題 操作系統(tǒng)課件

操作系統(tǒng)第一章操作系統(tǒng)引論院(系):計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究室:軟件支持技術(shù)教師:王紅濱2/7/20231本章習題(1)當CPU執(zhí)行操作系統(tǒng)代碼時,稱處理機處于( )A.執(zhí)行態(tài) B.目態(tài) C.管態(tài) D.就緒態(tài)(2)在下列性質(zhì)中,( )不是分時系統(tǒng)的特征。A.多路性 B.交互性 C.獨立性 D.成批性CD2/7/202321、在計算機系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的主要目的是( ),操作系統(tǒng)的主要功能是管理計算機系統(tǒng)中的( ),其中包括( )管理,( )管理以及設(shè)備管理和文件管理,這里的( )管理主要是對進程進行管理。答:提高系統(tǒng)資源的利用率 資源處理機存儲器處理機2/7/202332、利用緩沖區(qū)能有效地緩和( )和( )之間速度不匹配的矛盾,虛擬設(shè)備的功能是使( )變成能被多個進程同時使用的( )。答:CPU I/O設(shè)備一個物理設(shè)備邏輯設(shè)備2/7/20234操作系統(tǒng)第二章進程管理院(系):計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究室:軟件支持技術(shù)教師:王紅濱2/7/20235習題1、對一個可執(zhí)行程序文件,該程序與執(zhí)行它的進程是( )的關(guān)系。2、在單CPU系統(tǒng)中實現(xiàn)并發(fā)技術(shù)后( )A.進程間在一個時間段內(nèi)同時執(zhí)行,CPU與外設(shè)并行工作。B.進程間在一個時刻同時執(zhí)行,CPU與外設(shè)并行工作。C.進程間在一個時間段內(nèi)同時執(zhí)行,CPU與外設(shè)串行工作。D.進程間在一個時刻同時執(zhí)行,CPU與外設(shè)串行工作。3、從靜態(tài)角度上看,進程是由( )、( )、( )三部分組成。4、正在執(zhí)行的進程由于用完其時間片而被暫停執(zhí)行,此時進程應(yīng)從執(zhí)行狀態(tài)變成為( )狀態(tài)。一對多APCB(或進程控制塊)程序段數(shù)據(jù)段就緒2/7/202365、引入進程,可帶來( )和( )的好處,但卻增加了系統(tǒng)的( )和( )開銷。6、臨界區(qū)是指進程中用于( )的那段代碼。7、(1)是一種只能由P和V操作所改變的整型變量,(1)可用于實現(xiàn)進程的(2)和(3),(2)是指排他性地訪問臨界資源。(1)A.控制變量 B.鎖 C.整型信號量D.記錄型信號量(2)(3)A.同步 B.通信 C.調(diào)度 D.互斥8、設(shè)有6個進程共享同一互斥段,若最多允許有3個進程進入互斥段,則所采用的信號量的初值為( )。9、有3個進程共享同一程序段,而每次最多允許兩個進程進入該程序段,若用P、V操作作同步機制,則記錄型信號量S的取值范圍為( )。

資源利用率的提高時間空間系統(tǒng)吞吐量的增加訪問臨界資源CDA32,1,0,-1(或[2,-1])2/7/2023710、為實現(xiàn)消息緩沖隊列通信,在PCB中應(yīng)增加( )、( )和( )三個數(shù)據(jù)項。11、若記錄型信號量S的初值為2,當前值為-1,則表示有( )等待進程。A.0個 B.1個 C.2個 D.3個12、當( )時,進程從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。A.進程被調(diào)度程序選中 B.有高優(yōu)先級進程來C.等待某一事件 D.等待的事件發(fā)生13、在進程狀態(tài)轉(zhuǎn)換時,下列( )轉(zhuǎn)換是不可能發(fā)生的。A.就緒態(tài)—>執(zhí)行態(tài) B.執(zhí)行態(tài)—>就緒態(tài)C.執(zhí)行態(tài)—>阻塞態(tài) D.阻塞態(tài)—>執(zhí)行態(tài)消息隊列首指針消息隊列互斥信號量消息隊列資源信號量BBD2/7/2023814、下列各項工作步驟中,( )不是創(chuàng)建進程所必需的步驟。A.申請一個PCB B.阻塞進程C.為進程分配內(nèi)存等必要資源D.將PCB連接入進程就緒隊列15、在操作系統(tǒng)中,死鎖出現(xiàn)指的是( )A.計算機發(fā)生了重大故障B.資源數(shù)遠遠少于進程數(shù)C.若干進程因競爭資源而無限等待其他進程釋放已占有的資源D.進程同時申請的資源數(shù)超過資源總數(shù)。16、下列關(guān)于進程的敘述中,正確的是( )A.進程獲得CPU而運行是通過調(diào)度得到的。B.優(yōu)先級是進行進程調(diào)度的重要依據(jù),一旦確定不能改變。C.在單CPU系統(tǒng)中,任一時刻都有1個進程處于運行狀態(tài)。D.進程申請CPU得不到滿足時,其狀態(tài)變?yōu)榈却隣顟B(tài)。BCA2/7/2023917、在直接通信方式中,系統(tǒng)通常提供的兩條通信原語如下,請選擇適當?shù)膮?shù)填入。send(________,_______);receive(________,_______)A.SenderB.receiverC.textD.messageE.mailbox18、下列原語中,能進行進程通信的原語是( )和( )A.掛起/撤銷 B.創(chuàng)建/撤銷 C.P、V操作 D.鎖/開鎖19、消息緩沖隊列通信中的臨界資源是( )A.隊列中的某個消息緩沖區(qū)B.整個消息緩沖隊列C.信箱 D.管道20、處于執(zhí)行狀態(tài)中的進程若同時發(fā)生了下列兩種情況:(a)對某信號量執(zhí)行P操作后,其結(jié)果為負。(b)時間片到了中斷發(fā)生。則該進程將由執(zhí)行狀態(tài)變遷為( )狀態(tài)。A.阻塞 B.就緒 C.阻塞或就緒 D.不定BDADCDBA2/7/2023101、設(shè)有無窮多個緩沖區(qū)和無窮多個信息,A進程把信息逐個地寫入每個緩沖區(qū),B進程則逐個地從緩沖區(qū)中取出信息。試問:(1)兩個進程之間的制約關(guān)系。(2)用P、V操作寫出兩進程的同步算法,并給出信號量的初值。(3)指出信號量的變化范圍和其值的含義。2/7/202311答:(1)B進程不能超前A進程,但A進程不受B進程的約束。(2)var S:semaphore;

S:=0; begin parbegin processA begin i:=0; L:i:=i+1; 寫入第i個緩沖區(qū);

V(S);

gotoL; end; parend; end;(3)信號量S的值域為[-1,∞]中的整數(shù),當S=-1時,表示緩沖區(qū)沒有信息(或B讀空),且B要求進一步讀出,也即超前A欲讀取信息而受阻。processBbeginj:=0;M:j:=j+1;

P(S);取出第j個緩沖區(qū)信息;gotoM;end;2/7/2023122、購物問題。某超級市場,可容納100人同時購物,入口處備有籃子,每個購物者可持一個籃子入內(nèi)購物,出口處結(jié)帳,并歸還籃子(出、入口(2個口)僅容納一人通過),請用P、V操作完成購物同步算法。2/7/202313答:var S,mutex1,mutex2:semaphore;

S:=100; mutex1:=1;

mutex2:=1; begin parbegin processPi begin

P(S);

P(mutex1); 進入口處,取一只籃子;

V(mutex1); 選購商品;

P(mutex2); 結(jié)帳,并歸還籃子;

V(mutex2);

V(S); end; parend; end;2/7/202314獨木橋問題3、某條河上只有一座獨木橋(東西向),以便行人過河?，F(xiàn)在河的兩邊都有人要過橋,按照下面的規(guī)則過橋,為了保證過橋安全,請用P、V操作分別實現(xiàn)正確的管理。規(guī)則:(1)每次只有一個人通過橋。 (2)同一方向的可連續(xù)過橋,某方向有人過橋時另一方向的人要等待。2/7/202315(1)var mutex:semaphore:=1;begin parbegin Process(E-W)i(i=1,2,…) begin

P(mutex); 過橋;

V(mutex); end; parend;end;Process(W-E)j(j=1,2,…)begin

P(mutex);過橋;

V(mutex);end;2/7/202316(2)var S,S1,S2:semaphore:=1,1,1; rc1,rc2:integer:=0,0;beginparbegin Process(E-W)i(i=1,2,…) begin

P(S1);

rc1:=rc1+1; ifrc1=1thenP(S);

V(S1); 過橋;

P(S1);

rc1:=rc1-1; ifrc1=0thenV(S);

V(S1); end;parend;end;Process(W-E)j(j=1,2,…)begin

P(S2);rc2:=rc2+1;ifrc2=1thenP(S);

V(S2);過橋;

P(S2);rc2:=rc2-1;ifrc2=0thenV(S);

V(S2);end;2/7/2023174、小路問題。在兩地之間有一條彎曲小路,其中S到T的一段路每次只允許一輛自行車通過,但中間有一個小的“安全島”M(同時允許兩輛自行車停留),可供兩輛自行車在從兩端進入小路情況下錯車使用,如圖,試設(shè)計一個算法使來往的自行車均可順利通過。LKSTM2/7/202318答:var S,SK,T,TL:semaphore:=1,1,1,1; begin parbegin ProcessST begin

P(S);

P(SK); 通過SK; 進入M;

V(SK);

P(TL); 通過LT;

V(TL);

V(S); end; parend; end;ProcessTSbegin

P(T);

P(TL);通過TL;進入M;

V(TL);

P(SK);通過KS;

V(SK);

V(T);end;LKSTM2/7/2023195、揀棋子問題。生產(chǎn)圍棋的工人不小心把相等數(shù)量的黑棋子和白棋子混裝在一個箱子里,現(xiàn)要用自動分揀系統(tǒng)把黑棋子和白棋子分開,該系統(tǒng)由兩個并發(fā)執(zhí)行的進程組成,系統(tǒng)功能如下:(1)進程A專門揀黑子,進程B專門揀白子;(2)每個進程每次只揀一個,當一個進程在揀子時,不允許另一個進程去揀子;(3)當一個進程揀了一個子(黑或白)以后,必讓另一個進程揀一個子(白或黑);2/7/202320答:var S1,S2:semaphore:=1,0; begin paerbegin ProcessA begin repeat

P(S1); 揀黑子;

V(S2);

untilfalse; end; parend; end;ProcessBbeginrepeat

P(S2);揀白子;

V(S1);untilfalse;end;2/7/2023216、某寺廟有小、老和尚若干,有一個水缸,由小和尚提水入水缸供老和尚飲用。水缸可以容納10桶水,水取自同一井水。水井狹窄,每次只能容一個桶取水。水桶總數(shù)為3個,每次入、出水缸僅一桶,且不可同時進行。試P、V操作描述算法。2/7/202322答：var mutex1,mutex2,empty,full,count:semaphore:=1,1,10,0,3; begin parbegin processs小和尚 begin repeat P(empty);

P(count);

P(mutex1);

從井中取水;

V(mutex1);

P(mutex2);

送水入水缸;

V(mutex2);

V(count);

V(full);untilfalse; end; parend; end;processs老和尚beginrepeatP(full);

P(count);

P(mutex2);從缸中取水;

V(mutex2);

V(count);V(empty);untilfalse;end;2/7/202323操作系統(tǒng)院(系):計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究室:軟件支持技術(shù)教師:王紅濱第三章處理機調(diào)度與死鎖2/7/2023241、在三種類型的操作系統(tǒng)中,都設(shè)置了( ),在批處理系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置( )。A.剝奪調(diào)度 B.作業(yè)調(diào)度 C.進程調(diào)度 D.中級調(diào)度2、如果為每一個作業(yè),只建立一個進程,則為了照顧短作業(yè)用戶,應(yīng)采用( ),為照顧緊急作業(yè)的用戶,應(yīng)采用(),為能實現(xiàn)人機交互作用,應(yīng)采用( ),而能使短作業(yè),長作業(yè)及交互作業(yè)用戶都比較滿意時,應(yīng)采用( )。A.FCFS調(diào)度算法 B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法C.時間片輪轉(zhuǎn)法 D.多級反饋隊列調(diào)度算法E.基于優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法CBBECD2/7/2023253、產(chǎn)生死鎖的基本原因是((1) )和((2)),產(chǎn)生死鎖的四個必要條件是互斥條件,((3) ),不剝奪條件和((4))。(1)A.資源分配不當 B.競爭資源 C.作業(yè)調(diào)度不當 D.資源的獨占性(2)A.進程推進順序不當 B.進程調(diào)度不當C.系統(tǒng)中進程太多 D.CPU運行太快(3)A.請求和阻塞 B.請求釋放C.請求和保持條件 D.釋放和阻塞條件(4)A.線性增長條件 B.環(huán)路等待條件C.無序釋放條件 D.有序請求條件BACB2/7/2023264、實際操作系統(tǒng)要兼顧資源的使用和安全可靠,對資源的分配策略,往往采用( )策略。A.死鎖的預(yù)防 B.死鎖的避免C.死鎖的檢測 D.死鎖的預(yù)防、避免和檢測的混合5、在下列死鎖的解決辦法中,屬于死鎖預(yù)防策略的是( )A.銀行家算法 B.資源有序分配法C.死鎖檢測法 D.資源分配圖化簡法6、資源的一次分配法和有序分配法分別破壞了產(chǎn)生死鎖的必要條件中的( )和( ),它們屬于( )。而銀行家算法屬于( )。DB請求和保持條件環(huán)路等待條件死鎖的預(yù)防死鎖避免2/7/2023277、作業(yè)調(diào)度是從( )中選出一批作業(yè),為它們分配( ),并為它們創(chuàng)建( )。8、最有利于提高系統(tǒng)吞吐量的作業(yè)調(diào)度算法是( ),能對緊急作業(yè)進行及時處理的調(diào)度算法是( )。9、在高響應(yīng)比優(yōu)先的調(diào)度算法中,當各個作業(yè)的等待時間相同時,( )將得到優(yōu)先調(diào)度,當各個作業(yè)要求的運行時間相同時,( )將得到優(yōu)先調(diào)度。后備作業(yè)隊列資源進程短作業(yè)優(yōu)先算法優(yōu)先權(quán)高者優(yōu)先算法短作業(yè)最先到達者(或等待時間最長的)2/7/2023281、設(shè)有三道作業(yè),它們的提交時間和運行時間如下表:求:試給出下面兩種調(diào)度算法下,作業(yè)的執(zhí)行順序,平均周轉(zhuǎn)時間和帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時間。(注意:作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度均采用該調(diào)度算法)(1)先來先服務(wù)FCFS調(diào)度算法。(2)短作業(yè)優(yōu)先SJF調(diào)度算法。作業(yè)號提交時刻(時)運行時間(小時)110.002210.101310.250.252/7/202329內(nèi)存無限大,作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度都采用FCFS作業(yè)名提交運行裝入主存開始執(zhí)行結(jié)束執(zhí)行周轉(zhuǎn)帶權(quán)周轉(zhuǎn) 時間 時間時間時間時間時間時間1 10.002 2 10.10 1 3 10.25 0.25

執(zhí)行順序:1->2->3周轉(zhuǎn)時間=結(jié)束執(zhí)行時間-提交時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間/運行時間(1)先來先服務(wù)調(diào)度算法(FCFS)10.0010.0012.002110.1012.0013.002.902.910.2513.0013.25312平均值:2.635.32/7/202330內(nèi)存無限大,作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度都采用SJF作業(yè)名提交運行裝入主存開始執(zhí)行結(jié)束執(zhí)行周轉(zhuǎn)帶權(quán)周轉(zhuǎn) 時間 時間時間時間時間時間時間1 10.002 2 10.10 1 3 10.25 0.25

執(zhí)行順序:1->3->2周轉(zhuǎn)時間=結(jié)束執(zhí)行時間-提交時間帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間/運行時間(2)短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法(SJF)10.0010.0012.002110.1012.2513.253.153.1510.2512.0012.2528平均值:2.384.052/7/2023312、某一系統(tǒng)中有4個進程,有3種資源(R1,R2,R3),進程的資源分配“瞬間狀態(tài)”為：最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002使用銀行家算法回答下列問題：(1)計算數(shù)組還需要(Need)？(2)系統(tǒng)此時是否安全？(3)如果進程P2要求(1,0,1),系統(tǒng)能否立即滿足進程的要求？為什么？(4)如果進程P1要求(1,0,1),系統(tǒng)能否立即滿足進程的要求？為什么？(不算(3))2/7/202332最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002(1)需要(Need)222還需要(Need)1021034202/7/202333最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100112P2613511P3314211P4422002222還需要(Need)102103420(2)利用安全算法對該時刻資源分配情況進行分析,如下圖所示:Work=Available=(1,1,2)Finish[]分配給P2,完成后Work=(6,2,3)ture分配給P3,完成后Work=(8,3,4)ture分配給P4,完成后Work=(8,3,6)ture分配給P1,完成后Work=(9,3,6)ture由以上分析可知,在該時刻存在著一個安全序列{P2，P3，P4，P1},故系統(tǒng)是安全的。2/7/202334(3)P2請求資源:P2發(fā)出請求向量Request2(1,0,1),系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查:①Request2(1,0,1)≤Need2(1,0,2)②Request2(1,0,1)≤Available(1,1,2)③系統(tǒng)先假定可為P2分配資源,并修改Available,Allocation2和Need2向量,由此形成的資源變化情況:最大需求已分配還需求可用資源向量P2613612001011④再利用安全性算法檢查此時系統(tǒng)是否安全。2/7/202335最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322100011

P2613612

P3314211P4422002222還需要(Need)001103420Work=Available=(0,1,1)Finish[]分配給P2,完成后Work=(6,2,3)ture分配給P3,完成后Work=(8,3,4)ture分配給P4,完成后Work=(8,3,6)ture分配給P1,完成后Work=(9,3,6)ture由以上分析可知,在該時刻存在著一個安全序列{P2，P3，P4，P1},故系統(tǒng)是安全的,可以分配。2/7/202336(4)P1請求資源:P1發(fā)出請求向量Request1(1,0,1),系統(tǒng)按銀行家算法進行檢查:①Request1(1,0,1)≤Need1(2,2,2)②Request1(1,0,1)≤Available(1,1,2)③系統(tǒng)先假定可為P1分配資源,并修改Available,Allocation1和Need1向量,由此形成的資源變化情況:最大需求已分配還需求可用資源向量P1322201121011④再利用安全性算法檢查此時系統(tǒng)是否安全。2/7/202337最大需求已分配可用資源 (Max)(Allocation)(Available)P1322201

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P2613511P3314211P4422002121還需要(Need)102103420Work=Available=(0,1,1)Finish[]不能滿足任何進程的需要,故系統(tǒng)進入不安全狀態(tài),此時系統(tǒng)不能分配資源給P12/7/202338操作系統(tǒng)第四章存儲器管理院(系):計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究室:軟件支持技術(shù)教師:王紅濱2/7/2023391、采用連續(xù)分配方式的動態(tài)分區(qū)分配,對如圖所示的內(nèi)存分配情況(其中,陰影部分表示已占用分區(qū),空白部分表示空閑分區(qū)),若要申請一塊40K的內(nèi)存,對于最佳適應(yīng)算法給出分配區(qū)域的首地址是()A.100KBB.190KBC.330KBD.410KB2、采用連續(xù)分配方式的動態(tài)分區(qū)分配,在右圖所示中,若要申請一塊40KB的內(nèi)存,使首地址最大的分配算法()A.首次適應(yīng)算法 B.最佳適應(yīng)算法C.最差適應(yīng)算法 D.循環(huán)首次適應(yīng)算法3、下列算法中最有可能會產(chǎn)生“抖動”現(xiàn)象的是( )。 A.先進先出頁面置換算法 B.最近最久未使用置換算法 C.最少使用頁面置換算法 D.最佳頁面置換算法390KB512KB410KB330KB180KB280KB190KB100KB0KBCCA80k90k60k102k2/7/2023404、存儲管理是對內(nèi)存中( )區(qū)域進行管理。A.整個內(nèi)存 B.供用戶使用的C.供系統(tǒng)使用的 D.供程序使用的5、下面是關(guān)于存儲管理功能的論述,正確的論述是()和( )A.內(nèi)存分配最基本的任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間,其它追求的主要目標是提高存儲空間的利用率。B.為了提高內(nèi)存保護的靈活性,內(nèi)存保護通常由軟件實現(xiàn)。C.對換技術(shù)已不是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中常用的一種技術(shù)。D.地址映射是指將程序空間中的邏輯地址變?yōu)閮?nèi)存空間的物理地址。E.虛擬存儲器是在物理上擴充內(nèi)存容量。6、在下列存儲管理方案中,不適用于多道程序的是( )A.單一連續(xù)分配 B.固定分區(qū)分配C.可重定位分區(qū)分配 D.段頁式存儲分配ADBA2/7/2023417、在固定分區(qū)分配中,每個分區(qū)的大小是( )A.相同的 B.可以不同但作業(yè)長度固定C.可以不同但預(yù)先固定 D.根據(jù)用戶要求而定8、在固定分區(qū)分配中,為了提高內(nèi)存的利用率,可采用如下技術(shù)( )A.按經(jīng)常出現(xiàn)的作業(yè)大小來劃分分區(qū)B.劃分分區(qū)都相同C.不同請求隊列中的作業(yè)可以申請相同的分區(qū)D.大作業(yè)可以申請多個分區(qū)9、采用固定分區(qū)分配的最大缺點是( )A.不利于內(nèi)存的保護 B.分配算法復(fù)雜C.內(nèi)存的利用率不高 D.零頭太多10、可重定位分區(qū)分配采用的地址轉(zhuǎn)換公式是( )A.絕對地址=上界寄存器值+邏輯地址B.絕對地址=下界寄存器值+邏輯地址C.絕對地址=重定位寄存器值+邏輯地址D.絕對地址=塊號*塊長+頁內(nèi)地址CACC2/7/20234211、對外存對換區(qū)的管理以( )為主要目標,對外存文件區(qū)的管理以( )為主要目標。A.提高系統(tǒng)吞吐量 B.提高存儲空間的利用率C.降低存儲費用 D.提高換入/換出的速度12、采用分頁存儲管理使處理器執(zhí)行指令的速度( )A.提高 B.降低 C.不定 D.不受影響13、分段存儲管理中,分段是由用戶決定的,因此( )A.段內(nèi)的地址和段間的地址都是連續(xù)的B.段內(nèi)的地址是連續(xù)的,而段間的地址是不連續(xù)的C.段內(nèi)的地址是不連續(xù)的,而段間的地址是連續(xù)的D.段內(nèi)的地址和段間的地址都不是連續(xù)的14、在請求分頁管理中,在頁表中增加了若干項,其中狀態(tài)位供( )時參考,修改位供()時參考,訪問字段供( )時參考,外存地址供( )時參考。 A.分配頁面 B.置換算法 C.程序訪問 D.換出頁面 E.調(diào)入頁面DBBBCDBE2/7/20234315、請求分頁管理中,缺頁中斷率與進程所得的內(nèi)存物理塊數(shù),( )和( )等因素有關(guān)。A.頁表的位置B.置換算法C.頁面大小D.進程調(diào)度算法16、請求分頁管理中,頁面的大小與可能產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)( )A.成正比 B.成反比 C.無關(guān) D.成固定比值17、下列說法正確的是( )A.在段頁式系統(tǒng)中,以頁為單位管理用戶的虛擬空間,以段為單位管理內(nèi)存空間。B.在段頁式系統(tǒng)中,以段為單位管理用戶的虛擬空間,以頁為單位管理內(nèi)存空間。C.為提高請求分頁系統(tǒng)中內(nèi)存的利用率,允許用戶使用不同大小的頁面。D.在虛擬存儲器中,為了能讓更多的作業(yè)同時運行,通常只裝入10%的作業(yè)后便運行。BCBB2/7/20234418、在下面的存儲管理方案中,可以使用上下界地址寄存器實現(xiàn)存儲保護的是( )和( )A.固定分區(qū)存儲管理 B.動態(tài)分區(qū)存儲管理C.分頁存儲管理 D.分段存儲管理19、虛擬存儲器最基本的特征是((1) ),該特征主要是基于((2) ),實現(xiàn)虛擬存儲器最關(guān)鍵的技術(shù)是((3) )。(1)A.一次性 B.多次性C.離散性 D.駐留性(2)A.計算機的高速性 B.大容量內(nèi)存 C.大容量硬盤D.循環(huán)性原理 E.局部性原理(3)A.內(nèi)存分配B.置換算法C.請求調(diào)頁(段)D.對換空間管理20、碎片最嚴重的存儲管理方式是( ) A.固定分區(qū) B.動態(tài)分區(qū) C.分頁管理 D.分段ABBECA2/7/20234521、在動態(tài)分區(qū)分配的算法中,首次適應(yīng)算法傾向于優(yōu)先利用內(nèi)存中的( )部分的空閑分區(qū),從而保留了( )部分的空閑分區(qū)。22、地址變換機構(gòu)的最基本任務(wù)是將( )中的( )變換為( )中的( )。在分頁系統(tǒng)中為實現(xiàn)地址變換而設(shè)置了頁表寄存器,其中存放了( )和( ),在進程未運行時,他們存放在( )中。在分頁系統(tǒng)中進行地址變換時,應(yīng)將頁表寄存器中的( )和( )進行相加,得到該頁的在頁表中的位置,從中可得到( )。23、為實現(xiàn)請求分頁管理,應(yīng)在頁表中增加( )、( )、( )、( )幾項。低地址高地址用戶地址空間邏輯地址(或相對地址)內(nèi)存空間物理地址(或絕對地址)頁表始址頁表長度PCB(或進程控制塊)頁表始址頁號物理塊號狀態(tài)位訪問字段修改位外存地址2/7/20234624、假定某分頁存儲管理的系統(tǒng)中,內(nèi)存容量為1MB,被分成256塊,塊號為0,1,2,......,255。某作業(yè)的地址空間占4頁,其頁號為0,1,2,3,被分配到內(nèi)存的第2,4,1,5塊中。則有:(1)內(nèi)存地址應(yīng)該用( )位來表示。(2)作業(yè)每一頁的長度為( ),邏輯地址中的頁內(nèi)地址應(yīng)用( )位表示。(3)把作業(yè)中每一頁在分到的內(nèi)存中的起始地址填入下表:204KB12頁號起始地址01238KB16KB4KB20KB2/7/202347段號段的長度(字節(jié))內(nèi)存起始地址(字節(jié))0660219114333021009035801237496195225、某分段存儲管理中采用如下表所示的段表:(1)給定段號2和段內(nèi)地址90(單位字節(jié)),說明分段管理中的地址變換過程(沒有快表的)？(2)計算[0,430],[1,10],[2,500],[3,400],[4,20],[5,100],的內(nèi)存地址,其中方括號內(nèi)的第一元素是段號,第二元素是段內(nèi)地址(單位字節(jié))。(3)說明存取主存中的一條指令或數(shù)據(jù)至少要訪問幾次主存。2/7/202348答:(1)地址變換圖:邏輯地址:段長物理地址始址段號越界中斷段表始址段表長度>段號(2)段內(nèi)地址(90)段表寄存器:+0219133302903123790+90660141005804195296+2/7/202349(2)[0,430]——>物理地址:[1,10]——>物理地址:[2,500]——>物理地址:[3,400]——>物理地址:[4,20]——>物理地址:[5,100]——>物理地址:(3)兩次:一次是訪問段表,另一次是訪問需要的指令或數(shù)據(jù)。219+430=6493330+10=3340由于500>100,所以段內(nèi)地址越界1237+400=16371952+20=1972由于5>4,所以段號越界2/7/202350頁號塊號0123356226、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[0,100],[1,179],[2,785]和[3,1010],頁內(nèi)地址單位字節(jié),轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理地址。答:(1)對于邏輯地址[0,100],查頁表第0頁在第3塊,所以物理地址為:(2)對于邏輯地址[1,179],查頁表第1頁在第5塊,所以物理地址為:(3)對于邏輯地址[2,785],查頁表第2頁在第6塊,所以物理地址為:(4)對于邏輯地址[3,1010],查頁表第3頁在第2塊,所以物理地址為:10243＋100＝317210245＋179＝529910246＋785＝692910242＋1010＝30582/7/20235127、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)邏輯地址需要多少位表示？(二進制)(2)絕對地址需要多少位表示？(二進制)答: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)頁的絕對地址由塊號和頁內(nèi)地址的拼接,所以需要5+10=15位二進制數(shù)表示。2/7/202352頁號物理塊號05110243728、某虛擬存儲器的用戶編程空間共32個頁面,每頁為1KB,內(nèi)存為16KB。假定某時刻一用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面的頁號和物理塊號的對照表如下:問:(1)邏輯地址的有效位是( )位？(2)物理地址需要( )位？(3)則邏輯地址0A5CH所對應(yīng)的物理地址是什么？(要求寫出計算步驟)

(4)則邏輯地址093CH所對應(yīng)的物理地址是什么？(要求寫出計算步驟)

15142/7/202353解:[分析]分頁存儲管理的邏輯地址分為兩部分:頁號和頁內(nèi)地址。由已知條件“用戶編程空間共32個頁面”,可知頁號部分占5位；由“每頁為1KB”,1K=210,可知頁內(nèi)地址占10位。由“內(nèi)存為16KB”,可知有16塊,塊號為4位。(3)邏輯地址0A5CH所對應(yīng)的二進制表示形式是:

0000101001011100,根據(jù)上面的分析,下劃線部分為頁內(nèi)地址,編碼“000010”為頁號,表示該邏輯地址對應(yīng)的頁號為2。查頁表,得到物理塊號是4(十進制),即物理塊地址為:0100,拼接塊內(nèi)地址1001011100,得01001001011100,即125CH。(4)邏輯地址093CH所對應(yīng)的二進制表示形式是:

0000100100111100,根據(jù)上面的分析,下劃線部分為頁內(nèi)地址,編碼“000010”為頁號,表示該邏輯地址對應(yīng)的頁號為2。查頁表,得到物理塊號是4(十進制),即物理塊地址為:0100,拼接塊內(nèi)地址0100111100,得01000100111100,即113CH。2/7/20235429、已知某進程訪問以下頁面:0、0、3、1、1、4、0、5、6、6、2、4、6、7、7、0、0、6、7、2,如果進程有3個頁框可用且使用下列置換算法,求出現(xiàn)缺頁的次數(shù)及缺頁率。(1)先進先出FIFO置換算法(2)最近最久未使用LRU置換算法2/7/202355331310140004054056256246247047067062(1)先進先出FIFO置換算法缺頁次數(shù):13次(算前3個),缺頁率:13/20=65%2/7/202356331310140004054056256246746706726(2)最近最久未使用LRU置換算法缺頁次數(shù):12次(算前3個),缺頁率:12/20=60%2/7/20235730、已知某進程訪問以下頁面:4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,當分配該進程的物理塊數(shù)M分別是3和4時,分別采用先進先出FIFO置換算法和最近最久未使用LRU置換算法,求出現(xiàn)缺頁的次數(shù)及缺頁率,并比較所得結(jié)果。2/7/202358332324214441431435235215(1)先進先出FIFO置換算法(3個物理塊時)缺頁次數(shù):9次(算前3個),缺頁率:9/12=75%2/7/202359332324214441431435432132(2)最近最久未使用LRU置換算法(3個物理塊時)缺頁次數(shù):10次(算前3個),缺頁率:10/12=83%1522/7/202360(3)先進先出FIFO置換算法(4個物理塊時)缺頁次數(shù):10次(算前3個),缺頁率:10/12=83%

4444

3323232115

4215

4315

4325

4321

53212/7/202361(4)最近最久未使用LRU置換算法(4個物理塊時)缺頁次數(shù):8次(算前3個),缺頁率:8/12=67%

4444

3323235114

3524

3124

31252/7/202362 通過以上缺頁次數(shù)和缺頁率的分析計算,可以看出,對于最近最久未使用LRU置換算法,增加物理塊數(shù),可以減少缺頁次數(shù),降低缺頁率,而對先進先出FIFO置換算法,增加物理塊數(shù),不一定能減少缺頁次數(shù)。2/7/202363操作系統(tǒng)第五章設(shè)備管理院(系):計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究室:軟件支持技術(shù)教師:王紅濱2/7/2023641、通過硬件和軟件的功能擴充,把原來獨占的設(shè)備改造成若干用戶共享的設(shè)備,這種設(shè)備稱為( )A.存儲設(shè)備 B.系統(tǒng)設(shè)備 C.虛擬設(shè)備 D.用戶設(shè)備2、CPU輸出數(shù)據(jù)的速度遠遠高于打印機的打印速度,為解決這一矛盾,可采用( )A.并行技術(shù) B.通道技術(shù) C.緩沖技術(shù) D.虛擬存儲技術(shù)3、為了使多個進程能有效地同時處理I/O,最好使用( )結(jié)構(gòu)的緩沖技術(shù)。A.緩沖池 B.單緩沖區(qū) C.雙緩沖區(qū) D.循環(huán)緩沖區(qū)CCA2/7/2023654、磁盤屬于((1) ),信息的存取是以((2) )單位進行的,磁盤的I/O控制主要采取((3) )方式,打印機的I/O控制主要采取((3) )方式。(1)A.字符設(shè)備 B.獨占設(shè)備 C.塊設(shè)備 D.虛擬設(shè)備(2)A.位 B.字節(jié) C.幀 D.數(shù)據(jù)塊(3)A.程序I/O方式 B.中斷驅(qū)動I/O方式 C.DMA D.SPOOLing5、下面關(guān)于設(shè)備屬性的論述中正確的為( )A.字符設(shè)備的一個基本特征是可尋址的,即能指定輸入時的源地址和輸出時的目標地址B.共享設(shè)備必須是可尋址的和可隨機訪問的設(shè)備C.共享設(shè)備是指在同一時刻內(nèi),允許多個進程同時訪問的設(shè)備D.在分配共享設(shè)備和獨占設(shè)備時,都可能引起進程死鎖CDCBB2/7/2023666、下面關(guān)于虛擬設(shè)備的論述中,正確的是( )A.虛擬設(shè)備是指允許用戶使用比系統(tǒng)中具有的物理設(shè)備更多的設(shè)備B.虛擬設(shè)備是指把一個物理設(shè)備變成多個對應(yīng)的邏輯設(shè)備C.虛擬設(shè)備是指允許用戶以標準化方式來使用物理設(shè)備D.虛擬設(shè)備是指允許用戶程序不必全部裝入內(nèi)存便可使用系統(tǒng)中的設(shè)備7、通道是一種特殊((1) ),具有((2) )能力,它用于實現(xiàn)((3) )之間的信息傳輸。(1)A.I/O設(shè)備B.設(shè)備控制器 C.處理機 D.I/O控制器(2)A.執(zhí)行I/O指令集 B.執(zhí)行CPU指令集 C.傳輸I/O指令 D.運行I/O進程(3)A.內(nèi)存與外設(shè) B.CPU與外設(shè) C.內(nèi)存與外存D.CPU與外存BCAA2/7/2023678、為實現(xiàn)設(shè)備分配,應(yīng)為每一個設(shè)備設(shè)置一張((1)),在系統(tǒng)中配置一張((1)),為實現(xiàn)設(shè)備的獨立性,系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置一張((2))(1)A.設(shè)備控制表 B.控制器控制表 C.系統(tǒng)設(shè)備表 D.設(shè)備分配表(2)A.設(shè)備開關(guān)表 B.I/O請求表 C.系統(tǒng)設(shè)備表 D.邏輯設(shè)備表9、下面不適合磁盤調(diào)度算法的是( )A.FCFS B.SCAN C.SSTF D.時間片輪換算法10、在大型系統(tǒng)中,主機通常是通過( )和( )與外設(shè)相連。ACDD通道設(shè)備控制器2/7/20236811、操作系統(tǒng)中通常采用的I/O控制方式有( )、( )、( )和( )。在對打印機進行I/O控制時,通常采用( ),對磁盤的I/O控制采用( )控制方式。而DMA是指允許( )與( )之間直接交換數(shù)據(jù)的控制器,在DMA中必須設(shè)置地址寄存器,用于存放( )。12、SPOOLing系統(tǒng)是由磁盤中的( )和( ),內(nèi)存中的( )和( ),以及( )和( )所構(gòu)成。SPOOLing是對脫機I/O工作方式的模擬,SPOOLing系統(tǒng)中的( )和( )是對脫機輸入輸出中的磁盤進行模擬,( )和( )是對脫機輸入輸出中的外圍控制機進行模擬。程序I/O方式直接存儲器訪問DMAI/O控制方式I/O通道控制方式中斷驅(qū)動I/O控制方式中斷驅(qū)動I/O控制方式DMA外部設(shè)備內(nèi)存內(nèi)存起始地址輸入井輸出井輸入緩沖區(qū)輸出緩沖區(qū)輸入進程輸出進程輸入井輸出井輸入進程輸出進程2/7/20236913、設(shè)備管理中引入緩沖區(qū)機制的主要原因是( )、( )和( )。14、設(shè)備管理的主要功能是( )、( )、( )、( )及( )等。緩和CPU與I/O設(shè)備之間速度不匹配矛盾減少對CPU的中斷頻率,放寬對CPU中斷響應(yīng)時間的限制提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性緩沖區(qū)管理設(shè)備分配設(shè)備處理虛擬設(shè)備實現(xiàn)設(shè)備獨立性2/7/20237015、假定一磁盤有200個柱面,編號為0—199,在完成了磁道125處的請求后,當前正在磁道143處為一個請求服務(wù)。若請求隊列的先后順序為 86,147,91,177,94,150,102,175,130試分別采用FCFS(先來先服務(wù))、SSTF(最短尋道時間優(yōu)先)、SCAN(掃描)算法和CSCAN(循環(huán)掃描)完成上述請求,寫出磁頭移動的順序,并計算存取臂移動總量(單位為磁道數(shù))。2/7/202371答:采用FCFS算法調(diào)度時(當前143) 被訪問的下一個磁道號 移動距離(磁道數(shù)) 86 57 147 61 91 56 177 86 94 83 150 56 102 48 175 73 130 45 總移動量:5652/7/202372采用SSTF算法調(diào)度時(當前14