操作系統(tǒng)教程第5版部分習(xí)題答案

1、第一章： 一、3、10、15、23、27、353.什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的主要作用是什么？操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機(jī)界面、提供各種服務(wù),并合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶有效地使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件.主要作用(1) 服務(wù)用戶操作系統(tǒng)作為用戶接口和公共服務(wù)程序(2) 進(jìn)程交互操作系統(tǒng)作為進(jìn)程執(zhí)行的控制者和協(xié)調(diào)者(3) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)作為擴(kuò)展機(jī)或虛擬機(jī)(4) 資源管理操作系統(tǒng)作為資源的管理者和控制者10.試述系統(tǒng)調(diào)用與函數(shù)（過(guò)程）調(diào)用之間的區(qū)別。（1） 調(diào)用形式和實(shí)現(xiàn)方式不同；（2） 被調(diào)用的代碼位置不同；（3） 提供方式不同15.什么是多道程

2、序設(shè)計(jì)？多道程序設(shè)計(jì)有什么特點(diǎn)？多道程序設(shè)計(jì)是指允許多個(gè)作業(yè)（程序）同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存并執(zhí)行交替計(jì)算的方法。從宏觀上看是并行的，從微觀上看是串行的。（1） 可以提高CPU、內(nèi)存和設(shè)備的利用率；（2） 可以提高系統(tǒng)的吞吐率，使單位時(shí)間內(nèi)完成的作業(yè)數(shù)目增加；（3） 可以充分發(fā)揮系統(tǒng)的并行性，使設(shè)備和設(shè)備之間，設(shè)備和CPU之間均可并行工作。23.現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有哪些基本功能？請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述之。（1）處理器管理；（2）存儲(chǔ)管理；（3）設(shè)備管理；（4）文件管理；（5）聯(lián)網(wǎng)與通信管理。27.什么是操作系統(tǒng)的內(nèi)核？?jī)?nèi)核是一組程序模塊，作為可信軟件來(lái)提供支持進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的基本功能和基本操作，通常駐留在內(nèi)核空間

3、，運(yùn)行于內(nèi)核態(tài)，具有直接訪問(wèn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)備和所有內(nèi)存空間的權(quán)限，是僅有的能夠執(zhí)行特權(quán)指令的程序。35.簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)資源管理的資源復(fù)用技術(shù)。系統(tǒng)中相應(yīng)地有多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)使用資源，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理資源是寶貴和稀有的，操作系統(tǒng)讓眾多進(jìn)程共享物理資源，這種共享稱(chēng)為資源復(fù)用。（1） 時(shí)分復(fù)用共享 資源從時(shí)間上分割成更小的單位供進(jìn)程使用；（2） 空分復(fù)用共享 資源從空間上分割成更小的單位供進(jìn)程使用。. 二、2、52、答：畫(huà)出兩道程序并發(fā)執(zhí)行圖如下：處理器輸入機(jī)打印機(jī)程序A程序BA計(jì)算B計(jì)算計(jì)算計(jì)算時(shí)間(ms)0 50 100 150 180 200 250 300打印計(jì)算打印輸入計(jì)算A打印A打印B輸

4、入A計(jì)算B計(jì)算一(1) 兩道程序運(yùn)行期間，CPU存在空閑等待，時(shí)間為100至150ms之間(見(jiàn)圖中有色部分)。(2) 程序A無(wú)等待現(xiàn)象，但程序B有等待。程序B有等待時(shí)間段為180ms至200ms間(見(jiàn)圖中有色部分)。5、答：畫(huà)出三個(gè)作業(yè)并行工作圖如下(圖中著色部分為作業(yè)等待時(shí)間)：CPUI1I2Job1Job2Job3時(shí)間(ms)CPU CPU0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 I1 I1CPUCPU I2 I2CPU I1CPU Job1 Job2 Job3Job2Job1Job2Job3Job1 Job2 Job1Job3(1) Job1從投入到運(yùn)行完成需80ms，J

5、ob2從投入到運(yùn)行完成需90ms，Job3從投入到運(yùn)行完成需90ms。(2) CPU空閑時(shí)間段為：60ms至70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率為(90-20)/90=77.78%。(3) 設(shè)備I1空閑時(shí)間段為：20ms至40ms，故I1的利用率為(90-20)/90=77.78%。設(shè)備I2空閑時(shí)間段為：30ms至50ms，故I2的利用率為(90-20)/90=77.78%。第二章： 一、9、18、20、26、489.什么是系統(tǒng)調(diào)用？試述API、庫(kù)函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系.敘述系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行流程.18.什么是進(jìn)程?計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)為什么要引入進(jìn)程?進(jìn)程是具有獨(dú)立功能的程序在某個(gè)數(shù)據(jù)集合上

6、的一次運(yùn)行活動(dòng),是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和保護(hù)的基本單位.(1) 刻畫(huà)程序的并發(fā)性;(2) 解決資源的共享性.20.進(jìn)程的最基本狀態(tài)有哪些?哪些事件可以引起不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換?運(yùn)行態(tài)就緒態(tài)阻塞態(tài)26.何謂進(jìn)程控制塊（PCB）？它包含哪些基本信息？進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)識(shí)，是操作系統(tǒng)用來(lái)記錄和刻畫(huà)進(jìn)程狀態(tài)及環(huán)境信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是進(jìn)程動(dòng)態(tài)特征的匯集，也是操作系統(tǒng)掌握進(jìn)程的唯一資料結(jié)構(gòu)和管理進(jìn)程的主要依據(jù)。（1） 標(biāo)識(shí)信息；（2） 現(xiàn)場(chǎng)信息；（3） 控制信息。48.處理器調(diào)度分為哪幾種類(lèi)型？簡(jiǎn)述各類(lèi)調(diào)度的主要任務(wù)。高級(jí)調(diào)度，中級(jí)調(diào)度，低級(jí)調(diào)度。高級(jí)調(diào)度，創(chuàng)建就緒進(jìn)程和做進(jìn)程完成后的善后工作。

7、中級(jí)調(diào)度，根據(jù)內(nèi)存資源情況決定內(nèi)存中所能容納進(jìn)程的數(shù)目，并完成內(nèi)存和外存中進(jìn)程的對(duì)換。低級(jí)調(diào)度，根據(jù)某種原則決定就緒隊(duì)列中哪個(gè)進(jìn)程/線程獲得處理器，并將處理器出讓給它使用。 二、5、10、12、16、20、21、25、285、答：采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度時(shí)，三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為： T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c 若不按短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度，不失一般性，設(shè)調(diào)度次序?yàn)椋篔2、J1、J3。則三個(gè)作業(yè)的總周轉(zhuǎn)時(shí)間為：T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c 令-式得到： T2-T1=b-a>0可見(jiàn)，采用短作業(yè)優(yōu)先算法調(diào)度才能獲得最小平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。10、答：5個(gè)

8、待運(yùn)行的作業(yè)同時(shí)到達(dá)，按照最短作業(yè)優(yōu)先的算法可以使平均響應(yīng)時(shí)間最短。X取值不定，按照以下情況討論：1） x3 次序?yàn)椋簒，3，5，6，92） 3<x5 次序?yàn)椋?，x，5，6，93） 5<x6 次序?yàn)椋?，5，x，6，94） 6<x9 次序?yàn)椋?，5，6，x，95） 9<x 次序?yàn)椋?，5，6，9，x12、答：(1)FCFS調(diào)度算法執(zhí)行次序 執(zhí)行時(shí)間 等待時(shí)間 周轉(zhuǎn)時(shí)間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 A 10 0 10 1 B 6 10 16 2.66 C 2 16 18 9 D 4 18 22 5.5 E 8 22 30 3.75作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T=(10+16+18+22+30)

9、/5=19.2作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38(3) 優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法執(zhí)行次序 執(zhí)行時(shí)間 等待時(shí)間 周轉(zhuǎn)時(shí)間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 B 6 0 6 1 E 8 6 14 1.75 A 10 14 24 2.4 C 2 24 26 13 D 4 26 30 7.5作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T=(6+14+24+26+30)/5=20作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 W=(1+1.75+2.4+13+7.5)/5=5.13(3)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法(每個(gè)作業(yè)獲得相同的2分鐘長(zhǎng)的時(shí)間片)按次序A B C D E A B D E A B E A E A輪轉(zhuǎn)執(zhí)行。 作業(yè) 執(zhí)行時(shí)間 等待時(shí)間 周轉(zhuǎn)

10、時(shí)間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 A 10 20 30 3 B 6 16 22 3.66 C 2 4 6 3 D 4 12 16 4 E 8 20 28 3.5作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 T=(30+22+6+16+28)/5=20.4作業(yè)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 W=(3+3.66+3+4+3.5)/5=3.4316、答： FCFS SJF HRRF作業(yè) 開(kāi)始 完成 周轉(zhuǎn) 開(kāi)始 完成 周轉(zhuǎn) 開(kāi)始 完成 周轉(zhuǎn)時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間 時(shí)間1 8.00 10：00 2.00 8:00 10.00 120 8:00 10.00 1202 10.00 10：50 2.00 10:30 11.20 150 10

11、:10 11.00 1303 10.50 11：00 2.00 10:00 10:10 70 10:00 10:10 704 11.00 11：20 1.5 10:10 10:30 40 11:00 11.20 90平均周 T=112.5分 T=95分 T=102.5分轉(zhuǎn)時(shí)間=帶權(quán)平均 W=4.975 W=3.25 W=3.775周轉(zhuǎn)時(shí)間=20、答：執(zhí)行次序 提交時(shí)間 執(zhí)行時(shí)間 開(kāi)始時(shí)間 完成時(shí)間 周轉(zhuǎn)時(shí)間 J1 8:00 60 8:00 9:00 60 J5 8:35 5 9:00 9:05 30 J6 8:40 10 9:05 9:15 35 J3 8:25 20 9:15 9:35 70

12、 J4 8:30 25 9:35 10:00 90 J2 8:20 35 10:00 10:35 135作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=(60+30+35+70+90+135)/6=70注意，J1被調(diào)度運(yùn)行后，直到它執(zhí)行結(jié)束，才會(huì)引出作業(yè)調(diào)度程序工作。所以，J2至J6雖在J1執(zhí)行期間進(jìn)入，但未被調(diào)度，均在等待。當(dāng)J1撤離后，作業(yè)調(diào)度程序工作，按SJF算法，顯然有執(zhí)行次序：J5、J6、J3、J4、和J2。21作業(yè)名到達(dá)時(shí)刻估計(jì)運(yùn)行時(shí)間/min優(yōu)先數(shù)JOB110:00405JOB210:20303JOB310:30604JOB410:50206JOB511:00204JOB611:10104答：如下表所示作業(yè)

13、名進(jìn)入內(nèi)存時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)行時(shí)刻結(jié)束運(yùn)行時(shí)刻周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間JOB110:0010:0012:401604JOB210:2010:2010:50301JOB310:3010:5011:50804/3JOB410:5012:4013:0013013/2JOB512:0012:0012:20804JOB611：5011:5012:00505平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(160+30+80+130+80+50)/6=88.88平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(4+1+4/3+13/2+4+5)/6=3.6425、答：每個(gè)作業(yè)運(yùn)行將經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：作業(yè)調(diào)度(SJF算法)和進(jìn)程調(diào)度(優(yōu)先數(shù)搶占式)。另外，批處理最多容納2道作業(yè)，更多的

14、作業(yè)將在后備隊(duì)列等待。進(jìn)程就緒隊(duì)列作業(yè)后備隊(duì)列時(shí)間(分鐘) 10:00 10:20 10:30 10:50 11:10 12:00 12:20A B A C DA D D C CPU(1) 10:00，作業(yè)A到達(dá)并投入運(yùn)行。(2) 10:20，作業(yè)B到達(dá)且優(yōu)先權(quán)高于作業(yè)A，故作業(yè)B投入運(yùn)行而作業(yè)A在就緒隊(duì)列等待。(3) 10:30，作業(yè)C到達(dá)，因內(nèi)存中已有兩道作業(yè)，故作業(yè)C進(jìn)入作業(yè)后備隊(duì)列等待。(4) 10:50，作業(yè)B運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D到達(dá)，按SJF短作業(yè)優(yōu)先算法，作業(yè)D被裝入內(nèi)存進(jìn)入就緒隊(duì)列。而由于作業(yè)A的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)A投入運(yùn)行。(5) 11:10，作業(yè)A運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)C被調(diào)入內(nèi)

15、存，且作業(yè)C的優(yōu)先級(jí)高于作業(yè)D，故作業(yè)C投入運(yùn)行。(6) 12:00，作業(yè)C運(yùn)行結(jié)束，作業(yè)D投入運(yùn)行。(7) 12:20，作業(yè)D運(yùn)行結(jié)束。作業(yè) 進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間 運(yùn)行結(jié)束時(shí)間 A 10:00 11:10 B 10:20 10;50 C 11:10 12:00 D 10:50 12:20各作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為：作業(yè)A 70，作業(yè)B 30，作業(yè)C 90，作業(yè)D 90。平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為70分鐘。28、答：(1) FIFO算法選中作業(yè)執(zhí)行的次序?yàn)椋篈、B、D、C和E。作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為63分鐘。(2) SJF算法選中作業(yè)執(zhí)行的次序?yàn)椋篈、B、D、E和C。作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為58分鐘。第三章： 一、9、13、15

16、、259.什么是臨界區(qū)和臨界資源？臨界區(qū)管理的基本原則是什么？并發(fā)進(jìn)程中與共享變量有關(guān)的程序段稱(chēng)為臨界區(qū)。共享變量所代表的資源叫做臨界資源，即一次僅供一個(gè)進(jìn)程使用的資源。（1） 一次至多有一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行；（2） 如果已有進(jìn)程在臨界區(qū)內(nèi)，試圖進(jìn)入此臨界區(qū)的其它進(jìn)程應(yīng)等待；（3） 進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)退出，以便讓進(jìn)程等待隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程進(jìn)入。13.什么是信號(hào)量？如何對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)？信號(hào)量是物理資源的實(shí)體，它是一個(gè)與隊(duì)列有關(guān)的整型變量。按用途分（1） 公用信號(hào)量；（2） 私有信號(hào)量。按取值分（1） 二值信號(hào)量；（2） 一般信號(hào)量。15.何謂管程？它有哪些屬性？管程是由局部于自己的若

17、干公共變量及其聲明和所有訪問(wèn)這些公共變量的過(guò)程所組成的軟件模塊，它提供一種互斥機(jī)制，進(jìn)程可以互斥地調(diào)用管程的過(guò)程。（1） 共享性；（2） 安全性；（3） 互斥性。25.試述產(chǎn)生死鎖的必要條件、死鎖產(chǎn)生的原因及預(yù)防死鎖的方法。(1) 互斥條件；(2) 占有和等待條件；(3) 不剝奪條件；(4) 循環(huán)等待條件。進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)、PV操作使用不妥、同類(lèi)資源分配不均或?qū)δ承┵Y源的使用未加限制等，不僅與系統(tǒng)擁有的資源數(shù)量有關(guān)，而且與資源分配策略、進(jìn)程對(duì)資源的使用要求以及并發(fā)進(jìn)程的推進(jìn)順序有關(guān)。（1） 破壞條件1（互斥條件）；（2） 破壞條件2（占有和等待條件）；（3） 破壞條件3（不剝奪條件）；（4）

18、破壞條件4（循環(huán)等待條件）。 二、2、答：不同（1）:初值為1，范圍為-n+1,1；（2）：初值為m，范圍為-n+m,m。5、答：1) 使用信號(hào)量和P、V操作：var name: array1.100 of A;A=record number:integer; name:string;endfor i:=1 to 100 do Ai.number:=i; A:=null;mutex,seatcount:semaphore;i:integer;mutex:=1;seatcount:=100;cobeginprocess readeri(var readername:string)(i

19、=1,2,) P(seatcount); P(mutex);for i:=1 to 100 do i+ if A=null then A:=readername; reader get the seat number =i; /*Ai.number V(mutex) 進(jìn)入閱覽室，座位號(hào)i，座下讀書(shū);P(mutex); Ai name:=null; V(mutex); V(seatcount); 離開(kāi)閱覽室; coend.2) 使用管程操作：TYPE readbook=monitorVAR R:condition;Interface Module IM; i,seatco

20、unt:integer;name:array1.100 of string;DEFINE readercome,readerleave;USE check,wait,signal,release;procedure readercome(readername)begin check(IM); if seatcount100 wait(R,IM) seatcount:=seatcount+1; for i=1 to 100 do i+ if namei=null then namei:=readername; get the seat number=i; release(IM);endproce

21、dure readerleave(readername)begin check(IM); seatcount-; for i=1 to 100 do i+ if namei=readername then namei:=null; release(IM);end begin seatcount:=100;name:=null;endcobegin process readeri(i=1,2.) begin readercome(readername); read the book; readerleave(readername); leave the readroom; endcoend.6、

22、答：實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)進(jìn)程的同步問(wèn)題，設(shè)信號(hào)量S1和S2分別表示可揀白子和黑子，不失一般性，若令先揀白子。var S1,S2:semaphore;S1:=1;S2:=0; cobegin process P1 begin repeat P(S1); 揀白子 V(S2); until false; endprocess P2 begin repeat P(S2); 揀黑子 V(S1); until false; endcoend.16、答：(1)用信號(hào)量和P、V操作。var S,S1,S2,S3;semaphore; S:=1;S1:=S2:=S3:=0; flag1,flag2,flag3:Bool

23、ean; flag1:=flag2:=flag3:=true;cobegin process 供應(yīng)者begin repeat P(S); 取兩樣香煙原料放桌上，由flagi標(biāo)記; /*flage1、flage2、flage3代表煙草、紙、火柴 if flag2&flag3 then V(S1); /*供紙和火柴 else if flag1&flag3 then V(S2); /*供煙草和火柴 else V(S3); /*供煙草和紙 untile false; end process 吸煙者1begin repeat P(S1); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; unt

24、ile false;process 吸煙者2begin repeat P(S2); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; untile false;process 吸煙者3begin repeat P(S3); 取原料; 做香煙; V(S); 吸香煙; untile false;coend.23、答：(1) P1，P2，P3，P4的Cki-Aki分別為：(2，2，2)、(1，0，2)、(1，0，3)、(4，2，0)(1) 系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在安全序：P2，P1，P3，P4(2) 可以分配，存在安全序列：P2，P1，P3，P4。(3) 不可以分配。24、答：(1)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，存在安全

25、序列：P0，P3，P4，P1，P2。 (2)不能分配，否則系統(tǒng)會(huì)處于不安全狀態(tài)。25、答：(1)此時(shí)可以找出進(jìn)程安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。故系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。(2)可以分配，存在安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。(3)不可分配，系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。31、答：semaphore wait，mutex1，mutex2；mutex1=mutex2=1；wait=1；int counter1，counter2；count1=count2=0；CobeginProcess p1P(mutex1)；counter1+；if (counter1=1) then P(wait)；V(mut

26、ex1)；過(guò)獨(dú)木橋；P(mutex1)；counter1-；if (counter1=0) then V(wait)；V(mutex1)；Process p2P(mutex2)；Counter2+；if (counter2=1) then P(wait)；V(mutex2)；過(guò)獨(dú)木橋；P(mutex2)；counter2-；if (counter2=0) then V(wait)；V(mutex2)；coend50、答:答：semaphore mutex1，mutex2；semaphore empty，full，count；mutex1=mutex2=1；count=3；empty=10；fu

27、ll=0；cobegin19process youngmonki(i=1，2)While(true)P(empty)；P(count)；P(mutex1)；從井中取水；V(mutex1)；P(mutex2)；倒入水缸；V(mutex2)；V(count)；V(full)；process oldmonki(i=1，2)while(true)P(full)；P(count)；P(mutex2)；從缸中取水；V(mutex2)；V(count)；V(empty)；coend第四章： 一、1、試述存儲(chǔ)管理的基本功能。答：（1） 存儲(chǔ)分配；（2） 地址映射；（3） 存儲(chǔ)保護(hù)；（4） 存儲(chǔ)共享；（5） 存

28、儲(chǔ)擴(kuò)充。4、何謂地址轉(zhuǎn)換（重定位）？哪些方法可以實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換？答：邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過(guò)程稱(chēng)為地址轉(zhuǎn)換（重定位）。（1） 靜態(tài)地址重定位；（2） 動(dòng)態(tài)地址重定位；（3） 運(yùn)行時(shí)鏈接地址重定位。18、試述實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器的基本原理。有哪幾種實(shí)現(xiàn)方法？答：虛擬存儲(chǔ)器是指在具有層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部分裝入和部分替換功能，能從邏輯上為用戶提供一個(gè)比物理內(nèi)存容量大得多的、可尋址的“內(nèi)存儲(chǔ)器”。是一種具有請(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)。虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)和請(qǐng)求分段系統(tǒng)。請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)允許只裝入少數(shù)頁(yè)面的程序(及數(shù)據(jù))，便啟動(dòng)運(yùn)行

29、，以后，再通過(guò)調(diào)頁(yè)功能及頁(yè)面置換功能，陸續(xù)地把即將要運(yùn)行的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，同時(shí)把暫不運(yùn)行的頁(yè)面換出到外存上；請(qǐng)求分段系統(tǒng)允許只裝入少數(shù)段(而非所有的段)的用戶程序和數(shù)據(jù)，即可啟動(dòng)運(yùn)行。以后再通過(guò)調(diào)段功能和段的置換功能將暫不運(yùn)行的段調(diào)出，同時(shí)調(diào)入即將運(yùn)行的段。 二、1、答：（1）當(dāng)有3個(gè)物理頁(yè)面時(shí)：使用FIFO算法：缺頁(yè)16次，缺頁(yè)中斷率16/20=80%；使用OPT算法：缺頁(yè)11次，缺頁(yè)率11/20=55%。使用LRU算法：缺頁(yè)12次，缺頁(yè)率12/20=60%。（2）當(dāng)使用4個(gè)物理頁(yè)面時(shí)：（2）當(dāng)使用5個(gè)物理頁(yè)面時(shí)：（2）當(dāng)使用6個(gè)物理頁(yè)面時(shí)：3、答：(1) 作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為

30、9次，9/12=75%。使用LRU為7次，7/12=58%。使用OPT為6次，6/12=50%。作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為6次，6/12=50%。使用LRU為6次，6/12=50%。使用OPT為5次，5/12=42%。 (2) 作業(yè)的物理塊數(shù)為3塊，使用FIFO為9次，9/12=75%。使用LRU為10次，10/12=83%。使用OPT為7次，7/12=58%。作業(yè)的物理塊數(shù)為4塊，使用FIFO為10次，10/12=83%。使用LRU為8次，8/12=66%。使用OPT為6次，6/12=50%。其中，出現(xiàn)了Belady現(xiàn)象，增加分給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反使缺頁(yè)中斷率上升。29、答：1)6

31、80 2)915 3)904 4)越界 5)1750 6) 越界。30、答：1) 1) 頁(yè)面訪問(wèn)序列為0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3。 2)FIFO為5次，缺頁(yè)中斷率為5/12=41.6%。LRU為6次，缺頁(yè)中斷率為6/12=50%。LRU反比FIFO缺頁(yè)中斷率高。第五章： 一、1、試述設(shè)備管理的基本功能。答：P255（1） 設(shè)備中斷處理；（2） 緩沖區(qū)管理；（3） 設(shè)備分配與去分配；（4） 設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)度；（5） 實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備。12、為什么要引入緩沖技術(shù)？其基本思想是什么？答P265為了解決CPU與設(shè)備之間速度不匹配的矛盾及邏輯記錄和物理記錄大小不一致的問(wèn)題，提高CPU與設(shè)備的

32、并行性，減少I(mǎi)/o操作對(duì)CPU的中斷次數(shù)，放寬對(duì)CPU中斷響應(yīng)時(shí)間的要求，人們?yōu)椴僮飨到y(tǒng)引入了緩沖技術(shù)。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行寫(xiě)操作輸出數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)輸出緩沖區(qū)，然后將數(shù)據(jù)送至緩沖區(qū)，如果是順序?qū)懻?qǐng)求，則不斷地把數(shù)據(jù)填入緩沖區(qū)，直至裝滿為止，此后進(jìn)程可以繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫(xiě)入設(shè)備。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行讀操作輸入數(shù)據(jù)時(shí)，先向系統(tǒng)申請(qǐng)一個(gè)輸入緩沖區(qū)，然后系統(tǒng)將設(shè)備的一條物理記錄讀至緩沖區(qū)，期間進(jìn)程繼續(xù)計(jì)算，送至完成之后系統(tǒng)根據(jù)要求將當(dāng)前進(jìn)程所需要的邏輯記錄從緩沖區(qū)中選出并傳送給進(jìn)程。21、什么是虛擬設(shè)備？實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？答：虛擬設(shè)備：為了提高獨(dú)占設(shè)備的利用率，采用SPOOLING

33、技術(shù)，用可共享的設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備，使獨(dú)占設(shè)備成為共享設(shè)備，使每個(gè)作業(yè)感到自己分到了速度極高的獨(dú)占設(shè)備。這種模擬的獨(dú)占設(shè)備稱(chēng)為虛擬設(shè)備。(1) 預(yù)輸入程序；(2) 井管理程序；(3) 緩輸出程序。28、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：設(shè)備獨(dú)立性：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)備之間分離開(kāi)來(lái)，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)備無(wú)關(guān)性”。 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)。為了實(shí)

34、現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，必須在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件，用來(lái)執(zhí)行所有 I/O 設(shè)備的公用操作，并向用戶層軟件提供統(tǒng)一接口。關(guān)鍵是系統(tǒng)中必須設(shè)置一張邏輯設(shè)備表 LUT 用來(lái)進(jìn)行邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射，其中每個(gè)表目中包含了邏輯設(shè)備名、物理設(shè)備名和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序入口地址三項(xiàng)；當(dāng)應(yīng)用程序用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求分配 I/O 設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)必須為它分配相應(yīng)的物理設(shè)備，并在 LUT 中建立一個(gè)表目，以后進(jìn)程利用該邏輯設(shè)備名請(qǐng)求 I/O 操作時(shí)，便可從 LUT 中得到物理設(shè)備名和驅(qū)動(dòng)程序入口地址。30、目前常用的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)調(diào)度算法有哪幾種？分別適用于何種數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合？答：只需回答幾處算法。(1) 電梯I/o調(diào)度算法

35、；(2) 時(shí)限i/o調(diào)度和預(yù)期i/o調(diào)度算法；(3) 公平排隊(duì)i/o調(diào)度算法。（1） 先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法；（2） 最短尋道時(shí)間調(diào)度算法；（3） 掃描算法；（4） 循環(huán)掃描算法。二、2、答：處理次序?yàn)椋?00-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移動(dòng)的總柱面數(shù)：264。7、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143-147-150-175-177-102-94-91