《操作系統(tǒng)》復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

#頁(yè)共23頁(yè)作業(yè)號(hào)提交時(shí)刻（小時(shí)）執(zhí)行時(shí)間（小時(shí)）110.002210.201310.400.5410.500.3計(jì)算在單道程序環(huán)境下，采用先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法和最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法時(shí)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，并指出它們的調(diào)度順序。（2）設(shè)有四個(gè)進(jìn)程Pl,P2,P3,P4,它們達(dá)到就緒隊(duì)列的時(shí)刻、運(yùn)行時(shí)間及優(yōu)先級(jí)如下表所示：進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列時(shí)刻（基本時(shí)間單位）運(yùn)行時(shí)間（基本時(shí)間單位）優(yōu)先級(jí)P1091P2143P3282P43104問(wèn):若采用可剝奪的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，給出各進(jìn)程的調(diào)度次序以及每個(gè)進(jìn)程的等待時(shí)間。若采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，且時(shí)間片為2個(gè)基本時(shí)間單位，試給出各進(jìn)程調(diào)度的次序及平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。（3）設(shè)在批處理系統(tǒng)中有4道作業(yè)，它們進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)刻及運(yùn)行時(shí)間如下：作業(yè)進(jìn)入時(shí)刻（h）運(yùn)行時(shí)間（h）18.002.0028.500.5039.000.1049.500.20設(shè)系統(tǒng)采用單道方式運(yùn)行，分別給出在下列算法中各作業(yè)的運(yùn)行順序、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：FCFS算法，SF算法（短作業(yè)優(yōu)先）。（4）有五個(gè)任務(wù)（A,B，C，D，E）,它們幾乎同時(shí)到達(dá)，預(yù)計(jì)它們的運(yùn)行時(shí)間為（10,6,2,4,8）m。其優(yōu)先級(jí)分別為3,5,2,1和4,這里5為最高的優(yōu)先級(jí)。對(duì)于下列每一種調(diào)度算法。計(jì)算其平均進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間（進(jìn)程切換開(kāi)銷可不考(1)(2)(3)先來(lái)先服務(wù)（按(1)(2)(3)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)算法。優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法

第5章存儲(chǔ)管理要求完成下列各題：（1）在虛擬存儲(chǔ)管理方法中，其便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接的方法是H,其虛擬地址屬于二維地址空間的方法是^在實(shí)存管理方法中，其可以用來(lái)擴(kuò)充內(nèi)存是T。H，I，J：①固定分區(qū)法②動(dòng)態(tài)分區(qū)法③覆蓋與交換技術(shù)④請(qǐng)求分頁(yè)法⑤動(dòng)態(tài)的段式管理⑥靜態(tài)頁(yè)式管理（2）存儲(chǔ)管理中，動(dòng)態(tài)地址重定位的優(yōu)點(diǎn)有哪些？（3）在頁(yè)式虛存系統(tǒng)中，一程序的頁(yè)面走向（訪問(wèn)串）為1，2，3，4，1，2，5,1,2,3,4,5,設(shè)分配給該程序的駐留集（工作集）為m,試分別計(jì)算m=3和m=4時(shí)，F(xiàn)IFO和LRU兩種替換算法的頁(yè)故障（中斷）次數(shù)。結(jié)果說(shuō)明了什么？（3）某操作系統(tǒng)采用頁(yè)式虛存管理，允許編程空間為32個(gè)頁(yè)面（每頁(yè)1KB）,主存為16KB。如果一用戶程序有10頁(yè)長(zhǎng),且某時(shí)刻該用戶進(jìn)程的頁(yè)表如下表所示。頁(yè)號(hào)物理頁(yè)幀號(hào)081724310如果分別遇到以下三個(gè)邏輯地址（十六進(jìn)制）：0AC5、1AC5、3AC5處的操作，試說(shuō)明存儲(chǔ)管理系統(tǒng)將如何處理（假定駐留集即工作集為4個(gè)頁(yè)面）。（4）一個(gè)作業(yè)在執(zhí)行中，按下列的頁(yè)號(hào)依次存取，且分配給作業(yè)的物理塊數(shù)為4：1,2,3,4,3,1,4,5,6,3,7,1,3,1,4,5,6,7,1⑴按照LRU頁(yè)面置換算法，產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？給出按照這種算法處理時(shí)，順序被淘汰頁(yè)面的頁(yè)號(hào)。⑵按照先來(lái)先淘汰的頁(yè)面置換算法，產(chǎn)生多少次缺頁(yè)中斷？給出按照這種算法處理時(shí)，順序被淘汰頁(yè)面的頁(yè)號(hào)。（5）某虛擬存儲(chǔ)器的用戶空間共有32個(gè)頁(yè)面，每頁(yè)1KB,主內(nèi)16KB。試問(wèn)：邏輯地址的有效位是多少？物理地址需要多少位？假定某時(shí)刻系統(tǒng)用戶的第0、1、2、3頁(yè)分別分配的物理塊號(hào)為5、10、4、7,試將虛地址0A5C和093C變換為物理地址。

（6）有一個(gè)系統(tǒng)其內(nèi)存容量為1024KB，有8個(gè)作業(yè)同時(shí)到達(dá)，各作業(yè)需要的內(nèi)存容量和運(yùn)行時(shí)間如下表作業(yè)編號(hào)需要內(nèi)存容量（KB）運(yùn)行時(shí)間（s）1140328013100346025501630371528203系統(tǒng)初啟時(shí)，采用動(dòng)態(tài)分區(qū)法將內(nèi)存1024KB按作業(yè)的編號(hào)順序分給各道作業(yè),分區(qū)編號(hào)分別為A、B、C、D、E、F、G、H。并假定是多CPU下，分配到內(nèi)存的作業(yè)都可以立即運(yùn)行。試問(wèn)：Is后，內(nèi)存空閑區(qū)分別按最先適應(yīng)和最佳適應(yīng)算法的鏈接方式鏈接，將如何鏈接？2s后，內(nèi)存空閑區(qū)分別按照上述兩種算法將如何鏈接？在②后，剛好有一個(gè)需要12KB內(nèi)存容量的作業(yè)9要求進(jìn)入內(nèi)存，按照上述兩種算法，將分別把哪一塊空閑區(qū)分配給它？要求能做本章所有作業(yè)。*頁(yè)式管理的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：（1）由于它不要求作業(yè)或進(jìn)程的程序段和數(shù)據(jù)在內(nèi)存中連續(xù)存放，從而有效地解決了碎片問(wèn)題。（2）動(dòng)態(tài)頁(yè)式管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存實(shí)現(xiàn)方式，使用戶可以利用的存儲(chǔ)空間大大增加。這既提高了主存的利用率，又有利于組織多道程序執(zhí)行。缺點(diǎn)：（1）要求有相應(yīng)的硬件支持（例如，地址變換機(jī)構(gòu)、缺頁(yè)中斷的產(chǎn)生和選擇淘汰頁(yè)面等都要求有相應(yīng)的硬件支持），這增加了機(jī)器成本。（2）增加了系統(tǒng)開(kāi)銷，例如缺頁(yè)中斷處理等。（3）請(qǐng)求調(diào)頁(yè)的算法如選擇不當(dāng)，有可能產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。（4）雖然消除了碎片，但每個(gè)作業(yè)或進(jìn)程的最后一頁(yè)內(nèi)總有一部分空間得不到利用。

段式管理的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：（1）段式管理提供了內(nèi)存和外存統(tǒng)一管理的虛存實(shí)現(xiàn)方式，使用戶可以利用的存儲(chǔ)空間大大增加。這既提高了主存的利用率，又有利于組織多道程序執(zhí)行。（2）在段式管理中，段長(zhǎng)可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)增長(zhǎng)。（3）便于對(duì)具有完整邏輯功能的信息段進(jìn)行共享。（4）便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)鏈接。缺點(diǎn)：（1）段式管理需要較多的硬件支持。（2）會(huì)產(chǎn)生外部碎片。（3）允許段的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)會(huì)給系統(tǒng)管理帶來(lái)一定的難度和開(kāi)銷。（4）每個(gè)段的長(zhǎng)度受內(nèi)存可用區(qū)大小的限制。第8章文件系統(tǒng)29.要求完成下列題目:（1）按邏輯結(jié)構(gòu)可把文件分為K和L兩類,UNIX的文件系統(tǒng)采用M。UNIX系統(tǒng)把設(shè)備看作是^^。實(shí)現(xiàn)文件共享的一種有效方法是_^。K,L,M：①讀文件②寫(xiě)文件③索引文件④鏈?zhǔn)轿募魇轿募抻涗浭轿募﨨：①普通文件②特殊文件③目錄文件④索引文件0：①繞道法②鏈接法③基本文件目錄法BFD（2）文件存儲(chǔ)空間管理中，對(duì)空閑塊管理的方法有哪些？并請(qǐng)選擇其中一種方法，說(shuō)明其是怎樣進(jìn)行管理的。（3）文件系統(tǒng)的存取控制功能需要審定N、比較0、查看—等三步來(lái)驗(yàn)證。N，0,P：①用戶的存取權(quán)限②讀寫(xiě)權(quán)限③用戶權(quán)限的本次存取要求是否一致口令⑤存取要求與被訪問(wèn)文件的保密性是否沖突存取控制表與存取控制矩陣是否一致30.如下圖示，是某操作系統(tǒng)在某一時(shí)該文件系統(tǒng)管理情況，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：（BFD即FCB表）

識(shí)標(biāo)符012345678910???FCB（此處僅給出相應(yīng)文件內(nèi)容或SFD存貯的起始?jí)K號(hào)）08121520(I.txt的FCB)18(Index.txt的FCB)23526067(pic1.bmp的FCB)89(pic2.bmp的FCB)???根目錄（起始?jí)K號(hào)12）23）MyDoc目錄（起始?jí)K號(hào)15）MyDoc根目錄（起始?jí)K號(hào)12）23）MyDoc目錄（起始?jí)K號(hào)15）MyDoc3DOS6Index5EXE7MATH8I4DOS目錄（起始?jí)K號(hào)EXE目錄（起始?jí)K號(hào)52）MATH目錄（起始?jí)K號(hào)60）Pic19Pic210⑵MyDoc目錄下有哪些文件夾？給出其名；有哪些文件？給出其名及擴(kuò)展名。⑶EXE目錄下有哪些文件夾？給出其名；有哪些文件？給出其名及擴(kuò)展名，并給出內(nèi)部標(biāo)識(shí)名。⑷給出BFD存貯的起始物理塊號(hào)、空閑文件目錄表存貯的起始物理塊號(hào)。解答：（1）根目錄下的文件夾有：MyDoc和DOS，文件有：Index.txt；（2）MyDoc目錄下的文件夾有：EXE和MATH，文件有：I.txt；（3）EXE目錄下沒(méi)有文件夾，但有文件：pic1.bmp、pic2.bmp，其中pic1.bmp內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào)為9，pic2.bmp內(nèi)部標(biāo)識(shí)號(hào)為10；（4）BFD存貯的起始物理號(hào)為0,空閑文件目錄表存貯的起始物理號(hào)為8。

第9章設(shè)備管理31?設(shè)備管理的功能和任務(wù)。*設(shè)備管理的任務(wù)：（1）選擇和分配輸入輸出設(shè)備以便進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作；（2）控制輸入輸出設(shè)備和CPU（或內(nèi)存）之間交換數(shù)據(jù)；（3）為用戶提供一個(gè)友好的透明接口，把用戶和設(shè)備硬件特性分開(kāi)，使得用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)不必涉及具體設(shè)備，系統(tǒng)按用戶要求控制設(shè)備工作。另外，這個(gè)接口還為新增加的用戶設(shè)備提供一個(gè)和系統(tǒng)相連接的入口，以便用戶開(kāi)發(fā)新的設(shè)備管理程序；（4）提高設(shè)備和設(shè)備之間、CPU和設(shè)備之間，以及進(jìn)程和進(jìn)程之間的并行操作度,以使操作系統(tǒng)獲得最佳效率。設(shè)備管理的功能（1）提供和進(jìn)程管理系統(tǒng)的接口。（2）進(jìn)行設(shè)備分配。（3）實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備、設(shè)備和CPU等之間的并行操作。（4）進(jìn)行緩沖區(qū)管理。數(shù)據(jù)傳送控制方式。*外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的常用數(shù)據(jù)傳送控制方式有4種，即:（1）程序直接控制方式；（2）中斷控制方式；（3）DMA控制方式；（4）通道方式。其中通道方式的數(shù)據(jù)輸入處理過(guò)程是：1）當(dāng)進(jìn)程要求設(shè)備輸入數(shù)據(jù)時(shí)，CPU發(fā)Start指令指明I/O操作、設(shè)備號(hào)和對(duì)應(yīng)通道。2）對(duì)應(yīng)通道接收到CPU發(fā)來(lái)的啟動(dòng)指令Start之后，把存放在內(nèi)存中的通道指令程序讀出，設(shè)置對(duì)應(yīng)設(shè)備的I/O控制器中控制狀態(tài)寄存器。3）設(shè)備根據(jù)通道指令的要求，把數(shù)據(jù)送往內(nèi)存中指定區(qū)域。4）若數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，I/O控制器通過(guò)中斷請(qǐng)求線發(fā)中斷信號(hào)請(qǐng)求CPU做中斷處理。其他三種方式的處理過(guò)程見(jiàn)教材。中斷的處理過(guò)程。*中斷的處理過(guò)程是:

（1）首先，CPU檢查響應(yīng)中斷的條件是否滿足。CPU響應(yīng)中斷的條件是：有來(lái)自中斷源的中斷請(qǐng)求、CPU允許中斷。如果中斷條件不滿足，則中斷處理就無(wú)法進(jìn)行。（2）如果CPU響應(yīng)中斷，則CPU關(guān)中斷，使其進(jìn)入不可再次響應(yīng)中斷的狀態(tài)。（3）保存被中斷進(jìn)程現(xiàn)場(chǎng)。為了在中斷處理結(jié)束后能使進(jìn)程正確地返回到中斷點(diǎn)，系統(tǒng)必須保存當(dāng)前處理機(jī)狀態(tài)字PSW和程序計(jì)數(shù)器PC等到的值。（4）分析中斷原因，調(diào)用中斷處理子程序。在多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)發(fā)生時(shí)，處理優(yōu)先級(jí)最高的中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求。（5）執(zhí)行中斷處理子程序。（6）退出中斷，恢復(fù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)或調(diào)度新進(jìn)程占據(jù)處理機(jī)。（7）開(kāi)中斷，CPU繼續(xù)執(zhí)行。34?中斷的類型。*中斷分為硬中斷與軟中斷。硬中斷包括中斷和陷阱，它們需要通過(guò)硬件產(chǎn)生相應(yīng)的中斷請(qǐng)求。軟中斷則不然，它是通信進(jìn)程之間用一為模擬硬中斷的一種信號(hào)通信方式。軟中斷與硬中斷相同的地方是：其中斷源發(fā)中斷請(qǐng)求或軟中斷信號(hào)后，CPU或接收進(jìn)程在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行中斷處理或完成軟中斷信號(hào)所對(duì)應(yīng)的功能。設(shè)備管理中引入緩沖技術(shù)的原因。*設(shè)備管理中引入緩沖技術(shù)的原因是，為了匹配外設(shè)與CPU之間的處理速度，為了減少中斷次數(shù)和CPU的中斷處理時(shí)間，為了解決DMA或通道方式時(shí)的瓶頸問(wèn)題，在設(shè)備管理中引入了緩沖技術(shù)。設(shè)備管理中設(shè)備分配用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些。*1）設(shè)備控制表DCT。系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備都必須有一張DCT。2）系統(tǒng)設(shè)備表SDT。整個(gè)系統(tǒng)一張SDT，在SDT中每一行記錄著系統(tǒng)中的一個(gè)物理設(shè)備信息。3）控制器表COCT。每個(gè)控制器一張COCT。4）通道控制表CHCT。每個(gè)通道一張CHCT。設(shè)備分配的原則。*設(shè)備分配的原則是既要充分發(fā)揮設(shè)備的使用效率，盡可能地讓設(shè)備忙，但又要

避免由于不合理的分配方法造成進(jìn)程死鎖；另外還要做到把用戶程序和具體物理設(shè)備隔離開(kāi)來(lái)，即用戶程序成對(duì)的是邏輯設(shè)備，而分配程序?qū)⒃谙到y(tǒng)把邏輯設(shè)備轉(zhuǎn)換為物理設(shè)備之后，再根據(jù)要求的物理設(shè)備號(hào)進(jìn)行分配。設(shè)備分配的策略。*設(shè)備分配的策略有：（1）先請(qǐng)求先分配；（2）優(yōu)先級(jí)高者先分配。什么是I/O控制？I/O控制的主要功能有哪些？I/O控制是指從用戶進(jìn)程的輸入/輸出請(qǐng)求開(kāi)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，并在I/O操作完成之后響應(yīng)中斷，直至善后處理為止的整個(gè)系統(tǒng)控制過(guò)程。I/O控制的主要功能有：（1）收集和分析調(diào)用I/O控制過(guò)程的原因，然后根據(jù)不同的請(qǐng)求，分別調(diào)用不同的程序模塊進(jìn)行處理。（2）I/O請(qǐng)求處理。（3）啟動(dòng)設(shè)備分配程序。（4）管理緩沖區(qū)。什么是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序？它的作用有哪些？*設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是驅(qū)動(dòng)物理設(shè)備和DMA控制器或I/O控制器等直接進(jìn)行I/O操作的子程序的集合。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的作用有:負(fù)責(zé)設(shè)置相應(yīng)設(shè)備有關(guān)寄存器的值，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行I/O操作，指定操作的類型和數(shù)據(jù)流向等。41.設(shè)有5個(gè)進(jìn)程PO、P1、P2、P3、P4,四種資源R1、R2、R3、R4,其中資源數(shù)量為：R1=3，R2=12，R3=14，R4=14。當(dāng)前資源分配情況如