計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第四版湯小丹課后答案完整版

集團(tuán)文件版本號(hào)：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）集團(tuán)文件版本號(hào)：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第四版湯小丹課后答案完整版第一章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(kāi)放性2．OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)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(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象3．為什么說(shuō)OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(duì)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(duì)硬件資源操作的第二層次抽象。OS通過(guò)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(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。4．試說(shuō)明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？答：主要?jiǎng)恿?lái)源于四個(gè)方面的社會(huì)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(shuō)明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？答：推?dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ歉玫貪M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(tái)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(wèn)題是什么？應(yīng)如何解決？答：關(guān)鍵問(wèn)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(duì)及時(shí)接收問(wèn)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(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個(gè)終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對(duì)及時(shí)處理問(wèn)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(gè)作業(yè)分配一個(gè)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)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)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)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(shuō)明。答：硬實(shí)時(shí)任務(wù)是指系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，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(cuò)過(guò)了任務(wù)的截止時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不大。舉例：網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的更新、火車售票系統(tǒng)。10．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：?jiǎn)斡脩魡稳蝿?wù)操作系統(tǒng)，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS.11．試列出WindowsOS中五個(gè)主要版本，并說(shuō)明它們分別較之前一個(gè)版本有何改進(jìn)。答：（1）MicrosoftWindows1.0是微軟公司在個(gè)人電腦上開(kāi)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(gè)支持32位。帶來(lái)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(jìng)爭(zhēng)。（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(jiǎn)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）、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?。┖惋@示子系統(tǒng)。。12．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）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，都是以人所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定；而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，是以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來(lái)確定的，一般為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于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)的交互僅限于訪問(wèn)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)。（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(cuò)都可能帶來(lái)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(jí)容錯(cuò)措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。13．OS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(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。14．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(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。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)。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。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，選出若干個(gè)作業(yè)，為他們分配運(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。15．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。16．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I/O請(qǐng)求，為用戶分配I/O設(shè)備；提高CPU和I/O設(shè)備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用I/O設(shè)備.17．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。18．是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？答：操作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個(gè)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，三是程序執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)知性，即每個(gè)程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時(shí)間是不確定的。19．模塊接口法存在哪些問(wèn)題？可通過(guò)什么樣的途徑來(lái)解決？答：（1）模塊接口法存在的問(wèn)題：①在OS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(duì)接口的實(shí)際需求。②在OS設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者必須做出一系列的決定，每一個(gè)決定必須建立在上一個(gè)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(wú)法尋找可靠的順序，造成各種決定的無(wú)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(wú)序模塊法”。（2）解決途徑：將模塊接口法的決定順序無(wú)序變有序，引入有序分層法。20．在微內(nèi)核OS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)：⑴數(shù)據(jù)的分布處理和存儲(chǔ)。⑵便于集中管理。⑶靈活性和可擴(kuò)充性。⑷易于改編應(yīng)用軟件。21．試描述什么是微內(nèi)核OS。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)。22．在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS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)。23．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。24．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4）提供了對(duì)分布式系統(tǒng)的支持5）融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)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(DirectedAcyclicGraph)，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:S1=a：=x+y;S2=b：=z+1;S3=c：=a–b；S4=w：=c+1;答：其前趨圖為：3.什么程序并發(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)程和程序答：(1)動(dòng)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。(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。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．試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。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（3）執(zhí)行狀態(tài)→阻塞狀態(tài)：I/O請(qǐng)求（4）阻塞狀態(tài)→就緒狀態(tài)：I/O完成9．為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？答：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(duì)換北京石油化工學(xué)院信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系5/48《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》習(xí)題參考答案余有明與計(jì)07和計(jì)G09的同學(xué)們編著5/48需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。10．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(guò)程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息。11．試說(shuō)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(qǐng)求。12．試說(shuō)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：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/O故障）、外界干預(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）。13．在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？答：（1）OS發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語(yǔ)Creat()；（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.14．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，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。15．試說(shuō)明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？答：a.請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)；b.啟動(dòng)某種操作；c.新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；d.無(wú)新工作可做.16．進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在哪兩種形式的制約？并舉例說(shuō)明之。答：（1）間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進(jìn)程A和B，如果A提出打印請(qǐng)求，系統(tǒng)已把唯一的一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程B，則進(jìn)程A只能阻塞；一旦B釋放打印機(jī)，A才由阻塞改為就緒。（2）直接相互制約關(guān)系。舉例：有輸入進(jìn)程A通過(guò)單緩沖向進(jìn)程B提供數(shù)據(jù)。當(dāng)緩沖空時(shí)，計(jì)算進(jìn)程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當(dāng)進(jìn)程A把數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進(jìn)程B；反之，當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，進(jìn)程A因沒(méi)有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進(jìn)程B將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便喚醒A。17．為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行“進(jìn)入?yún)^(qū)”代碼？而在退出前又要執(zhí)行“退出區(qū)”代碼？答：為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問(wèn)的臨界資源是否正被訪問(wèn)的代碼，如果未被訪問(wèn)，該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)資源進(jìn)行訪問(wèn)，并設(shè)置正被訪問(wèn)標(biāo)志，如果正被訪問(wèn)，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼為"進(jìn)入?yún)^(qū)"代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行"退出區(qū)"代碼，用于恢復(fù)未被訪問(wèn)標(biāo)志，使其它進(jìn)程能再訪問(wèn)此臨界資源。18.同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么？答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。19.試從物理概念上說(shuō)明記錄型信號(hào)量wait和signal。答：wait(S)：當(dāng)S.value>0時(shí)，表示目前系統(tǒng)中這類資源還有可用的。執(zhí)行一次wait操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源減少一個(gè)，因此描述為S.value:=S.value-1；當(dāng)S.value<0時(shí)，表示該類資源已分配完畢，進(jìn)程應(yīng)調(diào)用block原語(yǔ)自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表S.L中。signal(S)：執(zhí)行一次signal操作，意味著釋放一個(gè)單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類資源數(shù)增加一個(gè)，故執(zhí)行S.value:=S.value+1操作。若加1后S.value≤0，則表示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，因此應(yīng)調(diào)用wakeup原語(yǔ)，將S.L鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。20．你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？答：整型信號(hào)量機(jī)制不完全遵循同步機(jī)制的四條準(zhǔn)則，它不滿足“讓權(quán)等待”準(zhǔn)則。21．如何利用信號(hào)量機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)？并舉例說(shuō)明之。答：為使多個(gè)進(jìn)程互斥訪問(wèn)某臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號(hào)量mutex，并設(shè)其初值為1，然后將各進(jìn)程訪問(wèn)該資源的臨界區(qū)CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作之間即可。這樣，每個(gè)欲訪問(wèn)該臨界資源的進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，都要先對(duì)mutex執(zhí)行wait操作，若該資源此刻未被訪問(wèn)，本次wait操作必然成功，進(jìn)程便可進(jìn)入自己的臨界區(qū)，這時(shí)若再有其他進(jìn)程也欲進(jìn)入自己的臨界區(qū)，此時(shí)由于對(duì)mutex執(zhí)行wait操作定會(huì)失敗，因而該進(jìn)程阻塞，從而保證了該臨界資源能被互斥訪問(wèn)。當(dāng)訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程退出臨界區(qū)后，應(yīng)對(duì)mutex執(zhí)行signal操作，釋放該臨界資源。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的進(jìn)程描述如下：Varmutex:semaphore:=1；beginparbeginprocess1:beginrepeatwait(mutex)；criticalsectionsignal(mutex)；remaindersectionuntilfalse；endprocess2:beginrepeatwait(mutex)；criticalsectionsignal(mutex)；remaindersectionuntilfalse；endparend22．試寫(xiě)出相應(yīng)的程序來(lái)描述圖2-17所示的前驅(qū)圖。答：（a）Vara,b,c,d,e,f,g,h;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);end;beginwait(c);S4;signal(f);end;beginwait(d);S5;signal(g);end;beginwait(e);S6;signal(h);end;beginwait(f);wait(g);wait(h);S7;end;parendend（b）Vara,b,c,d,e,f,g,h,i,j;semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;beginparbeginbeginS1;signal(a);signal(b);end;beginwait(a);S2;signal(c);signal(d);end;beginwait(b);S3;signal(e);signal(f);end;beginwait(c);S4;signal(g);end;beginwait(d);S5;signal(h);end;beginwait(e);S6;signal(i);end;beginwait(f);S7;signal(j);end;beginwait(g);wait(h);wait(i);wait(j);S8;end;parendend23．在生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對(duì)執(zhí)行結(jié)果有何影響？答：如果缺少signal(full)，那么表明從第一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開(kāi)始就沒(méi)有改變信號(hào)量full值，即使緩沖池產(chǎn)品已滿，但full值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行wait(full)時(shí)認(rèn)為緩沖池是空而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開(kāi)始從中取產(chǎn)品，這時(shí)empty=0，full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)產(chǎn)品empty值并不改變，直到緩沖池取空了，empty值也是0，即使目前緩沖池有n個(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)樯暾?qǐng)不到空緩沖區(qū)被阻塞。24．在生產(chǎn)消費(fèi)者問(wèn)題中，如果將兩個(gè)wait操作即wait(full)和wait(mutex)互換位置，或者將signal(mutex)與signal（full）互換位置，結(jié)果如何？答：將wait(full)和wait(mutex)互換位置后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行wait(empty)操作時(shí)，它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行signal(empty)來(lái)喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行signal(mutex)操作，從而使試圖通過(guò)執(zhí)行wait(mutex)操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex)和signal(full)互換位置后只是影響進(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。25．我們?cè)跒槟骋慌R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖，當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已打開(kāi)。試寫(xiě)出開(kāi)鎖和關(guān)鎖的原語(yǔ)，并利用他們實(shí)現(xiàn)互斥。答：整型信號(hào)量：lock(W):whileW=1dono-opW:=1;unlock(W):W:=0;記錄型信號(hào)量：lock(W):W:=W+1;if(W>1)thenblock(W,L)unlock(W):W:=W-1;if(W>0)thenwakeup(W,L)例子：VarW:semaphore:=0；beginrepeatlock(W);criticalsectionunlock(W);remaindersectionuntilfalse;end26．試修改下面生產(chǎn)者－消費(fèi)者問(wèn)題解法中的錯(cuò)誤:答：producer:beginrepeat…produceraniteminnextp;wait(mutex);wait(full);buffer(in):=nextp;signal(mutex);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty);nextc:=buffer(out);out:=out+1;signal(mutex);consumeriteminnextc;untilfalse;end27．試?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫(xiě)出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題的算法.答：Varchopstick:array[0,…,4]ofsemaphore;所有信號(hào)量均被初始化為1，第i位哲學(xué)家的活動(dòng)可描述為：RepeatWait(chopstick[i]);Wait(.chopstick[(i+1)mod5]);…Ea.t;…Signal(chopstick[i]);Signal(chopstick[(i+1)mod5])Ea.t;…Think;Untilfalse;28．在測(cè)量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)從該單緩沖中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.試寫(xiě)出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法。答：a.Varmutex,empty,full:semaphore:=1,1,0;gather:beginrepeat……gatherdatainnextp;wait(empty);wait(mutex);buffer:=nextp;signal(mutex);signal(full);untilfalse;endcompute:beginrepeat……wait(full);wait(mutex);nextc:=buffer;signal(mutex);signal(empty);computedatainnextc;untilfalse;endb.Varempty,full:semaphore:=1,0;gather:beginrepeat……gatherdatainnextp;wait(empty);buffer:=nextp;signal(full);untilfalse;endcompute:beginrepeat……wait(full);nextc:=buffer;signal(empty);computedatainnextc;untilfalse;end29．畫(huà)圖說(shuō)明管程由哪幾部分組成，為什么要引入條件變量？答：管程由四部分組成：①管程的名稱；②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明；③對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過(guò)程；④對(duì)局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語(yǔ)句；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程，在管程中時(shí)被阻塞或掛起，直到阻塞或掛起的原因解除，而在此期間，如果該進(jìn)程不釋放管程，則其它進(jìn)程無(wú)法進(jìn)入管程，被迫長(zhǎng)時(shí)間地等待。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了條件變量condition。30．如何利用管程來(lái)解決生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題？答：首先建立一個(gè)管程，命名為ProclucerConsumer，包括兩個(gè)過(guò)程：（1）Put（item）過(guò)程。生產(chǎn)者利用該過(guò)程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩沖池，用整型變量count表示在緩沖池中已有的產(chǎn)品數(shù)目，當(dāng)count≥n時(shí)，表示緩沖池已滿，生產(chǎn)者須等待。（2）get（item）過(guò)程。消費(fèi)者利用該過(guò)程從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)count≤0時(shí)，表示緩沖池中已無(wú)可取的產(chǎn)品，消費(fèi)者應(yīng)等待。PC管程可描述如下：typeproducer-consumer=monitorVarin,out,count:integer;buffer:array[0,…,n-1]ofitem;notfull，notempty:condition;procedureentrydot(item)beginifcount>=nthennotfull.wait;buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;count:=count+1;ifnotempty.queuethennotempty.signal;endprocedureentryget(item)beginifcount<=0thennotfull.wait;nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;count:=count-1;ifnotfull.quenethennotfull.signal;endbeginin:=out:=0;count:=0end在利用管程解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問(wèn)題時(shí)，其中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為：producer:beginpepeatproduceanineminnestpPC.put(item);untilfalse;endconsumer:beginrepeatPC.get(item);consumetheiteminenxtc;untilfalse;end31．什么是AND信號(hào)量？試?yán)肁ND信號(hào)量寫(xiě)出生產(chǎn)者一消費(fèi)者問(wèn)題的解法。答：為解決并行帶來(lái)的死鎖問(wèn)題，在wait操作中引入AND條件，其基本思想是將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所需要的所有臨界資源，一次性地全部分配給進(jìn)程，用完后一次性釋放。解決生產(chǎn)者－消費(fèi)者問(wèn)題可描述如下:varmutex,empty,full:semaphore:=1,n,0;buffer:array[0,...,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeat…produceaniteminnextp;…wait(empty);wait(s1,s2,s3,...,sn);//s1,s2,...,sn為執(zhí)行生產(chǎn)者進(jìn)程除empty外其余的條件wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1)modn;signal(mutex);signal(full);signal(s1,s2,s3,...,sn);untilfalse;endconsumer:beginrepeatwait(full);wait(k1,k2,k3,...,kn);//k1,k2,...,kn為執(zhí)行消費(fèi)者進(jìn)程除full外其余的條件wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;signal(mutex);signal(empty);signal(k1,k2,k3,...,kn);consumetheiteminnextc;untilfalse;endparendend32．什么是信號(hào)量集？試?yán)眯盘?hào)量集寫(xiě)出讀者一寫(xiě)者問(wèn)題的解法。答：對(duì)AND信號(hào)量加以擴(kuò)充，形成的信號(hào)量集合的讀寫(xiě)機(jī)制。解法：VarRNinteger;L,mx:semaphore:=RN,1;beginparbeginreader:beginrepeatSwait(L,1,1);Swait(mx,1,1);…performreadoperation;…Ssignal(L,1);untilfalseendwriter:beginrepeatSwait(mx,1,1;L,RN,0);performwriteoperation;Ssignal(mx,1);untilfalseendparendend33．試比較進(jìn)程間的低級(jí)與高級(jí)通信工具。答：用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，效率低，通信對(duì)用戶不透明，所有操作都必須由程序員來(lái)實(shí)現(xiàn)，而高級(jí)通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷，用戶直接利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。34．當(dāng)前有哪幾種高級(jí)通信機(jī)制？答：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。35．消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能？答：（1）構(gòu)成消息（2）發(fā)送消息（3）接收梢息（4）互斥與同步。36．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(kāi)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。37．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）共享進(jìn)程資源。38.試從調(diào)度性，并發(fā)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(gè)進(jìn)程的多個(gè)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)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問(wèn)隸屬進(jìn)程的資源。（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)銷顯著大于線程。39.為了在多線程OS中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步與通信，通常提供了哪幾種同步機(jī)制？答：同步功能可以控制程序流并訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，從而并發(fā)執(zhí)行多個(gè)線程。共有四種同步模型：互斥鎖、讀寫(xiě)鎖、條件變量和信號(hào)。40．用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號(hào)量和公用信號(hào)量之間有何差別？答：（1）私用信號(hào)量。當(dāng)某線程需利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同一進(jìn)程中各線程之間的同步時(shí)，可調(diào)用創(chuàng)建信號(hào)量的命令來(lái)創(chuàng)建一個(gè)私用信號(hào)量，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在應(yīng)用程序的地址空間中。（2）公用信號(hào)量。公用信號(hào)量是為實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間或不同進(jìn)程中各線程之間的同步而設(shè)置的。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在受保護(hù)的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)中，由OS為它分配空間并進(jìn)行管理。41．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。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、線程間的同步與通信等功能，都無(wú)需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。用戶級(jí)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(wú)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?jī)?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(gè)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。42．試說(shuō)明用戶級(jí)線程的實(shí)現(xiàn)方法。答：用戶級(jí)線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在“運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)”與“內(nèi)核控制線程”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)核提供服務(wù)，利用LWP進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。43．試說(shuō)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(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA，其中包括若干個(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。第三章第三章處理機(jī)調(diào)度與死鎖1．高級(jí)調(diào)度與低級(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？答：高級(jí)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(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)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(jí)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．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(shuō)明書(shū)。系統(tǒng)根據(jù)該說(shuō)明書(shū)對(duì)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(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)的順序加工的步驟。作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。3．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(shí)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(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4．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)？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(jiǎn)單的是先來(lái)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(jí)的調(diào)度算法。5．試說(shuō)明低級(jí)調(diào)度的主要功能。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)分配給進(jìn)程。6．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。7．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。8．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(jí)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。9．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？答：靜態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變的優(yōu)先級(jí)。動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)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(jí)，可以獲得更好的調(diào)度性能。確定進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的依據(jù)：進(jìn)程類型、進(jìn)程對(duì)資源的需求和用戶要求。10．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(gè)或多個(gè)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(zhǎng)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(gè)或若干個(gè)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(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程。11．在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大小？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(gè)因素：系統(tǒng)對(duì)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。12．通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明通常的優(yōu)先級(jí)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(kāi)始截止時(shí)間和任務(wù)緊急/松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級(jí)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。13．為什么說(shuō)多級(jí)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(huì)感到滿足。（2）短批處理作業(yè)用戶，開(kāi)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(gè)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(duì)于稍長(zhǎng)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(zhǎng)批處理作業(yè)，它將依次在第1，2，…，n個(gè)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(zhǎng)期得不到處理。所以，多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能滿足多用戶需求。14．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：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中通常有著多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)。若處理機(jī)的處理能力不夠強(qiáng)，有可能因?yàn)樘幚頇C(jī)忙不過(guò)來(lái)而使某些實(shí)時(shí)任務(wù)得不到及時(shí)處理，導(dǎo)致發(fā)生難以預(yù)料的后果。15．按照調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種？答：可分為非搶占式和搶占式兩種算法。而非搶占式算法又分為非搶占式輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先調(diào)度算法；搶占式調(diào)度算法又分為基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先權(quán)和立即搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。16．什么是最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說(shuō)明。答：根據(jù)任務(wù)的開(kāi)始截止時(shí)間確定的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。截止時(shí)間越早則優(yōu)先級(jí)越高。該算法要求在系統(tǒng)中保持一個(gè)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。舉例：非搶占式調(diào)度方式用于非周期實(shí)時(shí)任務(wù)。圖3-9是將該算法用于非搶占調(diào)度方式之例。該例中具有四個(gè)非周期任務(wù)，它們先后到達(dá)。系統(tǒng)首先調(diào)度任務(wù)1執(zhí)行，在任務(wù)1執(zhí)行期間，任務(wù)2、3又先后到達(dá)。由于任務(wù)3的開(kāi)始截止時(shí)間早于任務(wù)2，故系統(tǒng)在任務(wù)1后將調(diào)度任務(wù)3執(zhí)行。在此期間又到達(dá)作業(yè)4，其開(kāi)始截止時(shí)間仍是早于任務(wù)2的，故在任務(wù)3執(zhí)行完后，系統(tǒng)又調(diào)度任務(wù)4執(zhí)行，最后才調(diào)度任務(wù)2執(zhí)行。圖3-9EDF算法用于非搶占調(diào)度的調(diào)度方式17．什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說(shuō)明之。答：該算法是根據(jù)任務(wù)緊急(或松弛)的程度，來(lái)確定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。任務(wù)的緊急程度愈高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級(jí)就愈高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。例如，一個(gè)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。18．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(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資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(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的原因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)資源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。其必要條件是：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。19．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(cè)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。20．請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明可通過(guò)哪些途徑預(yù)防死鎖。答：（1）擯棄“請(qǐng)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；（2）擯棄“不剝奪”條件，就是已經(jīng)擁有資源的進(jìn)程，當(dāng)它提出新資源請(qǐng)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)再重新申請(qǐng)；（3）擯棄“環(huán)路等待”條件，就是將所有資源按類型排序標(biāo)號(hào)，所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按序號(hào)遞增的次序提出。21．在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出請(qǐng)求向量由Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)，問(wèn)系統(tǒng)可否將資源分配給它？(此答案有點(diǎn)問(wèn)題，需重新考慮)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：（2）具體分析如下：①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);系統(tǒng)先假定可為P0分配資源，并修改Available0，Allocation0和Need0向量，由此形成的資源變化情況如下圖所示：（3）P0請(qǐng)求資源：P0發(fā)出請(qǐng)求向量Requst0(0,1,0),系統(tǒng)按銀行家算法進(jìn)行檢查：①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);②Requst0(0,1,0)<=Available(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)，如下圖所示綜上所述系統(tǒng)可以將資源分配給它。22．銀行家算法中出現(xiàn)以下資源分配，試問(wèn)（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？試問(wèn)：（1）該狀態(tài)是否安全？（2）若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request（1,2,2,2）后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？(參考答案有錯(cuò))答：（1）安全，因?yàn)榇嬖诎踩蛄衶P0,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)<=Available2(1,3,5,4)改成Available2(1,6,2,2)；③系統(tǒng)先假定可為P2分配資源，并修改Available2，Allocation2和Need2向量，由此形成的資源變化情況如下圖所示：④再利用安全性算法檢查此時(shí)系統(tǒng)是否安全。如下圖由此進(jìn)行的安全性檢查得知，可以找到一個(gè)安全序列{P2,P0,P1,P3,P4}。第四章1．為什么要配置層次式存儲(chǔ)器？答：設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)器可以使存儲(chǔ)器兩端的硬件能并行工作；采用多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是Cache技術(shù)，是減輕存儲(chǔ)器帶寬對(duì)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(chǔ)器，減輕對(duì)存儲(chǔ)器存取的壓力。增加CPU中寄存器數(shù)量大大緩解對(duì)存儲(chǔ)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(chǎng)合？答：（1）絕對(duì)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(dòng)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？何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接？P120答：靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行前，先將各目標(biāo)模塊及它們所需的庫(kù)函數(shù)，鏈接成一個(gè)完整的裝配模塊，以后不再拆開(kāi)的鏈接方式。裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后得到的一組目標(biāo)模塊，在裝入內(nèi)存時(shí)采用邊裝入邊鏈接的鏈接方式。運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指對(duì)某些目標(biāo)模塊的鏈接，是在程序執(zhí)行中需要該目標(biāo)模塊時(shí)，才對(duì)它進(jìn)行的鏈接。4．在進(jìn)行程序鏈接時(shí)，應(yīng)完成哪些工作？答：由鏈接程序Linker將編譯后形成的一組目標(biāo)模塊，以及它們需要的庫(kù)函數(shù)鏈接在一起，形成一個(gè)完整的裝入模塊LoadModule。主要工作是修改程序內(nèi)的相對(duì)地址和修改目標(biāo)程序中的外部調(diào)用標(biāo)號(hào)。5．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？答：在每個(gè)分區(qū)的起始部分，設(shè)置一些控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)所用的前向指針；在分區(qū)尾部設(shè)置一個(gè)后向指針，通過(guò)前后向鏈接指針，將所有空閑分區(qū)鏈成一個(gè)雙向鏈。當(dāng)分區(qū)分配出去后，把狀態(tài)位由“0”改為“1”。6．為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？答：在程序執(zhí)行過(guò)程中，每當(dāng)訪問(wèn)指令或數(shù)據(jù)時(shí)，將要訪問(wèn)的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，引入了動(dòng)態(tài)重定位；具體實(shí)現(xiàn)方法是在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位寄存器，用來(lái)裝入程序在內(nèi)存中的起始地址，程序執(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之和，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重定位。7．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：在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)可能出現(xiàn)4種情況：（1）回收區(qū)前鄰空閑區(qū)。將回收區(qū)與前鄰空閑區(qū)合并，將前鄰空閑區(qū)大小修改為兩者之和。（2）回收區(qū)后鄰空閑區(qū)。將兩區(qū)合并，改后鄰空閑區(qū)始址為回收區(qū)始址，大小為兩者之和。（3）回收區(qū)前后均鄰空閑區(qū)。將三個(gè)分區(qū)合并，修改前鄰空閑區(qū)大小為三者之和。（4）回收區(qū)前后均不鄰空閑區(qū)。為回收區(qū)設(shè)置空閑區(qū)表項(xiàng)，填入回收區(qū)始址和大小并插入空閑區(qū)隊(duì)列。8．令表示大小為、地址為x的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫(xiě)出的通用表達(dá)式。答:當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，9．分區(qū)存儲(chǔ)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(chǔ)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(lái)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(kāi)始增加了系統(tǒng)開(kāi)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(kāi)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(duì)中小型文件分配分區(qū)操作有利；存儲(chǔ)器中缺乏大空閑區(qū)，對(duì)大型文件分區(qū)分配不利。10．在系統(tǒng)中引入對(duì)換后可帶來(lái)哪些好處？答：交換技術(shù)將暫不需要的作業(yè)移到外存，讓出內(nèi)存空間以調(diào)入其它作業(yè)，交換到外存的作業(yè)也可以被再次調(diào)入。目的是解決內(nèi)存緊張問(wèn)題，帶來(lái)的好處是進(jìn)一步提高了內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。11．為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面的功能？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。12．在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次是否都將整個(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)，并非每次都將整個(gè)進(jìn)程換出。這是因?yàn)椋?1)從結(jié)構(gòu)上講，進(jìn)程由程序段、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。(2)程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享，此時(shí)它們也不能換出。13．為實(shí)現(xiàn)分頁(yè)存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件的支持？答：動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)、多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)。14．較詳細(xì)的說(shuō)明引入分段存儲(chǔ)管理是為了滿足用戶哪幾方面的需要。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內(nèi)偏移量決定。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)。分頁(yè)系統(tǒng)中的頁(yè)是存放信息的物理單位，無(wú)完整意義，不便于共享；段是信息的邏輯單位。為了實(shí)現(xiàn)段的共享，希望存儲(chǔ)管理能與用戶程序分段的組織方式相適應(yīng)。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)存鏈接。所以動(dòng)態(tài)鏈接也要求以段作為管理單位。15．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?？芍苯訌目毂碜x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OS必須找到合適的頁(yè)表項(xiàng)換出。16．為什么說(shuō)為什么說(shuō)分段系統(tǒng)比分頁(yè)系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息的共享和保護(hù)？答：分頁(yè)系統(tǒng)的每個(gè)頁(yè)面是分散存儲(chǔ)的，為了實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)，頁(yè)面之間需要一一對(duì)應(yīng)，為此需要建立大量的頁(yè)表項(xiàng)；而分段系統(tǒng)的每個(gè)段都從0編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí)，只需為要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng)，將其中的基址與內(nèi)存地址一一對(duì)應(yīng)就能夠?qū)崿F(xiàn)。17．分段和分頁(yè)存儲(chǔ)管理有何區(qū)別？答：（1）頁(yè)是信息的物理單位，分頁(yè)是為了實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外部零頭，提高內(nèi)存利用率。段則是信息的邏輯單位，它含有一組相對(duì)完整的信息。（2）頁(yè)的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分，是由機(jī)械硬件實(shí)現(xiàn)的,因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的的頁(yè)面;而段的長(zhǎng)度卻不固定,決定于用戶所編寫(xiě)的程序,通常由編譯程序在對(duì)原程序進(jìn)行編譯時(shí),根據(jù)信息的性質(zhì)來(lái)劃分。（3）分頁(yè)的作業(yè)地址空間是一維的,而分段作業(yè)地址空間則是二維的。18．試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式.答：（1）連續(xù)分配是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的地址空間，包括單一和分區(qū)兩種分配方式。單一方式將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，最簡(jiǎn)單，只用于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)；分區(qū)方式分固定和動(dòng)態(tài)分區(qū)。（2）離散分配方式分為分頁(yè)、分段和段頁(yè)式存儲(chǔ)管理。分頁(yè)式存儲(chǔ)管理旨在提高內(nèi)存利用率，分段式存儲(chǔ)管理旨在滿足用戶(程序員)的需要，段頁(yè)式存儲(chǔ)管理則將兩者結(jié)合起來(lái)，具有分段系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)、可共享、易于保護(hù)和動(dòng)態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)，又能像分頁(yè)系統(tǒng)很好解決外部碎片及為各段可離散分配內(nèi)存等問(wèn)題，是比較有效的存儲(chǔ)管理方式；19．虛擬存儲(chǔ)器有哪些特征？其中最本質(zhì)的特征是什么？答：虛擬存儲(chǔ)器有多次性、對(duì)換性、虛擬性三大特征。最本質(zhì)的特征是虛擬性。20．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪些硬件支持？答：（1）請(qǐng)求分頁(yè)（段）的頁(yè)（段）表機(jī)制（2）缺頁(yè)（段）中斷機(jī)構(gòu)（3）地址變換機(jī)構(gòu)21．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器需要哪幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)？答：（1）在分頁(yè)請(qǐng)求系統(tǒng)中是在分頁(yè)的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)頁(yè)功能和頁(yè)面置換功能所形成的頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)。允許只裝入少數(shù)頁(yè)面的程序（及數(shù)據(jù)），便啟動(dòng)運(yùn)行。（2）在請(qǐng)求分段系統(tǒng)中是在分段系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了請(qǐng)求調(diào)段及分段置換功能后形成的段式虛擬存儲(chǔ)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(dòng)運(yùn)行。22．在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，頁(yè)表應(yīng)包括哪些數(shù)據(jù)項(xiàng)？每項(xiàng)的作用是什么？答：頁(yè)表應(yīng)包括：頁(yè)號(hào)、物理塊號(hào)、狀態(tài)位P、訪問(wèn)字段A、修改位M和外存地址。其中狀態(tài)位P指示該頁(yè)是否調(diào)入內(nèi)存，供程序訪問(wèn)時(shí)參考；訪問(wèn)字段A用于記錄本頁(yè)在一段時(shí)間內(nèi)被訪問(wèn)的次數(shù)，或最近已有多長(zhǎng)時(shí)間未被訪問(wèn)，提供給置換算法選擇換出頁(yè)面時(shí)參考；修改位M表示該頁(yè)在調(diào)入內(nèi)存后是否被修改過(guò)；外存地址用于指出該頁(yè)在外存上的地址，通常是物理塊號(hào)，供調(diào)入該頁(yè)時(shí)使用。23．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。24．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(yè)面緩沖算法等。25．在請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，通常采用哪種頁(yè)面分配方式？為什么？答：固定分配方式是基于進(jìn)程的類型(交互型)或根據(jù)程序員、系統(tǒng)管理員的建議，為每個(gè)進(jìn)程分配固定頁(yè)數(shù)的內(nèi)存空間，整個(gè)運(yùn)行期間不再改變；采用可變分配方式有全局置換和局部置換兩種，前者易于實(shí)現(xiàn)，后者效率高。26．在一個(gè)請(qǐng)求分頁(yè)系統(tǒng)中，采用LRU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)算訪問(wèn)過(guò)程中所發(fā)生的缺頁(yè)次數(shù)和缺頁(yè)率比較所得結(jié)果(參考答案有錯(cuò))答：當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為3時(shí)，缺頁(yè)7次，缺頁(yè)率:7/12=0.583；當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時(shí)，缺頁(yè)4次，缺頁(yè)率:4/12=0.333.-------以上解答出錯(cuò)。正確解法見(jiàn)下面：答：當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為3時(shí)，缺頁(yè)9次，缺頁(yè)率:9/12=3/4；當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M為4時(shí)，缺頁(yè)10次，缺頁(yè)率:10/12=5/6.27．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(yè)的使用情況，棧用于保存當(dāng)前使用的各個(gè)頁(yè)面的頁(yè)面號(hào)。28．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Clock算法中，既考慮頁(yè)面的使用情況，還要增加置換代價(jià)的因素；在選擇頁(yè)面作為淘汰頁(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。29．說(shuō)明請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁(yè)中斷處理過(guò)程。答：請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁(yè)中斷處理過(guò)程描述如下：（1）根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行指令中的邏輯地址查頁(yè)表，判斷該頁(yè)是否在主存儲(chǔ)器中（2）該頁(yè)標(biāo)志為“0”形成缺頁(yè)中斷，中斷裝置通過(guò)交換PSW讓操作系統(tǒng)的中斷處理程序占用處理器。（3）操作系統(tǒng)處理缺頁(yè)中斷處理的辦法是查主存分配表找一個(gè)空閑的主存塊，查頁(yè)表找出該頁(yè)在磁盤上位置，啟動(dòng)磁盤讀出該頁(yè)信息。（4）把從磁盤上讀出的信息裝入找到的主存塊中。（5）當(dāng)頁(yè)面住處被裝入主存后，應(yīng)修改頁(yè)表中對(duì)應(yīng)的表目，填上該頁(yè)所占用的主存塊把標(biāo)志置為“1”，表示該頁(yè)已在主存儲(chǔ)器中（6）由于產(chǎn)生缺頁(yè)中斷時(shí)的那條指令并沒(méi)執(zhí)行完，所以在把頁(yè)面裝入之后應(yīng)重新執(zhí)行被中斷指令。請(qǐng)求分段系統(tǒng)中的缺頁(yè)中斷處理過(guò)程如下圖所示：30．如何實(shí)現(xiàn)分段共享答：在每個(gè)進(jìn)程的段表中，用相應(yīng)的表項(xiàng)指向共享段在內(nèi)存中起始地址；配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為共享段表，在段表項(xiàng)中設(shè)置共享進(jìn)程計(jì)數(shù)Count，每調(diào)用一次該共享段，Count值增1，每當(dāng)進(jìn)程釋放一個(gè)共享段時(shí)，Count減1，若減為0，則系統(tǒng)回收該共享段的物理內(nèi)存，取消在共享段表中該段對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)；共享段應(yīng)給不同的進(jìn)程以不同的存取權(quán)限；不同的進(jìn)程可以使用不同的段號(hào)去共享該段。第五章1．試說(shuō)明設(shè)備控制器的組成。答：由設(shè)備控制器與處理機(jī)的接口，設(shè)備控制器與設(shè)備的接口與I/O邏輯組成。2．為了實(shí)現(xiàn)CPU與設(shè)備控制器間的通信，設(shè)備控制器應(yīng)具備哪些功能？答：接收和識(shí)別命令；數(shù)據(jù)交換；標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備狀態(tài)；地址識(shí)別；數(shù)據(jù)緩沖；差錯(cuò)控制。3．什么是字節(jié)多路通道？什么是數(shù)組選擇通道和數(shù)組多路通道？答：（1）字節(jié)多路通道。按字節(jié)交叉方式工作的通道。通常含有許多非分配型子通道，數(shù)量從幾十到數(shù)百個(gè)，每個(gè)子通道連接一臺(tái)I/O設(shè)備，控制其I/O操作。子通道按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式共享主通道。（2）數(shù)組選擇通道。按數(shù)組方式傳送數(shù)據(jù)，傳輸速率很高，每次只允許一個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)。（3）數(shù)組多路通道。將數(shù)組選擇通道傳輸速率高和字節(jié)多路通道的各子通道分時(shí)并行操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合而成。含有多個(gè)非分配型子通道，具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率和通道利用率。4．如何解決因通道不足而產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題？答：解決問(wèn)題的有效方法是增加設(shè)備到主機(jī)間的通路而不增加通道，把一個(gè)設(shè)備連到多個(gè)控制器上，控制器又連到多個(gè)通道上，這種多通路方式解決了“瓶頸”問(wèn)題，提高了系統(tǒng)可靠性，個(gè)別通道或控制器的故障不會(huì)使設(shè)備和存儲(chǔ)器之間沒(méi)有通路。5．試對(duì)VESA及PCI兩種總線進(jìn)行比較。答：VESA總線的設(shè)計(jì)思想是以低價(jià)占領(lǐng)市場(chǎng)?？偩€帶寬32位，最高傳輸速率132Mb/s。廣泛用于486微機(jī)。缺點(diǎn)是能連接的設(shè)備數(shù)僅為2~4臺(tái)，控制器中無(wú)緩沖，難于適應(yīng)處理器速度的提高，不支持Pentium機(jī)。PCI總線在CPU和外設(shè)間插入了復(fù)雜的管理層，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸和提供一致接口。管理層中配有數(shù)據(jù)緩沖，放大了線路的驅(qū)動(dòng)能力，最多支持10種外設(shè)，支持高時(shí)鐘頻率的CPU運(yùn)行，最大傳輸速率132Mb/s?？蛇B接ISA、EISA等傳統(tǒng)總線，又支持Pentium的64位系統(tǒng)，是基于奔騰等新一代微處理器而發(fā)展的總線。6．試說(shuō)明推動(dòng)I/O控制發(fā)展的主要因素是什么？答：推動(dòng)I/O控制發(fā)展的主要?jiǎng)恿υ谟诒M量減少主機(jī)對(duì)I/O控制的干預(yù)，把主機(jī)從繁雜的I/O控制事務(wù)中解脫出來(lái)，用更多的時(shí)間和精力去完成其數(shù)據(jù)處理任務(wù)。同時(shí)，中斷機(jī)制在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的引入、DMA控制器的出現(xiàn)和通道研制的成功使I/O控制的發(fā)展具備了技術(shù)支持和成為可能。7．有哪幾種I/O控制方式？各適用于何種場(chǎng)合？答：共有四種I/O控制方式。(1)程序I/O方式：早期計(jì)算機(jī)無(wú)中斷機(jī)構(gòu)，處理機(jī)對(duì)I/O設(shè)備的控制采用程序I/O方式或稱忙等的方式。(2)中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式：適用于有中斷機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。(3)直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）I/O控制方式：適用于具有DMA控制器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。(4)I/O通道控制方式：具有通道程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。8．試說(shuō)明DMA的工作流程。答：以從磁盤讀入數(shù)據(jù)為例，說(shuō)明DMA的工作流程。當(dāng)CPU要從磁盤讀入數(shù)據(jù)塊時(shí)，先向磁盤控制器發(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，將磁盤中的源地址直接送DMA控制器的I/O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方式的工作流程圖。9．引入緩沖的主要原因是什么？答：引入緩沖的主要原因是：（1）緩和CPU與I/O設(shè)備間速度不匹配的矛盾（2）減少對(duì)CPU的中斷頻率，放寬對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間的限制（3）提高CPU與I/O設(shè)備之間的并行性10．在單緩沖情況下，為什么系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max（C,T）+M答：在塊設(shè)備輸入時(shí)，先從磁盤把一塊數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)，耗時(shí)為T；然后由操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送給用戶區(qū)，耗時(shí)M；接下來(lái)由CPU對(duì)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，耗時(shí)C。在單緩沖情況下，磁盤把數(shù)據(jù)輸入到緩沖區(qū)的操作和CPU對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程可以并行展開(kāi)，所以系統(tǒng)對(duì)每一整塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max(C,T)+M。11．為什么在雙緩沖情況下，系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為max（T,C）答：寫(xiě)入者花費(fèi)時(shí)間T將數(shù)據(jù)寫(xiě)滿一個(gè)緩沖區(qū)后再寫(xiě)另一個(gè)緩沖區(qū)；讀出者花費(fèi)時(shí)間M將一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送到用戶區(qū)后再傳送另一個(gè)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，計(jì)算者讀出用戶區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由于將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)傳到用戶區(qū)操作必須與讀用戶區(qū)數(shù)據(jù)處理串行進(jìn)行，而且可以與從外存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)的操作并行。因此耗時(shí)大約為max(C+M,T)?？紤]M是內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的移動(dòng)耗時(shí)非常短暫可以省略，因此近似地認(rèn)為系統(tǒng)對(duì)一塊數(shù)據(jù)處理時(shí)間為max(C,T)。12．試?yán)L圖說(shuō)明把多緩沖用于輸出時(shí)的情況。答：多緩沖用于輸出的示意圖如下：13．試說(shuō)明收容輸入工作緩沖區(qū)和提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況。答：①收容輸入工作緩沖區(qū)的工作情況為：在輸入進(jìn)程需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf(EmptyQueue)過(guò)程，從EmptyQueue隊(duì)列的隊(duì)首摘下一個(gè)空緩沖區(qū)，作為收容輸入工作緩沖區(qū)Hin。然后把數(shù)據(jù)輸入其中，裝滿后再調(diào)用PutBuf(InputQueue,Hin)過(guò)程，將該緩沖區(qū)掛在輸入隊(duì)列InputQueue的隊(duì)尾。②提取輸出工作緩沖區(qū)的工作情況為：當(dāng)要輸出數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用GetBuf(OutputQueue)過(guò)程，從輸出隊(duì)列的隊(duì)首取得一裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)作為提取輸出工作緩沖區(qū)Sout。在數(shù)據(jù)提取完后，再調(diào)用PutBuf(EmptyQueue,Sout)過(guò)程，將該緩沖區(qū)掛到空緩沖隊(duì)列EmptyQueue的隊(duì)尾。14．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I/O請(qǐng)求后，便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到其I/O操作完成時(shí)才被喚醒。在采用這種分配策略時(shí)，一旦進(jìn)程已獲得某種設(shè)備資源后便阻塞，使它不可能再請(qǐng)求任何資源，而在它運(yùn)行時(shí)又不保持任何資源。這種分配方式已經(jīng)摒棄了造成死鎖的“請(qǐng)求和保持”條件，分配是安全的。缺點(diǎn)是進(jìn)程進(jìn)展緩慢，CPU與I/O設(shè)備串行工作。②不安全分配方式是指進(jìn)程發(fā)出I/O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/O請(qǐng)求、第三個(gè)I/O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)，進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)進(jìn)程可同時(shí)操作多個(gè)設(shè)備，進(jìn)程推進(jìn)迅速。缺點(diǎn)是分配不安全，可能具有“請(qǐng)求和保持”條件，可能造成死鎖。因此，在設(shè)備分配程序中需增加一個(gè)功能，用于對(duì)本次的設(shè)備分配是否會(huì)發(fā)生死鎖進(jìn)行安全性計(jì)算，僅當(dāng)計(jì)算結(jié)果表明分配安全的情況下才進(jìn)行分配。15．為何要引入設(shè)備獨(dú)立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性？答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，都實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性或設(shè)備無(wú)關(guān)性。基本含義是應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備，應(yīng)用程序以邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類設(shè)備。實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性功能可帶來(lái)兩方面的好處：（1）設(shè)備分配時(shí)的靈活性；（2）易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性，應(yīng)引入邏輯設(shè)備和物理設(shè)備概念。在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求使用某類設(shè)備；系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)是使用物理設(shè)備名。鑒于驅(qū)動(dòng)程序是與硬件或設(shè)備緊密相關(guān)的軟件，必須在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置一層設(shè)備獨(dú)立性軟件，執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作、完成邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名的轉(zhuǎn)換（為此應(yīng)設(shè)置一張邏輯設(shè)備表）并向用戶層（或文件層）軟件提供統(tǒng)一接口，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的獨(dú)立性。16．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？答：在考慮到設(shè)備的獨(dú)立性時(shí)，應(yīng)按如下步驟來(lái)分配獨(dú)占設(shè)備：(1)進(jìn)程以邏輯設(shè)備名提出I/O請(qǐng)求。(2)根據(jù)邏輯設(shè)備表獲得I/O請(qǐng)求的邏輯設(shè)備對(duì)應(yīng)物理設(shè)備在系統(tǒng)設(shè)備表中的指針。(3)檢索系統(tǒng)設(shè)備表，找到屬于請(qǐng)求類型、空閑可用且分配安全設(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；未找到則等待等待喚醒和分配。(4)到設(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)狀態(tài)字段判斷是否忙碌，忙則等待；否則將該控制器分配給進(jìn)程。(5)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，判斷通道是否忙碌，忙則等待；否則將該通道分配給進(jìn)程。(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。17．何謂設(shè)備虛擬？實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬時(shí)所依賴的關(guān)鍵技術(shù)是什么？答：設(shè)備虛擬是指把獨(dú)占設(shè)備經(jīng)過(guò)某種技術(shù)處理改造成虛擬設(shè)備。可虛擬設(shè)備是指一臺(tái)物理設(shè)備在采用虛擬技術(shù)后，可變成多臺(tái)邏輯上的虛擬設(shè)備，則可虛擬設(shè)備是可共享的設(shè)備，將它同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用，并對(duì)這些訪問(wèn)該物理設(shè)備的先后次序進(jìn)行控制。18．試說(shuō)明SPOOLing系統(tǒng)的組成。答：SPOOLing系統(tǒng)由輸入井和輸出井、輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)、輸入進(jìn)程SPi和輸出進(jìn)程SPo三部分組成。19．在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供哪些服務(wù)？答：在實(shí)現(xiàn)后臺(tái)打印時(shí)，SPOOLing系統(tǒng)應(yīng)為請(qǐng)求I/O的進(jìn)程提供以下服務(wù)：（1）由輸出進(jìn)程在輸出井中申請(qǐng)一空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；（2）輸出進(jìn)程為用戶進(jìn)程申請(qǐng)空白用戶打印表，填入打印要求，將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列。（3）一旦打印機(jī)空閑，輸出進(jìn)程便從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)求打印表，根據(jù)表中要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機(jī)進(jìn)行打印。20．試說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有哪些特點(diǎn)。答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序具有如下特點(diǎn)：（1）是請(qǐng)求I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器間的一個(gè)通信程序；（2）驅(qū)動(dòng)程序與I/O設(shè)備的特性緊密相關(guān)；（3）驅(qū)動(dòng)程序與I/O控制方式緊密相關(guān)；（4）驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)，部分程序用匯編語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)，基本部分往往固化在ROM中。21．試說(shuō)明設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)具有哪些功能？答：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主要功能包括：（1）將接收到的抽象要求轉(zhuǎn)為具體要求；（2）檢查用戶I/O請(qǐng)求合法性，了解I/O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/O命令，啟動(dòng)分配到的I/O設(shè)備，完成指定I/O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/O請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。22.設(shè)備中斷處理程序通常需完成哪些工作？答：設(shè)備中斷處理程序通常需完成如下工作：(1)喚醒被阻塞的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程；(2)保護(hù)被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境；(3)分析中斷原因、轉(zhuǎn)入相應(yīng)的設(shè)備中斷處理程序；(4)進(jìn)行中斷處理；(5)恢復(fù)被中斷進(jìn)程。23.磁盤訪問(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：磁盤訪問(wèn)時(shí)間由尋道時(shí)間Ts、旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間Tr、傳輸時(shí)間Tt三部分組成。（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。（2）Tr是指定扇區(qū)移動(dòng)到磁頭下面所經(jīng)歷的時(shí)間。硬盤15000r/min時(shí)Tr為2ms;軟盤300或600r/min時(shí)Tr為50~100ms。（3）Tt是指數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫(xiě)入經(jīng)歷的時(shí)間。Tt的大小與每次讀/寫(xiě)的字節(jié)數(shù)b和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：Tt=b/rN。24.目前常用的磁盤調(diào)度算法有哪幾種？每種算法優(yōu)先考