操作系統(tǒng)習(xí)題冊(cè)

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第一章操作系統(tǒng)引論

第一章操作系統(tǒng)引論

本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)

把握操作系統(tǒng)的概念與作用把握操作系統(tǒng)的基本類型與特點(diǎn)把握操作系統(tǒng)的特征與功能把握多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)

本章學(xué)習(xí)難點(diǎn)

多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)操作系統(tǒng)的特征

一.判斷改錯(cuò)題（正確的打√，錯(cuò)誤的打×并改正）

（1）實(shí)時(shí)系統(tǒng)只能應(yīng)用于生產(chǎn)控制系統(tǒng)，不能應(yīng)用于信息處理系統(tǒng)。（錯(cuò)）（2）并發(fā)含有“同時(shí)進(jìn)行〞的概念，是指兩個(gè)或者是多個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生。

（錯(cuò)）

（3）操作系統(tǒng)虛擬機(jī)在規(guī)律功能上與裸機(jī)一樣，具有一個(gè)物理實(shí)體。（錯(cuò)）（4）對(duì)用戶而言，操作系統(tǒng)是一種人機(jī)交互的環(huán)境，對(duì)設(shè)計(jì)者而言，它是一種強(qiáng)功能

的系統(tǒng)資源管理程序。（對(duì)）

（5）資源的共享是以程序的并行執(zhí)行為條件的，沒有程序的并行執(zhí)行，就沒有資源的

共享。（錯(cuò)）

（6）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源包括程序和數(shù)據(jù)兩大部分。（錯(cuò)）

（7）若把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為若干層次，則按由上而下順序可分為應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用軟件、

操作系統(tǒng)、其它系統(tǒng)軟件和裸機(jī)。（錯(cuò)）

（8）批處理控制程序解決了作業(yè)間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，減少了時(shí)間浪費(fèi)，特別是主機(jī)CPU

時(shí)間的浪費(fèi)，假使一個(gè)用戶的計(jì)算作業(yè)十分巨大,也不會(huì)單獨(dú)一直占據(jù)CPU。（錯(cuò)）

二.填空題

（1）實(shí)時(shí)含有馬上、及時(shí)之意，因而響應(yīng)時(shí)間是實(shí)時(shí)系統(tǒng)最關(guān)鍵的因素。（2）操作系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，與硬件緊湊相關(guān)或運(yùn)行頻率較高的模塊都安排在

緊靠硬件的軟件層中，這一部分尋常稱為內(nèi)核，它在執(zhí)行基本操作時(shí)，往往是利用原語(yǔ)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，該操作具有原子性。

（3）UNIX是一個(gè)真正的多用戶、多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

（4）假使一個(gè)操作系統(tǒng)兼有批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)

和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)三者或其中兩者的功能，這樣的操作系統(tǒng)稱為通用操作系統(tǒng)。

（5）實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)必需合理解決三個(gè)問(wèn)題：文件、作業(yè)和系統(tǒng)資源

的管理和調(diào)度。

（6）批處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)吞吐量大，資源利用率高，系統(tǒng)

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第一章操作系統(tǒng)引論

開銷小，它的缺點(diǎn)在于作業(yè)處理的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，用戶交互能力較弱。

（7）操作系統(tǒng)是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，管理的程序，是計(jì)算機(jī)和用戶的接口。（8）提供網(wǎng)絡(luò)通訊和網(wǎng)絡(luò)資源共享功能的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。（9）對(duì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)目標(biāo)來(lái)說(shuō)，批處理系統(tǒng)重視提高計(jì)算機(jī)的效率，盡量增加系統(tǒng)的

吞吐量，分時(shí)系統(tǒng)應(yīng)保證用戶的交互性，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)在及時(shí)響應(yīng)和處理的前提下，再考慮與用戶的交互性。

（10）在主機(jī)控制下進(jìn)行的輸入/輸出操作稱為聯(lián)機(jī)I/O操作。

（11）在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU是整個(gè)系統(tǒng)硬件的核心和基礎(chǔ)，而在計(jì)算機(jī)軟件系

統(tǒng)中，操作系統(tǒng)具有同樣的核心和基礎(chǔ)作用。

三.簡(jiǎn)答題

1.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置。答：操作系統(tǒng)OS是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)上的最基本的系統(tǒng)軟件。它在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中位于計(jì)算機(jī)裸機(jī)和計(jì)算機(jī)用戶之間，為系統(tǒng)軟件和用戶應(yīng)用軟件提供了強(qiáng)大的支持

2.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)的觀點(diǎn)和資源管理的觀點(diǎn)。

答：一種是虛擬機(jī)的觀點(diǎn)——裝有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)極大地?cái)U(kuò)展了原計(jì)算機(jī)的功能，給用戶提供了一個(gè)友好的、易于操作的界面，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，好像是一個(gè)擴(kuò)展了的機(jī)器，即一臺(tái)虛擬機(jī)器。另一種是資源管理的觀點(diǎn)，操作系統(tǒng)完成對(duì)處理機(jī)、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等硬件資源和文件等軟件資源的管理

3.什么是操作系統(tǒng)？它有什么基本特征？

答：操作系統(tǒng)是一組控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以及便利用戶的程序的集合。操作系統(tǒng)的基本特征是：

并發(fā)——是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。宏觀上是同時(shí)的，微觀上是交替的。

共享——系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。根據(jù)資源的不同屬性，可分為兩種資源共享方式：互斥共享和同時(shí)訪問(wèn)。

虛擬——通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)規(guī)律上的對(duì)應(yīng)物，物理實(shí)體是實(shí)的，即實(shí)際存在，而后者是虛的，是用戶的感覺。

異步性——在多道程序環(huán)境下，多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，但由于資源等因素的限制，內(nèi)存中的每個(gè)進(jìn)程何時(shí)執(zhí)行，何時(shí)暫停，以怎樣的速度向前推進(jìn)，每道程序需多少時(shí)間才能完成，都是不可預(yù)知的，進(jìn)程以異步的方式運(yùn)行。但只要運(yùn)行環(huán)境一致，作業(yè)經(jīng)過(guò)屢屢運(yùn)行，都會(huì)獲得完全一致的結(jié)果。

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第一章操作系統(tǒng)引論

4.多道程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？

答：處理機(jī)管理問(wèn)題——多道程序之間如何分派CPU，使CPU既能滿足各程序運(yùn)行的需要，又能提高處理機(jī)的利用率。

內(nèi)存管理問(wèn)題——為每道程序分派必要的內(nèi)存空間，并防止程序遭破壞。I/O設(shè)備管理——分派為多道程序共享的I/O設(shè)備，便利用戶使用，提高設(shè)備利用率。文件管理問(wèn)題——組織大量的程序和數(shù)據(jù)，便于用戶使用，保證數(shù)據(jù)的安全和一致。作業(yè)管理問(wèn)題——對(duì)系統(tǒng)中各種類型的作業(yè)進(jìn)行組織

四.本章復(fù)習(xí)題

1.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必需在（B）內(nèi)處理來(lái)自外部的事件。A.一個(gè)機(jī)器周期B.被控制對(duì)象規(guī)定的時(shí)間C.周轉(zhuǎn)時(shí)間D.時(shí)間片2.操作系統(tǒng)中最基本的兩個(gè)特征是（B）

A.并發(fā)和不確定性B.并發(fā)和共享C.共享和虛擬D.虛擬和不確定性3.分時(shí)系統(tǒng)追求的目標(biāo)是（B）

A.充分利用I/O設(shè)備B.快速響應(yīng)用戶C.提高系統(tǒng)吞吐量D.充分利用內(nèi)存4.批處理系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是（D）

A.系統(tǒng)吞吐量小B.CPU利用率不高C.資源利用率低D.無(wú)交互能力5.在主機(jī)控制下進(jìn)行的輸入輸出操作稱為（聯(lián)機(jī)）操作。

6.假使操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的交互性，可同時(shí)供多個(gè)用戶使用，系統(tǒng)響應(yīng)比較及時(shí)，則

屬于（分時(shí)操作系統(tǒng)）類型；假使系統(tǒng)可靠，響應(yīng)及時(shí)但僅有簡(jiǎn)單交互能力則屬于（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）類型；假使操作系統(tǒng)在用戶提交作業(yè)后不提供交互能力，它追求的是計(jì)算機(jī)資源的高利用率，大吞吐量和作業(yè)流程的自動(dòng)化，則屬于（批處理系統(tǒng)）類型。

7.設(shè)內(nèi)存中有三道程序A、B、C，它們按A、B、C的優(yōu)先次序執(zhí)行。它們的計(jì)算和I/O

操作時(shí)間

程序操作ABC計(jì)算I/O計(jì)算3060204030401010203

第一章操作系統(tǒng)引論

如表所示（單位：ms）。假設(shè)三道程序使用一致設(shè)備進(jìn)行I/O操作，即程序以串行方式使用設(shè)備。試畫出單道運(yùn)行和多道運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖（調(diào)度程序的時(shí)間忽略不計(jì)）。在兩種狀況下，完成三道程序各要花多少時(shí)間？

單道運(yùn)行時(shí)間：(30+40+10)+(60+30+10)+(20+40+20)=260ms多道運(yùn)行時(shí)間：180ms

8.試比較分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

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其次章進(jìn)程管理

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本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)

把握進(jìn)程的定義和特征

把握進(jìn)程狀態(tài)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因熟練運(yùn)用信號(hào)量解決進(jìn)程同步問(wèn)題把握調(diào)度的類型與方式把握常用的進(jìn)程調(diào)度算法把握死鎖的相關(guān)知識(shí)理解銀行家算法

本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)

運(yùn)用信號(hào)量解決進(jìn)程同步問(wèn)題進(jìn)程調(diào)度算法銀行家算法

一.判斷改錯(cuò)題（正確的打√，錯(cuò)誤的打×并改正。）（1）進(jìn)程由程序和數(shù)據(jù)兩部分組成。（）（2）在生產(chǎn)者消費(fèi)者進(jìn)程中，V操作的次序無(wú)關(guān)緊要，而P操作次序不能顛倒。（）（3）產(chǎn)生死鎖的原因之一是對(duì)計(jì)算機(jī)操作不當(dāng)，造成計(jì)算機(jī)死機(jī)。（）（4）原語(yǔ)是指操作系統(tǒng)中的初始化程序。（）

（5）若進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)，當(dāng)引起阻塞的條件被解除時(shí)，進(jìn)程狀態(tài)應(yīng)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)。

()

（6）并發(fā)進(jìn)程可以同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)，交替訪問(wèn)臨界資源。()（7）程序的封閉性是指該程序不允許某些進(jìn)程調(diào)用。（）

（8）消息通信由于它數(shù)據(jù)量較小，因而它是一種低級(jí)通信方式。（）（9）單機(jī)系統(tǒng)最多允許兩個(gè)進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)。（）

（10）死鎖產(chǎn)生，必需要滿足四個(gè)必要條件，所以，為避免死鎖產(chǎn)生，主要注意如何不

讓這四個(gè)必要條件成立，并打破循環(huán)等待資源的環(huán)路。（）

（11）操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理是整個(gè)操作系統(tǒng)管理中的核心，它包含了進(jìn)程的調(diào)度、協(xié)調(diào)

以及進(jìn)程通信。（）

二.填空題

（1）操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是、和管理的最小獨(dú)立單位，操作系

統(tǒng)的各種活動(dòng)都與有關(guān)。

（2）消息傳遞系統(tǒng)屬于級(jí)通信方式，進(jìn)程間的數(shù)據(jù)交換以為單位。（3）一個(gè)進(jìn)程可以由系統(tǒng)創(chuàng)立，或者由用創(chuàng)立原語(yǔ)創(chuàng)立。被創(chuàng)立的進(jìn)程開

始處于等待狀態(tài)。在條件成熟時(shí)，采用原語(yǔ)為它們分派除以外的所有資源，并被排列到隊(duì)列中。

（4）一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為，同時(shí)把訪問(wèn)該資源的那段程序

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其次章進(jìn)程管理

代碼稱為。

（5）輪轉(zhuǎn)法是依照輪番地把處理器分派給就緒隊(duì)列中的進(jìn)程，該算法多用于

系統(tǒng)中，其難點(diǎn)在于。

（6）信號(hào)量的物理意義是當(dāng)信號(hào)量大于零時(shí)表示；當(dāng)信號(hào)量小

于零時(shí)，其絕對(duì)值為。

（7）死鎖的檢測(cè)可以通過(guò)圖，利用定理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（8）進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，由于、等待I/O操作等事件發(fā)生時(shí)，通過(guò)

原語(yǔ)將它撤下，排入隊(duì)列，并引起新的。

（9）有m個(gè)進(jìn)程共享同一臨界資源，若使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，

則信號(hào)量值的變化范圍是。

（10）對(duì)單處理機(jī)系統(tǒng)，處于狀態(tài)的進(jìn)程只能有1個(gè)，處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程

可以有多個(gè)，它們僅未獲得控制權(quán)，按某種方式排成一隊(duì)列，此隊(duì)列稱為隊(duì)列，操作系統(tǒng)必需依照一定的，每次從隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行，這個(gè)選擇過(guò)程稱為。

三.簡(jiǎn)答題

①.處理機(jī)管理的主要任務(wù)是什么？具有哪些主要功能？答：

②.程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行有何不同？答：

③.簡(jiǎn)述進(jìn)程的定義，進(jìn)程的基本狀態(tài)以及進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因。答：

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其次章進(jìn)程管理

④.簡(jiǎn)述進(jìn)程與程序的區(qū)別。答：

⑤.進(jìn)程的實(shí)體是什么？答：

⑥.簡(jiǎn)述進(jìn)程控制塊的主要內(nèi)容。答：

⑦.簡(jiǎn)述進(jìn)程通信的概念，最基本的通信原語(yǔ)有那些？答：

⑧.簡(jiǎn)述讀者——寫者問(wèn)題的思想。答：

⑨.什么是原語(yǔ)？答：

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⑩.簡(jiǎn)述引起進(jìn)程調(diào)度的原因。答：

?.進(jìn)程調(diào)度有何功能？有哪些常用的調(diào)度算法？答：

?.什么叫安全狀態(tài)？常用什么方法保持系統(tǒng)處于安全狀態(tài)？答：

?.進(jìn)程之間存在哪幾種相互制約關(guān)系？各是什么原因引起的？以下活動(dòng)分別屬

于哪種制約？①若干同學(xué)去圖書館借書②兩隊(duì)舉行籃球比賽③流水線生產(chǎn)的各道工序④商品生產(chǎn)和社會(huì)消費(fèi)。

答：

?.系統(tǒng)中有3個(gè)進(jìn)程，4個(gè)一致類型的資源，每個(gè)進(jìn)程最多需要2個(gè)資源，該系

統(tǒng)是否會(huì)發(fā)生死鎖？為什么？

答：

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?.資源分派圖如下圖，系統(tǒng)是否處于死鎖狀態(tài)？

P0P1??

r1r2r3r4????

P2P3

答：

?.簡(jiǎn)述解決死鎖的途徑。

?.簡(jiǎn)述死鎖定理。答：

四.綜合應(yīng)用題

?.請(qǐng)用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)4*100接力賽的同步過(guò)程答：

?P49

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有一發(fā)送者進(jìn)程和一接收者進(jìn)程，其流程如下。s是用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程同步的信號(hào)量，m是用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的信號(hào)量。試完成流程圖。假定緩沖區(qū)有無(wú)限多個(gè)，s和m的初值為多少？發(fā)送者接收者申請(qǐng)緩沖區(qū)C把信息寫入緩沖區(qū)DA從消息鏈?zhǔn)兹∫粋€(gè)緩沖區(qū)將緩沖區(qū)放到消息鏈尾V(m)B從緩沖區(qū)取出消息V(s)釋放緩沖區(qū)答：

?.桌上有一只盤子，最多允許存放兩只水果，每次只能放入或取出一個(gè)水果。爸

爸專向盤中放蘋果，媽媽專向盤中放桔子，兩個(gè)兒子專等吃盤中的蘋果，兩個(gè)女兒專等吃盤中的桔子。試用PV操作實(shí)現(xiàn)爸爸、媽媽、兒子、女兒之間的同步與互斥關(guān)系。

答：

?.在公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動(dòng)分別是司機(jī)：?jiǎn)?dòng)車輛；正常行車；到站停車；售票員：關(guān)車門；售票；開車門；

在汽車不斷到站、停車、行駛過(guò)程中，這兩個(gè)活動(dòng)存在著同步關(guān)系，試用信號(hào)量和P、V操作實(shí)現(xiàn)它們的同步。答：

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其次章進(jìn)程管理

21.某寺廟，有小、老和尚若干，有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚引用。水

缸可容12桶水,水取自同一井中。水井徑窄，每次只能容一個(gè)桶取水。水桶總數(shù)為4個(gè)。每次入、取缸水僅為一桶，且不可同時(shí)進(jìn)行。試給出有關(guān)取水、入水的算法描述。

答：

22.設(shè)系統(tǒng)中有五個(gè)進(jìn)程、3種資源，總數(shù)分別為A17，B5，C20，T0時(shí)刻系

統(tǒng)狀態(tài)如下。P1P2P3P4P5最大資源需求A55444B53022C961154A24423已分派資源B10001C22544A2剩余資源數(shù)B3C311

其次章進(jìn)程管理

i.ii.iii.

15217完成剩余資源數(shù)的計(jì)算：T0時(shí)刻是否安全？

若P2請(qǐng)求資源（0，3，4），系統(tǒng)如何處理？

答：

23.P1，P2，P3，P4四個(gè)進(jìn)程同時(shí)依次進(jìn)入就緒隊(duì)列，它們所需要的處理器時(shí)間和

優(yōu)先數(shù)如下，若不計(jì)調(diào)度等所消耗的時(shí)間，請(qǐng)回復(fù)：進(jìn)程處理器時(shí)間（秒）優(yōu)先數(shù)P1202P2153P3105P4123

①分別寫出采用先來(lái)先服務(wù)和非搶占式的優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法時(shí)進(jìn)程執(zhí)行的次序。②分別計(jì)算每個(gè)進(jìn)程在就緒隊(duì)列中的等待時(shí)間和平均等待時(shí)間。答：

24.系統(tǒng)中有四道作業(yè)，分別用先來(lái)先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度方法和最高響應(yīng)比優(yōu)

先法調(diào)度，完成表格的計(jì)算，并計(jì)算平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。單位：小時(shí)

作業(yè)提交時(shí)間1231：001：102：00運(yùn)行時(shí)間26212

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42：001

五.本章復(fù)習(xí)題

25.簡(jiǎn)要分析“高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度〞算法。26.簡(jiǎn)述作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度的區(qū)別與聯(lián)系。

27.打印機(jī)和磁盤都是共享資源，當(dāng)多個(gè)作業(yè)共享時(shí)有什么不同？28.為什么說(shuō)多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各類用戶的需要？29.舉例描述資源分派圖。

30.簡(jiǎn)述選擇作業(yè)調(diào)度算法的原則。

31.某接待所有100個(gè)床位，住宿者入住要先登記，離去時(shí)要撤消登記。請(qǐng)用PV

操作給出住宿登記及撤消登記過(guò)程的算法描述。32.有三個(gè)進(jìn)程PA、PB和PC合作解決文件打印問(wèn)題：PA將文件記錄從磁盤讀入主

存的緩沖區(qū)1，每執(zhí)行一次只能讀一個(gè)記錄；PB將緩沖區(qū)1的內(nèi)容復(fù)制到緩沖區(qū)2，每執(zhí)行一次只能復(fù)制一個(gè)記錄；PC將緩沖區(qū)2的內(nèi)容打印出來(lái)，每執(zhí)行一次只能打印一個(gè)記錄。緩沖區(qū)的大小等于一個(gè)記錄大小。試用PV操作來(lái)保證文件的正確打印。

33.有A，B，C，D四人，A不斷地向籃中放紅球，B不斷地向籃中放綠球，C不斷

地從籃中取紅球，D不斷地從籃中取綠球。規(guī)定籃中最多放M只球，并且每次只能存放或取用一只，取球和放球不能同時(shí)進(jìn)行。現(xiàn)設(shè)四個(gè)信號(hào)量S1，S2，S3和S4，用于解決同步與互斥。

34.說(shuō)明S1，S2，S3和S4四個(gè)信號(hào)量的含義和初值。35.完成下面的P、V操作流程。

ABCD

↓↓↓↓①②⑤⑦↓↓↓↓P（S2）③P（S2）P（S2）↓↓↓↓向籃中放紅球向籃中放綠球從籃中取紅球從籃中取綠球

13

其次章進(jìn)程管理

↓↓↓↓V（S2）V（S2）⑥V（S2）↓↓↓↓V（S3）④V（S1）⑧↓↓↓↓

36.在某一自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中要完成采樣、轉(zhuǎn)換和顯示等任務(wù)。采樣過(guò)程把從傳感器

上得到的整型微電壓值存入一個(gè)緩沖區(qū)，轉(zhuǎn)換過(guò)程把微電壓值從緩沖區(qū)中取出，計(jì)算成度量值后再存入該緩沖區(qū)，顯示過(guò)程把緩沖區(qū)中的度量值取出并顯示。用PV操作實(shí)現(xiàn)三個(gè)過(guò)程的同步問(wèn)題，說(shuō)明信號(hào)量SS，SC，SD的作用。完成程序的填充，使其能正確執(zhí)行。

Begin

Buffer:integer;SS,SC,SD:semaphore;SS:=1;SC:=0;SD:=0;Cobegin

PROCESSsampleBegin

L1:getasample;;buffer:=sample;;gotoL1end;

PROCESSconverBegin

L2:;

Takeasamplefrombuffer;

Convertthesampletoavalue;Buffer:=value;;gotoL2end;

PROCESSdisplay

Begin

L3:;

Takeavaluefrombuffer;;

displaythevalue;gotoL3end;coend;

14

其次章進(jìn)程管理

end;

37.試用PV操作描述協(xié)調(diào)一個(gè)理發(fā)師和多個(gè)顧客之間的同步問(wèn)題：某個(gè)理發(fā)店有

一間N個(gè)椅子的理發(fā)廳。當(dāng)沒有顧客時(shí)，理發(fā)師去睡覺。當(dāng)有顧客進(jìn)來(lái)時(shí)，假使理發(fā)師正在睡覺，這個(gè)顧客會(huì)叫醒他。

38.某工廠有兩個(gè)生產(chǎn)車間和一個(gè)裝配車間，兩個(gè)生產(chǎn)車間分別生產(chǎn)A、B兩種零

件，裝配車間的任務(wù)是把A、B兩種零件組裝成產(chǎn)品。兩個(gè)生產(chǎn)車間每生產(chǎn)一個(gè)零件后都要分別把它們送到裝配車間的貨架F1、F2上，F(xiàn)1存放零件A，F(xiàn)2存放零件B，F(xiàn)1和F2的容量均為可以存放10個(gè)零件。裝配工人每次從貨架上取一個(gè)A零件和一個(gè)B零件組裝成產(chǎn)品。請(qǐng)用PV操作正確管理。

39.哲學(xué)家甲請(qǐng)哲學(xué)家乙、丙和丁到某處探討問(wèn)題，約定全體到齊后開始探討，在

探討的間隙四位哲學(xué)家進(jìn)餐，每人進(jìn)餐都需使用刀、叉各一把，餐桌的布置如圖，請(qǐng)用信號(hào)量及P、V操作說(shuō)明這四位哲學(xué)家的同步、互斥過(guò)程。

丁

叉2刀1①.b丙甲b?刀2叉1

乙

40.在一間酒吧有三個(gè)音樂(lè)愛好者隊(duì)列，第一隊(duì)的愛好者只有隨身聽，其次隊(duì)只有

音樂(lè)磁帶，第三隊(duì)只有電池。而要聽音樂(lè)就必需三種物品齊全。酒吧老板一次出售這三種物品中的任意兩種。當(dāng)一名音樂(lè)愛好者得到這三種物品并聽完一首樂(lè)曲后，酒吧老板才能再一次出售這三種物品中的任意兩種。全部買賣就這樣進(jìn)行下去。試用PV操作正確解決這一買賣。

41.某數(shù)據(jù)庫(kù)有一個(gè)寫進(jìn)程，N個(gè)讀進(jìn)程，它們之間讀寫操作的互斥要求是：

i.寫進(jìn)程正在寫該數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，不能有其他進(jìn)程讀該數(shù)據(jù)庫(kù)。ii.讀進(jìn)程之間不互斥，可以同時(shí)讀該數(shù)據(jù)庫(kù)。

iii.假使有若干進(jìn)程正在讀該數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)寫進(jìn)程正等待寫，則隨后欲讀的進(jìn)

程也不能讀該數(shù)據(jù)庫(kù)，需等待寫進(jìn)程先寫。

請(qǐng)用信號(hào)量及PV操作描述進(jìn)程互斥及工作過(guò)程。

42.若有10個(gè)同類資源供三個(gè)進(jìn)程共享，下表列出了這三個(gè)進(jìn)程目前已占資源和

最大需求量的狀況，現(xiàn)在這三個(gè)進(jìn)程P1，P2，P3又分別申請(qǐng)1個(gè)，2個(gè)，1個(gè)資源，請(qǐng)問(wèn)：

①能否先滿足進(jìn)程P2的要求？為什么？②如何為這三個(gè)進(jìn)程分派資源比較適合？

15

其次章進(jìn)程管理

進(jìn)程P1P2P3

已占資源數(shù)

332

最大需求數(shù)

783

43.假設(shè)在單道批處理系統(tǒng)的后備狀態(tài)中有四道作業(yè)，將依照“最高響應(yīng)比優(yōu)先法〞

調(diào)度運(yùn)行，試計(jì)算各時(shí)刻的響應(yīng)比，并完成下表的計(jì)算。（單位：小時(shí)）

作業(yè)提交時(shí)間運(yùn)行時(shí)間開始時(shí)刻完成時(shí)刻周轉(zhuǎn)時(shí)間12348:008:509:009:5020.50.10.2平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=16

第三章存儲(chǔ)管理

第三章存儲(chǔ)管理

本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)

把握存儲(chǔ)管理的相關(guān)概念

把握操作系統(tǒng)的分區(qū)存儲(chǔ)管理方法熟悉分頁(yè)和分段存儲(chǔ)管理方法熟悉虛擬存儲(chǔ)管理方法

本章學(xué)習(xí)難點(diǎn)

分頁(yè)與分段地址映射虛擬存儲(chǔ)管理

44.判斷改錯(cuò)題（正確的打√，錯(cuò)誤的打×并改正。）

45.進(jìn)行程序的相對(duì)地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，就是地址重定位。（）46.在分頁(yè)管理中所產(chǎn)生的內(nèi)存碎片，最多小于幀的大小。（）

47.段頁(yè)式存儲(chǔ)管理是通過(guò)請(qǐng)求調(diào)入和替換功能，對(duì)內(nèi)外存進(jìn)行統(tǒng)一管理，為用戶

提供了比實(shí)際內(nèi)存容量大得多的物理存儲(chǔ)空間。（）

48.請(qǐng)求頁(yè)式存貯管理中，若一個(gè)作業(yè)要求的全部存貯需求不能滿足，該作業(yè)只能

等待。()

49.碎片的總?cè)萘考偈钩^(guò)某個(gè)作業(yè)申請(qǐng)的容量，就可以將其分派給該作業(yè)。

（）

50.最正確適應(yīng)法將能滿足作業(yè)需求量的最小空閑區(qū)分派給作業(yè)。()

51.相對(duì)于簡(jiǎn)單分頁(yè)管理來(lái)說(shuō)，請(qǐng)求頁(yè)式管理是“用時(shí)間換取了空間〞，這是該種

管理方式的一個(gè)缺點(diǎn)。（）

52.段式管理便于處理動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，便于動(dòng)態(tài)鏈接，便于分段共享。（）53.請(qǐng)求分頁(yè)管理過(guò)程中，作業(yè)地址空間同樣受到內(nèi)存容量大小的限制。（）54.分區(qū)管理取消了存儲(chǔ)分派連續(xù)性要求，使一個(gè)作業(yè)的地址空間在內(nèi)存中可以是

若干個(gè)不一定連續(xù)的區(qū)域。（）

55.靜態(tài)分派是指在目標(biāo)程序運(yùn)行之前完成的存儲(chǔ)分派。例如分區(qū)管理和分頁(yè)管

理。（）

56.分頁(yè)管理中，作業(yè)地址空間是一維的，頁(yè)的長(zhǎng)度是等長(zhǎng)的。（）

57.填空題

58.源程序經(jīng)過(guò)產(chǎn)生相對(duì)目標(biāo)程序，運(yùn)行時(shí)，必需經(jīng)過(guò)將相對(duì)

目標(biāo)程序裝入內(nèi)存，并實(shí)現(xiàn)相對(duì)地址到的轉(zhuǎn)換。

59.分頁(yè)管理的主要任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)到的內(nèi)存地址映像。

60.固定式和可變式分區(qū)的存儲(chǔ)管理中，尋覓空閑區(qū)一般采用：、和

等分派算法。

61.分頁(yè)管理中，每存取一個(gè)數(shù)據(jù)，要訪問(wèn)兩次內(nèi)存，第一次訪問(wèn)內(nèi)存中

的，得到數(shù)據(jù)的。其次次根據(jù)所得內(nèi)容，從內(nèi)存中取

17

第三章存儲(chǔ)管理

出。

62.在分段管理中，系統(tǒng)為每個(gè)運(yùn)行的作業(yè)建立一個(gè)，其內(nèi)容主要

包括、、和狀態(tài)標(biāo)志。

63.內(nèi)存擴(kuò)展的概念有兩種，一種是在物理上進(jìn)行擴(kuò)展，為系統(tǒng)增配更多的存儲(chǔ)芯

片，以擴(kuò)大；另一種是利用目前機(jī)器中實(shí)際內(nèi)存空間，借助軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存擴(kuò)展，稱為，主要技術(shù)有和兩種。

64.當(dāng)程序經(jīng)過(guò)以后，形成了一種由機(jī)器指令組成的集合，被稱

為。它的指令順序都是以0作為一個(gè)參考地址，這種地址被稱為，地址的集合被稱為。

65.在虛擬段式存儲(chǔ)管理中，若規(guī)律地址的段內(nèi)地址大于段表中該段的段長(zhǎng)，則發(fā)

生。

66.在分段管理的地址變換過(guò)程中，若執(zhí)行某條指令，首先要找到該作業(yè)段表

的，然后根據(jù)規(guī)律地址中的段號(hào)去查找，得到該段的，其值與段內(nèi)位移量，得到。

67.簡(jiǎn)答題

68.簡(jiǎn)述存儲(chǔ)管理主要解決的問(wèn)題。答：

69.簡(jiǎn)述可變式分區(qū)管理的分派策略。答：

70.為什么要重定位？何謂靜態(tài)重定位和動(dòng)態(tài)重定位？答：

18

第三章存儲(chǔ)管理

71.各種存儲(chǔ)管理方式對(duì)作業(yè)地址空間連續(xù)性有何要求？答：

72.頁(yè)和段有什么不同？答：

73.常用的頁(yè)面調(diào)度算法有哪幾種？答：

74.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，頁(yè)表包含的內(nèi)容有哪些？分別有何作用？答：

75.虛擬存儲(chǔ)也是一種內(nèi)存擴(kuò)展技術(shù)，它與覆蓋、交換技術(shù)技術(shù)有何不同？答：

19

第三章存儲(chǔ)管理

76.簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的特征。答：

77.請(qǐng)求頁(yè)式管理常用的替換策略有哪些？答：

78.簡(jiǎn)述段頁(yè)式管理方式的優(yōu)點(diǎn)。答：

79.應(yīng)用題

80.已知主存容量為512KB，假定操作系統(tǒng)代碼占低地址部分的64KB，存儲(chǔ)分派時(shí)

從空閑區(qū)的高址處分割一塊作為分派區(qū)?，F(xiàn)有作業(yè)序列：作業(yè)1要求100KB，作業(yè)2要求56KB，作業(yè)3要求80KB，作業(yè)1完成，作業(yè)2完成，作業(yè)4要求100KB，作業(yè)5要求60KB，試畫出作業(yè)1、2完成后內(nèi)存的分布狀況，并按首次適應(yīng)法和最正確適應(yīng)法分別畫出此時(shí)空閑隊(duì)列及作業(yè)4、5進(jìn)入系統(tǒng)后的內(nèi)存分布。（注意說(shuō)明各部分的大小和起始位置）答：

20

附錄一自測(cè)題

(2)簡(jiǎn)單比較一下各種I/O控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。

I/O控制方式有四種，即程序直接控制方式、中斷控制方式、DMA方式和通道控制方式。它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)表達(dá)如下：

192.程序直接控制方式。優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，不需要好多硬件支持。但CPU和外設(shè)

之間只能串行工作，且CPU的大部分時(shí)間處于循環(huán)測(cè)試狀態(tài)，這使得CPU的利用率大大降低；CPU在一段時(shí)間內(nèi)只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)信息，從而不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的并行工作；由于程序直接控制方式依靠測(cè)試設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志來(lái)控制數(shù)據(jù)傳送，因此無(wú)法發(fā)現(xiàn)和處理因設(shè)備或其它硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤。所以，程序直接控制方式只適用于那些CPU執(zhí)行速度較慢且外設(shè)較少的系統(tǒng)。

193.中斷控制方式。優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備間的并行操作，CPU

的利用率較程序直接控制方式大大提高。但I(xiàn)/O控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄放器尋常較小，且數(shù)據(jù)緩沖寄放器裝滿數(shù)據(jù)后將會(huì)發(fā)出中斷，因此一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中中斷次數(shù)較多，耗去了大量CPU時(shí)間；假使系統(tǒng)中配置的外設(shè)數(shù)目較多，且都以中斷方式進(jìn)行控制，則將耗去大量CPU時(shí)間或因CPU來(lái)不及處理而造成數(shù)據(jù)丟失。

194.DMA方式。與中斷方式相比，DMA方式的優(yōu)點(diǎn)是在一批數(shù)據(jù)傳送完成后中斷

CPU，從而大大減少了CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)，并且DMA方式下的數(shù)據(jù)傳送是在DMA控制器控制下完成的，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中無(wú)需CPU干預(yù)。但DMA方式仍有一定的局限，如對(duì)外設(shè)的管理和某些操作仍由CPU控制，且多個(gè)DMA控制器的使用也不經(jīng)濟(jì)。

195.通道控制方式。通道是一個(gè)專管輸入/輸出控制的處理機(jī)。在通道控制方式下，

CPU只需發(fā)出I/O指令，通道就能完成相應(yīng)的I/O操作，并在操作終止時(shí)向CPU發(fā)出中斷信號(hào)。由此可見，CPU僅在I/O操作開始和終止時(shí)花極短的時(shí)間處理與I/O操作有關(guān)的事宜，其余時(shí)間都與通道并行工作，此外一個(gè)通道還能控制多臺(tái)外設(shè)。但是，通道價(jià)格較高，從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)不宜過(guò)多使用。

(3)為什么要引入緩沖技術(shù)，其基本實(shí)現(xiàn)思想是什么？

緩沖技術(shù)是用來(lái)在兩種不同速度的設(shè)備之間傳輸信息時(shí)平滑傳輸過(guò)程的常用手段。在操作系統(tǒng)的設(shè)備管理中，引入緩沖技術(shù)的主要原因可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。

196.緩解CPU和I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾。197.減少對(duì)CPU的中斷頻率。

198.提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性。

緩沖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)思想是在CPU和外設(shè)之間設(shè)立緩沖，用以暫存CPU和外設(shè)之間交換的數(shù)據(jù)，從而緩和CPU與外設(shè)速度不匹配所產(chǎn)生的矛盾。緩沖的實(shí)現(xiàn)方法有兩種：一種實(shí)現(xiàn)方法是采用硬件緩沖器，但由于這種方法成本太高，除一些關(guān)鍵部位外，一般狀況下不采用硬件緩沖器；另一種實(shí)現(xiàn)方法是在內(nèi)存劃出一塊存儲(chǔ)區(qū)，專門用來(lái)臨時(shí)存放輸入/輸出數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)域稱為緩沖區(qū)。

(4)什么是SPOOLing系統(tǒng)，如何利用SPOOLing系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的虛擬分派？

SPOOLing是外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作，又稱為假脫機(jī)輸入/輸出操作。SPOOLing技

46

附錄一自測(cè)題

術(shù)可將一臺(tái)物理I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)規(guī)律I/O設(shè)備，從而允大量個(gè)用戶共享一臺(tái)物理I/O設(shè)備。

SPOOLing技術(shù)是對(duì)脫機(jī)輸入、輸出系統(tǒng)的模擬，因此，它必需建立在具有多道程序功能的操作系統(tǒng)上，而且還應(yīng)當(dāng)有高速隨機(jī)外存的支持，這尋常是采用磁盤存儲(chǔ)技術(shù)。SPOOLing系統(tǒng)尋常由以下3部分組成：

199.輸入和輸出井：這是在磁盤上開拓的兩個(gè)大存儲(chǔ)空間。輸入井是模擬脫機(jī)輸入

時(shí)的磁盤設(shè)備，用于暫存I/O設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)；輸出井是模擬脫機(jī)輸出的磁盤，用于暫存用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。

200.輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：為了緩和CPU和磁盤之間速度不匹配的矛盾，在

內(nèi)存中開拓兩個(gè)緩沖區(qū)：輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井；輸出緩沖區(qū)則用于暫存從輸出井送來(lái)的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設(shè)備。

201.輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程：SPOOLing利用兩個(gè)進(jìn)程來(lái)模擬脫機(jī)I/O時(shí)的外圍控制

機(jī)。其中，輸入進(jìn)程模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)，將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)通過(guò)輸入緩沖區(qū)再送到輸入井，當(dāng)CPU需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，直接從輸入井中讀到內(nèi)存；輸出進(jìn)程模擬脫機(jī)輸出時(shí)的外圍控制機(jī)，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時(shí)，再將輸出井中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。

(5)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？

設(shè)備獨(dú)立性又稱為設(shè)備無(wú)關(guān)性。它指的是應(yīng)用程序在使用設(shè)備進(jìn)行I/O時(shí)，使用的是規(guī)律設(shè)備，而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)使用的是物理設(shè)備，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)規(guī)律設(shè)備與物理設(shè)備的映射。引入設(shè)備獨(dú)立性可以使設(shè)備的分派具有極大的靈活性，并易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向。

系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程設(shè)置一張規(guī)律設(shè)備表LUT。當(dāng)某進(jìn)程用規(guī)律名來(lái)請(qǐng)求設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)查閱系統(tǒng)設(shè)備表SDT，為它分派相應(yīng)的可用物理設(shè)備。系統(tǒng)將這種用戶規(guī)律設(shè)備與系統(tǒng)物理設(shè)備的映射建立在該用戶的LUT中，并將該物理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序入口地址填入LUT中。以后，該進(jìn)程利用規(guī)律設(shè)備名請(qǐng)求I/O操作時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)查找LUT即可找到物理設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)程序。

(6)設(shè)備分派中會(huì)出現(xiàn)死鎖嗎，為什么？

設(shè)備分派中會(huì)出現(xiàn)死鎖。由于在擔(dān)憂全分派方式中，進(jìn)程在發(fā)出I/O請(qǐng)求后仍繼續(xù)運(yùn)行，需要時(shí)則可以發(fā)出其次個(gè)、第三個(gè)I/O請(qǐng)求等。僅當(dāng)進(jìn)程所請(qǐng)求的設(shè)備已被另一個(gè)進(jìn)程占用時(shí)，請(qǐng)求進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。這種分派方式的優(yōu)點(diǎn)是，一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)使用多個(gè)設(shè)備，使進(jìn)程推進(jìn)迅速。其缺點(diǎn)是分派擔(dān)憂全，由于它可能具備“請(qǐng)求和保持〞條件，從而可能造成死鎖。因此，在設(shè)備分派時(shí)，還應(yīng)對(duì)本次的設(shè)備分派是否會(huì)發(fā)生死鎖進(jìn)行安全性檢查，僅當(dāng)分派是安全的狀況下才可以進(jìn)行設(shè)備分派。

(7)在某個(gè)系統(tǒng)的某個(gè)運(yùn)行時(shí)刻，有如下表示的磁盤訪問(wèn)的請(qǐng)求序列，假設(shè)磁頭當(dāng)前在15柱面，磁臂方向?yàn)閺男〉酱蟆?/p>

47

附錄一自測(cè)題

15、20、9、16、24、13、29

請(qǐng)給出最短查找時(shí)間優(yōu)先算法和電梯調(diào)度算法的柱面移動(dòng)數(shù)，并分析為何尋常狀況下，操作系統(tǒng)并不采用效率更高的最短查找時(shí)間優(yōu)先算法。

202.依照最短查找時(shí)間優(yōu)先算法，柱面的訪問(wèn)次序是：15、16、13、9、20、24、29

令磁臂移動(dòng)方向從小到大為正向，從大到小的方向?yàn)榉聪颍敲?，最短查找時(shí)間優(yōu)先算法的柱面移動(dòng)次數(shù)為：1+|-3|+|-4|+11+4+5=28。

203.依照電梯調(diào)度算法，柱面的訪問(wèn)次序是：15、16、20、24、29、13、9

電梯調(diào)度算法的柱面移動(dòng)數(shù)為：1+4+4+5+|-16|+|-4|=34。

其中，最短查找時(shí)間優(yōu)先算法比電梯調(diào)度算法的柱面移動(dòng)數(shù)少6。因此說(shuō)前者的效率更高一些。但是，由于磁頭在訪問(wèn)操作中，可能不斷有新的柱面請(qǐng)求參與，使磁頭忙于應(yīng)付一些距離較近的柱面請(qǐng)求，冷落了對(duì)遠(yuǎn)距離柱面的響應(yīng)。長(zhǎng)此以往，將可能造成某些遠(yuǎn)距離柱面處于“饑餓〞狀態(tài)。這就是尋常狀況下操作系統(tǒng)并不采用最短查找時(shí)間優(yōu)先算法的原因。

(8)為什么要引入磁盤高速緩存？什么是磁盤高速緩存？

磁盤的I/O速度遠(yuǎn)低于內(nèi)存的訪問(wèn)速度，尋常要低4~6個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，磁盤的I/O已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能瓶頸。為了提高磁盤I/O的速度，其中最主要的技術(shù)便是采用磁盤高速緩存。

磁盤高速緩存并非尋常意義下的內(nèi)存和CPU之間增設(shè)的一個(gè)小容量高速存儲(chǔ)器，而是指利用內(nèi)存中的存儲(chǔ)空間來(lái)暫存從磁盤中讀出的一系列盤塊中的信息。因此，這里的高速緩存是一組在規(guī)律上屬于磁盤，而物理上駐留在內(nèi)存中的盤塊。高速緩存在內(nèi)存中可分成兩種形式。第一種是在內(nèi)存中開拓一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)空間來(lái)作為磁盤高速緩存，其大小是固定的，不會(huì)受應(yīng)用程序多少的影響；其次種是把所有未利用的內(nèi)存空間變?yōu)橐粋€(gè)緩沖池，供請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)和磁盤I/O共享。

a)第5章文件管理

(1)什么是文件，它包含哪些內(nèi)容及特點(diǎn)？

文件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中信息存放的一種組織形式，是在規(guī)律上具有完整意義的信息集合，并且有一個(gè)名字以供標(biāo)識(shí)。

文件包含的內(nèi)容有：源程序、二進(jìn)制代碼、文本文件、數(shù)據(jù)、表格、聲音和圖像等。文件的特點(diǎn)如下：

204.文件具有保存性。它被存儲(chǔ)在某種存儲(chǔ)介質(zhì)上，長(zhǎng)期保存和屢屢使用。

205.文件是按名存取的。每個(gè)文件具有唯一的標(biāo)識(shí)名，通過(guò)標(biāo)識(shí)名(文件名)來(lái)存取

文件中的信息，而不需了解文件在存儲(chǔ)介質(zhì)上的具體物理位置。

206.文件的內(nèi)容是一組信息的集合。信息可以是源程序、二進(jìn)制代碼、文本文件、

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附錄一自測(cè)題

數(shù)據(jù)、表格、聲音和圖像等。

(2)文件系統(tǒng)要解決哪些問(wèn)題？

文件系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高存儲(chǔ)空間的利用率，它要解決的主要問(wèn)題有：完成文件存儲(chǔ)空間的管理，實(shí)現(xiàn)文件名到物理地址的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)文件和目錄的操作，提供文件共享能力和安全措施，提供友好的用戶接口。文件系統(tǒng)向用戶提供了有關(guān)文件和目錄操作的各種功能接口和系統(tǒng)調(diào)用，如命令接口、程序接口和交互接口等。

(3)什么是規(guī)律文件？什么是物理文件？

規(guī)律文件時(shí)從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所觀測(cè)到的文件組織形式，是用戶可以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)。

物理文件是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式。它與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。

(4)文件的物理組織方式有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

文件的物理組織方式有連續(xù)文件結(jié)構(gòu)、鏈接文件結(jié)構(gòu)和隨機(jī)文件結(jié)構(gòu)。

207.連續(xù)文件結(jié)構(gòu)是由一組分派在磁盤連續(xù)區(qū)域的物理塊組成的。文件中的每一個(gè)

記錄有一個(gè)序號(hào)，序號(hào)為i+1的記錄，其物理位置一定緊跟在i號(hào)記錄之后。208.鏈接文件結(jié)構(gòu)是按順序由串聯(lián)的塊組成的，即文件的信息按存儲(chǔ)介質(zhì)的物理特

性存于若干塊中，一塊中可包含一個(gè)規(guī)律記錄或多個(gè)規(guī)律記錄，或者一個(gè)規(guī)律記錄占有多個(gè)物理塊。每個(gè)物理塊的最末一個(gè)字(或第一個(gè)字)作為鏈接字，它指向后繼塊的物理地址。文件的最終一塊的鏈接字為終止標(biāo)記(例如“?〞)，它表示文件至本塊終止。

209.隨機(jī)文件結(jié)