《操作系統(tǒng)教程》課后題參考答案

課后習(xí)題參考答案

第一章操作系統(tǒng)概述

一、填空題

1.軟硬件資源、系統(tǒng)軟件、用戶

2.處理機(jī)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備和文件資源；處理機(jī)管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理和文件系統(tǒng)

3.分時(shí)（或多用戶、多任務(wù)）單用戶（或單用戶、單任務(wù)）

4.分時(shí)OS時(shí)間片輪轉(zhuǎn)批處理OS吞吐率實(shí)時(shí)OS實(shí)時(shí)性和可靠性

5.命令接口系統(tǒng)調(diào)用

6.系統(tǒng)調(diào)用

二、選擇題

12345678910

BCCABABDCB

三、簡答題

1.操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行，改善人機(jī)界面，提供各種服務(wù)，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程

和為用戶使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件.

操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)硬件之間的接口。操作系統(tǒng)為用戶提供了虛擬計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)的資源管理者，處理器管理，存儲(chǔ)器管理，設(shè)備管理，文件管理，用戶接口。

2.硬件的改進(jìn)導(dǎo)致操作系統(tǒng)發(fā)展的例子很多，內(nèi)存管理支撐硬件由分頁或分段設(shè)施代替了界寄存器以

后，操作系統(tǒng)中便增加了分頁或分段存儲(chǔ)管理功能。圖形終端代替逐行顯示終端后，操作系統(tǒng)中增加了

窗口管理功能，允許用戶通過多個(gè)窗口在同一時(shí)間提出多個(gè)操作請(qǐng)求。引進(jìn)了中斷和通道等設(shè)施后，操

作系統(tǒng)中引入了多道程序設(shè)計(jì)功能。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展有力地推動(dòng)著操作系統(tǒng)的發(fā)展，例如，

計(jì)算機(jī)由單處理機(jī)改進(jìn)為多處理機(jī)系統(tǒng),操作系統(tǒng)也由單處理機(jī)操作系統(tǒng)發(fā)展到多處理機(jī)操作系統(tǒng)和并

行操作系統(tǒng)；隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，出現(xiàn)了分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。隨著信息家電的

發(fā)展，又出現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)。

3.在一段時(shí)間內(nèi)，內(nèi)存中能夠接納多道程序的系統(tǒng)稱為多道程序系統(tǒng)。

單道程序環(huán)境下處理器的利用率很低，當(dāng)程序進(jìn)行輸入/輸出操作時(shí)，處理器空閑，同時(shí)外部設(shè)備的

利用率也很低，引入多道程序系統(tǒng)以后，整個(gè)計(jì)算機(jī)的利用率得到了提高。

4.允許多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶同時(shí)使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算的操作系統(tǒng)稱為分時(shí)操作系統(tǒng)，分時(shí)操作系統(tǒng)具

有以下特性，同時(shí)性，獨(dú)立性，及時(shí)性和交互性.

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，能夠接收并以足夠快的速度予以處理，其處理的結(jié)果

又能在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)做出快速響應(yīng)，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行

的操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：對(duì)處理時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間要求高，可靠性和安全性高，多路性、

獨(dú)立性和交互性，整體性強(qiáng)。

5.分時(shí)操作系統(tǒng)和批處理操作系統(tǒng)雖然有共性，它們都基于多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)，但存在下列不同點(diǎn)：

?追求的目標(biāo)不同。批處理系統(tǒng)以提高系統(tǒng)資源利用率和作業(yè)吞吐率為目標(biāo)；分時(shí)系統(tǒng)則要滿足

多個(gè)聯(lián)機(jī)用戶立即型命令的快速響應(yīng)。

?適應(yīng)的作業(yè)不同。批處理系統(tǒng)適應(yīng)已經(jīng)調(diào)試好的大型作業(yè)：而分時(shí)系統(tǒng)適應(yīng)正在調(diào)試的小作

業(yè)。

?資源的利用率不同。批處理操作系統(tǒng)可合理安排不同負(fù)載的作業(yè)，使各種資源利用率較佳；分

時(shí)操作系統(tǒng)中，多個(gè)終端作業(yè)使用相同類型編譯系統(tǒng)、運(yùn)行系統(tǒng)和公共子程序時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用它

們的開銷較小。

作業(yè)控制的方式不同。批處理操作系統(tǒng)由用戶通過作業(yè)控制語言的語句書寫作業(yè)控制流，預(yù)先提

交，脫機(jī)工作：分時(shí)操作系統(tǒng)中,由用戶從鍵盤輸入操作命令控制，交互方式、聯(lián)機(jī)工作C

6.UNIX操作系統(tǒng)是對(duì)世界影響深遠(yuǎn)的分時(shí)操作系統(tǒng)。

四、計(jì)算題

1.（1）CPU有空閑，在100ms?150ms時(shí)間段是空閑的。

（2）程序1無等待時(shí)間，而程序2在一開始的0ms?50ms時(shí)間段會(huì)等待。。

2.三道程序運(yùn)行，完成三道程序共花l70ms。與單道程序（260ms）比較，節(jié)省了90ms。

（始終按照1-2-3的次序，即程序1-程序2-程序3-程序1一程序2f（在程序3運(yùn)行前會(huì)停10ms等

待輸入完成）程序3。

3.總的運(yùn)行時(shí)間為45ms,CPU處理時(shí)間為40ms,CPU的利用率為89%

第二章常用操作系統(tǒng)概述

一、簡答題

1.內(nèi)核的主要功能是在客戶程序和運(yùn)行在用戶空間的各種服務(wù)（屬系統(tǒng)程序）之間進(jìn)行通信。在這種結(jié)

構(gòu)下，應(yīng)用程序發(fā)出的請(qǐng)求首先被內(nèi)核俘獲，由它把消息傳遞給相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)程去處理，處理完后，同

樣通過內(nèi)核，把回應(yīng)的消息發(fā)還給客戶，可見，客戶程序和各種服務(wù)進(jìn)程之間不會(huì)直接交互，必須通過

內(nèi)核的消息交換才能完成相互通信。這就是“微內(nèi)核”構(gòu)造模式。用這種方法來構(gòu)造操作系統(tǒng)，其中心

思想是將系統(tǒng)中的非基本部分從內(nèi)核里移走，只把最關(guān)鍵的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理以及進(jìn)程通信等功能，

留存下來組成系統(tǒng)的內(nèi)核。這樣便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)充，使系統(tǒng)具有更好的可擴(kuò)展性和可移植性，由于絕

大部分系統(tǒng)進(jìn)程都運(yùn)行在用戶態(tài)，所以使系統(tǒng)具有更好的安全性和可靠性。

2.答：Windows體系結(jié)構(gòu)分成內(nèi)核模式和用戶模式。內(nèi)核的主要功能是在客戶程序和運(yùn)行在用戶空間的

各種服務(wù)（屬系統(tǒng)程序）之間進(jìn)行通信。Windows系統(tǒng)的內(nèi)核全部運(yùn)行在統(tǒng)一的核心地址空間中，由三個(gè)

層次組成：執(zhí)行體、內(nèi)核、硬件抽象層（HAL）

Linux體系結(jié)構(gòu)被分成兩部分。上面是用戶（或應(yīng)用程序）空間，是用戶應(yīng)用程序執(zhí)行的地方。下面

是內(nèi)核空間，Linux內(nèi)核提供了連接內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用接口，還提供了用戶空恒中的應(yīng)用程序和內(nèi)核之間進(jìn)

行轉(zhuǎn)換的機(jī)制。內(nèi)核和用戶空間的應(yīng)用程序使用的是不同的保護(hù)地址空間。每個(gè)用戶空間的進(jìn)程都使用

自己的虛擬地址空間，而內(nèi)核則占用單獨(dú)的地址空間。Linux內(nèi)核可以進(jìn)一步劃分成3層。最上面是系統(tǒng)

調(diào)用接口，它實(shí)現(xiàn)了一些基本的功能，中間層是內(nèi)核代碼，最下面是依賴于體系結(jié)構(gòu)的代碼，構(gòu)成了通

常稱為BSP（BoardSupportPackage）的部分，這些代碼將內(nèi)核和硬件分隔開來，使Linux操作系統(tǒng)能夠適

應(yīng)多種硬件平臺(tái)

3.自由軟件（FreeSoftware或Freeware）是指遵循通用公共許可證GPL（GeneralpublicLicense）規(guī)則，

保證您有使用上的自由、獲得源程序的自由、自己修改源程序的自由、復(fù)制和推廣的自由，也可以有收

費(fèi)的自由的一種軟件。Free指是的自由，但并不是免費(fèi)。自由軟件之父RichardStallman先生將自由軟件

劃分為若干等級(jí)：其中，。級(jí)是指對(duì)軟件的自由使用；1級(jí)是指對(duì)軟件的自由修改；2級(jí)指對(duì)軟件的自由獲

利.

第三章處理機(jī)管理

一、填空題

運(yùn)行、就緒、阻塞

2程序、數(shù)據(jù)、PCB

3動(dòng)態(tài)、靜態(tài)

44、0

5剝奪式調(diào)度、非剝奪式調(diào)度

6處理機(jī)

7處理機(jī)頻繁、輸入輸出頻繁

8操作系統(tǒng)

9提交、后備、運(yùn)行

10.短作業(yè)優(yōu)先

二、選擇題：

123456789

CACBDCADA

三、簡答題

I.在多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，內(nèi)存中存放多個(gè)程序，它們以交替的方式使用CPU。因此，從宏觀上看，這

些程序都開始了自己的工作。但由于CPU只有一個(gè)，在任何時(shí)刻CPU只能執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程程序。所以這些

進(jìn)程程序的執(zhí)行過程是交織在一起的。也就是說，從微觀上看，每一個(gè)進(jìn)程一會(huì)兒在向前走，一會(huì)兒又

停步不前，處于一種“走走停停”的狀杰之中。

2.為了對(duì)進(jìn)程進(jìn)行有效的管理和控制，操作系統(tǒng)要提供若干基本的操作，以便能創(chuàng)建進(jìn)程、撤銷進(jìn)程、

阻塞進(jìn)程和喚醒進(jìn)程。這些操作對(duì)于操作系統(tǒng)來說是最為基本、最為重要的。為了保證執(zhí)行時(shí)的絕對(duì)正

確，要求它們以一個(gè)整體出現(xiàn)，不可分割。也就是說，一旦啟動(dòng)了它們的程序，就要保證做完，中間不

能插入其他程序的執(zhí)行序列。在操作系統(tǒng)中，把具有這種特性的程序稱為“原語”。

3.只要是涉及管理，就應(yīng)該有管理的規(guī)則，沒有規(guī)則就不成方圓。如果處于阻塞狀態(tài)的一個(gè)進(jìn)程，在它

所等待的事件發(fā)生時(shí)就徑直將它投入運(yùn)行(也就是把CPU從當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的手中搶奪過來)，那么系統(tǒng)

就無法控制對(duì)CPU這種資源的管理和使用，進(jìn)而也就失去了設(shè)置操作系統(tǒng)的作用。所以，阻塞狀態(tài)的進(jìn)

程在它所等待的事件發(fā)生時(shí)，必須先進(jìn)入就緒隊(duì)列，然后再去考慮它使用CPU的問題。

4.當(dāng)一個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w時(shí)，它的PCB就從原先在的阻塞隊(duì)列移到就緒隊(duì)列里。在把進(jìn)

程的PCB從這個(gè)隊(duì)列移到另一個(gè)隊(duì)列時(shí)，只是移動(dòng)進(jìn)程的PCB,進(jìn)程所對(duì)應(yīng)的程序是不動(dòng)的。這是因

為在進(jìn)程的PCB里，總是記錄有它的程序的斷點(diǎn)信息。知道了斷點(diǎn)的信息，就能夠知道程序當(dāng)前應(yīng)該

從哪里開始往下執(zhí)行了。這正是保護(hù)現(xiàn)場所起的作用。

5.先來先服務(wù)算法主要考慮作業(yè)在后備作業(yè)隊(duì)列里的等待時(shí)間，因此對(duì)短作業(yè)不利；短作業(yè)優(yōu)先算

法主要考慮作業(yè)所需的CPU時(shí)間，因此對(duì)長作業(yè)不利。

“響應(yīng)比高者優(yōu)先”作業(yè)調(diào)度算法，總是在需要調(diào)度時(shí)，考慮作業(yè)已經(jīng)等待的時(shí)間和所需運(yùn)行

時(shí)間之比，即：該作業(yè)已等待時(shí)間/該作業(yè)所需CPU時(shí)間。這個(gè)比值的分母是一個(gè)不變的量。隨著時(shí)

間的推移，一個(gè)作業(yè)的“已等待時(shí)間“會(huì)不斷發(fā)生變化，也就是分子在不斷地變化。顯然，短作業(yè)

比較容易獲得較高的響應(yīng)比。這是因?yàn)樗姆帜篙^小，只要稍加等待，整個(gè)比值就會(huì)很快上升。另

一方面，長作業(yè)的分母雖然很大，但隨著它等待時(shí)間的增加，比值也會(huì)逐漸上升，從而獲得較高的

響應(yīng)比。根據(jù)這種分析，可見“響應(yīng)比高者優(yōu)先”的作業(yè)調(diào)度算法，既照顧到了短作業(yè)的利益，也

照顧到了長作業(yè)的利益，是對(duì)先來先服務(wù)以及短作業(yè)優(yōu)先這兩種調(diào)度算法的一種折中。

四、計(jì)算題

1.(1)采用先來先服務(wù)時(shí)：

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間執(zhí)行順序開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

10.041044

20.422465.6

31.013676

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(4+5.6+6)/3=15.6/3=5.2

平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(4/4+5.6/2+6/1)/3=3.267

(2)采用短作業(yè)優(yōu)先時(shí):

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間執(zhí)行順序開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

10.041044

20.423576.6

31.012454

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(4+6.6+4)/3=14.6/3=4.867

平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(4/4+6.6/2+4/1)/3=8.3/3=2.767

(3)如果等到所有作業(yè)都到了，再采用短作業(yè)優(yōu)先算法：

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間執(zhí)行順序開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

10.043488

20.422243.6

31.011121

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(8+3.6+1)/3=12.6/3=4.2

平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(8/4+3.6/2+1/1)/3=6.8/3=2.267

2.(1)采用先來先服務(wù)時(shí)：

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間調(diào)度順序開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

19.01.11910.I1.1

29.50.5210.110.61.1

39.60.1310.610.71.1

410.10.2410.710.90.8

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(1.1+1.1+1.1+0.8)/4=4.1/4=1.25

平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(1.1/1.1+1.1/O.5+1.1/O.1+O.8/O.2)/4=(1+2.2+11+4;/4=4.55

(2)采用短作業(yè)優(yōu)先時(shí)：

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間調(diào)度順序開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

19.01.11910.11.1

29.50.5410.410.91.4

39.60.1210.110.20.6

410.10.2310.210.40.3

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間=(1.1+1.4+0.6+03)/4=3.4/4=0.85

平均加權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間=(1.1/1.1+1.4/0.5+0.6/0.1+O.3/O.2)/4=(1+0.7+6+1.5)/4=2.3

3.三個(gè)作業(yè)是在9.5時(shí)全部到達(dá)的。這時(shí)它們各自的響應(yīng)比如下：

作業(yè)1的響應(yīng)比=(9.5-8.8)/1.5=0.46

作業(yè)2的響應(yīng)比=(9.5-9.0)/0.4=1.25

作業(yè)3的響應(yīng)比=(9.5-9.5)/1.0=0

因此，最先應(yīng)該調(diào)度作業(yè)2運(yùn)行，因?yàn)樗捻憫?yīng)比最高。它運(yùn)行了0.4后完成，這時(shí)的時(shí)間是

9.9。再計(jì)算作業(yè)1和3此時(shí)的響應(yīng)比：

作業(yè)1的響應(yīng)比=(9.9-8.8)/1.5=0.73

作業(yè)3的響應(yīng)比=(9.9-9.5)/1.0=0.40

因此，第二個(gè)應(yīng)該調(diào)度作業(yè)1運(yùn)行，因?yàn)樗捻憫?yīng)比最高。它運(yùn)行了1.5后完成，這時(shí)的時(shí)間是

114.第三個(gè)調(diào)度的是作業(yè)3,它運(yùn)行了1.0后完成，這時(shí)的時(shí)間是12.4.整個(gè)實(shí)施過程加下.

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間所需CPU時(shí)間開始時(shí)間完成時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間

29.00.49.59.90.9

18.81.59.911.42.6

39.51.011.412.42.9

作業(yè)的調(diào)度順序是2-1-3。各自的周轉(zhuǎn)時(shí)間為：作業(yè)1為0.9；作業(yè)2為2.6；作業(yè)3為2.9。

第四章進(jìn)程間的制約關(guān)系

一、填空題

1.直接制約，間接制約

2.相應(yīng)資源，P、V操作

3.繼續(xù)執(zhí)行，阻塞(等待)

4.S>0,等待，就緒

5.互斥，P(mutex),V(mutex)

6.共享存儲(chǔ)器、消息傳遞、管道通信

7.使用臨界資源的程序代碼

8.-(M-1)?1

9.4

10.資源互斥、資源不剝奪、資源部分分配、循環(huán)等待

二、選擇題

12345678910

BBACCBCDBAB

三、問答題

1.一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。把進(jìn)程中訪問臨界資源的程序段稱為臨界區(qū)。

2.進(jìn)程的同步與互斥是指進(jìn)程在推進(jìn)時(shí)的相互制約關(guān)系。在多道程序系統(tǒng)中，由于資源共享與進(jìn)程合

作，這種進(jìn)程間的制約成為可能。為了保證進(jìn)程的正確運(yùn)行以及相互合作的進(jìn)程之間交換信息，需要進(jìn)

程之間的通信。

進(jìn)程之間的制約關(guān)系體現(xiàn)為：進(jìn)程的同步和互斥。

進(jìn)程同步：它主要源于進(jìn)程合作，是進(jìn)程間共同完成一項(xiàng)任務(wù)時(shí)直接發(fā)生相互作用的關(guān)系。為進(jìn)程

之間的直接制約關(guān)系。在多道環(huán)境下，這種進(jìn)程間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)是必不可少的。

進(jìn)程互斥：它主要源于資源共享，是進(jìn)程之間的間接制約關(guān)系。在多道系統(tǒng)中，每次只允許一個(gè)進(jìn)

程訪問的資源稱為臨界資源，進(jìn)程互斥就是保證每次只有一個(gè)進(jìn)程使用臨界資源。

進(jìn)程通信是指進(jìn)程間的信息交換。PV操作作為進(jìn)程的同步與互斥工具因信息交換量少，效率太低，

稱為低級(jí)通信。而高級(jí)通信則以較高的效率傳送大批數(shù)據(jù)。

3.所謂死瑣，是指多個(gè)進(jìn)程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向

前推進(jìn)。死鎖預(yù)防的措施有：（1）破壞“資源部分分配”條件，優(yōu)點(diǎn)是簡單、易于實(shí)現(xiàn)且很安全；（2）破

壞“不剝奪”條件，在采用這種方法預(yù)防死鎖時(shí)，進(jìn)程是在需要資源時(shí)才提出請(qǐng)求。這樣，一個(gè)已經(jīng)保持了

某些資源的進(jìn)程，當(dāng)它再提出新的資源耍求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持的所有資源，

待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)。這種預(yù)防死鎖方法，實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜，且要付出很大代價(jià)。（3）破壞“循環(huán)

等待”條件，在這種方法中規(guī)定，系統(tǒng)將所有的資源按類型進(jìn)行線形排隊(duì)，并賦予不同的序號(hào)。這種預(yù)防

死鎖的策略與前兩種策略比較，其資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，都有較明顯的改善。

4.解決死鎖的方法主要有：死鎖的預(yù)防、死鎖的避免、死鎖的檢測和解除。（1）死鎖的預(yù)防：主要是破

壞產(chǎn)生死鎖的必要條件。該方法容易實(shí)現(xiàn)，但因?yàn)樵O(shè)置了種種限制，保守的算法使得操作系統(tǒng)的功能減

弱，資源的利用率較低。（2）死鎖的避免：常用的是銀行家算法。該算法進(jìn)行必要的計(jì)算，考查每個(gè)進(jìn)

程對(duì)各類資源的需求量，要花費(fèi)較多的時(shí)間去預(yù)測死鎖是否會(huì)發(fā)生。因此，實(shí)現(xiàn)起來不太容易，但資源

的利用率最高。（3）死鎖的檢測和解除：是基于死鎖定理而設(shè)計(jì)的一種寬松的策略。并不去嚴(yán)格地限制

死鎖的發(fā)生，通過定期或不定期對(duì)操作系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)死鎖便予以解除。解除死鎖是采取撤

消某些進(jìn)程或剝奪某些進(jìn)程已占有的資源。撤消或剝奪時(shí)需要比較一下各種死鎖解除方案的代價(jià)，找到

代價(jià)最小的方案。

5.不會(huì)。會(huì)。

6.當(dāng)進(jìn)程A在自己的臨界區(qū)里執(zhí)行時(shí)，能夠被別的進(jìn)程打斷，沒有任何的限制。當(dāng)進(jìn)程A在自己的臨界

區(qū)里執(zhí)行時(shí)，也能夠被進(jìn)程B打斷，不過這種打斷是有限制的。即當(dāng)進(jìn)程B執(zhí)行到要求進(jìn)入自己的臨界區(qū)

時(shí)，就會(huì)被阻塞。這是因?yàn)樵谒驍噙M(jìn)程A時(shí)，A正在臨界區(qū)里還沒有出來，既然A在臨界區(qū)，B當(dāng)然就

無法進(jìn)入自己的臨界區(qū)。

7.根據(jù)信號(hào)量的定義可知，P、V操作并非只是對(duì)信號(hào)量進(jìn)行減1或加1操作，更重要的是在減1或加1

后，還要判斷運(yùn)算的結(jié)果。對(duì)于P操作，判定后調(diào)用進(jìn)程自己有可能繼續(xù)運(yùn)行，也可能阻塞等待。對(duì)于V

操作，判定后調(diào)用進(jìn)程自己最后總是繼續(xù)運(yùn)行，但之前可能會(huì)喚醒在信號(hào)量隊(duì)列上等待的進(jìn)程。在信號(hào)

量上除了能執(zhí)行P、V操作外，不能執(zhí)行其他任何操作。

8.由于每個(gè)進(jìn)程最多需要兩臺(tái)磁帶機(jī)，考慮極端情況：每個(gè)進(jìn)程已經(jīng)都申請(qǐng)了一臺(tái)。那么只要還有一臺(tái)

空閑，就可以保證所有進(jìn)程都可以完成。也就是說當(dāng)有條件：n+l=5,即n=4時(shí)，系統(tǒng)就不存在死鎖的危

險(xiǎn),

9.能，同步與互斥是進(jìn)程通信的基本內(nèi)容，P、V操作與信號(hào)量結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)同步與互斥。

10.進(jìn)程通信根據(jù)交換信息量的多少分為高級(jí)通信和低級(jí)通信。低級(jí)通信一般只傳送一個(gè)或幾個(gè)字節(jié)的

信息，以達(dá)到控制進(jìn)程執(zhí)行速度的作用（如PV操作）；高級(jí)通信則要傳送大量數(shù)據(jù)，目的不是為了控制

進(jìn)程的執(zhí)行速度，而是為了交換信息。

高級(jí)進(jìn)程通信方式有很多種，大致可歸并為三類：共享存儲(chǔ)器、管道通信和消息傳遞。

共享存儲(chǔ)器：在內(nèi)存種分配一片空間作為共享存儲(chǔ)區(qū)。需要進(jìn)行通信的進(jìn)程把它附加到自己的地址空間

中，不需要時(shí)則把它取消。

管道通信：它是連接兩個(gè)命令的一個(gè)打開文件。一個(gè)命令向該文件中寫入數(shù)據(jù)，為寫者；另一個(gè)命

令從該文件中讀出數(shù)據(jù)，為讀者。

消息傳遞：它以消息為單位在進(jìn)程間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

四、計(jì)算題

I.因?yàn)檎軐W(xué)家進(jìn)餐沒有必然的先后次序，相鄰的兩個(gè)哲學(xué)家要競爭刀或叉，刀或叉成為臨界資源，本題

屬于互斥問題。本題設(shè)置四個(gè)互斥信號(hào)量Fl、F2、KKK2,初值均為1,分別表示臨界資源叉1、叉2、

刀1、刀2。哲學(xué)家的工作流程基本相似，只是拿起刀叉的序號(hào)不同，如圖所示。

2.根據(jù)常識(shí)可知，司機(jī)和售票員的工作存在如下制約關(guān)系：

(1)司機(jī)必須在得到售票員的“關(guān)門完畢”的信號(hào)后，才能啟動(dòng)汽車。這是一個(gè)司機(jī)要與售票

員取得同步的問題。

(2)售票員必須在得到司機(jī)的“已經(jīng)停車”的信號(hào)后，才能打開車門。這是一個(gè)售票員要與司

機(jī)取得同步的問題。

因此，為了確保行車安全，需要設(shè)置兩個(gè)同步信號(hào)量：

S1一—初值為0,控制司機(jī)與售票員取得同步；

S2一一初值為0,控制售票員與司機(jī)取得同步。

3.分析題意，知道在管理讀者“進(jìn)入”和“注銷”閱覽室的工作中，存在這樣一些制約關(guān)系：

(1)100個(gè)座位是讀者共同使用的資源，因此要用一個(gè)資源分配信號(hào)量來管理它：

(2)讀者“進(jìn)入”閱覽室時(shí)，要申請(qǐng)座位。只有申請(qǐng)到座位才能進(jìn)入，否則應(yīng)該等待到座位的

釋放：

(3)沒有讀者時(shí)，不能做“注銷”工作，必須等到有了讀者才能做。

因此，可以設(shè)置兩個(gè)信號(hào)量：

S1------初值為100,管理座位的分配：

S2——初值為0,控制“注銷”與“進(jìn)入”間取得同步。

“進(jìn)入”與“注銷”兩個(gè)進(jìn)程的流程如圖所示。

1316-23“進(jìn)入”與“注銷”兩個(gè)進(jìn)程

在讀者進(jìn)入時(shí)，調(diào)用“進(jìn)入”進(jìn)程，通過P(S1)來申請(qǐng)座位。如果申請(qǐng)到，就可以辦理閱覽手

續(xù),如果100個(gè)座位都申請(qǐng)完畢，那么第101個(gè)讀者就只有在關(guān)于S1的隊(duì)列上等待，等到有人調(diào)用

“注銷”進(jìn)程執(zhí)行V(S1)。在有讀者離去時(shí)，就調(diào)用“注銷”進(jìn)程。

4.經(jīng)分析GET與COPY之間存在2個(gè)同步關(guān)系：GET與COPY同步，GET等待COPY發(fā)來，拷貝結(jié)束”

的消息后，才能讀入下一條記錄；COPY與GET同步，COPY等待GET發(fā)來“可以拷貝”的消息后，才能

開始復(fù)制記錄。

PUT和COPY兩者之間存在2個(gè)同步關(guān)系：PUT與COPY同步，PUT等待COPY發(fā)來“拷貝結(jié)

束”的消息后，才能開始輸出；COPY與PUT同步，COPY等待PUT發(fā)來“輸出結(jié)束”的消息后，

才能復(fù)制下一條記錄。

于是，GET、COPY和PUT三者間有4個(gè)同步關(guān)系。因此，需要設(shè)置4個(gè)同步信號(hào)量：

S1——控制COPY與GET取得同步，初值二0：

S2——控制GET與COPY取得同步，初值=0；

S3——控制PUT與COPY取得同步，初值二0；

S4——控制COPY與PUT取得同步，初值二0。

5.這實(shí)際上也是最簡單“生產(chǎn)者一消費(fèi)者”問題的變種：進(jìn)程R是產(chǎn)生者，進(jìn)程Wl、W2是兩個(gè)消費(fèi)

者,只是WI只消費(fèi)奇數(shù)，W2只消費(fèi)偎數(shù)。下圖所示的是3個(gè)進(jìn)程的工作示意。

分析題目知道3個(gè)進(jìn)程間有如下的制約關(guān)系存在：

(1)進(jìn)程R申請(qǐng)使用緩沖區(qū)B,進(jìn)程W1或W2釋放緩沖區(qū)B：

(2)進(jìn)程W1要等待R往緩沖區(qū)B里放入奇數(shù)后，才能工作(要與R取得同步)，然后釋放緩

沖區(qū)；

(3)進(jìn)程W2要等待R往緩沖區(qū)B里放入偶數(shù)后，才能工作(要與R取得同步)，然后釋放緩

沖區(qū)。

因此，應(yīng)該設(shè)置3個(gè)信號(hào)量：

S一一初值為1,控制緩沖區(qū)B的分配：

SO——初值為0,控制W1與R取得同步：

SE——初值為0,控制W2與R取得同步。

3個(gè)進(jìn)程的工作流程如下圖所示。

6.從圖可以知道，公共數(shù)據(jù)區(qū)的單元Ai(i=l,2,3…)里存放的某月某日第i次航班的現(xiàn)有票數(shù)，是j

(j=h2,3...)個(gè)售票處共享的數(shù)據(jù)。因此，這些售票處對(duì)公共數(shù)據(jù)區(qū)的單元Ai(i=L2,3…)的操作

不能同時(shí)進(jìn)行。正因?yàn)槿绱?，圖中把對(duì)Ai的這些操作，用名為S的信號(hào)量上的P、V操作，保證它們互斥

進(jìn)行。這樣處理都是正確的。

關(guān)鍵是當(dāng)判定沒有第i次航班的機(jī)票時(shí)，圖里僅安排了打印“票已售完！”的動(dòng)作。這樣，第j

售票處只有進(jìn)入臨界區(qū)的P(S),而沒有決行退出臨界區(qū)的V(S)o它沒有退出臨界區(qū)，別的售票窗口

也就無法再進(jìn)入這個(gè)臨界區(qū)。所以，這種安排是不對(duì)的。應(yīng)該把圖改成為二圖，這樣就完全正確

了,

第五章存儲(chǔ)管理

一、填空題

1、虛擬存儲(chǔ)器

2、重定位

3、判斷該頁是否在內(nèi)存中，判斷該頁是否被修改過

4、硬件變換機(jī)構(gòu)，內(nèi)存，缺頁，中斷處理程序

5、空閑塊，淘汰，空閑塊

6、頁號(hào)，內(nèi)存塊號(hào)，記錄內(nèi)存塊的分配情況

7、分配內(nèi)存，連續(xù)的內(nèi)存，不等，連續(xù)

8、用戶，系統(tǒng)

9、內(nèi)部碎片，外部碎片

10、靜態(tài)重定位，動(dòng)態(tài)重定位

11.裝入內(nèi)存，執(zhí)行

12、抖動(dòng)

二、選擇題

1234567891011

CDDADDBFJBABABBD

三、問答題

1、所謂“內(nèi)部碎片”，是指系統(tǒng)已經(jīng)分配給用戶使用、用戶自己沒有用到的那部分存儲(chǔ)空間；所謂“外

部碎片”，是指系統(tǒng)無法把它分配出去供用戶使用的那部分存儲(chǔ)空間。對(duì)于教材而言，單一連續(xù)區(qū)存儲(chǔ)

管理、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理.、分頁式存儲(chǔ)管理和請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理都會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部碎片。只是前兩種存儲(chǔ)管

理造成的內(nèi)部碎片比較人，浪費(fèi)較為嚴(yán)重；后兩種頁式存儲(chǔ)管理，平均來說每個(gè)作業(yè)都會(huì)出現(xiàn)半頁的內(nèi)

部碎片。教材中，只有可變分區(qū)存儲(chǔ)管理會(huì)產(chǎn)生外部碎片。

2、靜態(tài)重定位是一種通過軟件來完成的地址重定位技術(shù)。它在程序裝入內(nèi)存時(shí)，完成對(duì)程序指令中地址

的調(diào)整。因此，程序經(jīng)過靜態(tài)重定位以后，在內(nèi)存中就不能移動(dòng)了。如果要移動(dòng)，就必須重新進(jìn)行地址

重定位。

動(dòng)態(tài)重定位是一種通過硬件支持完成的地址重定位技術(shù)。作業(yè)程序被原封不動(dòng)

地裝入內(nèi)存。只有到執(zhí)行某條指令時(shí)，硬件地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才對(duì)它里面的地址進(jìn)行轉(zhuǎn)

換。正因?yàn)槿绱?，?shí)行動(dòng)態(tài)重定位的系統(tǒng)，作業(yè)程序可以在內(nèi)存里移動(dòng)。也就是說，

作業(yè)程序在內(nèi)存中是可浮動(dòng)的。

3、虛擬存儲(chǔ)器實(shí)際是一種存儲(chǔ)擴(kuò)充技術(shù)。它把作業(yè)程序存放在輔助存儲(chǔ)器里，運(yùn)行時(shí)只裝入程序的

一部分。遇到不在內(nèi)存的程序時(shí)，再把所需要的部分裝入。這樣在內(nèi)存和輔存之間調(diào)入、調(diào)出的做

法，使用戶的作業(yè)地址空間無需顧及內(nèi)存的大小。給用戶造成的印象是，無論程序有多大，它在這

個(gè)系統(tǒng)上都可以運(yùn)行。這種以輔助存儲(chǔ)器作為后援的虛幻存儲(chǔ)器，就稱為虛縱存儲(chǔ)器。虛擬存儲(chǔ)器

的大小是由系統(tǒng)的地址結(jié)構(gòu)確定的。

4、在分頁式或請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理中，通常是利用內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成頁表的。當(dāng)CPU執(zhí)行到某條指令、要

對(duì)內(nèi)存中的某一地址訪問時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)地址是相對(duì)地址，所以先要根據(jù)這個(gè)地址所在的頁號(hào)去查頁

表（訪問一次內(nèi)存），然后才能由所形成的絕對(duì)地址去真正執(zhí)行指令（第二次訪問內(nèi)存）。可見，由

于頁表在內(nèi)存，降低了CPU的訪問速度。

為了提高相對(duì)地址到絕對(duì)地址的變換速度，人們想到用一組快速寄存器來代替頁表。這時(shí)查頁

表是以并行的方式進(jìn)行，立即就能輸出與該頁號(hào)匹配的塊號(hào)，這樣做無疑比內(nèi)存式的頁表要快得

多,但是，快速寄存器的價(jià)格昂貴，由它來組成整個(gè)頁表是不可取的。考慮到程序運(yùn)行時(shí)具有局部

性，因此實(shí)際系統(tǒng)中總是一方面采用內(nèi)存頁表、另一方面用極少幾個(gè)快速寄存器組成快表來共同完

成地址的變換工作。

5、在請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理中，當(dāng)根據(jù)虛擬地址查頁表而發(fā)現(xiàn)所要訪問的頁不在內(nèi)存時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生缺頁

中斷。系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，就由操作系統(tǒng)到輔存把所需要的頁讀入內(nèi)存。這時(shí)，內(nèi)存可能有空閑的

塊，也可能沒有。只有當(dāng)內(nèi)存中沒有空閑塊時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)將內(nèi)存現(xiàn)有頁面淘汰出去的問題，即要進(jìn)

行頁面淘汰。所以，缺頁中斷和頁面淘汰之間的關(guān)系是：頁面淘汰一定是由缺頁中斷所引起：但缺

頁中斷則不一定引起頁面淘汰。

6、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于某些事件的出現(xiàn)，打斷了當(dāng)前程序的運(yùn)行，而使CPU去處理出現(xiàn)的事件，

這稱為“中斷”。通常，計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)都是在執(zhí)行完一條指令后，去檢查有無中斷事件發(fā)生

的，如果有，那么就暫停當(dāng)前程序的運(yùn)行，而讓CPU去執(zhí)行操作系統(tǒng)的中斷處理程序，這叫“中斷

響應(yīng)”。CPU在處理完中斷后，如果不需要對(duì)CPU重新進(jìn)行分配，那么就返回被中斷進(jìn)程的程序繼

續(xù)運(yùn)行；如果需要進(jìn)行CPU的重新分配，那么操作系統(tǒng)就會(huì)去調(diào)度新進(jìn)程。

由上面的講述可以看出，缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別如下。

（1）兩種中斷產(chǎn)生的時(shí)刻不同：缺頁中斷是在執(zhí)行一條指令中間時(shí)產(chǎn)生的中斷，并立即轉(zhuǎn)去處理；

而一般中斷則是在一條指令執(zhí)行完畢后，當(dāng)硬件中斷裝置發(fā)現(xiàn)有中斷請(qǐng)求時(shí)才去響應(yīng)和處理。

（2）處理完畢后的歸屬不同：缺頁中斷處理完后，仍返回到原指令去重新執(zhí)行，

因?yàn)槟菞l指令并未執(zhí)行；而一般中斷則是或返回到被中斷進(jìn)程的下一條指令去執(zhí)

行，因?yàn)樯弦粭l指令已經(jīng)執(zhí)行完了，或重新調(diào)度，去執(zhí)行別的進(jìn)程程序。

7、如圖所示。在單一連續(xù)分區(qū)存儲(chǔ)管理與固定分區(qū)存儲(chǔ)管理之間畫了一條線，

表明位于線以上的存儲(chǔ)管理策咯只適用圖各種存儲(chǔ)管理策略

于單道程序設(shè)計(jì)，以下的適用于多道程序

設(shè)計(jì)；在可變分區(qū)存儲(chǔ)管理與頁式存儲(chǔ)管

理之間畫了一條線，表明位于線以上的存

儲(chǔ)管理策略都要求為作業(yè)分配一個(gè)連續(xù)

的存儲(chǔ)區(qū)，以下的存儲(chǔ)管理策略打破了連

續(xù)性的要求；在段頁式存儲(chǔ)管理與請(qǐng)求頁式存儲(chǔ)管理之間畫了一條線，那明位于

線以上的存儲(chǔ)管理策略都要求使作業(yè)程序全部進(jìn)入內(nèi)存，而以下的存儲(chǔ)管理策略

打破了全部的要求，只要部分裝入內(nèi)存就可以了。

可見，每一種存儲(chǔ)管理的出現(xiàn)，都是在原有存儲(chǔ)管理基礎(chǔ)上的一次發(fā)展和提高，從不完善到逐漸完

善，

四、計(jì)算題

1.（1）邏輯地址2365D的轉(zhuǎn)換為數(shù)對(duì)：

頁號(hào);相對(duì)地址%塊尺寸=2365/2048=1；頁內(nèi)位移=相對(duì)地址%塊尺寸=317

由題意知，第1頁對(duì)應(yīng)的塊號(hào)為2。所以，

物理地址二塊號(hào)X塊尺寸+頁內(nèi)位移=2X2048+317=4413

（2）邏輯地址093DH轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制為O93DH=0000100100111101B

由題意知塊尺寸為2KB=2"

2.FIFO：3塊時(shí)為9/12=75%,4塊時(shí)為10/12=83%發(fā)生異?，F(xiàn)象。

LRU：3塊時(shí)為10/12=83%,4塊時(shí)為9/12=75%

3.各種分配算法時(shí)的情形如下：

（1）最先適應(yīng)算法

請(qǐng)求隊(duì)列最先適應(yīng)算法

初始I0K4K20KI8K7K9K12K15K

12K10K4K8K18K7K9K12K15K

10K04K8K18K7K9K12K15K

9K04K8K9K7K9KI2K15K

（2）最佳適應(yīng)算法

請(qǐng)求隊(duì)列最佳適應(yīng)算法

初始10K4K20K18K7K9K12K15K

12K10K4K20K18K7K9K015K

10K04K20KI8K7K9K015K

9K04K20KI8K7K0015K

（3）最壞適應(yīng)算法

請(qǐng)求隊(duì)列最壞適應(yīng)算法

初始10K4K20K18K7K9K12K15K

12KI0K4K8KI8K7K9K12K15K

10K10K4K8K8K7K9K12K15K

9K10K4K8K8K7K9K12K6K

可見，分配算法不同，選擇的分配對(duì)象也不一樣。

4.（1）采用最近最久未用（LRU）頁面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊內(nèi)存空叵時(shí)所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為

18次，如下圖（a）所示，缺頁率=18/20=90%；在得到4塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為10次，

如下圖（b）所示，缺頁率=10/20=50%。

（2）采用先進(jìn)先出（FIFO）頁面淘汰算法，作業(yè)在得到2塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為18

次，如下圖（a）所示，缺頁率=18/20=90%；在得到4塊內(nèi)存空間時(shí)所產(chǎn)生的缺頁中斷次數(shù)為14次，

如下圖（b）所示，缺頁率=14/20=70%。

第六章設(shè)備管理

一、填空題：

1.塊

2.最短尋道時(shí)間優(yōu)先

3.主存

4.成批

5.硬件緩沖、軟件緩沖

6.設(shè)備控制表

7.共享設(shè)備、虛擬設(shè)備

8.邏輯

9.獨(dú)享設(shè)備、共享設(shè)備、虛擬設(shè)備

10.程序直接控制方式、中斷方式、DMA方式、通道方式

11.虛擬設(shè)備

12.中斷

二、選擇題：

12345678910

CBDCAACAAC

三、簡答題

1.所謂“系統(tǒng)設(shè)備”，是指在操作系統(tǒng)生成時(shí)就已被納入系統(tǒng)管理范圍的設(shè)備：所謂“用戶設(shè)備”是指

在完成應(yīng)用任務(wù)過程中，用戶特殊需要的設(shè)備。因此，判定一個(gè)設(shè)備是系統(tǒng)設(shè)備還是用戶設(shè)備，依據(jù)是

它在系統(tǒng)生成時(shí)，是否已經(jīng)納入了系統(tǒng)的管理范圍。如果是，它就是系統(tǒng)設(shè)備：如果不是，它就是用戶

設(shè)備。

2.設(shè)備管理的主要功能是：（1）提供一組I/O命令，以便用戶進(jìn)程能夠在程序中提出I/O請(qǐng)求，這是用

戶使用外部設(shè)備的“界面”；（2）記住各種設(shè)備的使用情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分配與回收；（3）對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)

行管理，解決設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與CPU之間的速度匹配問題；（4）按照用戶的具體請(qǐng)求，啟動(dòng)設(shè)備，

通過不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，進(jìn)行實(shí)際的I/O操作；I/O操作完成之后，將結(jié)果通知用戶進(jìn)程，從而實(shí)現(xiàn)真

正的I/O操作。

3.通過大容量輔助存儲(chǔ)器的支持，利用軟件技術(shù)（SPOOLing）,把獨(dú)享設(shè)備“改造”成為可以共享的設(shè)

備，但實(shí)際上這種共享設(shè)備是不存在的，于是把它們稱為“虛擬設(shè)備”。

4.為了解決慢速輸入/輸出設(shè)備與快速處理器之間的矛盾，為了使得輸入/輸出設(shè)備與CPU能夠并行工

作，在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存空間為各種設(shè)備開設(shè)了緩沖區(qū)。也提高了并行性。

5.執(zhí)行一次磁盤的輸入/輸出操作需要花費(fèi)的時(shí)間包括三部分：（1）查找時(shí)間：（2）等待時(shí)間；（3）傳

輸時(shí)間。在這些時(shí)間中，傳輸時(shí)間是設(shè)備固有的特性，無法用改變軟件的辦法將它改進(jìn)。因此，要提高磁

盤的使用效率，只能在減少查找時(shí)間和等待時(shí)間上想辦法，它們都與I/O在磁盤上的分布位置有關(guān)。由于

磁臂的移動(dòng)是靠控制電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，它的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)于磁盤軸的旋轉(zhuǎn)來講較緩慢。因此，查

找時(shí)間對(duì)磁盤調(diào)度的影響更為主要。

6.所謂“DMA”，是指“直接存儲(chǔ)器存取”的數(shù)據(jù)傳輸方式，其最大特點(diǎn)是能使I/O設(shè)備直接和內(nèi)

存儲(chǔ)器進(jìn)行成批數(shù)據(jù)的快速傳輸。適用于一些高速的I/O設(shè)備，如磁帶、磁盤等。通道方式與DMA

方式之間的區(qū)別如下。

（1）在DMA方式下，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?、傳輸長度和地址等仍然需要由CPU來控制。但在通道方式

下，所需的CPU干預(yù)大大減少。

（2）在DMA方式下，每臺(tái)設(shè)備要有一個(gè)DMA控制器。當(dāng)設(shè)備增加時(shí)，多個(gè)DMA控制器的使用，

顯然不很經(jīng)濟(jì)；但在通道方式下，一個(gè)通道可以控制多臺(tái)設(shè)備，這不僅節(jié)省了費(fèi)用，而且減輕了

CPU在輸入質(zhì)出中的負(fù)擔(dān)。

（3）在DMA方式下傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，是采用“竊取”總線控制權(quán)的辦法來工作的。因此，CPU與設(shè)備之間

并沒有實(shí)現(xiàn)真正的并行工作：在通道方式下，CPU把I/O任務(wù)交給通道后，它就與通道就真正并行工作。

7.往磁帶、磁盤上存放信息時(shí)，經(jīng)常是把若干個(gè)記錄先在內(nèi)存緩沖區(qū)里拼裝成一塊，然后再寫到磁

帶或磁盤上。存儲(chǔ)設(shè)備與內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行宿息交換時(shí)，就以塊為單位。這個(gè)把汜錄拼裝成塊的過程，

被稱為是“記錄的成組”。

從磁帶、磁盤上讀取記錄時(shí)，先是把含有那個(gè)記錄的塊讀到內(nèi)存的緩沖區(qū)中，在那里面挑選出

所需要的記錄，然后把它送到內(nèi)存存放的目的地。這個(gè)把記錄從緩沖區(qū)里挑選出來的過程，被稱為

是“記錄的分解”。

之所以這樣做，一是為了提高存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)利用率：二是減少內(nèi)、外存之間信息交換次數(shù)，提高

系統(tǒng)的效率。

四、計(jì)算題

1.（1）先來先服務(wù)時(shí)，調(diào)度的順序是20—l（）f22一■20f2~*4（）f6f38,總共劃過的柱面數(shù)是：

10+12+2+18+38+34+32=146

因此，總的查找時(shí)間為：146X6=876ms。

（2）最短查找時(shí)間優(yōu)先時(shí)，調(diào)度的順序是20-22-10-6-2-38-40（由于磁臂起始時(shí)定位于柱面

20,所以可以把后面第20柱面的訪問立即進(jìn)行），總共劃過的柱面數(shù)是：

2+12+4+4+36+2=60

因此，總的查找時(shí)間為：60X6=360mso

（3）電梯算法（初始由外向里移動(dòng)）時(shí)，調(diào)度的順序是20-22-38-40-10-6-2（由于磁臂起始

時(shí)定位于柱面20,所以可以把后面第20柱面的訪問立即進(jìn)行），總共劃過的柱面數(shù)是：

2+16+2+30+4+4=58

因此，總的查找時(shí)間為：58X6=348mso

2.由于移動(dòng)臂現(xiàn)在處于第8柱面，如果按照“先來先服務(wù)”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序應(yīng)

該是8-9—7f15-9-20-7；如果是按照“最短查找時(shí)間優(yōu)先”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次

序可以有兩種，一是8f9f7fl5f20（到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求，到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求），

二是8f7-9-15—20（到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求，到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求）；如果按照“電

梯”調(diào)度算法，對(duì)這6個(gè)I/O的響應(yīng)次序可以有兩種，一是8-9-15-20-7（由里往外的方向，到

達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求，到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求），二是8f7-*9-15—20（由外往里的方向，

到達(dá)7時(shí)完成2和6的請(qǐng)求，到達(dá)9時(shí)完成1和4的請(qǐng)求）；如果按照“單向掃描”調(diào)度算法，對(duì)這

6個(gè)I/O的響應(yīng)次序是8-9-15-20-0-7。對(duì)比后可以看出，實(shí)行8f7-9-15-20的響應(yīng)次序會(huì)

得到最省的時(shí)間，因?yàn)檫@時(shí)移動(dòng)臂的移動(dòng)柱面數(shù)是：1+2+6+5=14

第七章文件管理

一、填空題

1.文件

2.按名存取文件目錄

3.普通文件目錄文件特殊文件

4.物理非連續(xù)的物理塊

5.物理塊信息交換

6.位示圖法空閑塊鏈接法

7.文件說明目錄文件

8.文件重名

9.打開文件關(guān)閉文件

10.記錄號(hào)該記錄存放地址

11.順序文件鏈接文件索引文件

二、選擇題

12345678

CBCBDCAC

l.C2.B3.C4.B5.D6.C7.A8.C

三、簡答題

1.若干個(gè)邏輯記錄合并成一組，寫入一個(gè)塊叫記錄成組，當(dāng)存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)物理記錄讀進(jìn)輸入緩沖區(qū)

后，把邏輯記錄從塊中分離出來的操作叫記錄的分解。

記錄的成組和分解處理不僅節(jié)省存儲(chǔ)空間，還能減少輸入輸出操作次數(shù)，提高系統(tǒng)效率。

2.文件系統(tǒng)提供給用戶程序一組系統(tǒng)調(diào)用，包括建立，打開，關(guān)閉，撤銷，讀，寫和控制。

3.文件的邏輯組織：用戶對(duì)文件的觀察和使用是從自身處理文件中數(shù)據(jù)是采用的組織方式來看待文件組

織形式。這種從用戶觀點(diǎn)出發(fā)所見到的文件組織形式稱為文件的邏輯組織。

（D書?結(jié)構(gòu)文件（記錄式文件）：邏輯上可被看成一組連續(xù)順序的記錄的集合。

（2）無結(jié)構(gòu)文件：指文件內(nèi)部不再劃分記錄，它是由一組相關(guān)信息組成的有序字符流，即流式文件。

文件的物理組織：文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)組織形式稱為文件的物理組織。

（1）文件的物理組織形式主要有：

連續(xù)文件：所占盤塊是連續(xù)的,

串聯(lián)文件：所占盤塊不連續(xù)，Etf后鏈接。

4.連續(xù)結(jié)構(gòu)是指把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放到輔存上連續(xù)的物理塊中。連續(xù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)

簡單，存取速度快，常用于存放系統(tǒng)文件等固定長度的文件。連續(xù)結(jié)構(gòu)的不足是：文件長度不便于動(dòng)態(tài)

增加，容易造成磁盤碎片。

鏈接結(jié)構(gòu)是指把邏輯上連續(xù)的用戶文件信息存放到輔存的不連續(xù)物理塊中，并在每一