計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)試題與答案_題庫

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)試題 一 填空 ： 1操作系統(tǒng)為用戶提供三種類型的使用接口，它們是 命令方式 和 系統(tǒng)調(diào)用 和圖形用戶界面。 2主存儲(chǔ)器與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送控制方式有程序直接控制、 中斷驅(qū)動(dòng)方式 、 DMA 方式 和通道控制方式。 3在響應(yīng)比最高者優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法中，當(dāng)各個(gè)作業(yè)等待時(shí)間相同時(shí)， 運(yùn)行時(shí)間短 的作業(yè)將得到優(yōu)先調(diào)度；當(dāng)各個(gè)作業(yè)要求運(yùn)行的時(shí)間相同時(shí)， 等待時(shí)間長(zhǎng) 的作業(yè)得到優(yōu)先調(diào)度。 4當(dāng)一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占處理器順序執(zhí)行時(shí)，具有兩個(gè)特性： 封閉性 和可再現(xiàn)性。 6文件的邏輯結(jié)構(gòu)分 流式文件 和記錄式文件二種。 7進(jìn) 程由程度、數(shù)據(jù)和 FCB 組成。 8對(duì)信號(hào)量 S 的操作只能通過 原語 操作進(jìn)行，對(duì)應(yīng)每一個(gè)信號(hào)量設(shè)置了一個(gè)等待隊(duì)列。 9操作系統(tǒng)是運(yùn)行在計(jì)算機(jī) 裸機(jī) 系統(tǒng)上的最基本的系統(tǒng)軟件。 10虛擬設(shè)備是指采用 SPOOLING 技術(shù)，將某個(gè) 獨(dú)享 設(shè)備改進(jìn)為供多個(gè)用戶使用的的 共享 設(shè)備。 11文件系統(tǒng)中，用于文件的描述和控制并與文件一一對(duì)應(yīng)的是 文件控制塊 。 12 段式管理中，以段為單位 ，每段分配一個(gè) 連續(xù) 區(qū)。由于各段長(zhǎng)度 不同 ，所以這些存儲(chǔ)區(qū)的大小不一，而且同一進(jìn)程的各段之間不要求 連續(xù) 。 13邏輯設(shè)備表（ LUT）的主要功能是 實(shí)現(xiàn) 設(shè)備獨(dú)立性 。 14 在采用請(qǐng)求分頁式存儲(chǔ)管理的系統(tǒng)中，地址變換過程可能會(huì)因?yàn)?缺頁 和 越界等原因而產(chǎn)生中斷。 17文件的物理結(jié)構(gòu)分為順序文件、 索引文件 和 索引順序文件 。 18所謂 設(shè)備控制器 ，是一塊能控制一臺(tái)或多臺(tái)外圍設(shè)備與 CPU 并行工作的硬件。 19. UNIX 的文件系統(tǒng)空閑空間的管理是采用 成組鏈接法 。 20 分頁管理 儲(chǔ)管理方式能使存儲(chǔ)碎片盡可能少，而且使內(nèi)存利用率較高 ，管理開銷小 。 20. 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計(jì)算機(jī) 軟硬件資源 的系統(tǒng)軟件。 21. 操作系統(tǒng)目前有五大類型： 批處理操作系統(tǒng) 、 分時(shí) 操作系統(tǒng) 、 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 、 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 和 分布式操作系統(tǒng) 。 22.按文件的邏輯存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分，文件分為有結(jié)構(gòu)文件，又稱為 記錄式文件 和無結(jié)構(gòu)文件，又稱 流式文件 。 23.主存儲(chǔ)器與外圍設(shè)備之間的信息傳送操作稱為 輸入輸出操作 。 24、在設(shè)備管理中，為了克服獨(dú)占設(shè)備速度較慢、降低設(shè)備資源利用率的缺點(diǎn)，引入了 虛擬分配技術(shù) ，即用共享設(shè)備模擬獨(dú)占設(shè)備。 25、常用的內(nèi)存管理方法有 分區(qū)管理 、 頁式管 理 、 段式管理 和 段頁式管理 。 26、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配時(shí)，要靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 重定位 。 27、 在存儲(chǔ)管理中常用 虛擬存儲(chǔ)器 方式來擺脫主存容量 的限制。 28、在請(qǐng)求頁式管理中，當(dāng) 硬件變換機(jī)構(gòu) 發(fā)現(xiàn)所需的頁不在 內(nèi)存 時(shí)，產(chǎn)生 缺頁中斷信號(hào)， 中斷處理程序 作相應(yīng)的處理。 29、置換算法是在內(nèi)存中沒有 空閑頁面 時(shí)被調(diào)用的，它的目的是選出一個(gè)被 淘汰 的頁面。如果內(nèi)存中有足夠的 空閑頁面 存放所調(diào)入的頁，則不必使用 置換算法 。 30、在段頁式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，面向 用戶 的地址空間是段式劃分，面向 物理實(shí)現(xiàn) 的地址空間是頁式劃分。 31、文件的存儲(chǔ)器是分成大小相等的 物理塊 ，并以它為單位交換信息。 32、虛擬設(shè)備是通過 SPOOLing 技術(shù)把 獨(dú)占 設(shè)備變成能為若干用戶 共享 的設(shè)備。 33、緩沖區(qū)的設(shè)置可分為 單緩沖 、 雙緩沖 、 多緩沖 和 緩沖池 。 34、在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對(duì)地址與裝入內(nèi)存后的實(shí)際物理地址不同，把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這是操作系統(tǒng)的 地址重地位 功能。 35. 在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是一個(gè) 資源分配 的基本單位，也是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行和 調(diào)度 的基本單位。 36. 在信號(hào)量機(jī)制中，信號(hào)量 S 0 時(shí)的值表示 可用資源數(shù)目 ；若 S 0，則表示 等待該資源的進(jìn)程數(shù) ，此時(shí)進(jìn)程應(yīng) 阻塞 。 37. 操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口是 系統(tǒng)調(diào)用 。 38. 設(shè)備從資源分配角度可分為獨(dú)占設(shè)備， 共享設(shè)備 和 虛擬設(shè)備 。 39. 設(shè)備管理的主要任務(wù)是控制設(shè)備和 CPU 之間進(jìn)行 I/O 操作。 40. 常用的文件存取方法有 順序存取法 ，隨機(jī)存取法和 按鍵存取法 。 41. 在頁面置換算法中最有效的一種稱為 LRU 算法 。 42. 地址變換機(jī)構(gòu)的基本任務(wù)是將虛地址空間中的 邏輯地址 變換為內(nèi)存中的 物理地址 。 44現(xiàn)代操作系統(tǒng)的兩個(gè)重要特征是 并發(fā) 和共享。 47. 操作系統(tǒng)的基本類型有批處理操作系統(tǒng)， 分時(shí)操作系統(tǒng) 和 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 三種。 48采用對(duì)換方式在將進(jìn)程換出時(shí)，應(yīng)首先選擇處于 阻塞 且優(yōu)先權(quán)低的進(jìn)程換出內(nèi)存。 49. 能方便實(shí)現(xiàn)信 息共享的存儲(chǔ)管理辦法有 段式 和 段頁式 。 50選擇距當(dāng)前磁頭最近，且方向一致的磁盤調(diào)度算法 循環(huán)掃描算法 。 51在頁面置換算法中可實(shí)現(xiàn)的最有效的一種稱為 LRU。 54在成組鏈結(jié)法中，將第一組的 空閑塊號(hào) 和該組的 空閑塊數(shù)目 記入到 內(nèi)存的工作棧 中，作為當(dāng)前可供分配的空閑盤塊號(hào)。 54現(xiàn)代操作系統(tǒng)的兩個(gè)重要特征是 并發(fā) 和共享。 55為文件 file 增加執(zhí)行權(quán)限的 UNIX 命令為 chmod +x file。 56顯示目錄 mydir 中文件的詳細(xì)信息的 UNIX 命令為 ls l mydir。 57在動(dòng)態(tài)分區(qū)式內(nèi)存分配算法中，傾向于優(yōu)先使用低地址部分空閑區(qū)的算法是 首次適應(yīng)算法 ；能使內(nèi)存空間中空閑區(qū)分布較均勻的算法是 循環(huán)首次適應(yīng)算法 。 58在分時(shí)系統(tǒng)中，當(dāng)用戶數(shù)目為 100 時(shí)，為保證響應(yīng)時(shí)間不超過 2 秒，此時(shí)時(shí)間片最大應(yīng)為 20ms。分時(shí)系統(tǒng)采用的調(diào)度方法是 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 。 59. 常用的進(jìn)程通信方式有管道、 共享存儲(chǔ)區(qū) 、 消息機(jī)制 和郵箱機(jī)制。 60. 正在執(zhí)行的進(jìn)程等待 I/O 操作，其狀態(tài)將由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)?阻塞 狀態(tài)。 61頁是信息的 物理 單位，進(jìn)行分頁是出于 系統(tǒng)管理 的需 要；段是信息的 邏輯 單位，分段是出于 用戶 的需要。 62存儲(chǔ)管理中的快表是指 聯(lián)想存儲(chǔ)器 。 63分段保護(hù)中的越界檢查是通過 段表寄存器 中存放的 段表長(zhǎng)度 和段表中的 段長(zhǎng) 等數(shù)據(jù)項(xiàng)。 64在請(qǐng)求調(diào)頁系統(tǒng)中的調(diào)頁策略有 預(yù)調(diào)入策略 ，它是以預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的；另一種是 請(qǐng)求調(diào)入 ，由于較易實(shí)現(xiàn)，故目前使用較多。 65若干個(gè)事件在同一時(shí)刻發(fā)生稱為并行，若干個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生稱為 并發(fā) 。 66使用緩沖區(qū)能有效地緩和 I/O 設(shè)備 和 CPU 之間速度不匹配的矛盾。 67用 戶編寫的程序與實(shí) 際使用的物理設(shè)備無關(guān)，而由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)地址的重定位，我們稱之為 設(shè)備無關(guān)性（設(shè)備獨(dú)立性 ） 。 68用戶是通過 命令方式 或者程序接口向計(jì)算機(jī)發(fā)出請(qǐng)求的。 69在操作系統(tǒng)中的異步性主要是指 在系統(tǒng)中進(jìn)程推進(jìn)的順序是走走停停 。 70進(jìn)程間通信的方式有 管道 、共享存儲(chǔ)區(qū)和 消息傳遞方式 。 71計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是方便用戶、管理和控制計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)資源 的系統(tǒng)軟件。 72. 在多道程序環(huán)境中，用戶程序的相對(duì)地址與裝入內(nèi)存后的實(shí)際物理地址不同，把相對(duì)地址轉(zhuǎn)換為物理地址，這是操作系統(tǒng)的 地址重地位 功能。 73操作系的動(dòng)態(tài)分區(qū) 管理 內(nèi) 存分配算法 有 首次適應(yīng)算法 、 循環(huán)首次適應(yīng)算法 、和 最佳適應(yīng)算法 。 74 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配時(shí)，要靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 重定位 。 75 在存儲(chǔ)管理中常用 虛擬存儲(chǔ)器 方式來擺脫主存容量的限制。 76 在請(qǐng)求頁式管理中，當(dāng) 硬件變換機(jī)構(gòu) 發(fā)現(xiàn)所需的頁不在 內(nèi)存 時(shí)，產(chǎn)生 缺頁中斷信號(hào)， 中斷處理程序 作相應(yīng)的處理。 77 置換算法是在內(nèi)存中沒有 空閑頁面 時(shí)被調(diào)用的，它的目的是選出一個(gè)被 淘汰 的頁面。如果內(nèi)存中有足夠的 空閑頁面 存放所調(diào)入的頁，則不必使用 置換算法 。 78 在段頁式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，面向 用戶 的地址空間是段式劃分，面向 物理實(shí)現(xiàn) 的地址空間是頁式劃分。 79 文件的存儲(chǔ)器是分成大小相等的 物理塊 ，并以它為單位交換信息。 80 通道是一個(gè)獨(dú)立于 CPU 的專管 I/O 的處理機(jī)，它控制 設(shè)備 與內(nèi)存之間的信息交換。 81 緩沖區(qū)的設(shè)置可分為 單緩沖 、 雙緩沖 、 循環(huán) 緩沖 和 緩沖池 。 其中關(guān)于緩沖池的操作有 提取輸入 、 提取輸出 、 收容輸入 和 收容輸出 。 82操作系統(tǒng)為用戶編程所提供的接口是 系統(tǒng)調(diào)用 。 83文件的邏輯結(jié)構(gòu)分為流式文件、順序文件、索引文件和 索引順序文件 。 84進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和 PCB 組成。 85一張 1.44M 的軟盤，其 FAT 表占的空 間為 2.16K。 86緩沖池包括空白緩沖隊(duì)列、 裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖隊(duì)列 和 裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖隊(duì)列 三種隊(duì)列。 87在生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題中，消費(fèi)者進(jìn)程的兩個(gè) wait 原語的正確順序?yàn)?Wait(full)； 和 wait(mutex)；。 88 段式管理中，提供 二維 維的地址結(jié)構(gòu)。以段為單位 進(jìn)行空間分配 ，每段分配一個(gè) 連續(xù)內(nèi)存 區(qū)。 89邏輯設(shè)備表（ LUT）的主要功能是實(shí)現(xiàn) 邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射 。 90在一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，假如系統(tǒng)分配給一個(gè)作業(yè)的物理塊數(shù)為 3，且此作業(yè)的頁面走向?yàn)?2， 3， 2， 1， 5， 2， 4， 5， 3， 2， 5， 2。 OTP 算法的頁面置換次數(shù)為 3 ， LRU 算法的頁面置換次數(shù)為 4， CLOCK 算法的頁面置換次數(shù)為 5 。 91 設(shè) 單 CPU 環(huán)境下， 有三道作業(yè)，它們的提交時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間如下表 ： 作業(yè) 提交時(shí)間 (單位：基本時(shí)間單位 ) 運(yùn)行時(shí)間 (單位：基本時(shí)間單位 ) J1 J2 J3 0 2 3 7 4 2 若采用短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度策略，作業(yè)單道串行運(yùn)行時(shí)的調(diào)度次序 為 J1,J3,J2， 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 =8。 92進(jìn)程間通信的類型有：共享存儲(chǔ)區(qū)、 管道機(jī)制 、 消息隊(duì)列 和信箱機(jī)制。 93在響應(yīng)比最高者優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度算法中，當(dāng)各個(gè) 作業(yè)等待時(shí)間相同時(shí)， 運(yùn)行時(shí)間短 的作業(yè)將得到優(yōu)先調(diào)度；當(dāng)各個(gè)作業(yè)要求運(yùn)行的時(shí)間相同時(shí)， 等待時(shí)間長(zhǎng) 的作業(yè)得到優(yōu)先調(diào)度。 94若干個(gè)等待訪問磁盤者依次要訪問的磁道為 20， 44， 40， 4， 80， 12， 76，移動(dòng)臂當(dāng)前位于 40 號(hào)柱面，則先來先服務(wù)算法的平均尋道長(zhǎng)度為 292； 最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法的平均尋道長(zhǎng)度為 120；掃描算法（當(dāng)前磁頭移動(dòng)的方向?yàn)榇诺肋f增）的平均尋道長(zhǎng)度為 116。 95.系統(tǒng)為一個(gè)有 6 頁的進(jìn)程分配 4個(gè)物理塊，其頁表如下所示（時(shí)間單位：滴答），頁的大小為 1K，請(qǐng)計(jì)算邏輯地址為 0x17C8 的物理地址。 頁號(hào) 塊號(hào) 裝入時(shí)間 上次引用時(shí)間 R(讀 ) M(修改 ) 0 7 126 279 0 0 1 4 230 260 1 0 2 2 120 272 1 1 3 9 160 280 1 1 按 CLOCK 算法為 0x03C8；按 FIFO 算法為 0x0BC8；按 LRU 算法為 0x07C8。 96.有三個(gè)同時(shí)到達(dá)的作業(yè) J1， J2 和 J3，它們的執(zhí)行時(shí)間分別是 T1， T2和T3，且 T1T2T3。系統(tǒng)按單道方式運(yùn)行且采用短作業(yè)優(yōu)先算法，則平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是 (3*T1+2*T2+T3)/3。 97位示圖是利用 二進(jìn)制的一個(gè)位 來表示 磁盤中一個(gè)盤塊 的使用情況。 98在 SPOOLing 系統(tǒng)中， 進(jìn)程 執(zhí)行 輸出的過程是：將進(jìn)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)送到 磁盤的輸出井 ， 輸出程序再將數(shù)據(jù)提出，通過 內(nèi)存的輸出緩沖區(qū) 送往輸出設(shè)備。 99、在請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，假如一個(gè)作業(yè)的頁面走向?yàn)?1， 2， 3， 4， 1， 2， 5， 1，2， 3， 4， 5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 為 3，采用先進(jìn)先出頁面置換算法時(shí)，訪問過程中發(fā)生的缺頁次數(shù)為： _；采用最佳頁面置換算法時(shí)，缺頁次數(shù)為： _；采用 LRU 頁面置換算法時(shí)，缺頁次數(shù)為： _。（假定開始時(shí)，物理塊中為空） 100頁是信息的 單位，進(jìn)行分頁是出于 的需要。段是信息的 單位，分段是出于用戶的需要。 101 進(jìn)程和線程都是系統(tǒng)進(jìn)行 的基本單位，它們最大的區(qū)別在于 。 102將數(shù)據(jù)從設(shè)備送入緩沖池稱為： ；將數(shù)據(jù)從緩沖池送入設(shè)備稱為： ； 103用戶程序必須通過 方能取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。 104 如果信號(hào)量的當(dāng)前值為 3，表示可用的資源數(shù)目為 3，如果信號(hào)量的當(dāng)前值為 -3，則表示 。 105 I/O 控制的方式有程序直接控制方式、 中斷控制方式 、 DMA 方式和通道方式。 106. 在首次適應(yīng)算法中，要求空閑分區(qū)按 地址遞增 順序鏈接成空閑分區(qū)鏈；在最佳適應(yīng)算法中是按 空閑分區(qū)從小到大 順序形成空閑分區(qū)鏈。 107. 文件的物理結(jié)構(gòu)有順序文件、 鏈接文件 文件和索引文 件三種。 108. 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的特征是 并發(fā) 、 共享 、虛擬和異步性。 109.產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是互斥條件和請(qǐng)求和保持，不剝奪條件和 環(huán)路條件 。 110.操作系統(tǒng)的五大功能是 CPU 管理、 存儲(chǔ)管理 、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)和 用戶接口 。 111.在操作系統(tǒng)中進(jìn)程和線程的區(qū)別是： 擁有資源 。 112文件系統(tǒng)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn) 按名存取 。 113靜態(tài)鏈接是在程序編譯時(shí)進(jìn)行，動(dòng)態(tài)鏈接是在 執(zhí)行 時(shí)進(jìn)行。 114文件的保護(hù)是通過 存取控制表 來實(shí)現(xiàn)的。 115文件共享的方式有基于索引結(jié)點(diǎn)的方式和 利用符號(hào)鏈 。 116 UNIX 系統(tǒng)對(duì) 空閑空間的管理方式采用 _成組鏈接法 _。 117. 能 方 便 實(shí) 現(xiàn) 信 息 共 享 的 存 儲(chǔ) 管 理 方 法 有 和 。 118 操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口，它們是 命令接口和 。 119.一次只允許一個(gè)進(jìn)程訪問的資源叫 臨界資源 。 120在操作系統(tǒng)中進(jìn)程是一個(gè) 擁有資源 的單位，也是一個(gè) 調(diào)度 和執(zhí)行的基本單位。 121 如果信號(hào)量的當(dāng)前值為 4，則表示 ，如果信號(hào)量的當(dāng)前值為 -4，則表示 。 122在批處理兼分時(shí)的系統(tǒng)中，往往由分時(shí)系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為 前臺(tái) 作業(yè)，而由批處理系統(tǒng)控制的作業(yè)稱為 后臺(tái) 作業(yè)。 123操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口，它們是 操作員（或用戶） 接口和 程序員（或程序） 接口。 124操作系統(tǒng)中，進(jìn)程可以分為 系統(tǒng) 進(jìn)程和 用戶 進(jìn)程兩類。 125用戶調(diào)用 建立 和 打開（可交換次序） 文件操作來申請(qǐng)對(duì)文件的使用權(quán)。 126主存儲(chǔ)器與外圍設(shè)備之間的信息傳送操作稱為 輸入輸出操作 。 127當(dāng)一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占處理器順序執(zhí)行時(shí)， 具有兩個(gè)特性： 封閉 性和可再現(xiàn)性。 128 UNIX 的 shell 有兩層含義，一是指由 shell 命令組成的 Shell 命令 語言；二是 指該命令的解釋 程序。 129操作系統(tǒng)是運(yùn)行在計(jì)算機(jī) 基本硬件（或：硬件） 系統(tǒng)上的最基本的系統(tǒng)軟件。 130程序經(jīng)編譯或匯編以后形成目標(biāo)程序，其指令的順序都是以零作為參考地址，這些地址稱為 相對(duì)地址（或：邏輯地址、虛擬地址） 。 131文件的邏輯結(jié)構(gòu)分 字符流式 文件和記錄式文件二種。 132一個(gè)作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到運(yùn)行結(jié)束，一般要經(jīng)歷 “后備” 、“執(zhí)行”和“完成”三個(gè) 不同狀態(tài)。 133 Windows NT 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)部分構(gòu)成：一是保護(hù)子系統(tǒng)，另一是 執(zhí)行體 。 134目前硬盤中最常使用的兩種接口是 IDE 接口和 SCSI 接口。 135用戶要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做的工作的集合稱為 作業(yè) 。 136進(jìn)程由程度、數(shù)據(jù)集合、 進(jìn)程控制塊及相關(guān)表格 組成。 137對(duì)信號(hào)量 S 的操作只能通過 P、 V 操作進(jìn)行，對(duì)應(yīng)每一個(gè)信號(hào)量設(shè)置了一個(gè)等 待隊(duì)列。 138在存貯器可變式分區(qū)管理中，對(duì)內(nèi)存狀態(tài)的記錄和分配管理通?？刹捎帽砀穹?、位圖法和 鏈表法 。 139虛擬設(shè)備是指采用某種 I O 技術(shù)，將某個(gè) 獨(dú)占 設(shè)備改進(jìn)為多個(gè)用戶可共享 的設(shè)備。 140文件系統(tǒng)中，用于文件的描述和控制并與文件一一對(duì)應(yīng)的是 文件控制塊（或： FCB） 。 141所謂 通道 ，是一塊能控制一臺(tái)或多臺(tái)外圍設(shè)備與 CPU 并行工作的硬件。 142用戶是通過 命令接口 或者程序接口向計(jì)算機(jī)發(fā)出請(qǐng)求的。 143在所有主機(jī)操作系統(tǒng)都是 UNIX 系統(tǒng)的 TCP IP 網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行 遠(yuǎn)程注冊(cè) 的命令是 rlogin。 144在 TCP IP網(wǎng)絡(luò)中， UNIX 操作系統(tǒng)下發(fā)送電子郵件的命令是 Mail。 145.操作系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是 方便用戶使用或界面友好 和 系 統(tǒng)能高效工作或資源利用率高 。 146.當(dāng)一個(gè)進(jìn)程完成了特定的任務(wù)后，系統(tǒng)收回這個(gè)進(jìn)程所占的 工作區(qū)或主存空間或資源 和取消該進(jìn)程的 進(jìn)程控制塊 (PCB)就撤消了該進(jìn)程。 147.單個(gè)分區(qū)存儲(chǔ)管理僅適用于 個(gè)人計(jì)算機(jī) (單用戶 )和 專用計(jì)算機(jī) (單道，單作業(yè) )系統(tǒng)。 148.每個(gè)索引文件都必須有一張 索引 表，其中每個(gè)登記項(xiàng)用來指出一個(gè)邏輯記錄的 存放位置 或指針 或首地址 。 149.實(shí)現(xiàn) SPOOL 系統(tǒng)時(shí)必須在磁盤上辟出稱為 輸入井 和 輸出井 (可交換次序 )的專門區(qū)域，以存放作業(yè)信息和作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。 150.一個(gè)理想的作業(yè)調(diào)度算法應(yīng) 該是既能 提高系統(tǒng)效率或吞吐量高 及時(shí)得到計(jì)算結(jié)果 又能使進(jìn)入系統(tǒng)的作業(yè) 周轉(zhuǎn)時(shí)間短等 _。 二 、判斷題 （ ） 1 并發(fā)性是指若干事件在同一時(shí)刻發(fā)生。 （ ） 2 虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲 CPU 工作時(shí)間以及內(nèi) 、 外存交換時(shí)間為代價(jià)的。 （ ） 3用戶為每個(gè)自己的進(jìn)程創(chuàng)建 PCB，并控制進(jìn)程的執(zhí)行過程。 （ ） 4樹型目錄結(jié)構(gòu)能夠解決文件重名問題。 （ ） 5原語是一種不可分割的操作。 （ ） 6 通道一旦被啟動(dòng)就能獨(dú)立于 CPU 運(yùn)行，這樣可使 CPU 和通道并行操作。 （ ） 7頁式的地址是一維的，段式的地址是二維的 （ ） 8 位示圖方法可用于 磁盤 的調(diào)度管理 。 （ ） 9 虛擬設(shè)備是指把一個(gè)物理設(shè)備變換成多個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯設(shè)備 ，它通過邏輯設(shè)備表來實(shí)現(xiàn)的 。 （ ） 10頁式管理易于實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間的信息共享。 （ ） 1 在虛擬存儲(chǔ)方式下，程序員編制程序時(shí)不必考慮主存的容量，但系統(tǒng)的吞吐量在很大程度上依賴于主存儲(chǔ)器的容量； （ ） 1 可重定位分區(qū)管理可以對(duì)作業(yè)分配不連續(xù)的內(nèi)存單元； （ ） 1 采用動(dòng)態(tài)重定位技術(shù)的系統(tǒng)，目標(biāo)程序可以不經(jīng)任何改動(dòng)，而裝入物理內(nèi)存； （ ） 1 頁式存儲(chǔ)管理中，一個(gè)作業(yè)可以占用不連續(xù)的內(nèi)存空間，而段式存儲(chǔ)管理 ，一個(gè)作業(yè)則是占用連續(xù)的內(nèi)存空間。 （ ） 1線程是最小的擁有資源的單位。 （ ） 1文件系統(tǒng)最基本的功能是實(shí)現(xiàn)按名存取。 （ ） 17存取控制表是每個(gè)用戶一張，表明該用戶對(duì)不同文件的存取權(quán)限。 （ ） 18 SPOOLing 技術(shù) 可以解決進(jìn)程使用設(shè)備死鎖問題。 （ ） 19對(duì)于一個(gè)具有三級(jí)索引表的文件，存取一個(gè)記錄需要訪問三次磁盤。 （ ） 20在 I/O控制的多種方式中，傳輸速率高，對(duì)主機(jī)影響少的方式最好。 （ ） 21進(jìn)程可以刪除自己的 PCB表。 （ ） 22 可重定位分區(qū)法 能夠 支持虛擬存儲(chǔ)器的技術(shù)。 （ ） 23單級(jí)目錄結(jié)構(gòu)能夠解決文件重名問題。 （ ） 24分頁式存儲(chǔ)管理中，頁的大小是可以不相等的。 （ ） 25執(zhí)行原語時(shí)不會(huì)響應(yīng)任何中斷。 （ ） 26 段頁式管理實(shí)現(xiàn)了段式、頁式兩種存儲(chǔ)方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。 （ ） 27對(duì)臨界資源應(yīng)采取互斥訪問方式來實(shí)現(xiàn)共享。 （ ） 28文件系統(tǒng)中分配存儲(chǔ)空間的基本單位是記錄。 （ ） 29外存對(duì)換空間保存的是虛擬內(nèi)存管理系統(tǒng)調(diào)出的程序。 （ ） 30 虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲 CPU 工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。 四 名詞解釋： 1.原語：它是由若干條機(jī)器指令所構(gòu) 成，用以完成特定功能的一段程序，為保證其操作的 正確性，它應(yīng)當(dāng)是原子操作，即原語是一個(gè)不可分割的操作。 2.設(shè)備獨(dú)立性：指用戶設(shè)備獨(dú)立于所使用的具體物理設(shè)備。即在用戶程序中要執(zhí)行 I/O 操作時(shí)，只需用邏輯設(shè)備名提出 I/O 請(qǐng)求，而不必局限于某特定的物理設(shè)備。 3.文件的邏輯結(jié)構(gòu) ：又稱為文件邏輯組織，是指從用戶觀點(diǎn)看到的文件組織形式。它可分為兩類：記錄式文件結(jié)構(gòu)，由若干相關(guān)的記錄構(gòu)成；流式文件結(jié)構(gòu)，由字符流構(gòu)成。 4.樹形結(jié)構(gòu)目錄：利用樹形結(jié)構(gòu)的形式，描述各目錄之間的關(guān)系。上級(jí)目錄與相鄰下級(jí)目錄的關(guān)系是 1對(duì) n。 樹形結(jié)構(gòu)目錄能夠較好地滿足用戶和系統(tǒng)的要求。 5.操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以及方便用戶的程序的集合。其主要功能是實(shí)現(xiàn)處理機(jī)管理、內(nèi)存管理、 I/O 設(shè)備管理、文件管理和用戶接口。 6.位示圖：它是利用一個(gè)向量來描述自由塊使用情況的一張表。表中的每個(gè)元素表示一個(gè)盤塊的使用情況， 0 表示該塊為空閑塊， 1 表示已分配。 7.置換策略：虛擬式存儲(chǔ)管理中的一種策略。用于確定應(yīng)選擇內(nèi)存中的哪一頁(段 ) 換出到磁盤對(duì)換區(qū)，以便騰出內(nèi)存。通常采用的置換算法都是基于把那些在最近 的將來，最少可能被訪問的頁 (段 )從內(nèi)存換出到盤上。 8.用戶接口：操作系統(tǒng)提供給用戶和編程人員的界面和接口。包括程序接口、命令行方式和圖形用戶界面。 9. 死鎖：指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源二造成的一種僵局，若無外力的作用，這些進(jìn)程將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)。 10.文件系統(tǒng) :OS中負(fù)責(zé)管理和存取文件信息的軟件機(jī)構(gòu)。負(fù)責(zé)文件的建立，撤消，存入，續(xù)寫，修改和復(fù)制，還負(fù)責(zé)完成對(duì)文件的按名存取和進(jìn)行存取控制。 11.進(jìn)程 :進(jìn)程是程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立的基本單位。 12.wait(s)原語 wait(s) ： Begin Lock out interrupts； s = s 1； If s 0 then Begin Status(q) = blocked； Insert(WL, q)； Unlock interrupts； Scheduler； End Else unlock interrupts； End 13.鏈接文件 邏輯文件中的不同記錄可以存儲(chǔ)在離散的磁盤塊中。每個(gè)盤塊中都設(shè)置了一個(gè)指向下一個(gè)盤塊的鏈接指針，用這些指 針可將一個(gè)文件中的所有盤塊拉成一條鏈，而在文件控制塊中的“文件地址指針”便指向存放該文件的第一個(gè)盤塊的編號(hào)。 14.快表 采用聯(lián)想存儲(chǔ)器加快查表速度 ,在地址變換機(jī)構(gòu)中，加入一個(gè)高速，小容量、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，構(gòu)成快表 ,存放正運(yùn)行的作業(yè)的當(dāng)前頁號(hào)和塊號(hào)。 在快表中找到，直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號(hào)和塊號(hào)放入聯(lián)想存儲(chǔ)器的空閑單元中，如沒有，淘汰最先裝入的頁號(hào)。 15虛擬存儲(chǔ)器 指具有請(qǐng)求調(diào)入功能和置換功能，能從邏輯上對(duì)內(nèi)存 容量進(jìn)行擴(kuò)充的一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)。從用戶觀點(diǎn)看，虛擬存儲(chǔ)器具有比實(shí)際內(nèi)存大得多的容量。這既方便了用戶，又提高了內(nèi)存的利用率和系統(tǒng)的吞吐量。 16文件目錄 為了項(xiàng)用戶提供對(duì)文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對(duì)系統(tǒng)中的文件名， (亦可包含文件屬性 )進(jìn)行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。 17 I/O 控制： 我們把從用戶進(jìn)程的輸入 /輸出請(qǐng)求開始，給用戶進(jìn)程分配設(shè)備和啟動(dòng)有關(guān)設(shè)備 進(jìn)行 I /O 操作，以及在 I /O 操作完成之后響應(yīng)中斷，進(jìn)行善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過程稱為 I /O 控制。 18. 緩沖池： 這是具有多個(gè)緩沖區(qū)的公用緩沖器，其中的各個(gè)緩沖區(qū)可供多個(gè)進(jìn)程或設(shè)備共享。為便于管理，通常把緩沖池中的緩沖區(qū)，按其性質(zhì)的不同而構(gòu)成若干個(gè)鏈表或隊(duì)列，如空緩沖隊(duì)列，輸入緩沖隊(duì)列等。 19. SPOOLING： 即同時(shí)聯(lián)機(jī)外圍操作，又稱脫機(jī)操作。在多道程序環(huán)境下，可利用多道程序中的一道程序，來模擬脫機(jī)的輸入輸出功能。即在聯(lián)機(jī)條件下，將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備傳送到磁盤，或從磁盤傳送到輸出設(shè)備。 20.邏輯地址與物理地址 : 在具有地址變換機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，允許程序中編排的地址和信息實(shí)際存放在內(nèi)存中的地址有所不 同。邏輯地址是指用戶程序經(jīng)編譯后，每個(gè)目標(biāo)模塊以 0 為基地址進(jìn)行的順序編址。邏輯地址又稱相對(duì)地址。物理地址是指內(nèi)存中各物理存儲(chǔ)單元的地址從統(tǒng)一的基地址進(jìn)行的順序編址。物理地址又稱絕對(duì)地址，它是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的實(shí)際存儲(chǔ)地址。 21 虛擬存儲(chǔ)器 : 答：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無限的，它由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲 CPU 工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。 22.PCB: 23.聯(lián)想存儲(chǔ)器 : 24.設(shè)備獨(dú)立性 : 25.系統(tǒng)調(diào)用 : 26.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 : 五 問答題 1在單處理機(jī)環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式，是如何實(shí)現(xiàn)的？ 1. 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。 進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用 CPU。 交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。 2.設(shè)備管理中的數(shù)據(jù)傳送控制方式有哪幾種？分別簡(jiǎn)述如何實(shí) 現(xiàn)的。 2. 程序直接控制：由用戶進(jìn)程來直接控制內(nèi)存或 CPU 和外設(shè)間的信息傳送。 中斷方式：進(jìn)程通過 CPU 發(fā)出指令啟動(dòng)外設(shè)，該進(jìn)程阻塞。當(dāng)輸入完成時(shí)，I/O 控制器通過中斷請(qǐng)求線向 CPU 發(fā)出中斷信號(hào)， CPU 進(jìn)行中斷處理。 DMA 方式：在外設(shè)和內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路。 通道控制方式： CPU 發(fā)出啟動(dòng)指令，指出通道相應(yīng)的操作和 I/O 設(shè)備，該指令就可啟動(dòng)通道并使該通道從內(nèi)存中調(diào)出相應(yīng)的通道指令執(zhí)行。 3.簡(jiǎn)述進(jìn)程的幾種狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的典型原因，以及相關(guān)的操作原語。 3. 進(jìn)程的基本狀態(tài)有：新、就緒，阻塞 ，執(zhí)行、掛起和終止六種。 新到就緒：交換，創(chuàng)建原語 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到阻塞： I/O 請(qǐng)求，阻塞原語 阻塞到就緒： I/O 完成，喚醒原語 執(zhí)行到就緒：時(shí)間片完 阻塞到掛起：掛起原語 掛起到就緒：?jiǎn)拘言Z 執(zhí)行到終止：進(jìn)程執(zhí)行完畢 4.什么是段式存儲(chǔ)管理？它從邏輯地址到物理地址是怎么變換的？ 4.把程序按內(nèi)容或構(gòu)成關(guān)系分成段，每段有自己的名字。一個(gè)用戶作業(yè)或進(jìn)程包含的段對(duì)應(yīng)于一個(gè)二維虛擬儲(chǔ)存器。以段為單位分配內(nèi)存，然后通過地址映射機(jī)構(gòu)把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址。只將那些經(jīng)常訪問 的段駐留內(nèi)存，其他的段放在外存，待需要時(shí)自動(dòng)調(diào)入。 地址變換過程：由虛地址中的段號(hào)為索引，查段表。找出該段在內(nèi)存的起始地址，并將其和段內(nèi)地址相加，從而得到物理地址。 5.什么是請(qǐng)求頁式管理？能滿足用戶哪些需要？ 答：請(qǐng)求頁式管理的基本原理是將邏輯地址空間分成大小相同的頁，將存儲(chǔ)地址空間分塊，頁和塊的大小相等，通過頁表進(jìn)行管理。頁式系統(tǒng)的邏輯地址分為頁號(hào)和頁內(nèi)位移量。頁表包括頁號(hào)和塊號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)，它們一一對(duì)應(yīng)。根據(jù)邏輯空間的頁號(hào)，查找頁表對(duì)應(yīng)項(xiàng)找到對(duì)應(yīng)的塊號(hào)，塊號(hào)乘以塊長(zhǎng)，加上位移量就形成存儲(chǔ)空間的物理地址。每 個(gè)作業(yè)的邏輯地址空間是連續(xù)的，重定位到內(nèi)存空間后就不一定連續(xù)了。 此外，頁表中還包括特征位（指示該頁面是否在內(nèi)存中）、外存地址、修改位（該頁的內(nèi)容在內(nèi)存中是否修改過）等。 頁式存儲(chǔ)管理在動(dòng)態(tài)地址轉(zhuǎn)換過程中需要確定某一頁是否已經(jīng)調(diào)入主存。若調(diào)入主存，則可直接將虛地址轉(zhuǎn)換為實(shí)地址，如果該頁未調(diào)入主存，則產(chǎn)生缺頁中斷，以裝入所需的頁。 頁式存儲(chǔ)管理將不常用的頁面調(diào)出內(nèi)存，使內(nèi)存的利用率高；虛擬的容量大，用戶不必?fù)?dān)心內(nèi)存不夠；不要求作業(yè)連續(xù)存放，有效地解決了 “碎片 ”問題。 6在段頁式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，不同進(jìn)程之間是 如何實(shí)現(xiàn)程序共享的？ 6.在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有系統(tǒng)段表，用戶段表指向系統(tǒng)段表，系統(tǒng)段表內(nèi)有當(dāng)前共享的用戶數(shù)。當(dāng)用戶進(jìn)程調(diào)入一個(gè)程序段之前，先查找系統(tǒng)段表，如果所需段存在，則將共享用戶數(shù)加一，在將此段登記在用戶進(jìn)程段表中。當(dāng)進(jìn)程退出時(shí)，共享計(jì)數(shù)減一，最后一個(gè)用戶刪除共享代碼段。 7.試比較內(nèi)存管理和外存管理的異同點(diǎn) . 答： 主要任務(wù)：內(nèi)存管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行，提供良好的環(huán)境；而外存管理的主要任務(wù)則是為文件提供存儲(chǔ)空間。 基本功能：內(nèi)存管理的基本功能包含了內(nèi)存空間的分配、回收、內(nèi)存保護(hù)、對(duì)換、內(nèi)存擴(kuò)充等方面 ；而對(duì)外存管理的基本功能則只是對(duì)外存空間的分配和回收。 分配方式：它們都可采用連續(xù)分配或離散分配方式，且都以離散分配方式為主。 分配算法或機(jī)制：對(duì)于連續(xù)分配方式，內(nèi)存與外存管理中的分配和回收算法類似，主要有首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法等；在離散分配方式中，兩者采用的機(jī)制不同，內(nèi)存管理主要是利用頁（段）表；而在外存管理中，則主要利用文件分配表 FAT。 8.SPOOLing 的含義是什么？試述 SPOOLing 系統(tǒng)的特點(diǎn)、功能以及控制過程。 答： SPOOLing 是 Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部設(shè)備聯(lián)機(jī)并行操作）的縮寫，它是關(guān)于慢速字符設(shè)備如何與計(jì)算機(jī)主機(jī)交換信息的一種技術(shù)，通常稱為 “假脫機(jī)技術(shù) ”。 SPOOLing 技術(shù)是在通道技術(shù)和多道程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它由主機(jī)和相應(yīng)的通道共同承擔(dān)作業(yè)的輸入輸出工作，利用磁盤作為后援存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作。 SPOOLing 系統(tǒng)由專門負(fù)責(zé) I/O 的常駐內(nèi)存的進(jìn)程以及輸入井、輸出井組成；它將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。 9在生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題中，能否將生產(chǎn)者進(jìn)程的 wait(empty)和 wait(mutex)語句互換，為什么？ 不能。（ 2分） 因?yàn)檫@樣可能導(dǎo)致系統(tǒng)死鎖。當(dāng)系統(tǒng)中沒有空緩沖時(shí)，生產(chǎn)者進(jìn)程的wait(mutex)操作獲取了緩沖隊(duì)列的控制權(quán)，而 wait(empty) 導(dǎo)致生產(chǎn)者進(jìn)程阻塞，這時(shí)消費(fèi)者進(jìn)程也無法執(zhí)行。（ 3分） 10進(jìn)程的基本狀態(tài)有哪些？這些狀態(tài)之間是如何轉(zhuǎn)換的？ 進(jìn)程的基本狀態(tài)有：就緒，阻塞，執(zhí)行三種。 （ 2分） 就緒到執(zhí)行：進(jìn)程調(diào)度 執(zhí)行到就緒：時(shí)間片完 執(zhí)行到阻塞： I/O 請(qǐng)求或等待事件發(fā)生 阻塞到就緒： I/O 完成 或事件已發(fā)生 （ 3 分） 11什么是快表？它在地址轉(zhuǎn)換中起什么作用？ 快表是 一個(gè)高速、具有并行查詢能力的聯(lián)想存儲(chǔ)器，用于存放正運(yùn)行的進(jìn)程的當(dāng)前頁號(hào)和塊號(hào)，或者段號(hào)和段起始地址。 （ 2分） 加入快表后 ,在地址轉(zhuǎn)換時(shí)，首先在快表中查找，若找到就直接進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換；未找到，則在主存頁表繼續(xù)查找，并把查到的頁號(hào)和塊號(hào)放入聯(lián)想存儲(chǔ)器中。 快表的命中率很高，有效地提高了地址轉(zhuǎn)換的速度。 （ 3 分） 12什么是設(shè)備獨(dú)立性，它是如何實(shí)現(xiàn)的？ 設(shè)備獨(dú)立性即應(yīng)用程序獨(dú)立于使用的物理設(shè)備，在應(yīng)用程序中使用邏輯設(shè)備名稱來請(qǐng)求使用某類 設(shè)備。系統(tǒng)在執(zhí)行時(shí)，是使用物理設(shè)備名稱。 （ 3分） 要實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性必須由 設(shè)備獨(dú)立性軟件完成，包括執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作軟件提供統(tǒng)一的接口，其中邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射是由 邏輯設(shè)備表 LUT 完成的 。 （ 2 分） 13文件的物理結(jié)構(gòu)有哪幾類，那種結(jié)構(gòu)能支持大型文件？ 文件的物理結(jié)構(gòu)有：順序文件、鏈接文件和索引文件。（ 4 分） 其中索引文件能支持大型文件。（ 1 分） 14.試說明和比較幾種文件共享的方法 繞彎路法： 連訪法： 利用基本文件目錄實(shí)現(xiàn)文件共享： 基于索引節(jié)點(diǎn)的共享方法： 利用符號(hào)鏈實(shí)現(xiàn)文件共享： 15.處 理機(jī)調(diào)度分為哪三級(jí)？各自的主要任務(wù)是什么？ 答： 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。 進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用 CPU。 交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。 16 什么是高級(jí)調(diào)度、中級(jí)調(diào)度和低級(jí)調(diào)度？ 答： 作業(yè)調(diào)度：從一批后備作業(yè)中選擇一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，給它們分配資源，建立進(jìn)程，掛入就緒隊(duì)列。執(zhí)行完后，回收資源。 進(jìn)程調(diào)度：從就緒進(jìn)程隊(duì)列中 根據(jù)某個(gè)策略選取一個(gè)進(jìn)程，使之占用 CPU。 交換調(diào)度：按照給定的原則和策略，將外存交換區(qū)中的進(jìn)程調(diào)入內(nèi)存，把內(nèi)存中的非執(zhí)行進(jìn)程交換到外存交換區(qū)中。 17 請(qǐng)描述 請(qǐng)求頁式管理 機(jī)制中的地址變換過程。 18.目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是什么？它具有什么優(yōu)點(diǎn)？ 為了給用戶提供對(duì)文件的存取控制及保護(hù)功能，而按一定規(guī)則對(duì)系統(tǒng)中的文件名， (亦可包含文件屬性 )進(jìn)行組織所形成的表，稱為目錄表或文件目錄。 目前操作系統(tǒng)采用的目錄結(jié)構(gòu)是樹型目錄結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)有： （ 1） 有效地提高對(duì)目錄的檢索速度； （ 2） 允許文件 重名； （ 3） 便于實(shí)現(xiàn)文件共享。 19什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件是什么？ 死鎖：當(dāng)某進(jìn)程提出資源申請(qǐng)后，使得系統(tǒng)中一些進(jìn)程處于無休止的阻塞狀態(tài)，在無外力作用下，永遠(yuǎn)不能再繼續(xù)前進(jìn)。 產(chǎn)生死鎖的必要條件：互斥條件：某段時(shí)間內(nèi)某資源只能由一個(gè)進(jìn)程使用。不剝奪條件：資源在未使用完前，不能被剝奪，由使用進(jìn)程釋放。部分分配（請(qǐng)求和保持）：進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已分配給它的資源保持不放。環(huán)路條件：發(fā)生死鎖時(shí)，有向圖必構(gòu)成一環(huán)路。 20.什么是內(nèi)存分頁存儲(chǔ)管理？它有什么特點(diǎn)？ 分頁存儲(chǔ)管理是將各進(jìn)程的地址空間分 成大小相等的頁，把內(nèi)存的存儲(chǔ)空間也分成與頁大小相同的片，稱為物理塊。在分配存儲(chǔ)空間時(shí)，以塊為單位來分配。 優(yōu)點(diǎn)：有效解決存儲(chǔ)器的零頭問題，能在更高的程度上進(jìn)行多道程序設(shè)計(jì)，從而相應(yīng)提高了存儲(chǔ)器和 CPU 的利用率。 缺點(diǎn)：采用動(dòng)態(tài)地址變換為增加計(jì)算機(jī)成本和降低 CPU 的速度。表格占內(nèi)存空間，費(fèi)時(shí)來管理表格。存在頁內(nèi)碎片。作業(yè)動(dòng)態(tài)的地址空間受內(nèi)存容量限制。 21 說明進(jìn)程的結(jié)構(gòu)、特征和基本狀態(tài)。 答：結(jié)構(gòu)： PCB (進(jìn)程控制塊 )+程序 +數(shù)據(jù)集合。 特征：動(dòng)態(tài)性、并發(fā)性、獨(dú)立性、制約性、結(jié)構(gòu)性。 基本狀態(tài)： 就緒態(tài)、執(zhí)行態(tài)、等待態(tài)。 22在 生產(chǎn)者 消費(fèi)者問題中，如果缺少了 signal(full)或 signal(empty)，對(duì)執(zhí)行結(jié)果會(huì)有什么影響？ 23 頁式和段式內(nèi)存管理有什么區(qū)別？怎樣才能實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)？ 答：段式與頁式存儲(chǔ)管理的比較如下表所示。 段式 頁式 分段由用戶設(shè)計(jì)劃分，每段對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的的程序模塊，有完整的邏輯意義。 分頁用戶看不見，由操作系統(tǒng)為內(nèi)存管理劃分。 段面是信息的邏輯單位 頁面是信息的物理單位 便于段的共享，執(zhí)行時(shí)按需動(dòng)態(tài)鏈接裝入。 頁一般不能共享 段長(zhǎng)不等，可動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，有利于 新數(shù)據(jù)增長(zhǎng)。 頁面大小相同，位置不能動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。 二維地址空間：段名、段中地址；段號(hào)、段內(nèi)單元號(hào) 一維地址空間 管理形式上象頁式，但概念不同 往往需要多次缺頁中斷才能把所需信息完整地調(diào)入內(nèi)存 實(shí)現(xiàn)頁（段）的共享是指某些作業(yè)的邏輯頁號(hào)（段號(hào)）對(duì)應(yīng)同一物理頁號(hào)（內(nèi)存中該段的起始地址）。頁（段）的保護(hù)往往需要對(duì)共享的頁面（段）加上某種訪問權(quán)限的限制，如不能修改等；或設(shè)置地址越界檢查，對(duì)于頁內(nèi)地址（段內(nèi)地址）大于頁長(zhǎng)（段長(zhǎng)）的存取，產(chǎn)生保護(hù)中斷。 24在哲學(xué)家算法中，是否能防止或解除死鎖？為什么？ 答： 銀行家 算法部分防止和解除死鎖，因?yàn)樗荒芨鶕?jù)安全狀態(tài)防止部分死鎖，沒有防止和解除所有死鎖的能力。 25在原語執(zhí)行期間，是否可以響應(yīng)中斷？為什么？ 答： 原語執(zhí)行期間可以響應(yīng)中斷，只是不能進(jìn)行進(jìn)程切換。 26不同用戶的不同任務(wù)之間的進(jìn)程是有臨界區(qū)？為什么？請(qǐng)舉例說明。 答： 完全可能有臨界區(qū)，如打印程序是可以由不同用戶的不同進(jìn)程使用，但是只能有一個(gè)進(jìn)程在某一時(shí)刻進(jìn)入。 27文件目錄有何作用？ 答： 實(shí)現(xiàn)文件目錄到物理地址的轉(zhuǎn)換。 28.什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)？ 文件的邏輯結(jié)構(gòu)（文件的組織）：從用戶角度看到的 文件的全貌，也就是它的記錄結(jié)構(gòu)，包括流式文件、順序文件、索引文件和索引順序文件。 文件的物理結(jié)構(gòu)（文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)）：文件在外存上的存儲(chǔ)組織形式，包括連續(xù)文件、串聯(lián)文件和索引文件。 29 請(qǐng)說明系統(tǒng)利用緩沖池進(jìn)行輸入操作的過程。（ 7 分） 收容輸入：數(shù)據(jù)從設(shè)備輸入到緩沖池 hin = get-buf (emq)； 數(shù)據(jù)裝入 hin 中； put-buf (inq, hin)：； 提取輸入：數(shù)據(jù)從緩沖池輸入到內(nèi)存 sin = get-buf (inq)； 數(shù)據(jù)從 sin 中提走； put-buf (emq, sin)； 30什么是 虛擬存儲(chǔ)器 ，它有什么特點(diǎn)？ 答：虛擬存儲(chǔ)器是一種存儲(chǔ)管理技術(shù)，用以完成用小的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)在大的虛空間中程序的運(yùn)行工作。它是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)假想的特大存儲(chǔ)器。但是虛擬存儲(chǔ)器的容量并不是無限的，它由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度所確定，另外虛存容量的擴(kuò)大是以犧牲 CPU 工作時(shí)間以及內(nèi)、外存交換時(shí)間為代價(jià)的。 31比較基于索引節(jié)點(diǎn)和基于符號(hào)鏈的文件共享方法。 （ 8 分） 答： 基于索引節(jié)點(diǎn)的文件共享是在文件的目錄中填上需要共享文件的索引節(jié)點(diǎn)的序號(hào)，在索引節(jié)點(diǎn)中加上用戶計(jì)數(shù)。基于符號(hào)鏈的文件共享是建立一種特殊的鏈接文件 ，內(nèi)容為需要共享的文件的路徑和名字，訪問該文件時(shí)，根據(jù)路徑找到共享的文件?；谒饕?jié)點(diǎn)的文件共享訪問速度快，但可能使索引節(jié)點(diǎn)指針懸空；基于符號(hào)鏈的文件共享安全，但訪問速度慢，要占用索引節(jié)點(diǎn)。 六 算法題 1. 這是一個(gè)從鍵盤輸入到打印機(jī)輸出的數(shù)據(jù)處理流圖，其中鍵盤輸入進(jìn)程通過緩沖區(qū) buf1 把輸入數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算進(jìn)程，計(jì)算進(jìn)程把處理結(jié)果通過緩沖 buf2 傳送給打印進(jìn)程。 buf1 和 buf2 為臨界資源，試寫出鍵盤輸入進(jìn)程，計(jì)算進(jìn)程及打印進(jìn)程間的同步算法。（ 10分） 輸入進(jìn)程 buf1 計(jì) 算進(jìn)程 buf2 打印進(jìn)程 解答：從鍵盤輸入到打印機(jī)輸出的數(shù)據(jù)傳送過程，可以看作是由鍵盤輸入進(jìn)程到計(jì)算進(jìn)程，以及由計(jì)算進(jìn)程到打印輸出進(jìn)程這兩個(gè)數(shù)據(jù)傳送進(jìn)程所組成。其中，對(duì)鍵盤輸入進(jìn)程而言，計(jì)算進(jìn)程是消費(fèi)者進(jìn)程；而對(duì)打印輸出進(jìn)程而言，計(jì)算進(jìn)程又是生產(chǎn)者進(jìn)程。據(jù)此可將它們之間的同步問題描述如下： var： mutex1， mutex2， empty1， empty2， full1， full2： =1， 1， 1， 1， 0，0； IP:begin repeat P(empty)； P(mutex1)； input a charcter from keyboard； Add to buffer； V(mutex1)； V(full)； until false end CP:begin repeat P(full)； P(mutex1)； Take a charactor form buffer1； Add to ch1； V(mutex1)； V(empty1)； P(empty2)； P(mutex2)； Take a charactor form ch1； Add to buffer2； V(mutex2)； V(full2)； until false end OP:begin repeat p(full2)； P(mutex2)； Take a charactor from buffer2； Add to printer controler； start printer； V(mutex2)； V(empty2)； until false end 2設(shè)在一個(gè)頁面大小為 1K 的系統(tǒng)中，正在處理器上執(zhí)行的一個(gè)進(jìn)程的頁表如圖所示： 頁號(hào) 狀態(tài)位 訪問位 修改位 物理塊號(hào) 0 1 1 0 4 1 1 1 1 7 2 0 0 0 - 3 1 0 0 2 4 0 0 0 - 5 1 0 1 0 起始頁號(hào)和塊號(hào)均為 0。 1詳述在設(shè)有快表的請(qǐng)求分頁存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，一個(gè)虛地址轉(zhuǎn)換成物理內(nèi)存地址的過程。 2下列虛地址（十進(jìn)制）對(duì)應(yīng)與什么物理地址： 5449， 2221。 解： （ 10 分） 5449 的物理地址為： 329 2221 的物理地址為： 2221 3 設(shè)系統(tǒng)有三種類型的資源，數(shù)量為 (4， 2， 2)，系統(tǒng)中有進(jìn)程 A， B， C 按如下順序請(qǐng)求資源： 進(jìn)程 A 申請(qǐng) (3， 2， 1) 進(jìn)程 B 申請(qǐng) (1， 0， 1) 進(jìn)程 A 申請(qǐng) (0， 1， 0) 進(jìn)程 C 申請(qǐng) (2， 0， 0) 請(qǐng)你給出一和防止死鎖的資源剝奪分配策略，完成上述請(qǐng)求序列，并列出資源分配過程，指明哪些進(jìn)程需要等待，哪些資源被剝奪。 (10 分 ) 解： (10 分 ) 分配策略為：當(dāng)進(jìn)程 Pi 申請(qǐng) ri 類資源時(shí)，檢查 ri中有無可分配的資源：有則分配給 Pi；否則將 Pi 占有的資源全部釋放而進(jìn)入等待狀態(tài)。 (Pi 等待原占有的所有資源和新申請(qǐng)的資源 ) 資源分配過程： 剩余資源 進(jìn)程 A： (3， 2， 1) (1， 0， 1) 進(jìn)程 B： (1， 0， 1) (0， 0， 0) 進(jìn)程 A： (0， 1， 0)(不滿足 ) (3， 2， 1) A 的所有資源被剝奪， A 處于等待 進(jìn)程 C： (2， 0， 0) (1， 2， 1) C， B 完成之后， A 可完成。 4設(shè)公共汽車上，司機(jī)和售票員的活動(dòng)分別是： 司機(jī)： 啟動(dòng)車輛 售票員： 上乘客 正常行車 關(guān)車門 到站停車 售票 開車門 下乘客 在汽車不斷地到站，停車，行使過程中，這兩個(gè)活動(dòng)有什么同步關(guān)系？并用 wait和 signal 原語操作實(shí)現(xiàn)它們的同步。 解： BEGIN integer stop,run； Stop:=0； Run:=0； COBEGIN Driver: BEGIN L1: wait(run)； 啟動(dòng)車輛； 正常行車； 到站停車； signal(stop)； Goto L1； END Conductor: BEGIN L2： 上乘客； 關(guān)車門； signal(run)； 售票； wait(stop)； 開車門； 下乘客； Goto L2； END COEND END 5、某虛擬存儲(chǔ)器的用戶編程空間共 321KB，內(nèi)存為 16KB。假定某時(shí)刻一用戶頁表中已調(diào)入內(nèi)存的頁面的頁號(hào)和物理塊號(hào)的對(duì)照表如下： 頁號(hào) 物理塊號(hào) 1 5 2 10 3 4 4 7 則邏輯地址 0A5C（ H）所對(duì)應(yīng)的物理地址是 什么？ 答：邏輯地址 0A5CH）所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制表示形式是： 0000 1010 0101 1100 ，由于 1K=210，下劃線部分前的編碼為 000010，表示該 邏輯地址對(duì)應(yīng)的頁號(hào)為 3 查頁表，得到物理塊號(hào)是 4（十進(jìn)制），即物理塊地址為： 0001 0010 0000 0000 ，拼接塊內(nèi)地址 0000 0000 0101 1100，得 0001 0010 0101 1100，即 125C（ H）。 6、某段表內(nèi)容如下： 段號(hào) 段首地址 段長(zhǎng)度 0 120K 40K 1 760K 30K 2 480K 20K 3 370K 20K 一邏輯地址為（ 2， 154）的實(shí)際物理地址為多少？ 答：邏輯地址（ 2154）表示段號(hào)為 2，即段首地址為 480K， 154 為單元號(hào)，則實(shí)際物理地址為 480K+154。 7、設(shè)系統(tǒng)中有三種類型的資源（ A， B， C）和五個(gè)進(jìn)程（ P1， P2， P3， P4，P5）， A 資源的數(shù)量為 17， B 資源的數(shù)量為 5， C 資源的數(shù)量為 20。在 T0 時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如表 1 和表 2 所示。（共 10 分） 系統(tǒng)采用銀行家算法實(shí)施死鎖避免策略。 T0 時(shí)刻是否為安全狀態(tài)？若是，請(qǐng)給出安全序列。 在 T0 時(shí)刻若進(jìn) 程 P2 請(qǐng)求資源（ 0， 3， 4），是否能實(shí)施資源分配？為什么？ 在的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程 P4 請(qǐng)求資源（ 2， 0， 1），是否能實(shí)施資源分配？為什么？ 在的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程 P1 請(qǐng)求資源（ 0， 2， 0），是否能實(shí)施資源分配？為什么？ 表 1 T0 時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài) 最大資源需求量 已分配資源數(shù)量 A B C A B C P1 5 5 9 2 1 2 P2 5 3 6 4 0 2 P3 4 0 11 4 0 5 P4 4 2 5 2 0 4 P5 4 2 4 3 1 4 表 2 T0 時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài) A B C 剩余資源數(shù) 2 3 3 8 系統(tǒng)中有五個(gè)進(jìn)程 P1、 P2、 P3、 P4、 P5，有三種類型的資源： R1、 R2、和R3。在 T0時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)如表所示。若采用銀行家算法實(shí)施死鎖避免策略，回答下列問題： （共 9分，每小題 3分） 1 T0 時(shí)刻是否為安全狀態(tài)？為什么？ 2 若這時(shí) P4 請(qǐng)求資源（ 1， 2， 0），是否能實(shí)施資源分配？為什么？ 3 在上面的基礎(chǔ)上，若進(jìn)程 P3 請(qǐng)求資源（ 0， 1， 0），是否能實(shí)施資源分配？為什么？ T0時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài) 已分配資源數(shù)量 最大資源需求量 R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 0 0 1 0 0 1 P2 2 0 0 2 7 5 P3 0 0 3 6 6 5 P4 1 1 5 4 3 5 P5 0 3 3 0 6 5 R1 R2 R3 剩余資源數(shù) 3 3 0 解： （共 9分，每小題 3分） 1 T0 時(shí)刻是安全的，安全序列為： P1， P4， P5， P2， P3 2 P4 請(qǐng)求資源（ 1， 2， 0），根據(jù)銀行家算法，預(yù)分配后系統(tǒng)是安全的，安全序列 為： P1， P4， P5， P2， P3 3 P3 請(qǐng)求資源（ 1， 1， 0），根據(jù)銀行家算法，預(yù)分配后系統(tǒng)不安全，所以不能實(shí)施資源分配。 9 一個(gè)進(jìn)程的大小占 5 個(gè)頁面，每頁的大小為 1K，系統(tǒng)為它分配了 3 個(gè)物理塊。當(dāng)前進(jìn)程的頁表如圖所示： （共 8分） 塊號(hào) 存在位 P 訪問位 R 修改位 M 0x1C 1 1 0 0x3F 1 1 1 - 0 0 0 0x5D 1 0 0 - 0 0 0 1 有那些頁面不在內(nèi)存？ （ 2分） 2 請(qǐng)分別計(jì)算進(jìn)程中虛地址為 0x3B7、 0x12A5、 0x1432 單元的物理地址（用十六進(jìn)制表 示），并說明理由。 （ 6分） 解： （共 8分） 不在內(nèi)存的是第 2 和 4 頁（按頁號(hào)），或第 3 和 5 頁（按序號(hào)）。 （ 2 分） 0x3B7 的 物理地址 =0x 73 B7 （ 2 分） 0x12 A5 的 物理地址 =0x 176 A5， 缺頁，換出第三頁。 （ 2 分） 0x1432 地址越界，出錯(cuò)。 （ 2 分） 10系統(tǒng)運(yùn)行有三個(gè)進(jìn)程：輸入進(jìn)程、計(jì)算進(jìn)程和打印進(jìn)程，它們協(xié)同完成工作。輸入進(jìn)程和計(jì)算進(jìn)程之間共用緩沖區(qū) buffer1,計(jì)算進(jìn)程和打印進(jìn)程之間共用緩沖區(qū) buffer2。輸入進(jìn)程接收外部數(shù)據(jù)放入 buffer1中；計(jì)算 進(jìn)程從 buffer1中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，然后將結(jié)果放入 buffer2；打印進(jìn)程從 buffer2 取出數(shù)據(jù)打印輸出。 用算法描述這三個(gè)進(jìn)程的工作情況，并用 wait 和 signal 原語實(shí)現(xiàn)其同步操作。（共 8分） 解： （共 8分） 解答：輸入進(jìn)程、計(jì)算進(jìn)程和打印進(jìn)程之間的同步問題描述如下： var： mutex1， mutex2， empty1， empty2， full1， full2： =1， 1， 1， 1， 0， 0； InP:begin repeat wait(empty1)； wait(mutex1)； input a data from keyboard； Add to buffer1； signal(mutex1)； signal(full1)； until false end CalP:begin repeat wait(full1)； wait(mutex1)； Take a data form buffer1； Add to ch1； signal(mutex1)； signal(empty1)； calculate ch1； wait (empty2)； wait(mutex2)； Take a data form ch1； Add to buffer2； signal (mutex2)； signal (full2)； until false end OutP:begin repeat wait(full2)； wait(mutex2)； Take a data from buffer2； Add to printer controler； signal(mutex2)； signal(empty2)； start printer； until false end （評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：信號(hào)量設(shè)置 2 分，輸入進(jìn)程、計(jì)算進(jìn)程、打印進(jìn)程各 2 分） 11在一個(gè)請(qǐng)求分頁系統(tǒng)中，有一個(gè)長(zhǎng)度為 5 頁的進(jìn)程，假如系統(tǒng)為它分配 3 個(gè)物理塊 ，并且此進(jìn)程的頁面走向?yàn)?2， 3， 2， 1， 5， 2， 4， 5， 3，2， 5， 2。試用 FIFO 和 LRU 兩種算法分別計(jì)算出程序訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)。（ 10分） 解： FIFO： 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 第 1頁 2 2 2 5 5 5 3 3 3 第 2頁 3 3 3 2 2 2 5 5 第 3頁 1 1 1 4 4 4 2 缺頁中斷次數(shù) = 6 LUR： 2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 第 1頁 2 2 2 2 5 5 5 3 第 2頁 3 3 5 2 3 3 5 第 3頁 1 1 4 4 2 2 缺頁中斷次數(shù) = 5 12. 進(jìn)程 A1， A2， ， An 通過 K 個(gè)緩沖區(qū)向進(jìn)程 B1， B2， ， Bm 不斷地發(fā)送消息。發(fā) 送和接收工作遵循如下規(guī)則： 1 每個(gè)發(fā)送進(jìn)程一次發(fā)送一個(gè)消息，寫入緩沖區(qū)，緩沖區(qū)大小與消息長(zhǎng)度一致； 2 對(duì)每個(gè)消息， B1， B2， ， Bm 都需接收一次，讀入各自的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)； 3 K 個(gè)緩沖區(qū)都滿時(shí)，發(fā)送進(jìn)程等待，沒有可讀的消息時(shí)，接收進(jìn)程等待。 試用 wait 和 signal 原語操作組織正確的發(fā)送和接收操作。（ 10分） 解： BEGIN Integer Mutex, Availn, Fullm； Integer I； Mutex:=1； FOR i:=1 TO m DO BEGIN AvailI := k； FullI := 0； END PROCEDURE Send(K) Integer I； BEGIN 13一個(gè)進(jìn)程的大小為 5個(gè)頁面，為它分配了四個(gè)物理塊。當(dāng)前每個(gè)塊的情況如下表所示（都為十進(jìn)制數(shù)，且從 0開始計(jì)數(shù)。）。當(dāng)虛頁 4發(fā)生缺頁時(shí)，使用下列的頁面置換算法，哪一個(gè)物理塊將被換出？并解釋原因（ 10分） 頁號(hào) 塊號(hào) 加載時(shí)間 訪問時(shí)間 訪問位 R 修改位 M 2 0 60 161 0 1 1 1 130 160 0 0 0 2 26 162 1 0 3 3 20 163 1 1 IFO 算法 LRU 算法 CLOCK 算法 當(dāng)頁面的訪問串為：“ 4， 0， 0， 0， 2， 4， 2， 1， 0， 3， 2”的 OPT 算法 解 ： 1換出第 3 號(hào)虛頁，因?yàn)樗虞d的時(shí)間最早； 2換出第 1號(hào)虛頁，因?yàn)樗罱罹脹]被訪問； 3換出第 1號(hào)虛頁，因?yàn)樗罱葲]被訪問，又沒被修改； 4換出第 3號(hào)虛頁，因?yàn)樗x訪問點(diǎn)最遠(yuǎn)。 14. 用整型信號(hào)量描述在哲學(xué)家進(jìn)餐問題中，至多允許 4 個(gè)哲學(xué)家同時(shí)進(jìn)餐的算法。（ 10 分） 解： public class diningphilosophers semaphore fork = new semaphore 5 (1)； semaphore room = new semaphore (4)； int i； void philosopher (int i) while (true) think()； wait (room)； wait (forki)； wait (fork (i+1) % 5)； eat()； signal (fork (i+1) % 5)； signal (forki)； signal (room)； void main() parbegin (philosopher (0), philosopher (1), philosopher (2), philosopher (3), philosopher (4)； 15 考慮一個(gè)有 150 個(gè)存儲(chǔ)器單元的系統(tǒng)，如下分配給三個(gè)進(jìn)程： 進(jìn)程 最大 占有 1 70 45 2 60 40 3 60 15 使用銀行家算法，以確定下面的任何一個(gè)請(qǐng)求是否 安全： a第 4 個(gè)進(jìn)程到達(dá)，最多需要 60 個(gè)存儲(chǔ)單元，最初需要 25 個(gè)單元； b第 4 個(gè)進(jìn)程到達(dá)，最多需要 60 個(gè)存儲(chǔ)單元，最初需要 35 個(gè)單元； 如果安全給出安全序列；若不安全給出結(jié)果分配簡(jiǎn)表。 （ 10分） 解： 進(jìn)程 最大 占有 尚需 可用 1 70 45 25 25 2 60 40 20 3 60 15 45 4 60 25 35 安全序列為： 1、 2、 3、 4 所以系統(tǒng)是安全的，可以進(jìn)行分配。 b 進(jìn)程 最大 占有 尚需 可用 1 70 45 25 15 2 60 40 20 3 60 15 45 4 60 35 25 當(dāng)前可用的資源不夠任何一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完畢，所以不安全。 16. Jruassic 公園有一個(gè)恐龍博物館和一個(gè)公園 .有 m個(gè)旅客和 n輛車 ,每輛車只能容納一個(gè)旅客。旅客在博物館逛了一會(huì)兒，然后排隊(duì)乘坐旅行車。當(dāng)一輛車可用時(shí)，它載入一個(gè)旅客，然后繞公園行駛?cè)我忾L(zhǎng)的時(shí)間。如果 n輛車都已被旅客 乘坐游玩，則想坐車的旅客需要等待；如果一輛車已經(jīng)就緒，但沒有旅客等待，那么這輛車等待。使用信號(hào)量同步 m個(gè)旅客和 n輛車的進(jìn)程。（ 10分） 解： visitors=m； cars=n； mutex=1； Pvi() Pci() repeat repeat wait(cars)； wait(visitors)； wait(mutex)； wait(mutex)； get on； start； travell； run； get off； stop； signal(cars)； signal(visitors)； wait(mutex)； wait(mutex)； until false； until false； 17.讀者與寫者問題 (reader - writer problems ) （ 10 分） 在計(jì)算機(jī)體系中，對(duì)一個(gè)共享文件進(jìn)行操作的進(jìn)程可分為兩類：讀操作和寫操作，它們分別被稱為讀者和寫者。訪問該文件時(shí)讀 者和寫者，寫者和寫者間必須實(shí)現(xiàn)互斥。只有在沒有讀者訪問文件時(shí)，寫者才允許修改文件?；蛘邔懻咴谛薷奈募r(shí)不允許讀者去讀，否則會(huì)造成讀出的文件內(nèi)容不正確。試寫出算法描述讀者和寫者的問題。 解： 為了實(shí)現(xiàn)讀者與寫者的同步和互斥，我們?cè)O(shè)置一個(gè)信號(hào)量 S，用于讀者與寫者之間或?qū)懻吲c讀者之間的互斥，初值為“ 1”。用一個(gè)變量 rc 表示當(dāng)前正在讀的讀者個(gè)數(shù)，當(dāng)進(jìn)程可以去讀或讀結(jié)束后都要改變 rc 的值，因此 rc 又成為若干讀進(jìn)程的共享變量，它們必須互斥地修改 rc。故必須定義另一個(gè)用于互斥的信號(hào)量 Sr，初值也是“ 1”。讀者 -寫 者問題可描述如下： S, Sr： semaphore； int rc = 0； S=Sr=1； process Reader I (i=1,2,.,m) process Writer j (j=1,2,.,k) begin begin P(Sr)； rc = rc+1； P(S)； if (rc=1) P(S)； Write file F； V(Sr)； V(S)； read file F； end P(Sr)； rc = tc-1； if (rc=0) V(S)； V(Sr)； end 18、若干個(gè)等待訪問磁盤者依次要訪問的磁道為 20， 44， 40， 4， 80， 12， 76，假設(shè)每移動(dòng)一個(gè)磁道需要 3 毫秒時(shí)間，移動(dòng)臂當(dāng)前位于 40 號(hào)柱面，請(qǐng)按下列算法分 別寫出訪問序列并計(jì)算為完成上述各次訪問總共花費(fèi)的尋道時(shí)間。 （ 1）先來先服務(wù)算法； （ 2）最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法。 （ 3）掃描算法（當(dāng)前磁頭移動(dòng)的方向?yàn)榇诺肋f增）（ 10 分） 解： （ 1）磁道訪問順序?yàn)椋?20， 44， 40， 4， 80， 12， 76 尋道時(shí)間 =（ 20+24+4+36+76+68+64） *3=292*3=876 （ 2）磁道訪問順序?yàn)椋?40， 44， 20， 12， 4， 76， 80 尋道時(shí)間 =（ 0+4+24+8+8+72+4） *3=120*3=360 （ 3）磁道訪問順序?yàn)椋?40， 44， 76， 80， 20， 12， 4 尋道時(shí)間 =（ 0+4+32+4+60+8+8） *3=116*3=348 19、生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題 （ 10 分） 有一組生產(chǎn)者 P1， P2， ， PM和一組消費(fèi)者 C1， C2， ， CK，他們通過由 n個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)構(gòu)成的緩沖池進(jìn)行通信，生產(chǎn)者把產(chǎn)品放入緩沖區(qū)，消費(fèi)者從緩沖區(qū)取產(chǎn)品來消費(fèi)。請(qǐng)用 wait和 signal原語實(shí)現(xiàn)他們的同步操作。 解： 生產(chǎn)者和消費(fèi)者問題 begin Var mutex,empty,full:semaphore:=1,n,0； buffer:array0,n -1 of item； in,out:integer := 0,0； parbegin producer: begin repeat produce next product ； wait (empty)； wait (mutex)； buffer(in):=nextp ； in := (in+1) mod n ； signal (full)； signal (mutex)； until false ； end consumer: begin repeat wait (full)； wait (mutex)； nextc := buffer(out)； out := (out+1) mod n； signal (empty)； signal (mutex)； consume the item in nextc； until false ； end parend end 20、請(qǐng)用信號(hào)量描述哲學(xué)家 進(jìn)餐問題。（ 15分） 解： 哲學(xué)家進(jìn)餐問題（ 15分） public void philosopher (int i) while (true) think()； wait (forki)； wait (fork (i+1) % 5)； eat()； signal(fork (i+1) % 5)； signal(forki)； 21今有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程 R， M， P，它們共享了一個(gè)可循環(huán)使用的緩沖區(qū) B，緩沖區(qū) B 共有 N 個(gè)單元。進(jìn)程 R 負(fù)責(zé)從輸 入設(shè)備讀信息，每讀一個(gè)字符后，把它存放在緩沖區(qū) B 的一個(gè)單元中；進(jìn)程 M 負(fù)責(zé)處理讀入的字符