操作系統(tǒng)-110440113-王力

第一章思考與練習題什么是操作系統(tǒng)？它的主要功能是什么？答：操作系統(tǒng)是配置在計算機硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的第一次擴充。從資源管理的角度來看操作系統(tǒng)是用來管理計算機系統(tǒng)的，其任務(wù)是在相互競爭的程序之間有序的控制中央處理機、內(nèi)存儲器以及其他輸入輸出設(shè)備的分配。因此操作系統(tǒng)是控制和管理計算機的軟、硬件資源的，合理地組織計算機的工作流程，以方便用戶使用的程序集合。從用戶的角度來看操作系統(tǒng)是就是一臺虛擬機，是幫助用戶解決問題的設(shè)備，用戶要求它性能穩(wěn)定、可靠，使用起來簡單、靈活。同時還要使用戶便于控制自己的程序運行，其配置的各種子程序來增強用戶的解題能力等作用。什么是多道程序設(shè)計技術(shù)？多道程序設(shè)計技術(shù)的主要特點是什么？答：多道程序設(shè)計技術(shù)可同時把多道程序裝入內(nèi)存，并可使它們交替的執(zhí)行，這樣一來，當正在運行的程序因I/O操作而暫停執(zhí)行、CPU空閑時，系統(tǒng)可調(diào)度另一程序運行，使CPU一直處于忙碌狀態(tài)，大幅提高程序的吞吐量，從而降低程序運行所需的費用。特點：（1）、多道，即計算機內(nèi)存里同時存放多道相互獨立的程序。（2）、宏觀上并行，是指同時進入系統(tǒng)的多道程序都處于運行過程中。（3）、微觀上串行，是指在單處理機環(huán)境下，內(nèi)存中多道程序輪流占用CPU，交替執(zhí)行。批處理系統(tǒng)是怎樣的一種操作系統(tǒng)？它的特點是什么？答：批處理系統(tǒng)是一種基本的操作系統(tǒng)。早該系統(tǒng)中，用戶的作業(yè)（包括程序、數(shù)據(jù)及程序的處理步驟）被成批的輸入到計算機中，然后再操作系統(tǒng)的控制之下，用戶的作業(yè)自動執(zhí)行。批處理系統(tǒng)分為單道批處理系統(tǒng)和多道批處理系統(tǒng)。系統(tǒng)對作業(yè)的處理是成批進行的，內(nèi)存里始終只保持一個作業(yè)，故稱為單道批處理系統(tǒng)。其特征是：（1）自動性。一批作業(yè)自動的逐一執(zhí)行，無需人工干預(yù)。（2）順序性。作業(yè)進入內(nèi)存中的順序和其完成的順序是完全相同的，即先調(diào)入內(nèi)存的先完成。（3）單道性。內(nèi)存中始終只有一道作業(yè)。一個作業(yè)完成后退出內(nèi)存后一道作業(yè)才可以進入內(nèi)存執(zhí)行。多道批處理系統(tǒng)，用戶提交的作業(yè)先存在外存上并排成一個隊列。然后作業(yè)調(diào)度程序按一定的算法從隊列中選擇若干個作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，然后由系統(tǒng)建立進程，在進程調(diào)度程序的統(tǒng)一調(diào)度下，若干個程序交替進行。多道批處理系統(tǒng)有以下特征：（1）多道性。內(nèi)存中同時駐留多道作業(yè)，使它們并發(fā)執(zhí)行，提高了資源利用率。（2）無序性。作業(yè)進入內(nèi)存中的順序與作業(yè)完成的順序無嚴格的對應(yīng)關(guān)系，即先調(diào)入內(nèi)存的程序也可能較后完成或最后完成。（3）調(diào)度性。從作業(yè)提交到完成，需要經(jīng)過兩次調(diào)度，即作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度。什么是分時系統(tǒng)？什么是實時系統(tǒng)？試從交互性、及時性、獨立性、多路性和可靠性幾個方面比較分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)。答：分時系統(tǒng)。在分時系統(tǒng)中，一個計算機與多個終端設(shè)備連接，每個用戶可以通過終端向計算機發(fā)出命令，請求完成某項工作，而操作系統(tǒng)要分析從終端發(fā)來的命令，完成用戶提出的要求，重復上述交互會話過程，指導完成用戶預(yù)計的全部工作為止。分時操作系統(tǒng)吧處理機時間劃分成很短的時間片輪流分配給各個聯(lián)機用戶程序使用，如果某個作業(yè)在分配給它的時間片用完之前程序還沒執(zhí)行完，該作業(yè)就暫時中斷，等待下輪繼續(xù)執(zhí)行，此時將處理機讓給另一個做作業(yè)使用。這樣每個用戶的要求都能得到快速的響應(yīng)，給每一個用戶的感受是他獨占這臺計算機。實時系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的又一種類型.對外部輸入的信息,實時能夠在規(guī)定時間里處理完畢并作出反應(yīng)?！皩崟r”的含義是指計算機對于外來信息能夠及時處理，并在被控對象允許的范圍內(nèi)作出快速反應(yīng)。實時系統(tǒng)對響應(yīng)時間要求比分時系統(tǒng)要求更高，一般要求秒級、毫秒級甚至微妙級的響應(yīng)時間。兩系統(tǒng)的比較：（1）多路性。實時信息處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)一樣具有多路性。對于實時控制系統(tǒng)，其多路性主要表現(xiàn)在經(jīng)常對多路的現(xiàn)場信息進行采集以及對多個對象或多個執(zhí)行機構(gòu)進行控制。（2）獨立性。無論實時信息處理系統(tǒng)還是實時控制系統(tǒng)，與分時系統(tǒng)一樣具有獨立性。每個終端用戶在向是實時系統(tǒng)提出服務(wù)請求時，是彼此獨立的工作，互不干涉。（3）及時性。實時信息處理系統(tǒng)對及時性的要求分時系統(tǒng)類似，都是以人們能接受的等待時間來確定的。而實時控制系統(tǒng)對及時性的要求更高。一般為秒級，幾百毫秒級，甚至有的要求低于幾百微秒。（4）交互性。實時信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互，僅限于訪問系統(tǒng)中某些專用服務(wù)程序。它不像分時系統(tǒng)那樣想終端用戶提供數(shù)據(jù)處理、資源共享等服務(wù)。實時控制系統(tǒng)的交互性要求系統(tǒng)具有連續(xù)人機對話的功能，即在交互的過程中要對用戶的輸入有一定的記憶和進一步推斷能力。（5）可靠性。分時系統(tǒng)雖然也要求具有可靠性，但實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)高度可靠。因為任何的差錯都可能造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至產(chǎn)生無法預(yù)計的后果。因此在實時系統(tǒng)中要采取多級容錯措施，來保證系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。實時系統(tǒng)分為那倆種類型？答：實時系統(tǒng)分為實時控制系統(tǒng)、實時信息處理系統(tǒng)。操作系統(tǒng)主要特征是什么？答：1、并發(fā)性。并發(fā)是指兩個或兩個以上的事物在同一時間間隔發(fā)生。其并發(fā)性主要體現(xiàn)在以下兩方面，用戶程序與用戶程序之間的并發(fā)執(zhí)行。用戶程序與操作系統(tǒng)程序之間的并發(fā)執(zhí)行。2、共享性。共享是指計算機上的各種資源供在其上運行的程序共同享用。這種共享是在操作系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下進行的，共享分為互斥共享方式和共同訪問方式。3、虛擬性。虛擬是指通過某種技術(shù)手段把一個物理實體變成多個邏輯上對應(yīng)物。物理實體是實際存在的，而邏輯實體是虛的。是用戶的一種感覺。4、不確定性。操作系統(tǒng)在一個不確定的環(huán)境中進行，即人們不能對目前正在運行的程序的行為作出判斷。因為在多道程序環(huán)境下，進程的執(zhí)行是“走走停?！钡模趦?nèi)存的多個程序，何時運行，何時暫停、以怎樣的速度向前推進，每個程序需要多長時間完成都是不可預(yù)知的。操作系統(tǒng)與用戶的接口有幾種？它們各自用在什么場合？答：接口有兩種：命令接口和程序接口。命令接口是為了方便用戶控制自己的作業(yè)，其分為聯(lián)機命令接口、脫機命令接口和圖形用戶界面接口。程序接口又稱系統(tǒng)調(diào)用，是為用戶在程序一級訪問操作系統(tǒng)功能而設(shè)置的。是用戶取得操作系統(tǒng)功能的唯一途徑?！安僮飨到y(tǒng)是控制硬件的軟件”這一說法確切嗎？為什么？答：不確切。操作系統(tǒng)是配置在硬件上的第一層軟件，是對硬件的第一次擴充。但并不是控制硬件的軟件，操作系統(tǒng)的主要作用是管理計算機系統(tǒng)中的各種軟、硬件資源，使其能被高效的利用來方便用戶。設(shè)內(nèi)存中有三道程序，A、B、C，它們按A→B→C的先后次序執(zhí)行，它們進行“計算”和“I/O操作”的時間如表1-2所示，假設(shè)三道程序使用相同的I/O設(shè)備。操作程序計算I/O操作計算ABC203010305020102010試畫出單道運行時三道程序的時間關(guān)系圖，并計算完成三道程序需要花多少時間。完成三道程序需要200秒。試畫出多道運行時三道程序的時間關(guān)系圖，并計算完成三道程序需要花多少時間。完成三道程序需要120秒將下列左右倆列詞連接起來形成意義最恰當?shù)奈鍖ΑOS 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)OS/2 自由軟件UNIX 多任務(wù)Linux 單任務(wù)WindowsNT 為開發(fā)操作系統(tǒng)而設(shè)計c語言11.選擇一個現(xiàn)代操作系統(tǒng)，查找和閱讀相關(guān)的技術(shù)資料，寫一篇關(guān)于該操作系統(tǒng)如何進行內(nèi)存管理、存儲管理、設(shè)備管理和文件管理的文章。批處理系統(tǒng)是怎樣的第二章思考與練習題操作系統(tǒng)中為何要引入進程的概念？為了實現(xiàn)并發(fā)進程之間的合作和協(xié)調(diào)，以及保證系統(tǒng)的安全，操作系統(tǒng)在進程管理方面要做哪些工作答：早期的計算機系統(tǒng)只允許以此執(zhí)行一個程序,該程序?qū)ο到y(tǒng)有完全的控制，能訪問系統(tǒng)中的所有資源。現(xiàn)代操作系統(tǒng)允許將多道程序同時調(diào)入內(nèi)存并發(fā)執(zhí)行，這就要求對各種程序提供更嚴格的控制和功能劃分。這樣的要求就產(chǎn)生了進程的概念。進程管理所要做的工作：（1）、為防止操作系統(tǒng)及其關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如PCB等，受到用戶程序的有意或無意的破壞。通常將處理機的執(zhí)行狀態(tài)分為核心態(tài)和用戶態(tài)。（2）、內(nèi)核和原語。內(nèi)核是在計算機硬件上擴充的第一層軟件。操作系統(tǒng)要對這部分軟件進行保護。內(nèi)核是利用原語來實現(xiàn)的。原語是由原子操作構(gòu)成。即所有操作要么全做，要么全不做，不可分割。內(nèi)核包含時鐘管理、中斷處理、原語操作。（3）、進程家族樹。進程控制的職責是對系統(tǒng)中的所有進程實行有效的管理，其主要表現(xiàn)為對一個進程的創(chuàng)建、撤銷，以及進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換控制。通常允許一個進程創(chuàng)建和控制另一個進程。前者稱為父進程，后者稱為子進程。創(chuàng)建父進程的進程稱為祖父進程。子進程又可以創(chuàng)建孫進程。從而形成一個樹結(jié)構(gòu)的進程家族。試描述當前正在進行的進程狀態(tài)改變時，操作系統(tǒng)進行進程切換的步驟。答：就緒狀態(tài)-->運行狀態(tài)進程根據(jù)優(yōu)先級插入到就緒隊列的適當位置。系統(tǒng)進程調(diào)度程序進行程序調(diào)度。運行狀態(tài)-->阻塞狀態(tài)系統(tǒng)收回其占有的資源并能夠調(diào)度程序進行新程序調(diào)度運行?，F(xiàn)代操作系統(tǒng)一般都提供多任務(wù)的環(huán)境，試回答以下問題。為支持多進程的并發(fā)執(zhí)行，系統(tǒng)必須建立哪些關(guān)于進程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？答：建立進程控制塊PCB，不同PCB用鏈表連接起來夠就緒隊列、阻塞隊列。為支持進程狀態(tài)的變遷，系統(tǒng)至少應(yīng)提供哪些進程原語？答：阻塞原語、喚醒原語、掛起原語、激活原語當進程的狀態(tài)變遷時，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化嗎？答：創(chuàng)建原語。建立進程PCB，并將進程加入就緒隊列。撤銷原語。刪除進程PCB，并將進程從其隊列中刪除。阻塞原語。將PCB中進程狀態(tài)從運行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)，并將進程加入阻塞隊列。喚醒原語。將PCB中進程狀態(tài)從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，并將進程加入就緒隊列。什么是控制進程塊？從進程管理、中斷處理、進程通信、文件管理及存儲管理角度設(shè)計進程控制塊應(yīng)包含的內(nèi)容。答：進程控制塊是進程實體的一部分，它是操作系統(tǒng)中最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。進程控制塊記錄了，操作所需的用于描述進程情況及控制進程運行的全部信息。進程控制塊包含：（1）進程描述信息。包括進程名，進程標識符，進程所屬用戶名等。（2）處理機狀態(tài)信息。處理機狀態(tài)主要有通用寄存器，指令計數(shù)器，程序狀態(tài)字寄存器，棧指針等內(nèi)容信息構(gòu)成。(3)進程調(diào)度信息。包括進程的狀態(tài)、進程的優(yōu)先級、運行的統(tǒng)計信息、進程阻塞的原因。(4)進程控制和資源占有信息。包括程序入口地址，程序外存地址，進程同步及通信機制，資源占有信息、連接指針。假設(shè)系統(tǒng)就緒隊列中有10個進程，這十個進程輪換執(zhí)行每隔300ms輪換一次，CPU在進程切換時所花費的時間是10ms，試問系統(tǒng)化在進程切換上的開銷占系統(tǒng)整個時間的比例是多少？答：10%（10+300）=3.2%試述線程的特點及其與進程之間的關(guān)系答：線程是進程的一個實體，線程表示進程的一個控制點，執(zhí)行一系列指令。由于一個進程中有多個線程可同時訪問進程的所有資源。因此線程之間的通信要比進程之間的通信要方便的多。同一進程中線程的切換也因現(xiàn)成的輕裝而方便的多。一個進程至少有一個線程。根據(jù)圖2-8回答以下問題。進程發(fā)生狀態(tài)變遷1、3、4、6、7的原因。答：1表示進程創(chuàng)建后，進程進入高優(yōu)先級就緒隊列3表示進程因I/O操作等待某件事而阻塞。4表示進程運行時間片用完。6表示進程I/O操作完成或時間片到了。7表示進程運行完成而退出。系統(tǒng)中常常由于某一進程的狀態(tài)變遷引起另一進程也產(chǎn)生狀態(tài)變遷，這種變遷成為因果變遷。下屬是否是因果變遷：3-2、4-5、7-2、3-6，試說明原因。答：3-->2是因果關(guān)系，當一個程序從運行狀態(tài)變到阻塞狀態(tài)時，CPU空閑時，高優(yōu)先級隊列中的一個進程運行。4-->5是因果關(guān)系，一個程序運行完成，如果高優(yōu)先級就緒隊列為空，則從低優(yōu)先級中調(diào)入一個程序運行7-->2是因果關(guān)系，一個程序運行完成，系統(tǒng)從高優(yōu)先級就緒隊列中調(diào)入一個進程運行。3-->6不是因果關(guān)系，一個程序阻塞是由于自身原因，和另一個程序的等待無關(guān)。根據(jù)此進程狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖，說明該系統(tǒng)CPU調(diào)度的策略與效果。答：進程調(diào)度使一個進程因I/O操作進入阻塞狀態(tài)時，造成CPU空閑時，進程調(diào)度程序調(diào)另一個程序進入CPU運行。提高CPU的運行效率，加大系統(tǒng)的吞吐量?；卮鹨韵聠栴}。若系統(tǒng)中沒有運行進程，是否一定沒有就緒進程？為什么？答：是，當CPU空閑時，系統(tǒng)從就緒隊列中調(diào)一個就緒的進程進入CPU運行，只有當就緒隊列為空時，CPU才空閑。若系統(tǒng)中既沒有運行進程，也沒有就緒進程，系統(tǒng)中是否就沒有阻塞進程？請解釋。答：不一定，沒有就緒程序時，CPU空閑，也許有進程因I/O操作被阻塞而不能進入CPU執(zhí)行。如果系統(tǒng)采用優(yōu)先級調(diào)度策略，運行的進程是否一定是系統(tǒng)中優(yōu)先級最高的進程？為什么？答：不一定，高優(yōu)先級隊列中的進程也可能在進行其他操作，而無法進入就緒狀態(tài)，此時系統(tǒng)只有從低優(yōu)先級隊列中調(diào)已進入就緒狀態(tài)的進程進入CPU運行。假設(shè)有以下程序段，回答下面問題。S1:a=3-x;S2:b=2*a;S3:c=5+a;并發(fā)程序執(zhí)行的Bernstein條件是什么？答：R(S1)∩W(S2)∪R(S2)∩W(S1)∪W(S1)∩W(S2)={}試畫圖表示他們執(zhí)行的先后次序。利用Bernstein條件證明，s1,s2,s3那兩個可以并發(fā)執(zhí)行，那兩個不能。答：R(S1)={X}R(S2)={A}R(S3)={A}W(S1)={A}W(S2)={B}W(S3)={C}因為R(S1)∩W(S2)∪R(S2)∩W(S1)∪W(S1)∩W(S2)={A}S1和S2不可以并發(fā)執(zhí)行R(S1)∩W(S3)∪R(S3)∩W(S1)∪W(S1)∩W(S3)={}S1和S3可以并發(fā)執(zhí)行R(S2)∩W(S3)∪R(S3)∩W(S2)∪W(S2)∩W(S3)={}S2和S3可以并發(fā)執(zhí)行第三章思考與練習題一下進程之間存在相互制約關(guān)系嗎？若存在，是什么制約關(guān)系？為什么？幾個同學去圖書館借同一本書。答：互斥制約，幾個同學不能同時借一本書。籃球比賽中兩隊同學爭搶籃板球。答:互斥制約，兩個隊不能同時搶到籃板球。果汁流水線生產(chǎn)中搗碎、消毒、灌裝、裝箱等各道工序。答:同步制約，各道工序必須按一定的時序商品的入庫出庫。答:通信制約，出庫和入庫必須互換信息，出庫必須要庫中有貨物，入庫必須要庫中有空位。工人做工與農(nóng)民種糧。答:無制約關(guān)系。在操作系統(tǒng)中引入管程的目的是什么？條件變量的作用是什么？答:把所有的進程對某一臨界資源的同步操作集中起來，構(gòu)成一個所謂的“秘書”進程，凡是要訪問臨界資源的進程，都必須先向秘書報告，并由“秘書”實現(xiàn)諸進程的同步，既管程式：一個共享資源的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及一組能為并發(fā)進程在其上執(zhí)行的針對該資源的一組操作，這組操作能同步進程和改變管程中數(shù)據(jù)。說明P、V操作為什么要設(shè)計成原語答:所謂原語操作就是操作不能被分割,要么不做,要么全做,P、V操作作為對資源的申請和釋放，不能被分割，故要設(shè)計成原語操作。有一個售票大廳，可容納200人購票。如果廳內(nèi)不足200人則允許進入，超過則在廳外等候；售票員某時只能給一個購票者服務(wù)，購票者買完票后就離開。試問：購票者之間是同步關(guān)系還是互斥關(guān)系？答:購票者之間是互斥關(guān)系，他們不能同時使用售票員這一資源。用P、V操作描述購票者的工作過程。{p(售票員)，s(購票者)，v(售票員)}程之間的關(guān)系如圖3-16所示，試用P、V操作描述它們之間的同步。進程s1:)：{s1,v(1),v(2)}進程s2:)：{p(1),s2,p(3)}進程s3:)：{p(2)},s3,v(4),v5)}進程s4:)：{p(4),s4,v(6)}進程s5:)：{p(5),s5,v(7)}進程s6:)：{p(3),p(6),p(7),s6}有4個進程P1、P2、P3、P4共享一個緩沖區(qū)，進程P1向緩沖區(qū)存入消息，進程P2、P3、P4從緩沖區(qū)中讀消息，要求發(fā)送者必須等三個進程都讀過本消息后才能發(fā)送下條消息。緩沖區(qū)內(nèi)每次只能容納一個消息，用P、V操作描述四個進程存取消息的情況。答：semaphoremutex=1voidp1-writer:voidp2_reader:voidp3_reader:voidp4_reader:While(true)while(true)while(true)while(true){{{{p(mutex)p(mutex)p(mutex)p(mutex)If(reader>=3)reading;reading;reading;Writing;reader++;reader++;reader++;reader=0;v(mutex)v(mutex)v(mutex)V(mutex)}}}}分析生產(chǎn)者——消費者問題中多個P操作顛倒引起的后果。答:如果把p（empty）和p（mutex）順序顛倒，先檢查p(mutex)再檢查p(empty)，有可能檢查p（mutex）是通過了，但檢查p(empty)時沒有用過。這時候進程將占用臨界資源mutex，但empty沒有通過進程被掛起。進程不能執(zhí)行，臨界資源不能被其他進程所用而產(chǎn)生死鎖。讀者——寫者問題中寫者優(yōu)先的實現(xiàn)。semaphoreWmutex,Rmutex=1;IntRcount=0;semaphoremutex=1;voidreader()//讀者進程{While(true){P(mutex);P(Rmutex);If(Rcount==0)P(Wmutex);Rcount=Rcount+1;V(Rmutex);V(mutex);…;Read;P(Rmutex);Rcount=Rcount-1;If(Rmutex==0)V(Wmutex);V(Rmutex);}}voidwriter()//寫者進程{While(true){P(mutex);P(Wmutex);…;writer;…;V(Wmutex);V(mutex);}}寫一個用信號量解決哲學家進餐問題不產(chǎn)生鎖死的算法。答:Semaphoremutex=1,chopstick[5]={1,1,1,1,1};Voidphilosopher(){While(true){P(mutex);//先讓一個進程占住臨界資源mutex;再申請其他資源P(chopstick[i]);P(chopstick[(i+1)%5]);…….;Eat;…….;P(mutex);P(chopstick[i]);P(chopstick[(i+1)%5]);…….;Think;…….;}一個文件可有若干個不同的進程所共享，每個進程具有唯一的編號。假定文件可有滿足下列限制的若干個不同的進程同時訪問，并發(fā)訪問該文件的哪些進程的編號的總和不得大于n，設(shè)計一個協(xié)調(diào)對該文件訪問的管程。用管程解決讀者——寫者問題，并采用公平原則。答:Monitormonitor_pc;SemaphoreR,w;inti,j;conditionRmutex,Wmutex=1;voidreading(){If(W.queue>0)Cwait(Wmutex)……..;reading;……..;Csignal(Rmutex);}Voidwriting(){If(R.queue>0)Cwait(Wmutex)……..;Writing;……..;Csignal(Rmutex);}Voidreader(){Monitor_pc.reading();}Voidwriter(){Monitor_pc.writing();第四章思考與練習題某進程被喚醒后立刻投入運行，能說明該系統(tǒng)采用的是可剝奪調(diào)度算法嗎？答:不能，可能該進程在被喚醒時等待序列為空，CPU正處于空閑狀態(tài),就可直接運行該進程。在哲學家進餐問題中，如果將先拿起左邊筷子的哲學家稱為左撇子，先拿起右邊筷子的哲學家稱為右撇子。請說明在同時存在左、右撇子的情況下，任何的就坐安排都不能產(chǎn)生鎖死。答:如果同時存在左、右撇子，則必有左、右撇子相鄰的情況。則左右相鄰的兩個進程必有一個因拿不到第一只筷子而被阻塞。此時五只筷子被四個進程使用，必有哦一個進程拿到兩只筷子而運行。然后釋放資源，其他的進程再繼續(xù)執(zhí)行。故不會發(fā)生死鎖。系統(tǒng)中有5個資源被4個進程所共享，如果每個進程最多需要2個這種資源，試問系統(tǒng)是否會產(chǎn)生鎖死？答:如果每個進程最多需要2個這種資源，如果把5個資源全分給4個進程，則必有一個進程獲得2個資源。則這個進程就可執(zhí)行完成。然后釋放資源。后面的進程就可依次執(zhí)行完成而不會產(chǎn)生死鎖。計算機系統(tǒng)有8臺磁帶機，由N個進程競爭使用，每個進程最多需要3臺。問：N為多少時，系統(tǒng)沒有死鎖的危險？答:當N<=3時，沒有死鎖的危險。因為每個進程最多需要3臺，則當有1個或2個進程是，每個進程都能獲得3臺，當N=3時，可以其中有兩個進程可獲得3臺，而一個進程獲得2臺，當其他進程執(zhí)行完成后自愿釋放后它在執(zhí)行，故不會發(fā)生死鎖。當N=4時，有可能每個進程只獲得2臺磁帶機，而不能被執(zhí)行。但又沒有其他資源可供使用，都被阻塞掛起，從而引起死鎖。當N>4時是同樣的道理。系統(tǒng)有5個進程，它們的到達時間和服務(wù)時間如表4-8所示。新進程（沒有運行過）與老進程（運行過的進程）的條件相同時，假定系統(tǒng)選新進程運進程名到達時間服務(wù)時間A03B26C44D65E82若按先來先服務(wù)（FCFS）、時間片輪法（時間片q=1）、短進程優(yōu)先（SPN）、最短剩余時間優(yōu)先（SRT，時間片q=1）、響應(yīng)比高者優(yōu)先（HRRN）及多級反饋隊列（MFQ，第一個隊列的時間片為1，第i（i>1）個隊列的時間片q=2（i-1））算法進行CPU調(diào)度，請給出各個進程的完成時間、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，及所有的進程的平均周轉(zhuǎn)時間,平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間答:(見下圖)。6、設(shè)系統(tǒng)中有5個進程P1、P2、P3、P4、P5，有3種類型的資源A、B、C，其中A資源的數(shù)量是17，B資源的數(shù)量是5，C資源的數(shù)量是20，T0時刻系統(tǒng)狀態(tài)如表4-9所示。表4-9T0時刻系統(tǒng)狀態(tài)進程已分配資源數(shù)量最大資源需求量仍然需求資源數(shù)ABCABCABCP1212559347P2402536134P34054011006P4204425221P5314424110計算每個進程還可能需要的資源，并填入表的“仍然需要資源數(shù)”的欄目。T0時刻系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)？為什么？答:是處于安全狀態(tài)，T0時刻A資源剩余2個，B資源剩余3個，C資源剩余3個，此時存在一個安全序列<p5,p1,p2,p3,p4>使各個進程順序完成，不會產(chǎn)生死鎖如果T0時刻進程P2又有新的資源請求（0,3,4），是否實施資源分配？為什么？答:不分配，在T0時刻A資源剩余2個，B資源剩余3個，C資源剩余3個，當p2請求（0，3，4），根究實際情況只能給p2（0，3，3），而p2得到這些資源后依然不能完成運行，此時A資源剩余2個，B資源剩余0個，C資源剩余1個，分配給其它任何一個進程都不能使它運行，所有進程全部阻塞掛起，導致死鎖。如果T0時刻，若進程P4又有新的資源請求（2，0,1），是否實施資源分配？為什么？答:分配，p4進程對A的仍然需求是2，對B是2，對C是1，若把資源（2，0，1）分配給p4進程，進程p4不能完成，同時A、B、C剩余分別是（0，3，2）分配給進程p4能使其完成運行，故分配。(5)在（4）的基礎(chǔ)上，若進程P1又有新的資源請求（0,2,0），是否實施資源分配？為什么？答:不分配，若將A、B、C為（0，2，0）分配給p1進程，則A、B、C剩余（0，1，2）任何一個進程都不能運行，不存在安全序列，故不分配。第五章練習與思考1.存儲管理的基本任務(wù)是為多道程序的并發(fā)執(zhí)行提供良好的存儲環(huán)境，這包括哪些方面？.答：（1）能讓沒到程序“各得其所”，并在不受干擾的環(huán)境中運行時，還可以使用戶從存儲空間的分配、保護等事物中解脫出來。（2）向用戶提供更大的存儲空間，使更多的程序同時投入運行或是更大的程序能在小的內(nèi)存中運行。（3）為用戶對信息的訪問、保護、共享以及程序的動態(tài)鏈接、動態(tài)增長提供方便。（4）能使存儲器有較高的利用率。2.頁式存儲管理系統(tǒng)是否產(chǎn)生碎片？如何應(yīng)對此現(xiàn)象？答：會產(chǎn)生碎片，進程最后一頁未占滿一個塊而產(chǎn)生的小碎片，將塊的大小分的越小產(chǎn)生碎片的可能性越小。3.在頁式存儲管理系統(tǒng)中頁表的功能是什么？當系統(tǒng)的地址空間很大時會給頁表的設(shè)計帶來哪些新的問題？答：在頁式管理系統(tǒng)中，進程的若干個頁被離散的儲存在內(nèi)存的多個存儲塊中，為了能找到每個頁所對應(yīng)的存儲塊。系統(tǒng)為每個進程建立了一張頁表。進程中所有的頁，依次在頁表中有一頁表項，其中記錄了相應(yīng)頁在內(nèi)存中的物理塊號。4.什么是動態(tài)鏈接？用哪種存儲管理方案可以實現(xiàn)動態(tài)鏈接？答：動態(tài)鏈接是指進程在運行時，只將進程對應(yīng)的主程序段裝入內(nèi)存，在主程序段運行過程中，當需要用到哪個子程序段或數(shù)據(jù)段時，再將這些段調(diào)入內(nèi)存，并與主程序段連接。通常段式管理方式可以以程序段為單位進行調(diào)度。5.某進程的大小為25F3H字節(jié)，被分配到內(nèi)存的3A6BH字節(jié)開始的地址。但進程運行時，若使用上、下界寄存器，寄存器的值是多少？如何進行存儲保護？若使用地址、限長寄存器，寄存器的值是多少？如何進行存儲保護？答：上、下限寄存器：上限寄存器的值是3A6BH，下限寄存器的值是3A6BH+25F3H=605EH。訪問地址只能大于3A6BH而小于605EH，否則產(chǎn)生越界中斷。地址、限長寄存器：地址寄存器的值是3A6BH，限長寄存器的值是25F3H，訪問地址只能大于3A6BH而小于605EH，否則出錯。6.在系統(tǒng)中采用可變分區(qū)存儲管理，操作系統(tǒng)占用低地址部分的126KB,用戶區(qū)的大小是386KB，采用空閑分區(qū)表管理空閑分區(qū)。若分配時從高地址開始，對于下述的作業(yè)申請序列：作業(yè)1申請80KB；作業(yè)2申請56KB；作業(yè)3申請120KB；作業(yè)1完成；作業(yè)3完成；作業(yè)4申請156KB；作業(yè)5申請80KB。使用首次適應(yīng)法處理上述作業(yè)，并回答以下問題。（1）畫出作業(yè)1、2、3進入內(nèi)存后，內(nèi)存的分布情況。（2）畫出作業(yè)1、3完成后，內(nèi)存的分布情況。（3）畫出作業(yè)4、5進入內(nèi)存后，內(nèi)存的分布情況。7.某系統(tǒng)采用頁式存儲管理策略，某進程的邏輯地址空間為32頁，頁的大小為2KB，物理地址空間的大小是4MB。(1).寫出邏輯地址的格式.答：頁號為32，則需要二進制位為5位：2^5-1=31.即0~31共32個頁號。頁的大小為2kB,即要11個二進制位。(2).該進程的頁表有多少項？每一項至少占多少位？答：進程有32頁，故就有32個表項。頁的大小有2KB，而物理空間有4MB。則每一個塊被分為4*1024KB%2*1024=2KB，而塊號有2*1024個即2^11，即要11個二進制位。即每個表項占11個二進制位。(3).如果物理地址空間減少一半，頁表的結(jié)構(gòu)有何變化？答：如果物理空間變?yōu)?MB，塊的大小不變，故塊號的數(shù)目為1024個即10個二進制位。8.某頁式存儲管理系統(tǒng)，內(nèi)存的大小為64KB，被分為16塊，塊號為0、1、2、……、15。設(shè)某進程有4頁，其頁號為0、1、2、3，被分別裝入內(nèi)存的2、4、7、5，問：（1）該進程的大小是多少字節(jié)？答：4*64/16=16KB。（2）寫出該進程每一頁在內(nèi)存的起始地址。答：第0頁的起始地址是2*4KB=8KB。第1頁的起始地址是4*4KB=16KB。第2頁的起始地址是7*4KB=28KB。第3頁的起始地址是5*4KB=20KB。（3）邏輯地址4146對應(yīng)的物理地址是多少？答：4146%4*1024=1……50，對應(yīng)的塊號是4，則對應(yīng)的物理地址是4*4*1024+50=164349.某段式存儲管理系統(tǒng)的段表如圖5-33所示。請將邏輯地址[0,137]、[1,9000]、[2,3600]、[3,230]轉(zhuǎn)換成物理地址。答：邏輯地址[0,137],故物理地址40*1024+137=41079B.邏輯地址[1,9000],9000>8*1024故產(chǎn)生越界中斷。邏輯地址[2,3600],故物理地址100*1024+3600=106000B邏輯地址[3,230]沒有該段。第六章練習與思考題試說明缺頁與一般中段的主要區(qū)別。答:缺頁中斷與一般中斷一樣，需要經(jīng)歷保護CPU香腸、分析中斷原因、轉(zhuǎn)中斷處理程序進行及恢復中斷現(xiàn)場等步驟。但缺頁中斷是一種特殊的中斷，他與一般中斷的區(qū)別：（1）在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷，。通常cpu是在一條至六年個執(zhí)行之后去檢查是否有中斷發(fā)生，若有邊去處理中斷；否則繼續(xù)執(zhí)行下一跳指令。而缺頁中斷是在指令執(zhí)行期間發(fā)現(xiàn)所要訪問的指令或數(shù)據(jù)不再內(nèi)存時產(chǎn)生和處理中斷。（2）一條指令執(zhí)行期間可能產(chǎn)生多次中斷。對于一跳要求讀取多個字節(jié)數(shù)據(jù)的指令，指令中的數(shù)據(jù)可能跨越兩個頁面。該指令執(zhí)行時可能要發(fā)生3次中斷，一次是訪問指令，另外兩次訪問數(shù)據(jù)。局布置換和全局置換有何區(qū)別？在多道程序系統(tǒng)中建議使用哪一種？答：局部置換是指當前進程在執(zhí)行過程中發(fā)生缺頁時，旨在分配給該進程的物理塊中選擇一頁換出。全局置換是指在所有用戶使用的整個存儲空間中選擇一個頁面換出。在多道程序系統(tǒng)中建議使用局部置換策略。這樣即使某個進程出現(xiàn)了抖動現(xiàn)象，也不致引起其他程序產(chǎn)生抖動，從而將抖動局限在較小的范圍內(nèi)虛擬存儲的特征是什么？虛擬存儲器的容量受到哪兩個方面的限制？答：虛擬存儲器的特征有以下幾個方面：（1）離散性：指進程不必裝入連續(xù)的內(nèi)存空間，二十“見縫插針”。（2）多次性：只一個進程的程序和數(shù)據(jù)要分多次調(diào)入內(nèi)存。（3）對換性：指進程在運行過程中，允許將部分程序和數(shù)據(jù)換進、換出。（4）虛擬性：指能從邏輯上擴充內(nèi)存容量。虛擬存儲器的容量主要是受計算機的地址長度和外存容量的限制。4.已知頁面走向是1、2、1、3、1、2、4、2、1、3、4，且進程開始執(zhí)行時，內(nèi)存中沒有頁面，若給該進程分配2個物理塊，當采用以下算法時的缺頁率是多少？（1）先進先出置換算法。頁面走向物理塊1物理塊2缺頁1213124213411332211422114433缺缺缺缺缺缺缺缺缺答：頁面引用11次，缺頁9次，缺頁率為9/11=81.8%。（2）假如有一種頁面置換算法，它總是淘汰剛使用過的頁面。頁面走向物理塊1物理塊2缺頁12131242134113111342224222缺缺缺缺缺缺缺缺答：頁面引用11次，缺頁8次，缺頁率為8/11=72.7%。在請求頁式存儲管理系統(tǒng)中，使用先進先出（FIFO）頁面置換算法，會產(chǎn)生一種奇怪的現(xiàn)象：分配給進程的頁數(shù)越多，進程執(zhí)行時的卻也次數(shù)反而越高。試舉例說明這一現(xiàn)象。答：如果一個進程的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，若給該進程非配3個物理塊，其頁面調(diào)度情況如表所示：頁面走向物理塊1物理塊2物理塊3缺頁432143543215444111555333444222223331缺缺缺缺缺缺缺缺缺引用12次，缺頁9次若給該進程分配4個物理塊，其頁面調(diào)度情況如下：頁面走向物理塊1物理塊2物理塊3物理塊4缺頁4321435432154444555511333344445222233331111222缺缺缺缺缺缺缺缺缺缺引用12次，缺頁10次某請求頁式系統(tǒng)中，頁的大小為100字，一個程序的大小為1200字，可能的訪問序列如下：10、205、110、40、314、432、320、225、80、130、272、420、128，若系統(tǒng)采用LRU置換算法，當分配給該進程的物理塊數(shù)為3時，給出進程駐留的各個頁面的變化情況、頁面淘汰情況及缺頁次數(shù)。答：由于頁的代謝奧為100字，因此訪問序列10、205、110、40、314、432、320、225、80、130、272、420、128對應(yīng)的頁號是0、2、1、0、3、4、3、2、0、1、2、4、1。給該進程分配3個物理塊，采用LRU置換算法，其頁面調(diào)度情況如表。頁面走向物理塊1物理塊2物理塊3缺頁0210343201241000002222223333111144004缺缺缺缺缺缺缺缺缺被淘汰的頁號分別是2、1、0、4、3、0，共9次。7.在一個采用局部置換策略的請求頁式系統(tǒng)中，分配中給進程的物理塊數(shù)為4，其中存放的4個頁面的情況如表。當發(fā)生缺頁時，分別采用下列頁面置換算法時，講置換哪一頁？并解釋原因。OPT(最佳)置換算法；答：OPT（最佳）置換算法是選擇永久不用的也活長時間不用的也，將其患處，題目中沒有給出頁面的將來走向，所以無法判斷將置換哪一頁。FIFO（先進先出）置換算法；答：FIFO（先進先出）置換算法是選擇最先裝入內(nèi)存的頁面，將其換出。從表中可知，應(yīng)考察的是頁面的加載時間，加載時間最小的是10，因此最先裝入內(nèi)存的是第2頁。LRU（最近最少使用）置換算法；答：LRU（最近最少使用）算法時選擇最近最久沒有被訪問的頁面，將其換出。應(yīng)考察的是頁面的訪問時間，訪問時間最小的是157，因此最近最久沒有被訪問的是第1頁。Clock置換算法。答：CLOCK置換算法時LRU算法的變種，他首先選擇訪問位和修改位均為0的一頁，將其換出。滿足該條件的是第1頁8.某虛擬存儲器的用戶空間有32個頁面，每頁1KB，內(nèi)存大小為16KB，假設(shè)某時刻系統(tǒng)為用戶的第0、1、2、3頁分配得物理塊號是5、10、4、7，而該用戶進程的長度是6頁。試將以下16進制的虛擬地址轉(zhuǎn)換成物理地址。（1）0X0A5C答：物理地址是0001001001011100（2）0X103C答：產(chǎn)生缺頁中斷（3）0X257B答：產(chǎn)生越界中斷（4）0X8A4C答：地址過大，錯誤9.在請求頁式存儲管理系統(tǒng)中，頁面大小是100字節(jié)，有一個50X50的數(shù)組按行連續(xù)存放，每個整數(shù)占2字節(jié)。將數(shù)組初始化的程序如下程序A：程序B：inti,j;inti,j;inta[50][50];inti,j;for(i=0;i<50;i++)for(j=0;j<50;j++)for(j=0;j<50;j++)for(i=0;i<50;i++)a[i][j]=0;a[i][j]=0;若在程序執(zhí)行過程中，內(nèi)存中只有一個頁面用來存放數(shù)組的信息，試問程序A和程序B執(zhí)行時產(chǎn)生的中斷次數(shù)分別是多少答：由題知，數(shù)組a中有50X50=2500個整數(shù)，每個整數(shù)占2個字節(jié)，數(shù)組共需要2X2500=5000字節(jié)。兒頁面的大小是100字節(jié)，則數(shù)組占用的空間為5000/100=50頁。對于程序A：由于數(shù)組是按行存放的，而初始化數(shù)組的程序也是按行進行初始化的。因此當缺頁后調(diào)入的一頁，位于該頁的所有數(shù)組元素全部進行初始化，然后再調(diào)入另一頁。所以缺頁的次數(shù)為50次。對于程序B由于數(shù)組是按行存放的，而初始化數(shù)組的程序卻是案例額進行初始化的。因此當缺頁后調(diào)入的一頁中，位于該頁撒謊能夠的數(shù)組元素只有一個，所以程序B每訪問一個元素長生一次缺頁中斷，則整個數(shù)組將長生2500次缺頁。第七章思考與練習題數(shù)據(jù)傳輸控制方式有哪幾種?是比較他們的優(yōu)缺點.答:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送控制方式有程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA控制方式和通道方式四種。何為設(shè)備的獨立性？如何實現(xiàn)設(shè)備的獨立性？答：設(shè)備的獨立性是指應(yīng)用程序獨立于具體使用的物理設(shè)備。此時，用戶使用邏輯設(shè)備名申請使用某類物理設(shè)備。當系統(tǒng)中有多臺該類的設(shè)備時，系統(tǒng)可將其中的任意一臺分配給請求進程，而不局限于某一臺特定的設(shè)備。這樣，可顯著的改善資源的利用率，即可使用性。設(shè)備獨立使用用戶獨立于設(shè)備。如進行輸出時，亦可以使用現(xiàn)實終端，也可以使用打印機。有了這種獨立性，就可以很方便的進行輸入/輸出重定向。什么是緩沖?為什么要引入緩沖？操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)緩沖技術(shù)。答：緩沖是在兩個不同速度設(shè)備之間傳輸信息時，用于平滑傳輸過程的一種手段。（1）換屆CPU與I/O設(shè)備之間的速度不匹配的矛盾。（2）減少中斷CPU的次數(shù)。（3）提高CPU與I/O設(shè)備之間的并行性。設(shè)備分配中為什么會出現(xiàn)死鎖？答：在某些操作系統(tǒng)中，一個進程只能提供一個I/O請求。也就是說，執(zhí)行進程向系統(tǒng)提出I/O請求后邊立即進入等待狀態(tài)，直到I/O請求完成后才被喚醒。這樣系統(tǒng)對設(shè)備的分配比較安全，不會出現(xiàn)死鎖。但這種方式對進程來說，因CPU與I/O設(shè)備是串行工作的，這使得該進程的推進速度緩慢。為了加快進程執(zhí)行時的推進速度，當需要是有可能接著發(fā)出第二個、第三個I/O請求，當所請求的I/O設(shè)備已被另一個進程占用是，進程才進入等待狀態(tài)。這種一個進程同時可以使用多個I/O設(shè)備的方式提高了系統(tǒng)的資源利用率，但也帶來了一種危險，即如果兩個進程都提出請求使用對方占有的I/O設(shè)備時，就會出現(xiàn)死鎖。已打印機為說明SPOOLing技術(shù)的工作原理。答：當用戶進程請求打印輸出時，操作系統(tǒng)接受用戶的打印請求，但并不真正把打印機分配給該用戶進程，二十為進城再次攀上輸出井中分配一空閑塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中，同時還為用戶進程申請一張用戶請求打印表，將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛在請求打印隊列上。如果還有進程要求打印輸出，系統(tǒng)仍可以接受請求，也可以進城完成上述操作。假設(shè)一個磁盤有200個柱面，編號為0~199，當前存取臂的位置是在143號面上，并剛剛完成125號柱面的請求，如果存在以下請求序列：86、147、91、177、94、150、102、175、130，試問：為完成上述請求，采用下列算法時存取臂的順序是什么？移動總量是多少?(1).先來先服務(wù)（FCFS）答：移動順序是：143、86、147、91、177、94、150、102、175、130移動總量是：（143-86）+（147-86）+）（147-91）+（177-91）+（177-94）+（150-94）+（150-102）+（175-102）+（175-130）=565(2).最短尋道時間優(yōu)先（SSTF）答：移動順序：143、147、150、130、102、94、91、86、175、177移動總量是：（147-143）+（150-147）+（150-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）+（175-86）+（177-175）=162(3).掃描算法（SCAN）答：移動順序：143、147、150、175、177、130、102、94、91、86移動總量是：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）=125(4).循環(huán)掃描算法（C—SCAN）答：移動順序是：143、147、150、175、177、86、91、94、102、130移動總量是：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-86）+（91-86）+（94-91）+（102-94）+（130-102）=169.7.磁盤訪問時間分為三部分：尋道時間、旋轉(zhuǎn)時間和數(shù)據(jù)傳輸時間。而優(yōu)化磁盤磁道的信息分布能減少輸出輸入服務(wù)的總時間。例如，有一個文件有10個記錄A.B.C.D.E·····J存放在磁盤的某一磁道上，假定該磁盤共有10個扇區(qū)，每個扇區(qū)存放一個記錄，安排如表，現(xiàn)在要從這個磁道上順序的將A~J這10個記錄讀出，如果磁盤的速度為20ms轉(zhuǎn)一周，處理程序每讀出一個記錄要花4ms進行處理，試問：(1).處理完這10個記錄的總時間多少？答：有題目所列條件可知，磁盤的旋轉(zhuǎn)速度為20ms轉(zhuǎn)一周，每個此道有10個記錄，因此讀出1個記錄的時間為20ms/10=2ms。對于表中記錄的初始分布，讀出并處理記錄A需要20ms+4ms=60ms。6ms后讀/寫頭急轉(zhuǎn)到了記錄D出，為了讀出記錄B必須再轉(zhuǎn)8個山區(qū)，急需要8*2ms=16ms，記錄B的讀取時間為2ms，處理時間為4ms，股處理記錄B共花時間為：16ms+2ms+4ms=22ms。后續(xù)8個記錄的讀取時間與記錄B相同。所以處理10記錄的總時間是：9*22ms+6ms=204ms。(2).為優(yōu)化分布縮短處理時間，如何安排這些記錄，并計算處理總時間。答：為了縮短處理時間應(yīng)按圖瑣事安排這些記錄。經(jīng)優(yōu)化處理后，讀出并處理記錄A后，讀/寫頭剛好轉(zhuǎn)到記錄B的開始出，因此立即可讀取并處理記錄B，后續(xù)記錄的讀取與處理情況相同。股處理10個記錄的總時間為10*（2ms+4ms）=60ms。8.假設(shè)一個磁盤有100個柱面，每個柱面有10個磁道，每個磁道有15個扇區(qū)。當進程的訪問磁盤的12345扇區(qū)時，計算該扇區(qū)在磁盤的第幾柱面？第幾磁道？第幾扇區(qū)？答：每個柱面上有150個扇區(qū)，12345/150等于82余45，,45/15等于3，即第82個柱面，第3個磁道，第15號扇區(qū)。9.一個文件記錄大小為32B，磁盤輸入輸出以磁塊為單位，一個磁塊的大小為512B.當用戶進程順序讀文件的各個記錄時，計算實際啟動磁盤I/O占用整個訪問請求時間的比例。答：有題目可知，盤塊的大小為512B，一個文件記錄大小為32B故一個盤塊包含的記錄數(shù)為：512/32=16。顯然在訪問16個記錄中，只需要一次啟動磁盤，故啟動磁盤I/O占用整個訪問請求的比例為1/16=6.25%10.如果磁盤扇區(qū)的大小固定為512B，每個磁道有80個扇區(qū)，一共有4個可用的磁盤。假設(shè)磁盤的轉(zhuǎn)速時360rpm，處理機使用中斷驅(qū)動方式，從磁盤讀取數(shù)據(jù)，每字節(jié)產(chǎn)生一次中斷，，如果處理中斷需要2.5ms，問：（1）.處理機花費在處理I/O操作上的時間占整個磁盤的訪問時間百分比是多少？（忽略尋道時間）答：（512*2.5）/（（1/12+1/480）+(512*2.5)）*100%=99.9%（2）.采用DMA方式，每個扇區(qū)產(chǎn)生一次中斷，處理機花費在處理I/O上的時間占整個磁盤訪問時間的百分比又是多少？答：2.5/((1/12+1/480)+2.5)*100%=96.7%第八章思考與練習題文件系統(tǒng)要解決的問題有哪些？答：解決的主要問題有：完成文件存儲空間的管理，實現(xiàn)文件名到物理地址的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)文件的目錄操作，提高文件共享能力和保護措施，提供友好的用戶接口。向用戶提供了有關(guān)文件的目錄操作的各種功能接口和系統(tǒng)調(diào)用。許多操作系統(tǒng)中提供了文件重命名功能，它能賦予文件一個新的名字。若進行文件復制，并給復制文件起一個新的名字，然后刪除舊文件，也能達到給文件重命名的目的。是問這個方法在實現(xiàn)上有何不同？答：給文件重命名，用戶必須提供兩個參數(shù)：舊文件名和新文件名。實現(xiàn)該功能是，系統(tǒng)使用舊文件名查找文件目錄，若找到舊文件名所在的目錄表項，則將目錄表箱中文件名字段對應(yīng)的值改為新文件名值。從視線上看，文件重命名功能完成的工作室修改表項中的文件名字段，出文件名外，文件的其他屬性都未改變。使用文件系統(tǒng)時，通常要顯式地進行Open（）與Close（）操作。試問：這樣做的目的是什么？答：顯式操作完成文件的打開功能，它將訪問文件的目錄信息讀入內(nèi)存活動文件表，建立起用戶進程與文件的聯(lián)系。顯式操作完成文件關(guān)閉操作，該操作刪除內(nèi)存中有關(guān)該文件的目錄信息，切斷用戶與該文件的聯(lián)系。若在文件打開期間，該文件做過某些修改，還應(yīng)將其寫回磁盤。能夠取消顯式地Open（）與Close（）操作么？若能，怎樣做？答：可以取消顯式的OPEN與CLOSE操作。如果取消了顯式地OPEN與CLOSE操作，系統(tǒng)在進行文件操作之前需判斷文件是否已經(jīng)打開，若文件打開，則應(yīng)自動完成文件的打開功能，建立用戶與文件之間的聯(lián)系。同時，在系統(tǒng)結(jié)束時，還應(yīng)該自動關(guān)閉所打開的文件。取消顯式地Open（）與Close（）操作有什么不利影響？答：取消顯示的OPEN與CLOSE操作使文件的系統(tǒng)開銷增加。因為每次讀寫文件之前都需要判斷文件是否打開，若未打開，還要完成打開操作。系統(tǒng)在結(jié)束時也要做一些額外的工作，以完成CLOSE操作所完成的功能。當用戶進程已完成對一個文件的訪問時，因無顯式地CLOSE操作而無法關(guān)閉文件，從而不利于系統(tǒng)資源回收文件目錄的作用是什么？文件目錄項通常包含哪些內(nèi)容？答：文件目錄是文件名與文件所在存儲位置的一張映射表。文