上海電視大學考試復習指導整理

1、操作系統(tǒng)期末考試復習指導 （上海電大整理僅供參考） 第一部分 考核說明 一、命題原則 1、選擇題 （選擇一個正確答案的代碼填入括號中，每小題2分，共 30 分） 2、判斷題（正確的劃v,錯誤的劃X,每小題2分，共10分） 3、簡答題 （每小題 5 分，共 40分） 4、應用題 （每小題 10 分，共 20 分） 二、考試方式： 采用一紙開卷考試，筆試。答題時限：筆試考試時間為 90 分鐘。 第二部分 復習重點 第 1章 操作系統(tǒng)概述 一、復習要點： 考核學生對操作系統(tǒng)的定義、主要功能、主要類型、操作系統(tǒng)的特征以及分時概念等 內(nèi)容的學習情況。 【掌握】 1. 操作系統(tǒng)的概念 操作系統(tǒng)是控制和管理

2、計算機系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運行 的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。 記憶要點：操作系統(tǒng)是什么是系統(tǒng)軟件； 操作系統(tǒng)管什么控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種資源； 操作系統(tǒng)有何用擴充硬件功能，方便用戶使用。 2. 操作系統(tǒng)的主要功能 操作系統(tǒng)的五大主要功能：存儲管理、進程和處理機管理、文件管理、設備管理、用 戶接口管理。 【理解】 1. 操作系統(tǒng)的特征：并發(fā)、共享和異步性。 并發(fā)性是指兩個或多個任務在同一給定的時間間隔中進行。 資源共享是指多個任務共享計算機系統(tǒng)中的資源 異步性體現(xiàn)了多道程序環(huán)境下，程序執(zhí)行時 “走走停停 ”的性質(zhì)，更反應出操作執(zhí)行現(xiàn) 場的不可預

3、知性。 理解模擬：并發(fā)“大家都前進了”； 共享“一件東西大家用”； 異步性“你走我?！?，“走走停?！?。 2. 操作系統(tǒng)的主要類型 操作系統(tǒng)的主要類型有：多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、個 人機操作系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)。 批處理操作系統(tǒng)的主要特征可歸納為兩點：“多道”和“成批 ”?！岸嗟?”是指內(nèi)存中同時 存在有多個正在處理的作業(yè)，并且外存上還存放有大量的尚待處理的后備作業(yè)。 “成批 ”是 指作業(yè)成批地進入系統(tǒng)，成批地處理，成批地離開系統(tǒng)；作業(yè)與作業(yè)之間的過渡由操作系 統(tǒng)控制，不需用戶的干預。 批處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點是系統(tǒng)吞吐量大，資源利用率高；缺點是用戶作業(yè)的等待時

4、間 長，用戶與系統(tǒng)沒有交互能力。（吞吐量：在一段給定的時間內(nèi)，計算機所能完成的總工 作量。） UNIX 系統(tǒng)是著名的分時系統(tǒng)。 3. 分時概念：主要是指若干并發(fā)程序?qū)?CPU 時間的共享。 【了解】 1. 操作系統(tǒng)的形成； 2. 分時和實時操作系統(tǒng)的特點，見教材 16 頁； 分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)的主要區(qū)別如下： （1）關(guān)于交互性。分時系統(tǒng)中各個終端用戶與系統(tǒng)之間具有較強的交互性，而實時系 統(tǒng)一般是專為某一領域使用的，對此要求不強。 （ 2）關(guān)于可靠性。與分時系統(tǒng)相比，實時系統(tǒng)更加注重其穩(wěn)定性和可靠性。 （3）關(guān)于響應時間。分時系統(tǒng)對響應時間的要求是以終端用戶能接受的時間為依據(jù) 的；而實時系統(tǒng)對響

5、應時間一般有嚴格的要求，即能對外部請求做出及時的響應和處理。 3. 操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的地位：是裸機之上的第一層軟件，是建立其他所有軟件 的基礎。 4. 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計：整體結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)、虛擬機結(jié)構(gòu)和客戶機-服務器結(jié)構(gòu)。 5. 操作系統(tǒng)為用戶提供的三種用戶接口：圖形用戶接口、命令行接口和程序接口。 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶程序、應用程序之間的接口。在 UNIX/Linux 系統(tǒng)， 系統(tǒng)調(diào)用以 C 函數(shù)的形式出現(xiàn)。 二、練習題： （一）輔導例題：（講解請參考教案輔導） 【例 1】 什么是操作系統(tǒng)？ 答案 操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運行 的系

6、統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。 【例 2】 在計算機系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)是（ A 處于裸機之上的第一層軟件 C.處于應用軟件之上的系統(tǒng)軟件 答案 A 【例 3】 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特征是（ A .多道程序設計B C.實現(xiàn)分時與實時處理D . ）。 B 處于硬件之下的底層軟件 D .處于系統(tǒng)軟件之上的用戶軟件 ）、資源共享和異步性。 中斷處理 程序的并發(fā)執(zhí)行 答案 D 【 例 4】以下不屬于操作系統(tǒng)具備的主要功能的是()。 A 內(nèi)存管理B 文檔編輯 C.中斷處理D CPU調(diào)度 答案 B 【例 5 】 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心軟件。按功能特征的不同，可把操作系統(tǒng)分為 1 )、 1

7、的主要目標是提 CPU 就應該立即處 2 )、( 3 )、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)基本類型。其中 高系統(tǒng)的吞吐率和效率，而2 是一旦有處理請求和要求處理的數(shù)據(jù)時， 理該數(shù)據(jù)并將結(jié)果及時送回。 A 單用戶系統(tǒng) B 批處理系統(tǒng) C 分時系統(tǒng) D 微機操作系統(tǒng) E 實時系統(tǒng) 答案 1B2E3C 【例 6】 把下面左右兩列詞用線連起來，形成最恰當?shù)拇钆洹?(1) Linux( A)層次結(jié)構(gòu) (2) UNIX(B)客戶機-服務器結(jié)構(gòu) (3) IBM VM/370(C)整體結(jié)構(gòu) (4) Windows XP( D)虛擬機結(jié)構(gòu) 答案 (1)( C)，( 2)( A)，( 3)( D)，( 4)( B)。

8、 (二) 補充練習： 選擇題(選擇一個正確答案的代碼填入括號中) 1. 一個完整的計算機系統(tǒng)是由()組成的。 A 硬件B 軟件 C.硬件和軟件D .用戶程序 2. 在計算機系統(tǒng)中，控制和管理各種資源、有效地組織多道程序運行的系統(tǒng)軟件稱作 ( )。 A .文件系統(tǒng)B .操作系統(tǒng) C.網(wǎng)絡管理系統(tǒng)D .數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 3. 按照所起的作用和需要的運行環(huán)境，操作系統(tǒng)屬于()。 A .用戶軟件B .應用軟件 C.支撐軟件D .系統(tǒng)軟件 4. 操作系統(tǒng)的基本職能是()。 A .提供功能強大的網(wǎng)絡管理工具 B. 提供用戶界面，方便用戶使用 C. 提供方便的可視化編輯程序 D. 控制和管理系統(tǒng)內(nèi)各種資源，有

9、效地組織多道程序的運行 5. 為用戶分配主存空間，保護主存中的程序和數(shù)據(jù)不被破壞，提高主存空間的利用 率。這屬于( )。 A .處理器管理B .存儲管理 C.文件管理D .作業(yè)管理 6. 操作系統(tǒng)對緩沖區(qū)的管理屬于()的功能。 A .處理機管理B .設備管理 C.文件管理D .存儲器管理 7. 操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶程序、應用程序之間的接口是（ A. shell命令B .圖形界面 C.系統(tǒng)調(diào)用D. C語言函數(shù) 8. 為了使系統(tǒng)中所有的用戶都能得到及時的響應，該操作系統(tǒng)應該是（） A .多道批處理系統(tǒng)B .分時系統(tǒng) C.實時系統(tǒng)D .網(wǎng)絡系統(tǒng) 9. 在實時系統(tǒng)中，一旦有處理請求和要求處理的數(shù)據(jù)時，C

10、PU就應該立即處理該數(shù)據(jù) 并將結(jié)果及時送回。下面屬于實時系統(tǒng)的是（） A .計算機激光照排系統(tǒng)B .辦公自動化系統(tǒng) C.計算機輔助設計系統(tǒng)D .航空訂票系統(tǒng) 10. 下面不屬于分時系統(tǒng)特征的是（） A 為多用戶設計B 需要中斷機構(gòu)及時鐘系統(tǒng)的支持 C.方便用戶與計算機的交互D .可靠性比實時系統(tǒng)要求高 11. 以下著名的操作系統(tǒng)中，屬于多用戶、分時系統(tǒng)的是（） A. DOS 系統(tǒng)B. Windows NT 系統(tǒng) C. UNIX 系統(tǒng)D . OS/2系統(tǒng) 判斷題（正確的劃 v,錯誤的劃X ） 1. 操作系統(tǒng)是用戶與計算機之間的接口。（） 2. 操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件中的一種，在進行系統(tǒng)安裝時可以先安

11、裝其它軟件，然后再裝 操作系統(tǒng)。（） 3. 操作系統(tǒng)是整個計算機系統(tǒng)的控制管理中心，它對其它軟件具有支配權(quán)利。因而， 操作系統(tǒng)建立在其它軟件之上（） 4. 在UNIX/Linux系統(tǒng)上，系統(tǒng)調(diào)用以 C函數(shù)的形式出現(xiàn)（） 5. 雖然分時系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但實時系統(tǒng)對可靠性的要求更高（） 6. UNIX操作系統(tǒng)是采用微內(nèi)核方法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計的（） 三、簡答題 請同學們解答參考教材 26頁的課后習題。 參若答案 一、CBDDB BCBDD C 二、1，4, 5是正確的. 2. 安裝操作系統(tǒng)時必須先安裝操作系統(tǒng).然后再菠其它軟件. 3. 其它軟件建立在操作系統(tǒng)之上口 6. （X）o UN1N操作系統(tǒng)采

12、用的是層袂結(jié)構(gòu). 三、見本章戴材習題解答. （三）簡答題： 必須掌握： 1. 什么是操作系統(tǒng)？ 操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有效地組織多道程序運行 的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。 2. 操作系統(tǒng)的主要功能是什么？ 操作系統(tǒng)的五大主要功能：存儲管理、進程和處理機管理、文件管理、設備管理、用戶 接口管理。 3使用虛擬機有什么優(yōu)勢和不足？ 采用虛擬機的優(yōu)點主要有： 在一臺機器上可同時運行多個操作系統(tǒng)，方便用戶使用。 系統(tǒng)安全，有效地保護了系統(tǒng)資源。 為軟件的研制、開發(fā)和調(diào)試提供了良好的環(huán)境。 組建虛擬網(wǎng)絡，可以創(chuàng)造出多個理想的工作環(huán)境。 缺點是： 對硬件

13、的要求比較高，主要是CPU、硬盤和內(nèi)存。 本身非常復雜，另外，執(zhí)行任務時的速度會受到一些影響。 其他： 1、操作系統(tǒng)一般為用戶提供了哪三種界面？各有什么特點？ 操作系統(tǒng)一般為用戶提供的三種界面是：圖形用戶接口、命令行接口和程序接口。 圖形用戶接口：用戶利用鼠標、窗口、菜單、圖標等圖形界面工具，可以直觀、方 便、有效地使用系統(tǒng)服務和各種應用程序及實用工具。 命令行接口：在提示符之后用戶從鍵盤上輸入命令，命令解釋程序接收并解釋這些命 令，然后把它們傳遞給操作系統(tǒng)內(nèi)部的程序，執(zhí)行相應的功能。 程序接口：也稱系統(tǒng)調(diào)用接口。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核與用戶程序、應用程序之間 的接口。在UNIX/Linux系

14、統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用以 C函數(shù)的形式出現(xiàn)。 2、操作系統(tǒng)主要有哪三種基本類型？各有什么特點？ 操作系統(tǒng)主要有以下三種基本類型：多道批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)。 多道批處理系統(tǒng)的特點是多道和成批。 分時系統(tǒng)的特點是同時性、交互性、獨立性和及時性。 實時系統(tǒng)一般為具有特殊用途的專用系統(tǒng)，其特點是交互能力較弱、響應時間更嚴 格、對可靠性要求更高。 3、 操作系統(tǒng)主要有哪些類型的體系結(jié)構(gòu)？UNIX 、 Linux 系統(tǒng)各采用哪種結(jié)構(gòu)？ 一般說來，操作系統(tǒng)有如下四種結(jié)構(gòu)：整體結(jié)構(gòu)，層次結(jié)構(gòu)，虛擬機結(jié)構(gòu)和客戶機-服 務器結(jié)構(gòu)。 UNIX 系統(tǒng)采用的是層次結(jié)構(gòu)， Linux 系統(tǒng)采用的是整體結(jié)構(gòu)。 第 2章

15、進程管理 一、復習重點： 考核學生對進程定義、進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換、進程的組成、競爭條件和臨界區(qū)、進程 的同步與互斥、信號量和P、V操作及其一般應用、死鎖的概念和產(chǎn)生死鎖的必要條件等 內(nèi)容學習情況。 【掌握】 1. 進程的定義：進程是程序在并發(fā)環(huán)境中的執(zhí)行過程。 進程與程序的主要區(qū)別。進程最基本的屬性是動態(tài)性和并發(fā)性。 2. 進程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 進程的 3 種基本狀態(tài)是：運行態(tài)、就緒態(tài)和阻塞態(tài)。掌握教材33 頁的進程狀態(tài)及其轉(zhuǎn) 換圖。 3. 進程的同步與互斥的概念?？梢院唵卫斫鉃椋和绞菂f(xié)作，互斥是競爭。 4. 信號量和P、V操作及其一般應用。 運用信號量機制和P、V操作，解決并發(fā)進程一般的互斥

16、和同步問題。解決此類問題 的一般方式： 根據(jù)問題給出的條件，確定進程有幾個或幾類； 確定進程間的制約關(guān)系一一是互斥，還是同步； 各相關(guān)進程間通過什么信號量實現(xiàn)彼此的制約，標明信號量的含義和初值； 用P、V操作寫出相應的代碼段； 驗證代碼的正確性：設以不同的次序運行各進程，是否能保證問題的圓滿解決。切 忌按固定順序執(zhí)行各進程。 【理解】 1. 多道程序設計概念及其優(yōu)點。 2. 進程的一般組成，應深入理解進程控制塊的作用。每個進程有惟一的進程控制 塊。 3. Linux進程管理的基本命令：ps、kill、sleep。 4. 理解進程臨界資源和臨界區(qū)的概念，進程進入臨界區(qū)的調(diào)度原則。信號量概念， P

17、、V操作執(zhí)行的動作。 5. 死鎖的概念；死鎖的 4個必要條件：互斥條件、不可搶占條件、占有且申請條 件、循環(huán)等待條件。 【了解】 1. Linux進程結(jié)構(gòu)，見教材 41頁圖。 2. 進程間的3種高級通信：共享內(nèi)存、管道文件和消息傳遞。 二、練習題： （一）輔導例題：（講解請參考教案輔導） 【例1】判斷題：并發(fā)是并行的不同表述，其原理相同。（） 答案X 【例2】在操作系統(tǒng)中引入 進程”概念的主要目的是（）。 A .改善用戶編程環(huán)境B .提高程序的運行速度 C 描述程序動態(tài)執(zhí)行過程的性質(zhì)D 使程序與計算過程一一對應 答案C 【例3】下列進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中，不正確的是（）。 A .就緒r阻塞B .運行

18、r就緒 C .就緒r運行D .阻塞r就緒 答案A 【例4】進程控制塊是描述進程狀態(tài)和特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一個進程（）。 A 可以有多個進程控制塊B.可以和其他進程共用一個進程控制塊 C.可以沒有進程控制塊D 只能有唯一的進程控制塊 答案D 【例5】在執(zhí)行V操作時，當信號量的值（），應釋放一個等待該信號量的進程。 A 小于0 B大于0C 小于等于0D 大于等于0 答案C 分析P, V操作能夠?qū)崿F(xiàn)對臨界區(qū)的管理要求。它由P操作原語和 V操作原語組成 （原語是不可中斷的過程），對信號量進行操作，具體定義如下： P （S）:將信號量 S的值減1,即卩s=s / ； 如果S 0,則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則該進程

19、置為阻塞狀態(tài)，排入阻塞隊列。 V （S）：將信- 號量 S的值加1,即S=S+1 ； 如果S0,則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則釋放隊列中第一個等待信號量的進程。 信號量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為一個值和一個指針，指針指向等待該信號量的下一個進程。信號量 的值與相應資源的使用情況有關(guān)。當它的值大于0時，表示當前可用資源的數(shù)量；當它的 值小于0時，其絕對值表示等待使用該資源的進程個數(shù)。注意，信號量的值僅能由P, V 操作來改變。 一般來說，信號量 S 0時，S表示可用資源的數(shù)量。執(zhí)行一次P操作意味著請求分配 一個單位資源，因此 S的值減1;當S0 B . S=0 C. S 0，則該進程繼續(xù)執(zhí)行； 如果Sv 0,則把該進

20、程的狀態(tài)置為阻塞態(tài)，把相應的PCB連入該信號量隊列的末尾， 并放棄處理機，進行等待(直至其它進程在S上執(zhí)行V操作，把它釋放出來為止)。 V(S):順序執(zhí)行下述兩個動作： S值加1,即S=S+1 ； 如果S0，則該進程繼續(xù)運行； 如果sw 0,則釋放信號量隊列上的第一個PCB (即信號量指針項所指向的PCB)所對 應的進程(把阻塞態(tài)改為就緒態(tài))，執(zhí)行V操作的進程繼續(xù)運行。 5、是否所有的共享資源都是臨界資源？為什么？ 不是所有的共享資源都是臨界資源。因為臨界資源是一次僅允許一個進程使用的資 源，而系統(tǒng)中有很多資源可以讓多個進程同時使用，例如硬盤、正文段等。 6、發(fā)生死鎖的四個必要條件是什么？ 發(fā)

21、生死鎖的四個必要條件是：互斥條件，不可搶占條件，占有且申請條件，循環(huán)等待 條件。 7、用如圖3-23所示的進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖能夠說明有 關(guān)處理機管理的大量內(nèi)容。試回答： 什么事件引起每次顯著的狀態(tài)變遷？ 下述狀態(tài)變遷因果關(guān)系能否發(fā)生？為什 (B) 32( C) 41 么？ CPU時間片。 CPU的占用，如等待讀文件。 就緒f運行：CPU空閑，就緒態(tài)進程被調(diào)度程序選中。 運行t就緒：正在運行的進程用完了本次分配給它的 運行f阻塞：運行態(tài)進程因某種條件未滿足而放棄對 阻塞f就緒：阻塞態(tài)進程所等待的事件發(fā)生了，例如讀數(shù)據(jù)的操作完成。 下述狀態(tài)變遷: (A) 2f 1:可以。運行進程用完了本次分配給它的時

22、間片，讓出CPU，從就緒隊列 中選一個進程投入運行。 (B) 3f 2:不可以。任何時候一個進程只能處于一種狀態(tài)，它既然由運行態(tài)變?yōu)樽?塞態(tài)，就不能再變?yōu)榫途w態(tài)。 (C) 4f 1:可以。某一阻塞態(tài)進程等待的事件出現(xiàn)了，而且此時就緒隊列為空，該 進程進入就緒隊列后馬上又被調(diào)度運行。 其他： 1、PCB的作用是什么？它是怎樣描述進程的動態(tài)性質(zhì)的？ 進程控制塊PCB是進程組成中最關(guān)鍵的部分。每個進程有唯一的進程控制塊；操作系 統(tǒng)根據(jù)PCB對進程實施控制和管理，進程的動態(tài)、并發(fā)等特征是利用PCB表現(xiàn)出來的; PCB是進程存在的唯一標志。 PCB中有表明進程狀態(tài)的信息：該進程的狀態(tài)是運行態(tài)、就緒態(tài)還是

23、阻塞態(tài)，利用狀 態(tài)信息來描述進程的動態(tài)性質(zhì)。 2、PCB表的組織方式主要有哪幾種？分別簡要說明。 PCB表的組織方式主要有：線性方式、鏈接方式和索引方式。 線性方式是把所有進程的 PCB都放在一個表中。 鏈接方式按照進程的不同狀態(tài)把它們分別放在不同的隊列中。 索引方式是利用索引表記載相應狀態(tài)進程的PCB地址。 四、應用題： 1、系統(tǒng)中只有一臺打印機，有三個用戶的程序在執(zhí)行過程中都要使用打印機輸出計算結(jié) 果。設每個用戶程序?qū)粋€進程。問：這三個進程間有什么樣的制約關(guān)系？試用 操作寫出這些進程使用打印機的算法。 因為打印機是一種臨界資源，所以這三個進程只能互斥使用這臺打印機，即一個用戶 的計算結(jié)

24、果打印完之后，另一個用戶再打印。 設三個進程分別為 A、B和Co 設一個互斥信號量 mutex，其初值為1o 進程A進程B進程C P(mutex) P(mutex)P(mutex) 使用打印機使用打印機使用打印機 V(mutex) V(mutex) V(mutex) 2、判斷下列同步問題的算法是否正確？若有錯，請指出錯誤原因并予以改正。 算法 設A , B兩個進程共用一個緩沖區(qū)Q, A向Q寫入信息，B從Q讀出信息, 框圖如圖3-24所示。 設A , B為兩個并發(fā)進程，它們共享一個臨界資源。其運行臨界區(qū)的算法框圖如圖 3-25所示。 向 Q P (S) 從Q1出信息 V (SO P CS2) P

25、 (Si) 臨界區(qū)牝碼C那 V S2) v (S) 圖3-24進程A, B的算法框圖圖3-25兩個并發(fā)進程臨界區(qū)的算法框圖 這個算法不對。因為 A、B兩個進程共用一個緩沖區(qū) Q,如果A先運行, 信息數(shù)量足夠多，那么緩沖區(qū) Q中的信息就會發(fā)生后面的沖掉前面的，造成信息丟失， 不能從Q中讀出完整的信息。 改正： A、B兩進程要同步使用緩沖區(qū) Q。為此，設立兩個信號量： empty表示緩沖區(qū)Q為空，初值為1; full表示緩沖區(qū)Q為滿，初值為0。 算法框圖如圖1所示。 這個算法不對。因為 A、B兩個進程是并發(fā)的，它們共享一個臨界資源，所 以二者應互斥地使用該臨界資源，在進入臨界區(qū)時不存在先A后B的時

26、序關(guān)系，而是哪個進 程先到一步就先進入自己的臨界區(qū)。 改正： A、B兩個進程應互斥地進入臨界區(qū)。為此，設立一個信號量：互斥信號量mutex，其 初值為1。 算法框圖如圖2所示。 A進程B進程 A進程B進程 圖1圖2 3、設有無窮多個信息，輸入進程把信息逐個寫入緩沖區(qū)，輸出進程逐個從緩沖區(qū)中取出信 息。針對下述兩種情況： 緩沖區(qū)是環(huán)形的，最多可容納 n個信息； 緩沖區(qū)是無窮大的。 試分別回答下列問題： 輸入、輸出兩組進程讀/寫緩沖區(qū)需要什么條件？ 用P、V操作寫出輸入、輸出兩組進程的同步算法，并給出信號量含義及初值。 針對容量為n的環(huán)形緩沖區(qū)，輸入、輸出兩組進程讀/寫緩沖區(qū)需要的條件為： 輸入進

27、程和輸出進程需同步執(zhí)行，即輸入進程寫緩沖區(qū)后，輸出進程才可以 讀； 由于緩沖區(qū)容量有限，因此任一時刻所有輸入進程存放信息的單元數(shù)不能超 過緩沖區(qū)的總?cè)萘浚╪）; 同理，所有輸出進程取出信息的總量不能超過所有輸入進程當前寫入信息的 總數(shù)。 設緩沖區(qū)的編號為 0n-1, in和out分別是輸入進程和輸出進程使用的指針，指向下面 可用的緩沖區(qū)，初值都是0。 為使兩類進程實行同步操作，應設置三個信號量：兩個計數(shù)信號量full和empty, 個互斥信號量 mutex。 full :表示放有信息的緩沖區(qū)數(shù)，其初值為0。 empty :表示可供使用的緩沖區(qū)數(shù)，其初值為n。 mutex :互斥信號量，初值為1

28、，表示各進程互斥進入臨界區(qū)，保證任何時候只有一個 進程使用緩沖區(qū)。 下面是解決這個問題的算法描述。 輸入進程Input: while(TRUE) P(empty) 。 P(mutex) 。 信息送往 buffer(in) 。 in=(in+1)mod N 。 /* 以 N 為模 */ V(mutex) 。 V(full) 。 輸出進程 Output ： while(TRUE) P(full) 。 P(mutex) 。 從 buffer(out) 中取出信息。 out=(out+1)mod N 。 /* 以 N 為模 */ V(mutex) 。 V(empty) 。 當緩沖區(qū)是無窮大時，輸入進程

29、存放信息的單元數(shù)不再受緩沖區(qū)總?cè)萘康南拗疲?因此，可以不設信號量empty。另外，算法中的in=(i n+1)mod N。 和 out=(out+1)mod N 。 修改為 in=in+1 ；和 out=out+1 ；即可，其余的算法不變。 輸入進程 Input ： while(TRUE) P(mutex) 。 信息送往 buffer(in) 。 in=in+1 。 V(mutex) 。 V(full) 。 輸出進程 Output ： while(TRUE) P(full) 。 P(mutex) 。 從 buffer(out) 中取出信息。 out=out+1 。 V(mutex) 。 第 3

30、章 處理機調(diào)度 一、復習重點： 考核學生對作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的功能、性能評價標準、常用調(diào)度算法、 Linux 常用調(diào)度命令、中斷處理過程、 shell 命令執(zhí)行過程等內(nèi)容的學習情況。 【掌握】 1. 作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度的功能 作業(yè)調(diào)度的功能見教材 73 頁，進程調(diào)度的功能見教材 74 頁。在一般操作系統(tǒng)中，進 程調(diào)度是必須具備的。 2. 常用調(diào)度算法 掌握三種基本調(diào)度算法（先來先服務法、時間片輪轉(zhuǎn)法、優(yōu)先級法）的實現(xiàn)思想，并能進 行評價指標的計算。 要求：能利用圖表形式列出各作業(yè)或進程的有關(guān)時間值，如到達時間、運行時間、開始 時間、完成時間等，利用評價公式計算出各指標的值，如周轉(zhuǎn)時間

31、、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、平均 周轉(zhuǎn)時間、平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。 【理解】 1. 作業(yè)的四種狀態(tài)：提交、后備、執(zhí)行和完成。 2. 作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度的關(guān)系，見教材 75 頁。簡單比喻：作業(yè)調(diào)度是演員上場前的 準備，進程調(diào)度是讓演員上場表演。 3. 調(diào)度性能評價標準 評價調(diào)度算法的指標：吞吐量、周轉(zhuǎn)時間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間、平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán) 周轉(zhuǎn)時間。 4. Linux 系統(tǒng)的進程調(diào)度方式、策略和常用調(diào)度命令：nohup，at，batch， jobs， fg ， bg。 5. 中斷處理過程：保存現(xiàn)場、分析原因、處理中斷和中斷返回。 6. shell 命令的一般執(zhí)行過程。 【了解】 1. 調(diào)度的三個級別：高級調(diào)

32、度、中級調(diào)度和低級調(diào)度，其中高級調(diào)度又稱作業(yè)調(diào)度， 低級調(diào)度又稱進程調(diào)度。 2. 調(diào)度策略的選擇，見教材 77 頁。 3. 中斷概念 中斷是指 CPU 對系統(tǒng)發(fā)生的某個事件做出的一種反應，它使 CPU 暫停正在執(zhí)行的程 序，保留現(xiàn)場后自動執(zhí)行相應的處理程序，處理該事件后，如被中斷進程的優(yōu)先級最高， 則返回斷點繼續(xù)執(zhí)行被“打斷”的程序。 二、練習題： （一）輔導例題：（講解請參考教案輔導） 【例 1】 為了使系統(tǒng)中各部分資源得到均衡使用，就必須選擇對資源需求不同的作業(yè)進行 合理搭配，這項工作是由（ ）完成的。 A .作業(yè)調(diào)度B .中級調(diào)度C.進程調(diào)度D .內(nèi)存調(diào)度 答案 A 【例 2】作業(yè)調(diào)度程

33、序從處于（）狀態(tài)的隊列中選取適當?shù)淖鳂I(yè)調(diào)入主存運行。 A .執(zhí)行 B .提交 C .完成 D .后備 答案 D 【例 3】在批處理系統(tǒng)中，周轉(zhuǎn)時間是（）。 A .作業(yè)運行時間B .作業(yè)等待時間和運行時間之和 C.作業(yè)的相對等待時間D 作業(yè)被調(diào)度進入主存到運行完畢的時間 答案 B 【例 4】在作業(yè)調(diào)度中，若采用優(yōu)先級調(diào)度算法，為了盡可能使CPU 和外部設備并行工 作，有如下三個作業(yè)：J1以計算為主，J2以輸入輸出為主，J3計算和輸入輸出兼顧，則它 們的優(yōu)先級從高到低的排列順序是（）。 A. J1, J2, J3 B. J2, J3, J1 C. J3, J2, J1 D. J2, J1, J3

34、答案C 分析 本試卷將作業(yè)分為：I/O繁忙的作業(yè)、CPU繁忙的作業(yè)、I/O與CPU均衡的作業(yè) 三種類型，由系統(tǒng)或操作員根據(jù)作業(yè)類型指定優(yōu)先級。 因此，這三類作業(yè)優(yōu)先級從高到低的排列順序是：I/O與CPU均衡的作業(yè)、I/O繁忙的 作業(yè)、CPU繁忙的作業(yè)。 【例5】下表給出作業(yè)1, 2, 3的提交時間和運行時間。采用先來先服務調(diào)度算法和短作業(yè) 優(yōu)先調(diào)度算法，試問作業(yè)調(diào)度次序和平均周轉(zhuǎn)時間各為多少？（時間單位：小時，以十進 制進行計算。） 作業(yè)號 提交時間 運行時間 1 0.0 8.0 2 0.4 4.0 3 1.0 1.0 分析解此題關(guān)鍵是要清楚系統(tǒng)中各道作業(yè)隨時間的推進情況。我們用一個作業(yè)執(zhí)行時

35、 間圖來表示作業(yè)的執(zhí)行情況，幫助我們理解此題。 采用先來先服務調(diào)度策略，其作業(yè)執(zhí)行時間圖如下： 作業(yè) 作業(yè) 作業(yè) 作業(yè) 0 0.4 1.0 作業(yè)提交時間 時間 各作業(yè)陸續(xù)完成時間 8.012.0 13.0 采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度策略，其作業(yè)執(zhí)行時間圖如下: 作業(yè)提交時間各作業(yè)陸續(xù)完成時間 另外，作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時間 Ti =作業(yè)完成時間一作業(yè)提交時間 1 系統(tǒng)中n個作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時間 T =（7 Tj），其中Ti為作業(yè)i的周轉(zhuǎn)時間。 i n 解：采用先來先服務調(diào)度策略，則調(diào)度次序為I、2、3。 作業(yè)號提交時間運行時間開始時間完成時間周轉(zhuǎn)時間 1 0.08.00.08.0 8.0 2 0.44.08.0

36、12.011.6 3 1.01.0 12.013.012.0 1 0.0 8.0 0.0 8.0 8.0 3 1.01.08.09.08.0 2 0.44.0 9.0 13.012.6 平均周轉(zhuǎn)時間 T =( 8+ 8 + 12.6) /3= 9.53 【例6】今有三個批處理作業(yè)。第一個作業(yè)10:00到達，需要執(zhí)行2小時；第二個作業(yè)在10:10 到達，需要執(zhí)行1小時；第三個作業(yè)在10:25到達，需要執(zhí)行25分鐘。分別采取如下兩種作 業(yè)調(diào)度算法： 調(diào)度算法1 : 作業(yè)號 到達時間 開始執(zhí)行時間 執(zhí)行結(jié)束時間 1 10:00 10:00 12:00 2 10:10 12:00 13:00 3 10

37、:25 13:00 13:25 調(diào)度算法2 : 作業(yè)號 到達時間 開始執(zhí)行時間 執(zhí)行結(jié)束時間 1 10:00 11:50 13:50 2 10:10 10:50 11:50 3 10:25 10:25 10。50 (1)計算各調(diào)度算法下的作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間。 (2 )調(diào)度算法1是什么作業(yè)調(diào)度算法？ 分析 作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間=作業(yè)完成時間一作業(yè)提交時間。 以調(diào)度算法1的作業(yè)2為例，其周轉(zhuǎn)時間=作業(yè)完成時間13:00作業(yè)提交時間10:10 , 得到結(jié)果為2小時50分鐘，轉(zhuǎn)換為小時為 2.83小時。轉(zhuǎn)換的目的是為了方便計算平均周 轉(zhuǎn)時間。 解：(1)采用調(diào)度算法1時： 作業(yè)1的周轉(zhuǎn)時間為 2小時；作業(yè)2的

38、周轉(zhuǎn)時間為 2.83小時；作業(yè)3的周轉(zhuǎn)時間為 3小 時；平均周轉(zhuǎn)時間為：(2+ 2.83 + 3)/ 3= 2.61小時。 采用調(diào)度算法2時： 作業(yè)1的周轉(zhuǎn)時間為 3.83小時；作業(yè)2的周轉(zhuǎn)時間為1.67小時；作業(yè) 3的周轉(zhuǎn)時間為 0.42小時；平均周轉(zhuǎn)時間為：(3.83 + I.67 + 0.42)/ 3= I.97小時。 (2)調(diào)度算法1是按照作業(yè)到達的先后次序執(zhí)行的，所以它是先來先服務調(diào)度算法。 【例7】一個進程在執(zhí)行過程中可以被中斷事件打斷，當相應的中斷處理完成后，就一定 恢復該進程被中斷時的現(xiàn)場，使它繼續(xù)執(zhí)行。() 答案(X) 【例8】在UNIX/Linux系統(tǒng)中，執(zhí)行到trap指令

39、時，CPU的狀態(tài)就從核心態(tài)變?yōu)橛脩魬B(tài)。 () 答案(X) 【例9】UNIX/Linux系統(tǒng)中的shell是負責()的模塊。 A 解釋并執(zhí)行來自終端的命令B 解釋并執(zhí)行來自終端的內(nèi)部命令 C.解釋并執(zhí)行來自終端的外部命令D 進行系統(tǒng)調(diào)用 答案A (二)自測題： 、選擇題（選擇一個正確答案的代碼填入括號中） 1. 作業(yè)生存期共經(jīng)歷 4 個狀態(tài)，它們是提交、后備、（ ）和完成。 A .等待 B .就緒 C .開始D .執(zhí)行 2. 作業(yè)調(diào)度是（ ）。 A 從輸入井中選取作業(yè)進入主存 B .從讀卡機選取作業(yè)進入輸入井 C. 從主存中選取作業(yè)進程占有 CPU D. 從等待設備的隊列中選取一個作業(yè)進程 3.

40、 在操作系統(tǒng)中， JCB 是指（ ）。 A 文件控制塊B 進程控制塊 C 作業(yè)控制塊D 程序控制塊 4. 5. 作業(yè)調(diào)度選擇一個作業(yè)裝入主存后，該作業(yè)能否占用處理器必須由（ ）來決定。 A .設備管理 C.進程調(diào)度 進程調(diào)度根據(jù)一定的調(diào)度算法 A .阻塞B .就緒C B .作業(yè)控制 D ，從 . .驅(qū)動調(diào)度 （）隊列中挑選出合適的進程。 運行D .等待 6. 在操作系統(tǒng)中，作業(yè)處于（ ）時，已處于進程的管理之下。 A .后備狀態(tài) B .阻塞狀態(tài) C.執(zhí)行狀態(tài) D .完成狀態(tài) 7. 作業(yè)調(diào)度的關(guān)鍵在于（） 。 A .選擇恰當?shù)倪M程管理程序 B .選擇恰當?shù)淖鳂I(yè)調(diào)度算法 C.用戶作業(yè)準備充分 D

41、.有一個較好的操作環(huán)境 8. 從系統(tǒng)的角度出發(fā)，希望批處理控制方式下進入輸入井的作業(yè)（ ）盡可能小。 A .等待裝入主存時間 B.周轉(zhuǎn)時間 C.執(zhí)行時間 D .平均周轉(zhuǎn)時間 9. 設某作業(yè)進入輸入井的時間為 S,開始運行的時間為R，得到計算結(jié)果的時間為 則該作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間 T 為（ ）。 A. T=ESB. T=E （S+R） C. T=（S+R）+ED . T=E R 10. 現(xiàn)有3個作業(yè)同時到達，每個作業(yè)的計算時間都是1小時，它們在一臺 CPU上按單道 方式運行，則平均周轉(zhuǎn)時間為（ ）。 A. 1 小時B . 2 小時 C. 3 小時D . 6 小時 11. 按照作業(yè)到達的先后次序調(diào)度作業(yè)

42、，排隊等待時間最長的作業(yè)被優(yōu)先調(diào)度，這是指 （ ）調(diào)度算法。 A 先來先服務法B 短作業(yè)優(yōu)先法 C.時間片輪轉(zhuǎn)法D 優(yōu)先級法 12. 為了使計算機在運行過程中能及時處理內(nèi)部和外部發(fā)生的各種突發(fā)性事件，現(xiàn)代操作 系統(tǒng)采用了（ ）機制。 A .查詢 B .中斷 C.調(diào)度 D .進程 13. 在操作系統(tǒng)中，引起中斷的事件稱為（ ）。 A .中斷源B .中斷請求 C .斷點D .系統(tǒng)調(diào)用 14. 當硬件中斷裝置發(fā)現(xiàn)有事件發(fā)生，就會中斷正在占用 CPU 的程序執(zhí)行，讓操作系統(tǒng)的 （ ）占用 CPU 。 A 系統(tǒng)調(diào)用程序 C 作業(yè)管理程序 B 中斷處理程序 D 文件管理程序 15. 下列中斷類型中，屬于自

43、愿性中斷事件的是（ ）。 A 硬件故障中斷B 程序中斷 C.訪管中斷D .外部中斷 16. 下列中斷中，可能要人工介入的中斷是（ ）。 A .程序中斷B .時鐘中斷 C .輸入輸出中斷 17. 系統(tǒng)調(diào)用的目的是（ A .請求系統(tǒng)服務 C.申請系統(tǒng)資源 18. D .硬件故障中斷 ）。 B .終止系統(tǒng)服務 D .釋放系統(tǒng)資源 用戶要在程序一級獲得系統(tǒng)幫助，必須通過（ ）。 A .進程調(diào)度 C.鍵盤命令 B .作業(yè)調(diào)度 D .系統(tǒng)調(diào)用 19. 系統(tǒng)調(diào)用是由操作系統(tǒng)提供的內(nèi)部調(diào)用，它（）。 A .直接通過鍵盤交互方式使用B .只能通過用戶程序間接使用 C.是命令接口中的命令D .與系統(tǒng)的命令一樣 2

44、0. CPU 狀態(tài)分為核心態(tài)和用戶態(tài)，從用戶態(tài)轉(zhuǎn)換到核心態(tài)的途徑是（）。 A .運行進程修改程序狀態(tài)字B .中斷屏蔽 C.系統(tǒng)調(diào)用 D .進程調(diào)度程序 二、判斷題（正確的劃 V,錯誤的劃Xo ） 1. 處理機調(diào)度可分為三級：高級、中級和低級。在所有的系統(tǒng)中，都必須具備這三級調(diào) 度。（） 2. 作業(yè)調(diào)度選中一個作業(yè)后，與該作業(yè)相關(guān)的進程即占有CPU運行。（） 3. 吞吐量是指單位時間內(nèi) CPU 完成作業(yè)的數(shù)量。（） 4. 確定作業(yè)調(diào)度算法時應主要系統(tǒng)資源的均衡使用，使 I/O 繁忙作業(yè)和 CPU 繁忙作業(yè)搭 配運行。（ ） 5. 平均周轉(zhuǎn)時間和周轉(zhuǎn)時間與選用的調(diào)度算法有關(guān)。（） 6. 通常，為了

45、提高效率，賦予需要大量計算的作業(yè)較高優(yōu)先級，賦予需要大量輸入/輸出 的作業(yè)較低的優(yōu)先級。（） 7. 優(yōu)先級作業(yè)調(diào)度算法是指為系統(tǒng)中的每一個作業(yè)確定一個優(yōu)先級，進行作業(yè)調(diào)度時總 是優(yōu)先選擇優(yōu)先級高的作業(yè)進入主存運行。（） 8. 計算機對中斷的處理是在用戶態(tài)下進行的。（） 9. 中斷處理一般分為中斷響應和中斷處理兩個步驟，前者由軟件實施，后者由硬件實 施。（） 10. 系統(tǒng)調(diào)用的調(diào)用過程是通過用戶程序，運行在用戶態(tài)，而被調(diào)用的過程是運行在核心 態(tài)下。（ ） 參考答案： 一、DACCB CBDAB ABABC DADBC 二、3, 4, 5,乙10是正確的。 1. (X)。處理機的三級調(diào)度中只有進程

46、調(diào)度是必不可少的。 2. (X)。作業(yè)調(diào)度選中的作業(yè)能否占有CPU由進程調(diào)度決定，不一定即可執(zhí)行。 6. (X)。正好說反了，應賦予需要大量計算的作業(yè)較低優(yōu)先級，賦予需要大量輸入/ 輸出的作業(yè)較高的優(yōu)先級。 8. (X)。計算機對中斷的處理是在核心態(tài)下進行的。 9. (X)。中斷響應由硬件實施，中斷處理由軟件實施。 三、簡答題 必須掌握： 1、Linux系統(tǒng)中，進程調(diào)度的方式和策略是什么？ Linux系統(tǒng)的調(diào)度方式基本上采用“搶占式優(yōu)先級”方式。 Li nux系統(tǒng)針對不同類別的進程提供了三種不同的調(diào)度策略，即適合于短實時進程的 FIF 0,適合于每次運行需要較長時間實時進程的時間片輪轉(zhuǎn)法，適合

47、于交互式的分時進程 傳統(tǒng)的UNIX調(diào)度策略。 2、作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度之間有什么差別？ 作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè)只是具有獲得處理機的資格，但尚未占有處理 機，不能立即在其上實際運行。而進程調(diào)度是微觀調(diào)度，它根據(jù)一定的算法，動態(tài)地把處 理機實際地分配給所選擇的進行，使之真正活動起來。作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度之間的一個基 本區(qū)別是它們執(zhí)行的頻率不同，進程調(diào)度必須相當頻繁地為CPU選擇進程，而作業(yè)調(diào)度的 次數(shù)很少。 3、作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度二者間如何協(xié)調(diào)工作？ 作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度是 CPU主要的兩級調(diào)度。作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè) 只是具有獲得處理機的資格，但尚未占有處理機，不能立即在其上實

48、際運行。而進程調(diào)度 是微觀調(diào)度，它根據(jù)一定的算法，動態(tài)地把處理機實際地分配給所選擇的進程，使之真正 活動起來。 4、在操作系統(tǒng)中，引起進程調(diào)度的主要因素有哪些？ 在操作系統(tǒng)中，引起進程調(diào)度的主要因素有：正在運行的進程完成任務，或等待資 源，或運行到時；核心處理完中斷或陷入事件后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中“重新調(diào)度”標志被置上。 其他： 1、處理機調(diào)度一般可分為哪三級？其中哪一級調(diào)度必不可少？為什么？ 處理機調(diào)度一般可分為高級調(diào)度(作業(yè)調(diào)度)、中級調(diào)度和低級調(diào)度(進程調(diào)度)。 其中進程調(diào)度必不可少。 進程只有在得到 CPU之后才能真正活動起來，所有就緒進程經(jīng)由進程調(diào)度才能獲得 CPU的控制權(quán)；實際上，進程調(diào)度

49、完成一臺物理的CPU轉(zhuǎn)變成多臺虛擬(或邏輯)的 CPU的工作；進程調(diào)度的實現(xiàn)策略往往決定了操作系統(tǒng)的類型，其算法優(yōu)劣直接影響整個 系統(tǒng)的性能。 2、作業(yè)提交后是否馬上放在內(nèi)存中？為什么？ 在批處理系統(tǒng)中，作業(yè)提交后并不是馬上放在內(nèi)存中。其原因是：內(nèi)存容量有限，而提 交的作業(yè)數(shù)量可能很多，無法把它們都放入內(nèi)存；即使都放入內(nèi)存，當內(nèi)存中可以同時運 行的作業(yè)太多時，會影響系統(tǒng)的性能，如使周轉(zhuǎn)時間太長；另外，大量作業(yè)被收容在輸入 井（磁盤）中，可以選擇對資源需求不同的作業(yè)進行合理搭配，再放在內(nèi)存中，從而使得 系統(tǒng)中各部分資源都得到均衡利用。 3、作業(yè)在其存在過程中分為哪四種狀態(tài)？ 作業(yè)在其存在過程中分

50、為提交、后備、執(zhí)行和完成四種狀態(tài)。 四、應用題： （1）假定在單CPU條件下有下列要執(zhí)行的作業(yè)： 作業(yè) |運行時間 優(yōu)先級 1 10 3 2 1 1 3 2 3 4 1 4 5 5 2 作業(yè)到來的時間是按作業(yè)編號順序進行的（即后面作業(yè)依次比前一個作業(yè)遲到一個時間單 位）。 用一個執(zhí)行時間圖描述在下列算法時各自執(zhí)行這些作業(yè)的情況：先來先服務法 FCFS、時間片輪轉(zhuǎn)法RR （時間片=1）和非搶占式優(yōu)先級。 對于上述每種算法，各個作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間是多少？平均周轉(zhuǎn)時間是多少？ 對于上述每種算法，各個作業(yè)的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間是多少？平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間是多少？ 先來先服務法（FCFS） 作業(yè)1作業(yè)2作業(yè)3作業(yè)4 作

51、業(yè)5 010 1113 1419 t 時間片輪轉(zhuǎn)法（RR） 作業(yè) 1 2 1 3 4 1 5 3 1 5 1 5 1 5 1 5 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19t 非搶占式優(yōu)先級： 作業(yè)1 作業(yè)4作業(yè)3 作業(yè)5作業(yè)2 010 111318 19 t 和 先來先服務法（FCFS） 作業(yè) ；到達時間 運行時間 L完成時間 周轉(zhuǎn)時間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 1 0 10 10 10 1.0 2 r 1 1 11 T 10 P 10.0 3 2 2 13 11 5.5 4 3 1 14 11 11.0 5 4 5 19 15 3.0

52、 平均丿 周轉(zhuǎn)時間: 11.4 平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時 間 6.1 時間片輪轉(zhuǎn)法（RR） 作業(yè) 到達時間 運行時間 完成時間 周轉(zhuǎn)時間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 1 0 10 19 19 1.9 2 1 1 2 1 1.0 3 2 2 8 6 3.0 4 3 1 5 2 2.0 5 4 5 16 12 2.4 平均, 周轉(zhuǎn)時間 8.0 平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 2.06 非搶占式優(yōu)先級 作業(yè) 到達時間 運行時間 完成時間 周轉(zhuǎn)時間 帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 1 0 10 10 10 1.0 2 1 1 19 18 18.0 3 2 2 13 11 5.5 4 3 1 11 8 8.0 5 4 5 18 14 2.8 平均, 周轉(zhuǎn)時間

53、 12.2 平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間 7.06 注意：本教材按照 Linux系統(tǒng)的約定，優(yōu)先數(shù)小的優(yōu)先級高。本試卷給出的條件中直 接給出的是優(yōu)先級，數(shù)大的則優(yōu)先級高。如果試卷給出的是優(yōu)先數(shù)，則數(shù)小的優(yōu)先級高。 如果將本試卷改為： 作業(yè) 運行時間 優(yōu)先數(shù) 1 10 2 2 1 4 3 2 2 4 1 1 5 5 3 則作業(yè)2-5優(yōu)先級從高到低次序為：作業(yè)4、作業(yè)3、作業(yè)5、作業(yè)2。上面的解答仍 然正確。 存儲管理 一、復習重點： 考核學生對重定位、分區(qū)法、分頁的概念、虛擬存儲概念、請求分頁存儲管理技術(shù)、 常用頁面置換算法、Linux中的存儲管理技術(shù)以及抖動等內(nèi)容的學習情況。 【掌握】 1. 掌握以下概念

54、：邏輯地址、物理地址、邏輯地址空間、物理地址空間、重定位、 靜態(tài)重定位、動態(tài)重定位、碎片、虛擬存儲器。 2. 分區(qū)法 分區(qū)法分為固定分區(qū)法和動態(tài)分區(qū)法兩種。要掌握其基本原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地址轉(zhuǎn) 換、內(nèi)存空間的分配與釋放、分配算法、優(yōu)點和缺點。 3. 分頁技術(shù) 掌握分頁存儲管理的基本方法，如地址表示、從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)等。 4. 虛擬存儲器 虛擬存儲器（ Virtual Memory ）是用戶能作為可編址內(nèi)存對待的虛擬存儲空間，它使用 戶邏輯存儲器與物理存儲器分離，是操作系統(tǒng)給用戶提供的一個比真實內(nèi)存空間大得多的 地址空間。 虛擬存儲器的基本特征：虛擬擴充、部分裝入、離散分配、

55、多次對換。此外，虛擬存 儲器的容量不是無限大的，它主要受到地址的字長和外存容量的限制 5. 請求分頁技術(shù) 請求分頁存儲管理技術(shù)是在單純分頁技術(shù)基礎上發(fā)展起來的，二者根本區(qū)別在于請求 分頁提供虛擬存儲器。 實現(xiàn)請求分頁，系統(tǒng)必須提供一定容量的內(nèi)存和外存，以及支持分頁機制，還需要有 頁表機制、缺頁中斷機構(gòu)以及地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)。 6. 常用頁面置換算法 能應用先進先出法（FIFO）、最佳置換法（OPT）、最近最少使用置換法（LRU ）的 實現(xiàn)思想計算頁面淘汰序列、缺頁次數(shù)以及缺頁率。 【理解】 1. 重定位 把邏輯地址轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)存物理地址的過程稱作重定位。根據(jù)重定位的時機，分為靜態(tài)重 定位和動態(tài)重定位。理

56、解它們的概念、實現(xiàn)思想和優(yōu)缺點。 2. 抖動。見教材 128 頁，理解抖動的含義，與頁面置換算法的關(guān)系。 3. Linux 中的存儲管理技術(shù) Linux 系統(tǒng)采用了請求分頁存儲管理技術(shù)和對換技術(shù)。 【了解】 1. 存儲器層次 了解典型的存儲器層次結(jié)構(gòu)：寄存器、高速緩存、內(nèi)存、磁盤、磁帶。 2. 用戶程序的地址空間 用戶程序的主要處理階段：編輯、編譯、鏈接、裝入和運行。 對換技術(shù)的實現(xiàn)思想。 二、練習題： （一）輔導例題：（講解請參考教案輔導） 【例 1】 在目標程序裝入內(nèi)存時，一次性完成地址修改的方式是（） . A .靜態(tài)重定位B .動態(tài)重定位C.靜態(tài)連接D .動態(tài)連接 答案 A 【例 2】動

57、態(tài)分區(qū)分配按進程的需求量分配內(nèi)存分區(qū)，所以（）。 A 分區(qū)的長度是固定的 B 分區(qū)的個數(shù)是確定的 C. 分區(qū)的長度和個數(shù)都是確定的 D. 分區(qū)的長度不是預先固定的，分區(qū)的個數(shù)是不確定的 答案 D 【例 3】考慮一個由 8個頁面，每頁有 1024 個字節(jié)組成的邏輯空間，把它裝入到有 32 個 物理塊的存儲器中，問： (1) 邏輯地址需要多少二進制位表示？ (2) 物理地址需要多少二進制位表示？ 解因為頁面數(shù)為8=23，故需要3位二進制數(shù)表示。每頁有1024個字節(jié)，1024=210,于是頁 內(nèi)地址需要10位二進制數(shù)表示。32個物理塊，需要 5位二進制數(shù)表示(32=25)。 (1) 頁的邏輯地址由頁

58、號和頁內(nèi)地址組成，所以需要3+10=13位二進制數(shù)表示。 (2) 頁的物理地址由塊號和頁內(nèi)地址的拼接，所以需要5+10=15位二進制數(shù)表示。 【例4】若在一分頁存儲管理系統(tǒng)中，某作業(yè)的頁表如下所示。已知頁面大小為1024字 節(jié)，試將邏輯地址 1011，2148，4000，5012轉(zhuǎn)化為相應的物理地址。 貝號 塊號 0 2 1 3 2 1 3 6 解本題中，為了描述方便，設頁號為p，頁內(nèi)位移為d，則： (1) 對于邏輯地址 1011, p = int ( 1011/1024)= 0, d= 1011 mod 1024= 1011。查頁 表第0頁在第2塊，所以物理地址為1024 2+ 1011 =

59、 3059。 (2) 對于邏輯地址 2148, p = int (2148/1024)= 2, d = 2148 mod 1024 = 100。查頁表 第2頁在第1塊，所以物理地址為1024 + 100 = 1124。 (3) 對于邏輯地址 4000, p = int (4000/1024)= 3, d = 4000 mod 1024 = 928。查頁表 第3頁在第6塊，所以物理地址為1024 6+ 928 = 7072。 (4) 對于邏輯地址 5012, p = int (5012/1024)= 4, d = 5012 mod 1024 = 916。因頁號 超過頁表長度，該邏輯地址非法。 【

60、例5】判斷：虛擬存儲器實際上是一種設計技巧，使主存物理容量得到擴大。 答案錯誤。 【例6】與虛擬存儲技術(shù)不能配合使用的是()。 A 分區(qū)管理B 頁式存儲管理 C.段式存儲管理D 段頁式存儲管理 答案A 【例7】考慮下述頁面走向： 1 , 2, 3, 4, 2, 1 , 5, 6, 2, 1 , 2, 3, 7, 6, 3 , 2 , 1 , 2 , 3 , 6 當內(nèi)存塊數(shù)量分別為 3時，試問FIFO、LRU、OPT這三種置換算法的缺頁次數(shù)各是多少？ 解 使用FIFO算法，缺頁次數(shù)是 16;使用LRU算法，缺頁次數(shù)是15;使用OPT算 法，缺頁次數(shù)是11。 分析 所有內(nèi)存塊最初都是空的，所以第一