現(xiàn)代操作系統(tǒng)教程(慕課版)-課后習(xí)題答案1-8章全帶原題

第1章操作系統(tǒng)緒論習(xí)題1.1選擇題1、作為資源管理者，操作系統(tǒng)負責(zé)管理和控制計算機系統(tǒng)的（B）。A.軟件資源B.硬件和軟件資源C.用戶有用資源D．硬件資源2、在計算機系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)是一種（B）。A.應(yīng)用軟件B.系統(tǒng)軟件C.用戶軟件D.支撐軟件3、計算機系統(tǒng)中兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生指的是（A）。A．并行性B．并發(fā)性C．串行性D．多發(fā)性4、以下不屬于現(xiàn)代操作系統(tǒng)主要特性的是（A）。A.實時性 B.虛擬性 C.并發(fā)性 D.不確定性5、下列關(guān)于多道程序設(shè)計技術(shù)的說法中錯誤的是（B）。A．需要中斷技術(shù)支持B．在某時間點CPU可由多個進程共享使用C．在某時間點內(nèi)存可由多個進程共享使用D．可以提高CPU利用率6、（C）操作系統(tǒng)允許在一臺主機上同時聯(lián)接多臺終端，多個用戶可以通過各自的終端交互使用計算機。A．網(wǎng)絡(luò) B．分布式C．分時 D．實時7、設(shè)計多道批處理系統(tǒng)時，首先要考慮的是（C）。A．靈活性和可適應(yīng)性 B．交互性和響應(yīng)時間C．系統(tǒng)效率和吞吐量 D．實時性和可靠性1.2填空題1、LinusTorvalds因為成功地開發(fā)了操作系統(tǒng)（Linux）內(nèi)核，獲得了2014年計算機先驅(qū)獎。2、用戶和操作系統(tǒng)之間的接口主要分為（命令）界面、（程序）接口和圖形界面。3、現(xiàn)代操作系統(tǒng)的四大主要管理模塊是指：（處理器管理）、（存儲管理）、（設(shè)備管理）和（文件管理）。4、吞吐量是指系統(tǒng)在一段時間內(nèi)的（輸入/輸出）能力。1.3簡答題1、現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般要滿足哪些主要的設(shè)計目標？答：方便性。操作系統(tǒng)為用戶提供良好的、一致的用戶接口，用戶按需要輸入命令，操作系統(tǒng)按命令去控制程序的執(zhí)行；用戶也可以在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)的功能模塊完成相應(yīng)服務(wù)，而不必了解硬件的物理特性。有效性。操作系統(tǒng)可有效地管理和分配硬件、軟件資源，合理地組織計算機的工作流程，提高系統(tǒng)工作效率。操作系統(tǒng)可擴充硬件的功能，使硬件的功能發(fā)揮得更好。操作系統(tǒng)使用戶合理共享資源，防止各用戶間的相互干擾。操作系統(tǒng)以文件形式管理軟件資源，保證信息的安全和快速存取?？蓴U充性。為滿足計算機硬件與體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展以及不斷擴大的應(yīng)用要求，操作系統(tǒng)應(yīng)能方便地擴展新的功能。開放性。開放性指的是產(chǎn)品和技術(shù)之間相互連接和協(xié)作的能力。無論是硬件還是軟件范籌，開放性接口都已作為一種明確的或?qū)嶋H的行業(yè)標準廣泛應(yīng)用在公開發(fā)行的文檔中。2、操作系統(tǒng)的作用可從哪些方面來理解？答：操作系統(tǒng)是用戶與計算機硬件之間的接口?？梢哉J為操作系統(tǒng)是對計算機硬件系統(tǒng)的第一次擴充，用戶通過操作系統(tǒng)來使用計算機系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的資源管理者。操作系統(tǒng)統(tǒng)一管理系統(tǒng)資源，為用戶提供簡單、有效的資源使用手段，最大限度實現(xiàn)各類資源的共享，提高資源利用率。3、請描述現(xiàn)代操作系統(tǒng)的定義和主要特性。答：操作系統(tǒng)定義：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件，是一些程序模塊的集合——它們能以盡量有效、合理的方式組織和管理計算機的軟、硬件資源，合理的組織計算機的工作流程；控制程序的執(zhí)行并向用戶提供各種服務(wù)功能，使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行；改善人機界面，使用戶能夠靈活、方便、有效的使用計算機。主要特性：包括并發(fā)性、共享性、不確定性、虛擬性。4、分別簡單敘述批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)的基本特點。答：批處理操作系統(tǒng)的基本特征是“批量處理”，它是將任務(wù)成批裝入計算機，由操作系統(tǒng)將其組織好，按某種調(diào)度算法選擇一道或幾道任務(wù)裝入內(nèi)存運行。它的設(shè)計目標主要是提高資源利用率與系統(tǒng)的吞吐量。分時操作系統(tǒng)是指一臺主機與多個終端相連，允許多個用戶通過終端同時以交互的方式使用計算機系統(tǒng)，共享資源，使每個用戶感到好像自己獨占一臺支持自己請求服務(wù)的計算機系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)的主要特點是響應(yīng)及時和可靠性高。所謂“實時”是指對隨機發(fā)生的外部事件作出及時的響應(yīng)并能對其進行處理。實時操作系統(tǒng)的設(shè)計目標是能對特定的輸入作出及時響應(yīng)，并在規(guī)定的時間內(nèi)完成對事件的處理。5、在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，如何理解“內(nèi)存中的多個程序的執(zhí)行過程交織在一起，各個進程都在走走停停”的現(xiàn)象？答：在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，內(nèi)存中存放多個程序，它們以交替的方式使用CPU。因此，從宏觀上看，這些程序都開始了自己的工作。但由于CPU只有一個，在任何時刻CPU只能執(zhí)行一個進程程序。所以這些進程程序的執(zhí)行過程是交織在一起的。也就是說，從微觀上看，每一個進程一會兒在向前進行，一會兒又停步不前，處于一種“走走停?！钡臓顟B(tài)之中。1.4解答題1、一個計算機系統(tǒng)，有一臺輸入機和一臺打印機，現(xiàn)有兩道程序投入運行，且程序A先開始運行，程序B后開始運行。程序A的運行軌跡為：計算50ms、打印100ms、再計算50ms、打印100ms，結(jié)束。程序B的運行軌跡為：計算50ms、輸入80ms、再計算100ms，結(jié)束。請回答以下問題：兩道程序運行時，CPU有無空閑等待？若有，在哪段時間內(nèi)等待？為什么會等待？程序A、B有無等待CPU的情況？若有，指出發(fā)生等待的時刻。答：兩道程序并發(fā)執(zhí)行圖如下：由此圖可以直觀的看出CPU的空閑等待以及程序的彼此等待時間。第2章處理器管理習(xí)題1.1選擇題1、 下列選項中，不屬于進程關(guān)鍵要素的是（D）。A．程序 B．?dāng)?shù)據(jù)和棧C．進程控制塊 D．原語2、操作系統(tǒng)管理程序運行的狀態(tài)，具備較高的特權(quán)級別，稱為（C）。A．用戶態(tài) B．目態(tài) C．管態(tài) D．普通態(tài)3、在操作系統(tǒng)中，PSW的中文全稱是（A）。A．程序狀態(tài)字B．進程標識符 C．作業(yè)控制塊 D．進程控制塊4、當(dāng)系統(tǒng)中或系統(tǒng)外發(fā)生異步事件時，CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)事件的處理程序，處理完成后返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行被打斷的進程，這一過程稱為（D）。A．作業(yè)調(diào)度 B．頁面置換 C．磁盤調(diào)度 D．中斷5、以下關(guān)于進程的說法，錯誤的是（B）。A．進程是程序在處理器上的一次執(zhí)行過程B．一個進程是由若干作業(yè)組成的C．在線程出現(xiàn)后，進程仍然是操作系統(tǒng)中資源分配的基本單位D．進程具有創(chuàng)建其他進程的功能6、在下述關(guān)于父進程和子進程的敘述中，正確的是（D）。A．父進程創(chuàng)建了子進程，因此父進程執(zhí)行完了，子進程才能運行B．子進程執(zhí)行完了，父進程才能運行C．撤消子進程時，應(yīng)該同時撤消父進程D．一個子進程只有一個父進程，但一個父進程可以有多個子進程7、任何兩個并發(fā)進程之間（D）。A．一定存在互斥關(guān)系B．一定存在同步關(guān)系C．一定彼此獨立無關(guān)D．可能存在同步或互斥關(guān)系8、調(diào)度程序每次把CPU分配給就緒隊列首進程使用一個時間片，就緒隊列中的每個進程輪流地運行一個時間片。當(dāng)這個時間片結(jié)束時，強迫一個進程讓出處理器，讓它排列到就緒隊列的尾部，等候下一輪調(diào)度。這種進程調(diào)度方式稱為（D）調(diào)度。A．最高響應(yīng)比優(yōu)先B．先來先服務(wù)C．短作業(yè)優(yōu)先D．時間片輪轉(zhuǎn)9、若當(dāng)前進程因時間片用完而讓出處理器時，該進程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椋ˋ）狀態(tài)。A．就緒B．等待C．運行D．完成10、在一個單核單處理器的系統(tǒng)中，若有3個進程，且假定當(dāng)前時刻有一個進程處于運行態(tài)，則處于就緒態(tài)的進程最多有（B）個。A．1B．2C．3D．411、下列作業(yè)調(diào)度算法中，（D）與作業(yè)的運行時間和等待時間有關(guān)。A．先來先服務(wù)算法 B．短作業(yè)優(yōu)先算法C．均衡調(diào)度算法 D．最高響應(yīng)比調(diào)度算法12、一作業(yè)

8：00到達系統(tǒng)，估計運行時間為1小時，若9：00開始執(zhí)行該作業(yè)，其響應(yīng)比是（A）。A．2B．1C．3D．0.513、臨界區(qū)是指并發(fā)進程中訪問共享變量的（D）段。A．管理信息B．信息存儲C．?dāng)?shù)據(jù)D．程序14、設(shè)與某資源關(guān)聯(lián)的信號量初值為3，當(dāng)前值為-1。若M表示該資源的可用個數(shù)，N表示等待該資源的進程數(shù)，則M、N分別是（A）。A．0、1 B．1、0C．1、2 D．2、015、設(shè)某個信號量S的初值為5。若執(zhí)行某個V(S)時，發(fā)現(xiàn)（A）時，則喚醒相應(yīng)等待隊列中等待的一個進程。A．S的值小于或等于0 B．S的值大于或等于5C．S的值小于5D．S的值大于516、以下不屬于產(chǎn)生死鎖原因的是（B）。A．因為系統(tǒng)資源不足B．采用的進程調(diào)度算法效率低下C．進程運行推進的順序不合適D．資源分配不當(dāng)17、在多進程的并發(fā)系統(tǒng)中，不會因競爭（C）而產(chǎn)生死鎖。A．打印機 B．磁帶機 C．CPU D．磁盤18、當(dāng)每類資源只有一個資源實例時，下列說法中不正確的是（C）。A．有環(huán)必死鎖B．死鎖必有環(huán)C．有環(huán)不一定死鎖D．死鎖進程一定全在環(huán)中19、有關(guān)死鎖的論述中，（C）是正確的。A．系統(tǒng)中僅有一個進程進入了死鎖狀態(tài)B．多個進程由于競爭CPU而進入死鎖C．多個進程由于競爭互斥使用的資源又互不相讓而進入死鎖D．由于進程調(diào)用V操作而造成死鎖20、進程-資源分配圖是用于（D）。A．死鎖的預(yù)防 B．解決死鎖的靜態(tài)方法C．死鎖的避免 D．死鎖的檢測與解除1.2填空題1、Linux操作系統(tǒng)按照事件來源和實現(xiàn)手段將中斷分為（硬中斷）、（軟中斷）。2、系統(tǒng)調(diào)用是通過（中斷）來實現(xiàn)的；發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用，處理器的狀態(tài)常從目態(tài)變?yōu)楣軕B(tài)。3、在Linux系統(tǒng)中，創(chuàng)建進程的原語是（fork）。4、進程的基本三狀態(tài)模型并不足夠描述進程的真實的情況，進程的五狀態(tài)模型增加了兩個狀態(tài)，包括（新建狀態(tài)）和（終止?fàn)顟B(tài)）。5、系統(tǒng)中進程存在的唯一標志是（進程控制塊PCB）。6、進程上下文包括了進程本身和運行環(huán)境，是對進程執(zhí)行活動全過程的靜態(tài)描述。進程上下文分成三個部分：（用戶級上下文（進程的用戶地址空間內(nèi)容））、（寄存器級上下文（硬件寄存器內(nèi)容））和（系統(tǒng)級上下文（與該進程相關(guān)的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)））。7、進程調(diào)度方式通常有（搶占）和（非搶占）兩種方式。8、若信號量S的初值定義為10，則對S調(diào)用執(zhí)行了16次P操作和15次V操作后，S的值應(yīng)該為（9）。1.3簡答題1、請簡單敘述進程三態(tài)模型中的進程狀態(tài)轉(zhuǎn)化情況。答：就緒態(tài)→運行態(tài)：當(dāng)調(diào)度程序選擇一個新的進程運行時，進程會由就緒態(tài)切換到運行態(tài)；運行態(tài)→就緒態(tài)：當(dāng)運行進程用完了獲得的時間片時，進程就會被中斷，由運行態(tài)切換到就緒態(tài)，或是因為一高優(yōu)先級進程處于就緒狀態(tài)，正在運行的低優(yōu)先級進程會被中斷而由運行態(tài)切換到就緒態(tài)；運行態(tài)→等待態(tài)：以下幾種情況會導(dǎo)致進程會由運行態(tài)切換到等待態(tài)，例如當(dāng)一進程必須等待時，或是操作系統(tǒng)尚未完成服務(wù)，進程對一資源的訪問尚不能進行時，還有初始化I/O且必須等待結(jié)果時，在進程間通信時，進程等待另一進程提供輸入時等；等待態(tài)→就緒態(tài)：當(dāng)進程所等待的事件發(fā)生時，例如資源申請獲得滿足時，或是等待的數(shù)據(jù)或信號到來時，進程就可能由等待態(tài)切換到就緒態(tài)。2、進程創(chuàng)建來源于以下事件：提交一個批處理作業(yè)；在終端上交互式的登錄；操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個服務(wù)進程；進程孵化新進程；等等。請描述進程的創(chuàng)建過程。答：①系統(tǒng)在進程表中增加一項，并從PCB池中取一個空白PCB；②為新進程的進程映像分配地址空間。傳遞環(huán)境變量，構(gòu)造共享地址空間；③為新進程分配資源，除內(nèi)存空間外，還有其他各種資源；④查找輔存，找到進程正文段并裝到正文區(qū)；⑤初始化進程控制塊，為新進程分配進程標識符，初始化PSW；⑥加入就緒進程隊列，將進程投入運行；⑦通知操作系統(tǒng)的某些模塊，如記賬程序、性能監(jiān)控程序。3、請簡述時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的工作流程和確定時間片大小需要考慮的因素。答：1、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的工作流程：系統(tǒng)將所有的就緒進程按先來先服務(wù)的原則排成一個隊列，每次調(diào)度時把CPU分配給隊首進程，并令其執(zhí)行一個時間片。當(dāng)執(zhí)行的時間片用完時，由系統(tǒng)中的定時器發(fā)出時鐘中斷請求，調(diào)度程序停止該進程的執(zhí)行，并將它送到就緒隊列的末尾，等待下一次執(zhí)行。進行進程切換，把處理器分配給就緒隊列中新的隊首進程。2、時間片大小的確定要從進程個數(shù)、切換開銷、系統(tǒng)效率和響應(yīng)時間等方面考慮：時間片取值太小，多數(shù)進程不能在一個時間片內(nèi)運行完畢，切換就會頻繁，開銷顯著增大，從系統(tǒng)效率來看，時間片取大一點好。時間片取值太大，隨著就緒隊列里進程數(shù)目增加，輪轉(zhuǎn)一次的總時間增大，對進程的響應(yīng)速度放慢了。為滿足響應(yīng)時間要求，要么限制就緒隊列中進程數(shù)量，要么采用動態(tài)時間片法，根據(jù)負載狀況及時調(diào)整時間片的大小。4、有兩個優(yōu)先級相同的并發(fā)運行的進程P1和P2，各自執(zhí)行的操作如下，信號量S1和S2初值均為0，x、y和z的初值為0。CobeginP1：beginy:=0;y:=y+4;V(S1);z:=y+3;P(S2);y:=z+yendP2：beginx:=2;x:=x+6;P(S1);x:=x+y;V(S2);z:=z+x;endCoend試問P1、P2并發(fā)執(zhí)行后，x、y、z的值有幾種可能，各為多少？答：1：x=12，y=11，z=19。2：x=12，y=23，z=19。3：x=12，y=11，z=7。5、為什么說最高響應(yīng)比優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法是對先來先服務(wù)以及短作業(yè)優(yōu)先這兩種調(diào)度算法的折中？答：先來先服務(wù)的作業(yè)調(diào)度算法，重點考慮的是作業(yè)在后備作業(yè)隊列里的等待時間，因此對短作業(yè)不利；短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法，重點考慮的是作業(yè)所需的CPU時間，因此對長作業(yè)不利。最高響應(yīng)比優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法，總是在需要調(diào)度時，考慮作業(yè)已經(jīng)等待的時間和所需運行時間之比，即：1+（作業(yè)已等待時間/作業(yè)所需CPU時間）比值的分母是一個不變的量。隨著時間的推移，一個作業(yè)的“已等待時間”會不斷發(fā)生變化，也就是分子在不斷地變化。顯然，短作業(yè)比較容易獲得較高的響應(yīng)比。這是因為它的分母較小，只要稍加等待，整個比值就會很快上升。另一方面，長作業(yè)的分母雖然很大，但隨著它等待時間的增加，比值也會逐漸上升，從而獲得較高的響應(yīng)比?？梢娮罡唔憫?yīng)比優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法，既照顧到了短作業(yè)的利益，也照顧到了長作業(yè)的利益，是對先來先服務(wù)以及短作業(yè)優(yōu)先這兩種調(diào)度算法的一種折中。6、請對比操作系統(tǒng)中“死鎖”和“饑餓”問題。答：死鎖是因進程競爭資源，但系統(tǒng)擁有資源的數(shù)量有限，或并發(fā)進程推進的順序不當(dāng)而造成的一種永遠等待資源的僵局。饑餓是指每個資源占用者都在有限時間內(nèi)釋放占用的資源，但申請進程仍然長時間得不到資源的現(xiàn)象，常常是策略不公平的體現(xiàn)。7、一個計算機有6臺設(shè)備X，有n個進程競爭使用，每個進程最多需要兩臺。n最多為多少時，系統(tǒng)不存在死鎖的危險？答：由于每個進程最多需要兩臺設(shè)備X，考慮極端情況：每個進程已經(jīng)都申請了一臺。那么只要還有一臺空閑，就可以保證所有進程都可以完成。也就是說當(dāng)有條件：n+1=6（即n=5）時，系統(tǒng)就不存在死鎖的危險。8、3個進程P1、P2和P3并發(fā)工作。進程P1需用資源S3和S1；進程P2需用資源S1和S2；進程P3需用資源S2和S3。（1）若對資源分配不加限制，會發(fā)生死鎖情況，請畫出發(fā)生死鎖時，3個進程和3個資源之間的進程資源分配圖。（2）為保證進程正確工作，應(yīng)采用怎樣的資源分配策略。答：（1）不加限制會出現(xiàn)死鎖情況：（2）可以采用的方法有多種，下面是幾種可行的方法：分配資源時，一次性分配該進程運行過程中所需的所有資源。破壞了死鎖的必要條件之一“請求和保持條件”。申請資源時，如果不能立即獲得新的資源，則釋放已經(jīng)獲得的資源。破壞死鎖的必要條件之一“不可剝奪條件”。對所有的資源進行編號，每個進程在申請資源時，嚴格按照資源編號遞增的次序申請資源。這種方法是破壞了死鎖的必要條件之一“環(huán)路等待條件”。1.4解答題1、某系統(tǒng)有三個作業(yè)：作業(yè)到達時間所需CPU時間18.81.529.00.439.51.0系統(tǒng)確定在它們?nèi)康竭_后，開始采用響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法，并忽略系統(tǒng)調(diào)度時間。試問對它們的調(diào)度順序是什么？各自的周轉(zhuǎn)時間是多少？請寫出計算過程，并填寫下面表格。答：三個作業(yè)是在9.5時全部到達的。這時它們各自的響應(yīng)比如下：作業(yè)1的響應(yīng)比

=（9.5

–

8.8）/

1.5

=

0.46作業(yè)2的響應(yīng)比

=（9.5

–

9.0）/

0.4

=

1.25作業(yè)3的響應(yīng)比

=（9.5

–

9.5）/

1.0

=

0因此，最先應(yīng)該調(diào)度作業(yè)2運行，因為它的響應(yīng)比最高。它運行了0.4后完成，這時的時間是9.9。再計算作業(yè)1和3此時的響應(yīng)比：作業(yè)1的響應(yīng)比

=（9.9

–

8.8）/

1.5

=

0.73作業(yè)3的響應(yīng)比

=（9.9

–

9.5）/

1.0

=

0.40因此，第二個應(yīng)該調(diào)度作業(yè)1運行，因為它的響應(yīng)比最高。它運行了1.5后完成，這時的時間是11.4。第三個調(diào)度的是作業(yè)3，它運行了1.0后完成，這時的時間是12.4。整個實施過程如下。作業(yè)到達時間所需CPU時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間18.81.59.911.42.629.00.49.59.90.939.51.011.412.42.9作業(yè)的調(diào)度順序是2→1→3。各自的周轉(zhuǎn)時間為：作業(yè)1為0.9；作業(yè)2為2.6；作業(yè)3為2.9。2、有一個具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先的非搶式調(diào)度算法，進程調(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)即為進程優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級越高。作業(yè)到達時間所需CPU時間優(yōu)先數(shù)A10:0040分鐘5B10:2030分鐘3C10:3050分鐘4D10:5020分鐘6列出所有作業(yè)進入內(nèi)存時間及結(jié)束時間，并計算平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間。答：(1)每個作業(yè)運行將經(jīng)過兩個階段：作業(yè)調(diào)度(SJF算法)和進程調(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)將在后備隊列等待。10:00，作業(yè)A到達并投入運行。10:20，作業(yè)B到達且優(yōu)先權(quán)高于作業(yè)A，故作業(yè)B投入運行而作業(yè)A在就緒隊列等待。10:30，作業(yè)C到達，因內(nèi)存中已有兩道作業(yè)，故作業(yè)C進入作業(yè)后備隊列等待。10:50，作業(yè)B運行結(jié)束，作業(yè)D到達，按短作業(yè)優(yōu)先算法，作業(yè)D被裝入內(nèi)存進入就緒隊列。而由于作業(yè)A的優(yōu)先級高于作業(yè)D，故作業(yè)A投入運行。11:10，作業(yè)A運行結(jié)束，作業(yè)C被調(diào)入內(nèi)存，且作業(yè)C的優(yōu)先級高于作業(yè)D，故作業(yè)C投入運行。12:00，作業(yè)C運行結(jié)束，作業(yè)D投入運行。12:20，作業(yè)D運行結(jié)束。各作業(yè)周轉(zhuǎn)時間為：作業(yè)A70，作業(yè)B30，作業(yè)C90，作業(yè)D90。(2)平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間為70分鐘。作業(yè)進入內(nèi)存時間運行結(jié)束時間作業(yè)周轉(zhuǎn)時間平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間A10:0011:107070B10:2010:5030C11:1012:0090D10:5012:20903、有一個垃圾分揀機器人系統(tǒng)，擁有兩個機器手臂，可分別自動在垃圾箱里面分揀可回收易拉罐和塑料瓶。設(shè)分揀系統(tǒng)有二個進程P1和P2，其中P1驅(qū)動左臂揀易拉罐；P2驅(qū)動右臂揀塑料瓶。規(guī)定每個手臂每次只能揀一個物品；當(dāng)一個手臂在揀時，不允許另一個手臂去揀；當(dāng)一個手臂揀了一個物品后，必須讓另一個手臂去揀。試用信號量和P、V操作實現(xiàn)兩進程P1和P2能并發(fā)正確執(zhí)行的程序。答：實質(zhì)上是兩個進程的同步問題，設(shè)信號量S1和S2分別表示可揀易拉罐和塑料瓶，不失一般性，若令先揀易拉罐。varS1,S2:semaphore;S1:=1;S2:=0;cobegin{processP1beginrepeatP(S1);揀易拉罐V(S2);untilfalse;endprocessP2beginrepeatP(S2);揀塑料瓶V(S1);untilfalse;end}coend.4.桌上有一只空盤子，允許存放一只水果。爸爸可向盤中放蘋果和桔子，兒子專等著取盤中的桔子然后吃掉，女兒專等著取盤中的蘋果然后吃掉。規(guī)定盤子一次只能放一只水果，盤子中水果沒有被取走時，爸爸不可放新水果；盤子中沒有水果時，女兒和兒子來取水果時將需等待。請用信號量和P、V原語實現(xiàn)爸爸、兒子、女兒3個并發(fā)進程的同步。答：設(shè)置3個信號量：intS=1;//盤子是否為空，開始為空intSa=0;//盤子是否有蘋果intSb=0;//盤子是否有桔子CobeginFather(){While(1){ P(S); 水果放入盤中；If(放入的是桔子)V(Sb);ElseV(Sa);}Son(){ While(1) { P(Sb); 從盤中取出桔子； V(S); 吃桔子； }}Daughter(){ While(1) { P(Sa); 從盤中取出蘋果； V(S); 吃蘋果； }}Coend5、內(nèi)存中有一組緩沖區(qū)被多個生產(chǎn)者進程、多個消費者進程共享使用，總共能存放10個數(shù)據(jù)，生產(chǎn)者進程把生成的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，消費者進程從緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)使用。緩沖區(qū)滿時生產(chǎn)者進程就停止將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，緩沖區(qū)空時消費者進程停止取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存入和取出不能同時進行，試用信號量及P、V操作來實現(xiàn)該方案。答：semaphoremutex,empty,full;mutex=1; //互斥信號量empty=10; //生產(chǎn)者進程的同步信號量full=0; //消費者進程的同步信號量 cobeginprocessPi//生產(chǎn)者進程{while(1){生產(chǎn)數(shù)據(jù)x;P(empty) //看看是否還有空間可放P(mutex); //互斥使用放入;V(full); ///增1(可能喚醒一個消費者)V(mutex); }}processCj//消費者進程{while(1){P(full) //看看是否有數(shù)據(jù)P(mutex); //互斥使用取出;V(emtpy); //增1(可能喚醒一個生產(chǎn)者)V(mutex); }}coend6、假定系統(tǒng)有三個并發(fā)進程read,move和print共享緩沖器B1和B2。進程read負責(zé)從輸入設(shè)備上讀信息，每讀出一個記錄后把它存放到緩沖器B1中。進程move從緩沖器B1中取出一記錄，加工后存入緩沖器B2。進程print將B2中的記錄取出打印輸出。緩沖器B1和B2每次只能存放一個記錄。要求三個進程協(xié)調(diào)完成任務(wù)，使打印出來的與讀入的記錄的個數(shù)，次序完全一樣。請用信號量和P、V操作，寫出它們的并發(fā)程序。答：beginSR,SM1,SM2,SP:semaphore;B1,B2:record;SR:=1;SM1:=0;SM2:=1;SP:=0cobeginprocessreadX:record;beginR:(接收來自輸入設(shè)備上一個記錄)X:=接收的一個記錄；P(SR)；B1:=X;V(SM1);gotoR;end;ProcessmoveY:record;beginM:P(SM1);Y:=B1;V(SR)加工YP(SM2)；B2:=Y;V(SP);gotoM;end;ProcessprintZ:record;beginP:P(SP);Z:=B2;V(SM2)打印ZgotoP;end;coend;end;7、用銀行家算法避免系統(tǒng)死鎖：進程已占有資源數(shù)最大需求數(shù)ABCDABCDP130114111P201000212P311104210P411011111P500002110當(dāng)前系統(tǒng)資源總量為A類6個、B類3個、C類個4、D類2個。（1）系統(tǒng)是否安全？請分析說明理由。（2）若進程B請求(0,0,1,0)，可否立即分配？請分析說明理由。答：(1)由已知條件可得Need和Avaiable矩陣如下：進程分配矩陣尚需矩陣(Need)可用資源數(shù)向量(Avaiable)P1301111001020P201000112P311103100P411010010P500002110利用銀行家算法對此時刻的資源分配情況進行分析如下表：進程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP41020001011012121trueP12121110030115132trueP25132011201005232trueP35232310011106342trueP56342211000006342true從上述分析可知，存在一個安全序列D，A，B，C，E，（答案不唯一），故當(dāng)前系統(tǒng)是否安全的。 （2）若進程B請求(0,0,1,0)，試分配并修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則系統(tǒng)狀態(tài)變?yōu)椋哼M程分配矩陣尚需矩陣(Need)可用資源數(shù)向量(Avaiable)P1301111001010P201100102P311103100P411010010P500002110利用銀行家算法對此時刻的資源分配情況進行分析如下表：進程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP41010001011012111trueP12111110030115122trueP25122010201105232trueP35232310011106342trueP56342211000006342true從上述分析可知，存在安全序列D，A，B，C，E，（答案不唯一）故系統(tǒng)仍是否安全的，因此可以立即分配。8、假定系統(tǒng)中有五個進程{P0、P1、P2、P3、P4}和三種類型資源{A、B、C}，A、B、C資源的總數(shù)量分別為10、5、7。各進程的最大需求、T0時刻資源分配情況如下所示。資源最大需求量已分配資源量進程ABCABCP0753010P1322200P2902302P3222211P4433002（1）T0時刻是否安全？若安全，請說明理由，并給出一個可能的安全序列。若不安全，請說明理由。（2）若接下來P4繼續(xù)請求資源(3,2,1)，則系統(tǒng)是否允許并響應(yīng)該請求？若允許，請說明理由，并給出一個可能的安全序列。若不允許，請說明理由。答：（1）T0時刻是安全的。因為此時，系統(tǒng)中的剩余資源量為（3,3,2）。此時，可以滿足P1或P3的全部剩余資源請求。假設(shè)先滿足P1的請求，則P1運行結(jié)束后，將資源返還操作系統(tǒng)，則系統(tǒng)中的剩余資源量為(5,3,2)。此時，可以滿足P3或P4的要求。假設(shè)接下來先滿足P3的要求，則P3運行結(jié)束后，將資源返還操作系統(tǒng)，則系統(tǒng)中的剩余資源量為(7,4,3)。此時，將可以滿足P0或P2或P4的任意一個的資源請求。無論分配給誰，都不會發(fā)生死鎖。于是，安全序列為P1、P3、（后面的進程順序任意）。當(dāng)然，還能形成其它安全序列——P1、P4、P3、（后面的進程順序任意）；P3、P1、（后面的進程順序任意）；P3、P4、P1、（后面的進程順序任意）。（2）系統(tǒng)可以允許該請求。因為當(dāng)將P4所需資源分配給P4后，系統(tǒng)剩余資源為(0,1,1)。此時，剩余資源僅能滿足P3的所有資源請求。假設(shè)將資源分配給P3，則當(dāng)P3運行結(jié)束后，將資源返還操作系統(tǒng)，則系統(tǒng)中的剩余資源量為(2,2,2)，可以滿足P1或P4的剩余資源請求。于是，假設(shè)把資源分配給P1，則當(dāng)P1運行結(jié)束并歸還資源后，系統(tǒng)剩余資源量為(4,2,2)；然后，再滿足P4，把資源分配給P4，則當(dāng)P4運行結(jié)束并歸還資源后，系統(tǒng)剩余資源量為(7,4,5)；此時，將可以滿足P0或P2或P4的任意一個的資源請求。無論分配給誰，都不會發(fā)生死鎖。于是，安全序列為P3、P1、P4、P0、P2和P3、P1、P4、P2、P0。當(dāng)然，還能形成其它安全序列——P3、P4、P1、P0、P2和P3、P4、P1、P2、P0。第3章存儲管理習(xí)題1.1選擇題1、需要將整個進程放在連續(xù)內(nèi)存空間的存儲管理方式是（A）。A．分區(qū)存儲管理 B．頁式存儲管理C．段式存儲管理 D．段頁式存儲管理2、解決內(nèi)存碎片問題較好的存儲器管理方式是（B）。A．可變分區(qū)B．分頁管理C．分段管理D．單一連續(xù)分配3、采用（B）不會產(chǎn)生內(nèi)部碎片（即“內(nèi)零頭”）。A．分頁式存儲管理B．分段式存儲管理C．固定分區(qū)式存儲管理D．段頁式存儲管理4、操作系統(tǒng)采用分頁式存儲管理方式，要求（B）。A．每個進程擁有一張頁表，且進程的頁表駐留在內(nèi)存中。B．每個進程擁有一張頁表，但只要執(zhí)行進程的頁表駐留在內(nèi)存中，其他進程的頁表不必駐留在內(nèi)存中。C．所有進程共享一張頁表，以節(jié)約有限的內(nèi)存空間，但頁表必須駐留在內(nèi)存中。D．所有進程共享一張頁表，只有頁表中當(dāng)前使用的頁面必須駐留在內(nèi)存中，以最大限度地節(jié)約有限的內(nèi)存空間。5、在分頁式存儲管理系統(tǒng)中，每個頁表的表項實際上是用于實現(xiàn)（C）。A．訪問輔存單元B．靜態(tài)重定位C．動態(tài)重定位D．裝載程序6、設(shè)有8頁的邏輯空間，每頁有1024B，它們被映射到32塊的物理存儲區(qū)中。那么，邏輯地址的有效位是（C），物理地址至少是（C）位。A．10、11B．12、14C．13、15D．14、167、一個分頁存儲管理系統(tǒng)中，地址長度為32位，其中頁號占8位，則頁表長度是（A）。A．2的8次方字節(jié) B．2的16次方字節(jié)C．2的24次方字節(jié) D．2的32次方字節(jié)8、某頁式管理系統(tǒng)中，地址寄存器的低9位表示頁內(nèi)地址，則頁面大小為（B）。A．1024字節(jié)B．512字節(jié)C．1024K字節(jié)D．512K字節(jié)9、分段式存儲管理系統(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．2的24次方字節(jié)B．2的16次方字節(jié)C．2的8次方字節(jié)D．2的32次方字節(jié)10、虛擬存儲管理機制的理論基礎(chǔ)是程序的（A）原理。A．局部性 B．全局性C．動態(tài)性 D．虛擬性11、虛擬存儲系統(tǒng)能夠提供容量很大的虛擬空間，但大小有一定范圍，受到（C）限制。A．內(nèi)存容量不足 B．交換信息的大小 C．CPU地址表示范圍D．CPU時鐘頻率12、虛擬存儲器最基本的特征是（A）。A．從邏輯上擴充內(nèi)存容量B．提高內(nèi)存利用率C．駐留性D．固定性13、一般來說，分配的內(nèi)存頁框數(shù)越多，缺頁中斷率越低，但是以下（D）頁面置換算法存在異?，F(xiàn)象：對于某些進程分配的內(nèi)存越多缺頁中斷率反而越高。A．LRU B．OPT C．LFU D．FIFO1.2填空題1、影響缺頁中斷率的因素有（頁框大?。?、（分配的頁框數(shù)）、頁面置換算法和程序本身特性。2、為了縮短地址轉(zhuǎn)換時間，操作系統(tǒng)將訪問頻繁的少量頁表項存放到稱為（相聯(lián)存儲器）的高速寄存器組中，構(gòu)成一張（快表）。3、在頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁面大小為4KB，某進程的0、1、2、3頁分別存放在3、5、4、2號頁框中，則其邏輯地址1A3F（H）所在頁框號為（5），轉(zhuǎn)換所得物理地址為（5A3F）（H）。4、分頁式存儲管理系統(tǒng)中，地址寄存器長度為24位，其中頁號占14位，則內(nèi)存的分塊大小應(yīng)該是（210）字節(jié)。5、在沒有快表的情況下，在分頁存儲管理系統(tǒng)中，每訪問一次數(shù)據(jù)，至少要訪問（2）次內(nèi)存。6、分段式存儲管理系統(tǒng)為每個進程建立一張段映射表，即段表。每一段在表中占有一個表項，其中記錄該段在內(nèi)存中的（起始地址）和段的長度。7、程序局部性原理可總結(jié)為以下三點：（時間局部性）、（空間局部性）和順序局部性。8、在作業(yè)裝入內(nèi)存時進行地址變換的方式稱為（靜態(tài)）地址重定位，而在作業(yè)執(zhí)行期間，當(dāng)訪問到指令或數(shù)據(jù)時才進行地址變換的方式稱為（動態(tài)）地址重定位。9、在虛擬段式存儲管理中,若邏輯地址的段內(nèi)地址大于段表中該段的段長,則發(fā)生（地址越界）中斷。1.3簡答題1、給定段表如下：段號段首址段長0200400123003002800100313005804給定地址為段號和位移：1）[1，10]、2）[2，150]、3）[4，40]，試求出對應(yīng)的內(nèi)存物理地址。答：1）[1，10]對應(yīng)的內(nèi)存物理地址是23102）[2，150]對應(yīng)的內(nèi)存物理地址是越界3）[4，40]缺段中斷2、在一個分頁虛擬存儲管理系統(tǒng)中，用戶編程空間32個頁，頁長1KB，內(nèi)存為16KB。如果用戶程序有10頁長，若己知虛頁0、1、2、3，已分到頁框8、7、4、10，請將虛地址0AC5H和1AC5H轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的物理地址。答：虛地址0AC5H=0000101011000101映射到物理頁框第4頁。對應(yīng)的物理地址為0001001011000101=12C5H虛地址1AC5H=0001101011000101頁表中尚未有分配的頁框，此時引發(fā)缺頁中斷，由系統(tǒng)另行分配頁框。3、請描述存儲保護和地址越界中斷機制。答：存儲保護：為多個程序共享內(nèi)存提供保障，使在內(nèi)存中的各道程序，只能訪問它自己的區(qū)域，避免各道程序間相互干擾，特別是當(dāng)一道程序發(fā)生錯誤時，不致于影響其他程序的運行，通常由硬件完成保護功能，由軟件輔助實現(xiàn)。地址越界中斷：每個進程都有自己獨立的進程空間，如果一個進程在運行時所產(chǎn)生的地址在其地址空間之外，則發(fā)生地址越界。即當(dāng)程序要訪問某個內(nèi)存單元時，由硬件檢查是否允許，如果允許則執(zhí)行，否則產(chǎn)生地址越界中斷，由操作系統(tǒng)進行相應(yīng)處理3、什么是覆蓋？什么是交換？覆蓋和交換的區(qū)別是什么？答：覆蓋：將程序劃分成若干個功能上相對獨立的程序段，按照程序的邏輯結(jié)構(gòu)讓那些不會同時執(zhí)行的程序段共享同一個內(nèi)存區(qū)的內(nèi)存擴充技術(shù)。交換：先將內(nèi)存某部分的程序或數(shù)據(jù)寫入外存交換區(qū)，再從外存交換區(qū)中調(diào)入指定的程序或數(shù)據(jù)到內(nèi)存中來，并讓其執(zhí)行的一種內(nèi)存擴充技術(shù)。與覆蓋技術(shù)相比，交換不要求程序員給出程序段之間的覆蓋結(jié)構(gòu)，而且，交換主要在進程或作業(yè)之間進行，而覆蓋則主要在同一個作業(yè)或同一個進程內(nèi)進行。4、在分頁式存儲管理系統(tǒng)中，為什么常既有頁表，又有快表？答：在分頁式存儲管理中，當(dāng)CPU執(zhí)行到某條指令、要對內(nèi)存中的某一地址訪問時，首先要根據(jù)相對地址去查頁表（訪問一次內(nèi)存），然后獲取絕對地址去真正執(zhí)行指令（第二次訪問內(nèi)存）。為了提高相對地址到絕對地址的變換速度，用存儲于高速相聯(lián)存儲器的塊表來代替部分頁表。這時地址轉(zhuǎn)換是以并行的方式進行，這樣做無疑比僅查內(nèi)存中的頁表要快得多。但是，相聯(lián)存儲器的成本較高，由它來存儲整個頁表是不可取的。考慮到程序局部性原理，實際系統(tǒng)中總是一方面采用內(nèi)存頁表、另一方面用快表來共同完成地址的變換工作。5、請簡述引入快表后的分頁式存儲管理系統(tǒng)的地址變換過程。答：地址變換機構(gòu)自動將頁號與快表中的所有頁號進行并行比較，若其中有與此匹配的頁號，則取出該頁對應(yīng)的頁框號，與頁內(nèi)地址拼接形成物理地址。若頁號不在快表中，則再到內(nèi)存頁表中取出物理塊號，與頁內(nèi)地址拼接形成物理地址。同時還應(yīng)將這次查到的頁表項存入快表中，若快表已滿，則必須按某種原則淘汰一個表項以騰出位置。6、分別簡述虛擬內(nèi)存和虛擬設(shè)備技術(shù)。答：虛擬內(nèi)存：把有限的內(nèi)存容量變得無限大，用戶在運行遠大于實際內(nèi)存容量的程序時，不會發(fā)生內(nèi)存不夠的錯誤。也就是說，用戶所運行的程序大小與實際內(nèi)存容量無關(guān)。虛擬設(shè)備：通過虛擬技術(shù)把一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯上的I/O設(shè)備供多個用戶使用，每個用戶可以占用一臺邏輯上的I/O設(shè)備，實現(xiàn)I/O設(shè)備的共享。7、動態(tài)分區(qū)管理中查找空閑區(qū)的算法有哪些？答：首次適應(yīng)算法（firstfit）。首次適應(yīng)算法又稱最先適應(yīng)算法，該算法要求空閑區(qū)按地址大小遞增的次序排列。在進行內(nèi)存分配時，從未分配區(qū)表（或空閑區(qū)鏈）開始位置順序查找，直到找到第一個能滿足其大小要求的空閑區(qū)為止。循環(huán)首次適應(yīng)算法（nextfit）。循環(huán)首次適應(yīng)算法又稱下次適應(yīng)算法，它是首次適應(yīng)算法的變形。該算法是從上次找到的空閑區(qū)的下一個空閑區(qū)開始查找，直到找到第一個能滿足其大小要求的空閑區(qū)為止。最佳適應(yīng)算法（bestfit）。最佳適應(yīng)算法要求空閑區(qū)按容量大小遞增的次序排列。在進行內(nèi)存分配時，從未分配區(qū)表（或空閑區(qū)鏈）開始位置順序查找，直到找到第一個能滿足其大小要求的空閑區(qū)為止。最壞適應(yīng)算法（worstfit）。最壞適應(yīng)算法要求空閑區(qū)按容量大小遞減的次序排列。在進行內(nèi)存分配時，先檢查未分配區(qū)表（或空閑區(qū)鏈）中的第一個空閑區(qū)，若第一個空閑區(qū)小于作業(yè)所要求的大小，則分配失??；否則從該空閑區(qū)中劃出與作業(yè)大小相等的一塊內(nèi)存空間分配給請求者，余下的空閑區(qū)仍然留在未分配區(qū)表（或空閑區(qū)鏈）中。1.4解答題1、分頁存儲管理系統(tǒng)中，假設(shè)某進程的頁表內(nèi)容如下表所示。頁面號頁框號中斷位0101H11—02254H1頁面大小為4KB，一次內(nèi)存的訪問時間是100ns，一次快表的訪問時間是10ns，處理一次缺頁的平均時間為108ns（已含更新快表和頁表的時間），分配給該進程的物理塊數(shù)固定為2，采用最近最少使用置換算法（LRU）和局部淘汰策略。假設(shè)①快表初始為空；②地址轉(zhuǎn)換時先訪問快表，若快表未命中，再訪問頁表（忽略訪問頁表之后的快表更新時間）；③中斷位為0表示頁面不在內(nèi)存，產(chǎn)生缺頁中斷，缺頁中斷處理后可以直接讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而不需再次查詢快表或頁表。設(shè)有虛地址訪問序列2362H、1565H、25A5H。（1）依次訪問上述三個虛地址，各需多少時間？（2）基于上述訪問序列，虛地址1565H的物理地址是多少？答：（1）分別是210ns，108ns，110ns。（2）形成的物理地址是101565H。2、請求分頁系統(tǒng)中，設(shè)某進程共有9個頁，分配給該進程的內(nèi)存塊數(shù)為5，進程運行時，實際訪問頁面的次序是0，1，2，3，4，5，0，2，1，8，5，2，7，6，0，1，2。（1）采用FIFO頁面置換算法，列出其頁面置換次序和缺頁中斷次數(shù)，以及最后留駐內(nèi)存的頁號順序。（2）采用LRU頁面置換算法，列出其頁面置換次序和缺頁中斷次數(shù)，以及最后留駐內(nèi)存的頁號順序。答：（1）采用FIFO頁面置換算法訪問序列01234502185276012內(nèi)存塊100000555555577777內(nèi)存塊21111100000006666內(nèi)存塊3222222111111000內(nèi)存塊433333388888811內(nèi)存塊54444444222222淘汰的頁√√√√√012345018因此，頁面淘汰順序為0、1、2、3、4、5、0、1、8，缺頁中斷次數(shù)為14次。最后留駐內(nèi)存的頁號順序為7、6、0、1、2。 （2）采用LRU頁面置換算法訪問序列01234502185276012內(nèi)存塊100000555555555511內(nèi)存塊21111100000077777內(nèi)存塊3222222222222222內(nèi)存塊433333111116666內(nèi)存塊54444488888000淘汰的頁√√√√√01340185因此，頁面淘汰順序為0、1、3、4、0、1、8、5，缺頁中斷次數(shù)為13次。最后留駐內(nèi)存的頁號順序為1、7、2、6、0。 3、設(shè)某計算機的邏輯地址空間和物理地址空間均為64KB，按字節(jié)編址。某進程最多需要6頁數(shù)據(jù)存儲空間，頁的大小為1KB，操作系統(tǒng)為此進程固定分配了4個頁框（頁框號分別為7、4、2、9），頁面的當(dāng)前分配情況如下所示：頁面號頁框號裝入時間訪問位071301142301222001391601當(dāng)該進程執(zhí)行到時刻260時，要訪問邏輯地址為17CAH的數(shù)據(jù)。（1）該邏輯地址對應(yīng)的邏輯頁號是多少?（2）若采用先進先出(FIFO)頁面置換算法，求發(fā)生頁面置換后，該邏輯地址對應(yīng)的物理地址？要求給出計算過程。（3）若采用時鐘(Clock)頁面置換算法，該邏輯地址對應(yīng)的物理地址是多少？要求給出計算過程。（設(shè)搜索下一頁的指針按順時針方向移動，且當(dāng)前指向當(dāng)前2號頁框，示意圖如下所示）3號3號頁面9號頁框2號頁面2號頁框00號頁面7號頁框1號1號頁面4號頁框答：（1）17CAH轉(zhuǎn)換為二進制為：0001011111001010,頁的大小為1KB，所以頁內(nèi)偏移為10位，于是前6位是頁號，所以其頁號為000101，轉(zhuǎn)換為10進制為5，所以，17CAH對應(yīng)的邏輯頁號為5。（2）若采用先進先出置換算法，則被置換出的頁號對應(yīng)的頁框號是7，因此對應(yīng)的二進制物理地址為：0001111111001010，轉(zhuǎn)換為16進制位的物理地址為1FCAH。（3）若采用時鐘算法，且當(dāng)前指針指向2號頁框，則第一次循環(huán)時，訪問位都被置為0，在第二次循環(huán)時，將選擇置換2號頁框?qū)?yīng)的頁，因此對應(yīng)的二進制物理地址為：0000101111001010，轉(zhuǎn)換為16進制物理地址為0BCAH。第4章I/O設(shè)備管理1.1選擇題1、I/O設(shè)備的控制方式中比DMA方式效率高的是（C）。A．詢問方式B．中斷方式C．通道方式D．以上都不是2、在下面的I/O控制方式中，需要CPU干預(yù)最少的方式是（D）。A．詢問方式 B．中斷方式C．DMA方式 D．通道方式3、關(guān)于設(shè)備管理的下列敘述中，不正確的是（A）。A．通道是處理輸入、輸出的軟件B．所有外圍設(shè)備的啟動工作都由系統(tǒng)統(tǒng)一來做C．來自通道的I/O中斷事件由設(shè)備管理模塊負責(zé)處理D．編制好的通道程序可存放在主存儲器中4、Spooling技術(shù)是一種實現(xiàn)虛擬（B）的技術(shù)。A.處理器B.設(shè)備C.存儲器D.鏈路5、引入緩沖機制的主要目的是（A）。A.改善CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配的問題B.節(jié)省內(nèi)存使用C.提高CPU的運行頻率D.提高I/O設(shè)備的利用率6、在操作系統(tǒng)中，用戶在使用I/O設(shè)備時，通常采用（C）。A．物理設(shè)備名 B．虛擬設(shè)備名C．邏輯設(shè)備名 D．設(shè)備牌號7、若外存的空閑塊管理采用32位的位示圖法，塊號、位號和字號均從0開始編號，則塊號為145對應(yīng)位示圖中的位置是（A）。A．字號4，位號17B．字號4，位號18C．字號5，位號17D．字號5，位號188、硬盤上的文件以（A）單位進行讀寫。A．物理塊 B．記錄C．柱面 D．簇9、單核單處理器系統(tǒng)中，可并行工作的是（D）。I進程與進程II處理器與設(shè)備III處理器與通道IV設(shè)備與設(shè)備A．I、II和III B.I、II和IV C.I、III和IV D.II、III和IV10、I/O設(shè)備發(fā)出的I/O中斷屬于（A）。A．外中斷B．內(nèi)中斷C．陷入D．異常11、下列算法不屬于硬盤驅(qū)動臂調(diào)度算法的是（D）。A．先來先服務(wù)算法 B．最短查找時間優(yōu)先算法C．掃描算法 D．時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法12、硬盤驅(qū)動臂調(diào)度算法中的（B）可能會隨時改變移動臂的運動方向。A．電梯調(diào)度算法B．先來先服務(wù)算法C．掃描算法D．優(yōu)先級調(diào)度算法1.2填空題1、通道是專門負責(zé)輸入/輸出操作的（處理器）。2、設(shè)備從數(shù)據(jù)傳輸交換的單位可以分為（塊設(shè)備）和字符設(shè)備。3、按操作特性分類可把外部設(shè)備分為（存儲設(shè)備）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備。4、Spooling系統(tǒng)中，任務(wù)執(zhí)行時，從外存上的（輸入井）中讀取信息，并把任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果暫時存放在外存上的（輸出井）中。5、 緩沖區(qū)的設(shè)置可分為單緩沖、（雙緩沖）、（循環(huán)緩沖）和緩沖池。6、邏輯設(shè)備表（LUT）的主要功能是實現(xiàn)（設(shè)備獨立性）。7、I/O進行設(shè)備分配時所需的表格主要有（系統(tǒng)設(shè)備表）、設(shè)備控制表、控制器控制表和通道控制表。1.3簡答題1、操作系統(tǒng)的設(shè)備管理模塊包含哪些主要機制以提升性能？答：實現(xiàn)設(shè)備的并行性：一方面是設(shè)備要與CPU并行；另一方面，設(shè)備之間也要并行。提高設(shè)備的利用率：在進行設(shè)備分配時系統(tǒng)通常采用動態(tài)分配方式；對于獨占設(shè)備采用虛擬技術(shù)將其改造為共享設(shè)備，從而實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)分配，并避免死鎖的發(fā)生。平滑CPU和外設(shè)速度差異：設(shè)備的速率相對CPU而言要慢得多；為了平滑兩者之間的差異，提高系統(tǒng)的效率，在設(shè)備管理中采用多種緩沖技術(shù)。實現(xiàn)設(shè)備的獨立性：設(shè)備管理通過屏蔽設(shè)備的物理特性，從而實現(xiàn)設(shè)備的獨立性，方便用戶的使用。2、輸入數(shù)據(jù)時，如果采用中斷控制方式，系統(tǒng)工作過程包含哪些步驟？答：進程需要數(shù)據(jù)時，將允許啟動和中斷的控制字寫人設(shè)備控制狀態(tài)寄存器中，啟動該設(shè)備進行輸入操作。該程序放棄處理器，等待輸入的完成；操作系統(tǒng)進程調(diào)度程序調(diào)度其他就緒進程使用處理器。當(dāng)輸入完成時，輸入設(shè)備通過中斷請求向CPU發(fā)出中斷請求信號。CPU在接收到中斷信號之后，轉(zhuǎn)向中斷處理程序。中斷處理程序首先保護現(xiàn)場，然后把輸人緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到某特定單元中，同時將等待輸人完成的進程喚醒，進人就緒狀態(tài)，最后恢復(fù)現(xiàn)場，并返回被中斷的進程繼續(xù)執(zhí)行。在以后的某一時刻，操作系統(tǒng)進程調(diào)度程序選中提出的請求并得到獲取數(shù)據(jù)的進程，該進程從約定的內(nèi)存單元中取出數(shù)據(jù)繼續(xù)工作。3、當(dāng)一個進程輸出數(shù)據(jù)時，緩沖機制的工作過程包含哪些步驟？答：當(dāng)一個進程輸出數(shù)據(jù)時，先向系統(tǒng)申請一塊內(nèi)存作為輸出緩沖區(qū)；將輸出數(shù)據(jù)高速輸出到緩沖區(qū)；不斷把數(shù)據(jù)填到緩沖區(qū)，直到緩沖區(qū)被裝滿為止；進程繼續(xù)運行，同時，系統(tǒng)將緩沖區(qū)內(nèi)容輸出至I/O設(shè)備。4、操作系統(tǒng)通常把I/O軟件組織成哪幾個層次？答：操作系統(tǒng)通常把I/O軟件組織成4個層次：I/O中斷處理程序；I/O設(shè)備驅(qū)動程序；與設(shè)備無關(guān)的操作系統(tǒng)I/O軟件；用戶層I/O軟件。5、SPOOLing系統(tǒng)的優(yōu)點是什么？答：提高了I/O速度：對數(shù)據(jù)進行的I/O操作，已從對低速I/O設(shè)備進行的I/O演變?yōu)閷斎刖蜉敵鼍袛?shù)據(jù)的存取，如同脫機輸入輸出一樣，提高了I/O速度，緩和了CPU與低速I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾。設(shè)備不被任何進程獨占：在SPOOLing系統(tǒng)中，實際上并為任何進程分配設(shè)備，而只是在輸入井或輸出井中為進程分配一存儲區(qū)和建立一張I/O請求表。實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能：宏觀上是多個進程在同時使用一臺獨占設(shè)備，而對每個進程而言，感覺是各自獨占一個邏輯設(shè)備，SPOOLing系統(tǒng)將獨占設(shè)備變換為若干臺邏輯設(shè)備。1.4解答題1、系統(tǒng)將一批數(shù)據(jù)以串行方式從某輸入設(shè)備送至硬盤，請問如何將下述串行工作流程改造為外設(shè)與外設(shè)間的并行工作方式：將一塊數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存緩沖區(qū)，等待輸入結(jié)束；啟動硬盤設(shè)備將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫盤；等待寫盤結(jié)束；重復(fù)上述步驟，直至數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。答：將下述串行工作流程改造為外設(shè)與外設(shè)間的并行工作的方法是設(shè)置雙緩沖區(qū)A、B，工作流程如下：將一塊數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)A，等待輸入結(jié)束；將緩沖區(qū)A中的數(shù)據(jù)“寫盤”，輸入設(shè)備讀下一塊數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)B；等待”寫盤”和“讀數(shù)”兩個操作結(jié)束；重復(fù)上述步驟，直至數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束2、假設(shè)一個可移動磁頭的硬盤具有200個磁道，其編號為０～199，當(dāng)前它剛剛結(jié)束了125道的存取，正在處理149道的服務(wù)請求，假設(shè)系統(tǒng)當(dāng)前磁道請求序列為：88，147，95，177，94，150，102，175，138。試問分別采用先來先服務(wù)算法電梯調(diào)度算法，磁頭將如何移動？答：先來先服務(wù)算法：當(dāng)前149下一磁道881479517794150102175138移動距離615952828356487337總的磁道移動數(shù)為：61+59+52+82+83+56+48+73+37=551電梯調(diào)度算法：當(dāng)前149下一磁道150175177147138102959488移動距離125230936716總的磁道移動數(shù)為：1+25+2+30+9+36+7+1+6=1173、假定當(dāng)前磁頭位于100號磁道，進程對磁道的請求序列依次為55，58，39，18，90，160，150，38，180。當(dāng)采用最短查找時間優(yōu)先算法時，總的移動的磁道數(shù)分別是多少？答：磁道服務(wù)序列依次為：90，58，55，39，38，18，150，160，180移動的磁道數(shù)分別是：10，32，3，16，1，20，132，10，20總的移動的磁道數(shù)是：244第5章文件管理1.1選擇題1、位示圖方法可用于（A）。A.外存空間的管理B.硬盤的驅(qū)動調(diào)度C.文件目錄的查找D.虛擬存儲頁面置換2、為了保證存取文件的可靠性，用戶要求讀一個文件前應(yīng)首先請求系統(tǒng)執(zhí)行（A）文件操作。A．打開B．建立C．關(guān)閉D．刪除3、文件控制塊中不包括（D）信息。A．文件名B．文件訪問權(quán)限說明C．文件物理位置信息D．磁盤壞扇區(qū)4、磁帶機具有存儲容量大、穩(wěn)定可靠、卷可裝卸、便于保存等優(yōu)點，是常用的（C）。A．直接存儲設(shè)備B．隨機存儲設(shè)備C．順序存儲設(shè)備D．磁盤存儲設(shè)備5、文件系統(tǒng)中用（D）來統(tǒng)一管理文件。A．堆棧結(jié)構(gòu)B．指針C．頁表D．目錄6、下列有關(guān)文件管理的敘述中，（C）是正確的。A．在二級目錄結(jié)構(gòu)中，不同用戶不能用相同的文件名。B．邏輯記錄的大小與存儲介質(zhì)分塊的大小必須一致。C．文件系統(tǒng)主要功能之一是實現(xiàn)按名存取。D．在一級目錄結(jié)構(gòu)中，不同用戶的文件可以用相同的文件名。7、文件系統(tǒng)采用樹形多級目錄結(jié)構(gòu)后，對于不同用戶的文件，其文件名（C）。A.應(yīng)該相同B.應(yīng)該不同C.可以相同，也可以不同D.受系統(tǒng)約束8、在Linux中，文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)采用的是（C）。A．線性結(jié)構(gòu)B．二維結(jié)構(gòu)C．樹形結(jié)構(gòu)D．網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)9、所謂文件系統(tǒng)的絕對路徑是指從（B）開始、逐步沿著每一級子目錄向下、最后到達指定子目錄或文件的整個通路上所有目錄名及文件名組成的一個字符串。A．當(dāng)前目錄 B．根目錄C．多級目錄 D．二級目錄10、文件物理結(jié)構(gòu)是文件（A）的文件組織形式。A．在外部設(shè)備上 B．從用戶觀點看C．虛擬存儲 D．目錄11、（A）適合存放在磁帶上。A．順序文件 B．Hash文件C．索引文件 D．串聯(lián)文件12、下列文件物理結(jié)構(gòu)中，適合隨機訪問且易于文件擴展的是（B）。A．順序結(jié)構(gòu)B．索引結(jié)構(gòu)C．鏈接結(jié)構(gòu)D．串聯(lián)結(jié)構(gòu)13、文件的鏈式結(jié)構(gòu)的缺點是（C）。A．不便于動態(tài)增、刪B．必須連續(xù)分配物理塊C．不便于直接存取D．必須事先提出文件的最大長度1.2填空題1、UNIX系統(tǒng)將文件分為三類：普通文件、（目錄文件）和特殊文件。2、按文件的邏輯存儲結(jié)構(gòu)分，文件分為有結(jié)構(gòu)文件，又稱為（記錄式）文件和無結(jié)構(gòu)文件，又稱（流式）文件。3、無結(jié)構(gòu)的流式文件的基本信息單位是（字節(jié)或字）。4、二級目錄結(jié)構(gòu)是指把系統(tǒng)中的目錄分為二級，分別是（主目錄）和用戶文件目錄。5、目錄文件是由若干（文件控制塊/FCB）構(gòu)成的有序集合。6、順序存取速度最快的文件物理結(jié)構(gòu)是（順序結(jié)構(gòu)）文件，不適宜直接存取的文件物理結(jié)構(gòu)是（鏈接結(jié)構(gòu)）文件。7、Linux系統(tǒng)中文件F的存取權(quán)限為：–rwxr–x–––，這表示這是一個普通文件，同組用戶對該文件的讀寫權(quán)限為（可讀、不可寫、可執(zhí)行）。1.3簡答題1、請簡述操作系統(tǒng)中的文件管理部分應(yīng)具有的基本功能。答：提供可執(zhí)行創(chuàng)建、修改、刪除、讀寫文件的操作命令和API；用戶可在系統(tǒng)的控制下，共享其他用戶的文件；提供對文件存儲空間到管理功能；提供轉(zhuǎn)存和恢復(fù)文件的功能；提供可靠的文件安全保護措施。2、影響文件安全性的主要因素以及針對這些因素采取的主要措施有哪些？答：影響文件安全性的主要因素包括：人為因素：人們有意或無意的行為，使文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遭受破壞或丟失。系統(tǒng)因素：系統(tǒng)的某部分出現(xiàn)異常情況，造成數(shù)據(jù)的損壞或丟失。自然因素：存放的數(shù)據(jù)隨著時間推移而損壞或逐漸消失。為了確保文件系統(tǒng)的安全性，可采取的措施包括：通過存取控制機制來防止由人為因素造成的文件不安全性；通過系統(tǒng)容錯技術(shù)來防止系統(tǒng)部分的故障所造成的文件不安全性；通過后備系統(tǒng)來防止自然因素所造成的不安全性。3、單級目錄的優(yōu)缺點有哪些？單級目錄結(jié)構(gòu)是指把系統(tǒng)中的所有文件都建立在一個目錄下，每個文件占用其中一個目錄項；單級目錄結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是簡單，能實現(xiàn)目錄管理的基本功能——按名存取，但卻存在下列的缺點：查找速度慢：對于稍具規(guī)模的文件系統(tǒng)，會擁有可觀的目錄項，致使為查找一個目錄項要花費較長的時間。不允許重名：在一個目錄表中的所有文件，都不被允許具有與另一文件相同的名字，然而重名問題在多用戶、多道程序環(huán)境下卻又是難以避免的。難于實現(xiàn)文件共享：如果允許不同用戶使用不同文件名來共享同一個文件，這在單級目錄中是很難實現(xiàn)的。4、簡單敘述順序結(jié)構(gòu)文件的優(yōu)缺點。答：順序結(jié)構(gòu)文件的主要優(yōu)點包括：順序存取容易：訪問一個順序結(jié)構(gòu)文件，只要在目錄中找到該文件的第一個物理塊號，然后順序讀取下去即可。順序存取速度快：順序結(jié)構(gòu)文件所占用的物理塊是同一磁道，或者是相鄰磁道；當(dāng)要獲得一批相鄰的記錄時，其存取速度在所有的文件結(jié)構(gòu)中是最快的。順序結(jié)構(gòu)文件的主要缺點包括：要求定量的連續(xù)存儲空間：順序結(jié)構(gòu)文件的增加和刪除時，為了保證連續(xù)性，必須移動大量信息；順序結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)不宜用來存放經(jīng)常被增刪修改的文件。存放順序結(jié)構(gòu)文件必須要有連續(xù)的空間，容易產(chǎn)生不能使用的小碎片區(qū)域。必須事先估計文件的長度：要將一個文件裝入一個連續(xù)的存儲區(qū)域中，必須事先估計文件的長度，然后根據(jù)其大小找到一個足夠大的存儲區(qū)中。因為有的文件是動態(tài)增長的，所以這種文件事先估計是很難的。1.4解答題1、假設(shè)某文件系統(tǒng)中磁盤大小為4KB，每個占4個字節(jié)，在兩級索引結(jié)構(gòu)中，允許的最大文件長度是多少？答：一個4KB/4B=1024個兩級索引共能1024*1024個最大文件長度：1024*1024*4KB=4GB2、某版本的混合索引文件結(jié)構(gòu)圖，并回答答：習(xí)題61.選擇題（1）Openstack中提供身份認證的組件是（B）。A.NovaB.KeystoneC.NeutronD.Glance（2）Openstack中的負責(zé)鏡像資源管理的組件是（A）。A．GlanceB．CinderC．SwiftD．RabbitMQ（3）（A）是將系統(tǒng)虛擬化技術(shù)應(yīng)用于服務(wù)器上，將一個服務(wù)器虛擬成若干個服務(wù)器使用。

A．服務(wù)器虛擬化B．存儲虛擬化C．應(yīng)用存儲虛擬化D．網(wǎng)絡(luò)虛擬化（4）Docker可以快速創(chuàng)建和刪除（A），實現(xiàn)快速迭代，大量節(jié)約開發(fā)成本。

A．容器B．虛擬機C．程序D．?dāng)?shù)據(jù)（5）（B）是嵌入在Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核中的一個虛擬化模塊。

A．XenB．KVMC．VMwareD．Nova2.填空題（1）（分布式計算）技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)將分散在各處的硬件、軟件、信息資源連接成為一個整體，使得人們能夠利用地理上分散于各處的資源，完成大規(guī)模、復(fù)雜的計算和數(shù)據(jù)處理任務(wù)。（2）（私有云）是由某個機構(gòu)投資、建設(shè)、擁有和管理且僅限本機構(gòu)用戶使用的云計算系統(tǒng)，提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制，用戶可以自由配置自己的服務(wù)。（3）OpenStack中的組件與亞馬遜的AWS系統(tǒng)中的組件有對應(yīng)關(guān)系，例如Nova對應(yīng)AWS系統(tǒng)中的（EC2），Swift對應(yīng)AWS系統(tǒng)中的（S3）。（4）OpenStack中負責(zé)處理消息驗證、消息轉(zhuǎn)換和消息路由的模塊是（RabbitMQ）。（5）（Keystone）主要為OpenStack中的其他模塊提供認證服務(wù)，提供統(tǒng)一的、完整的OpenStack服務(wù)目錄以及令牌。3.簡答題（1）計算服務(wù)Nova是OpenStack的重要構(gòu)成組件。請描述Nova負責(zé)完成的功能，以及所包含的主要組件及其發(fā)揮的作用。答：Nova是OpenStack計算的彈性控制器，在OpenStack系統(tǒng)中，計算實例生命期所需的各種活動都將由Nova進行處理和支撐，這就意味著Nova以管理平臺的身份登場，負責(zé)管理整個云的計算資源、網(wǎng)絡(luò)、授權(quán)及測度。雖然Nova本身并不提供任何虛擬能力，但它將使用libvirtAPI與虛擬機的宿主機進行交互。Nova通過Web服務(wù)API來對外提供處理接口，而且這些接口與Amazon的Web服務(wù)接口是兼容的。Nova的功能包括：實例生命周期管理、計算資源管理、網(wǎng)絡(luò)與授權(quán)管理、基于REST的API、異步連續(xù)通信、支持各種宿主（包括Xen、XenServer/XCP、KVM、UML、VMwarevSphere、Hyper-V），以及OpenStack計算部件。Nova包含API服務(wù)器（Nova-APIServer）、消息隊列（Rabbit-MQServer）、運算工作站（Nova-Compute）、網(wǎng)絡(luò)控制器（Nova-Network）、卷管理（Nova-Volume）和調(diào)度器（Nova-Scheduler）等主要部分：（1）API服務(wù)器。API服務(wù)器提供云設(shè)施與外界交互的接口，它是外界用戶對云實施管理的唯一通道。通過使用Web服務(wù)來調(diào)用各種EC2的API，API服務(wù)器通過消息隊列把請求送達至云內(nèi)目標設(shè)施進行處理。作為對EC2-API的替代，用戶也可以使用OpenStack的原生API，我們把它叫做OpenStackAPI。（2）消息隊列。OpenStack內(nèi)部在遵循AMQP（高級消息隊列協(xié)議）的基礎(chǔ)上采用消息隊列進行通信。Nova對請求應(yīng)答進行異步調(diào)用，當(dāng)請求接收后便則立即觸發(fā)一個回調(diào)。由于使用了異步通信，不會有用戶的動作被長置于等待狀態(tài)。例如，啟動一個實例或上傳一份鏡像的過程較為耗時，API調(diào)用就將等待返回結(jié)果而不影響其他操作，在此異步通信起到了很大作用，使整個系統(tǒng)變得更加高效。（3）運算工作站。運算工作站的主要任務(wù)是管理實例的整個生命周期，它們通過消息隊列接收請求并執(zhí)行，從而對實例進行各種操作。在典型實際生產(chǎn)環(huán)境下，會架設(shè)許多運算工作站，根據(jù)調(diào)度算法，一個實例可以在可用的任意一臺運算工作站上部署。（4）網(wǎng)絡(luò)控制器。網(wǎng)絡(luò)控制器處理主機的網(wǎng)絡(luò)配置，例如IP地址分配、配置項目VLAN、設(shè)定安全群組，以及為計算節(jié)點配置網(wǎng)絡(luò)。（5）卷工作站。卷工作站管理基于LVM的實例卷，能夠為一個實例創(chuàng)建、刪除、附加卷，也可以從一個實例中分離卷。卷管理提供了一種保持實例持續(xù)存儲的手段，當(dāng)結(jié)束一個實例后，根分區(qū)如果是非持續(xù)化的，那么對其的任何改變都將丟失?？墒?，如果從一個實例中將卷分離出來，或者為這個實例附加上卷的話，即使實例被關(guān)閉，數(shù)據(jù)仍然保存其中。這些數(shù)據(jù)可以通過將卷附加到原實例或其他實例的方式而重新訪問。重要數(shù)據(jù)務(wù)必要寫入卷中。這種應(yīng)用對于數(shù)據(jù)服務(wù)器實例的存儲而言，尤為重要。（6）調(diào)度器。調(diào)度器負責(zé)把Nova-API調(diào)用送達給目標。調(diào)度器以名為Nova-Schedule的守護進程方式運行，并根據(jù)調(diào)度算法從可用資源池中恰當(dāng)?shù)剡x擇運算服務(wù)器。有很多因素都可以影響調(diào)度結(jié)果，如負載、內(nèi)存、子節(jié)點的遠近、CPU架構(gòu)等。Nova調(diào)度器采用的是可插入式架構(gòu)，目前Nova調(diào)度器使用了幾種基本的調(diào)度算法：隨機化，主機隨機選擇可用節(jié)點；可用化，與隨機相似，只是隨機選擇的范圍被指定；簡單化，應(yīng)用這種方式。（2）云計算服務(wù)一般可以分為3個子層：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層（InfrastructureasaService，IaaS）、平臺即服務(wù)層（PlatformasaService，PaaS）、軟件即服務(wù)層（SoftwareasaService，SaaS），這3個層次也是云計算的3種典型的服務(wù)方式。請描述這三種服務(wù)的含義和關(guān)系。答：IaaS利用硬件基礎(chǔ)設(shè)施部署服務(wù)，為用戶按需提供實體或虛擬的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源。通過這種方式，用戶不必自己購置和建設(shè)這些基礎(chǔ)設(shè)施，而只對所租用的資源付費即可。在使用IaaS服務(wù)的過程中，用戶需要向云服務(wù)提供商提供基礎(chǔ)設(shè)施的配置需求，以及運行于基礎(chǔ)設(shè)施的程序代碼和相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)中心是IaaS層的基礎(chǔ)，因此數(shù)據(jù)中心的管理和優(yōu)化問題近年來成為研究的熱點。另外，為了優(yōu)化硬件資源的分配，IaaS需要虛擬化技術(shù)，例如借助于Xen、KVM（Kernel-basedVirtualMachine）、VMware等虛擬化工具，以提供可靠性高、可定制、靈活性強、規(guī)模可擴展的服務(wù)。在IaaS之上是PaaS層，PaaS基于計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源，為面向企業(yè)或終端用戶的應(yīng)用及業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供快速、低成本的開發(fā)平臺和運行環(huán)境。通過PaaS層的軟件工具和開發(fā)語言，應(yīng)用程序開發(fā)者只需上傳程序代碼和數(shù)據(jù)即可使用服務(wù)，而不必關(guān)注底層的網(wǎng)絡(luò)、存儲、操作系統(tǒng)的管理問題。在處理大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用時，PaaS需充分考