第二章操作系統(tǒng)參考答案

1、、選擇題BBDAA ACCCB DDCAC ACCCC BDDAA二、判斷題xxVxxxxxxVxWxx三簡(jiǎn)答題1. 什么是操作系統(tǒng)？試述其主要特征和功能。2何謂進(jìn)程？請(qǐng)圖示具有基本進(jìn)程狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并指出轉(zhuǎn)移原因。3. 什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的必要條件是什么？解決死鎖的方法主要有哪些？4. 簡(jiǎn)述分頁(yè)式存儲(chǔ)管理的核心思想。5. I/O 控制方式有哪幾種？試比較它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。6什么是文件和文件系統(tǒng)？簡(jiǎn)要說(shuō)明文件系統(tǒng)的主要功能。1、答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，它是這樣一些程序模塊的集合：它 管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件及軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以便有效地利用這些資

2、源為用戶(hù)提供一個(gè)功能強(qiáng)大、使用方便的工作環(huán)境， 從而在計(jì)算機(jī)與用戶(hù)之間起到接口的作用。其主要特征包括并發(fā)性、 共享性和異步性，主要功能有處理器管理、 存儲(chǔ)管理、 設(shè)備管理以及文件管理。2、答：進(jìn)程是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)行活動(dòng)。它是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元，其調(diào)度運(yùn)行的基本單位是線(xiàn)程。進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是： 運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和等待狀態(tài)，由此得到了進(jìn)程的三態(tài)模型：引起進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的具體原因如下：1）運(yùn)行態(tài)一T等待態(tài)：等待使用資源；等待外設(shè)傳輸；等待人工干預(yù)。2）等待態(tài)一-就緒態(tài)：資源得到滿(mǎn)足；外設(shè)傳輸結(jié)束；人工干預(yù)完 成。3）運(yùn)行態(tài)一-就緒態(tài)：運(yùn)行時(shí)間到；出現(xiàn)有更

3、高優(yōu)先權(quán)進(jìn)程。4）就緒態(tài)一-運(yùn)行態(tài):CPU空閑時(shí)選擇一個(gè)就緒進(jìn)程。3、答：死鎖是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程，因競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的共享資源而產(chǎn)止無(wú)止境地互相 等待的現(xiàn)象，我們稱(chēng)這些進(jìn)程處于互鎖狀態(tài)。產(chǎn)生死鎖的必要條件：1）互斥條件。2）不剝奪條件。3）部分分配條件。4）環(huán)路條件條件。解決死鎖的方法主要有：預(yù)防死鎖、避免死 鎖、檢測(cè)與恢復(fù)死鎖。4、答：分頁(yè)式存儲(chǔ)管理是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中被廣泛采用的一種存儲(chǔ)管理解決方 案。如果不把作業(yè)裝入主存連續(xù)空閑區(qū)內(nèi)， 而將其分配到幾個(gè)不連續(xù)的區(qū)域內(nèi)， 從而不需移 動(dòng)主存原有的數(shù)據(jù)，就可以有效地解決外部碎片問(wèn)題。這就是分頁(yè)式存儲(chǔ)管理的核心思想。5、答：常用 I/O 控制

4、方式有四種。它們是 :1） 程序直接控制方式；其優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單， 所需硬件支持少。其缺點(diǎn)是 CPU 和外部設(shè)備只能串行工作， CPU 的利用率低；不能實(shí)現(xiàn)設(shè) 備之間的并行工作；只適用于那些 CPU 執(zhí)行速度較慢，而且外部設(shè)備較少的系統(tǒng)。 2） 中斷 控制方式；其優(yōu)點(diǎn)是所需硬件支持較少，與程序直接控制方式相比，使 CPU 的利用率大大 提高且能支持多道程序和設(shè)備的并行操作。其缺點(diǎn)是消耗的 CPU 處理時(shí)間較多；隨著外部 I/O 設(shè)備的增多和速度的提高，可能會(huì)造成CPU 無(wú)法響應(yīng)中斷和出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。 3） DMA方式；其優(yōu)點(diǎn)是I/O速度較快，大大減少了 CPU進(jìn)行中斷處理的次數(shù)； 排除了因并行

5、操作設(shè) 備過(guò)多時(shí)CPU來(lái)不及處理或因速度不匹配而造成數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。其缺點(diǎn)是所需硬件較多； 多個(gè) DMA 控制器的同時(shí)使用會(huì)引起內(nèi)存地址的沖突并使得控制過(guò)程進(jìn)一步復(fù)雜化。4） 通道控制方式；其優(yōu)點(diǎn)是I/O速度快，進(jìn)一步減輕了 CPU的工作負(fù)擔(dān)和增加了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并 行工作能力。其缺點(diǎn)是控制較復(fù)雜，所需的硬件最復(fù)雜。6、答：文件是具有文件名的一組相關(guān)信息（數(shù)據(jù)項(xiàng)）的集合。其中文件名是文件的標(biāo) 識(shí)符號(hào)。 文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中管理文件的機(jī)構(gòu)， 它由管理文件所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （如文件控 制塊FCB、存儲(chǔ)分配表等）和相應(yīng)的管理軟件以及訪問(wèn)文件的一組操作所組成。文件系統(tǒng)的 主要功能是： 1）實(shí)現(xiàn)文件從名字空

6、間到外存地址空間的映射，即實(shí)現(xiàn)文件的按名存取。2）對(duì)文件和目錄進(jìn)行管理。3）統(tǒng)一管理文件存儲(chǔ)空間 （即外存 ），實(shí)施存儲(chǔ)空間的分配與回收。4）完成文件的共享和提供安全保護(hù)功能。5）提供用戶(hù)接口。四. 綜合題1. 設(shè)閱覽室有 200 個(gè)座位，最多可以同時(shí)容納 200 個(gè)讀者，當(dāng)讀者進(jìn)入或 離開(kāi)閱覽室時(shí)都必須在登記表上登記， 試用 P ，V 操作編寫(xiě)讀者進(jìn)程的同步算法。2. 設(shè)某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有一臺(tái)輸入機(jī)、 兩臺(tái)打印機(jī)，現(xiàn)有二道程序同時(shí)投入運(yùn)行， 且程序A先開(kāi)始運(yùn)行，程序B后運(yùn)行。程序A的運(yùn)行軌跡為：計(jì)算50ms打印 信息100ms再計(jì)算50ms ,打印信息100ms ,結(jié)束。程序B運(yùn)行的軌跡為：計(jì)算

7、 50ms輸入數(shù)據(jù)80ms再計(jì)算100ms結(jié)束。要求：1）用圖畫(huà)出這二道程序并 發(fā)執(zhí)行時(shí)的工作情況。2）說(shuō)明在二道程序運(yùn)行時(shí)，CPU有無(wú)空閑等待？若有，在 哪段時(shí)間內(nèi)等待？為什么會(huì)空閑等待？ 3）程序A、B運(yùn)行時(shí)有無(wú)等待現(xiàn)象？在什 么時(shí)候會(huì)發(fā)生等待現(xiàn)象？3. 在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，假如系統(tǒng)分配給一個(gè)作業(yè)的物理塊數(shù)為 3，且 此作業(yè)的頁(yè)面走向?yàn)?2，3, 2，1, 5, 2, 4，5, 3, 2, 5, 2。試用FIFO和LRU 兩種算法分別計(jì)算出程序訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)。1、答：讀者的動(dòng)作有兩個(gè),一是填表進(jìn)入閱覽室,這時(shí)要考慮閱覽室里是否有座位； 一是讀者閱讀完畢, 離開(kāi)閱覽室, 這時(shí)的

8、操作要考慮閱覽室里是否有讀者。 讀者在閱覽室讀 書(shū)時(shí),由于沒(méi)有引起資源的變動(dòng),不算動(dòng)作變化。算法的信號(hào)量有三個(gè)： seats 表示閱 覽室是否有座位（初值為 200,代表閱覽室的空座位數(shù)） ； readers 表示閱覽室里的讀者 數(shù),初值為 0；用于互斥的 mutex ,初值為 1。讀者進(jìn)入閱覽室的動(dòng)作描述get in :while(TRUE)P (seats); /* 沒(méi)有座位則離開(kāi)*/P ( mutex) /*進(jìn)入臨界區(qū)*/填寫(xiě)登記表；進(jìn)入閱覽室讀書(shū)；V ( mutex) /*離開(kāi)臨界區(qū)*/V( readers)讀者離開(kāi)閱覽室的動(dòng)作描述getout：while(TRUE)P( readers)/*閱覽室是否有人讀書(shū) */P( mutex)/*進(jìn)入臨界區(qū)*/消掉登記；離開(kāi)閱覽室；V ( mutex)/*離開(kāi)臨界區(qū)*/V( seats)/*釋放一個(gè)座位資源*/2、答：(1 )工作情況如圖。程序A 5100 ms5100 ms計(jì)打計(jì)打程序B .5582100 ms等計(jì)輸?shù)扔?jì)時(shí)間 9051015182030(2)CPU有空閑等待，它發(fā)生在100 ms 150 ms時(shí)間段內(nèi)，此時(shí)間段內(nèi)程序A與程序B都在進(jìn)行I/O操作。(3)程序A無(wú)等待現(xiàn)象，程序 B在0 ms50 ms時(shí)間段與180 ms 200 ms時(shí)間段內(nèi)有等待現(xiàn)象。3、答：(1)