《操作系統(tǒng)原理》（湯小丹）課后答案

第一章操作系統(tǒng)引論

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（3）可擴(kuò)充性（4）開放性

2.OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？

答：（1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口

（2）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者

（3）OS實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)資源的抽象

3.為什么說OS實(shí)現(xiàn)了對計(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，隱藏了對硬件操作的細(xì)

節(jié)由它們

共高實(shí)現(xiàn)了對計(jì)算機(jī)資源的抽象。

4.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？

答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(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.試說明推動分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？

答：推動分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是更好地滿足用戶的需要。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

戶從各個收

端上輸入而數(shù)據(jù)；為每個終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對及

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，并且為每個作業(yè)分配一個時(shí)間片，允許作

業(yè)只在自己

的時(shí)間片內(nèi)運(yùn)行，這樣在不長的時(shí)間內(nèi)，能使每個作業(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)外部事件的請求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對

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)對截止時(shí)間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)

毒例事說;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，偶爾錯過了任務(wù)的截止時(shí)間，對系統(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)。

10.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）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)。

（2）及時(shí)性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對實(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，一般為秒級到毫秒級，甚至有的要低于100微妙。

（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，往往都采取了多級容錯措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。

11.0S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基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。

12.在多道程序設(shè)計(jì)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？對獨(dú)占資源應(yīng)采取何種方式？

一般情況下的資源共享只要通過適當(dāng)?shù)陌才?，用戶之間并不會產(chǎn)生對資源的

競爭。在0S環(huán)境下的資源共享是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)

程共同使用。

解決的方法：1.互斥共享方式。2.同時(shí)訪問方式

13、什么是時(shí)分復(fù)用技術(shù)？

答：時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將資源在不同的時(shí)間片內(nèi)分配給各種進(jìn)程使該資源被重復(fù)

利用，從而提高資源的利用率。如果采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的虛擬處理機(jī)，能夠在不

同的時(shí)間片內(nèi)處理多個用戶的請求，從而使得用戶感覺自己獨(dú)占主機(jī)，而處理機(jī)

在這期間內(nèi)也被充分的利用。

14、是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性？

答：操作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個方面：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，

即每個程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成數(shù)據(jù)是不確定的。

15.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：為多個進(jìn)程（含線程）的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)。

進(jìn)程通信：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，選出若干個作業(yè)，為他們分配運(yùn)

行所需

的斐源（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進(jìn)程，把處理機(jī)

分配給

它，并設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場，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)存空間與對應(yīng)的物理地址。

內(nèi)存擴(kuò)充：用于實(shí)現(xiàn)請求調(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？

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1\0請求，為用戶分配1\0設(shè)備；提高CPU和1\0設(shè)備的

利用率；提高|\0速度；以及方便用戶使用1\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。

19.試說明推動傳統(tǒng)OS演變?yōu)楝F(xiàn)在OS的主要因素是什么？

答：系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)的功能和服務(wù)、支持多媒體。

20、什么是微內(nèi)核OS

答：足夠小的內(nèi)核；基于客戶'服務(wù)器模式；應(yīng)用機(jī)制與策略分離原理；采用面

向?qū)ο蠹夹g(shù)；

21、微內(nèi)核的操作系統(tǒng)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；

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)又增強(qiáng)了哪些功能和特征？

答：進(jìn)程管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理。

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有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

1、數(shù)據(jù)的分布和存儲；

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。

24、在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的0S中，應(yīng)用了哪些技術(shù)？

答：在基于微內(nèi)核的0S中采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)。

25、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)程管理，低級存儲器管理，中斷和陷入

處理等功能

26、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0S設(shè)計(jì)時(shí)，各模塊間的接口規(guī)定很難滿

足在模塊完成后對接口的實(shí)際需求。②在0S設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者必須做出一系

列的決定，每一個決定必須建立在上一個決定的基礎(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。

27.試列出WindowsOS中五個主要版本，并說明它們分別較之前一個版本

有何改辿。

答(1)MicrosoftWindows1.0是微軟公司在個人電腦上開發(fā)圖形界面的首次

嘗試。

(2)Windows95是混合的16位/32位系統(tǒng)，第一個支持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)間的競爭。

(3)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)。

(4)WindowsXP是基于Windows2000的產(chǎn)品，擁有新用戶圖形界面月神Luna。

簡化了用戶安全特性，整合了防火墻。

(5)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)x

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(打印)和顯示子系統(tǒng)。

28.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：單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS.

29、操作系統(tǒng)與與用戶之間的接口有哪些？

1、用戶接口：聯(lián)機(jī)用戶接口；脫機(jī)用戶接口；圖形用戶接口。

2、程序接口

第二章

1.什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？

答：前趨圖(PrecedenceGraph)是一個有向無循環(huán)圖，記為

DAG(DirectedAcycIicGraph),用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。

2.畫出下面四條語句的前趨圖：

S1：a=x+y;

S2：b=z+1;

S3：c-a-b；

S4：w=c+1;

3.為什么程序并發(fā)執(zhí)行會產(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)間性。

4.程序并HR執(zhí)行時(shí)為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性？

答：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)由

多個程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會導(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.試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序？

答：（1）動態(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。

⑵并發(fā)性是進(jìn)雇的重域輸E,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。

⑶獨(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個能獨(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

使一個在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個能獨(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？

答：進(jìn)程標(biāo)識符、處理機(jī)狀態(tài)、進(jìn)程調(diào)度信息、進(jìn)程控制信息。

9、進(jìn)程控制塊的組織方式有哪幾種？

答：1）線性方式（線性表），2）鏈接方式（鏈接隊(duì)列），3）索引方式（索引

表）。

10、何謂操作系統(tǒng)內(nèi)核，內(nèi)核的主要功能是什么？

答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)一般將。s劃分為若干個層次，再將。s的不同功能分別設(shè)置在不

同的層次中。往往將一些與硬件緊密相關(guān)的（如中斷處理程序）、各種常用的設(shè)

備驅(qū)動程序以及運(yùn)行頻率較高的模塊（如時(shí)鐘管理、進(jìn)程調(diào)度和許多模塊公用的

一些基本操作）都安排在緊靠硬件的軟件層次中，使之常駐內(nèi)存，并對他們進(jìn)行

保護(hù)。通常把這一部分稱之為操作系統(tǒng)的內(nèi)核。

負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性

能和穩(wěn)定性。

11.試說明進(jìn)程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。

答：（1）就緒狀態(tài)T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

（3）執(zhí)行狀態(tài)T阻塞狀態(tài)：I/O請求

（4）阻塞狀態(tài)T就緒狀態(tài)：I/O完成

12.為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？

答：1、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，對換

需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。

2、處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。

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？

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。

14.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)用請求。

15.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：1、正常結(jié)束；

2、異常結(jié)束：越界錯誤、保護(hù)錯、非法指令、特權(quán)指令錯、運(yùn)行超時(shí)、等待超

時(shí)'算術(shù)運(yùn)算錯、I/O故障；

3、外界干預(yù)：操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)'父進(jìn)程請求、父甲程終I匕

16.在創(chuàng)建一個進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？

答：進(jìn)程之間存在著直接制約和間接制

(1)OS發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語約兩種制約關(guān)系,其中直接制約（同

(2)申請空白PCB；步）是由于進(jìn)程間的相互合作而引

(3)為新進(jìn)程分配資源；

起的，而間接制約（互斥）則是由

(4)初始化進(jìn)程控制塊；

(5)將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列.于進(jìn)程間共享臨界資源而引起的。

17.在撤銷一個進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么?

宏.

1=1?

（1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識符，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。

18.試說明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？

答：a.請求系統(tǒng)服務(wù)；b.啟動某種操作；c.新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；d.無新工作可

做.

19.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。

20.試說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）共享

進(jìn)程資源。

21.黃從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進(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，一個進(jìn)程的多個線程也可并發(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

的斐源本

身高本未擁有系統(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。

22.線程控制塊TCB中包含了哪些內(nèi)容？

答：一般TCB中的內(nèi)容較少，因?yàn)橛嘘P(guān)資源分配等多數(shù)信息已經(jīng)記錄于所屬進(jìn)程

的PCB中

TCB中的主要信息包括線程標(biāo)識、線程狀態(tài)、調(diào)度參數(shù)、現(xiàn)場、鏈接指針；

其中現(xiàn)場信息主要包括通用寄存器、指令計(jì)數(shù)器PC以及用戶棧指針.對于操作系

統(tǒng)支持的線程，TCB中還應(yīng)包含系統(tǒng)棧指針。

23.何謂用戶級線程和內(nèi)核支持線程？

答：

"l)用戶級線程：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)。用戶級線程的切換通常

發(fā)生在一個

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內(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。

24.試說明用戶級線程的實(shí)現(xiàn)方法。

答：用戶級線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，所有的用戶級線程都具有相同的結(jié)構(gòu)，

運(yùn)行在一個中間系統(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)。

25.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)，分配一個任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA,其中包括若干個線程控制

塊TCB

空間。創(chuàng)建一個線程分配一個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？多對一模型有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：多對一模型、一對一模型和多對多模型。多對一模型的主要缺點(diǎn)在于，如

果一個線程在訪問內(nèi)核時(shí)發(fā)生阻塞，則整個進(jìn)程都會被阻塞；此外，在任一時(shí)刻,

只有一個線程能夠訪問內(nèi)核，多個線程不能同時(shí)在多個處理機(jī)上運(yùn)行。

第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖

1.高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？

答：高級調(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。

低級調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息，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.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？

答:共同目標(biāo)：資源利用率，公平性，平衡性，策略強(qiáng)制執(zhí)行。

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，處理機(jī)利用率高。

3.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)步是指每個作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過若干個相對獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序加工

的0

作業(yè)流是指若干個作業(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，逐個作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。

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)便為每個作業(yè)建立一個作業(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；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、作業(yè)已運(yùn)行）；7）斐源要求；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

5.在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個作業(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)先級的調(diào)度算法。

6.為什么要引入高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法？它有何優(yōu)點(diǎn)？

答:在批處理系統(tǒng)中，F(xiàn)CFS算法所考慮的只是作業(yè)的等待時(shí)間，而忽視了作業(yè)的

運(yùn)行時(shí)間。而SJF算法正好與之相反，只考慮作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，而忽視了作業(yè)的

等待時(shí)間。高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法則是既考慮了作業(yè)的等待時(shí)間，又考慮作業(yè)運(yùn)

行時(shí)間的調(diào)度算法，因此既照顧了短作業(yè)，又不致使長作業(yè)的等待時(shí)間過長，從

而改善了處理機(jī)調(diào)度的性能。

7.試說明低級調(diào)度的主要功能。

保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息'按某種算法選取進(jìn)程、把處理機(jī)分配給進(jìn)程

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：

7i）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。

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。

11.何謂靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據(jù)是什么？

答：靜態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個運(yùn)行期間保持不變的

優(yōu)先級。

動態(tài)優(yōu)先級是指在創(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，可以獲得更好的調(diào)度性能。

確定進(jìn)程優(yōu)先級的依據(jù)：進(jìn)程類型'進(jìn)程對斐源的需求和用戶要求。

12.試比較FCFS和SPF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)列中選擇一個或多個最先進(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

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)列中選擇一個或

若干個估計(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,

不利于長作業(yè)/進(jìn)程。

13.在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大?。?/p>

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)考慮三個因素：系統(tǒng)對

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。

14.通過一個例子來說明通常的優(yōu)先級調(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)先級調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級調(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。

15.為什么說多級反饋隊(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

于稍長作業(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）長批處理作業(yè)，它將依次在第1,2,…，n個隊(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)長期得不到處理。所以，多級反饋

隊(duì)列調(diào)度算法能滿足多用戶需求。

16.為什么說傳統(tǒng)的幾種調(diào)度算法都不能算是公平調(diào)度算法？

答：以上介紹的幾種調(diào)度算法所保證的只是優(yōu)先運(yùn)行，如優(yōu)先級算法是優(yōu)先級最

高的作業(yè)優(yōu)先運(yùn)行，但并不保證作業(yè)占用了多少處理機(jī)時(shí)間。另外也未考慮到調(diào)

度的公平性。

17.保證調(diào)度算法是如何做到調(diào)度的公平性的？

答：保證調(diào)度算法是另外一種類型的調(diào)度算法，它向用戶所做出的保證并不是優(yōu)

先運(yùn)行，而是明確的性能保證，該算法可以做到調(diào)度的公平性。一種比較容易實(shí)

現(xiàn)的性能保證是處理機(jī)分配的公平性。如果在系統(tǒng)中有n個相同類型的進(jìn)程同時(shí)

運(yùn)行，為公平起見，須保證每個進(jìn)程都獲得相同的處理機(jī)時(shí)間1/n。

18.公平分享調(diào)度算法又是如何做到調(diào)度的公平性的？

答：在公平分享調(diào)度算法中，調(diào)度的公平性主要是針對用戶而言，使所有用戶能

獲得相同的處理機(jī)時(shí)間，或所要求的時(shí)間比例。

19.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：在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中通常有多個實(shí)時(shí)任務(wù)，若處理機(jī)的處理能力不強(qiáng)，則有可能因

處理機(jī)忙不過來，而致使某些實(shí)時(shí)任務(wù)不能得到及時(shí)處理，從而導(dǎo)致發(fā)生難以預(yù)

料的后果

20.按調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種？

答：非搶占式和搶占式。非搶占式又分為非搶占式輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法和非搶占式優(yōu)先

調(diào)度算法，搶占式又分為基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先級調(diào)度算法和立即搶占的優(yōu)

先級調(diào)度算法。

21.什么是最早截止時(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)先級調(diào)度算法。截止時(shí)間越早則優(yōu)先

級越高。該算法要求在系統(tǒng)中保持一個實(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。

22.什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說明。

答：該算法是根據(jù)任務(wù)的緊急（或松弛）程度，來確定任務(wù)的優(yōu)先級。任務(wù)的緊急

程度越高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級就越高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。

例如，一個任務(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。

23.何謂“優(yōu)先級倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來解決？

答：當(dāng)前0S廣泛采用優(yōu)先級調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進(jìn)程

運(yùn)行的資源而可能產(chǎn)生“優(yōu)先級倒置”的現(xiàn)象，即高優(yōu)先級進(jìn)程（或線程）被低優(yōu)

先級進(jìn)程（或線程）延遲或阻塞。

24.試分別說明可重用資源和可消耗資源的性質(zhì)。

答：可重用性資源：每一個可重用性資源中的單元只能分配給一個進(jìn)程使用，不

允許多個進(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：請求資源、

使用資源、釋放斐源。系統(tǒng)中每一類可重用性費(fèi)源中的單元數(shù)目是相對固定的，

進(jìn)程在運(yùn)行期間既不能創(chuàng)建也不能刪除它。

可消耗性斐源：每一類可消耗性斐源的單元數(shù)目在進(jìn)程運(yùn)行期間是可以

不斷變化的，有時(shí)它可以有許多，有時(shí)可能為0。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，可以不斷

創(chuàng)造可消耗性資源的單元，將它們放入該資源類的緩沖區(qū)中，以增加該資源類的

單元數(shù)目。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，可以請求若干個可消耗性資源單元，用于進(jìn)程自

己的消耗，不再將它們返回給該斐源類中。

25.試舉例說明競爭不可搶占資源所引起的死鎖。

答：例如，系統(tǒng)中有兩個進(jìn)程P1和P2,它們都準(zhǔn)備寫兩個文件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F1,然后再打開文件F2；進(jìn)程P2

先打開文件F2,后打開F1,下面示出了這段代碼。P1

P2

Open(f1,w);Open(f2,w);

Open(f2,w);Open(f1,w);

兩個進(jìn)程P1和P2在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，如果P1先打開F1和F2,然后P2才

去打開F1（或F2）,由于文件F1（F2）已被P1打開，故P2會被阻塞。當(dāng)P1寫完文件

F1（或F2）而關(guān)閉F1（F2）時(shí)，P2會由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，被調(diào)度執(zhí)行后重新打

開文件F1（或F2）o在這種情況下，P1和P2都能正常運(yùn)行下去。若P2先打開F1和F2,

然后P1才去打開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F1的同時(shí)，P2去打開F2,每個進(jìn)程都占有一個打開

的文件，此時(shí)就可能出現(xiàn)問題。因?yàn)楫?dāng)P1試圖去打開F2,而P2試圖去打開F1時(shí)，

這兩個進(jìn)程都會因文件已被打開而阻塞，它們希望對方關(guān)閉自己所需要的文件，

但誰也無法運(yùn)行，因此這兩個進(jìn)程將會無限期地等待下去，而形成死鎖。

26.為了破壞“請求和保持”條件而提出了兩種協(xié)議,試比較這兩種協(xié)議。、

答：第一種協(xié)議在所有進(jìn)程開始運(yùn)行之前，必須一次性地申請其在整個運(yùn)行過程

中所需的全部資源，并且在分配資源時(shí)，只要有一種資源不能滿足進(jìn)程的要求，

即使其它所需的各種資源都空閑也不分配給該進(jìn)程，而讓該進(jìn)程等待。因此有資

源被嚴(yán)重浪費(fèi)、進(jìn)程經(jīng)常會發(fā)生饑餓現(xiàn)象等缺點(diǎn)。

第二種協(xié)議是對第一種協(xié)議的改進(jìn)，它允許一個進(jìn)程只獲得運(yùn)行初期所

需的資源后，便開始運(yùn)行。進(jìn)程運(yùn)行過程中再逐步釋放已分配給自己的，且已用

畢的全部資源，然后再請求新的所需資源。如此便可提高設(shè)備的利用率，還可減

少進(jìn)程發(fā)生饑餓的概率。

27.何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？

答：死鎖是指多個進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭奪斐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)楦偁庂Y源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。其必要條件是：互

斥條件'請求和保持條件、不剝奪條件'環(huán)路等待條件。

28.當(dāng)決死鎖問題的幾個方法中，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。

29.請?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖。

答：（1）破壞“請求和保持”條件，就是如果系統(tǒng)有足夠資源，便一次性把進(jìn)程

需要的所有資源分配給它■

⑵破蒙“不可行占”'條件，就是已經(jīng)擁有資源的進(jìn)程，當(dāng)它提出新資源請

求而不能立即滿足時(shí)，必須釋放它已保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申

I青9

（3）破壞“循環(huán)等待”條件，就是將所有資源按類型排序標(biāo)號，所有進(jìn)程對資源

的請求必須嚴(yán)格按序號遞增的次序提出。

30.在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出請求向量由Request（0,2,0）改為

Request（0,1,0）,

問系統(tǒng)可否將資源分配給它？

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：

^情況MaxAllocationNeedAvailable

進(jìn)程ABCABCABCABC

Po753010743332

Pl322200122

902302600

p2

222211Oil

p3

433002431

p4

(2)具體分析如下：

①RequstO(0,1,0)VNeedO(7,4,3);

②RequstO(0,1,0)<=AvaiIabIe(2,3,0);

系統(tǒng)先假定可為PO分配資源,并修改AvailableO,Allocation。和Need。向量,由

此形成

的資源變化情況如下圖所示：

情況MaxAllocationNeedAvailable

進(jìn)程ABCABcABCABC

Po763010743322

Pi322200122

902302600

P2

222211011

P3

43300243

P4

(3)P0請求資源:P0發(fā)出請求向量RequstO(0,1,0),系統(tǒng)按銀行家算法進(jìn)行檢查:

①RequstO(0,1,0)<=NeedO(7,4,3);

②RequstO(0,1,0)<=AvaiIabIe(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

P"費(fèi)源倩或JWork|Need|Allocation|Work+Allocation|

ABcABCABcABcFinish

Po322733020342Ture

Pi342122200542Ture

542600302844Ture

P2

Pa8440112111055Ture

P，10554310021057Ture

綜上所述系統(tǒng)可以將資源分配給它。

31.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？(2)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？

ProcessAllocationNeedAvailable

Po003200121622

Pi10001750

13542356

P2

03320652

P3

00140656

P4

試問：(1)該狀態(tài)是否安全？

(2)若進(jìn)程P2提出請求Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？

答：⑴安全，因?yàn)榇嬖诎踩蛄校鸓0,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)<=AvaiIabIe2(1,3,5,4)；

③系統(tǒng)先假定可為P2分配資源,并修改AvaiIable2,Allocation2和Need2向量,

由此形成的斐源變化情況如下圖所示：

ProcessAllocationNeedAvailable

Po003200120400

Pl10001750

p225762356

p303320652

p400140656

④再利用安全性算法檢查此時(shí)系統(tǒng)是否安全。如下圖

ProcessWorkAllocationNeedWork+AllocationFinish

P20400257623562976true

Po29760032001229108true

Pl291081000175039108tme

39108033206523121310true

P3

3121310001406563121414true

P4

由此進(jìn)行的安全性檢查得知，可以找到一個安全序列｛P2,PO,P1,P3,P4)o

第四章

1.為什么要配置層次式存儲器？

答：設(shè)置多個存儲器可以使存儲器兩端的硬件能并行工作；采用多級存儲系統(tǒng)，

特另是

Cache技術(shù)，是減輕存儲器帶寬對系統(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

種緩沖存儲器，減輕對存儲器存取的壓力。增加CPU中寄存器數(shù)量大大緩解對存

儲器壓力。

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合？

答：（1）絕對裝入方式，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？靜態(tài)鏈接時(shí)需要解決兩個什么問題？

答：靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行之前，先將各自目標(biāo)模塊及它們所需的庫函數(shù)，鏈

接成一個完整的裝入模塊，以后不再拆開的鏈接方式。

將幾個目標(biāo)鏈接裝配成一個裝入模塊時(shí)，需解決以下兩個問題：

1、將相對地址進(jìn)行修改。即將除第一個模塊外的相對地址修改成裝入模塊中的

相應(yīng)的相對地址。（第一個模塊A的相對地址不變，仍為0）

2、變換外部調(diào)用符號。即將每個模塊中所用的外部調(diào)用符號，都變換為相對地

址。

4.何謂裝入時(shí)動態(tài)鏈接？裝入時(shí)動態(tài)連接方式有何優(yōu)點(diǎn)？

答：對比靜態(tài)鏈接，裝入時(shí)動態(tài)鏈接是在裝入內(nèi)存時(shí)，邊鏈接邊裝入。裝入時(shí)動

態(tài)鏈接可以讓目標(biāo)模塊可共享，易于修改。因?yàn)?，動態(tài)鏈接在每次裝入內(nèi)存時(shí)都

需要重新鏈接，所以，對單個的目標(biāo)模塊很容易修改和更新，而且目標(biāo)模塊的共

學(xué)也很容易。

5.何謂運(yùn)行時(shí)動態(tài)鏈接？運(yùn)行時(shí)動態(tài)鏈接方式有何優(yōu)點(diǎn)？

答：對比裝入時(shí)動態(tài)鏈接，運(yùn)行時(shí)動態(tài)鏈接是在程序運(yùn)行時(shí)才鏈接所需的目標(biāo)模

塊。運(yùn)行時(shí)動態(tài)鏈接可以讓程序運(yùn)行所必須得模塊之外的模塊不鏈接，加快程序

的裝入過程，節(jié)省大量的內(nèi)存空間。

6.在動態(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：在動態(tài)分區(qū)分配中，介紹了七種算法，其中首次適應(yīng)'循環(huán)首次適應(yīng)算法需

要按照地址遞增的順序鏈接分區(qū)，最佳適應(yīng)、最壞適應(yīng)算法需要按照分區(qū)的大小

來鏈接分區(qū)，快速適應(yīng)、伙伴系統(tǒng)、哈希算法需要按照分區(qū)的大小分類鏈接成不

同種類的空閑分區(qū)鏈。

7.為什么要引入動態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？

答：在內(nèi)存分配過程中，不免出現(xiàn)許多不可利用的小的空閑空間以至于造成了內(nèi)

存的利用率不高。如果讓已經(jīng)存在的程序緊湊起來，那么，那些不可利用的小的

空閑空間也就連成了更大的空閑空間以供利用，移動已經(jīng)在內(nèi)存中的程序就是動

態(tài)重定位。關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)，在從系統(tǒng)中增設(shè)一個重定位寄存器，用它來存放程序

（數(shù)據(jù)）在內(nèi)存中的起始地址，程序運(yùn)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重

定位寄存器中的地址相加而成的。絕對地址是在程序運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生，那么對內(nèi)存中

的程序也就可以移動位置而可以用相對地址。

8.什么是基于順序搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？

答：我們通常將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)鏈接成一個鏈，然后在分配分區(qū)的時(shí)候依次搜

索空閑分區(qū)鏈上的空閑分區(qū)，去尋找一個其大小能滿足要求的分區(qū)，定義如何搜

索的算法就是基于順序搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法。它分為首次適應(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。

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：回收內(nèi)存的時(shí)候，我們把將要回收的內(nèi)存區(qū)的首址拿到空閑分區(qū)鏈表中比對

找出插入點(diǎn)（按照空閑分區(qū)鏈的構(gòu)建算法），如果將要回收的內(nèi)存和插入點(diǎn)的左、

右或者兩者都相鄰，那就把相鄰的區(qū)合并成一個區(qū)，如果不相鄰那就單獨(dú)作為一

個區(qū)插入進(jìn)去，并修改相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的值。

10.什么是基于索引搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？

答：我們把空閑分區(qū)按照某種屬性（通常是大?。┓诸?，把每一類都鏈接起來形成

一個鏈表，建立一個表把每類鏈表的相關(guān)信息寫進(jìn)去以供索引，按照這個數(shù)據(jù)分

配空閑分區(qū)的算法叫做基于索引搜索的動態(tài)分區(qū)分配算法。它分為快速適應(yīng)算

法、伙伴系統(tǒng)、哈希算法。

11.令buddy^x）表示大小為地址為x的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫出

budd先（x）的通用表達(dá)式。

答:當(dāng)xMOD=0時(shí),buddyK（x）=x+2\當(dāng)xMOD2k+1=2k

k

時(shí)，buddyK（x）=x-2

12.分區(qū)存儲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，對中小型文件分配

分區(qū)操作有利；存儲器中缺乏大空閑區(qū)，對大型文件分區(qū)

分配不利。

13.為什么要引入對換？對換可分為哪幾種類型？

答：為了提高系統(tǒng)的吞吐量，提高內(nèi)存的利用率和處理機(jī)的利用率。對換可分為

整體對換和局部對換（分段或頁面對換）。

14.對文件區(qū)管理的目標(biāo)和對對換空間管理的目標(biāo)有何不同？

答：對文件區(qū)的管理，主要是注重存儲器利用率，其次才是存取的速度，故采取

的是離散存儲方式。但是對于對換區(qū)，我們主要是注重文件的存取速度，其次才

是存儲器的利用率，故采用的是連續(xù)分配的方式。

15.為實(shí)現(xiàn)對換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面的功能？

答：為了實(shí)現(xiàn)對換，系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的是：對對換空間的管理，進(jìn)程的換入和進(jìn)程

的換出。

16.在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時(shí)，每次是否都將整個進(jìn)程換出？為什么？

答：在選擇換出程序之后，在對進(jìn)程進(jìn)行換出時(shí)，只能換出那些非共享的程序和

數(shù)據(jù)段，而對于那些共享的數(shù)據(jù)段，只要有其他進(jìn)程還需要，就不能換出。實(shí)質(zhì)

上，共享的程序和數(shù)據(jù)段不屬于哪個進(jìn)程。

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：分為分頁存儲管理方式，分段存儲管理方式，段頁式存儲管理方式。

18.什么是頁面？什么是物理塊？頁面的大小應(yīng)如何確定？

答：將進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干等分，同時(shí)相應(yīng)的把內(nèi)存也分成若干等分，

前者產(chǎn)生的分組叫做頁面，后者產(chǎn)生的分組稱為物理塊或頁框。頁面的大小應(yīng)選

擇適中，應(yīng)該是2的器，通常為1K~8K,根據(jù)分配算法靈活變化。

19.什么是頁表？頁表的作用是什么？

答：分頁系統(tǒng)采用的是離散分配方式，所以，進(jìn)程的各個頁允許離散的存儲在內(nèi)

存的任意物理塊中，所以就建立一張映射表反應(yīng)他們的對應(yīng)關(guān)系，這張表就叫頁

表。頁表反應(yīng)的是進(jìn)程的邏輯地址和內(nèi)存的物理地址的映射。通過查找頁表可以

知道進(jìn)程的邏輯地址的相應(yīng)頁在內(nèi)存中放在何處。

20.為實(shí)現(xiàn)分頁存儲管理，需要哪些硬件支持？

答：需要頁表寄存器、物理地址寄存器和聯(lián)想寄存器（快表）。頁表寄存器和物理

地址寄存器是地址變換機(jī)構(gòu)所需的基本寄存器，聯(lián)想寄存器是優(yōu)化了地址轉(zhuǎn)換過

程后需要添加的一個寄存器。

21.在分頁系統(tǒng)中是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的？

答：首先，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)從進(jìn)程的PCB中把頁表始址和頁表長度放入頁表寄存器中，

當(dāng)進(jìn)程要訪問某個邏輯地址中的數(shù)據(jù)的時(shí)候，分頁地址變換機(jī)構(gòu)會自動的將有效

地址（邏輯地址）分為頁號和頁內(nèi)地址。講頁號和頁表寄存器中的頁表長度相比，

如果頁號比較大則說明訪問越界，拋出中斷。否則利用頁號、頁表始址和頁表項(xiàng)

長度計(jì)算出相應(yīng)的頁表中的位置（因?yàn)轫摫碓趦?nèi)存中，所以需要計(jì)算對應(yīng)的地址,

而不是想象中的直接匹配頁號，相當(dāng)于“起點(diǎn)+單位數(shù)*單位長度”）,從而得到

物理塊號。把物理塊號和頁內(nèi)地址同時(shí)送入物理地址寄存器中，相結(jié)合得到物理

地址。

22.具有快表時(shí)是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的？

答：首先，以前轉(zhuǎn)換過程中查找過的頁表項(xiàng)會被記錄在快表之中。在每次需要訪

問邏輯地址中的數(shù)據(jù)的時(shí)候，都會根據(jù)頁號先到快表中查看有沒有對應(yīng)的匹配

項(xiàng)，如果有就直接得到相應(yīng)的物理塊號而不需要進(jìn)過利用始址、頁號和頁表項(xiàng)長

度計(jì)算后去內(nèi)存中查表。得到物理塊號后依然是送到物理地址寄存器中和頁內(nèi)地

址結(jié)合形成最后的物理地址。

23.較詳細(xì)的說明引入分段存儲管理是為了滿足用戶的哪幾方面的需要?

答：方便編程、信息共享、信息保護(hù)、動態(tài)增長和動態(tài)鏈接。

24.在具有快表的段頁式存儲管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換？

答：與分頁系統(tǒng)中方式一樣，只是多了一個維度就是檢索段號以后才可以得到頁

表，再用段內(nèi)頁號和頁表進(jìn)行匹配，得到物理塊號，最后和頁內(nèi)地址結(jié)合得到物

理地址。

25.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：信息的共享和保護(hù)都是以信息的邏輯單位為基礎(chǔ)的，所以，經(jīng)常是以一個段

為基本單位進(jìn)行保護(hù)和共享的。但是在分頁系統(tǒng)中，可能一個信息的邏輯單位有

很多頁，且一頁中可能含有不同程序段的數(shù)據(jù)或程序。

26.分頁和分段存儲管理有何區(qū)別？

答：頁是信息的物理單位，而段是信息的邏輯單位。頁的大小固定而且由系統(tǒng)決

定，段的大小不固定，通常由編譯程序劃分。分頁用戶程序地址空間是一維的，

分段用戶程序地址空間是二維的。

27.試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式。

答：連續(xù)分配方式不需要額外的硬件支持，且實(shí)現(xiàn)算法相對簡單。但是在很多情

況下會造成內(nèi)存利用率低，系統(tǒng)吞吐量小和CPU利用率低等情況，雖然可以通過

緊湊等方式有所調(diào)節(jié)，但是緊湊也會造成很大的系統(tǒng)開銷。離散分配方式需要額

外的硬件支持，且實(shí)現(xiàn)的算法相對比較復(fù)雜，但是出于用戶或操作系統(tǒng)的角度，

離散分配方式在系統(tǒng)性能上或?qū)崿F(xiàn)功能上明顯比連續(xù)分配更靈活。比如信息的保

護(hù)和共享等等方面，離散比連續(xù)更加容易實(shí)現(xiàn)。

第五章虛擬存儲器

1、常規(guī)存儲器管理方式具有哪兩大特征？它對系統(tǒng)性能有何影響？

答：一次性：進(jìn)程必須全部裝入內(nèi)存，對空間浪費(fèi)非常大；

駐留性：在程序運(yùn)行過程中，進(jìn)程全部駐留在內(nèi)存，暫時(shí)不用的數(shù)據(jù)無法釋

放。

2.什么是程序運(yùn)行時(shí)的時(shí)間局限性和空間局限性？

答：（1）時(shí)間局限性：如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行，則不久的將來該指令

可能再次被執(zhí)行；如果某個存儲單元被訪問，則不久的將來該存儲單元可能再次

被訪問。產(chǎn)生時(shí)間局限性的典型原因是在程序中存在著大量的循環(huán)操作。（2）

空間局限性：一旦程序訪問了某個存儲單元，則在不久的將來，其附近的存儲單

元也最有可能被訪問，即程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問的地址，可能集中在一定的范

圍內(nèi)。產(chǎn)生空間局限性的典型原因是程序是順序執(zhí)行的。

3.虛擬存儲器有哪些特征？其中最本質(zhì)的特征是什么？

答：虛擬存儲器有多次性、對換性'虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。

4.實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器需要哪些硬件支持？

1.請求分頁（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)

5.實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器需要哪幾個關(guān)鍵技術(shù)？

答：（1）在分頁請求系統(tǒng)中是在分頁的基礎(chǔ)上，增加了請求調(diào)頁功能和頁面置

換功能所形成的頁式虛擬存儲系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)頁面的程序（及數(shù)據(jù)），便

啟動運(yùn)行。

（2）在請求分段系統(tǒng)中是在分段系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請求調(diào)段及分段置

換功能后形成的段式虛擬存儲系統(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)，即可啟動運(yùn)行。

6.在請求分頁系統(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、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A、修改位M和外存地址。

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，供調(diào)入該頁時(shí)使用。

7.試比較缺頁中斷機(jī)構(gòu)與一般的中斷，它們之間有何明顯的區(qū)別？

答：1.一般中斷只需要保護(hù)現(xiàn)場然后就直接跳到需及時(shí)處理的地方。

2.缺頁中斷除了保護(hù)現(xiàn)場之外，還要判斷內(nèi)存中是否有足夠的空間存儲所

需的頁或段，然后再把所需頁調(diào)進(jìn)來再使用。

8.請?jiān)敿?xì)說明請求分頁系統(tǒng)的地址變換過程。

答：請求分頁系統(tǒng)的地址變換過程如下：（圖略去）

1）取邏輯地址分解為頁號P和頁內(nèi)偏移w;

2）根據(jù)頁號查找頁表，獲得該頁的描述信息；

3）若該頁中斷位為1,產(chǎn)生缺頁中斷；

4）更新該頁的描述信息；

5）根據(jù)頁塊號和頁內(nèi)偏移w,計(jì)算物理地址。

9、何謂固定分配局部置換和可變分配全局置換的內(nèi)存分配策略？

（1）固定分配局部置換：為每個進(jìn)程分配一組固定數(shù)目的物理塊，在進(jìn)程運(yùn)行

期間不再改變；如果在進(jìn)程運(yùn)行的過程中發(fā)生缺頁，則只能從分配給該進(jìn)程的n

個頁面中選出一頁換出，然后調(diào)入新的一頁。

（2）可變分配全局置換：先為每個進(jìn)程分配一定數(shù)目的物理塊，在進(jìn)程運(yùn)行期

間塊數(shù)目可以適當(dāng)增加或減少；如果在進(jìn)程運(yùn)行的過程中發(fā)生缺頁，則從OS所保

留的空閑物理塊中取出一塊，分配給該進(jìn)程，或者在所有進(jìn)程的全部物理塊中，

按算法選出應(yīng)換出的頁面，將其換出，空出一塊來，調(diào)入新的一頁。

10.在請求分頁系統(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。對于可能

修改的，在換出時(shí)便調(diào)到對換區(qū)，以后需要時(shí)再從對換區(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

對換區(qū)調(diào)入。UNIX系統(tǒng)允許頁面共享，某進(jìn)程請求的頁面有可能已調(diào)入內(nèi)存，

直接使用不再調(diào)入。

11.試說明在請求分頁系統(tǒng)中頁面的調(diào)入過程。

答：每當(dāng)程序所要訪問的頁面未在內(nèi)存時(shí)，便向CPU發(fā)出一缺頁中斷，中斷處

理程序首先保留CPU環(huán)境，分析中斷原因后轉(zhuǎn)入缺頁中斷處理程序。該程序通

過查找頁表，得到該頁在外存的物理塊后，如果此時(shí)內(nèi)存能容納新頁，則啟動磁

盤I/O將所缺之頁調(diào)入內(nèi)存，然后修改頁表。如果內(nèi)存已滿，則須先按照某種置

換算法從內(nèi)存中選出一頁準(zhǔn)備換出；如果該頁未被修改過，可不必將該頁寫回磁

盤；但如果此頁已被修改，則必須將它寫回磁盤，然后再把所缺的頁調(diào)入內(nèi)存，

并修改頁表中的相應(yīng)表項(xiàng)，置其存在位為“1”，并將此頁表項(xiàng)寫入快表中。在

缺頁調(diào)入內(nèi)存后，利用修改后的頁表，去形成所要訪問數(shù)據(jù)的物理地址，再去訪

問內(nèi)存數(shù)據(jù)。整個頁面的調(diào)入過程對用戶是透明的。

12.在請求分頁系統(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。

13.在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO頁面置換算法時(shí)，假如一個作業(yè)的頁面走

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)算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果。

答：M=3時(shí)，采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為9次，缺頁率為75%；M=4時(shí)，

采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為10次，缺頁率為83%。

由此可見，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增加了缺頁次數(shù)，提高了缺頁率，

這種現(xiàn)象被稱為是BeIady現(xiàn)象。

14.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)前使用的各個頁面的頁面號。

15.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。

16.影響頁面換進(jìn)換出效率的若干因素是什么？

答：1）頁面置換算法。（2）寫回磁盤的頻率。（3）讀入內(nèi)存的頻率。

17.頁面緩沖算法的主要特點(diǎn)是什么？它是如何降低頁面換進(jìn)換出的頻率的？

答：（1）頁面緩沖算法的特點(diǎn)

①顯著地降低了頁面換進(jìn)、換出的頻率，使磁盤I/O的操作次數(shù)大為減

少，因而減少了頁面換進(jìn)、換出的開銷；

②正是由于換入換出的開銷大幅度減小，才能使其采用一種較簡單的置

換策略，如先進(jìn)先出（FIFO）算法，它不需要特殊硬件的支持，實(shí)現(xiàn)起來

非常簡單。

（2）降低頁面換進(jìn)、換出的頻率的方法

①空閑頁面鏈表：實(shí)際上該鏈表是一個空閑物理塊鏈表，是系統(tǒng)掌握的空閑物理

塊，用于分配給頻繁發(fā)生缺頁的進(jìn)程，以降低該進(jìn)程的缺頁率。當(dāng)這樣的進(jìn)程需

要讀入一個頁面時(shí)，便可利用空閑物理塊鏈表中的第一個物理塊來裝入該頁。當(dāng)

有一個未被修改的頁要換出時(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修改頁面鏈表：它是由己修改的頁面所形成的鏈表。設(shè)置該鏈表的目的是為了

減少已修改頁面換出的次數(shù)。當(dāng)進(jìn)程需要將一個已修改的頁面換出時(shí)，系統(tǒng)并不

立即把它換出到外存上，而是將它所在的物理塊掛在修改頁面鏈表的末尾。這樣

做的目的是:降低將已修該頁面寫回磁盤的頻率，降低將磁盤內(nèi)容讀入內(nèi)存的頻

率。

18.什么是抖動？產(chǎn)生抖動的原因是什么？

18、在請求分頁系統(tǒng)中，產(chǎn)生“抖動”的原因是什么？

在請求分頁式存儲管理中，頁在內(nèi)存與外存之間頻繁調(diào)度，以至于調(diào)度頁面所需

時(shí)間比進(jìn)程實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間還多，此時(shí)系統(tǒng)性能急劇下降。這種現(xiàn)象稱為顛簸或

抖動。原因：問題產(chǎn)生的原因：

（1）分配給進(jìn)程的物理塊數(shù)太少，不能滿足進(jìn)