一、什么是操作系統(tǒng)？你都用過(guò)什么操作系統(tǒng)？各有什么特點(diǎn)？操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件資源，控制其他程序運(yùn)行并為用戶提供交互操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，負(fù)責(zé)管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本任務(wù)。DOS系統(tǒng)都是以命令的方式運(yùn)行指令，有的也支持鼠標(biāo)，甚至也可以做成菜單方式，但跟windows的親和性相比是無(wú)法相比的。windos系列的操作系統(tǒng)主要特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，圖形操作，不需要死記命令，適合非專業(yè)人士使用。unix系列由于是開(kāi)源的，所以操作復(fù)雜，功能強(qiáng)大，可以按自己的需求設(shè)計(jì)與改造，適合專業(yè)人士，不適合初學(xué)者。二、試說(shuō)明操作系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能模塊及其主要任務(wù)？處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度；進(jìn)程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束進(jìn)程，控制進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程（含線程）的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)。進(jìn)程通信：用來(lái)實(shí)現(xiàn)在相互合作的進(jìn)程之間的信息交換。處理機(jī)調(diào)度：（1）作業(yè)調(diào)度。從后備隊(duì)里按照一定的算法，選出若干個(gè)作業(yè)，為他們分配運(yùn)行所需的資源（首選是分配內(nèi)存）。（2）進(jìn)程調(diào)度：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定算法選出一個(gè)進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，并設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，使進(jìn)程投入執(zhí)行。為每道程序分配內(nèi)存。確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，彼此互不干擾。將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對(duì)應(yīng)的物理地址。用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求調(diào)用功能，置換功能等。為每道程序分配內(nèi)存。確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，彼此互不干擾。將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對(duì)應(yīng)的物理地址。用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求調(diào)用功能，置換功能等。設(shè)備管理主要功能有:設(shè)備管理主要功能有:緩沖管理、主要任務(wù):完成用戶提出的I/O備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用請(qǐng)求，為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)I/O設(shè)備.文件管理的主要功能是文件存儲(chǔ)空間的管理，目錄管理，文件的讀寫管理和文件的共享與保護(hù)。主要任務(wù)是對(duì)用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。三、什么是多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)？試敘述多道程序運(yùn)行的特征。所謂多道程序設(shè)計(jì)指的是允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并啟動(dòng)進(jìn)行計(jì)算的方法。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)內(nèi)存中可以同時(shí)存放多道（兩個(gè)以上相互獨(dú)立的）程序，它們都處于開(kāi)始和結(jié)束之間。從宏觀上看是并行的，多道程序都處于運(yùn)行中，并且都沒(méi)有運(yùn)行結(jié)束；從微觀上看是串行的，各道程序輪流使用 CPU,交替執(zhí)行。多道程序技術(shù)運(yùn)行的特征：多道、宏觀上并行、微觀上串行。四、在一個(gè)分時(shí)操作系統(tǒng)中，用戶提交了一個(gè)作業(yè)，作業(yè)的內(nèi)容包括：①請(qǐng)求內(nèi)存（memory）；

②計(jì)算并將結(jié)果存于memory;③請(qǐng)求打印機(jī)printer;④將memory中的內(nèi)容在printer上輸出；⑤釋放printer;⑥釋放memory:⑦結(jié)束。操作系統(tǒng)為其提供服務(wù)試用分時(shí)系統(tǒng)對(duì)資源管理的觀點(diǎn)論述該作業(yè)從提交開(kāi)始到結(jié)束為止，與控制的全過(guò)程。操作系統(tǒng)為其提供服務(wù)五、某系統(tǒng)的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖所示，請(qǐng)說(shuō)明:2?3''/1(就緒(1)引起各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型事件有哪些？(2)當(dāng)我們觀察系統(tǒng)中某些進(jìn)程時(shí)，能夠看到某一進(jìn)程產(chǎn)生的一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換能引起另一進(jìn)程作一次轉(zhuǎn)換。在什么情況下，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換3時(shí)能立即引起另一個(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換 1?在本題所給的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中， 存在四種狀態(tài)轉(zhuǎn)換。當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序從就緒隊(duì)列中選取一I/O)則會(huì)引去轉(zhuǎn)個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行時(shí)引起轉(zhuǎn)換1;正在執(zhí)行的進(jìn)程如因時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行就會(huì)引起轉(zhuǎn)換2;正在執(zhí)行的進(jìn)程因等待的事件尚未發(fā)生而無(wú)法執(zhí)行(如進(jìn)程請(qǐng)求完成換3;當(dāng)進(jìn)程等待的事件發(fā)生時(shí)(如I/O完成)則會(huì)引起轉(zhuǎn)換4I/O)則會(huì)引去轉(zhuǎn)1。這是因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)如果就緒隊(duì)列非空，則一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換 31。這是因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程發(fā)生轉(zhuǎn)換3意味著正在執(zhí)行的進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)， 這時(shí)處理機(jī)空閑，進(jìn)程調(diào)度程序必然會(huì)從就緒隊(duì)列中選取一個(gè)進(jìn)程并將它投入運(yùn)行， 因此只要就緒隊(duì)列非空，一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換3能立即引起一個(gè)進(jìn)程的轉(zhuǎn)換1。P-jd-jr,町V向吩目商曲a；h詰卩矗H卄rlEh加逼尸wv的岀ft丙丸我?|話L丄執(zhí)浬寳i找KL?V1IP創(chuàng)交川出汕iJihyp"；肓的11fivyitd血T町讓b"叩上勺疋I飾段十MM劃II譏創(chuàng)’"I可叮啊換」仝,144址％亍說(shuō)丹倦M抑I遼哥【闔知[-訥赴1和.1K冋/,1"HL釘?shù)霓{軒iriRfj牧鳥(niǎo)￡為聞礦認(rèn)花.譏fj業(yè)刊訊卞用，訓(xùn)刃謂快川乍巴畢倉(cāng)U或嚮H列丨遢収1ill艸廿弭它悝％2彳I.舊jO 曲探W列1J吟.m呼門啊按1歳』舊?訃fj幼"避科irW揪I該類資源的最大需求量為S。當(dāng)MN、什么？(1)M=ZN=2,S=1(2)M=3,(3)M=3N=2,S=3(4)M=5,(5)M=6N=3,S=3八、N=2,S=2N=3,S=2設(shè)系統(tǒng)中僅有一類數(shù)量為M的獨(dú)占型資源，系統(tǒng)中N個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)該資源，其中各進(jìn)程對(duì)S八、N=2,S=2N=3,S=2,不會(huì)死鎖，因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程的資源都可以得到滿足。當(dāng)它退出時(shí)會(huì)釋放占有的,不會(huì)，總共兩個(gè)進(jìn)程，總有一個(gè)進(jìn)程的申請(qǐng)可以得到滿足,資源，從而滿足另一個(gè)進(jìn)程。當(dāng)它退出時(shí)會(huì)釋放占有的，可能，比如說(shuō)其中一個(gè)進(jìn)程占有兩個(gè)資源， 另一個(gè)進(jìn)程占有1個(gè)，兩個(gè)進(jìn)程的資源都得不到滿足，相互等等，出現(xiàn)死鎖。滿足另，不會(huì)，因?yàn)榭傆袃蓚€(gè)進(jìn)程的資源申請(qǐng)得到滿足，它們運(yùn)行完后會(huì)釋放資源，個(gè)進(jìn)程。滿足另，可能，3個(gè)進(jìn)程，每個(gè)進(jìn)程都分配兩個(gè)資源的情況下，這時(shí)三個(gè)進(jìn)程都沒(méi)有得到資源的滿足，出現(xiàn)相互等待，從而產(chǎn)生死鎖。最大需求(A,B,C)已分配(A,B,C)P1559212P2536402P34011405P4425204P5424314TO時(shí)刻是否為安全狀態(tài)，給出安全序列。TO時(shí)刻，P2:Request(0,3,4)能否分配，為什么?問(wèn)⑴、⑵、七、有三類資源A(17)、B(5)、C(20)，括號(hào)內(nèi)為資源的數(shù)量。有 5個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3、P4、P5。TO時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如下：解：(1)TO時(shí)刻的岀安個(gè)系列先求出Need和\￥時(shí)歎已分配PIr>2P34011P42{>4P34011P42{>40di2P5Work=233WorkAlictionWorkAlictionblecdWhA1FinishP5'12L33314110547'TP4547匚04217411T円7L4i)*405仆06II416TP2F111L-4164u7]34154ISrT-pY. 115h 4IS212347175T(2)P2:Request(0,3,4)RcqLicsU0,3,4)所以彳、八、在具有快表的段式存儲(chǔ)管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換及存儲(chǔ)保護(hù)？在CPU給出有效地址后，由地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將頁(yè)號(hào) P送入高速緩沖寄存器，并將此可直則再可直則再接從快表讀出該頁(yè)對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)， 送到物理地址寄存器中。如快表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)頁(yè)表項(xiàng)，訪問(wèn)內(nèi)存頁(yè)表，找到后，把從頁(yè)表項(xiàng)中讀出物理塊號(hào)送地址寄存器；同時(shí)修改快表，將此頁(yè)表項(xiàng)存入快表。但若寄存器已滿，則 OS必須找到合適的頁(yè)表項(xiàng)換出。九、某多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)配有一臺(tái)處理器和兩臺(tái)外設(shè) 101和102,現(xiàn)有3個(gè)優(yōu)先級(jí)由高到低的作業(yè)J1、J2和J3都已裝入了主存，它們使用資源的順序和占用時(shí)間分別是：J1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms)J2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms)J3:CPU(30ms),IO1(20ms)處理器調(diào)度采用可搶占的優(yōu)先數(shù)算法，忽略其他輔助操作時(shí)間，回答下列問(wèn)題：分別計(jì)算作業(yè)J1、J2和J3從開(kāi)始到完成所用的時(shí)間；3個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)CPU的利用率；5.【解答】J1J2J3102一CPU 101-CPU101CPU11CPU: :CPU■^11 - 1 -i ■ ■ 1丨=1 :CPU1 I102:—: >1* 11-101J■\ * 4 ? .* i ? ；i ' - * i!?1*1 1 1 1 :■ ■ k ? fe* ' ii i■ i- ii 1 11 i」 k102030 4050 60708090100（川小101CPUIQ1CFU就J1101CPTJ等待C7LJlOi-I ?CPUCPU等詩(shī)20111340mseOmsSDrns90ms?1-7作業(yè)井行執(zhí)疔惜況團(tuán)*(1)J1占用102傳輸行10ms,完成。由圖J2與其并行地在30ms時(shí)，J1傳輸完成，搶占J2的CPU運(yùn)行10ms,再傳輸30ms,運(yùn)1-2可見(jiàn)，J1從開(kāi)始到完成所用的時(shí)間為： 30+10+30+10=80ms>IO1上傳輸20ms,搶占J3的CPUJ2運(yùn)行10ms后，被J1搶占CPU等待10ms之后，J2再次得到CPU運(yùn)行10ms,J2啟動(dòng)102傳輸，40ms完成。由圖1-2可見(jiàn)，101J2從開(kāi)始到完成所用的時(shí)間為:J3在CPULh執(zhí)行20ms,進(jìn)行20ms的傳輸，完成。三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)，三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)，20+10+10+10+40=90ms被J2搶占CPU等待30ms,再運(yùn)行10ms,等待10msJ3啟動(dòng)J3從開(kāi)始到完成所用的時(shí)間為： 20+30+10+10+20=90msCPU的利用率為：(10+20+30+10)/90=7/9=78%。外設(shè)IO1的利用率為：(20+30+20)/90=7/9=78%。某程序在內(nèi)存中分配三個(gè)塊，訪問(wèn)頁(yè)的走向?yàn)?4,3，2，1，4，3，5，4，3，2，1，5，按FIFO、LRU、OPT算法分別計(jì)算缺頁(yè)次數(shù)(假設(shè)開(kāi)始時(shí)所有頁(yè)均不在內(nèi)存)十、FIFO4371434i15鳳4321433211頁(yè)243214333522應(yīng)+3214斗4i55頁(yè)?■/頁(yè)》XXXXXXXyyKXy妊發(fā)生9次缺頁(yè)口斷。LRU432143L丨43IL頁(yè)1432143543r15貢2432143D4321和-13■1-135432E缺頁(yè)丿不缺頁(yè)）XXXXXXXyyXXX共發(fā)主10次fe頁(yè)口斷。OP?43214354321■—■頁(yè)1432111555211呵43333333555頁(yè)34444444444X玦缺頁(yè)XXXX7JXJy冥XJ共發(fā)生丫次玦頁(yè)中斷。卜一、什么是緩沖池？設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的操作來(lái)管理緩沖池。dim申套少聲個(gè)tf沖隊(duì)*訕4矣I件?宙<?■卜mu■沖iftihM3個(gè)ar沖u> 空a沖a*i：由編處的士wff沖I*用慮；IZ> ?入CU4t山入C?的tt沖"帽阪認(rèn)判.MAi?frC4lU??IHIH11~■插■入気ra^IHZEH&<rHm?*??入A?h4GWUXIfl■沖CFUK?■入letf杯cm十四、如果磁盤的每個(gè)磁道分成 十四、如果磁盤的每個(gè)磁道分成 9個(gè)塊，先有一文件共有 A、BCD、E、F、GHI共91iU卜KL「逼山旳訓(xùn)亍"H十

d忙訥沱M壯汁；；dj"沖屮汕I訓(xùn)「寸，「T沱力ICr|卜：?r' ''II（t兀討廠IlfI『駅；二mux訂』“打':'*IIn芯科t"MM認(rèn)出賓捋汕甕|,點(diǎn)冇訂：「wi汕II門寫訂―illIm円乂岫削〔訂訂門5叮t；i；"仃冷|?I,:?L瞇Y：仁I“丄咻'」』杠口> ][- .nI111t''I九臨Jf朮，"M?I「％心訕諭％fijLn訕川皿「和制荀uirrr;：亍忡屮臥鮎I上訓(xùn)寸冷小仆幾心以藥\IUI111t''Isw：廠牯卅'吿甲卩r?匚財(cái)T<訕陽(yáng)d1臨iF施話丫訕叭1冋樸噸皿r*/沱兒伸柿

忙旳]■q刊I/刖門11v^iI"*.勺點(diǎn)引兗；■「出賀仝殂I汎m打止叫5*丿唏卜峙出flrt,i也卄秤亍門嚴(yán)1,1；^<沖趙中杓用汕*十二、試說(shuō)明實(shí)現(xiàn)打印機(jī)共享的 SPOOLing系統(tǒng)的組成，并說(shuō)明其工作原理。SPOOLing系統(tǒng)由輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程 SPi和輸出進(jìn)程SPo三部分組成。將一臺(tái)獨(dú)享打印機(jī)改造為可供多個(gè)用戶共享的打印機(jī)，是應(yīng)用 SPOOLing技術(shù)的典型實(shí)例。具體做法是：系統(tǒng)對(duì)于用戶的打印輸出， 但并不真正把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程，而是先在輸出井中申請(qǐng)一個(gè)空閑盤塊區(qū)， 并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；然后為用戶申請(qǐng)并填寫請(qǐng)求打印表， 將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。 若打印機(jī)空閑，輸出程序從請(qǐng)求打印隊(duì)首取表，將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再進(jìn)行打印，直到打印隊(duì)列為空。十三、什么是文件分配表 FAT?假定磁盤塊的大小為1K,對(duì)于540M的硬盤，其文件分配表FAT至少需要占用多少存儲(chǔ)空間？一種供MS-DOS及其它Windows操作系統(tǒng)對(duì)文件進(jìn)行組織與管理的文件系統(tǒng)。文件分配表（FAT）是當(dāng)您使用FAT或FAT32文件系統(tǒng)對(duì)特定卷進(jìn)行格式化時(shí)，由 Windows所創(chuàng)建的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Windows將與文件相關(guān)的信息存儲(chǔ)在 FAT中，以供日后獲取文件時(shí)使用。硬盤總塊數(shù)為：540M/1K=540K個(gè)因?yàn)椋?20>540K即文件分配表的每個(gè)表目為 20/8=2.5字節(jié)則FAT占用：2.5*540=1350K個(gè)記錄，每個(gè)記錄的大小與塊的大小相等，設(shè)磁盤轉(zhuǎn)速為 27ms/轉(zhuǎn)，每讀出一塊后需要2ms的處理時(shí)間。若忽略其他輔助時(shí)間，試問(wèn)：(1)如果順序存放這些記錄并順序讀取，處理該文件需要多少時(shí)間？(2)如果要順序讀取該文件，記錄如何存放處理時(shí)間最短？最短多少時(shí)間？3⑴讀一個(gè)記錄的時(shí)間=27/9=3ms所以讀并處理一個(gè)記錄的時(shí)間：3+2=5ms此時(shí)磁頭已轉(zhuǎn)到了下一個(gè)記錄的中央，故還需耍轉(zhuǎn)一圈才能讀下一個(gè)記錄，所以共用：(27+3)X8+(3+2)=245ms(2)為減少旋轉(zhuǎn)時(shí)間，將下一個(gè)記錄不放在相鄰的塊上，而是隔一個(gè)塊，這樣處理完后正好可以直接讀取下一個(gè)記錄：順序如下：盤塊12345679記錄AFBGCII1>IE這樣，讀并處理一個(gè)塊的時(shí)間:3+2+1(等待)=6nis9個(gè)記錄共需：6X8+5=53ms十五、下圖給出了4個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3、P4,合作完成某一任務(wù)的前趨圖，試用 P、V操作描述這4個(gè)進(jìn)程間的同步關(guān)系。

答：設(shè)S匹個(gè)進(jìn)*呈P1和Phpm共用信號(hào)量分別為P3和P4共用信號(hào)量分別為伙f4!P4ffl信號(hào)量対住]?iTfl=O工=0出=0;mainQ{robesin[-PIC)：■PQP3().P40;cocad}Pl(){P3C){vtiilefl){while(1){■?■??■P(￡2),= v(fl)1v(f3)