0，1,2頁(yè)依次存放在第10，12，14號(hào)物理塊中，試問(wèn)相應(yīng)的物理地址是多少？因?yàn)檫壿嫷刂烽L(zhǎng)度為16位，而頁(yè)面大小為4096字節(jié)，所以，前面的4位表示頁(yè)號(hào)。把2F6AH轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為：001011110110101Q可知頁(yè)號(hào)為2。故放在14號(hào)物理塊中，寫成十六進(jìn)制為：EF6AH20?在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，用戶編程空間32個(gè)頁(yè)，頁(yè)長(zhǎng)1KB,主存為16KB,如果用戶程序有10頁(yè)長(zhǎng)，若已知虛頁(yè)0、1、2、3頁(yè)已分得頁(yè)框4、7、8、10,試將虛地址0AC5H和1AC5H轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的物理地址虛地址0AC5H對(duì)應(yīng)的物理地址為：12C5H而執(zhí)行虛地址1AC5H會(huì)發(fā)現(xiàn)頁(yè)表中尚未有分配的頁(yè)框而發(fā)生缺頁(yè)中斷，由系統(tǒng)另行分配頁(yè)框。29?考慮下列段表:段號(hào)起始地址段長(zhǎng)0200500189030212010031250[600418008830?請(qǐng)頁(yè)式虛存管理系統(tǒng)中，進(jìn)程訪問(wèn)地址序列為：10、11、104、170、73、305、180、240、244、445、467、366,試問(wèn)：(1)如果頁(yè)面大小為100,給出頁(yè)面訪問(wèn)序列。(2)進(jìn)程若分得3個(gè)頁(yè)框,采用FIFO和LRU替換算法,求缺頁(yè)中斷率？頁(yè)面訪問(wèn)序列為0,0，1，1,0,3，1,2,2，4,4,3。FIFO為5次，缺頁(yè)中斷率為5/12=41.6%。LRU為6次，缺頁(yè)中斷率為6/12=50%。LRU反比FIFO缺頁(yè)中斷率高。第五章一.思考題試述設(shè)備管理的基本功能。輪詢方式：優(yōu)點(diǎn)：揑制簡(jiǎn)単’不需要多少哽件的支持.銚點(diǎn)：(1)CPU和外團(tuán)設(shè)備只能串行工作.便得CPU的尢量時(shí)間都業(yè)于箏櫓希空閑狀血CPU的利用率大大降低.(?)(JPU—段時(shí)間內(nèi)只能豹一臺(tái)外國(guó)設(shè)備交換數(shù)據(jù)悟息，從而不髄真現(xiàn)設(shè)備之間杓并行工作*由于程序直接控制方扎靠測(cè)試投備標(biāo)志觸發(fā)黑的就態(tài)位來(lái)牠制軼據(jù)特送，因此無(wú)法發(fā)現(xiàn)和處理由于設(shè)備或其它址件所產(chǎn)生的曙邃?適用干CPU執(zhí)行速度慢，而且外囲設(shè)備較少的系統(tǒng).中斷驅(qū)動(dòng)I/O方式-優(yōu)點(diǎn)：EPU的利用率大大提高且能支持多道程序和設(shè)備的并行操作”■缺點(diǎn)：由于在I/O揑闇器的救據(jù)綏沖寄存器裝満撤據(jù)之后會(huì)歿生中斷，而且瞰據(jù)媒?jīng)_寄存器通常較Jr固此'在一次叔擔(dān)傳退過(guò)程中發(fā)生的中斷次數(shù)較多，特耗去CPU丸量時(shí)間*現(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)通常配備各神各樣外圏設(shè)備，如果這些設(shè)備適過(guò)中斷方式進(jìn)行并行操作，則由于中斷次數(shù)的急劇增加而地成CTU無(wú)法響應(yīng)中斷和出現(xiàn)數(shù)擁丟失現(xiàn)來(lái).中斷控制方武時(shí)，如果外田設(shè)備的速度也比校高，則町能進(jìn)咸數(shù)握緩沖寄存壽的數(shù)據(jù)由于CP「來(lái)不及取走而丟戔DMA方式：■缺陷：DMA方或?qū)ν鈬O(shè)備的管理和操作仍由CPU控制匚多個(gè)DMA控制器同時(shí)使用顯然會(huì)引起內(nèi)存地址的沖究并使得控制過(guò)程進(jìn)一步復(fù)雜化。多個(gè)DMA控制器的同時(shí)使用也是不經(jīng)濟(jì)的.（4）通道方式為什么要引入緩沖技術(shù)？其基本思想是什么？①為了解決cpu與設(shè)備之間速度不匹配的矛盾；②協(xié)調(diào)邏輯記錄大小與物理記錄大小不一致的問(wèn)題；③提高cpu和設(shè)備的并行性；④減少I/O操作對(duì)cpu的中斷次數(shù)，放寬對(duì)cpu中斷響應(yīng)時(shí)間的要求。基本思想：當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行寫操作輸出數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)輸出緩沖區(qū)，然后將輸入送入緩沖區(qū)，若是順序?qū)懻?qǐng)求，則不斷的將數(shù)據(jù)填入緩沖區(qū)，直至裝滿為止，此后進(jìn)程可以繼續(xù)計(jì)算，同時(shí)系統(tǒng)將緩沖區(qū)的內(nèi)容寫到設(shè)備上；當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行讀操作輸入數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)輸入緩沖區(qū)，系統(tǒng)將設(shè)備上的一條物理記錄讀至緩沖區(qū)，根據(jù)要求把當(dāng)前所需要的邏輯記錄從緩沖區(qū)中選出并傳送給進(jìn)程。21.什么是虛擬設(shè)備？實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？虛擬設(shè)備：為了提高獨(dú)占設(shè)備的利用率，采用SPOOLING術(shù)，用可共享的設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備，使獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備，使每個(gè)作業(yè)感到自己分到了速度極高的獨(dú)占設(shè)備。這種模擬的獨(dú)占設(shè)備稱為虛擬設(shè)備。26.SPOOLing是如何把獨(dú)占型設(shè)備改造成共享設(shè)備的？答：在聯(lián)機(jī)的條件下，進(jìn)行兩個(gè)方向的操作，在數(shù)據(jù)輸入時(shí)，將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到磁盤或磁帶（塊設(shè)備），然后把這些塊設(shè)備與主機(jī)相連；反過(guò)來(lái)，在數(shù)據(jù)輸出時(shí)，將輸出數(shù)據(jù)傳送到磁盤或磁帶上，再?gòu)拇疟P或磁帶傳送到輸出設(shè)備。這樣，可以將一臺(tái)獨(dú)占的物理設(shè)備虛擬為并行使用的多臺(tái)邏輯設(shè)備， 從而使該物理設(shè)備被多個(gè)進(jìn)程共享。28.為什么要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？答：設(shè)備獨(dú)立性：用戶不指定物理設(shè)備，而是指定邏輯設(shè)備，使得用戶作業(yè)和物理設(shè)備之間分離開來(lái)，再通過(guò)其他途徑建立邏輯設(shè)備和物理設(shè)備之間的映射， 設(shè)備的這種特性就是“設(shè)備無(wú)關(guān)性”。好處：應(yīng)用程序與具體物理設(shè)備無(wú)關(guān)，系統(tǒng)增減或變更設(shè)備時(shí)對(duì)源程序不必加以修改；易于應(yīng)對(duì)I/O設(shè)備故障，提高系統(tǒng)可靠性；增加設(shè)備分配的靈活性，更有效地利用邏輯設(shè)備資源，實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)。二?應(yīng)用題1.旋轉(zhuǎn)型設(shè)備上信息的優(yōu)化分布能減少為若干個(gè)I/O服務(wù)的總時(shí)間。設(shè)磁鼓上分為20個(gè)區(qū)，每區(qū)存放一個(gè)記錄，磁鼓旋轉(zhuǎn)一周需20毫秒，讀出每個(gè)記錄平均需用1毫秒，讀出后經(jīng)2毫秒處理，再繼續(xù)處理下一個(gè)記錄。在不知當(dāng)前磁鼓位置的情況下：（1）順序存放記錄1、??…，?記錄20時(shí)，試計(jì)算讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間；（2）給出優(yōu)先分布20個(gè)記錄的一種方案，使得所花的總處理時(shí)間減少，且計(jì)算出這個(gè)方案所花的總時(shí)間。定位第1個(gè)記錄需10ms。讀出第1個(gè)記錄，處理花2ms，這時(shí)已到了第4個(gè)記錄，再轉(zhuǎn)過(guò)18個(gè)記錄（花18ms）才能找到記錄2，所以，讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間：10+3+（1+2+18%19=13+21X19=412ms如果給出優(yōu)先分布20個(gè)記錄的方案為：1,8，15,2，9，16，3，10，17，4,11，18，5，12，19,6，13,20，7，14。當(dāng)讀出第1個(gè)記錄，花2ms處理后，恰好就可以處理記錄2,省去了尋找下一個(gè)記錄的時(shí)間，讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間：10+3+3X19=13+247=260ms2?現(xiàn)有如下請(qǐng)求隊(duì)列:8,18,27,129,110,186,78,147,41,10,64,12;試用查找時(shí)間最短優(yōu)先算法計(jì)算處理所有請(qǐng)求移動(dòng)的總柱面數(shù)。假設(shè)磁頭當(dāng)前位置下在磁道100。處理次序?yàn)椋?00-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移動(dòng)的總柱面數(shù)：264。5.對(duì)此盤存在如下5個(gè)請(qǐng)求:請(qǐng)求次序柱面號(hào)磁頭號(hào)扇區(qū)號(hào)172827253712430535366假如當(dāng)前磁頭位于1號(hào)柱面，試分析對(duì)這5個(gè)請(qǐng)求如何調(diào)度可使得磁盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)最少？使磁盤的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為最少的調(diào)度次序?yàn)椋?、3、2、1、和4假定磁盤有200個(gè)柱面，編號(hào)0~199,當(dāng)前存取臂的位置在143號(hào)柱面上，并剛剛完成了125號(hào)柱面的服務(wù)請(qǐng)求，如果請(qǐng)求隊(duì)列的先后順序是：86,147,91,177,94,150,102,175,130;試問(wèn)：為完成上述請(qǐng)求，下列算法存取臂移動(dòng)的總量是多少？并算出存取臂移動(dòng)的順序。（1）先來(lái)先服務(wù)算法FCFS（2）最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF（3）掃描算法SCAN。（4）電梯調(diào)度。（1）先來(lái)先服務(wù)算法FCFS為565，依次為143-86-147-91-177-94-150-102-175-130o⑵最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF為162依次為143-147-150-130-102-94-91-86-175-177o（3）掃描算法SCAN為169,依次為143-147-15017&177-199-130-102-9491-86。⑷電梯調(diào)度為125（先向地址大的方向），依次為143-147-150-175-177-102-9491-86。為148（先向地址小的方向）依次為143-130-102-94-91-86-147-150-175-177磁盤請(qǐng)求的柱面按10,22,20,2,40,6,38的次序到達(dá)磁盤的驅(qū)動(dòng)器，尋道時(shí)每個(gè)柱面移動(dòng)需要6ms。計(jì)算按以下算法調(diào)度時(shí)的尋道時(shí)間： A先來(lái)先服務(wù)B）最短尋道時(shí)間優(yōu)先C）掃描算法（正向柱面大的方向移動(dòng)）A） 先來(lái)先