計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后答案完整版

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后答案完整版計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后答案完整版計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后答案完整版資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后答案完整版版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：第一章1．設(shè)計(jì)現(xiàn)代 OS的主要目標(biāo)是什么答：（1）有效性 （2）方便性 （可擴(kuò)充性 （開放性2OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面答：（1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者）OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象3．為什么說 OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象答：OS首先在裸機(jī)上覆蓋一層 I/O設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件操作的第一層次抽象；在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源操作的第二層次抽象。OS通過在計(jì)算機(jī)硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能，隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。4．試說明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁创穑褐饕獎(jiǎng)恿碓从谒膫€(gè)方面的社會(huì)需求與技術(shù)發(fā)展：（1）不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率；（2）方便用戶；（3）器件的不斷更新?lián)Q代；（4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。5．何謂脫機(jī) I/O和聯(lián)機(jī)I/O答：脫機(jī) I/O是指事先將裝有用戶程序和數(shù)據(jù)的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機(jī)或卡片機(jī)，在外圍機(jī)的控制下，把紙帶或卡片上的數(shù)據(jù)或程序輸入到磁帶上。 該方式下的輸入輸出由外圍機(jī)控制完成，是在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的。而聯(lián)機(jī)I/O方式是指程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的。6．試說明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁创穑和苿?dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ歉玫貪M足用戶的需要。主要表現(xiàn)在： CPU 的分時(shí)使用縮短了作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間； 人機(jī)交互能力使用戶能直接控制自己的作業(yè)； 主機(jī)的共享使多用戶能同時(shí)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，獨(dú)立地處理自己的作業(yè)。7．實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么應(yīng)如何解決答：關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令，在用戶能接受的時(shí)延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。解決方法：針對(duì)及時(shí)接收問題， 可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡， 使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個(gè)終端配置緩沖區(qū)， 暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。 針對(duì)及時(shí)處理問題，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存， 并且為每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)時(shí)間片， 允許作業(yè)只在自己的時(shí)間片內(nèi)運(yùn)行，這樣在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次。8．為什么要引入實(shí)時(shí) OS答實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指系統(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。引入實(shí)時(shí) OS 是為了滿足應(yīng)用的需求，更好地滿足實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域的需要。9．什么是硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)試舉例說明。答：硬實(shí)時(shí)任務(wù)是指系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的結(jié)果。舉例來說，運(yùn)載火箭的控制等。軟實(shí)時(shí)任務(wù)是指它的截止時(shí)間并不嚴(yán)格，偶爾錯(cuò)過了任務(wù)的截止時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不大。舉例：網(wǎng)頁內(nèi)容的更新、火車售票系統(tǒng)。．在8位微機(jī)和 16位微機(jī)中，占據(jù)了統(tǒng)治地位的是什么操作系統(tǒng)答：?jiǎn)斡脩魡稳蝿?wù)操作系統(tǒng)，其中最具代表性的是 CP/M和MS-DOS.．試列出WindowsOS 中五個(gè)主要版本，并說明它們分別較之前一個(gè)版本有何改進(jìn)。答：）MicrosoftWindows 是微軟公司在個(gè)人電腦上開發(fā)圖形界面的首次嘗試。）Windows95 是混合的 16位/32位系統(tǒng)，第一個(gè)支持 32位。帶來了更強(qiáng)大、更穩(wěn)定、更實(shí)用的桌面圖形用戶界面，結(jié)束了桌面操作系統(tǒng)間的競(jìng)爭(zhēng)。）Windows98 是微軟公司的混合 16位/32位Windows 操作系統(tǒng)，改良了硬件標(biāo)準(zhǔn)的支持，革新了內(nèi)存管理，是多進(jìn)程操作系統(tǒng)。）WindowsXP 是基于Windows2000 的產(chǎn)品，擁有新用戶圖形界面月神 Luna。簡(jiǎn)化了用戶安全特性，整合了防火墻。）WindowsVista包含了上百種新功能；特別是新版圖形用戶界面和WindowsAero全新界面風(fēng)格、加強(qiáng)的搜尋功能（WindowsIndexingService）、新媒體創(chuàng)作工具以及重新設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)、音頻、輸出（打?。┖惋@示子系統(tǒng)。。．試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較。答：（1）及時(shí)性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時(shí)間來確定； 而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性， 是以控制對(duì)象所要求的開始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來確定的，一般為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于 100微妙。（2）交互性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。不像分時(shí)系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。（3）可靠性：分時(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失， 甚至是災(zāi)難性后果， 所以在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。OS有哪幾大特征其最基本的特征是什么答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。．處理機(jī)管理有哪些主要功能它們的主要任務(wù)是什么答：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)。通信：用來實(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。．內(nèi)存管理有哪些主要功能 他們的主要任務(wù)是什么答：內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充。內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。內(nèi)存保護(hù)：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。地址映射：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。內(nèi)存擴(kuò)充：用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求調(diào)用功能，置換功能等。．設(shè)備管理有哪些主要功能其主要任務(wù)是什么答：主要功能有 :緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理以及虛擬設(shè)備等。主要任務(wù):完成用戶提出的 I/O 請(qǐng)求，為用戶分配 I/O 設(shè)備；提高 CPU 和I/O 設(shè)備的利用率；提高 I/O速度；以及方便用戶使用 I/O設(shè)備.．文件管理有哪些主要功能其主要任務(wù)是什么答：文件管理主要功能：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀 /寫管理和保護(hù)。文件管理的主要任務(wù)：管理用戶文件和系統(tǒng)文件，方便用戶使用，保證文件安全性。．是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征答：操作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個(gè)方面： 一是進(jìn)程的異步性， 進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，二是程序的不可再現(xiàn)性， 即程序執(zhí)行的結(jié)果有時(shí)是不確定的， 三是程序執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)知性，即每個(gè)程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時(shí)間是不確定的。．模塊接口法存在哪些問題可通過什么樣的途徑來解決答：（1）模塊接口法存在的問題：①在 OS設(shè)計(jì)時(shí)，各模塊間的接口規(guī)定很難滿足在模塊完成后對(duì)接口的實(shí)際需求。②在 OS 設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者必須做出一系列的決定，每一個(gè)決定必須建立在上一個(gè)決定的基礎(chǔ)上。 但模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各模塊設(shè)計(jì)齊頭并進(jìn)， 無法尋找可靠的順序，造成各種決定的無序性， 使程序設(shè)計(jì)人員很難做到設(shè)計(jì)中的每一步?jīng)Q定都建立在可靠的基礎(chǔ)上，因此模塊接口法被稱為 無序模塊法。（2）解決途徑：將模塊接口法的決定順序無序變有序，引入有序分層法。．在微內(nèi)核 OS中，為什么要采用客戶 服務(wù)器模式答：C/S 模式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：⑴數(shù)據(jù)的分布處理和存儲(chǔ)。⑵便于集中管理。⑶靈活性和可擴(kuò)充性。⑷易于改編應(yīng)用軟件。．試描述什么是微內(nèi)核 OS。答：1）足夠小的內(nèi)核 2）基于客戶/服務(wù)器模式3）應(yīng)用機(jī)制與策略分離原理 4）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。．在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的 OS中，應(yīng)用了哪些新技術(shù)答：在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的 OS 中，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)汁技術(shù)。．何謂微內(nèi)核技術(shù)在微內(nèi)核中通常提供了哪些功能答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運(yùn)行，而留下一個(gè)盡量小的內(nèi)核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能， 稱這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。 在微內(nèi)核中通常提供了進(jìn)程（線程）管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理等功能。．微內(nèi)核操作系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)它為何能有這些優(yōu)點(diǎn)1）提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性2）增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性3）可移植性4）提供了對(duì)分布式系統(tǒng)的支持5）融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)第二章什么是前趨圖為什么要引入前趨圖答：前趨圖(PrecedenceGraph) 是一個(gè)有向無循環(huán)圖，記為 Graph)，用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。畫出下面四條語句的前趨圖 :S1=a：=x+y;S2=b ：=z+1;S3=c ：=a；S4=w：=c+1;答：其前趨圖為：什么程序并發(fā)執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生間斷性特征答：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)， 由于它們共享系統(tǒng)資源， 為完成同一項(xiàng)任務(wù)需要相互合作，致使這些并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程之間，形成了相互制約關(guān)系，從而使得進(jìn)程在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性。4．程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)為什么會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性答：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)， 多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源， 因而這些資源的狀態(tài)由多個(gè)程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會(huì)導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。5．在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響 答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行， 并對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述， 在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。:使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。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：(1)動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，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，由撤銷而消亡。進(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合， 是靜態(tài)實(shí)體。并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是 OS 的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。獨(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，不能作為獨(dú)立單位參加運(yùn)行。7．試說明 PCB 的作用，為什么說 PCB 是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志答：PCB 是進(jìn)程實(shí)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)。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， 成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。 OS是根據(jù)PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。8．試說明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。答： （1）就緒狀態(tài)→執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到 CPU資源（2）（3）I/O請(qǐng)求（4）I/O完成9．為什么要引入掛起狀態(tài)該狀態(tài)有哪些性質(zhì)答：引入掛起狀態(tài)處于五種不同的需要 :終端用戶需要，父進(jìn)程需要，操作系統(tǒng)需要，對(duì)換北京石油化工學(xué)院信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 5/48《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》習(xí)題參考答案余有明與計(jì) 07和計(jì)G09的同學(xué)們編著 5/48需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。10．在進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有哪些答：進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有：（1）進(jìn)程當(dāng)前暫存信息（2）下一指令地址信息（3）進(jìn)程狀態(tài)信息（4）過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息。．試說明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件。答：引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件有：用戶登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請(qǐng)求。．試說明引起進(jìn)程被撤銷的主要事件。答：引起進(jìn)程被撤銷的主要事件有：正常結(jié)束、異常結(jié)束（越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)、非法指令、特權(quán)指令錯(cuò)、運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)、算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、 I/O故障）、外界干預(yù)（操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請(qǐng)求、父進(jìn)程終止）。．在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么答：（1）OS 發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語 Creat()；（2）申請(qǐng)空白 PCB；（3）為新進(jìn)程分配資源；（4）初始化進(jìn)程控制塊；（5）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列 .．在撤銷一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么答：（1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，從 PCB 集中檢索出進(jìn)程 PCB，讀出該進(jìn)程狀態(tài)。（2）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真，指示該進(jìn)程被終止后重新調(diào)度。（3）若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。（4）將被終止進(jìn)程擁有的全部資源，歸還給父進(jìn)程，或歸還給系統(tǒng)。（5）將被終止進(jìn)程 PCB 從所在隊(duì)列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。．試說明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么答：a.請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)； b. 啟動(dòng)某種操作； c.新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)； d. 無新工作可做.16．進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在哪兩種形式的制約并舉例說明之。答：（1）間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進(jìn)程 A和B，如果A提出打印請(qǐng)求，系統(tǒng)已把唯一的一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程 B，則進(jìn)程A只能阻塞；一旦B釋放打印機(jī)，A才由阻塞改為就緒。（2）直接相互制約關(guān)系。舉例：有輸入進(jìn)程 A通過單緩沖向進(jìn)程 B提供數(shù)據(jù)。當(dāng)緩沖空時(shí)，計(jì)算進(jìn)程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當(dāng)進(jìn)程 A把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進(jìn)程 B；反之，當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，進(jìn)程 A因沒有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進(jìn)程 B將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便喚醒A。17．為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行 進(jìn)入?yún)^(qū)代碼而在退出前又要執(zhí)行 退出區(qū)代碼答：為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問， 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(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)資源進(jìn)行訪問，并設(shè)置正被訪問標(biāo)志，如果正被訪問，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼為 "進(jìn)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(fù)未被訪問標(biāo)志，使其它進(jìn)程能再訪問此臨界資源。同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則為什么答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。試從物理概念上說明記錄型信號(hào)量 wait 和signal。答：wait(S)：當(dāng)>0 時(shí)，表示目前系統(tǒng)中這類資源還有可用的。執(zhí)行一次 wait 操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類資源， 使系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個(gè)， 因此描述為:= ；當(dāng)<0 時(shí)，表示該類資源已分配完畢，進(jìn)程應(yīng)調(diào)用 block原語自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表 中。signal(S)：執(zhí)行一次 signal操作，意味著釋放一個(gè)單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源數(shù)增加一個(gè)，故執(zhí)行 :=+1 操作。若加 1后S.value≤，則表示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，因此應(yīng)調(diào)用 wakeup 原語，將 鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。．你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則答：整型信號(hào)量機(jī)制不完全遵循同步機(jī)制的四條準(zhǔn)則，它不滿足 讓權(quán)等待準(zhǔn)則。．如何利用信號(hào)量機(jī)制來實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問并舉例說明之。答：為使多個(gè)進(jìn)程互斥訪問某臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號(hào)量 mutex，并設(shè)其初值為1，然后將各進(jìn)程訪問該資源的臨界區(qū) CS置于wait(mutex)和signal(mutex) 操作之間即可。這樣，每個(gè)欲訪問該臨界資源的進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，都要先對(duì) mutex 執(zhí)行wait 操作若該資源此刻未被訪問， 本次wait 操作必然成功，進(jìn)程便可進(jìn)入自己的臨界區(qū)，這時(shí)若再有其他進(jìn)程也欲進(jìn)入自己的臨界區(qū)，此時(shí)由于對(duì) mutex 執(zhí)行wait操作定會(huì)失敗，因而該進(jìn)程阻塞，從而保證了該臨界資源能被互斥訪問。 當(dāng)訪問臨界資源的進(jìn)程退出臨界區(qū)后，應(yīng)對(duì)mutex 執(zhí)行signal 操作，釋放該臨界資源。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的進(jìn)程描述如下：Varmutex:semaphore:=1 ；beginparbeginprocess1:beginrepeatwait(mutex)；criticalsectionsignal(mutex) ；remaindersectionuntilfalse；endprocess2:beginrepeatwait(mutex)；criticalsectionsignal(mutex) ；remaindersectionuntilfalse；endparend．試寫出相應(yīng)的程序來描述圖 2-17所示的前驅(qū)圖。答：（a）Vara,b,c,d,e,f,g,h;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);end;beginwait(c);S4;signal(f);end;beginwait(d);S5;signal(g);end;beginwait(e);S6;signal(h);end;beginwait(f);wait(g);wait(h);S7;end;parendend（b）Vara,b,c,d,e,f,g,h,i,j;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);signal(f);end;beginwait(c);S4;signal(g);end;beginwait(d);S5;signal(h);end;beginwait(e);S6;signal(i);end;beginwait(f);S7;signal(j);end;beginwait(g);wait(h);wait(i);wait(j);S8;end;parendend．在生產(chǎn)者消費(fèi)者問題中，如果缺少了 signal(full) 或signal(empty), 對(duì)執(zhí)行結(jié)果有何影響答：如果缺少 signal(full)，那么表明從第一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開始就沒有改變信號(hào)量 full 值，即使緩沖池產(chǎn)品已滿，但 full值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行 wait(full)時(shí)認(rèn)為緩沖池是空而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少 signal(empty) ，在生產(chǎn)者進(jìn)程向 n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開始從中取產(chǎn)品，這時(shí) empty=0，full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)產(chǎn)品 empty 值并不改變，直到緩沖池取空了， empty 值也是0，即使目前緩沖池有 n 個(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)樯暾?qǐng)不到空緩沖區(qū)被阻塞。．在生產(chǎn)消費(fèi)者問題中，如果將兩個(gè) wait 操作即wait(full) 和wait(mutex) 互換位置，或者將signal(mutex) 與signal（full）互換位置，結(jié)果如何答：將wait(full)和wait(mutex) 互換位置后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了 wait(mutex)操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行 wait(empty)操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)， 它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行 signal(empty)來喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行 signal(mutex) 操作，從而使試圖通過執(zhí)行 wait(mutex)操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex) 和signal(full)互換位置后只是影響進(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。我們?cè)跒槟骋慌R界資源設(shè)置一把鎖 當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖，當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已打開。試寫出開鎖和關(guān)鎖的原語，并利用他們實(shí)現(xiàn)互斥。答：整型信號(hào)量： lock(W):whileW=1dono-opW:=1;unlock(W):W:=0;記錄型信號(hào)量： lock(W):W:=W+1;if(W>1)thenblock(W,L)unlock(W):W:=W-1;if(W>0)thenwakeup(W,L)例子：VarW:semaphore:=0 ；beginrepeatlock(W);criticalsectionunlock(W);remaindersectionuntilfalse;end．試修改下面生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題解法中的錯(cuò)誤 :答： beginrepeatproduceraniteminnextp;wait(mutex);wait(full);buffer(in):=nextp;signal(mutex);untilfalse;endconsumer:beginrepeatnextc:=buffer(out);out:=out+1;signal(mutex);consumeriteminnextc;untilfalse;end．試?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題的算法 .答：Varchopstick:array[0, ,4]ofsemaphore;所有信號(hào)量均被初始化為 1，第i位哲學(xué)家的活動(dòng)可描述為：RepeatWait(chopstick[i]);Wait(.chopstick[(i+1)mod5]);;Signal(chopstick[i]);Signal(chopstick[(i+1)mod5]);Think;Untilfalse;．在測(cè)量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)從該單緩沖中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 試寫出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法。答：Varmutex,empty,full:semaphore:=1,1,0;gather:beginrepeatgatherdatainnextp;wait(empty);wait(mutex);buffer:=nextp;signal(mutex);signal(full);untilfalse;endcompute:beginrepeatwait(full);wait(mutex);nextc:=buffer;signal(mutex);signal(empty);computedatainnextc;untilfalse;endVarempty,full:semaphore:=1,0;gather:beginrepeatgatherdatainnextp;wait(empty);buffer:=nextp;signal(full);untilfalse;endcompute:beginrepeatwait(full);nextc:=buffer;signal(empty);computedatainnextc;untilfalse;end．畫圖說明管程由哪幾部分組成，為什么要引入條件變量答：管程由四部分組成： ①管程的名稱； ②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明； ③對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程；④對(duì)局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程， 在管程中時(shí)被阻塞或掛起， 直到阻塞或掛起的原因解除， 而在此期間，如果該進(jìn)程不釋放管程，則其它進(jìn)程無法進(jìn)入管程， 被迫長(zhǎng)時(shí)間地等待。為了解決這個(gè)問題，引入了條件變量 condition。．如何利用管程來解決生產(chǎn)者與消費(fèi)者問題答：首先建立一個(gè)管程，命名為 ProclucerConsumer ，包括兩個(gè)過程：）Put（item）過程。生產(chǎn)者利用該過程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩沖池，用整型變量count 表示在緩沖池中已有的產(chǎn)品數(shù)目，當(dāng) count≥n時(shí)，表示緩沖池已滿，生產(chǎn)者須等待。）get（item）過程。消費(fèi)者利用該過程從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng) count≤0時(shí)，表示緩沖池中已無可取的產(chǎn)品，消費(fèi)者應(yīng)等待。PC 管程可描述如下：typeproducer-consumer=monitorVarin,out,count:integer;, ,fnotfull，notempty:condition;procedureentrydot(item)beginifcount>=nthennot;buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;count:=count+1;ifthen;endprocedureentryget(item)beginifcount<=0thennot;nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;count:=count-1;ifthen;endbeginin:=out:=0;count:=0end在利用管程解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題時(shí)，其中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為：producer:beginpepeatproduceanineminnestp(item);untilfalse;endconsumer:beginrepeat(item);consumetheiteminenxtc;untilfalse;end．什么是AND信號(hào)量試?yán)?AND信號(hào)量寫出生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題的解法。答：為解決并行帶來的死鎖問題，在 wait 操作中引入 AND 條件，其基本思想是將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過程中所需要的所有臨界資源， 一次性地全部分配給進(jìn)程， 用完后一次性釋放。解決生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題可描述如下 :varmutex,empty,full:semaphore:=1,n,0;buffer:array[0,...,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeatproduceaniteminnextp;wait(empty);wait(s1,s2,s3,...,sn);.,sn 為執(zhí)行生產(chǎn)者進(jìn)程除 empty外其余的條件wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;signal(mutex);signal(full);signal(s1,s2,s3,...,sn);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(full);wait(k1,k2,k3,...,kn);.,kn 為執(zhí)行消費(fèi)者進(jìn)程除 full外其余的條件wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;signal(mutex);signal(empty);signal(k1,k2,k3,...,kn);consumetheiteminnextc;untilfalse;endparendend．什么是信號(hào)量集試?yán)眯盘?hào)量集寫出讀者一寫者問題的解法。答：對(duì)AND信號(hào)量加以擴(kuò)充，形成的信號(hào)量集合的讀寫機(jī)制。VarRNinteger;L,mx:semaphore:=RN,1;beginparbeginreader:beginrepeatSwait(L,1,1);Swait(mx,1,1);performreadoperation;Ssignal(L,1);untilfalseendwriter:beginrepeatSwait(mx,1,1;L,RN,0);performwriteoperation;Ssignal(mx,1);untilfalseendparendend．試比較進(jìn)程間的低級(jí)與高級(jí)通信工具。答：用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，效率低，通信對(duì)用戶不透明，所有操作都必須由程序員來實(shí)現(xiàn)，而高級(jí)通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷，用戶直接利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。．當(dāng)前有哪幾種高級(jí)通信機(jī)制答：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。．消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能答：（1）構(gòu)成消息（2）發(fā)送消息（3）接收梢息（ 4）互斥與同步。36．為什么要在 OS 中引入線程答：在操作系統(tǒng)中引入線程， 則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開銷， 使OS具有更好的并發(fā)性， 提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位 而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。37．試說明線程具有哪些屬性答：（1)輕型實(shí)體（獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位（ 3）可并發(fā)執(zhí)行（ 4）共享進(jìn)程資源。試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。答：（1調(diào)度性。線程在OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位， 進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。（2）并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。（3）擁有資源。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。（4）系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開銷顯著大于線程。為了在多線程 OS中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步與通信，通常提供了哪幾種同步機(jī)制答同步功能可以控制程序流并訪問共享數(shù)據(jù)， 從而并發(fā)執(zhí)行多個(gè)線程。 共有四種同步模型：互斥鎖、讀寫鎖、條件變量和信號(hào)。．用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號(hào)量和公用信號(hào)量之間有何差別答：（1）私用信號(hào)量。當(dāng)某線程需利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同一進(jìn)程中各線程之間的同步時(shí)，可調(diào)用創(chuàng)建信號(hào)量的命令來創(chuàng)建一個(gè)私用信號(hào)量，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在應(yīng)用程序的地址空間中。（2）公用信號(hào)量。公用信號(hào)量是為實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間或不同進(jìn)程中各線程之間的同步而設(shè)置的。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在受保護(hù)的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)中，由 OS為它分配空間并進(jìn)行管理。．何謂用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程答：（1）用戶級(jí)線程：僅存在于用戶空間中的線程，無須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、線程間的同步與通信等功能， 都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。 用戶級(jí)線程的切換通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間，同樣無需內(nèi)核支持。（2）內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。無論是用戶進(jìn)程中的線程，還是系統(tǒng)線程中的線程，其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠?jī)?nèi)核，在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還為每個(gè)內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實(shí)施控制。42．試說明用戶級(jí)線程的實(shí)現(xiàn)方法。答：用戶級(jí)線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在 運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)與內(nèi)核控制線程的中間系統(tǒng)上。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。內(nèi)核控制線程或輕型進(jìn)程 LWP可通過系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提供服務(wù)，利用 LWP進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。43．試說明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法。答：系統(tǒng)在創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí)，分配一個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA，其中包括若干個(gè)線程控制塊TCB空間。創(chuàng)建一個(gè)線程分配一個(gè)TCB，有關(guān)信息寫入TCB，為之分配必要的資源。當(dāng)PTDA中的TCB用完，而進(jìn)程又有新線程時(shí)，只要所創(chuàng)建的線程數(shù)目未超過系統(tǒng)允許值，系統(tǒng)可在為之分配新的 TCB；在撤銷一個(gè)線程時(shí)，也應(yīng)回收線程的所有資源和 TCB。第三章第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖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)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息，按某種算法先取進(jìn)程，再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級(jí)調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。 使那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進(jìn)程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。2．何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流答：作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)， 還配有作業(yè)說明書。 系統(tǒng)根據(jù)該說明書對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序加工的步驟。作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流； 在操作系統(tǒng)的控制下，逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。3．在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊 JCB其中包含了哪些內(nèi)容答：每當(dāng)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)便為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊 JCB，根據(jù)作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。JCB 包含的內(nèi)容通常有： 1)作業(yè)標(biāo)識(shí) 2)用戶名稱 3)用戶賬戶 4)作業(yè)類型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、終端型） 5)作業(yè)狀態(tài) 6)調(diào)度信息（優(yōu)先級(jí)、作業(yè)已運(yùn)行） 7)資源要求8)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間 9) 開始處理時(shí)間 10)作業(yè)完成時(shí)間 11) 作業(yè)退出時(shí)間 12) 資源使用情況等4．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:作業(yè)調(diào)度每次接納進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)數(shù)，取決于多道程序度。應(yīng)將哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存，取決于采用的調(diào)度算法。 最簡(jiǎn)單的是先來服務(wù)調(diào)度算法， 較常用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法。5．試說明低級(jí)調(diào)度的主要功能。答：（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）把處理機(jī)分配給進(jìn)程。6．在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么答：搶占的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。7．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：（1）面向用戶的準(zhǔn)則：周轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則。（2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用。8．在批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)）調(diào)度算法答批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法： 短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法。分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即 EDF、最低松弛度優(yōu)先即 LLF算法。9．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：靜態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變的優(yōu)先級(jí)。動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)賦予的優(yōu)先權(quán)， 可以隨進(jìn)程推進(jìn)或隨其等待時(shí)間增加而改變的優(yōu)先級(jí)，可以獲得更好的調(diào)度性能。確定進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的依據(jù)：進(jìn)程類型、進(jìn)程對(duì)資源的需求和用戶要求。．試比較FCFSSPF兩種進(jìn)程調(diào)度算法。答：相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。不同點(diǎn)：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或多個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的作業(yè)， 將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。該算法有利于長(zhǎng)作業(yè) 進(jìn)程，不利于短作業(yè)進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或若干個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè) 進(jìn)程，不利于長(zhǎng)作業(yè) /進(jìn)程。．在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大小答：時(shí)間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時(shí)間。 一般應(yīng)考慮三個(gè)因素： 系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)時(shí)間的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。．通過一個(gè)例子來說明通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開始截止時(shí)間和任務(wù)緊急 松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度實(shí)時(shí)性要求而不適用。．為什么說多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需求答：（1）終端型作業(yè)用戶提交的作業(yè)大多屬于較小的交互型作業(yè)，系統(tǒng)只要使這些作業(yè)在第一隊(duì)列規(guī)定的時(shí)間片內(nèi)完成，終端作業(yè)用戶就會(huì)感到滿足。（2）短批處理作業(yè)用戶，開始時(shí)像終端型作業(yè)一樣，如果在第一隊(duì)列中執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片段即可完成，便可獲得與終端作業(yè)一樣的響應(yīng)時(shí)間。 對(duì)于稍長(zhǎng)作業(yè)，通常只需在第二和第三隊(duì)列各執(zhí)行一時(shí)間片即可完成，其周轉(zhuǎn)時(shí)間仍然較短。（3）長(zhǎng)批處理作業(yè)，它將依次在第 1，2， ，n個(gè)隊(duì)列中運(yùn)行，然后再按輪轉(zhuǎn)方式運(yùn)行，用戶不必?fù)?dān)心其作業(yè)長(zhǎng)期得不到處理。所以，多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能滿足多用戶需求。．為什么在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)（尤其是 CPU）具有較強(qiáng)的處理能力答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中通常有著多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)。 若處理機(jī)的處理能力不夠強(qiáng)， 有可能因?yàn)樘幚頇C(jī)忙不過來而使某些實(shí)時(shí)任務(wù)得不到及時(shí)處理，導(dǎo)致發(fā)生難以預(yù)料的后果。．按照調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種答：可分為非搶占式和搶占式兩種算法。 而非搶占式算法又分為非搶占式輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先調(diào)度算法；搶占式調(diào)度算法又分為基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先權(quán)和立即搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。．什么是最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法舉例說明。答：根據(jù)任務(wù)的開始截止時(shí)間確定的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。 截止時(shí)間越早則優(yōu)先級(jí)越高。 該算法要求在系統(tǒng)中保持一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)就緒隊(duì)列，該隊(duì)列按各任務(wù)截止時(shí)間的先后排序。舉例非搶占式調(diào)度方式用于非周期實(shí)時(shí)任務(wù)。 圖3-9是將該算法用于非搶占調(diào)度方式之例。該例中具有四個(gè)非周期任務(wù)，它們先后到達(dá)。系統(tǒng)首先調(diào)度任務(wù) 1執(zhí)行，在任務(wù) 1執(zhí)行期間，任務(wù) 2、3又先后到達(dá)。由于任務(wù) 3的開始截止時(shí)間早于任務(wù) 2，故系統(tǒng)在任務(wù) 1后將調(diào)度任務(wù)3執(zhí)行。在此期間又到達(dá)作業(yè) 4，其開始截止時(shí)間仍是早于任務(wù) 2的，故在任務(wù) 3執(zhí)行完后，系統(tǒng)又調(diào)度任務(wù) 4執(zhí)行，最后才調(diào)度任務(wù) 2執(zhí)行。圖3-9EDF 算法用于非搶占調(diào)度的調(diào)度方式．什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法舉例說明之。答：該算法是根據(jù)任務(wù)緊急 (或松弛)的程度，來確定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。任務(wù)的緊急程度愈高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級(jí)就愈高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。例如，一個(gè)任務(wù)在 200ms 時(shí)必須完成而它本身所需的運(yùn)行時(shí)間就有 100ms因此，調(diào)度程序必須在 100ms 之前調(diào)度執(zhí)行，該任務(wù)的緊急程度 (松弛程度)為100ms。又如，另一任務(wù)在 400ms 時(shí)必須完成，它本身需要運(yùn)行 150ms，則其松弛程度為 250ms。．何謂死鎖產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么答：死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局， 當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的原因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)資源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。其必要條件是：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。．在解決死鎖問題的幾個(gè)方法中，哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)哪種方法使資源利用率最高答：解決死鎖的四種方法即預(yù)防、避免、檢測(cè)和解除死鎖中，預(yù)防死鎖最容易實(shí)現(xiàn)；避免死鎖使資源的利用率最高。．請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。答：（1）（2）（3）在銀行家算法的例子中， 如果P0發(fā)出請(qǐng)求向量由 Request(0,2,0) 改為Request(0,1,0) ，問系統(tǒng)可否將資源分配給它 (此答案有點(diǎn)問題，需重新考慮 )答：（1）可以。銀行家算法各種資源數(shù)量分別為 10、5、7，在T0時(shí)刻的資源分配如圖所示：（2）具體分析如下：①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);系統(tǒng)先假定可為 P0分配資源，并修改 Available0，Allocation0和Need0向量，由此形成的資源變化情況如下圖所示：）P0請(qǐng)求資源：P0發(fā)出請(qǐng)求向量 Requst0(0,1,0), 系統(tǒng)按銀行家算法進(jìn)行檢查：①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);③系統(tǒng)暫時(shí)先假定可為 P0分配資源，并修改 有關(guān)數(shù)據(jù)，如下圖所示綜上所述系統(tǒng)可以將資源分配給它。．銀行家算法中出現(xiàn)以下資源分配，試問（ 1）該狀態(tài)是否安全（ 若進(jìn)程 P2提出Request(1,2,2,2) 后，系統(tǒng)能否將資源分配給它試問： （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 (參考答案有錯(cuò))答： （1）安全，因?yàn)榇嬖诎踩蛄?{P0,P3,P4,P1,P2}（2）系統(tǒng)能分配資源，分析如下。①Request(1,2,2,2)<=Need2(2,3,5,6);②Request(1,2,2,2)<=Available2(1,3,5,4) 改成Available2(1,6,2,2) ；③系統(tǒng)先假定可為 P2分配資源，并修改 Available2，Allocation2 和Need2向量，由此形成的資源變化情況如下圖所示：④再利用安全性算法檢查此時(shí)系統(tǒng)是否安全。如下圖由此進(jìn)行的安全性檢查得知，可以找到一個(gè)安全序列 {P2,P0,P1,P3,P4} 。第四章1．為什么要配置層次式存儲(chǔ)器答：設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)器可以使存儲(chǔ)器兩端的硬件能并行工作；采用多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是Cache 技術(shù)，是減輕存儲(chǔ)器帶寬對(duì)系統(tǒng)性能影響的最佳結(jié)構(gòu)方案；在微處理機(jī)內(nèi)部設(shè)置各種緩沖存儲(chǔ)器，減輕對(duì)存儲(chǔ)器存取的壓力。 增加CPU中寄存器數(shù)量大大緩解對(duì)存儲(chǔ)器壓力。2．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(chǎng)合答： （1）絕對(duì)裝入方式，只適用于單道程序環(huán)境。（2）可重定位裝入方式，適用于多道程序環(huán)境。（3）動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式，用于多道程序環(huán)境；不允許程序運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中移位置。3．何謂靜態(tài)鏈接何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接 P120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函數(shù)， 鏈接成一個(gè)完整的裝配模塊，以后不再拆開的鏈接方式。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。4．在進(jìn)行程序鏈接時(shí)，應(yīng)完成哪些工作答由鏈接程序 Linker將編譯后形成的一組目標(biāo)模塊， 以及它們需要的庫函數(shù)鏈接在一起，形成一個(gè)完整的裝入模塊 LoadModule 。主要工作是修改程序內(nèi)的相對(duì)地址和修改目標(biāo)程序中的外部調(diào)用標(biāo)號(hào)。5．在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈答：在每個(gè)分區(qū)的起始部分， 設(shè)置一些控制分區(qū)分配的信息， 以及用于鏈接各分區(qū)所用的前向指針；在分區(qū)尾部設(shè)置一個(gè)后向指針， 通過前后向鏈接指針， 將所有空閑分區(qū)鏈成一個(gè)雙向鏈。當(dāng)分區(qū)分配出去后，把狀態(tài)位由 為”6．為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位如何實(shí)現(xiàn)答：在程序執(zhí)行過程中， 每當(dāng)訪問指令或數(shù)據(jù)時(shí)， 將要訪問的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，引入了動(dòng)態(tài)重定位；具體實(shí)現(xiàn)方法是在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位寄存器，用來裝入程序在內(nèi)存中的起始地址，程序執(zhí)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加之和， 從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重定位。7．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。8．令 表示大小為 、地址為 x 的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫出的通用表達(dá)式。答:當(dāng)時(shí)， ；當(dāng) 時(shí)，9．分區(qū)存儲(chǔ)管理中常用那些分配策略比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：分區(qū)存儲(chǔ)管理中的常用分配策略：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。首次適應(yīng)算法優(yōu)缺點(diǎn)： 保留了高址部分的大空閑區(qū)， 有利于后來的大型作業(yè)分配； 低址部分不斷被劃分，留下許多難以利用的小空閑區(qū)，每次查找都從低址開始增加了系統(tǒng)開銷。循環(huán)首次適應(yīng)算法優(yōu)缺點(diǎn)： 內(nèi)存空閑分區(qū)分布均勻， 減少了查找系統(tǒng)開銷；缺乏大空閑分區(qū)，導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。最佳適應(yīng)算法優(yōu)缺點(diǎn)： 每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)， 內(nèi)存中留下許多難以利用的小空閑區(qū)。最壞適應(yīng)算法優(yōu)缺點(diǎn)： 剩下空閑區(qū)不太小， 產(chǎn)生碎片幾率小， 對(duì)中小型文件分配分區(qū)操作有利；存儲(chǔ)器中缺乏大空閑區(qū)，對(duì)大型文件分區(qū)分配不利。．在系統(tǒng)中引入對(duì)換后可帶來哪些好處答：交換技術(shù)將暫不需要的作業(yè)移到外存， 讓出內(nèi)存空間以調(diào)入其它作業(yè)， 交換到外存的作業(yè)也可以被再次調(diào)入。 目的是解決內(nèi)存緊張問題， 帶來的好處是進(jìn)一步提高了內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。．為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面的功能答：系統(tǒng)應(yīng)具備三方面功能：對(duì)換空間管理，進(jìn)程換出，進(jìn)程換入。．在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次是否都將整個(gè)進(jìn)程換出為什么答：在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，并非每次都將整個(gè)進(jìn)程換出。這是因?yàn)椋簭慕Y(jié)構(gòu)上講，進(jìn)程由程序段、數(shù)據(jù)段和進(jìn)程控制塊組成的，其中進(jìn)程控制塊總有部分或全部常駐內(nèi)存，不被換出。程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享，此時(shí)它們也不能換出。13．為實(shí)現(xiàn)分頁存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件的支持答：動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。．較詳細(xì)的說明引入分段存儲(chǔ)管理是為了滿足用戶哪幾方面的需要。答：方便編程。用戶通常把自己的作業(yè)按照邏輯關(guān)系劃分為若干段，每段都從 0編址，并有自己名字和長(zhǎng)度。因此，希望要訪問的邏輯地址是由段名和段內(nèi)偏移量決定。信息共享。在實(shí)現(xiàn)對(duì)程序和數(shù)據(jù)的共享時(shí)，是以信息邏輯單位為基礎(chǔ)。分頁系統(tǒng)中的頁是存放信息的物理單位，無完整意義，不便于共享；段是信息的邏輯單位。為了實(shí)現(xiàn)段的共享，希望存儲(chǔ)管理能與用戶程序分段的組織方式相適應(yīng)。信息保護(hù)。對(duì)信息的邏輯單位進(jìn)行保護(hù)，分段能更有效方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能。動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，有些段特別是數(shù)據(jù)段，在使用過程中會(huì)不斷增長(zhǎng)，事先又無法確切知道增長(zhǎng)多少。分段存儲(chǔ)管理方式能較好解決這個(gè)問題。動(dòng)態(tài)鏈接。運(yùn)行時(shí)先將主程序?qū)?yīng)的目標(biāo)程序裝入內(nèi)存并啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行過程中又需要調(diào)用某段時(shí)，才將該段調(diào)入內(nèi)存鏈接。所以動(dòng)態(tài)鏈接也要求以段作為管理單位。．在具有快表的段頁式存儲(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)將頁號(hào) P送入高速緩沖寄存器，并將此頁號(hào)與高速緩存中的所有頁號(hào)比較， 若找到匹配頁號(hào)， 表示要訪問的頁表項(xiàng)在快表中。 可直接從快表讀出該頁對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)， 送到物理地址寄存器中。 如快表中沒有對(duì)應(yīng)頁表項(xiàng)， 則再訪問內(nèi)存頁表，找到后，把從頁表項(xiàng)中讀出物理塊號(hào)送地址寄存器；同時(shí)修改快表，將此頁表項(xiàng)存入快表。但若寄存器已滿，則 OS必須找到合適的頁表項(xiàng)換出。．為什么說為什么說分段系統(tǒng)比分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息的共享和保護(hù)答分頁系統(tǒng)的每個(gè)頁面是分散存儲(chǔ)的， 為了實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)， 頁面之間需要一一對(duì)應(yīng)，為此需要建立大量的頁表項(xiàng)；而分段系統(tǒng)的每個(gè)段都從 0編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí)， 只需為要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng)， 將其中的基址與內(nèi)存地址一一對(duì)應(yīng)就能夠?qū)崿F(xiàn)。．分段和分頁存儲(chǔ)管理有何區(qū)別答：（1）頁是信息的物理單位，分頁是為了實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外部零頭，提高內(nèi)存利用率。段則是信息的邏輯單位，它含有一組相對(duì)完整的信息。（2）頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號(hào)和頁內(nèi)地址兩部分，是由機(jī)械硬件實(shí)現(xiàn)的 ,因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的的頁面 ;而段的長(zhǎng)度卻不固定 ,決定于用戶所編寫的程序,通常由編譯程序在對(duì)原程序進(jìn)行編譯時(shí) ,根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。（3）分頁的作業(yè)地址空間是一維的 而分段作業(yè)地址空間則是二維的。18．試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式 .答：（1）連續(xù)分配是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的地址空間，包括單一和分區(qū)兩種分配方式。單一方式將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，最簡(jiǎn)單，只用于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)；分區(qū)方式分固定和動(dòng)態(tài)分區(qū)。（2）離散分配方式分為分頁、分段和段頁式存儲(chǔ)管理。分頁式存儲(chǔ)管理旨在提高內(nèi)存利用率，分段式存儲(chǔ)管理旨在滿足用戶 (程序員)的需要，段頁式存儲(chǔ)管理則將兩者結(jié)合起來，具有分段系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)、 可共享、易于保護(hù)和動(dòng)態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)， 又能像分頁系統(tǒng)很好解決外部碎片及為各段可離散分配內(nèi)存等問題，是比較有效的存儲(chǔ)管理方式；．虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征其中最本質(zhì)的特征是什么答：虛擬存儲(chǔ)器有多次性、對(duì)換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪些硬件支持答：（請(qǐng)求分頁（段）的頁（段）表機(jī)制（ 2）缺頁（段）中斷機(jī)構(gòu)（ 3）地址變換機(jī)構(gòu)21．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)答：（1）在分頁請(qǐng)求系統(tǒng)中是在分頁的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)頁功能和頁面置換功能所形成的頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)頁面的程序（及數(shù)據(jù)），便啟動(dòng)運(yùn)行。（2）在請(qǐng)求分段系統(tǒng)中是在分段系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)段及分段置換功能后形成的段式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)段（而非所有段）的用戶程序和數(shù)據(jù)，即可啟動(dòng)運(yùn)行。22．在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，頁表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)每項(xiàng)的作用是什么答：頁表應(yīng)包括：頁號(hào)、物理塊號(hào)、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(shí)參考； 訪問字段 A 用于記錄本頁在一段時(shí)間內(nèi)被訪問的次數(shù)， 或最近已有多長(zhǎng)時(shí)間未被訪問， 提供給置換算法選擇換出頁面時(shí)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(hào)，供調(diào)入該頁時(shí)使用。23．在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，應(yīng)從何處將所需頁面調(diào)入內(nèi)存答：請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中的缺頁從何處調(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)入所需頁面，提高調(diào)頁速度。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)再從對(duì)換區(qū)調(diào)入。（3）UNIX方式。未運(yùn)行頁面從文件區(qū)調(diào)入。曾經(jīng)運(yùn)行過但被換出頁面，下次從對(duì)換區(qū)調(diào)UNIX系統(tǒng)允許頁面共享，某進(jìn)程請(qǐng)求的頁面有可能已調(diào)入內(nèi)存，直接使用不再調(diào)入。24．在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁面置換算法答：采用的頁面置換算法有：最佳置換算法和先進(jìn)先出置換算法，最近最久未使用（ LRU）置換算法，Clock置換算法，最少使用置換算法，頁面緩沖算法等。．在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，通常采用哪種頁面分配方式為什么答：固定分配方式是基于進(jìn)程的類型 (交互型)或根據(jù)程序員、系統(tǒng)管理員的建議，為每個(gè)進(jìn)程分配固定頁數(shù)的內(nèi)存空間， 整個(gè)運(yùn)行期間不再改變； 采用可變分配方式有全局置換和局部置換兩種，前者易于實(shí)現(xiàn)，后者效率高。在一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中， 采用LRU 頁面置換算法時(shí)，假如一個(gè)作業(yè)的頁面走向?yàn)?4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5 ，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M分別為3和4時(shí)，試計(jì)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 (參考答案有錯(cuò) )答：當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M為3時(shí)，缺頁 7次，缺頁率:7/12= ；當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M為4時(shí)，缺頁 4次，缺頁率:4/12=.-------以上解答出錯(cuò)。正確解法見下面：答：當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M為3時(shí)，缺頁 9次，缺頁率:9/12=3/4；當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M為4時(shí)，缺頁 10次，缺頁率:10/12=5/6.．實(shí)現(xiàn)LRU算法所需的硬件支持是什么 答：需要寄存器和棧等硬件支持。 寄存器用于記錄某進(jìn)程在內(nèi)存中各頁的使用情況， 棧用于保存當(dāng)前使用的各個(gè)頁面的頁面號(hào)。．試說明改進(jìn)型 Clock 置換算法的基本原理 .答：因?yàn)樾薷倪^的頁面在換出時(shí)付出的開銷比未被修改過的頁面大，在改進(jìn)型Clock算法中，既考慮頁面的使用情況，還要增加置換代價(jià)的因素；在選擇頁面作為淘汰頁面時(shí)，把同時(shí)滿足未使用過和未被修改作為首選淘汰頁面。．說明請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁中斷處理過程。答：請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁中斷處理過程描述如下：（1）根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行指令中的邏輯地址查頁表，判斷該頁是否在主存儲(chǔ)器中（2）該頁標(biāo)志為 成缺頁中斷，中斷裝置通過交換 PSW讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器。（3）操作系統(tǒng)處理缺頁中斷處理的辦法是查主存分配表找一個(gè)空閑的主存塊，查頁表找出該頁在磁盤上位置，啟動(dòng)磁盤讀出該頁信息。（4）把從磁盤上讀出的信息裝入找到的主存塊中。（5）當(dāng)頁面住處被裝入主存后，應(yīng)修改頁表中對(duì)應(yīng)的表目，填上該頁所占用的主存塊把標(biāo)（6）由于產(chǎn)生缺頁中斷時(shí)的那條指令并沒執(zhí)行完，所以在把頁面裝入之后應(yīng)重新執(zhí)行被中斷指令。請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁中斷處理過程如下圖所示：．如何實(shí)現(xiàn)分段共享 答：在每個(gè)進(jìn)程的段表中， 用相應(yīng)的表項(xiàng)指向共享段在內(nèi)存中起始地址； 配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為共享段表，在段表項(xiàng)中設(shè)置共享進(jìn)程計(jì)數(shù) Count，每調(diào)用一次該共享段， Count值增1，每當(dāng)進(jìn)程釋放一個(gè)共享段時(shí)， Count減1，若減為則系統(tǒng)回收該共享段的物理內(nèi)存，取消在共享段表中該段對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)； 共享段應(yīng)給不同的進(jìn)程以不同的存取權(quán)限； 不同的進(jìn)程可以使用不同的段號(hào)去共享該段 。第五章1．試說明設(shè)備控制器的組成。答：由設(shè)備控制器與處理機(jī)的接口，設(shè)備控制器與設(shè)備的接口與 I/O邏輯組成。2．為了實(shí)現(xiàn) CPU與設(shè)備控制器間的通信，設(shè)備控制器應(yīng)具備哪些功能答：接收和識(shí)別命令；數(shù)據(jù)交換；標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備狀態(tài)；地址識(shí)別；數(shù)據(jù)緩沖；差錯(cuò)控制。3．什么是字節(jié)多路通道什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道答：（1）字節(jié)多路通道。按字節(jié)交叉方式工作的通道。通常含有許多非分配型子通道，數(shù)量從幾十到數(shù)百個(gè)，每個(gè)子通道連接一臺(tái) I/O 設(shè)備，控制其 I/O操作。子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道。（2）數(shù)組選擇通道。按數(shù)組方式傳送數(shù)據(jù)，傳輸速率很高，每次只允許一個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)。（3）數(shù)組多路通道。將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道的各子通道分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合而成。含有多個(gè)非分配型子通道，具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率和通道利用率。4．如何解決因通道不足而產(chǎn)生的瓶頸問題答：解決問題的有效方法是增加設(shè)備到主機(jī)間的通路而不增加通道， 把一個(gè)設(shè)備連到多個(gè)控制器上，控制器又連到多個(gè)通道上， 這種多通路方式解決了 瓶頸問題提高了系統(tǒng)可靠性，個(gè)別通道或控制器的故障不會(huì)使設(shè)備和存儲(chǔ)器之間沒有通路。5．試對(duì)VESA 及PCI兩種總線進(jìn)行比較。答：VESA總線的設(shè)計(jì)思想是以低價(jià)占領(lǐng)市場(chǎng)?？偩€帶寬 32位，最高傳輸速率 132Mb/s。廣泛用于 486微機(jī)。缺點(diǎn)是能連接的設(shè)備數(shù)僅為 2~4 臺(tái)，控制器中無緩沖，難于適應(yīng)處理器速度的提高，不支持 Pentium 機(jī)。PCI總線在CPU和外設(shè)間插入了復(fù)雜的管理層，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸和提供一致接口。管理層中配有數(shù)據(jù)緩沖， 放大了線路的驅(qū)動(dòng)能力， 最多支持 10種外設(shè)，支持高時(shí)鐘頻率的 CPU運(yùn)行，最大傳輸速率 132Mb/s?？蛇B接 ISA、EISA等傳統(tǒng)總線，又支持 Pentium 的64位系統(tǒng)，是基于奔騰等新一代微處理器而發(fā)展的總線。6．試說明推動(dòng) I/O控制發(fā)展的主要因素是什么答推動(dòng)I/O 控制發(fā)展的主要?jiǎng)恿υ谟诒M量減少主機(jī)對(duì) I/O控制的干預(yù)，把主機(jī)從繁雜的 I/O控制事務(wù)中解脫出來， 用更多的時(shí)間和精力去完成其數(shù)據(jù)處理任務(wù)。 同時(shí)，中斷機(jī)制在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的引入、 DMA控制器的出現(xiàn)和通道研制的成功使 I/O 控制的發(fā)展具備了技術(shù)支持和成為可能。7．有哪幾種 I/O控制方式各適用于何種場(chǎng)合答：共有四種 I/O 控制方式。程序I/O方式：早期計(jì)算機(jī)無中斷機(jī)構(gòu)，處理機(jī)對(duì) I/O設(shè)備的控制采用程序 I/O方式或稱忙等的方式。中斷驅(qū)動(dòng) I/O 控制方式：適用于有中斷機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。直接存儲(chǔ)器訪問（ DMA）I/O控制方式：適用于具有 DMA控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。I/O 通道控制方式：具有通道程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。8．試說明 DMA 的工作流程。答：以從磁盤讀入數(shù)據(jù)為例，說明 DMA的工作流程。當(dāng) CPU要從磁盤讀入數(shù)據(jù)塊時(shí)，先向磁盤控制器發(fā)送一條讀命令。 該命令被送到命令寄存器 CR中。同時(shí)還發(fā)送本次要讀入數(shù)據(jù)的內(nèi)存起始目標(biāo)地址，送入內(nèi)存地址寄存器 MAR；本次要讀數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)送入數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器DC，將磁盤中的源地址直接送 DMA控制器的 I/O控制邏輯上。然后啟動(dòng) DMA 控制器傳送數(shù)據(jù)，以后CPU便處理其它任務(wù)。整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程由 DMA控制器控制。下圖為DMA方式的工作流程圖。9．引入緩沖的主要原因是什么答：引入緩沖的主要原因是：（1）緩和CPU與I/O 設(shè)備間速度不匹配的矛盾（2）減少對(duì) CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制（3）提高CPU與I/O 設(shè)備之間的并行性．在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為 max（C,T）+M答：在塊設(shè)備輸入時(shí)，先從磁盤把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)，耗時(shí)為 T；然后由操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送給用戶區(qū)，耗時(shí) M；接下來由 CPU對(duì)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，耗時(shí) C。在單緩沖情況下，磁盤把數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的操作和 CPU對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算過程可以并行展開，所以系統(tǒng)對(duì)每一整塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為 max(C,T)+M 。．為什么在雙緩沖情況下，系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為 max（T,C）答：寫入者花費(fèi)時(shí)間 T將數(shù)據(jù)寫滿一個(gè)緩沖區(qū)后再寫另一個(gè)緩沖區(qū)；讀出者花費(fèi)時(shí)間 M將一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送到用戶區(qū)后再傳送另一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，計(jì)算者讀出用戶區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由于將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳到用戶區(qū)操作必須與讀用戶區(qū)數(shù)據(jù)處理串行進(jìn)行， 而且可以與從外存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)的操作并行。因此耗時(shí)大約為 max(C+M,T) ?？紤]M是內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的移動(dòng)耗時(shí)非常短暫可以省略，因此近似地認(rèn)為系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)處理時(shí)間為 max(C,T)。．試?yán)L圖說明把多緩沖用于輸出時(shí)的情況。答：多緩沖用于輸出的示意圖如下：．試說明收容輸入工作緩沖區(qū)和提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況。答：①收容輸入工作緩沖區(qū)的工作情況為：在輸入進(jìn)程需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf(EmptyQueue)過程，從EmptyQueue隊(duì)列的隊(duì)首摘下一個(gè)空緩沖區(qū)，作為收容輸入工作緩沖區(qū)Hin。然后把數(shù)據(jù)輸入其中，裝滿后再調(diào)用PutBuf(InputQueue,Hin)過程，將該緩沖區(qū)掛在輸入隊(duì)列InputQueue的隊(duì)尾。②提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況為：當(dāng)要輸出數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用 GetBuf(OutputQueue) 過程，從輸出隊(duì)列的隊(duì)首取得一裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)作為提取輸出工作緩沖區(qū) Sout。在數(shù)據(jù)提取完后，再調(diào)用PutBuf(EmptyQueue,Sout) 過程，將該緩沖區(qū)掛到空緩沖隊(duì)列 EmptyQueue的隊(duì)尾。．何謂安全分配方式和不安全分配方式答：①安全分配方式是指每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出 I/O請(qǐng)求后，便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到其 I/O操作完成時(shí)才被喚醒。在采用這種分配策略時(shí)， 一旦進(jìn)程已獲得某種設(shè)備資源后便阻塞， 使它不可能再請(qǐng)求任何資源，而在它運(yùn)行時(shí)又不保持任何資源。這種分配方式已經(jīng)摒棄了造成死鎖的 請(qǐng)求和保持條件，分配是安全的。缺點(diǎn)是進(jìn)程進(jìn)展緩慢， CPU與I/O設(shè)備串行工作。②不安全分配方式是指進(jìn)程發(fā)出 I/O 請(qǐng)求后仍繼續(xù)執(zhí)行，需要時(shí)又可發(fā)出第二個(gè) I/O請(qǐng)求、第三個(gè)I/O請(qǐng)求。僅當(dāng)進(jìn)程請(qǐng)求的設(shè)備已被另一個(gè)進(jìn)程占有時(shí)，進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，進(jìn)程推進(jìn)迅速。缺點(diǎn)是分配不安全，可能具有 請(qǐng)求和保持條件，可能造成死鎖。因此，在設(shè)備分配程序中需增加一個(gè)功能，用于對(duì)本次的設(shè)備分配是否會(huì)發(fā)生死鎖進(jìn)行安全性計(jì)算，僅當(dāng)計(jì)算結(jié)果表明分配安全的情況下才進(jìn)行分配。．為何要引入設(shè)備獨(dú)立性如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性答現(xiàn)代操作系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性， 都實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性或設(shè)備無關(guān)性?；竞x是應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備， 應(yīng)用程序以邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性功能可帶來兩方面的好處：（ 1）設(shè)備分配時(shí)的靈活性；（ 2）易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性， 應(yīng)引入邏輯設(shè)備和物理設(shè)備概念。 在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類設(shè)備； 系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)是使用物理設(shè)備名。 鑒于驅(qū)動(dòng)程序是與硬件或設(shè)備緊密相關(guān)的軟件，必須在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件， 執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作、 完成邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的轉(zhuǎn)換（為此應(yīng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表） 并向用戶層（或文件層） 軟件提供統(tǒng)一接口，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性。．在考慮到設(shè)備的獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)如何分配獨(dú)占設(shè)備答：在考慮到設(shè)備的獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)按如下步驟來分配獨(dú)占設(shè)備：進(jìn)程以邏輯設(shè)備名提出 I/O請(qǐng)求。根據(jù)邏輯設(shè)備表獲得 I/O請(qǐng)求的邏輯設(shè)備對(duì)應(yīng)物理設(shè)備在系統(tǒng)設(shè)備表中的指針。檢索系統(tǒng)設(shè)備表，找到屬于請(qǐng)求類型、空閑可用且分配安全設(shè)備的設(shè)備控制表，將對(duì)應(yīng)設(shè)備分配給請(qǐng)求進(jìn)程；未找到則等待等待喚醒和分配。到設(shè)備控制表中找出與其相連接的控制器的控制器控制表，根據(jù)狀態(tài)字段判斷是否忙碌，忙則等待；否則將該控制器分配給進(jìn)程。到該控制器的控制器控制表中找出與其相連接的通道的通道控制表，判斷通道是否忙碌，忙則等待；否則將該通道分配給進(jìn)程。只有在設(shè)備、控制器和通道三者都分配成功時(shí)，這次的設(shè)備分配才算成功，然后便可啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。．何謂設(shè)備虛擬實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬時(shí)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)是什么答：設(shè)備虛擬是指把獨(dú)占設(shè)備經(jīng)過某種技術(shù)處理改造成虛擬設(shè)備?？商摂M設(shè)備是指一臺(tái)物理設(shè)備在采用虛擬技術(shù)后， 可變成多臺(tái)邏輯上的虛擬設(shè)備， 則可虛擬設(shè)備是可共享的設(shè)備， 將它同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用， 并對(duì)這些訪問該物理設(shè)備的先后次序進(jìn)行控制。．試說明SPOOLing 系統(tǒng)的組成。答：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。．在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求 I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)答：在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)， SPOOLing 系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)空白用戶打印表， 填入打印要求，將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列。（3）一旦打印機(jī)空閑，輸出進(jìn)程便從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)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。．試說明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有哪些特點(diǎn)。答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有如下特點(diǎn)：（1）是請(qǐng)求 I/O 進(jìn)程與設(shè)備控制器間的一個(gè)通信程序；（2）驅(qū)動(dòng)程序與 I/O 設(shè)備的特性緊密相關(guān)；（3）驅(qū)動(dòng)程序與 I/O 控制方式緊密相關(guān)；（4驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)， 部分程序用匯編語言書寫， 基本部分往往固化在 ROM中。．試說明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)具有哪些功能答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主要功能包括：（1）將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求；（2）檢查用戶 I/O請(qǐng)求合法性，了解 I/O設(shè)備狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備工作方式；（3）發(fā)出I/O 命令，啟動(dòng)分配到的 I/O設(shè)備，完成指定 I/O 操作；（4及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請(qǐng)求， 根據(jù)中斷類型調(diào)用相應(yīng)中斷處理程序處理；（5）對(duì)于有通道的計(jì)算機(jī)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)該根據(jù)用戶 I/O請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。設(shè)