計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)-湯小丹-課后習(xí)題答案

1計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第四版)湯小丹課后習(xí)題答案第一章答：(1)有效性(2)方便性(3)可擴(kuò)充性(4)開(kāi)放性(2)方便用戶；29.什么是硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)?試舉例說(shuō)明。10.試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面，將答：(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(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(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11.0S有哪幾大特征?其最基本的特征是什么?12.在多道程序技術(shù)的0S環(huán)境下的資源共享與一般情況下的資源共享有何不同?對(duì)獨(dú)占資源應(yīng)采取何種共享方式?個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。這里在宏觀上既限定了時(shí)間(進(jìn)程在內(nèi)存期間),也13.什么是時(shí)分復(fù)用技術(shù)?舉例說(shuō)明它能提高資源利用率的根本原因是什么?14.是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征?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)是不確定時(shí)間是不確定的。315.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)進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程(含線程)的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)。進(jìn)程通信：用來(lái)實(shí)現(xiàn)在相互合作的進(jìn)程之間的信息交換。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。16.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。17.設(shè)備管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么?主要任務(wù)：完成用戶提出的I/0請(qǐng)求，為用戶分配I/0設(shè)備；提高CPU和1/0設(shè)備的利用率；提高I/0速度；以及方便用戶使用I/0設(shè)備。18.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(xiě)管理和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19.試說(shuō)明推動(dòng)傳統(tǒng)0S演變?yōu)楝F(xiàn)在0S的主要因素是什么?(1)系統(tǒng)安全。(2)網(wǎng)絡(luò)的功能和服務(wù)。(3)支持多媒體。20.試描述什么是微內(nèi)核0S。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)。21.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)?答：(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；23,在微內(nèi)核0S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)：(1)數(shù)據(jù)的分布處理和存儲(chǔ)。(2)便于集中管理。(3)靈活性和可擴(kuò)充性。(4)易于改編應(yīng)用軟件。22.現(xiàn)代操作系統(tǒng)較之傳統(tǒng)操作系統(tǒng)又增加了哪些功能和特征?(1)進(jìn)程(線程)管理。(2)低級(jí)存儲(chǔ)器管理。(3)中斷和陷入處理。24.在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的0S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)。425.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(lái)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。第二章1.什么是前趨圖?為什么要引入前趨圖?答：前趨圖(PrecedenceGraph)是一個(gè)有向無(wú)循環(huán)圖，記為DAG(DirectedGraph),用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。2.畫(huà)出下面四條語(yǔ)句的前趨圖：答：其前趨圖為：3.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。影響：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?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。(2)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。(3)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(shuō)明PCB的作用，為什么說(shuō)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.PCB提供了進(jìn)程管理和進(jìn)程調(diào)度所需要的哪些信息?進(jìn)程管理：通用寄存器、指令計(jì)數(shù)器、程序狀進(jìn)程調(diào)度：進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程優(yōu)先級(jí)、事件、其他信息59.進(jìn)程控制塊的組織方式有哪幾種?10.何謂操作系統(tǒng)內(nèi)核?內(nèi)核的主要功能是什么?備的驅(qū)動(dòng)程序以及運(yùn)行頻率較高的模塊(如時(shí)鐘管理、進(jìn)程調(diào)度和許多模塊所公用的一些基本操作),都安排在緊靠硬件的軟件層次中，將它們常駐內(nèi)存，即通支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、原語(yǔ)操作資源管理功能：進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理答：(1)就緒狀態(tài)→執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到CPU資源(2)執(zhí)行狀態(tài)→就緒狀態(tài)：時(shí)間片用完12.為什么要引入掛起狀態(tài)?該狀態(tài)有哪些性質(zhì)?需要，對(duì)換需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處13.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(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(guò)程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息。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/0故障界干預(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)。16.在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么?(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。17.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，(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。18.試說(shuō)明引起進(jìn)程阻塞戒被喚醒的主要事件是什么?619.為什么要在0S中引入線程?使0S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。20.試說(shuō)明線程具有哪些屬性?答：(1)輕型實(shí)體(2)獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位(3)可并發(fā)執(zhí)行(4)共亨21.試從調(diào)度性，并収性，擁有資源及系統(tǒng)開(kāi)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0S中作為調(diào)度和分派的基本單位，進(jìn)程只作為資 (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(4)系統(tǒng)開(kāi)銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開(kāi)銷顯著大于23.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(wú)須內(nèi)核支持。這種線程線程的切換通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間，同樣無(wú)需(2)內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。無(wú)論是用戶進(jìn)程中的線程，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(guò)系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提LWP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,其中包括若于個(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(xiě)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(guò)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。26.多線程模型有哪幾種類型?多對(duì)一模型有何優(yōu)缺點(diǎn)?1.高級(jí)調(diào)度不低級(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?2.處理機(jī)調(diào)度算法的共同目標(biāo)是什么?批處理系統(tǒng)的調(diào)度目標(biāo)又是什么?共同目標(biāo)：資源利用率，公平性，平衡性，策略批處理系統(tǒng)的調(diào)度目標(biāo)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短，系統(tǒng)吞吐量高，處理73.何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流?作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過(guò)若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序作業(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4.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/0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(kāi)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5.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)?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。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8.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。9.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(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10.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11.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?8921.什么是最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法，請(qǐng)舉例說(shuō)明之。22.什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法，請(qǐng)舉例說(shuō)明之。急程度越高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級(jí)就越高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。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.00ms。又如，另一任務(wù)在400ms時(shí)必須完成，它本身需要運(yùn)行150ms,則其松最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法：任務(wù)要求的截止時(shí)間越早，其優(yōu)先級(jí)就越高。最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法：任務(wù)的緊急程度越高，其優(yōu)先級(jí)就越高。23.何謂“優(yōu)先級(jí)倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來(lái)解決?當(dāng)前0S廣泛采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進(jìn)程24.試分別說(shuō)明可重用資源和可消耗資源的性質(zhì)。許多個(gè)進(jìn)程共享。進(jìn)程在使用可重用性資源時(shí)，須按照這樣的順序：使用資源、釋放資源。系統(tǒng)中每一類可重用性資源中的單元數(shù)目是相對(duì)固定的不斷變化的，有時(shí)它可以有許多，有時(shí)可能為0。進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，可以不斷25.試舉例說(shuō)明競(jìng)爭(zhēng)不可搶占資源所引起的死鎖。例如，系統(tǒng)中有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2,它們都準(zhǔn)備寫(xiě)兩個(gè)文件F1和F2,而這兩者都屬于可重用和不可搶占性資源。進(jìn)程P1先打開(kāi)F1,然后再打開(kāi)文件F2;進(jìn)程P2先打開(kāi)文件F2,后打開(kāi)F1,下面示出了這段代碼。兩個(gè)進(jìn)程P1和P2在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，如果P1先打開(kāi)F1和F2,然后P2才去打開(kāi)F1(或F2),由于文件F1(F2)已被P1打開(kāi)，故P2會(huì)被阻塞。當(dāng)P1寫(xiě)完文件F1(或F2)而關(guān)閉F1(F2)時(shí)，P2會(huì)由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，被調(diào)度執(zhí)行后打開(kāi)F1和F2,然后P1才去打開(kāi)F1(或F2),P1和P2同樣也可以正常運(yùn)行下去。但如果在P1打開(kāi)F1的同時(shí)，P2去打開(kāi)F2,每個(gè)進(jìn)程都占有一個(gè)打開(kāi)的文件，此時(shí)就可能出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)楫?dāng)P1試圖去打開(kāi)F2,而P2試圖去打開(kāi)F1件，但誰(shuí)也無(wú)法運(yùn)行，因此這兩個(gè)進(jìn)程將會(huì)無(wú)限期地等待下去，而形成死鎖。26.為了破壞“請(qǐng)求和保持”條件而提出了兩種協(xié)議，試比較這兩種協(xié)議。被嚴(yán)重浪費(fèi)、進(jìn)程經(jīng)常會(huì)發(fā)生饑餓現(xiàn)象等缺點(diǎn)。第二種協(xié)議是對(duì)第一種協(xié)議的改進(jìn)，它允許一個(gè)27.何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么?答：(1)死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種僵局，若無(wú)外力作用，這(2)產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競(jìng)爭(zhēng)資源，二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法(3)必要條件是：互斥條件，請(qǐng)求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條28.在解決死鎖問(wèn)題的幾個(gè)方法中，哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)?哪種方法是資源利用率最高?答：解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測(cè)和解除死鎖，其中預(yù)防29.請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明可通過(guò)哪些途徑預(yù)防死鎖?答：(1)摒棄"請(qǐng)求和保持"條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程開(kāi)始運(yùn)行之前，都必須一源不能滿足某進(jìn)程的要求，即使其它所需的各(2)摒棄"不剝奪"條件：系統(tǒng)規(guī)定，進(jìn)程是逐個(gè)地提出對(duì)資源的要求的。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請(qǐng)求而不能立即得到滿足(3)摒棄"環(huán)路等待"條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排序，并賦予30.在教材銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請(qǐng)求向量由Request0(0,2,0)改為Request0(0,1,0),問(wèn)系統(tǒng)可否將資源分配給它?③系統(tǒng)暫時(shí)先假定可為P0分配資源，修改Available,Allocationl和Need]Available[j]AvailableRequestiAvailable0=Available0(2,3,0)-Request0(0,1,0)=(2,2,0)Allocation0=Allocation0(0,1,0)+RequestO(0,1,0)=(0,2,0)Need0=Need0(7,4,3)-Request0(0,1,0)=(7,3,3)Work+AllocationABCnP.PP.PP?PPP.P(1)該狀態(tài)是否安全?它?的安全序列表。資源情況nBPPP.Ptrue(2)若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)不能將資源分配給它，若分配給進(jìn)程P2,系統(tǒng)還剩的資源情況為(0,4,0,0),此時(shí)系統(tǒng)中的1)便于修改和更新2)便于實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模塊的共亨6.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?應(yīng)在每個(gè)分區(qū)的起始地址部分，設(shè)置一些用于控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)的前向指針；在分區(qū)尾部則設(shè)置一后向指針，通過(guò)前，后向指針將所有的分區(qū)鏈接成一個(gè)雙向鏈.P128圖4-7。主要使用雙向鏈表。7.為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn)?a.程序在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動(dòng)位置，為了保證這些被移動(dòng)了的程序還能正常執(zhí)行，必須對(duì)程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)地址變換，必須有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)重定位寄存器，用它來(lái)存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時(shí)，真正訪問(wèn)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而形成的。8.什么是基于順序搜索的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法?它可分為哪幾種?9.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：a.回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一個(gè)分區(qū)相鄰接，此時(shí)可將回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項(xiàng)，而只修改前鄰接分區(qū)的大?。籦.回收分區(qū)與插入點(diǎn)的后一分區(qū)相鄰接，此時(shí)合并兩區(qū)，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；c.回收區(qū)同時(shí)與插入點(diǎn)的前后兩個(gè)分區(qū)鄰接，此時(shí)將三個(gè)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(xiàng)；d.回收區(qū)沒(méi)有鄰接空閑分區(qū)，則應(yīng)為回收區(qū)單獨(dú)建立一個(gè)新表項(xiàng)，填寫(xiě)回收區(qū)的首址和大小，并根據(jù)其首址，插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置10.什么是基于索引搜索的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法?它可分為哪幾種?答：P131.快速適應(yīng)算法、伙伴系統(tǒng)、哈希算法11.令buddyK(x)表示大小為2的k次方、地址為x的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫(xiě)出buddyK(x)通用表達(dá)式?答：P126?？佳械耐瑢W(xué)可以關(guān)注一下。BuddySystem是一種經(jīng)典的內(nèi)存管理算減少碎片，增加利用率。在有的"數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)"課本中有算法介紹。這道題我看不懂其題意，大概是分配內(nèi)存時(shí)x要找的空閑塊是：pow(2,k-1)<=buddyK(x)<=pow(2,k)//pow是乘方函數(shù)BuddySystem是一種連續(xù)的內(nèi)存管理方法，可以結(jié)合離散的分頁(yè)分配方法使用，有利于為進(jìn)程分配連續(xù)的物理塊，以提高分頁(yè)法的效率和程序的局部性。12.分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用哪些分配策略?比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用的分配策略有：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。a.首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：保留了高址部分的大空閑區(qū)，有利于后到來(lái)的大 且每次分區(qū)分配查找時(shí)都是從低址部分開(kāi)始，會(huì)增加查找時(shí)的系統(tǒng)開(kāi)銷。b.循環(huán)首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布得更為均勻，減少了查找時(shí)的系統(tǒng)開(kāi)銷：缺乏大的空閑分區(qū)，從而導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。c.最佳適應(yīng)算法的優(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的空閑區(qū)。d.最壞適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不至于太小產(chǎn)生碎片的幾率最小，對(duì)中小型文件分配分區(qū)操作有利：使存儲(chǔ)器中缺乏大的空閑區(qū)，對(duì)大型文件的分區(qū)分配不利。13.為什么要引入對(duì)換?對(duì)換可分為哪幾種類型?迫使CPU停止下來(lái)等待的情況；另一方面，卻又有著許多作業(yè)在外存上等待，因主要用于緩解目前系統(tǒng)中內(nèi)存的不足，后者主要用于實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)。14.對(duì)文件區(qū)管理的目標(biāo)和對(duì)對(duì)換空間管理的目標(biāo)有何不同?的訪問(wèn)速度，因此，對(duì)文件區(qū)空間的管理采取離散分配方式。15.為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面功能?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。16.在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次是否將整個(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)，并非每次將整個(gè)進(jìn)程換出a.從結(jié)構(gòu)上講，進(jìn)程是由程序段、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。b.程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享，此時(shí)它們也不能被換出。17.基于離散分配時(shí)所用的基本單位不同，可將離散分配分為哪幾種?答：分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式、分段存儲(chǔ)管理方式和段頁(yè)式存儲(chǔ)管理方式。18.什么是頁(yè)面?什么是物理塊?頁(yè)面的大小應(yīng)如何確定?小應(yīng)選擇適中，且頁(yè)面大小應(yīng)該是2的冪，通常為1KB~8KB,19.什么是頁(yè)表?頁(yè)表的作用是什么?20.為實(shí)現(xiàn)分頁(yè)存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件支持?答：需要有頁(yè)表機(jī)制、地址變換機(jī)構(gòu)的硬件支持。21.在分頁(yè)系統(tǒng)中是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的?頁(yè)號(hào)到物理塊號(hào)的變換，將邏輯地址中的頁(yè)號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號(hào)。22.具有快表時(shí)是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的?23.較詳細(xì)的說(shuō)明引入分段存儲(chǔ)管理方式是為了滿足用戶哪幾個(gè)方面的需求。答：1)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(wèn)的邏輯地址是由段名和段2)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)。3)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。4)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(guò)程中會(huì)不斷增長(zhǎng)，事先又無(wú)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(wèn)題5)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(guò)程中又需要調(diào)用某段時(shí)，才將該段調(diào)入內(nèi)存作為管理單位。24.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。可直接從快表讀出該頁(yè)對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)，送到物理地址寄存器中。如快表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)頁(yè)表項(xiàng)，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0S必須找到合適的頁(yè)表項(xiàng)換出。25.為什么說(shuō)分段系統(tǒng)較之分頁(yè)系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)?答：a.對(duì)于分頁(yè)系統(tǒng)，每個(gè)頁(yè)面是分散存儲(chǔ)的，為了實(shí)現(xiàn)面之間需要一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，為此需要建立大量的b.而對(duì)于分段系統(tǒng)，每個(gè)段都從0開(kāi)始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，這樣在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí)，只需為所要共享和保護(hù)的程中的基址與內(nèi)存地址一一對(duì)應(yīng)起來(lái)即可。26.分頁(yè)和分段有何區(qū)別?答：a.分頁(yè)和分段都采用離散分配的方式，且都要通過(guò)地是為實(shí)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)空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的。27.試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式.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)和用戶使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最簡(jiǎn)單的一種存儲(chǔ)方式，的操作系統(tǒng)中；分區(qū)式分配方式分為固定分區(qū)和動(dòng)態(tài)分種分配算法：首次適應(yīng)算法，該法容易留下許多難以利用找開(kāi)銷；循環(huán)首次適應(yīng)算法，該算法能使內(nèi)存中的空閑分缺少大的空閑分區(qū)：最佳適應(yīng)算法，該算法也易留下許多難以利用的小空閑區(qū)：b.離散分配方式基于將一個(gè)進(jìn)程直接分散地分配到許多不相鄰的分區(qū)中的思想，的需要，在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)方面優(yōu)于分頁(yè)式存儲(chǔ)管理，態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)，又能像分頁(yè)系統(tǒng)那樣很好的解決外部碎片段可離散分配內(nèi)存等問(wèn)題，顯然是一種比較有效的存儲(chǔ)管理方式；c.綜上可見(jiàn)，連續(xù)分配方式和離散分配方式各有各自的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以改進(jìn)和利用.第五章1.常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式具有哪兩大特征?它對(duì)系統(tǒng)性能有何影響?駐留性：在程序運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)程全部駐留在內(nèi)存，暫時(shí)不用的數(shù)據(jù)無(wú)法釋放。3.虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征?其中最本質(zhì)的特征是什么a.請(qǐng)求分頁(yè)(段)的頁(yè)(段)表機(jī)制b.缺頁(yè)(段)中斷機(jī)構(gòu)c.地址變換機(jī)構(gòu)換功能所形成的頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少1)取邏輯地址分解為頁(yè)號(hào)P和頁(yè)內(nèi)偏移w;2)根據(jù)頁(yè)號(hào)查找頁(yè)表，獲得該頁(yè)的描述信息；3)若該頁(yè)中斷位為1,產(chǎn)生缺頁(yè)中斷；4)更新該頁(yè)的描述信息；5)根據(jù)頁(yè)塊號(hào)和頁(yè)內(nèi)偏移w,計(jì)算物理地址。(1)固定分配局部置換(2)可變分配全局置換10.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。11.試說(shuō)明在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中頁(yè)面的調(diào)入過(guò)程。每當(dāng)程序所要訪問(wèn)的頁(yè)面未在內(nèi)存時(shí)(存在位為“0”),便向CPU發(fā)出一缺頁(yè)中斷，中斷處理程序首先保留CPU環(huán)境，分析中斷原因后，轉(zhuǎn)入缺頁(yè)中斷處理程序。該程序通過(guò)查找頁(yè)表，得到該頁(yè)在外存的物理塊后，如果此時(shí)內(nèi)存能容納新頁(yè)，則啟動(dòng)磁盤(pán)I/0,將所缺之頁(yè)調(diào)入內(nèi)存，然后修改頁(yè)表。如果內(nèi)存已滿，則須先按照某種置換算法，從內(nèi)存中選出一頁(yè)準(zhǔn)備換出；如果該頁(yè)未被修改過(guò)(修改位為“0”),可不必將該頁(yè)寫(xiě)回磁盤(pán)；但如果此頁(yè)已被修改(修改位為“1”),則必須將它寫(xiě)回磁盤(pán)，然后再把所缺的頁(yè)調(diào)入內(nèi)存，并修改頁(yè)表中的相應(yīng)表項(xiàng)，置其存在位為“1”,并將此頁(yè)表項(xiàng)寫(xiě)入快表中。在缺頁(yè)調(diào)入內(nèi)存后，利用修改后的頁(yè)表，去形成所要M=3訪問(wèn)數(shù)據(jù)的物理地址，再去訪問(wèn)內(nèi)存數(shù)據(jù)。整個(gè)頁(yè)面的調(diào)入過(guò)程對(duì)用戶是M=312.在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁(yè)面置換算法?答：采用的頁(yè)面置換算法有：最佳置換算法和先進(jìn)先出置13.在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，采用FIFO頁(yè)面置換算法時(shí)，假如一個(gè)作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)?、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)算在訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率，并比較所得結(jié)444111555333444222223331444455551133334444522223333111122214.實(shí)現(xiàn)LRU算法所需的硬件支持是什么?況，棧用于保存當(dāng)前使用的各個(gè)頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)。15.試說(shuō)明改進(jìn)型Clock置換算法的基本原理.答：因?yàn)樾薷倪^(guò)的頁(yè)面在換出時(shí)付出的開(kāi)銷比未被修改過(guò)的頁(yè)面大，在改進(jìn)型作為淘汰頁(yè)面時(shí)，把同時(shí)滿足未使用過(guò)和未被修改作為首選淘汰頁(yè)面。(1)頁(yè)面置換算法：影響頁(yè)面換進(jìn)換出效率最重要的因素，直接影響進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中的缺頁(yè)率，影響頁(yè)面換進(jìn)換出的開(kāi)銷。(2)寫(xiě)回磁盤(pán)的頻率：如果是采取每個(gè)頁(yè)面換出時(shí)，就將它寫(xiě)回磁盤(pán)的策略，這意味著每換出一個(gè)頁(yè)面，便需要啟動(dòng)一次磁盤(pán)。但如果在系統(tǒng)中建立了一個(gè)已修改換出頁(yè)面鏈表，對(duì)每一個(gè)要被換出的頁(yè)面(已修改),系統(tǒng)可暫不把它們寫(xiě)回磁盤(pán)，而是將它們掛在已修改換出頁(yè)面鏈表上，僅當(dāng)被換出頁(yè)面數(shù)目達(dá)到一定值時(shí)，再將它們一起寫(xiě)回到磁盤(pán)上，這樣就顯著地減少了磁盤(pán)I/0的操作次數(shù)?；蛘哒f(shuō)，減少已修改頁(yè)面換出的開(kāi)銷。(3)讀入內(nèi)存的頻率：在設(shè)置了已修改換出頁(yè)面鏈表后，在該鏈表上就暫時(shí)有一批裝有數(shù)據(jù)的頁(yè)面，如果需要再次訪問(wèn)這些頁(yè)面時(shí)就不需從外存上調(diào)入，而直接從已修改換出頁(yè)面鏈表中獲取，這樣也可以減少將頁(yè)面從磁盤(pán)讀入內(nèi)存的頻率，減少頁(yè)面換進(jìn)的開(kāi)銷?；蛘哒f(shuō)，只需花費(fèi)很小的開(kāi)銷，便可使這些頁(yè)面，又回到該進(jìn)程的駐留集中。在該系統(tǒng)中，內(nèi)存分配策略上采用了可變分配和局部置換方式。為了能顯著地降低了頁(yè)面換進(jìn)、換出的頻率，在內(nèi)存中設(shè)置了如下兩個(gè)鏈表：(1)空閑頁(yè)面鏈表：是一個(gè)空閑物理塊鏈表，用于分配給頻繁發(fā)生缺頁(yè)的進(jìn)程，以降低該進(jìn)程的缺頁(yè)率。當(dāng)有一個(gè)未被修改的頁(yè)要換出時(shí)，實(shí)際上并不將它換出到外存，而是把它們所在的物理塊，掛在空閑鏈表的末尾。(2)修改頁(yè)面鏈表：由已修改的頁(yè)面所形成的鏈?zhǔn)菫榱藴p少已修改頁(yè)面換出的次數(shù)。降低將已修該頁(yè)面寫(xiě)回磁盤(pán)的頻率，以及降低將磁盤(pán)內(nèi)容讀入內(nèi)存的頻率。18.什么是抖動(dòng)?產(chǎn)生抖動(dòng)的原因是什么?CPU利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時(shí)的進(jìn)程是處于”(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)程于1980年Denning提出了“L=S”的準(zhǔn)則，來(lái)調(diào)節(jié)多道程序度，其中L是缺頁(yè)之間的平均時(shí)間，S是平均缺頁(yè)服務(wù)時(shí)間，即用于置換一個(gè)頁(yè)面所需的時(shí)間。利用“L=S”準(zhǔn)則，對(duì)于調(diào)節(jié)缺頁(yè)率是十分有效23.在請(qǐng)求段表機(jī)制中，應(yīng)設(shè)置哪些段表項(xiàng)?段名段長(zhǎng)段的基址存取方式訪問(wèn)字修改存在位P增補(bǔ)位外存始址丙存中有合達(dá)約否在系統(tǒng)中配置一張共享段表，所有各共享段都在共享段表中占有一表項(xiàng)。在表項(xiàng)的上面記錄了共享段的段號(hào)、段長(zhǎng)、內(nèi)存始址、狀態(tài)(存在)位、外存始址以及共享計(jì)數(shù)等信息。接下去就是記錄了共享此分段的每個(gè)進(jìn)程的情況。①共享進(jìn)程計(jì)數(shù)count:記錄有多少進(jìn)程正在共享該分段。②存取控制字段：對(duì)于一個(gè)共享段，應(yīng)為不同的進(jìn)程賦予不同的存取權(quán)限。③段號(hào)：每個(gè)進(jìn)程可用自己進(jìn)程的段號(hào)，去訪問(wèn)該共享段。26.如何實(shí)現(xiàn)共享分段的分配和回收?①共享段的分配：在為共享段分配內(nèi)存時(shí)，對(duì)第一個(gè)請(qǐng)求使用該共享段的進(jìn)程，由系統(tǒng)為該共享段分配一物理區(qū)，當(dāng)又有其它進(jìn)程需要調(diào)用該共享段時(shí)，無(wú)須再為該段分配內(nèi)存。時(shí)，若無(wú)其他進(jìn)程使用該段，則由系統(tǒng)回收該共享段的物理內(nèi)存，否則只是取消調(diào)用者進(jìn)程在共享段表中的有關(guān)記第六章1.試說(shuō)明I/0系統(tǒng)的基本功能。答：a.隱藏物理設(shè)備的細(xì)節(jié)b.與設(shè)備的無(wú)關(guān)性c.提高處理機(jī)和I/0設(shè)備的利用率d.對(duì)I/0設(shè)備進(jìn)行控制e.確保對(duì)設(shè)備的正確共享f.錯(cuò)誤處理2.簡(jiǎn)要說(shuō)明I/0軟件的4個(gè)層次的基本功能。答：中斷處理程序：用于保存被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理，處理完后恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，并返回到被中斷的進(jìn)程用戶層I/0軟件：用于實(shí)現(xiàn)用戶與I/0設(shè)備交互3.I/0系統(tǒng)接口與軟件/硬件(RW/HW)接口分別是什么接口?作的抽象I/0命令，以方便高層對(duì)設(shè)備的使用；軟件/硬件(RW/HW)接口的是中斷處理程序何用于不同設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，它的下面是各種設(shè)備的控制4.與設(shè)備無(wú)關(guān)性的基本含義是什么?為什么要設(shè)置該層?稱。優(yōu)點(diǎn)：1.設(shè)備分配時(shí)的靈活性2.易于實(shí)現(xiàn)I/0重定向(用于I/0操作的設(shè)備可以更換(即重定向),而不必改變應(yīng)用程序。6.為了實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控制器之間的通信，設(shè)備控制器應(yīng)該具備哪些功能?7.什么是內(nèi)存映像I/0?它是如何實(shí)現(xiàn)的?P1868.為什么說(shuō)中斷是OS賴以生存的基礎(chǔ)?答：中斷在操作系統(tǒng)中有著特殊重要的地位，它是多道程序得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，沒(méi)有中斷，就不可能實(shí)現(xiàn)多道程序，因?yàn)檫M(jìn)程之間的切換是通過(guò)中斷來(lái)完成的。另一方面，中斷也是設(shè)備管理的基礎(chǔ)，為了提高處理機(jī)的利用率和實(shí)現(xiàn)CPU和I/0設(shè)備并執(zhí)行，也必需有中斷的支持。中斷處理程序是I/0系統(tǒng)中最低的一層，它是整個(gè)I/0系統(tǒng)中最低的一層。9.對(duì)中斷源的兩種處理方式分別用于那種場(chǎng)合?答：1)屏蔽(禁止)中斷：當(dāng)處理機(jī)正在處理一個(gè)中斷時(shí)，將屏蔽掉所有的中斷，直到處理機(jī)已處理完本次中斷，再去檢查是否有中斷產(chǎn)生。所有中斷按順序處理，優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，但不能用于實(shí)時(shí)性要求較高的中斷請(qǐng)求。2)嵌套中斷：在設(shè)置了中斷優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)中，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求，CPU優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求可以搶占正在運(yùn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷的處理機(jī)。10.設(shè)備中斷處理程序通常需完成哪些工作?答：1、喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)進(jìn)程。2、保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境。3、轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備處理程序。4、中斷處理。5、恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)。11.簡(jiǎn)要說(shuō)明中斷處理程序?qū)χ袛噙M(jìn)行處理的幾個(gè)步驟。答：1、測(cè)定是否有未響應(yīng)的中斷信號(hào)2、保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境3、轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備處理程序4、中斷處理5、恢復(fù)CPU的現(xiàn)場(chǎng)并退出中斷12.試說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有哪些特點(diǎn)。(1)將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求；(2)檢查用戶I/0請(qǐng)求合法性，了解I/0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/0命令，啟動(dòng)分配到的I/0設(shè)備，完成指定I/0操作；(4)及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)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/0請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道13.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常需要完成哪些工作?答：(1)將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求；(2)檢查用戶I/0請(qǐng)求合法性，了解I/0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/0命令啟動(dòng)分配到的I/0設(shè)備，完成指定I/0操作：(4)及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道道的計(jì)算機(jī)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)該根據(jù)用戶I/0請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。14.簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的處理過(guò)程可分為哪幾步。答：1)將抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求；2)對(duì)服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行校驗(yàn)；3)檢查設(shè)備的狀態(tài)；4)傳送必要的參數(shù)。15.試說(shuō)明I/0控制發(fā)展的主要推動(dòng)因素是什么?促使I/0控制不斷發(fā)展的幾個(gè)主要因素如下：a.盡量減少CPU對(duì)I/0控制的干預(yù)，把CPU從繁雜的I/0控制中解脫出來(lái)，以使更多地去完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。b.緩和CPU的高速性和設(shè)備的低速性之間速度不匹配的矛盾，以提高CPU的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。c.提高CPU和I/0設(shè)備操作的并行程度，使CPU和I/0設(shè)備都處于忙碌狀態(tài)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。16.有哪幾種I/0控制方式?各適用于何種場(chǎng)合?I/0控制方式：程序1/0方式、中斷驅(qū)動(dòng)I/0控制方式、DMAI/0控制方式、I/0通道控制方式。程序I/0方式適用于早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且是無(wú)中斷的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；中斷驅(qū)動(dòng)I/0控制方式是普遍用于現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；DMAI/O控制方式適用于I/0設(shè)備為塊設(shè)備時(shí)在和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的一種I/0控制方式：當(dāng)I/0設(shè)備和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是一組數(shù)據(jù)塊時(shí)通常采用I/0通道控制方式，但此時(shí)要求系統(tǒng)必須配置相應(yīng)的通道及通道控制器。17試說(shuō)明DMA的工作流程。P197答：以從磁盤(pán)讀入數(shù)據(jù)為例，說(shuō)明DMA的工作流程。當(dāng)CPU要從磁盤(pán)讀入數(shù)據(jù)塊時(shí)，先向磁盤(pán)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(pán)中的源地址直接送DMA控制器的I/0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(guò)程由DMA控制器控制。下圖為DMA方式的工作流程啟動(dòng)DMLAE送命令摔用存儲(chǔ)器周期傳運(yùn)數(shù)據(jù)字存儲(chǔ)器地址增字計(jì)數(shù)奇存器減否是請(qǐng)求中系在呼線執(zhí)行用戶程廳的同時(shí)，準(zhǔn)備又一次傳送18.為什么要引入與設(shè)備的無(wú)關(guān)性?如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性?答：引入設(shè)備獨(dú)立性，可使應(yīng)用程序獨(dú)立于具體的物理設(shè)備，是設(shè)備分配具有靈活性。另外容易實(shí)現(xiàn)I/0重定向。為了實(shí)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/0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/0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/0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。19.與設(shè)備的無(wú)關(guān)的軟件中，包括了哪些公有操作的軟件?答：1、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口2、緩沖管理3、差錯(cuò)控制4、對(duì)獨(dú)立設(shè)備的分配與回收5、獨(dú)立于設(shè)備的邏輯數(shù)據(jù)塊20.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?(1)進(jìn)程以邏輯設(shè)備名提出I/0請(qǐng)求。(2)根據(jù)邏輯設(shè)備表相應(yīng)表項(xiàng)獲得I/0請(qǐng)求的邏輯設(shè)備對(duì)應(yīng)類型的物理設(shè)備在系統(tǒng)設(shè)備表中的指針。(3)從指針?biāo)肝恢闷痦樞驒z索系統(tǒng)設(shè)備表，直到找到一個(gè)屬于對(duì)應(yīng)I/O請(qǐng)求所用類型、空閑可用且基于設(shè)備分配安全性算法驗(yàn)證為安全分配的設(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；如果未找到安全可用的空閑設(shè)備，則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到相應(yīng)類型設(shè)備的等待隊(duì)列上等待喚醒和分配。(4)系統(tǒng)把設(shè)備分配給I/0請(qǐng)求進(jìn)程后，再到該設(shè)備的設(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)其狀態(tài)字段判斷該控制器是否忙碌，若忙則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到該控制器的等待隊(duì)列上；否則將該控制器分配給(5)系統(tǒng)把控制器分配給I/0請(qǐng)求進(jìn)程后，再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，根據(jù)其狀態(tài)字段判斷該通道是否忙碌，若忙則把請(qǐng)求進(jìn)程的進(jìn)程控制塊掛到該通道的等待隊(duì)列上；否則將該通道分配給進(jìn)(6)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。29.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1/0請(qǐng)求后，便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到其②不安全分配方式是指進(jìn)程發(fā)出I/0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/0請(qǐng)求、第三個(gè)1/0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)，30.磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間由哪幾部分組成?每部分時(shí)間應(yīng)如何計(jì)算?答：磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間由尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr、Tt(1)Ts是啟動(dòng)磁臂時(shí)間s與磁頭移動(dòng)n條磁道的時(shí)間和，即Ts=m×n+s。軟盤(pán)300或600r/min時(shí)Tr為50~100ms,(3)Tt是指數(shù)據(jù)從磁盤(pán)讀出或向31.目前常用的磁盤(pán)調(diào)度算法有哪幾種?每種算法優(yōu)先考慮的問(wèn)題是什么?答：目前常用的磁盤(pán)調(diào)度算法有先來(lái)先服務(wù)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先及掃描等算法。(1)先來(lái)先服務(wù)算法優(yōu)先考慮進(jìn)程請(qǐng)求訪問(wèn)磁盤(pán)的先后次序；(2)最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法優(yōu)先考慮要求訪問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁頭所在磁道距離(3)掃描算法考慮欲訪問(wèn)的磁道與當(dāng)前磁道間的距離，更優(yōu)先考慮磁頭當(dāng)前的移動(dòng)方向。第七章1.何謂數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄和文件?a.數(shù)據(jù)項(xiàng)是最低級(jí)的數(shù)據(jù)組織形式，可分為基本數(shù)據(jù)項(xiàng)和組合數(shù)據(jù)項(xiàng)。基本數(shù)據(jù)項(xiàng)是用于描述一個(gè)對(duì)象某種屬性的字符集，是數(shù)據(jù)組織中可以命名的最小邏輯數(shù)據(jù)單位，即原子數(shù)據(jù)，又稱為數(shù)據(jù)元素或字段。組合數(shù)據(jù)項(xiàng)則由若于個(gè)基本數(shù)據(jù)項(xiàng)構(gòu)成。b.記錄是一組相關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，用于描述一個(gè)對(duì)象某方面的屬性。c.文件是指有創(chuàng)建者所定義的、具有文件名的一組相關(guān)信息的集合提。2.文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說(shuō)明其每一層所包含的基本內(nèi)容。(1)最低層為對(duì)象及其屬性說(shuō)明，主要包括物理文件相關(guān)功能，包括文件和目(2)中間層是對(duì)對(duì)象進(jìn)行操縱和管理的軟件集合，是文件系統(tǒng)的核心部分，主理文件的映射、文件讀寫(xiě)管理及文件共享與保護(hù)等諸多功能。(3)最高層是文件系統(tǒng)提供給用戶的接口，分為命令接口、圖形化用戶接口、程序接口(C語(yǔ)言函數(shù)形式)和等三種類型。3.試說(shuō)明用戶可以對(duì)文件施加的主要操作有哪些?6.何謂文件邏輯結(jié)構(gòu)?何謂文件的物理結(jié)構(gòu)以直接處理的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，它獨(dú)立于物理特性，;而文件的物理結(jié)構(gòu)則是指文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，與存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)性能有關(guān)。8.如何提高對(duì)變長(zhǎng)記錄順序文件的檢索速度?為了提高對(duì)變長(zhǎng)記錄順序文件的檢索速度，可為其建立