計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(整理)

1、計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案（湯子瀛等著）計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)第 頁共16頁第 頁共16頁第 頁共16頁計算機操作系統(tǒng)課后答案計算機操作系統(tǒng)【第一章】設計現(xiàn)代OS的主要目標是什么？方便性，有效性，可擴充性和開放性.1OS的作用可表現(xiàn)為哪幾個方面？OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接I1：OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者；OS作為擴充機器.試說明推動多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？不斷提高計算機資源利用率和系統(tǒng)吞吐量的需要：平均周轉(zhuǎn)時間長，無交互能力.1實現(xiàn)分時系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么?應如何解決？關(guān)鍵問題：及時接收，及時處理；對于及時接收，只需在系統(tǒng)中設置一多路卡，多

2、路卡作用是使主機能同時接收用戶從各個終端上輸入的數(shù)據(jù)；-對于及時處理，應使所有的用戶作業(yè)都直接進入內(nèi)存，在不長的時間內(nèi)，能使每個作業(yè)都運行一次.1為什么要引入實時操作系統(tǒng)？更好地滿足實時控制領域和實時信息處理領域的需要.los具有哪幾大特征?它的最基本特征是什么？并發(fā)(Concunence),共享(Shaimg),虛擬(Virtual)，異步性(Asyncluomsm)其中最基本特征是并發(fā)和共享.1內(nèi)存管理有哪些主要功能?它們的主要任務是什么？主要功能：內(nèi)存分配，內(nèi)存保護，地址映射和內(nèi)存擴充等.內(nèi)存分配的主要任務是為每道程序分配內(nèi)存空間，提高存儲器利用率，以減少不可用的內(nèi)存空間，允許正在運行的

3、程序申請附加的內(nèi)存空間，以適應程序和數(shù)據(jù)動態(tài)増長的需要.內(nèi)存保護的主要任務是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運行，互不干擾.-地址映射的主要任務是將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應的物理地址.內(nèi)存擴充的主要任務是借助虛擬存儲技術(shù)，從邏輯上去擴充內(nèi)存容量.1處理機管理具有哪些功能?它們的主要任務是什么？進程控制，進程同步，進程通信和調(diào)度.進程控制的主要任務是為作業(yè)創(chuàng)建進程，撤銷已結(jié)束的進程，以及控制進程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換.進程同步的主要任務是對諸進程的運行進行調(diào)節(jié).進程通信的任務是實現(xiàn)在相互合作進程之間的信息交換.調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度.作業(yè)調(diào)度的基本任務是從后備隊列中按

4、照一定的算法，選擇出若干個作業(yè)，為它們分配必要的資源;而進程調(diào)度的任務是從進程的就緒隊列中，按照一定的算法選出一新進程，把處理機分配給它，并為它設置運行現(xiàn)場，是進程投入運行.1設備管理有哪些主要功能?其主要任務是什么？主要功能：緩沖管理，設備分配和設備處理，以及虛擬設備等.主要任務：完成用戶提出的I/O請求，為用戶分配DO設備：提高CPU和I/O設備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用I/O設備.1文件管理有哪些主要功能?其主要任務是什么？主要功能：對文件存儲空間的管理，目錄管理，文件的讀，寫管理以及文件的共享和保護.主要任務：對用戶文件和系統(tǒng)文件進行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安

5、全性.1試在交互性，及時性和可靠性方面，將分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)進行比較.分時系統(tǒng)是一種通用系統(tǒng)，主要用于運行終端用戶程序，因而它具有較強的交互能力；而實時系統(tǒng)雖然也有交互能力，但其交互能力不及前者.實時信息系統(tǒng)對實用性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接收的等待時間來確定；而實時控制系統(tǒng)的及時性則是以控制對象所要求的開始截止時間和完成截止時河來確定的.實時系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求要比分時系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求高.1是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？程序執(zhí)行結(jié)果是不確定的，即程序是不可再現(xiàn)的.每個程序在何時執(zhí)行，多個程序間的執(zhí)行順序以及完成每道程序所需的時間都是不確定的，即不可預知性.1何為微內(nèi)核

6、技術(shù)？在為內(nèi)核中通常提供了哪些功能？1、足夠小的內(nèi)核2、基于客戶？服務器模式3、應用“機制與策略分離”原理4、采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)2、功能：進程管理低級存儲器管理中斷和陷入處理在操作系統(tǒng)中為什么要引入進程概念?它會產(chǎn)生什么樣的影響？為了使程序在多道程序環(huán)境卞能并發(fā)執(zhí)行，并能對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，而引入了進程概念.影響：使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實行.2.試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨立性上比較進程和程序？動態(tài)性是進程最基本的特性，可表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，以及由撤銷而消亡，因而進程由一定的生命期；而程序只是一組有序指令的集合，是靜態(tài)實體.并發(fā)性是進程的重要特征，同時也

7、是OS的重要特征.引入進程的目的正是為了使其程序能和其它進程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的.獨立性是指進程實體是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統(tǒng)中獨立獲得資源和獨立調(diào)度的基本單位而對于未建立任何進程的程序，都不能作為一個獨立的單位參加運行.2.試說明PCB的作用?為什么說PCB是進程存在的唯一標志？PCB是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).PCE中記錄了操作系統(tǒng)所需的用于描述進程情況及控制進程運行所需的全部信息因而它的作用是使一個在多道程序環(huán)境卞不能獨立運行的程序（含數(shù)據(jù)），成為一個能獨立運行的基本單位，一個能和其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程.在進程的整個生命周期中，

8、系統(tǒng)總是通過其PCB對進程進行控制，系統(tǒng)是根據(jù)進程的PCE而不是任何別的什么而感知到該進程的存在的，所以說，PCE是進程存在的唯一標志.2.試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因.處于就緒狀態(tài)的進程，當進程調(diào)度程序為之分配了處理機后，該進程便由就緒狀態(tài)變?yōu)閳?zhí)行狀態(tài).當前進程因發(fā)生某事件而無法執(zhí)行，如訪問已被占用的臨界資源，就會使進程由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài).當前進程因時間片用完而被暫停執(zhí)行，該進程便由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài).2.在創(chuàng)建一個進程時，需完成的主要工作是什么？操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進程事件后，調(diào)用進程創(chuàng)建原語CreatO；申請空白PCE；為新進程分配資源：初始化進程控制塊：將新進

9、程插入就緒隊列.2.在撤消一個進程時，需完成的主要工作是什么？OS調(diào)用進程終止原語；根據(jù)被終止進程的標志符，從PCB集合中檢索出該進程的PCB,從中讀出該進程的狀態(tài);若被終止進程正處于執(zhí)行狀態(tài)，應立即中止該進程的執(zhí)行，并設置調(diào)度標志為真；若該進程還有子孫進程，還應將其所有子孫進程予以終止；將該進程所擁有的全部資源，或者歸還給其父進程，或者歸還給系統(tǒng)；將被終止進程（它的PCE）從所在隊列（或鏈表）中移出，等待其它程序來搜集信息.試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷幾個方面，對進程和線程進行比較.在引入線程的OS中，把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進程作為資源擁有的基本單位；在引入線程的OS

10、中，不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個進程中的多個線程之間，亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性；進程始終是擁有資源的一個獨立單位，線程自己不擁有系統(tǒng)資源，但它可以訪問其隸屬進程的資源；在創(chuàng)建，撤消和切換進程方面，進程的開銷遠遠人于線程的開銷.2什么是用戶級線程和內(nèi)核級線程?.內(nèi)核級線程是依賴于內(nèi)核的，它存在于用戶進程和系統(tǒng)進程中，它們的創(chuàng)建，撤消和切換都由內(nèi)核實現(xiàn)；用戶級線程僅存在于用戶級中，它們的創(chuàng)建，撤消和切換不利用系統(tǒng)調(diào)用來實現(xiàn)，因而與內(nèi)核無關(guān)，內(nèi)核并不知道用戶級線程的存在.內(nèi)核級線程的調(diào)度和切換與進程十分相似，調(diào)度方式采用搶占式和非搶占式，調(diào)度算法采用時間輪轉(zhuǎn)法和優(yōu)先權(quán)算法等，

11、當由線程調(diào)度選中一個線程后，再將處理器分配給它；而用戶級線程通常發(fā)生在一個應用程序的諸線程之間，無需終端進入OS內(nèi)核，切換規(guī)則也較簡單，因而，用戶級線程的切換速度較快.用戶級線程調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用和調(diào)度另一個進程執(zhí)行時，內(nèi)核把它們看作是整個進程的行為,內(nèi)核級線程調(diào)用是以線程為單位，內(nèi)核把系統(tǒng)調(diào)用看作是該線程的行為.對于用戶級線程調(diào)用，進程的執(zhí)行速度隨著所含線程數(shù)目的增加而降低，對于內(nèi)核級線程則相反.為什么要在OS中引入線程使多個程序能夠并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開銷，是OS系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性！當前有哪幾種高級通信機制？共享存儲器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)、管道

12、通信系統(tǒng)進程在運行存在哪兩種形式的制約，并舉例2.為什么進程在進入臨界區(qū)之前應先執(zhí)行“進入去”代碼？推出前又要執(zhí)行“退出區(qū)”代碼？用于將臨界區(qū)正被訪問的標志恢復為未被訪問的標志同步機構(gòu)應遵循哪些基本準則？為什么？空閑讓進忙則等待有限等待讓權(quán)等待計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案（湯子瀛等著）計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)第 頁共16頁第 頁共16頁什么是臨界資源和臨界區(qū)？一次僅允許一個進程使用的資源成為臨界資源.在每個進程中，訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū).2.為什么進程在進入臨界區(qū)之前，應先執(zhí)行”進入?yún)^(qū)”代碼，在退出臨界區(qū)后又執(zhí)行”退出區(qū)“代碼?為了實現(xiàn)多個進程對臨界資源的互斥訪問，

13、必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問的臨界資源是否正被訪問的代碼，如果未被訪問，該進程便可進入臨界區(qū)對資源進行訪問，并設置正被訪問標志，如果正被訪問，則本進程不能進入臨界區(qū)，實現(xiàn)這一功能的代碼成為”進入?yún)^(qū)“代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行”退出區(qū)”代碼，用于恢復未被訪問標志.在生產(chǎn)者一消費者問題中,如果缺少了signal(fiill)或signal(empty),對執(zhí)行結(jié)果會有何影響？生產(chǎn)者一消費者問題可描述如卞:varmutex,empty.fii止semaphoresbuffer:aiiay0，n-1ofitem;iihout:integei:=0,0;begmparbeginproduc

14、er:begmrepeatproduceaniteminnextp;wait(empty);wait(mutex);buffei(iii):=nextp;m:=(in+l)modn;signal(mutex);/*/signal(fxill);/*/untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(fiill);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+l)modn;signal(mutex);嚴*/signal(emptv);嚴*/consumetheiteminnextc;untilfalse;endpaiendend可見

15、，生產(chǎn)者可以不斷地往緩沖池送消息，如果緩沖池滿，就會覆蓋原有數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)混亂而消費者始終因wait(fiill)操作將消費進程直接送入進程鏈表進行等待，無法訪問緩沖池，造成無限等待.在生產(chǎn)者一消費者問題中，如果將兩個wait操作即wait(fiill)和wait(mutex)互換位置：或者是將sigiial(mutex)與signal(fiill)互換位置結(jié)果會如何？varmutex,empty.fii止semaphoresbuffer:aiiay0n-1ofitem;iihout:integei:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeatproducean

16、iteminnextp;wait(empty);wait(mutex);buffer(m):=nextp;m:=(in+l)modn;嚴*/signal(ftill);signal(mutex);嚴*/untilfalse;endconsumer:beginrepeat嚴*/wait(mutex);wait(fijll);嚴*/nextc:=buffer(out);out:=(out+l)modn;signal(mutex);signal(emptv);consumetheiteminnextc;untilfalse;endpaiendendwait(fiill)和wait(mutex)互換位

17、置后，因為mutex在這兒是全局變量，執(zhí)行完wait(mutex),則mutex賦值為0,倘若h】ll也為0,則該生產(chǎn)者進程就會轉(zhuǎn)入進程鏈表進行等待，而生產(chǎn)者進程會因全局變量mutex為0而進行等待，使仇11始終為0,這樣就形成了死鎖.而sigiial(mutex)與signal(ftill)互換位置后，從邏輯上來說應該是一樣的.2.試修改下面生產(chǎn)者一消費者問題解法中的錯誤：producer:begmrepeatproduceraniteminnextp;wait(mutex);wait(full);/*應為wait(empty),ifn且還應該在wait(mutex)的前面*/buffei(

18、iii):=nextp;/*緩沖池數(shù)組游標應前移:modn;*/signal(mutex);/*signal(full);*/untilfalse;endconsumer:begmrepeatwait(mutex);wait(empty);/*應為wait(full),而且還應該在wait(mutex)的前面*/nextc:=buffer(out);out:=out+l;/考慮循壞，應改為：out:=(out+l)modn;*/signal(mutex);/*signal(empty)；*/consumeriteminnextc;untilfalse;end計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛

19、等著)計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)第 頁共16頁第 頁共16頁試利用記錄型信號量寫出一個不會出現(xiàn)死鎖的哲學家進餐問題的算法.設初始值為1的信號量cI表示I號筷子被拿(1=1,2,3,4,.,211),其中n為自然數(shù).send(I):BeginifImod2=1thenP(cI)；P(cI-lmod習)；Eat;V(cIJmod5);V(cI);elseP(cI-lmod習)；P(cI)；Eat;V(cI);V(cI-lmod5);End答：FCFS進程調(diào)度算法：一種最簡單的調(diào)度算法，比較有利于長作業(yè)(進程)，而不利于短作業(yè)(進程)SPF進程調(diào)度算法：對短作業(yè)或短進程優(yōu)先調(diào)度的算法

20、。該算法對長作業(yè)不利。計算機操作系統(tǒng)【第四章】高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務是什么?為什么要引入中級調(diào)度？作業(yè)調(diào)度又稱宏觀調(diào)度或高級調(diào)度，其主要任務是按一定的原則對外存上處于后備狀態(tài)的作業(yè)進行選擇，給選中的作業(yè)分配內(nèi)存，輸入輸出設備等必要的資源，并建立相應的進程，以使該作業(yè)的進程獲得競爭處理機的權(quán)利.進程調(diào)度又稱微觀調(diào)度或低級調(diào)度，其主要任務是按照某種策略和方法選取一個處于就緒狀態(tài)的進程，將處理機分配給它.為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量，引入了中級調(diào)度.3選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時，應遵循的準則是什么？面向用戶的準則有周轉(zhuǎn)時間短，響應時間快，截止時間的保證，以及優(yōu)先權(quán)準則.面向系統(tǒng)的準則有系統(tǒng)吞吐

21、量高，處理機利用率好，各類資源的平衡利用.6.在批處理系統(tǒng)，分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)中，各釆用哪幾種進程(作業(yè))調(diào)度算法？(有待討論)3何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？死鎖是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進程都將永遠不能再向前推進；產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競爭資源，二是進程推進順序非法；必要條件是：互斥條件，請求和保持條件，不剝奪條件和壞路等待條件.3在解決死鎖問題的幾個方法中，哪種方法最容易實現(xiàn)?哪種方法使資源的利用率最高？解決死鎖可歸納為四種方法：預防死鎖，避免死鎖，檢測死鎖和解除死鎖；其中，預防死鎖是最容易實現(xiàn)的；避免死鎖使資源的利用率最高.3請詳細說明可通

22、過哪些途徑預防死鎖？按棄”請求和保持“條件，就是如果系統(tǒng)有足夠的資源，便一次性地把進程所需的所有資源分配給它；按棄”不剝奪”條件，就是已經(jīng)保持了資源的進程，當它提出新的資源請求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時再重新申請；按棄”環(huán)路等待“條件，就是將所有資源按類型排序標號，所有進程對資源的請求必須嚴格按序號遞增的次序提出.3在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請求向量由Request0(0,2,0)改為RequestO(O.LO),問系統(tǒng)可否將資源分配給它？可以.首先,Request0(0,l,0)=Need0(7,4,3),RequestO(0,1,0)=Ava

23、ilable(2,3,0);分配后可修改得一資源數(shù)據(jù)表(表略)，進行安全性檢查，可以找到一個安全序列PLP4.P3.P2.P0,或Pl,P4,P3,P0.P2,因此，系統(tǒng)是安全的，可以立即將資源分配給P0.低級調(diào)度的主要功能保存處理機的現(xiàn)場信息、按某種算法選取進程、把處理器分配給進程。在搶占調(diào)度中搶占的原則是什么優(yōu)先權(quán)原則短作業(yè)(進程)優(yōu)先原則時間片原則4可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存?它們分別適用于何種場合？首先由編譯程序?qū)⒂脩粼创a編譯成若干目標模塊，再由鏈接程序?qū)⒕幾g后形成的目標模塊和所需的庫函數(shù)鏈接在一起，組成一個裝入模塊，再由裝入程序?qū)⒀b入模塊裝入內(nèi)存；裝入模塊的方式有：絕對裝入方式

24、，可重定位方式和動態(tài)運行時裝入方式；計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)第 頁共16頁第 頁共16頁C.絕對裝入方式適用于單道程序環(huán)境下；可重定位方式適用于多道程序環(huán)境下；動態(tài)運行時裝入方式也適用于多道程序環(huán)境下.4在動態(tài)分區(qū)分配方式中，可利用哪些分區(qū)分配算法？首次適應算法；循環(huán)首次適應算法：最佳適應算法.4在采用首次適應算法回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種情況?應怎樣處理這些情況？回收區(qū)與插入點的前一個分區(qū)相鄰接，此時可將回收區(qū)與插入點的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項，而只修改前鄰接分區(qū)的大?。夯厥辗謪^(qū)與插入點的后一分區(qū)相鄰接，此時合并兩區(qū)，

25、然后用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和；回收區(qū)同時與插入點的前后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為-三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項；回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應為回收區(qū)單獨建立一個新表項，填寫回收區(qū)的首址和人小，并根據(jù)其首址，插入到空閑鏈中的適當位置.4.在系統(tǒng)中引入對換后帶有哪些好處？能將內(nèi)存中暫時不運行的進程或暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，換到外存上，以騰出足夠的內(nèi)存空間，把己具備運行條件的進程或進程所需的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存，從而人人地提高了內(nèi)存的利用率.4請較詳細地說明，引入分頁存儲管理（估計印錯了，是分段存儲管理）是為了滿足用戶哪幾方面的需要？方便了編

26、程；實現(xiàn)了分段共享：實現(xiàn)了分段保護；實現(xiàn)了動態(tài)鏈接：實現(xiàn)了動態(tài)增長.4分頁和分段有何區(qū)別？分頁和分段都采用離散分配的方式，且都要通過地址映射機構(gòu)來實現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點；對于它們的不同點有三，第一，從功能上看，頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率，即滿足系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要：而段是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息，目的是為了能更好地滿足用戶的需要；頁的人小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序；分頁的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的.4試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式.連續(xù)分

27、配是指為一個用戶程序分配一個連續(xù)的地址空間，包扌舌單一連續(xù)分配方式和分區(qū)式分配方式，前者-將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)供操作系統(tǒng)使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最簡單的一種存儲方式，-但只能用于單用戶單任務的操作系統(tǒng)中；分區(qū)式分配方式分為固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)，固定分區(qū)是最簡單的多道程序的存儲管理方式，由于每個分區(qū)的人小固定，必然會造成存儲空間的浪費；動態(tài)分區(qū)是根據(jù)進程的實際需要，動態(tài)地為之分配連續(xù)的內(nèi)存空間，常用三種分配算法：首次適應算法FF,該法容易留下許多難以利用的小空閑分區(qū)，加人查找開銷；循壞首次適應算法，該算法能使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布均勻，但會致使缺少人的空閑分區(qū)；最佳適應算法，該算法也易

28、留卜許多難以利用的小空閑區(qū)；離散分配方式基于將一個進程直接分散地分配到許多不相鄰的分區(qū)中的思想，分為分頁式存儲管理，分段存儲管理和段頁式存儲管理.分頁式存儲管理旨在提高內(nèi)存利用率，滿足系統(tǒng)管理的需要，分段式存儲管理則旨在滿足用戶（程序員）的需要，在實現(xiàn)共享和保護方面優(yōu)于分頁式存儲管理，而段頁式存儲管理則是將兩考結(jié)合起來，取長補短，即具有分段系統(tǒng)便于實現(xiàn)，可共享，易于保護，可動態(tài)鏈接等優(yōu)點，又能像分頁系統(tǒng)那樣很好的解決外部碎片的問題，以及為各個分段可離散分配內(nèi)存等問題，顯然是一種比較有效的存儲管理方式；綜上可見，連續(xù)分配方式和離散分配方式各有各自的特點，應根據(jù)實際情況加以改進和利用.計算機操作系

29、統(tǒng)第三版課后答案（湯子瀛等著）計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案（湯子瀛等著）4第 頁共16頁4第 頁共16頁4在請求分頁系統(tǒng)中，其頁表項中包含那些數(shù)據(jù)項？它們的作用是什么？在請求分頁系統(tǒng)中，其頁表項中包含的數(shù)據(jù)項有頁號，物理塊號，狀態(tài)位P,訪問字段A,修改位M和外存地址；其中狀態(tài)位P指示該頁是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問時參考；訪問字段A用于記錄本頁在一段時間內(nèi)被訪問的次數(shù)，或最近已有多長時間未被訪問，提供給置換算法選擇換出頁面時參考；修改位M表示該頁在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過；外存地址用于指出該頁在外存上的地址，通常是物理塊號，供調(diào)入該頁時使用.4虛擬存貯器有那些特征？其中最本質(zhì)的特征是什么？虎擬存儲器

30、具有離散性，多次性，對換性和虛擬性的特征；其中最本質(zhì)的特征是離散性，在此基礎上又形成了多次性和對換性，所表現(xiàn)出來的最重要的特征是虎擬性.4在請求分頁系統(tǒng)中，應從何處將所需頁面調(diào)入內(nèi)存？在進行地址變換時，首先去檢索快表，試圖從中找出所要訪問的頁，若找到，便修改頁表項中的訪問位，對于寫指令，還須將修改位置1,然后利用頁表項中給出的物理塊號和頁內(nèi)地址，形成物理地址；如果在快表中未找到該頁的頁表項，則應再到內(nèi)存中去查找頁表，再從找到的頁表項中的狀態(tài)位來了解該頁是否已調(diào)入內(nèi)存，如果該頁已調(diào)入內(nèi)存，應將此頁的頁表項寫入快表，當快表已滿時，應先調(diào)出按某種算法所確定的頁的頁表項，然后再寫入該頁的頁表項；如果該

31、頁尚未調(diào)入內(nèi)存，這時便應產(chǎn)生缺頁中斷，請求OS從外存中把該頁調(diào)入內(nèi)存；外存分為文件區(qū)和對換區(qū)，若系統(tǒng)有足夠的對換區(qū)空間，可在進程運行前，將與該進程有關(guān)的文件拷貝到對換區(qū)，需要時從對換區(qū)調(diào)入：若系統(tǒng)缺少足夠的對換區(qū)空間，則凡是不會被修改的文件，可直接從文件區(qū)調(diào)入，需換出時可不必寫入外存，但對于可能被修改的部分，在將它們換出時，便須調(diào)到對換區(qū)，以后需要時再從對換區(qū)一調(diào)入.在請求分頁系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁面置換算法？計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)計算機操作系統(tǒng)第三版課后答案(湯子瀛等著)第 頁共16頁第 頁共16頁最佳置換算法；先進先出算法；最近最久未使用LRU置換算法：Clock置換算

32、法；此外，還有最少使用置換算法和頁面緩沖算法.4在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用LRU頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5,當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，試計算訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率?比較所得結(jié)果？當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為3時，所發(fā)生的缺頁率為7,缺頁率為:7/12=0.583：當分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時，所發(fā)生的缺頁率為4,缺頁率為:4/12=0.333.5.分別就字節(jié)多路通道、數(shù)據(jù)選擇通道和數(shù)組多路通道進行解釋。字節(jié)多路通道含有許多非分配型子通道分別連接在低、中速I/O設備上，子通道按時間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道，按

33、字節(jié)方式進行數(shù)據(jù)傳送。具體而言，當?shù)谝粋€子通道控制其ro設備完成一個字節(jié)的交換后，便立即騰出字節(jié)多路通道（主通道），讓給第二個子通道使用；當?shù)诙€子通道也交換完一個字節(jié)后，又依樣把主通道讓給第三個子通道使用，以此類推。轉(zhuǎn)輪一周后，重又返回由第一個子通道去使用主通道。數(shù)組選擇通道只含有一個分配型子通道，一段時間內(nèi)只能執(zhí)行一道通道程序、控制一臺設備按數(shù)組方式進行數(shù)據(jù)傳送。通道被某臺設備占用后，便一直處于獨占狀態(tài)，直至設備數(shù)據(jù)傳輸完畢釋放該通道，故而通道利用率較低，主要用于連接多臺高速設備。數(shù)組多路通道是將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道能使各子通道分時并行操作的優(yōu)點相結(jié)合而形成的一種新通道。其

34、含有多個非分配型子通道分別連接在高、中速I/O設備上，子通道按時間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道，按數(shù)組方式進行數(shù)據(jù)傳送，因而既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又能獲得令人滿意的通道利用率。5有哪幾種LO控制方式？有四種I/O控制方式，即程序IO控制方式、中斷驅(qū)動LO控制方式、直接存儲器訪問DMA控制方式及IO通道控制方式。5.試說明DMA的工作流程。以從磁盤讀入數(shù)據(jù)為例來說明DMA方式的工作流程：當CPU要從磁盤讀入一數(shù)據(jù)塊時，便向磁盤控制器發(fā)送一條讀命令，該命令被送入DMA控制器的命令寄存器CR中。同時，還需發(fā)送本次要將數(shù)據(jù)讀入的內(nèi)存起始目標地址，該地址彼送入DMA控制器的內(nèi)存地址寄存器MAR中；本次要讀的

35、字（節(jié)）數(shù)則送至DMA控制器的數(shù)據(jù)計數(shù)器DC中。另外，還需將磁盤中數(shù)據(jù)讀取的源地址直接送到DMA控制器的I/O控制邏輯上。然后，啟動DMA控制器進行數(shù)據(jù)傳送。此后，CPU便可去處理其它任務，而整個的數(shù)據(jù)傳送便由DMA控制器負貴控制。當DMA控制器已從磁盤中讀入一個字（節(jié)）的數(shù)據(jù)，并送入DMA控制器的數(shù)據(jù)寄存器DR后，再挪用一個存儲器周期，將該字（節(jié)）傳送到MAR所指示的內(nèi)存單元中。接著，便對NIAR內(nèi)容加1和將DC內(nèi)容減1。若DC內(nèi)容減1后不為0,表示傳送未完，便準備再傳送下一個字（節(jié)），否則，由DMA控制器發(fā)出中斷請求。參圖所示：5引入緩沖的主要原因是什么？操作系統(tǒng)引入緩沖機制的主要原因可歸

36、結(jié)為以下幾點：（1）緩和CPU與I/O設備間速度不匹配的矛盾：（2）減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應時間的限制；（3）提高CPU與IO設備之間的并行性。5.為什么要引入設備獨立性？如何實現(xiàn)設備獨立性？在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的可適應性和町擴展性，都亳無例外地實現(xiàn)了設備獨立性,也即設備無關(guān)性。其基本含義是，應用程序獨立于具體使用的物理設備，即應用程序以邏輯設備名稱來請求使用某類設備。進一步說，在實現(xiàn)了設備獨立性的功能后，可帶來兩方面的好處：（1）設備分配時的靈活性；（2）易于實現(xiàn)O重定向（指用于DO操作的設備可以更換即重定向，而不必改變應用程序）。為了實現(xiàn)設備的獨立性，應引入邏輯設備

37、和物理設備兩個概念。在應用程序中，使用邏輯設備名稱來請求使用某類設備；而系統(tǒng)執(zhí)行時，是使用物理設備名稱。鑒于驅(qū)動程序是一個與硬件（或設備）緊密相關(guān)的軟件，必須在驅(qū)動程序之上設置一層軟件，稱為設備獨立性軟件，以執(zhí)行所有設備的公有操作、完成邏輯設備名到物理設備名的轉(zhuǎn)換（為此應設置一張邏輯設備表）并向用戶層（或文件層）軟件提供統(tǒng)一接II,從而實現(xiàn)設備的獨立性。5什么是虛擬設備？其實現(xiàn)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？通過虛擬技術(shù)可將一臺獨占設備變換成若干臺邏輯設備，供若干個用戶（進程）同時使用，通常把這種經(jīng)過虎擬技術(shù)處理后的設備稱為虛擬設備。其實現(xiàn)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)是SPOOLING技術(shù)。5.試說明SPOOLING系統(tǒng)的組成。SPOOLing系統(tǒng)是對脫機I/O工作的模擬，其必須有高速隨機外存（通常采用磁盤）的支持。SPOOLING系統(tǒng)主要有以下四個部分：（1）輸入井和輸出井，為磁盤上開辟的兩人存儲空間，分別模擬脫機輸入/出時的磁盤，并用于收容IO設備輸入的數(shù)據(jù)和用戶程序的輸出數(shù)據(jù)；（2）輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)，在內(nèi)存中開辟，分別用于暫存由輸入設備和輸出井送來的數(shù)據(jù)；（3）輸入