蘇州科技大學(xué)-操作系統(tǒng)復(fù)習(xí)JU-JI自整

考試題型選擇題 40分 20題名詞解釋題 20分 5題4分簡答題 30分 5題6分分析題 10分 1題2021-7-5真題名詞解釋操作系統(tǒng)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，合理的對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。死鎖多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。臨界資源將一次僅允許一個進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。文件文件是由創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)元素的集合。虛擬盤解答進(jìn)程調(diào)度計(jì)算題缺頁置換計(jì)算題分頁存儲管理是什么，地址轉(zhuǎn)換圖分頁式存儲管理是將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小區(qū)域，稱為“頁”或“頁面”。相應(yīng)的，也將內(nèi)存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和塊的大小相同。這樣可將用戶程序的任一頁放入任一物理塊中，實(shí)現(xiàn)了離散分配。實(shí)現(xiàn)分頁式存儲管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：頁表。利用地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)變換，通過頁表來實(shí)現(xiàn)從頁號到物理塊號的變換，將邏輯地址中的頁號轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號。文件主要操作1、文件存儲空間的管理2、目錄管理3、文件的讀、寫管理和存取控制設(shè)備管理器功能1、緩沖管理2、設(shè)備分配3、設(shè)備處理4、設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備分析題什么是SPOOLing系統(tǒng)，打印機(jī)后臺進(jìn)行打印時，SPOOLing提供了哪些功能？通過SPOOLing技術(shù)便可將一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯I/O設(shè)備，同樣允許多個用戶共享一臺物理I/O設(shè)備。在實(shí)現(xiàn)后臺打印時，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請求I/O的進(jìn)程提供以下服務(wù)：（1）由輸出進(jìn)程在輸出井中申請一空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；（2）輸出進(jìn)程為用戶進(jìn)程申請空白用戶打印表，填入打印要求，將該表掛到請求打印隊(duì)列。（3）一旦打印機(jī)空閑，輸出進(jìn)程便從請求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請求打印表，根據(jù)表中要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機(jī)進(jìn)行打印。

考試知識點(diǎn)整理操作系統(tǒng)引論操作系統(tǒng)的定義操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。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，合理地對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。操作系統(tǒng)的目標(biāo)有效性(提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量)、方便性、可擴(kuò)充性、開放性。系統(tǒng)調(diào)用用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的相關(guān)功能。操作系統(tǒng)的作用OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口;

用戶可以通過三種方式使用計(jì)算機(jī)(命令方式;系統(tǒng)調(diào)用方式;圖標(biāo)-窗口方式)OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者;OS實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)資源的抽象OS的發(fā)展過程無操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)→單道批處理系統(tǒng)→多道批處理系統(tǒng)→分時系統(tǒng)→實(shí)時系統(tǒng)→微機(jī)操作系統(tǒng)多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實(shí)時系統(tǒng)的特點(diǎn)單道批處理系統(tǒng)自動性順序性單道性多道批處理系統(tǒng)特點(diǎn)多道宏觀上并行微觀上串行。分時操作系統(tǒng)特點(diǎn)同時性(多路性)交互性獨(dú)立性及時性。實(shí)時操作系統(tǒng)特點(diǎn)及時性可靠性。操作系統(tǒng)的基本特征(4)并發(fā)性：兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生共享性：系統(tǒng)中資源可供內(nèi)存中多個并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程(線程)共同使用互斥共享方式：一段時間只允許一個進(jìn)程訪問該資源(打印機(jī))同時訪問方式：允許若干個用戶同時訪問該文件(磁盤設(shè)備)虛擬性：通過某種技術(shù)把一個物理實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應(yīng)物。時分復(fù)用技術(shù)(處理器的分時共享)空分復(fù)用技術(shù)(虛擬存儲器)異步性：進(jìn)程以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，多道程序設(shè)計(jì)固有的特點(diǎn)。OS的主要功能(5)處理機(jī)管理(進(jìn)程管理)功能；存儲器管理功能；設(shè)備管理功能；文件管理功能；操作系統(tǒng)與用戶之間的接口。

進(jìn)程管理進(jìn)程的定義進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行。進(jìn)程是一個程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時所發(fā)生的活動。進(jìn)程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上運(yùn)行的過程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨(dú)立單位。進(jìn)程與線程的基本概念進(jìn)程是為了使多個程序能并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。線程是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的空間開銷，使OS具有更好的并發(fā)性。進(jìn)程和線程的區(qū)別調(diào)度：線程作為調(diào)度和分派的基本單位；進(jìn)程作為資源擁有的基本單位。并發(fā)性：進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，進(jìn)程中的諸線程之間也可并發(fā)執(zhí)行。擁有資源：進(jìn)程擁有資源，線程無資源，但可以訪問所屬進(jìn)程的資源。系統(tǒng)開銷：創(chuàng)建和撤銷進(jìn)程的代價比創(chuàng)建和撤銷線程的代價大的多。進(jìn)程的特征結(jié)構(gòu)特征：由程序段、相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)和PCB三部分構(gòu)成了進(jìn)程實(shí)體。動態(tài)性：指從創(chuàng)建、調(diào)度執(zhí)行到撤銷的過程是動態(tài)的。并發(fā)性：是指多個進(jìn)程實(shí)體同存于內(nèi)存中。獨(dú)立性：因?yàn)橛蠵CB，可以獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立分配資源、獨(dú)立接受調(diào)度等功能。異步性：各進(jìn)程按各自獨(dú)立、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。進(jìn)程的三種基本狀態(tài)就緒狀態(tài)：除CPU外，已占有其他必要的資源的進(jìn)程。執(zhí)行狀態(tài)：指進(jìn)程已獲得CPU，其程序正在執(zhí)行的狀態(tài)。阻塞狀態(tài)：因事故是正在執(zhí)行的進(jìn)程停止，并讓出CPU。引入掛起狀態(tài)后的進(jìn)程進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因？舉例進(jìn)程在運(yùn)行過程中會經(jīng)常發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。例如，處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，在調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚頇C(jī)之后便可執(zhí)行，相應(yīng)地，其狀態(tài)就由就緒態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行態(tài)；正在執(zhí)行的進(jìn)程如果因分配給它的時間片已完而被剝奪處理機(jī)暫停執(zhí)行時，其狀態(tài)就由執(zhí)行轉(zhuǎn)為就緒；如果因發(fā)生某事件，致使當(dāng)前進(jìn)程的執(zhí)行受阻，使之無法繼續(xù)執(zhí)行，則該進(jìn)程狀態(tài)將由執(zhí)行轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞?。引起進(jìn)程掛起狀態(tài)的原因終端用戶的請求；父進(jìn)程請求；負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要；操作系統(tǒng)的需要。進(jìn)程同步機(jī)制進(jìn)程同步機(jī)制的主要任務(wù)，是對多個相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，使并發(fā)執(zhí)行的諸進(jìn)程之間能按照一定的規(guī)則共享系統(tǒng)資源，并能很好的相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。原語是由若干條機(jī)器指令所構(gòu)成，用以完成特定功能的一段程序。，它的特點(diǎn)是執(zhí)行時不可中斷。信號量機(jī)制信號量機(jī)制是一種卓有成效的進(jìn)程同步工具。整型信號量記錄型信號量AND型信號量信號量集經(jīng)典的進(jìn)程同步問題生產(chǎn)者消費(fèi)者問題哲學(xué)家進(jìn)餐問題讀者-寫者問題進(jìn)程通信的類型共享存儲器系統(tǒng)；基于共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信方式基于共享存儲區(qū)的通信方式管道通信系統(tǒng)；消息傳遞系統(tǒng)；直接通信方式間接通信方式客戶機(jī)-服務(wù)器系統(tǒng)。前趨圖是用來描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系的。進(jìn)程控制塊：是為使多個程序能并發(fā)執(zhí)行而為每個程序所配置的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。

處理機(jī)調(diào)度與死鎖批量型作業(yè)如何獲得處理機(jī)？批量型作業(yè)通常需要經(jīng)歷作業(yè)調(diào)度(高級調(diào)度或長程調(diào)度)和進(jìn)程調(diào)度(低級調(diào)度和短程調(diào)度)兩個過程后方能獲得處理機(jī)。處理機(jī)調(diào)度層次高級調(diào)度(作業(yè)調(diào)度)：把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。中級調(diào)度(內(nèi)存調(diào)度)：內(nèi)存中不能有太多的進(jìn)程，把進(jìn)程從內(nèi)存移到外存，當(dāng)內(nèi)存有足夠空間時，再將合適的進(jìn)程換入內(nèi)存，等待進(jìn)程調(diào)度。目的是提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。低級調(diào)度(進(jìn)程調(diào)度|短程調(diào)度)：它決定就緒隊(duì)列中的哪個進(jìn)程將獲得處理機(jī)，然后由分派程序執(zhí)行把處理機(jī)分配給該進(jìn)程的操作。對象是進(jìn)程。功能是：保存處理機(jī)現(xiàn)場信息(PCB)；按某種算法選取進(jìn)程；把處理器分配給進(jìn)程。方式分為非搶占方式和搶占方式。常見的幾種調(diào)度算法先來先服務(wù)算法FCFS：先來的先服務(wù)短作業(yè)優(yōu)先算法SJF：找服務(wù)時間最短的，從短到長時間片輪轉(zhuǎn)算法：按來到時間(到達(dá)時間加服務(wù)完后再排隊(duì)時間)排隊(duì)執(zhí)行優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法：非搶占式、搶占式。優(yōu)先權(quán)：靜態(tài)、動態(tài)。死鎖、活鎖概念死鎖：多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局?；铈i：多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因相互謙讓而造成的一種僵局。產(chǎn)生死鎖的原因競爭資源進(jìn)程間推進(jìn)順序非法產(chǎn)生死鎖的必要條件互斥條件：臨界資源的互斥訪問；請求和保持條件：占著自己的資源不放，又去請求別人的；不可搶占條件：進(jìn)程沒有完成則不是放占有的資源；循環(huán)等待條件：發(fā)生死鎖指必然存在一個資源環(huán)形鏈。處理死鎖的基本方法預(yù)防死鎖避免死鎖檢測死鎖解除死鎖銀行家算法(避免死鎖)先看是否超過還需要的資源數(shù)量，再看是否超過系統(tǒng)還有的資源數(shù)量，都滿足嘗試分配給該進(jìn)程，找安全序列即它運(yùn)行完后的資源能不能有一個順序讓其他進(jìn)程都能順利運(yùn)行結(jié)束。安全序列安全序列：是指系統(tǒng)能夠找到一個進(jìn)程序列(P1、P2……Pn)，來為每個進(jìn)程Pi分配所需資源，直到滿足每個進(jìn)程的最大需求，使每個進(jìn)程能夠順利完成，則P1、P2……Pn即為安全狀態(tài)。資源分配圖(檢測死鎖)用資源分配圖對死鎖進(jìn)行檢測，消去途中的所有邊，若節(jié)點(diǎn)為孤立節(jié)點(diǎn)，則為可完全簡化。死鎖的解除剝奪資源：從其他進(jìn)程剝奪足夠數(shù)量的資源給死鎖進(jìn)程，以解除死鎖狀態(tài)；撤銷進(jìn)程：一種方法是夭折全部進(jìn)程；另一種方法是按某個順序逐個撤銷進(jìn)程，直到死鎖狀態(tài)被解除。臨界資源將一次僅允許一個進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。許多物理設(shè)備都屬于臨界資源，如打印機(jī)等。此外，還有許多變量、數(shù)據(jù)等可以被若干進(jìn)程共享，也屬于臨界資源。臨界區(qū)臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序代碼。

存儲器管理連續(xù)分配方式(一個用戶程序分配一個連續(xù)的內(nèi)存空間)單一連續(xù)分配：一個程序裝入其他程序就不允許被裝入。只是用于單用戶單任務(wù)的OS中。固定分區(qū)分配：把內(nèi)存分為若干個固定大小的區(qū)域，每個分區(qū)裝入一個作業(yè)，允許并發(fā)執(zhí)行。動態(tài)分區(qū)分配：根據(jù)實(shí)際需要，動態(tài)地為之分配內(nèi)存空間。動態(tài)重定位分區(qū)分配：通過重定位寄存器把相對地址轉(zhuǎn)化成物理地址，此轉(zhuǎn)化過程是在程序執(zhí)行期間，隨著每條指令或數(shù)據(jù)的訪問自動進(jìn)行的，故稱為動態(tài)重定位。分區(qū)分配算法首次適應(yīng)算法(以地址遞增次序訪問)循環(huán)首次適應(yīng)算法(從上一次分配處開始查找)最佳適應(yīng)算法(小內(nèi)存到大內(nèi)存依次查找)最壞適應(yīng)算法(每次分配從大內(nèi)存開始割讓)快速適應(yīng)算法(對空閑分區(qū)進(jìn)行分類，并建立索引表，選最適合的控件分配給請求的進(jìn)程)重定位：作業(yè)的地址空間與存儲空間不一致時，所進(jìn)行的地址調(diào)整以便作業(yè)能夠執(zhí)行的過程稱為重定位。內(nèi)存碎片：指內(nèi)存中很多容量太小，無法被利用的空閑塊。對換：把暫時不運(yùn)行的程序調(diào)到外存，需要時再調(diào)到內(nèi)存。

有整體對換和頁面對換兩種類型。地址變換機(jī)制地址變換機(jī)制：將用戶地址空間中的邏輯地址變換為內(nèi)存空間中的物理地址。分頁式存儲管理在該方式中，將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小的區(qū)域，稱為“頁”。相應(yīng)地，也將內(nèi)存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和塊的大小相同，這樣可將用戶程序的任一頁放任一物理塊中，實(shí)現(xiàn)了離散分配。組成：頁、塊、頁表，頁的大小，頁號、頁內(nèi)地址、物理塊號。分段式存儲管理在該方式中，將用戶程序的地址空間分為若干個大小不同的段，每段可定義一組相對完整的信息。在存儲器分配時，以段為單位，這些段在內(nèi)存中可以不相鄰接，同樣實(shí)現(xiàn)了離散分配。(段表用于實(shí)現(xiàn)從邏輯段到物理內(nèi)存區(qū)的映射)組成：段、段表，段的大小，段號、段內(nèi)地址。引入分段存儲管理方式的目的主是為了滿足用戶在編程和使用上多方面的要求。段頁式存儲管理分段和分頁相結(jié)合，先將用戶程序分成若干個段，再把每個段分成若干個頁，并為每個段賦予一個段名。其地址結(jié)構(gòu)由段號、段內(nèi)頁號和頁內(nèi)地址組成。分頁和分段的主要區(qū)別兩者都采用離散分配方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址變換；頁是物理單位，分頁是為了有效管理內(nèi)存；

段是邏輯單位，分段是為了維護(hù)信息完整性和獨(dú)立性；頁大小固定且由系統(tǒng)決定，段大小不固定且由用戶編寫程序決定；分頁作業(yè)地址空間是一維的，

分段作業(yè)地址空間是二維的。虛擬存儲器的基本概念所謂虛擬存儲器，是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和所決定。特征：離散性、多次性、對換性、虛擬性局部性原理局部性原理：早在1968年，Denning.P就曾指出：程序執(zhí)行時，除了少部分的轉(zhuǎn)移和過程調(diào)用指令外，在大多數(shù)情況下仍是順序執(zhí)行的。過程調(diào)用將會使程序的執(zhí)行軌跡由一部分區(qū)域轉(zhuǎn)至另一部分區(qū)域，但經(jīng)研究看出，過程調(diào)用的深度在大多數(shù)情況下都不超過5。程序中存在許多循環(huán)結(jié)構(gòu)，這些雖然只由少數(shù)指令構(gòu)成，但是它們將多次執(zhí)行。程序中還包括許多對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理，如對數(shù)組進(jìn)行操作，它們往往都局限于很小的范圍內(nèi)。局限性還表現(xiàn)在：時間局限性和空間局限性抖動剛被調(diào)出的頁面立即要用而裝入，而裝入后不久又被調(diào)出，如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁，這種現(xiàn)象稱為抖動。請求分頁存儲管理方式基本工作原理、調(diào)頁策略。缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別。請求分頁系統(tǒng)是建立在基本分頁基礎(chǔ)上，為了能支持虛擬存儲器功能而增加了請求調(diào)頁功能和頁面置換功能，每次調(diào)入調(diào)出基本單位都是長度固定的頁面。調(diào)頁策略：調(diào)入頁面的時機(jī)：預(yù)調(diào)頁策略、請求調(diào)頁策略確定從何處調(diào)入頁面頁面調(diào)入過程缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別：在指令執(zhí)行期間產(chǎn)生和處理中斷信號一條指令在執(zhí)行期間，可能產(chǎn)生多次缺頁中斷

請求分頁式存儲管理中的頁面置換算法最佳置換算法(OPT)先進(jìn)先出置換算法(FIFO)最近最久未使用置換算法(LRU)Clock置換算法例：設(shè)有8頁的邏輯地址空間，每頁有1024字節(jié)，它們限制到32塊的物理存儲區(qū)中，試問：邏輯地址應(yīng)占多少位？物理地址就占多少位？解：因?yàn)轫撁鏀?shù)為8=23，故需要3位二進(jìn)制數(shù)表示。每頁有1024個字節(jié)，1024=210，于是頁內(nèi)地址需要10位二進(jìn)制數(shù)表示。32個物理塊，需要5位二進(jìn)制數(shù)表示(32=25)。(1)頁的邏輯地址由頁號和頁內(nèi)地址組成，所以需要3+10=13位二進(jìn)制數(shù)表示。(2)頁的物理地址由塊號和頁內(nèi)地址的拼接，所以需要5+10=15位二進(jìn)制數(shù)表示。

設(shè)備管理I/O系統(tǒng)I/O系統(tǒng)是用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、輸出及數(shù)據(jù)存儲的系統(tǒng)。I/O設(shè)備類型按使用特性分類存儲設(shè)備I/O設(shè)備按傳輸速率分類低速設(shè)備中速設(shè)備高速設(shè)備按信息交換的單位分類塊設(shè)備字符設(shè)備按共享屬性分類獨(dú)占設(shè)備共享設(shè)備 虛擬設(shè)備設(shè)備與控制器之間的接口數(shù)據(jù)信號線：設(shè)備和設(shè)備控制器之間傳送數(shù)據(jù)信號；控制信號線：設(shè)備控制器向I/O設(shè)備發(fā)送控制信號的通路；狀態(tài)信號線：傳送指示設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)的信號。設(shè)備控制器設(shè)備控制器主要職責(zé)是控制一個或多個I/O設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)I/O設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。它是CPU和I/O設(shè)備的接口，通過接收CPU指令去控制I/O設(shè)備工作，從而減輕處理機(jī)的工作量。設(shè)備控制器控制字符設(shè)備控制器控制塊設(shè)備的控制器設(shè)備控制器的基本功能接收和識別命令數(shù)據(jù)交換標(biāo)識和報告設(shè)備的狀態(tài)地址識別(CPU通過地址控制設(shè)備)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)差錯控制饑餓：當(dāng)?shù)却龝r間給進(jìn)程推進(jìn)和響應(yīng)帶來明顯影響時,稱發(fā)生了進(jìn)程饑餓。I/O通道I/O通道是一種特殊的處理機(jī)，它具有執(zhí)行I/O指令的能力，可以控制I/O操作。I/O通道字節(jié)多路通道數(shù)組選擇通道數(shù)組多路通道如何解決“瓶頸”問題解決“瓶頸”問題的最有效的方法是增加設(shè)備到主機(jī)間的通路而不增加通道。I/O控制方式使用輪詢的可編程I/O方式使用中斷的可編程I/O方式直接存儲器訪問方式(DMA)I/O通道控制方式SPOOLing技術(shù)通過SPOOLing技術(shù)便可將一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯I/O設(shè)備，同樣允許多個用戶共享一臺物理I/O設(shè)備。SPOOLing系統(tǒng)的應(yīng)用：共享打印機(jī)實(shí)現(xiàn)的基本原理。SPOOLing系統(tǒng)的組成輸入井和輸入井輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程井管理程序SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn)提高了I/O的速度；將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備；實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。磁盤性能與調(diào)度磁盤性能：數(shù)據(jù)的組織、磁盤的類型和訪問時間(尋道時間、旋轉(zhuǎn)延遲時間、傳輸時間)磁盤調(diào)度的主要目標(biāo)：使磁盤的平均尋道時間最少。常用的磁盤調(diào)度算法先來先服務(wù)FCFS(適合進(jìn)程較少的場合)最短尋道時間優(yōu)先SSTF(要訪問的磁道與當(dāng)前磁頭所在磁道距離最近。會導(dǎo)致進(jìn)程“饑餓”現(xiàn)象)掃描算法SCAN(考慮訪問的磁道與當(dāng)前磁頭所在磁道距離最近和磁頭當(dāng)前移動的方向)循環(huán)掃描算法CSCAN(規(guī)定磁頭單向移動)NSPetpSCAN和FSCAN調(diào)度算法文件管理文件邏輯結(jié)構(gòu)的類型有結(jié)構(gòu)文件(由一個以上的記錄構(gòu)成的文件，又稱記錄式文件)

大量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比如數(shù)據(jù)庫是采用有結(jié)構(gòu)的文件形式無結(jié)構(gòu)文件(由字符流構(gòu)成的文件，又稱流式文件)

而大量的源代碼、可執(zhí)行文件、庫函數(shù)等采用無結(jié)構(gòu)文件。記錄式文件的長度定長記錄變長記錄按文件的組織方式分類順序文件索引文件索引順序文件順序文件的優(yōu)缺點(diǎn)適合進(jìn)行批量存?。淮嫒⌒适撬羞壿嬑募凶罡叩?；也只有順序文件才能存儲在磁帶上，并能有效的工作；不適合查找或修改單個記錄；增加或刪除一個記錄時比較困難。索引文件的缺點(diǎn)除了有主文件外，還須配置一張索引表，而且每個記錄都要有一個索引表，因此提高了存儲費(fèi)用。哈希文件是鍵值通過Hash函數(shù)指向目錄表，該表目的內(nèi)容指向記錄所在的物理塊。外存的組織方式連續(xù)組織方式鏈接組織方式FAT技術(shù)NTFS的文件組織方式索引組織方式連續(xù)分配的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)順序訪問容易順序訪問速度快缺點(diǎn)要求有連續(xù)的存儲空間必須實(shí)現(xiàn)知道文件的長度鏈接分配中的鏈接方式隱式鏈接顯式鏈接為新建文件分配存儲空間有哪些方式？為新建文件分配存儲空間的方式分為連續(xù)和離散的分配方式。前者具有較高的文件訪問速度，但可能產(chǎn)生較多的外存零頭。后者能有效的利用外存空間，但訪問速度較慢。無論哪種方式，存儲空間的基本分配單位都是磁盤塊而非字節(jié)。文件存儲空間(外存空間)管理的方法空閑表法和空閑鏈表位示圖法成組鏈接法空閑表法和空閑鏈表法都不適用于大型文件系統(tǒng)，可使用成組鏈接法。文件共享有向無循環(huán)圖符號鏈文件保護(hù)保護(hù)域訪問矩陣文件控制塊： 每個文件應(yīng)配置一個文件控制塊，用來保存文件名、存取控制信息、物理地址、其他有關(guān)控制信息及文件說明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

操作系統(tǒng)模擬試卷操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。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，合理的對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。臨界資源將一次僅允許一個進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。許多物理設(shè)備都屬于臨界資源，如打印機(jī)等。此外，還有許多變量、數(shù)據(jù)等可以被若干進(jìn)程共享，也屬于臨界資源。臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序代碼。設(shè)備獨(dú)立性設(shè)備獨(dú)立性指用戶設(shè)備獨(dú)立于所使用的具體物理設(shè)備。即在用戶程序中要執(zhí)行I/O操作時，只需用邏輯設(shè)備名提出I/O請求，而不必局限于某特定的物理設(shè)備。死鎖多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。FATFAT文件分配表，文件分配表是盤片內(nèi)部管理文件分配存儲單元的一種系統(tǒng)，它記錄著盤片的容量，文件存儲空間的分配情況，哪些扇區(qū)已被數(shù)據(jù)使用，哪些扇區(qū)沒有被數(shù)據(jù)占用，都會記錄在FAT表內(nèi)。引入掛起狀態(tài)后的進(jìn)程有哪幾種基本狀態(tài)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件是什么？畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。引入掛起狀態(tài)后的進(jìn)程有創(chuàng)建狀態(tài)、活動就緒狀態(tài)、靜止就緒狀態(tài)、活動阻塞狀態(tài)、靜止阻塞狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)一個新進(jìn)程產(chǎn)生時，該進(jìn)程處于創(chuàng)建狀態(tài)；在當(dāng)前系統(tǒng)的性能和內(nèi)存容量均允許的情況下，完成對進(jìn)程的必要操作后轉(zhuǎn)為活動就緒狀態(tài)；考慮到系統(tǒng)當(dāng)前資源狀況和性能的要求，不分配給新建進(jìn)程所需資源，主要是內(nèi)存，相應(yīng)的系統(tǒng)將進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)為靜止就緒狀態(tài)并將其安置在外存，不參與調(diào)度；當(dāng)一個進(jìn)程已完成或者出現(xiàn)了無法克服的錯誤此時進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換為終止?fàn)顟B(tài)。

四選一試用前趨圖描述4＊100M接力賽，用整型信號量描述該算法。beginS1,S2,S3;semaphore;S1=S2=S3=0;cobeginprocessP1begin跑100米；V(S1);endprocessP2beginP(S1)跑100米；V(S2);endprocessP3beginP(S2)跑100米；V(S3);endprocessP4beginP(S3)跑100米；V(S3);endcoendend

試?yán)糜涗浶托盘柫繉懗鲆粋€不會出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題的算法。intin=0,out=0;itembuffer[n];semaphoremutex=1,empty=n,full=0;voidproceducer(){do{produceanitemnextp;…wait(empty);wait(mutex);buffer[in]=nextp;in=(in+1)%n;signal(mutex);signal(full);}while(True);}voidconsumer(){do{wait(full);wait(mutex);nextc=buffer[out];out=(out+1)%n;signal(mutex);signal(empty);consumetheiteminnextc;…}while(True);}voidmain(){cobeginproceducer();……;consumer();coend)試用整型信號量，寫一個解決生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題的算法。

設(shè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有一個單緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理共享該緩沖區(qū)，試用整型信號量寫一個該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集進(jìn)程與數(shù)據(jù)處理進(jìn)程的同步算法。intse=1;intsf=0;main(){cobeginget();compute();coend}get(){while(采集工作未完成){采集一個數(shù)據(jù)；p(se);將數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)；v(sf);}}compute(){while(計(jì)算工作未完成){p(sf);從緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)；v(se);進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算；}}

何為分頁式存儲管理？實(shí)現(xiàn)分頁式存儲管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如何的？如何實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的變換？分頁式存儲管理是將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小區(qū)域，稱為“頁”或“頁面”。相應(yīng)的，也將內(nèi)存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和塊的大小相同。這樣可將用戶程序的任一頁放入任一物理塊中，實(shí)現(xiàn)了離散分配。實(shí)現(xiàn)分頁式存儲管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：頁表。利用地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)變換，通過頁表來實(shí)現(xiàn)從頁號到物理塊號的變換，將邏輯地址中的頁號轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號。何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？死鎖指多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。產(chǎn)生死鎖的原因：①競爭資源；②進(jìn)程間推進(jìn)順序非法產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件：臨界資源的互斥訪問；請求和保持條件：占著自己的資源不放，又去請求別人的；不可搶占條件：進(jìn)程沒有完成則不是放占有的資源；循環(huán)等待條件：發(fā)生死鎖指必然存在一個資源環(huán)形鏈。試述設(shè)備的分配過程。設(shè)備分配的過程主要是:從系統(tǒng)設(shè)備表SDT中找到需要的物理設(shè)備的設(shè)備控制表DCT;若設(shè)備閑,則分配,然后從設(shè)備控制表DCT中找到控制器控制表指針?biāo)赋龅目刂破骺刂票鞢OCT;若控制器閑,則分配,然后從控制器控制表COCT中找到通道控制表指針?biāo)赋龅耐ǖ揽刂票鞢HCT;根據(jù)通道控制表CHCT中的狀態(tài)信息來判斷是否可以啟動I/O設(shè)備傳送信息,若閑則可以,若忙則把該進(jìn)程插入到等待通道的隊(duì)列中去。試簡述UNIX中用成組鏈接法如何實(shí)現(xiàn)空間的管理？從空閑盤號棧頂取出一個空閑盤塊號進(jìn)行分配，空閑盤塊數(shù)減1；如果已經(jīng)是棧底元素，則從該盤塊中讀出內(nèi)容作為新的空閑盤號棧，然后將該塊分配。

假定系統(tǒng)為某進(jìn)程分配了三個物理塊，并考慮有以下的頁面號引用串：7，0，1，2，0，3，0，4，2，3，0，3，2，1，2，0，1，7，0，1，分別采用最佳置換算法和LRU算法，共缺頁多少次(含最初的3次)？缺頁率是多少？OPT算法缺頁率為45%LRU算法缺頁率為60%FIFO算法缺頁率為75%在LINUX環(huán)境下，試編寫二個程序(進(jìn)程)，使用消息隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，分別實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)送與接收，進(jìn)程間通信的信息結(jié)構(gòu)如下：structMSG{charcName[8];intiAge;}接收信息的程序源文件為msgreceive.c的源代碼/*使用消息隊(duì)列通信*/#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>#include<errno.h>#include<sys/msg.h>structMSG{charcName[8];intiAge;};intmain(){intrunning=1;intmsgid=-1;structMSGdata;longintmsgtype=0;//注意1//建立消息隊(duì)列msgid=msgget((key_t)1234,0666|IPC_CREAT);if(msgid==-1){fprintf(stderr,"msggetfailedwitherror:%d\n",errno);exit(EXIT_FAILURE);}//從隊(duì)列中獲取消息，直到遇到end消息為止while(running){if(msgrcv(msgid,(void*)&data,BUFSIZ,msgtype,0)==-1){fprintf(stderr,"msgrcvfailedwitherrno:%d\n",errno);exit(EXIT_FAILURE);}printf("Youwrote:%s\n",data.text);//遇到end結(jié)束if(strncmp(data.text,"end",3)==0)running=0;}//刪除消息隊(duì)列if(msgctl(msgid,IPC_RMID,0)==-1){fprintf(stderr,"msgctl(IPC_RMID)failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}exit(EXIT_SUCCESS);}發(fā)送信息的程序的源文件msgsend.c的源代碼#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<string.h>#include<sys/msg.h>#include<errno.h>#defineMAX_TEXT512structmsg_st{longintmsg_type;chartext[MAX_TEXT];};intmain(){intrunning=1;structmsg_stdata;charbuffer[BUFSIZ];intmsgid=-1;//建立消息隊(duì)列msgid=msgget((key_t)1234,0666|IPC_CREAT);if(msgid==-1){fprintf(stderr,"msggetfailedwitherror:%d\n",errno);exit(EXIT_FAILURE);}//向消息隊(duì)列中寫消息，直到寫入endwhile(running){//輸入數(shù)據(jù)printf("Entersometext:");fgets(buffer,BUFSIZ,stdin);data.msg_type=1;//注意2strcpy(data.text,buffer);//向隊(duì)列發(fā)送數(shù)據(jù)if(msgsnd(msgid,(void*)&data,MAX_TEXT,0)==-1){fprintf(stderr,"msgsndfailed\n");exit(EXIT_FAILURE);}//輸入end結(jié)束輸入if(strncmp(buffer,"end",3)==0)running=0;sleep(1);}exit(EXIT_SUCCESS);}

計(jì)算題信號量某車站售票廳，任何時刻最多可容納20名購票者進(jìn)入，當(dāng)售票廳中少于20名購票者時，則廳外的購票者可立即進(jìn)入，否則需在外面等待。若把一個購票者看作一個進(jìn)程，請回答下列問題：用PV操作管理這些并發(fā)進(jìn)程時，應(yīng)怎樣定義信號量，寫出信號量的初值以及信號量各種取值的含義。定義信號量S，初值為20。當(dāng)S>0時，表示可以繼續(xù)進(jìn)入購票廳的人數(shù)；當(dāng)S=0時，表示廳內(nèi)已有20人正在購票；當(dāng)S<0時，|S|表示正等待進(jìn)入的人數(shù)。VarS:semaphore;S=20;cobeginprocedureP_i;beginP(S);…Enterandbutticket;…V(S);endcoend若欲購票者最多為n個人，寫出信號量可能的變化范圍最大值和最小值)。最大值為20，最小值為20-N一個司機(jī)與售票員的例子，在公共汽車上，為保證乘客的安全，司機(jī)和售票員應(yīng)協(xié)調(diào)工作；停車后才能開門，關(guān)車門后才能行車。用PV操作來實(shí)現(xiàn)他們之間的協(xié)調(diào)。S1：是否允許司機(jī)啟動汽車的變量S2：是否允許售票員開門的變量driver(){while(1){P(S1);啟動汽車;正常行車;到站停車;V(S2);}}busman(){while(1){關(guān)車門;V(S1);售票;P(S2);開車門;上下乘客;}}有一閱覽室，共有100個座位。讀者進(jìn)入時必須先在一種登記表上登記，該表為每一座位列一個表目，包括座號和讀者姓名。讀者離開時要注銷掉登記內(nèi)容。試用wait和signal原語描述讀者進(jìn)程的同步問題。semaphoreempty=100;semaphoremutex=100;voidreader(){while(true){wait(empty);wait(mutex);signal(mutex);wait(mutex);signal(mutex);signal(empty);}}試寫出相應(yīng)程序來描述下圖所示的前驅(qū)關(guān)系。semaphorea=b=c=d=e=f=g=h=0;S1(){……;signal(a);signal(b);}S2(){wait(a);……signal(c);signal(d);}S3(){wait(b);……;signal(e);}S4(){wait(c);……;signal(f);}S5(){wait(d);……;signal(g);}S6(){wait(e);……;signal(h);}S7(){wait(f);wait(g);wait(h);……;}main(){cobeginS1();S2();S3();S4();S5();S6();S7();coend}進(jìn)程調(diào)度假定在單CPU條件下有下列要執(zhí)行的作業(yè)：作業(yè)運(yùn)行時間優(yōu)先級1102243330作業(yè)到來的時間是按作業(yè)編號順序進(jìn)行的(即后面作業(yè)依次比前一個作業(yè)吃到一個時間單位)。用一個執(zhí)行時間圖描述在采用非搶占式優(yōu)先級算法時執(zhí)行這些作業(yè)的情況。對于上述算法，各個作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間是多少？平均周轉(zhuǎn)時間是多少？作業(yè)到達(dá)時間運(yùn)行時間完成時間周轉(zhuǎn)時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間1010101012141716432313113.7平均周轉(zhuǎn)時間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間12.32.9

假定在單道批處理環(huán)境下有5個作業(yè)，各作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)的時間和估計(jì)運(yùn)行時間如下表所示：作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時間估計(jì)運(yùn)行時間/分鐘18:004028:203038:301249:001859:105如果應(yīng)用先來先服務(wù)的作業(yè)調(diào)度算法，試將下面表格填寫完整。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時間估計(jì)運(yùn)行時間/分鐘開始時間結(jié)束時間周轉(zhuǎn)時間/分鐘18:00408：008：404028:20308：409：105038:30129：109：225249:00189：229：404059:1059：409：4535作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間T=43.4217如果應(yīng)用最短作業(yè)優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法，試將下面表格填寫完整。作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時間估計(jì)運(yùn)行時間/分鐘開始時間結(jié)束時間周轉(zhuǎn)時間/分鐘18:00408：008：404028:20308：529：226238:30128：408：522249:00189：279：454559:1059：229：2717作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間T=37.2186

缺頁置換在一個請求分頁存儲管理系統(tǒng)中，一個作業(yè)的頁面走向?yàn)?、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)分別為3、4時，試計(jì)算采用下述頁面淘汰算法時的缺頁次數(shù)(假設(shè)開始執(zhí)行時主存中沒有頁面)，并比較所得結(jié)果。最佳置換法(OPT)物理塊為3時，缺頁次數(shù)為7物理塊為4時，缺頁次數(shù)為6先進(jìn)先出法(FIFO)物理塊為3時，缺頁次數(shù)為9物理塊為4時，缺頁次數(shù)為10

某采用頁式存儲管理的系統(tǒng)，接收了一個共7頁的作業(yè)，作業(yè)執(zhí)行時依次訪問的頁為：1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7。當(dāng)內(nèi)存塊數(shù)量為4時，請分別用先進(jìn)先出(FIFO)調(diào)度算法和最近最少使用(LRU)調(diào)度算法，計(jì)算作業(yè)執(zhí)行過程中會產(chǎn)生多少次缺頁中斷？寫出依次產(chǎn)生缺頁中斷后應(yīng)淘汰的頁。(所有內(nèi)存開始時都是空的，凡第一次用到的頁面都產(chǎn)生一次缺頁中斷。要求寫出計(jì)算過程)FIFO，共產(chǎn)生10次缺頁中斷，依次淘汰1、2、3、4、5、6LRU，共產(chǎn)生8次缺頁中斷，依次淘汰3、4、5、6在一個請求分頁系統(tǒng)中，假定系統(tǒng)分配給一個作業(yè)的物理塊數(shù)為3，并且此作業(yè)的頁面走向?yàn)?、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2.試用FIFO和LRU兩種算法分別計(jì)算出程序訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)。FIFO，缺頁次數(shù)為9LRU，缺頁次數(shù)為7

有一個虛擬存儲系統(tǒng)。分配給某進(jìn)程3頁內(nèi)存，開始時內(nèi)存為空，頁面訪問序列如下：6、5、4、3、2、1、5、1、5、2、1、2、1、2、1、6、5若采用先進(jìn)先出的頁面置換算法(FIFO)，缺頁次數(shù)為多少？FIFO，缺頁次數(shù)為8次若采用最近最少使用的頁面置換算法(LRU)，缺頁次數(shù)為多少？LRU，缺頁次數(shù)為9次

地址變換在一個段式存儲管理系統(tǒng)中，段表內(nèi)容如下：段號內(nèi)存起始地址段長02105001235020210090313505904193895試求下述邏輯地址對應(yīng)的物理地址是什么？由于第0段內(nèi)存始址為210，段長為500，故邏輯地址[0,430]是合法地址，邏輯地址[0,430]對應(yīng)物理地址為210+430=640由于第1段內(nèi)存始址為2350，段長為20，故邏輯地址[1,10]是合法地址，邏輯地址[1,10]對應(yīng)物理地址為2350+10=2360由于第2段內(nèi)存始址為100，段長為90，故邏輯地址[2,500]是非法地址由于第3段內(nèi)存始址為1350，段長為590，故邏輯地址[3,400]是合法地址，邏輯地址[3,400]對應(yīng)物理地址為1350+400=1750由于第4段內(nèi)存始址為1938，段長為95，故邏輯地址[4,112]是非法地址由于系統(tǒng)中不存在第5段，所給邏輯地址[5,32]非法一個由3個頁面(頁號為0、1、2)，每頁有2048個字節(jié)組成的程序，假定在某時刻調(diào)入8個物理塊的內(nèi)存，其頁面的頁號和物理塊號的對照表如下：請根據(jù)頁表，計(jì)算下列給出的邏輯地址對應(yīng)的絕對地址。絕對地址=塊號*塊長+頁內(nèi)地址100100的頁號=100/2048=0，頁內(nèi)地址為100%2048=100；查表得主存塊號為4，于是絕對地址=4*2048+100=829226172617的頁號=2617/2048=1，頁內(nèi)地址為2617%2048=569；查表得主存塊號為7，于是絕對地址=7*2048+569=1490551965196的頁號=5196/2048=2，頁內(nèi)地址為5196%2048=1100；查表得主存塊號為1，于是絕對地址=1*2048+1100=3148在請求分頁系統(tǒng)中，某用戶的編程空間為16個頁面，每頁1K，分配的內(nèi)存空間為8K。假定某時刻該用戶的頁表如下圖所示，試問：頁號塊號0317243141259661720邏輯地址084B(H)對應(yīng)的物理地址是多少？(用十六進(jìn)制表示)頁長為1KB，所以頁內(nèi)地址為10位分配內(nèi)存空間為8K，故物理地址為13位(084B)16=(0100001001011)2頁面號為(010)2=2，對應(yīng)塊號4=(100)20001000001001011=104B邏輯地址5000(十進(jìn)制)對應(yīng)的物理地址是多少？(用十進(jìn)制表示)(5000)10=(1388)16=(1001110001000)2頁面號為(100)2=4，對應(yīng)塊號12=(1100)211001110001000=13192當(dāng)該用戶進(jìn)程欲訪問24A0H單元時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？24A0H=010010010100000頁面號=1001=9，而其頁面當(dāng)前不在內(nèi)存，所以會發(fā)一個缺頁中斷，請求系統(tǒng)調(diào)頁。

磁盤調(diào)度若干個等待訪問磁盤者依次要訪問的柱面為20，44，40，4，80，12，76，假設(shè)每移動一個柱面需要3毫秒時間，移動臂當(dāng)前位于40號柱面，請按下列算法分別計(jì)算為完成上述各次訪問總共花費(fèi)的尋找時間。先來先服務(wù)算法(FCFS)4020444048012762024436766864共移動(20+24+4+36+76+68+64)=292個柱面3*292=876毫秒最短尋找時間優(yōu)先算法(SSTF)404044201247680042488724共移動(4+24+8+8+72+4)=120個柱面3*120=360毫秒若磁頭的當(dāng)前位置為100磁道，磁頭正向磁道號增加方向移動?，F(xiàn)有一磁盤讀寫請求隊(duì)列：23，376，205，132，19，61，190，398，29，4，18，40。若采用先來先服務(wù)、最短尋道時間優(yōu)先和掃描算法，試計(jì)算出平均尋道長度各為多少。先來先服務(wù)(FCFS)1002337620513219611903982941840773531717311342129208369251422移動磁道數(shù)總數(shù)：(77+353+171+73+113+42+129+208+369+25+14+22)=1596平均尋道長度：1596/12=133最短尋道時間(SSTC)100132190205614029231918437639832581514421116411437222移動磁道數(shù)總數(shù)：(32+58+15+144+21+11+6+4+1+14+372+22)=700平均尋道長度：700/12=58.3掃描算法(SCAN)100132190205376398614029231918432581517122337211164114移動磁道數(shù)總數(shù)：(32+58+15+171+22+337+21+11+6+4+1+14)=692平均尋道長度：692/12=57.7

銀行家算法在銀行家算法中，若出現(xiàn)了下述資源分配情況，試問：ProcessAllocationNeedAvailablep0003200121622p110001750p213542356p303320652p400140656資源進(jìn)程該狀態(tài)是否安全？資源進(jìn)程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishp01622001200321654truep31654065203321986truep419860656001419910truep1199101750100029910truep229910235613543121414true因?yàn)榇嬖谝粋€安全序列<p0,p3,p4,p1,p2>，所以系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。若進(jìn)程P2提出請求Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？1222<23561222<1622P2=1622-1222=0400P2=1354+1222=2576P2=2356-1222=1134看Request是否≤Need，若不是則失敗看Request是否≤Available，若不是則等待嘗試分配，并將Available，Allocation，Need修改，并判斷是否安全

Available=Available–Request

Allocation=Allocation+Request

Need=Need–Request

最后沖刺名詞解釋題操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是配置在計(jì)算機(jī)硬件上的第一層軟件，是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充。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，合理的對各類作業(yè)進(jìn)行調(diào)度，以及方便用戶使用的程序的集合。臨界資源將一次僅允許一個進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。許多物理設(shè)備都屬于臨界資源，如打印機(jī)等。臨界區(qū)臨界區(qū)是指進(jìn)程中訪問臨界資源的那段程序代碼。設(shè)備獨(dú)立性設(shè)備獨(dú)立性指用戶設(shè)備獨(dú)立于所使用的具體物理設(shè)備。即在用戶程序中要執(zhí)行I/O操作時，只需用邏輯設(shè)備名提出I/O請求，而不必局限于某特定的物理設(shè)備。死鎖多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局?；铈i多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因相互謙讓而造成的一種僵局。FATFAT文件分配表是盤片內(nèi)部管理文件分配存儲單元的一種系統(tǒng)，它記錄著盤片的容量，文件存儲空間的分配情況，哪些扇區(qū)已被數(shù)據(jù)使用，哪些扇區(qū)沒有被數(shù)據(jù)占用，都會記錄在FAT表內(nèi)。系統(tǒng)調(diào)用用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的相關(guān)功能。進(jìn)程進(jìn)程是一個程序及其數(shù)據(jù)在處理機(jī)上順序執(zhí)行時所發(fā)生的活動。進(jìn)程同步機(jī)制進(jìn)程同步機(jī)制的主要任務(wù)，是對多個相關(guān)進(jìn)程在執(zhí)行次序上進(jìn)行協(xié)調(diào)，使并發(fā)執(zhí)行的諸進(jìn)程之間能按照一定的規(guī)則共享系統(tǒng)資源，并能很好的相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。原語原語是由若干條機(jī)器指令所構(gòu)成，用以完成特定功能的一段程序。，它的特點(diǎn)是執(zhí)行時不可中斷。進(jìn)程控制塊進(jìn)程控制塊是為使多個程序能并發(fā)執(zhí)行而為每個程序所配置的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。安全序列安全序列：是指系統(tǒng)能夠找到一個進(jìn)程序列(P1、P2……Pn)，來為每個進(jìn)程Pi分配所需資源，直到滿足每個進(jìn)程的最大需求，使每個進(jìn)程能夠順利完成，則P1、P2……Pn即為安全狀態(tài)。重定位作業(yè)的地址空間與存儲空間不一致時，所進(jìn)行的地址調(diào)整以便作業(yè)能夠執(zhí)行的過程稱為重定位。碎片指內(nèi)存中很多容量太小，無法被利用的空閑塊。對換把暫時不運(yùn)行的程序調(diào)到外存，需要時再調(diào)到內(nèi)存。(整體對換和頁面對換)地址變換機(jī)制將用戶地址空間中的邏輯地址變換為內(nèi)存空間中的物理地址。虛擬存儲器虛擬存儲器，是指具有請求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲器系統(tǒng)。其邏輯容量由內(nèi)存容量和外存容量之和所決定。特征：離散性、多次性、對換性、虛擬性抖動剛被調(diào)出的頁面立即要用而裝入，而裝入后不久又被調(diào)出，如此反復(fù)，使調(diào)度非常頻繁，這種現(xiàn)象稱為抖動。設(shè)備控制器設(shè)備控制器主要職責(zé)是控制一個或多個I/O設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)I/O設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。它是CPU和I/O設(shè)備的接口，通過接收CPU指令去控制I/O設(shè)備工作，從而減輕處理機(jī)的工作量。饑餓當(dāng)?shù)却龝r間給進(jìn)程推進(jìn)和響應(yīng)帶來明顯影響時,稱發(fā)生了進(jìn)程饑餓。如何解決“瓶頸”問題解決“瓶頸”問題的最有效的方法是增加設(shè)備到主機(jī)間的通路而不增加通道。SPOOLing通過SPOOLing技術(shù)便可將一臺物理I/O設(shè)備虛擬為多臺邏輯I/O設(shè)備，同樣允許多個用戶共享一臺物理I/O設(shè)備。SPOOLing系統(tǒng)的應(yīng)用：共享打印機(jī)實(shí)現(xiàn)的基本原理。文件控制塊每個文件應(yīng)配置一個文件控制塊，用來保存文件名、存取控制信息、物理地址、其他有關(guān)控制信息及文件說明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。流式文件流式文件是指文件內(nèi)的數(shù)據(jù)不再組成記錄，只是依次的一串信息集合，可以看成是只有一個記錄的記錄式文件。記錄式文件記錄式文件是一種有結(jié)構(gòu)的文件，包含若干邏輯記錄，邏輯記錄是文件中按信息在邏輯上的獨(dú)立含意劃分的信息單位。信號量信號量是一種特殊變量，用來表示系統(tǒng)中資源的使用情況。頁快表快表是一塊小容量的相聯(lián)存儲器，由高速緩存器組成，速度快，并且可以從硬件上保證按內(nèi)容并行查找，一般用來存放當(dāng)前訪問最頻繁的少數(shù)活動頁面的頁號。文件目錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立文件的索引，即文件名和文件物理位置之間的映射關(guān)系，這種文件的索引稱為文件目錄。局部性原理對于絕大多數(shù)程序來說，程序所訪問的指令和數(shù)據(jù)在地址上不是均勻分布的，而是相對簇聚的。程序訪問的局部性包含兩個方面：時間局部性和空間局部性。緩沖區(qū)緩沖區(qū)是用來保存兩個設(shè)備之間或在設(shè)備和應(yīng)用程序之間所傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)域

簡答題引入掛起狀態(tài)后的進(jìn)程有哪幾種基本狀態(tài)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件是什么？畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。引入掛起狀態(tài)后的進(jìn)程有創(chuàng)建狀態(tài)、活動就緒狀態(tài)、靜止就緒狀態(tài)、活動阻塞狀態(tài)、靜止阻塞狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)一個新進(jìn)程產(chǎn)生時，該進(jìn)程處于創(chuàng)建狀態(tài)；在當(dāng)前系統(tǒng)的性能和內(nèi)存容量均允許的情況下，完成對進(jìn)程的必要操作后轉(zhuǎn)為活動就緒狀態(tài)；考慮到系統(tǒng)當(dāng)前資源狀況和性能的要求，不分配給新建進(jìn)程所需資源，主要是內(nèi)存，相應(yīng)的系統(tǒng)將進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)為靜止就緒狀態(tài)并將其安置在外存，不參與調(diào)度；當(dāng)一個進(jìn)程已完成或者出現(xiàn)了無法克服的錯誤此時進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換為終止?fàn)顟B(tài)。設(shè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中有一個單緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理共享該緩沖區(qū)，試用整型信號量寫一個該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集進(jìn)程與數(shù)據(jù)處理進(jìn)程的同步算法。intse=1;intsf=0;main(){cobeginget();compute();coend}get(){while(采集工作未完成){采集一個數(shù)據(jù)；p(se);將數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)；v(sf);}}compute(){while(計(jì)算工作未完成){p(sf);從緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)；v(se);進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算；}}試用前趨圖描述4＊100M接力賽，用整型信號量描述該算法。beginS1,S2,S3;semaphore;S1=S2=S3=0;cobeginprocessP1begin跑100米；V(S1);endprocessP2beginP(S1)跑100米；V(S2);endprocessP3beginP(S2)跑100米；V(S3);endprocessP4beginP(S3)跑100米；V(S3);endcoendend

何為分頁式存儲管理？實(shí)現(xiàn)分頁式存儲管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如何的？如何實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的變換？分頁式存儲管理是將用戶程序的地址空間分為若干個固定大小區(qū)域，稱為“頁”或“頁面”。相應(yīng)的，也將內(nèi)存空間分為若干個物理塊或頁框，頁和塊的大小相同。這樣可將用戶程序的任一頁放入任一物理塊中，實(shí)現(xiàn)了離散分配。實(shí)現(xiàn)分頁式存儲管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：頁表。利用地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)變換，通過頁表來實(shí)現(xiàn)從頁號到物理塊號的變換，將邏輯地址中的頁號轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號。何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？死鎖指多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。產(chǎn)生死鎖的原因：①競爭資源；②進(jìn)程間推進(jìn)順序非法產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件：臨界資源的互斥訪問；請求和保持條件：占著自己的資源不放，又去請求別人的；不可搶占條件：進(jìn)程沒有完成則不是放占有的資源；循環(huán)等待條件：發(fā)生死鎖指必然存在一個資源環(huán)形鏈。試述設(shè)備的分配過程。設(shè)備分配的過程主要是:從系統(tǒng)設(shè)備表SDT中找到需要的物理設(shè)備的設(shè)備控制表DCT;若設(shè)備閑,則分配,然后從設(shè)備控制表DCT中找到控制器控制表指針?biāo)赋龅目刂破骺刂票鞢OCT;若控制器閑,則分配,然后從控制器控制表COCT中找到通道控制表指針?biāo)赋龅耐ǖ揽刂票鞢HCT;根據(jù)通道控制表CHCT中的狀態(tài)信息來判斷是否可以啟動I/O設(shè)備傳送信息,若閑則可以,若忙則把該進(jìn)程插入到等待通道的隊(duì)列中去。試簡述UNIX中用成組鏈接法如何實(shí)現(xiàn)空間的管理？從空閑盤號棧頂取出一個空閑盤塊號進(jìn)行分配，空閑盤塊數(shù)減1；如果已經(jīng)是棧底元素，則從該盤塊中讀出內(nèi)容作為新的空閑盤號棧，然后將該塊分配。虛擬存儲器的基本特征是什么？虛擬存儲器的容量主要受到哪兩方面的限制？①虛擬擴(kuò)充②部分裝入③離散分配④多次對換虛擬存儲器的容量主要受到指令中表示地址的字長和外存的容量的限制。什么是中斷？中斷處理的一般過程分為哪幾個階段？中斷是指CPU對系統(tǒng)發(fā)生的某個事件作出的一種反應(yīng)：CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場后自動地轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完該事件后再返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行被“打斷”的程序。中斷處理的一般過程分為以下階段：保存現(xiàn)場，分析原因，處理中斷，返回?cái)帱c(diǎn)。創(chuàng)建進(jìn)程需要執(zhí)行哪些操作？申請空白PCB為新進(jìn)程分配資源初始化PCB將PCB插入隊(duì)列缺頁率與哪些因素有關(guān)？頁面大小進(jìn)程所分配物理塊的數(shù)目頁面置換算法程序固有特性什么是段式存儲管理？它從邏輯地址到物理地址是怎么變換的？把程序按內(nèi)容或構(gòu)成關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個用戶作業(yè)或進(jìn)程包含的段對應(yīng)于一個二維虛擬儲存器。以段為單位分配內(nèi)存，然后通過地址映射機(jī)構(gòu)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。只將那些經(jīng)常訪問的段駐留內(nèi)存，其他的段放在外存，待需要時自動調(diào)入。地址變