操作系統(tǒng)課后習(xí)題部分答案目錄TOC\o"1-3"\h\u2135355617第一章 第一章1.操作系統(tǒng)的定義。答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以便有效利用這些資源為用戶提供一個(gè)功能強(qiáng)、適用方便的工作環(huán)境，從而在計(jì)算機(jī)和用戶之間起到接口的作用。2、設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么?答：方便性：方便用戶使用計(jì)算機(jī)；有效性：有效使用操作系統(tǒng)，讓系統(tǒng)的資源利用率高，吞吐量達(dá)；可擴(kuò)充性：方便增加新功能和模塊，以及修改老的功能和模塊以適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件、體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用發(fā)展的要求；開(kāi)放性：遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，讓操作系統(tǒng)與系統(tǒng)兼容，滿足跨平臺(tái)性要求。3.OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面?答：（1）操作系統(tǒng)是用于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口，用戶并不直接與計(jì)算機(jī)硬件打交道，而是通過(guò)操作系統(tǒng)提供的命令、系統(tǒng)調(diào)用以及圖形化接口來(lái)使用計(jì)算機(jī)。（2）操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者。處理的分配和控制，內(nèi)存的分配和回收，I/O設(shè)備的分配和操縱，文件的存取、共享和保護(hù)工作都是由操作系統(tǒng)來(lái)完成的。（3）、操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。操作系統(tǒng)是輔設(shè)在裸機(jī)上的多層軟件，它不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)的功能，而且還隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。4.操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？答：?）計(jì)算機(jī)硬件升級(jí)和新硬件的出現(xiàn)；（2）提供新的服務(wù)，方便使用；（3）提高計(jì)算機(jī)資源利用率；（4）更正軟件錯(cuò)誤；（5）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展。5.何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O?答：脫機(jī)I/O是指由專門的I/O設(shè)備控制完成輸入輸出操作的方式，不受CPU運(yùn)行操作系統(tǒng)來(lái)控制的方式?，F(xiàn)在的聯(lián)機(jī)I/O是指I/O操作必須要受到操作系統(tǒng)的控制，即I/O設(shè)備工作受CPU的控制完成，早期時(shí)候的聯(lián)機(jī)I/O是指在人工操作方式下，CPU和I/O設(shè)備同時(shí)被同一個(gè)任務(wù)獨(dú)占的操作方式。6.實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題是什么?應(yīng)如何解決?答：分時(shí)系統(tǒng)最關(guān)鍵的問(wèn)題是及時(shí)接收和及時(shí)處理的問(wèn)題。及時(shí)接受問(wèn)題用一個(gè)多路卡實(shí)現(xiàn)。及時(shí)處理采用作業(yè)直接進(jìn)入內(nèi)存，然后采用輪轉(zhuǎn)運(yùn)行方式進(jìn)行處理。7.什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)?什么是硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)?答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)：能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，分為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)事務(wù)處理系統(tǒng)。硬實(shí)時(shí)任務(wù)：系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求，否則會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的后果。軟實(shí)時(shí)任務(wù)：它也聯(lián)系著一個(gè)截止時(shí)間，但并不嚴(yán)格，若錯(cuò)過(guò)了任務(wù)的截止時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不會(huì)太大。8.操作系統(tǒng)的特征。答：（1）任務(wù)共行性：宏觀上，指系統(tǒng)中有多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行；微觀上，指單處理機(jī)系統(tǒng)中的任務(wù)并發(fā)，即多個(gè)任務(wù)在單處理機(jī)上交替運(yùn)行；或多處理機(jī)系統(tǒng)中的任務(wù)并行，即多個(gè)任務(wù)在多個(gè)處理機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。（2）資源共享性：宏觀上，指多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)使用的系統(tǒng)資源；微觀上，指多個(gè)任務(wù)可以交替互斥地使用系統(tǒng)中的某個(gè)資源。（3）虛擬性：指將一個(gè)物理上的實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。如采用分時(shí)技術(shù)，將一臺(tái)處理機(jī)虛擬為若干臺(tái)虛擬機(jī)。還可以虛擬存儲(chǔ)、虛擬設(shè)備、虛擬通道、虛擬文件、虛擬用戶組以及虛擬網(wǎng)絡(luò)等。（4）不確定性：程序執(zhí)行結(jié)果不確定，程序不可再現(xiàn)；多道程序環(huán)境下，進(jìn)城以異步方式執(zhí)行。9.操作系統(tǒng)的任務(wù)。答：管理處理機(jī)；管理存儲(chǔ)器；管理輸入/輸出設(shè)備；管理數(shù)據(jù)文件；提供接口服務(wù)。10.處理機(jī)管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么?答：（1）進(jìn)程控制：創(chuàng)建和撤銷進(jìn)程以及控制進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。（2）進(jìn)程同步：協(xié)調(diào)、互斥訪問(wèn)臨界資源，協(xié)調(diào)執(zhí)行進(jìn)度。（3）進(jìn)程通信：進(jìn)程間的信息交換。（4）進(jìn)程調(diào)度：按一定的算法從進(jìn)程就緒隊(duì)列中選出一個(gè)進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，使之運(yùn)行。11.內(nèi)存管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么?答：主要任務(wù)為：對(duì)多道程序的并發(fā)執(zhí)行提供良好的環(huán)境；便于用戶使用存儲(chǔ)器；提高存儲(chǔ)器的利用率；為盡量多的用戶提供足夠大的存儲(chǔ)空間。主要功能：內(nèi)存分配：靜態(tài)分配/動(dòng)態(tài)分配、連續(xù)分配/非連續(xù)分配；內(nèi)存保護(hù)：系統(tǒng)內(nèi)存空間、用戶內(nèi)存空間；地址映射：邏輯地址到物理地址映射；內(nèi)存擴(kuò)充：采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)等讓用戶獲得一個(gè)比實(shí)際內(nèi)存空間大得多的內(nèi)容空間。12.設(shè)備管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么?答：主要任務(wù)：為用戶程序分配I/O設(shè)備；完成用戶程序請(qǐng)求的I/O操作；提高處理機(jī)和I/O設(shè)備的利用率；改善人機(jī)界面。主要功能：緩沖管理；設(shè)備分配；設(shè)備處理：?jiǎn)?dòng)設(shè)備，中斷處理；虛擬設(shè)備功能；RAID技術(shù)、磁盤調(diào)度。13.文件管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么?答：主要任務(wù)：管理用戶文件和系統(tǒng)文件；管理文件的存儲(chǔ)空間；保證文件數(shù)據(jù)的安全；方便用戶使用文件。主要功能：文件目錄管理；文件的邏輯組織與訪問(wèn)方式；存儲(chǔ)空間的管理：文件的物理組織、空閑磁盤空間的管理；文件的共享與安全。14.什么是操作系統(tǒng)內(nèi)核？微內(nèi)核和強(qiáng)內(nèi)核相比較具有的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：操作系統(tǒng)內(nèi)核是指大多數(shù)操作系統(tǒng)的核心部分，包括管理處理機(jī)、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備和文件等部分的核心部分構(gòu)成。微內(nèi)核與強(qiáng)內(nèi)核相比較的有點(diǎn)是：具有更好的靈活性、開(kāi)放性、可擴(kuò)充性。15.經(jīng)典問(wèn)題分析：有三個(gè)進(jìn)程A、B、C，他們使用同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行I/O操作，并且按A、B、C的指定次序執(zhí)行。進(jìn)程A共計(jì)運(yùn)行180ms，每隔40ms需要進(jìn)行I/O操作，I/O時(shí)間是20ms。進(jìn)程B共計(jì)運(yùn)行150ms，每隔20ms需要進(jìn)行I/O操作，I/O時(shí)間是10ms，進(jìn)程C共計(jì)運(yùn)行160ms，每隔20ms需要進(jìn)行I/O操作，I/O時(shí)間是20ms。假設(shè)調(diào)度的時(shí)間可以忽略，且同時(shí)到達(dá)內(nèi)存，請(qǐng)畫出在單道環(huán)境和多道程序環(huán)境下運(yùn)行的時(shí)間關(guān)系圖，并比較兩者的效率。ABABC 計(jì)算I/O （2）多道環(huán)境下的時(shí)間關(guān)系圖如下：AABC 在單道情況下，運(yùn)行完成三個(gè)進(jìn)程所需要的時(shí)間是490ms，在多道情況下，運(yùn)行完成三個(gè)進(jìn)程所需要的時(shí)間是310ms，所以多道比單道的效率高。第二章簡(jiǎn)答題2．什么是并發(fā)？什么是并行？用日常生活中的例子舉例說(shuō)明。答：并發(fā)是指在一段時(shí)間內(nèi)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，宏觀上同時(shí)，微觀上依次執(zhí)行。并行是指若干進(jìn)程在同一時(shí)刻同時(shí)運(yùn)行。日常生活例子：以食堂打飯為例。并行：食堂排隊(duì)打飯，如果把每個(gè)窗口看做CPU，每個(gè)同學(xué)看作進(jìn)程，那么在某一刻在各個(gè)窗口打飯的同學(xué)可以認(rèn)為是并行的。并發(fā)：同樣以打飯為例，對(duì)其中一個(gè)窗口而言，在該窗口排隊(duì)的每個(gè)同學(xué)只能依次獲得打飯機(jī)會(huì)，因此可以認(rèn)為該隊(duì)列的每個(gè)同學(xué)是并發(fā)的（在食堂開(kāi)始服務(wù)的時(shí)間段內(nèi)都能打到飯）。3.在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？答：在多道程序環(huán)境下，程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)失去了封閉性、具有間斷性及運(yùn)行結(jié)果不可再現(xiàn)等特征。特別是運(yùn)行結(jié)果不可再現(xiàn)這一特征，決定了程序不能參與并發(fā)執(zhí)行。因此，為了能夠使程序并發(fā)執(zhí)行，必須引入“進(jìn)程”概念對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以描述和控制。引入進(jìn)程這一概念后，通過(guò)PCB來(lái)管理進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中需要的描述信息、控制信息、管理信息等，可以使原來(lái)不能并發(fā)執(zhí)行的程序可以并發(fā)執(zhí)行。4.試說(shuō)明PCB的作用具體表現(xiàn)在那些方面？為什么說(shuō)PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？答：為了便于系統(tǒng)描述和管理程序的運(yùn)行，操作系統(tǒng)為每個(gè)參與執(zhí)行的程序（含數(shù)據(jù)）配置了一個(gè)專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做PCB（又稱為進(jìn)程控制塊）。PCB的作用是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。主要表現(xiàn)在：1）作為獨(dú)立運(yùn)行的標(biāo)志；2）能夠間斷運(yùn)行；3）提供進(jìn)程管理需要的信息；4）提供進(jìn)程調(diào)度的信息；5）實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步與通信。5.說(shuō)明進(jìn)程的三個(gè)基本狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)換的典型原因？答：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，由于競(jìng)爭(zhēng)資源，因此會(huì)在不同狀態(tài)中轉(zhuǎn)換。三種基本狀態(tài)分別是：就緒狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。三種基本狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因是：就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度獲得CPU時(shí)，可從就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換為執(zhí)行狀態(tài)。執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)有I/O請(qǐng)求時(shí)，會(huì)從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)；在分時(shí)系統(tǒng)中，執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程時(shí)間片用完，會(huì)從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)。阻塞狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)I/O請(qǐng)求完成，會(huì)從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)。6.試從動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序？答：從動(dòng)態(tài)性看：進(jìn)程是程序的執(zhí)行，由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，由撤銷而消亡；而程序是個(gè)靜態(tài)實(shí)體，不管運(yùn)行與否均存在。從并發(fā)性看：程序不能并發(fā)執(zhí)行，而進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行。從獨(dú)立性看：進(jìn)程是獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立獲取資源及獨(dú)立接受調(diào)度的基本單位；未建立PCB的程序是不能作為獨(dú)立運(yùn)行的單位參與運(yùn)行。7.什么是操作系統(tǒng)內(nèi)核？其主要功能有哪些？答：內(nèi)核：通常將一些與硬件緊密相關(guān)的模塊（如中斷）、各種常用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及運(yùn)行頻率較高的模塊（時(shí)鐘管理、進(jìn)程調(diào)度等）都安排在緊靠硬件的軟件層中，將它們常駐內(nèi)存。主要功能：1、支撐功能。包括中斷處理、時(shí)鐘管理、原語(yǔ)操作等。2、資源管理功能。包括進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理等。8.什么臨界資源和臨界區(qū)？臨界區(qū)管理的基本準(zhǔn)則是什么？答：把在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的資源稱為臨界資源。在每個(gè)進(jìn)程中訪問(wèn)臨界資源的那段代碼。管理臨界區(qū)的準(zhǔn)則：(1)空閑讓進(jìn)。如果若干進(jìn)程要求進(jìn)入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。(2)忙則等待。任何時(shí)候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進(jìn)程不可多于一個(gè)。(3)有限等待。進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程要在有限時(shí)間內(nèi)退出。(4)讓權(quán)等待。如果進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進(jìn)程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象9.為什么要在操作系統(tǒng)中引入線程？試從調(diào)度性、并發(fā)性、擁有資源和系統(tǒng)開(kāi)銷4個(gè)方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。答：在OS中引入進(jìn)程的目的是為了使多個(gè)程序能并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，那么，在操作系統(tǒng)中再引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷，使OS具有更好的并發(fā)性。進(jìn)程與線程的比較：從調(diào)度性來(lái)看：線程是調(diào)度和分派的基本單位，而進(jìn)程是資源擁有的基本單位，線程共享進(jìn)程的全部資源。一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程切換到另一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程時(shí)要引起進(jìn)程的切換。從并發(fā)性來(lái)看：在引入線程的OS中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間亦可并發(fā)執(zhí)行，因而OS具有更好的并發(fā)性，從而能更好地提高系統(tǒng)的資利用率及系統(tǒng)的吞吐量。從擁有資源來(lái)看：進(jìn)程是擁有資源的基本單位，線程不擁有資源，但繼承進(jìn)程的資源。從系統(tǒng)開(kāi)銷來(lái)看：創(chuàng)建或撒消進(jìn)程，系統(tǒng)都要為之分配或回收資源，OS的開(kāi)銷將大于創(chuàng)建線程或撒消線程的開(kāi)消。類似地在進(jìn)程切換時(shí)，涉及到整個(gè)當(dāng)前進(jìn)程CPU環(huán)境的保存以及新被調(diào)度運(yùn)行的進(jìn)程的CPU環(huán)境的設(shè)置。而線程切換只須保存和設(shè)置少量寄存器的內(nèi)容，并不涉及存儲(chǔ)器管理方面的操作。因此，進(jìn)程切換的開(kāi)銷也遠(yuǎn)大于線程切換的開(kāi)銷。綜合題1.畫出下列語(yǔ)句的前趨圖：并指出哪些語(yǔ)句可以并發(fā)執(zhí)行？S1:a=x+yS2:b=z+1S3:c=a-bS4:w=c+1答：可畫出如圖所示的前趨關(guān)系。可以看出：S3必須在a和b被賦值后方能執(zhí)行；S4必須在S3之后執(zhí)行；其中，S1和S2可以并發(fā)執(zhí)行，因?yàn)樗鼈儽舜嘶ゲ灰蕾嚒?.假設(shè)有輸入、加工和輸出3個(gè)并發(fā)進(jìn)程共享一個(gè)緩沖區(qū)B，輸入進(jìn)程負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備讀入一條記錄，每讀一條記錄后把它存放在緩沖區(qū)B中，加工進(jìn)程在緩沖區(qū)B中加工輸入進(jìn)程存入的記錄。輸出進(jìn)程負(fù)責(zé)把加工后的記錄打印輸出。緩沖區(qū)B中每次只能存放一條記錄，當(dāng)記錄被加工輸出后，緩沖區(qū)B中才可存放下—條新記錄。請(qǐng)用P、V操作來(lái)描述它們并發(fā)執(zhí)行時(shí)能正確工作的程序。答：設(shè)fullB,emptyB分別為緩沖區(qū)B裝滿數(shù)據(jù)和空的信號(hào)量，Work為數(shù)據(jù)加工信號(hào)量，0為未加工，1為加工后的數(shù)據(jù)。varfullB,emptyB,Work,:semaphore:=0,1,0;BeginParbeginProcedure輸入:beginrepeatwait(emptyB);讀一條記錄放入緩沖區(qū)中signal(fullB);untilfalse;endProcedure加工:beginrepeatwait(fullB);在緩沖區(qū)B中進(jìn)行加工；signal(work);untilfalse;endProcedure輸出:beginrepeatwait(work);打印輸出；signal(emptyB);untilfalse;endparendend3.設(shè)有一個(gè)成品倉(cāng)庫(kù)，總共能夠存放10臺(tái)成品，生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品放入倉(cāng)庫(kù)，消費(fèi)者從倉(cāng)庫(kù)中取出成品消費(fèi)。為了防止積壓，倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)就停止生產(chǎn)。由于倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)設(shè)備只有一套，故成品的存入和取出只能分別執(zhí)行，使用wait()和signal()操作來(lái)實(shí)現(xiàn)該方案。答：Varmutex,full,empty:semaphore:=1,0,10;BeginParbeginprocedure:beginrepeat生產(chǎn)一個(gè)成品；wait(empty);wait(mutex);將產(chǎn)品存入倉(cāng)庫(kù)；signal(mutex);signal(full);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(full);wait(mutex);將產(chǎn)品從倉(cāng)庫(kù)取出；signal(mutex);signal(empty);消費(fèi)成品；untilfalse;endparendend4.有一窄橋每次只能過(guò)一輛車，每次為了保證正常通行，只要橋上沒(méi)有車，就允許一端的車過(guò)橋，待其全部過(guò)完后才允許另一端的車過(guò)橋。請(qǐng)用信號(hào)量和PV操作寫出過(guò)窄橋的同步算法。答：設(shè)mutex為橋的互斥信號(hào)量，rmutex,lmutex分別為向右，向左過(guò)橋的互斥信號(hào)量，設(shè)rightcount,leftcount分別為向右向左行駛的汽車數(shù)量Varmutex,rmutex,lmutex,samphore:=1,1;Rightcount,leftcount:integer:=0;Parbegin向右行駛:beginP(rmutex);Ifrightcount=0thenp(mutex);rightcount:=rightcount+1;V(rmutex);開(kāi)始過(guò)橋；P(rmutex);rightcount:=rightcount－1;Ifrightcount=0thenv(mutex);V(rmutex);End向左行駛:beginP(lmutex);Ifleftcount=0thenp(mutex);leftcount:=leftcount+1;V(lmutex);開(kāi)始過(guò)橋；P(lmutex);leftcount:=leftcount－1;Ifleftcount=0thenv(mutex);V(lmutex);EndParend5．某招待所有100個(gè)床位，住宿者住入要先登記(在登記表上填寫姓名及床位號(hào))，離去時(shí)要撤銷登記(在登記表上刪去姓名和床位號(hào))。請(qǐng)給出住宿登記及撤銷登記過(guò)程的算法描述。答：設(shè)mutex=1為登記信號(hào)量Empty=100為床位登記：beginRepeatWait(empty)Wait(mutex)登記表上填寫姓名及床位號(hào)Signal(mutex)Untilfalseend撤銷登記：BeginRepeatWait(mutex)撤銷登記；Signal(mutex)Signal(empty)Untilfalse6．有3個(gè)進(jìn)程PA，PB，PC合作解決文件打印問(wèn)題：PA將文件記錄N從磁盤讀入主存的緩沖區(qū)1，每執(zhí)行一次讀一個(gè)記錄；PB將緩沖區(qū)S1的內(nèi)容復(fù)制到緩沖區(qū)2，每執(zhí)行一次復(fù)制—個(gè)記錄；PC將緩沖區(qū)2的內(nèi)容打印出來(lái)，每執(zhí)行一次打印一個(gè)記錄。緩沖區(qū)的大小等于一個(gè)記錄大小。請(qǐng)用P，V操作來(lái)保證文件的正確打印。答：Varempty1,full1,empty2,full2:semaphore:=1,0,1,0;PA:beginrepeatwait(empty1);讀出記錄N，將N寫入緩沖區(qū)1；signal(full1);untilfalse;endPB:beginrepeatwait(full1);wait(empty2)將記錄N從緩沖區(qū)1復(fù)制到緩沖區(qū)2中；signal(empty1);signal(full2);untilfalse;endPC:beginrepeatwait(full2);從緩沖區(qū)2中取數(shù)據(jù)打?。籹ignal(empty2);untilfalse;end第三章一、問(wèn)答題1.高級(jí)調(diào)度與低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是什么?為什么要引入中級(jí)調(diào)度?答：高級(jí)調(diào)度的任務(wù)是根據(jù)JCB中的信息，檢查系統(tǒng)中的資源能否滿足作業(yè)對(duì)資源的需求，以及按照一定的調(diào)度算法，從外存的后備隊(duì)列中選取某些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程、分配必要的資源。然后再將新創(chuàng)建的進(jìn)程排在就緒隊(duì)列上等待調(diào)度。進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)主要有(1)保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息；(2)按某種算法選取進(jìn)程；(3)把處理器分配給進(jìn)程。當(dāng)內(nèi)存空間非常緊張時(shí)，或處理機(jī)找不到可執(zhí)行的就緒進(jìn)程時(shí)，需要選擇一個(gè)進(jìn)程（阻塞或就緒狀態(tài)）換出到外存，釋放出內(nèi)存空間給別的進(jìn)程使用；當(dāng)內(nèi)存空間較充裕時(shí)，從外存選取一個(gè)掛起狀態(tài)的進(jìn)程調(diào)度到內(nèi)存（換入）。在換入和換出的過(guò)程中，發(fā)生了中程調(diào)度，只有支持進(jìn)程掛起的操作系統(tǒng)才具有中程調(diào)度功能，目的是為了提高內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。2.在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí)，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么?答：滿足用戶對(duì)響應(yīng)時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、截止時(shí)間的要求；滿足系統(tǒng)的需求，盡量提高系統(tǒng)吞吐量和處理機(jī)利用率，保證各類資源的平衡使用、公平性及優(yōu)先級(jí)。3.在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個(gè)作業(yè)和接納哪些作業(yè)?答：選擇多少個(gè)作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存，為之創(chuàng)建進(jìn)程，取決于多道程序的度，即允許同時(shí)在內(nèi)存中運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)。選擇哪些算法，取決于長(zhǎng)程調(diào)度算法。4.何謂靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)?確定靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的依據(jù)是什么?答：一旦確定下來(lái)，進(jìn)程在運(yùn)行期間它的優(yōu)先級(jí)一直不變化的優(yōu)先級(jí)叫靜態(tài)優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)首先為一個(gè)進(jìn)程賦予初始優(yōu)先級(jí)，該優(yōu)先級(jí)會(huì)隨著進(jìn)程的運(yùn)行而改變，這樣的優(yōu)先級(jí)叫動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。確定靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的依據(jù)：(1)進(jìn)程類型；(2)進(jìn)程對(duì)資源的需求；(3)用戶要求。5.試分別說(shuō)明可重用資源和可消耗資源的性質(zhì)。答：可重用性資源是一種可供用戶重復(fù)使用多次的資源，它具有如下性質(zhì)：(1)每一個(gè)可重用性資源中的單元只能分配給一個(gè)進(jìn)程使用，不允許多個(gè)進(jìn)程共享。(2)進(jìn)程在使用可重用性資源時(shí)，須按照這樣的順序：①請(qǐng)求資源。如果請(qǐng)求資源失敗，請(qǐng)求進(jìn)程將會(huì)被阻塞或循環(huán)等待。②使用資源。進(jìn)程對(duì)資源進(jìn)行操作，如用打印機(jī)進(jìn)行打?。虎坩尫刨Y源。當(dāng)進(jìn)程使用完后自己釋放資源。(3)系統(tǒng)中每一類可重用性資源中的單元數(shù)目是相對(duì)固定的，進(jìn)程在運(yùn)行期間既不能創(chuàng)建也不能刪除它?？上男再Y源又稱為臨時(shí)性資源，它是在進(jìn)程運(yùn)行期間，由進(jìn)程動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建和消耗的，它具有如下性質(zhì)：（1）每一類可消耗性資源的單元數(shù)目在進(jìn)程運(yùn)行期間是可以不斷變化的，有時(shí)它可以有許多，有時(shí)可能為0。（2）進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，可以不斷地創(chuàng)造可消耗性資源的單元，將它們放入該資源類的緩沖區(qū)中，以增加該資源類的單元數(shù)目。③進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，可以請(qǐng)求若干個(gè)可消耗性資源單元，用于進(jìn)程自己的消耗，不再將它們返回給該資源類中。6.試比較FCFS和SJF兩種進(jìn)程調(diào)度算法。答：FCFS按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序排隊(duì)，每次調(diào)度隊(duì)首的進(jìn)程，屬于非剝奪調(diào)度方式，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，看似公平。但對(duì)于那些后進(jìn)入隊(duì)列而運(yùn)行時(shí)間較短的進(jìn)程，或I/O型的進(jìn)程而言，可能需要等待較長(zhǎng)時(shí)間。SJF屬于非剝奪方式調(diào)度算法。當(dāng)需要調(diào)度作業(yè)（進(jìn)程）時(shí)，通過(guò)計(jì)算判斷就緒隊(duì)列中哪一個(gè)進(jìn)程預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間最短，或后備作業(yè)隊(duì)列中哪一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間最短，就調(diào)度誰(shuí)。當(dāng)某個(gè)進(jìn)程獲得處理機(jī)，直到其執(zhí)行完成，或需要等待某個(gè)事件而阻塞時(shí)，才自動(dòng)釋放處理機(jī)，系統(tǒng)又調(diào)度新的進(jìn)程或作業(yè)。與FCFS算法比較，短進(jìn)程優(yōu)先調(diào)度算法改善了系統(tǒng)的性能，降低了系統(tǒng)的平均等待時(shí)間，提高了系統(tǒng)的吞吐量。但是該算法也存在一些問(wèn)題：（1）很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)進(jìn)程的執(zhí)行時(shí)間；（2）可能導(dǎo)致長(zhǎng)進(jìn)程饑餓，對(duì)長(zhǎng)進(jìn)程不利。（3）采用非剝奪方式，未考慮進(jìn)程的緊迫程度，不適合于分時(shí)系統(tǒng)或者事務(wù)處理系統(tǒng)。7.在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大小?答：T=N*Q，Q表示時(shí)間片大小，T表示響應(yīng)時(shí)間，N表示就緒隊(duì)列進(jìn)程數(shù)。時(shí)間片大小的確定應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的最大用戶數(shù)、響應(yīng)時(shí)間、系統(tǒng)效率等多種因素，能保證80%的進(jìn)程能夠在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)完成就可以。8.何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么?答：可以描述為多個(gè)進(jìn)程因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)資源，或執(zhí)行時(shí)推進(jìn)的順序不當(dāng)，或相互通信而永久阻塞現(xiàn)象，如果沒(méi)有外力作用，這種現(xiàn)象將永遠(yuǎn)保持下去。產(chǎn)生死鎖的原因是進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源，即資源的數(shù)量小于進(jìn)程數(shù)量而引起的。死鎖產(chǎn)生的條件：（1）互斥：競(jìng)爭(zhēng)的資源一次只能被一個(gè)進(jìn)程使用。（2）占有且等待：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程占有一些資源，同時(shí)又申請(qǐng)新的資源。如果新資源申請(qǐng)失敗，進(jìn)程將占有資源且阻塞等待。（3）非剝奪：進(jìn)程已占有的資源不能被其他進(jìn)程強(qiáng)行剝奪。（4）循環(huán)等待：在系統(tǒng)中存在一個(gè)由若干進(jìn)程形成的環(huán)形請(qǐng)求鏈，其中的每一個(gè)進(jìn)程都占有一些資源，同時(shí)又申請(qǐng)環(huán)形請(qǐng)求鏈中下一個(gè)進(jìn)程所占有的資源。前三個(gè)條件是產(chǎn)生死鎖的必要條件，第四個(gè)條件是充分條件，四個(gè)條件共同構(gòu)成死鎖產(chǎn)生的充分必要條件。9.解決死鎖的方法有哪些？答：（1）預(yù)防死鎖，指進(jìn)程申請(qǐng)資源必須遵循某些預(yù)先制定的限制條件，以破壞產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件之一或幾個(gè)，防止死鎖發(fā)生。（2）避免死鎖指，當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)系統(tǒng)資源時(shí)，需要首先判斷（預(yù)測(cè)），如果滿足這次資源的請(qǐng)求是否會(huì)導(dǎo)致死鎖，可能會(huì)導(dǎo)致死鎖的資源請(qǐng)求將會(huì)被拒絕。讓請(qǐng)求資源進(jìn)程的進(jìn)程阻塞等待，直到其所需的資源可分配為止。（3）當(dāng)進(jìn)程申請(qǐng)資源時(shí)，不進(jìn)行任何限制，即允許死鎖發(fā)生。但要求系統(tǒng)定期或不定期檢測(cè)是否有死鎖發(fā)生。當(dāng)檢測(cè)到死鎖時(shí)，再力求解除死鎖。10.實(shí)時(shí)系統(tǒng)中采用的調(diào)度算法可以有如下幾種：1）非搶占優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。2）立即搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。3）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。4）基于時(shí)鐘中斷搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。按實(shí)時(shí)要求的嚴(yán)格程度由低到高的順序是什么，請(qǐng)寫出分析過(guò)程。答：3—1—4—2。時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法是按進(jìn)程先后達(dá)到的時(shí)間排序，并且為每個(gè)進(jìn)程分配時(shí)間片，只有時(shí)間片到才能切換，時(shí)間片未到不能剝奪進(jìn)程的執(zhí)，所以時(shí)間要求嚴(yán)格度低。非搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法，由于具有優(yōu)先權(quán)，高優(yōu)先權(quán)可以打斷低優(yōu)先權(quán)，只要將時(shí)間要求緊迫的任務(wù)賦予高優(yōu)先權(quán)，即可滿足時(shí)間要求較嚴(yán)格的需求。但是在低優(yōu)先權(quán)進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中是不能被打斷的，所以其優(yōu)先權(quán)能響應(yīng)的時(shí)間緊迫程度會(huì)打折扣?；跁r(shí)鐘中斷搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法，可以讓高優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程搶占低優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程，但是只有在時(shí)鐘中段到來(lái)的時(shí)候才能搶占。立即搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法能夠讓高優(yōu)先權(quán)的進(jìn)程在任何時(shí)刻搶占CPU。二、綜合題1.一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中擁有6臺(tái)打印機(jī)，現(xiàn)有N個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用，每個(gè)進(jìn)程要求2臺(tái)打印機(jī)，試問(wèn)：N的值如何選取時(shí)系統(tǒng)中絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)死鎖?答：該問(wèn)題類似于哲學(xué)家問(wèn)題，讓N<=資源數(shù)-1即可，即N<=6-1,有N<=5。2.多道批處理系統(tǒng)中配有一臺(tái)處理器和兩臺(tái)外設(shè)(Dl、D2)，用戶存儲(chǔ)空間為100MB。已知系統(tǒng)采用可搶占的高優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法和不允許移動(dòng)的可變分區(qū)分配策略，設(shè)備分配按照動(dòng)態(tài)分配原則。今有4個(gè)作業(yè)同時(shí)提交給系統(tǒng)，如下表所示。作業(yè)名優(yōu)先數(shù)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)存需求（M）A65分鐘50B34分鐘10C87分鐘60D45分鐘20作業(yè)運(yùn)行時(shí)間和I/O時(shí)間按下述順序進(jìn)行：A．CPU（1分鐘），D1（2分鐘），D2（2分鐘）B．CPU（3分鐘），D1（1分鐘）C．CPU（2分鐘），D1（3分鐘），D2（2分鐘）D．CPU（4分鐘），D1（1分鐘）忽略輔助操作，請(qǐng)給出4個(gè)作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間？解：按照高優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法，即優(yōu)先數(shù)越高，越優(yōu)先得到調(diào)度的策略，且四個(gè)作業(yè)同時(shí)提交系統(tǒng)，根據(jù)題意及條件，C優(yōu)先被調(diào)度，為其創(chuàng)建進(jìn)程并分配內(nèi)存空間。其調(diào)度時(shí)系統(tǒng)狀況如下表：作業(yè)名優(yōu)先數(shù)CPUD1D2內(nèi)存需求（M）系統(tǒng)剩余內(nèi)存（M）C82分鐘3分鐘2分鐘6040當(dāng)其2分鐘以后，由于開(kāi)始I/O操作，所以按照調(diào)度策略，調(diào)入下一個(gè)高優(yōu)先數(shù)的作業(yè)A，為其創(chuàng)建進(jìn)程，并為它分配內(nèi)存空間，但由于內(nèi)存空間不滿足需要，該進(jìn)程阻塞，系統(tǒng)轉(zhuǎn)而調(diào)度D，為其創(chuàng)建進(jìn)程并分配存儲(chǔ)空間。調(diào)度D執(zhí)行的系統(tǒng)情況如下表：作業(yè)名優(yōu)先數(shù)CPUD1D2內(nèi)存需求（M）系統(tǒng)剩余內(nèi)存（M）C82分鐘3分鐘2分鐘6040D44分鐘1分鐘02020當(dāng)D執(zhí)行3分鐘后，C釋放D1資源，使用D2資源。當(dāng)D執(zhí)行4分鐘后，可以使用D1資源，且進(jìn)程切換，系統(tǒng)調(diào)度B，為其創(chuàng)建進(jìn)程，并分配存儲(chǔ)空間。此時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)如圖：作業(yè)名優(yōu)先數(shù)CPUD1D2內(nèi)存需求（M）系統(tǒng)剩余內(nèi)存（M）C82分鐘3分鐘2分鐘6040D44分鐘1分鐘02020B33分鐘1分鐘01010當(dāng)B執(zhí)行1分鐘后，C和D同時(shí)完成，系統(tǒng)回收其內(nèi)存資源、D1和D2。系統(tǒng)狀態(tài)如圖：作業(yè)名優(yōu)先數(shù)CPUD1D2內(nèi)存需求（M）系統(tǒng)剩余內(nèi)存（M）B31分鐘1分鐘01090由于采用可搶占式，此時(shí)內(nèi)存資源滿足A的需求，喚醒A執(zhí)行，B進(jìn)程阻塞。此時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)如圖：作業(yè)名優(yōu)先數(shù)CPUD1D2內(nèi)存需求（M）系統(tǒng)剩余內(nèi)存（M）B31分鐘（阻塞）1分鐘01090A61分鐘2分鐘2分鐘5040此時(shí)A進(jìn)程執(zhí)行1分鐘后，使用D1，然后使用D2，喚醒B執(zhí)行B執(zhí)行完剩余的2分鐘后，A剛好使用完畢D1，B可以順利使用D1。B使用D1的1分鐘后結(jié)束進(jìn)程，釋放資源，再過(guò)1分鐘后，A使用完D2，進(jìn)程A結(jié)束，釋放資源，此時(shí)所有進(jìn)程結(jié)束，系統(tǒng)的資源狀況恢復(fù)到初始狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，C的周轉(zhuǎn)時(shí)間為7分鐘，D的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：2+5=7（分鐘）；B的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：等待時(shí)間（2+4+1）分鐘+執(zhí)行處理時(shí)間4分鐘=11分鐘；A的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：等待時(shí)間（2+4+1）分鐘+執(zhí)行處理時(shí)間5分鐘=12分鐘。系統(tǒng)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（7+7+11+12）/4=9.25（分鐘）3.設(shè)有4個(gè)作業(yè)J1，J2，J3，J4．它們的到達(dá)時(shí)間和要求服務(wù)時(shí)間如下表所示。若這4個(gè)作業(yè)在—臺(tái)處理機(jī)上按單道方式運(yùn)行，采用響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法。1）試寫出各作業(yè)的執(zhí)行順序；2）求各作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間及平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。3）求各作業(yè)的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間及平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)到達(dá)時(shí)間服務(wù)時(shí)間J18:002小時(shí)J28:3040分鐘J39:0025分鐘J49:3030分鐘解：（1）響應(yīng)比高者優(yōu)先算法屬于非剝奪算法。J1先到達(dá)，優(yōu)先調(diào)度，服務(wù)時(shí)間120分鐘，10點(diǎn)鐘執(zhí)行完畢時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)其他等待進(jìn)程的響應(yīng)比為：RJ2=1+(10：00-8：30)/40=3.25RJ3=1+(10：00-9:00)/25=3.4RJ4=1+(10：00-9：30)/30=2根據(jù)響應(yīng)比高低，優(yōu)先調(diào)度J3執(zhí)行。J3執(zhí)行25分鐘，在10：25時(shí)完成，此時(shí)計(jì)算J2和J4的響應(yīng)比為：RJ2=1+(10：25-8：30)/40=6.75RJ4=1+(10：25-9：30)/30=2.83根據(jù)響應(yīng)比高低，優(yōu)先調(diào)度J2執(zhí)行,J2執(zhí)行40分鐘，在11:05分完成。此時(shí)系統(tǒng)只剩下J4，調(diào)度J4執(zhí)行，執(zhí)行30分鐘，于11:35分完成。所以系統(tǒng)調(diào)度執(zhí)行順序?yàn)椋篔1，J3，J2，J4。（2）J1的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：10：00-8:00=120分鐘； J2的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：11:05-8:30=155分鐘； J3的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：10:25-9:00=85分鐘； J4的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：11:35-9:30=125分鐘。系統(tǒng)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（120+155+85+125）/4=121.25（分鐘）。（3）帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=周轉(zhuǎn)時(shí)間/系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間，由此可以計(jì)算； J1的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：120分鐘/120分鐘=1； J2的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：155分鐘/40分鐘=3.875； J3的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：85分鐘/25分鐘=3.4； J4的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：125分鐘/30分鐘=4.17系統(tǒng)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：（1+3.875+3.4+4.17）/4=3.114.在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請(qǐng)求向量由Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)，問(wèn)系統(tǒng)可否將資源分配給它?解：根據(jù)教材例子，P1申請(qǐng)了（1，0，2）并獲得該資源后，系統(tǒng)資源情況如下圖：此時(shí)P0申請(qǐng)(0,2,0)，經(jīng)過(guò)分析不安全，系統(tǒng)不能分配給它請(qǐng)求的資源。如果改為申請(qǐng)（0，1，0），Request(0,1,0)<Need(7,4,3);Request1(0,1,0)≤Available1(2,3,0),系統(tǒng)可以試探地分配，分配后系統(tǒng)資源情況如下：由于剩下的資源已經(jīng)無(wú)法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的需求，所以此時(shí)不能滿足P0的請(qǐng)求。5.在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情況，試問(wèn)：

(1)該狀態(tài)是否安全?(2)若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它?解：（1）此刻能夠找到一個(gè)安全序列P0，P3,P4,P1,P2,此刻系統(tǒng)是安全的。（2）若P2申請(qǐng)（1,2,2,2）后，系統(tǒng)判斷Request(1,2,02,2)<Need(2,3,5,6);Request1(0,1,0)≤Available1(1,6,2,2),可以試著預(yù)分配。但是分配之后系統(tǒng)可用資源還剩0,4,0,0，已經(jīng)無(wú)法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的資源需求，系統(tǒng)不能將資源分配給它。第四章1、什么是靜態(tài)鏈接、裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接？答：靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行前，先將各目標(biāo)模塊及它們所需的庫(kù)函數(shù)，鏈接成一個(gè)完整的裝配模塊，以后不再拆開(kāi)的鏈接方式。裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后得到的一組目標(biāo)模塊，在裝入內(nèi)存時(shí)采用邊裝入邊鏈接的鏈接方式。運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指對(duì)某些目標(biāo)模塊的鏈接，是在程序執(zhí)行中需要該目標(biāo)模塊時(shí)，才對(duì)它進(jìn)行的鏈接2、簡(jiǎn)述分頁(yè)系統(tǒng)和分段系統(tǒng)的異同點(diǎn)答：相同點(diǎn)：都采用離散分配的方式來(lái)提高內(nèi)存利用率；都通過(guò)地址變換機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)地址變換。區(qū)別：（1）頁(yè)是信息的物理單位，分頁(yè)是為了提高內(nèi)存的利用率。段是信息的邏輯單位，含有一組意義相對(duì)比較完整的信息。分段是為了更好地滿足用戶的需求。（2）頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)決定。段的長(zhǎng)度不固定，且由用戶所編寫的程序決定。（3）分頁(yè)的地址空間是唯一的，程序員只需要利用一個(gè)記憶符，便可以表示一個(gè)地址。分段的地址空間是二維的，程序員在標(biāo)識(shí)一個(gè)地址時(shí)，既需要給出段名，又需要給出段內(nèi)地址。3、什么情況下需要重定位？為什么要引入重定位？答：源程序經(jīng)過(guò)編譯、鏈接產(chǎn)生的裝入模塊一般是從0開(kāi)始編制的，其中的地址都是相對(duì)于起始地址的相對(duì)地址。在將它裝入內(nèi)存時(shí)，其分配到的內(nèi)存空間的起始地址通常不為0，因此指令和數(shù)據(jù)的實(shí)際物理地址和裝入模塊中的相對(duì)地址不一致，此時(shí)，為了使程序能夠正確執(zhí)行，必須將相對(duì)地址轉(zhuǎn)換為物理地址，即進(jìn)行重定位。4、在具有快表的段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換？答：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，并將此頁(yè)號(hào)與高速緩存中的所有頁(yè)號(hào)比較，若找到匹配頁(yè)號(hào)，表示要訪問(wèn)的頁(yè)表項(xiàng)在快表中?？芍苯訌目毂碜x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)，則再訪問(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5、什么是對(duì)換技術(shù)？為什么要引入對(duì)換？對(duì)換有哪些類型？答：對(duì)換時(shí)指內(nèi)存中暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程或者暫時(shí)不用的程序或數(shù)據(jù)換出到外存上，以便騰出足夠的內(nèi)存空間，把已經(jīng)具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或者進(jìn)程所需要的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存。目的是解決內(nèi)存緊張問(wèn)題，帶來(lái)的好處是進(jìn)一步提高了處理機(jī)的利用率和系統(tǒng)吞吐量。對(duì)換類型：整體對(duì)換、頁(yè)面（分段）對(duì)換。6、在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？答：在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)可能出現(xiàn)4種情況：（1）回收區(qū)前鄰空閑區(qū)。將回收區(qū)與前鄰空閑區(qū)合并，將前鄰空閑區(qū)大小修改為兩者之和。（2）回收區(qū)后鄰空閑區(qū)。將兩區(qū)合并，改后鄰空閑區(qū)始址為回收區(qū)始址，大小為兩者之和。（3）回收區(qū)前后均鄰空閑區(qū)。將三個(gè)分區(qū)合并，修改前鄰空閑區(qū)大小為三者之和。（4）回收區(qū)前后均不鄰空閑區(qū)。為回收區(qū)設(shè)置空閑區(qū)表項(xiàng)，填入回收區(qū)始址和大小并插入空閑區(qū)隊(duì)列。7、給定內(nèi)存空閑分區(qū)，按地址從小到大為：100K、500K、200K、300K、600K?，F(xiàn)有用戶進(jìn)程依次分別212K、417K、112K、426K。（1）分別用首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法將它們裝入到內(nèi)存的哪個(gè)分區(qū)？（2）哪個(gè)算法最有效利用內(nèi)存？答：（1）按題意地址從小到大進(jìn)行分區(qū)，如圖所示：分區(qū)號(hào)分區(qū)長(zhǎng)1100K2500K3200K4300K5600K1)首次適應(yīng)算法：212K選中分區(qū)2，這時(shí)分區(qū)2還剩下288KB。417K選中分區(qū)5，這時(shí)分區(qū)5還剩下183KB。112K選中分區(qū)2，這時(shí)分區(qū)2還剩下176KB。426KB無(wú)分區(qū)能滿足要求，等待。2）循環(huán)首次適應(yīng)算法：本題目中與首次適應(yīng)算法相同。3）最佳適應(yīng)算法：212K選中分區(qū)4，這時(shí)分區(qū)4還剩88KB。417K選中分區(qū)2，這時(shí)分區(qū)2還剩83KB。112K選中分區(qū)3，這時(shí)分區(qū)3還剩88K。426K選中分區(qū)5，這時(shí)分區(qū)5還剩174KB。4）最壞適應(yīng)算法：212K選中分區(qū)5，這時(shí)分區(qū)5還剩388KB。417K選中分區(qū)2，這時(shí)分區(qū)2還剩83KB。112K選中分區(qū)5，這時(shí)分區(qū)5還剩176KB。426K無(wú)分區(qū)能滿足，等待。（2）最佳適應(yīng)算法最有效使用內(nèi)存。8、某系統(tǒng)采用頁(yè)式存儲(chǔ)管理策略，擁有邏輯空間32頁(yè)，每頁(yè)2KB，擁有物理空間1MB。（1）寫出邏輯地址的格式。（2）若不考慮訪問(wèn)權(quán)限等，進(jìn)程的頁(yè)表有多少項(xiàng)？每項(xiàng)至少有多少位？（3）如果物理空間減少一半，頁(yè)表結(jié)構(gòu)應(yīng)相應(yīng)作怎樣的改變？答：（1）該系統(tǒng)擁有邏輯空間32頁(yè)，故邏輯地址中頁(yè)號(hào)必須用5位來(lái)描述；而每頁(yè)為2KB，因此，頁(yè)內(nèi)地址必須用11位來(lái)描述，這樣可得到它的邏輯地址格式：1511100頁(yè)號(hào)頁(yè)內(nèi)地址（2）每個(gè)進(jìn)程最多有32個(gè)頁(yè)面，因此，進(jìn)程的頁(yè)表項(xiàng)最多為32項(xiàng)；若不考慮訪問(wèn)權(quán)限等，則頁(yè)表項(xiàng)中只需給出頁(yè)所對(duì)應(yīng)的物理塊塊號(hào)，1MB的物理空間可分為29個(gè)內(nèi)存塊，故每個(gè)頁(yè)表項(xiàng)至少有9位。（3）如果物理地址空間減半，則頁(yè)表中頁(yè)表項(xiàng)數(shù)仍不變，但每項(xiàng)的長(zhǎng)度可減少1位。9、已知某分頁(yè)系統(tǒng)，主存容量為64K字節(jié)，頁(yè)面大小為1K，對(duì)一個(gè)4頁(yè)大的作業(yè)，其0、1、2、3頁(yè)分別被分配到主存的2、4、6、7塊中，試：將十進(jìn)制的邏輯地址1023、2500、3500、4500轉(zhuǎn)換成物理地址。答：邏輯地址1023。1023/1K，得到頁(yè)號(hào)為0，頁(yè)內(nèi)地址為1023，查頁(yè)表找到對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為2，因此物理地址為2*1K+1023=3071.邏輯地址2500。2500/1K，得到頁(yè)號(hào)為2，頁(yè)內(nèi)地址為452，查頁(yè)表找到對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為6，因此物理地址為6*1K+452=6596.邏輯地址3500。3500/1K，得到頁(yè)號(hào)為3，頁(yè)內(nèi)地址為428，查頁(yè)表找到對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為7，因此物理地址為7*1K+428=7596.邏輯地址4500。4500/1K，得到頁(yè)號(hào)為4，頁(yè)內(nèi)地址為404，查頁(yè)表找到對(duì)應(yīng)的物理塊號(hào)為2，因此物理地址為2*1K+1023=3071.10、對(duì)于下表所示的段表，請(qǐng)將邏輯地址（0,137）,(1,4000),(2,3600),(5,239)轉(zhuǎn)換成物理地址。段號(hào)內(nèi)存始址段長(zhǎng)050K10K160K3K270K5K3120K8K4150K4K答：（1）段號(hào)0小于段表長(zhǎng)5，故段號(hào)合法；由段表的第0項(xiàng)可獲得段的內(nèi)存始址位50K，段長(zhǎng)位10K，由于段內(nèi)地址137，小于段長(zhǎng)10K，故段內(nèi)地址也是合法的，因此可以得出對(duì)應(yīng)的物理地址為50K+137=51337（2）段號(hào)1小于段表長(zhǎng)5，故段號(hào)合法；由段表的第1項(xiàng)可獲得段的內(nèi)存始址位60K，段長(zhǎng)位3K，經(jīng)檢查，段內(nèi)地址4000超過(guò)段長(zhǎng)3K，因此產(chǎn)生越界中斷。（3）段號(hào)2小于段表長(zhǎng)5，故段號(hào)合法；由段表的第2項(xiàng)可獲得段的內(nèi)存始址位70K，段長(zhǎng)位5K，由于段內(nèi)地址3600，小于段長(zhǎng)10K，故段內(nèi)地址也是合法的，因此可以得出對(duì)應(yīng)的物理地址為70K+3600=75280.（4）段號(hào)5等于段表長(zhǎng)，故段號(hào)不合法，產(chǎn)生越界中斷。第五章1、什么是程序局部性原理？程序局部性主要體現(xiàn)在哪里方面？答：程序局部性原理是指程序在執(zhí)行時(shí)將呈現(xiàn)出局部性規(guī)律，即在一較短的時(shí)間內(nèi)，程序的執(zhí)行僅局限于某個(gè)部分，相應(yīng)地，它所訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間也局限在某個(gè)區(qū)域。局部性主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：（1）時(shí)間局部性。如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行，則不久以后該指令可能再次執(zhí)行；如果某個(gè)數(shù)據(jù)被訪問(wèn)，則不久以后該數(shù)據(jù)可能被再次訪問(wèn)。產(chǎn)生局部性的典型原因是程序中存在中大量的循環(huán)操作。（2）空間局部性。一旦程序訪問(wèn)了某個(gè)存儲(chǔ)單元，則不久以后，其附近的存儲(chǔ)單元也將被訪問(wèn)，即程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問(wèn)的地址，可能集中在一定的范圍內(nèi)，其典型情況是程序的順序執(zhí)行。2、什么是虛擬存儲(chǔ)器？虛擬存儲(chǔ)區(qū)有什么特征？答：虛擬存儲(chǔ)器是指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存容量加以擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)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，其運(yùn)行速度接近于內(nèi)存速度，而每位的成本又接近于外存。虛擬存儲(chǔ)器有以下特征：（1）多次性。一個(gè)作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)，無(wú)需在作業(yè)運(yùn)行時(shí)一次性地全部裝入內(nèi)存，允許被分成多次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行，即只需將當(dāng)前要運(yùn)行的那部分程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存即可開(kāi)始運(yùn)行。（2）對(duì)換性。一個(gè)作業(yè)中的程序和數(shù)據(jù)，無(wú)需在作業(yè)運(yùn)行時(shí)一直常駐內(nèi)存，允許在作業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行換進(jìn)換出。即在進(jìn)程運(yùn)行期間，運(yùn)行將那些暫時(shí)不使用的代碼和數(shù)據(jù)從內(nèi)存調(diào)至外存的對(duì)換去（換出），待需要時(shí)再將它們從外存調(diào)至內(nèi)存（換進(jìn)）。（3）虛擬性。指能夠從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量，使用戶所看到的內(nèi)存容量遠(yuǎn)大于實(shí)際內(nèi)存容量。虛擬性以多次性和對(duì)換性位基礎(chǔ)。3、在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，頁(yè)表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)？每項(xiàng)的作用是什么？答：頁(yè)表應(yīng)包括：頁(yè)號(hào)、物理塊號(hào)、狀態(tài)位P、訪問(wèn)字段A、修改位M和外存地址。其中狀態(tài)位P指示該頁(yè)是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問(wèn)時(shí)參考；訪問(wèn)字段A用于記錄本頁(yè)在一段時(shí)間內(nèi)被訪問(wèn)的次數(shù)，或最近已有多長(zhǎng)時(shí)間未被訪問(wèn)，提供給置換算法選擇換出頁(yè)面時(shí)參考；修改位M表示該頁(yè)在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過(guò)；外存地址用于指出該頁(yè)在外存上的地址，通常是物理塊號(hào)，供調(diào)入該頁(yè)時(shí)使用。4、在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，應(yīng)從何處將所需頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存？答：請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中的缺頁(yè)從何處調(diào)入內(nèi)存分三種情況：（1）系統(tǒng)擁有足夠?qū)Q區(qū)空間時(shí)，可以全部從對(duì)換區(qū)調(diào)入所需頁(yè)面，提高調(diào)頁(yè)速度。在進(jìn)程運(yùn)行前將與該進(jìn)程有關(guān)的文件從文件區(qū)拷貝到對(duì)換區(qū)。（2）系統(tǒng)缺少足夠?qū)Q區(qū)空間時(shí)，不被修改的文件直接從文件區(qū)調(diào)入；當(dāng)換出這些頁(yè)面時(shí)，未被修改的不必?fù)Q出，再調(diào)入時(shí)，仍從文件區(qū)直接調(diào)入。對(duì)于可能修改的，在換出時(shí)便調(diào)到對(duì)換區(qū)，以后需要時(shí)再?gòu)膶?duì)換區(qū)調(diào)入。（3）UNIX方式。未運(yùn)行頁(yè)面從文件區(qū)調(diào)入。曾經(jīng)運(yùn)行過(guò)但被換出頁(yè)面，下次從對(duì)換區(qū)調(diào)入。UNIX系統(tǒng)允許頁(yè)面共享，某進(jìn)程請(qǐng)求的頁(yè)面有可能已調(diào)入內(nèi)存，直接使用不再調(diào)入。5、簡(jiǎn)述產(chǎn)生“抖動(dòng)”的原因以及“抖動(dòng)”的預(yù)防方法。答：產(chǎn)生“抖動(dòng)”的原因：同時(shí)在系統(tǒng)中運(yùn)行的進(jìn)程太多，分配給每一個(gè)進(jìn)程的物理塊太少，不能滿足進(jìn)程正常運(yùn)行的基本要求，致使每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，頻繁地出現(xiàn)缺頁(yè)，必須請(qǐng)求系統(tǒng)將所缺少的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存。這使得系統(tǒng)中排隊(duì)等待頁(yè)面調(diào)進(jìn)/調(diào)出的進(jìn)程數(shù)量增加，對(duì)磁盤的有效訪問(wèn)也隨之增加，造成每個(gè)進(jìn)程的大部分時(shí)間都用于頁(yè)面的換進(jìn)/換出?！岸秳?dòng)”預(yù)防方法：（1）采取局部置換策略；（2）把工作集算法融入到處理機(jī)調(diào)度中；（3）利用“L=S”準(zhǔn)則調(diào)節(jié)缺頁(yè)率；（4）選擇暫停的進(jìn)程。6、在請(qǐng)求分段系統(tǒng)中，段表項(xiàng)應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)？答：段名、段長(zhǎng)、段基址、存儲(chǔ)方式、訪問(wèn)字段A、修改位M、存在位P、增補(bǔ)位、外存始址。7、在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，假如一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向是2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2。目前沒(méi)有任何頁(yè)面裝入內(nèi)存，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)為3時(shí)，請(qǐng)分別計(jì)算采用OPT算法、FIFO算法、LRU算法、CLOCK算法時(shí)，訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率。答（1）OPT算法232152453252頁(yè)框1222222444222頁(yè)框233333333333頁(yè)框3155555555是否缺頁(yè)是是是是是是缺頁(yè)6次，缺頁(yè)率=6/12=50%（2）FIFO算法232152453252頁(yè)框1222231552243頁(yè)框233315224435頁(yè)框3152443352是否缺頁(yè)是是是是是是是是是缺頁(yè)9次，缺頁(yè)率=9/12=75%（3）LRU算法232152453252頁(yè)框1232152453252頁(yè)框223215245325頁(yè)框3321524533是否缺頁(yè)是是是是是是是缺頁(yè)7次，缺頁(yè)率=7/12=58.3%（4）CLOCK算法232152453252頁(yè)框12*2*2*->2*5*5*->5*->5*3*3*->3*->3*頁(yè)框2->3*3*3*->32*2*2*->2->2*22*頁(yè)框3->->1*1->14*4*445*5*是否缺頁(yè)是是是是是是是是缺頁(yè)8次，缺頁(yè)率=8/12=66.7%第六章一、簡(jiǎn)答題1．有幾種I／O控制方式？各有何持點(diǎn)？答：I／O控制方式有4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。(1)程序直接控制方式優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，也不需要多少硬件支持。但CPU和外設(shè)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)，使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)備或其他硬件所產(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。(2)中斷控制方式優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備以及設(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。但由于I／O控制器的數(shù)據(jù)緩沖寄存器裝滿數(shù)據(jù)后將會(huì)發(fā)出中斷且數(shù)據(jù)緩沖寄存器通常較小，因此在一次數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中發(fā)生中斷次數(shù)較多而耗去大量CPU時(shí)間；如果系統(tǒng)中配置的外設(shè)數(shù)目較多，且都以中斷方式進(jìn)行并行操作，則可能耗去大量CPU時(shí)間或因CPU來(lái)不及處理而造成數(shù)據(jù)丟失。(3)DMA方式與中斷方式相比，DMA方式是在一批數(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)，且DMA方式下的數(shù)據(jù)傳送是在DMA控制器控制下完成的。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，多個(gè)DMA控制器的使用也不經(jīng)濟(jì)。(4)通道控制方式通道是一個(gè)專管I／O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，并在操作結(jié)束時(shí)向CPU發(fā)出中斷信號(hào)；同時(shí)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。2．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？答：用戶不指定物理設(shè)備，而是指定邏輯設(shè)備，使得用戶作業(yè)和物理設(shè)備之間分開(kāi)，再通過(guò)其他途徑建立邏輯設(shè)備和物理設(shè)備之間的映射，設(shè)備的這種特性就是“設(shè)備獨(dú)立性”。好處：應(yīng)用程序與具體物理設(shè)備無(wú)關(guān)，系統(tǒng)增減或變更設(shè)備時(shí)對(duì)源程序不必加以修改；易于應(yīng)對(duì)I/O設(shè)備故障，提高系統(tǒng)可靠性；增加設(shè)備分配的靈活性，更有效地利用邏輯設(shè)備資源，實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)。3.SPOOLing系統(tǒng)由哪幾部分組成？以打印機(jī)為例說(shuō)明如何利用SPOOLing技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)打印機(jī)的共享？答：SPOOLING系統(tǒng)由磁盤上的輸入井和輸出井，內(nèi)存中的輸入輸出緩沖區(qū)以及輸入輸出進(jìn)程構(gòu)成。在用SPOOLING技術(shù)共享打印機(jī)時(shí)，對(duì)所有提出請(qǐng)求的用戶進(jìn)程，系統(tǒng)接受他們的請(qǐng)求時(shí)，并不真正八大應(yīng)急分配給它們，而是給他們兩件事：1、由輸出進(jìn)程在輸出井中為他申請(qǐng)一個(gè)空閑緩沖區(qū)，并將要答應(yīng)的數(shù)據(jù)送入其中。2、輸出進(jìn)程給用戶進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的打印請(qǐng)求表，把用戶的打印請(qǐng)求填入表里，再將該表掛到打印隊(duì)列上。至此用戶進(jìn)程覺(jué)得它的打印進(jìn)程已經(jīng)完成，而不必等待滿速的打印過(guò)程完成，當(dāng)打印機(jī)空閑時(shí)，輸出進(jìn)程從打印表中取出一個(gè)打印請(qǐng)求表，將打印數(shù)據(jù)傳進(jìn)進(jìn)程的輸出井的內(nèi)存緩沖區(qū)，再有打印機(jī)輸出打印依次處理打印表中的緩沖數(shù)據(jù)，直到為空，系統(tǒng)將每個(gè)打印請(qǐng)求進(jìn)程在輸出井中分配一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)是的每個(gè)用戶進(jìn)程在邏輯上獨(dú)占一個(gè)打印及，從而實(shí)現(xiàn)打印機(jī)共享。二、綜合題4.假定磁盤有200個(gè)柱面，編號(hào)0~199，當(dāng)前存取臂的位置在143號(hào)柱面上，并剛剛完成了125號(hào)柱面的服務(wù)請(qǐng)求，如果請(qǐng)求隊(duì)列的先后順序是：86，147，91，177，94，150，102，175，130；試問(wèn)：為完成上述請(qǐng)求，下列算法存取臂移動(dòng)的總量是多少？并算出存取臂移動(dòng)的順序。(1)先來(lái)先服務(wù)算法FCFS；(2)最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF；(3)掃描算法SCAN。(4)電梯調(diào)度。答：(1)先來(lái)先服務(wù)算法FCFS為565，依次為143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2)最短查找時(shí)間優(yōu)先算法SSTF為162依次為143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。(3)掃描算法SCAN為169，依次為143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4)電梯調(diào)度為125(先向地址大的方向)，依次為143-147-150-175-177-130-102-94-91-86。為148(先向地址小的方向)依次為143-130-102-94-91-86-147-150-175-177。5.旋轉(zhuǎn)型設(shè)備上信息的優(yōu)化分布能減少為若干個(gè)I/O服務(wù)的總時(shí)間。設(shè)磁鼓上分為20個(gè)區(qū)，每區(qū)存放一個(gè)記錄，磁鼓旋轉(zhuǎn)一周需20毫秒，讀出每個(gè)記錄平均需用1毫秒，讀出后經(jīng)2毫秒處理，再繼續(xù)處理下一個(gè)記錄。在不知當(dāng)前磁鼓位置的情況下：（1）順序存放記錄1、……，記錄20時(shí)，試計(jì)算讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間；（2）給出優(yōu)先分布20個(gè)記錄的一種方案，使得所花的總處理時(shí)間減少，且計(jì)算出這個(gè)方案所花的總時(shí)間。答：（1）定位第1個(gè)記錄需10ms。讀出第1個(gè)記錄，處理花2ms，這時(shí)已到了第4個(gè)記錄，再轉(zhuǎn)過(guò)18個(gè)記錄(花18ms)才能找到記錄2，所以，讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間：10+3+(1+2+18)×19=13+21×19=412ms（2）如果給出優(yōu)先分布20個(gè)記錄的方案為：1，8，15，2，9，16，3，10，17，4，11，18，5，12，19，6，13，20，7，14。當(dāng)讀出第1個(gè)記錄，花2ms處理后，恰好就可以處理記錄2，省去了尋找下一個(gè)記錄的時(shí)間，讀出并處理20個(gè)記錄的總時(shí)間：10+3+3×19=13+247=260ms第七章一、簡(jiǎn)答題1．什么是文件？它包含哪些類型及特點(diǎn)?答：文件是信息的一種組織形式，是存儲(chǔ)在外存上的具有標(biāo)識(shí)名的一組相關(guān)信息集合。文件包含的內(nèi)容有：源程序、二進(jìn)制代碼、文本文檔、數(shù)據(jù)、表格、聲音和圖像等。文件的特點(diǎn)如下：(1)文件具有保存性，它被存儲(chǔ)在某種存儲(chǔ)介質(zhì)上，長(zhǎng)期保存和多次使用。(2)文件是按名存取的，每個(gè)文件具有惟一的標(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。(3)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、文本文檔、數(shù)據(jù)、表格、聲音和圖像等。2．什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)？它有哪幾種組織方式？答：文件的邏輯結(jié)構(gòu)是用戶可見(jiàn)結(jié)構(gòu)。組織方式：一種是無(wú)結(jié)構(gòu)的流式文件，是指對(duì)文件內(nèi)信息不再劃分單位，它是依次的一串字符流構(gòu)成的文件。一種是有結(jié)構(gòu)的記錄式文件，是用戶把文件內(nèi)的信息按邏輯上獨(dú)立的含義劃分信息單位，每個(gè)單位稱為一個(gè)邏輯記錄（簡(jiǎn)稱記錄）。3．什么是文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)的主要功能包括哪些？答