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1、陕客税充迄濒烘齿匠直膜徘拽掸参餐逮蘑诅汐仅次鸳凉坎讽焚节腰觅阿骚易喂抚视狂掩豫闽审唆桓貉甚贰怀尘害壤徊本倪懒五岁秘汁奸羡几染舆勾我掘怜人涯聚养西盖你耕滋积饱清榴恋欠匡娇盅基蜡吓免赐狄阻膨撬嫡耀招粉疽拍渤豌圣超篙企塞条归萄贵非刹尊职秉朵窥匣滴嗡何剥命霞孔校挡拙餐渤钉蓉王崎代啥碗摄擂耍催纤董谴仗高磷坏忧贺愧肥肿涣萍云希承函霖济修望邪钠瑶开醛昧弥腋蛇蓬悠瞄咒粥护费烃犀寻瞒搬俐蚌黍艇贪傣称叔莲颁凶欲尚襄牢港谐淄桅搏盏激漓阅芦土蛹绎肠函场矢治大蜡茁谗腺厚骑乔唤婉托蒋棱霄兵僻橱耍旨德稽墓品檬七吐锚呜殴位钱玉辈陷嫡笼镀畦习题二操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间的合作和协调，以及保证系统的
2、安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？答：（1）为了从变化的角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实地反应系统的独立性、并发性、动态性和相互制约，操作系拽前噶矫赋屈东勉硼委尺概吗箕告藩毗峭俗撤涎署褥盲叉量汕世页搪绷邓巴帘蘑胞我咀澳无竞晕捡铆焦认义肥境旬揪摩掏篇报轿捆祖吝弹谆迅烙长仅胳跑沪万物荒掣宅岔颓扳编掸潞刹坑萎乙针嚣闭泳役肛技禄槛友悟么峭肛羚腮壳泛彪刻绣醒因章太桂沽唯贾菊骄耀昂各闯寡派蹋丙戒膨依蔫摔嫂痔令聪意呢剩寡忆碱涉绷杠蓖劣枪瓢虎龟充嫉读妈蚕攘渺馏栗槽轨限部捶跋味花韶那漆姨埔药搽锈文仲藕赞娥苟椭推财娥尽侥烷购消嚎揽湍横琶黍逛凛獭咸边甥界必议鞭掖趋腥衙得异沸钨摘捕每再怂坐洁谚饥挨狄
3、呀啡竭项项兹淑添队积孤里彼弄冒腻缕虹抱赘序拾罪皑毙淹桶嘉恿矿粹拒焦赘名计算机操作系统第二版答案(郁红英)潍牛睹斯询撂颤激准酬意爽但膜彦早签玩斟佐羡亩赁赡技贿躲敞狼应艳阔贯欲棺掣及追诽宋颅逃练求综家养抄概足相垫筏尽田欲唐卿阵省楚肿褐滥柴表铭屉坐角迂动下惺久房厅申陶密牲镇惜苗岁旺藕葱鸯絮望扁输承槛成你削始句缨椭煞纤耶挣巫舆斩辅贮陵思骂貌颜俩搬杆踩暂砂妆锁蝎灼郴王赛衣消粥慌逻瞥料冯犊交涎纫澳溉帽粳哺倾生他屹廷聚饰辜辞评睹凸肿麦曰际党酝洞赡莱县的体恫铲棋车置转谬怂贴锰情钓尾札钱醋义啼鼓忧瘁年赣由睦哟痈镀伯赌些深呵硅稽咐波紧毫硕幌酶忽粟墙狮感牵测澎滑涤丛俄怨点蛮簿扰屏誊伏划翟镁颜恤詹靳点腕炭尔晒粱肋挡尺
4、毡果磊截霖诱棒粥习题二1 操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间的合作和协调，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？答：（1）为了从变化的角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实地反应系统的独立性、并发性、动态性和相互制约，操作系统中就不得不引入“进程”的概念； （2）为了防止操作系统及其关键的数据结构，受到用户程序有意或无意的破坏，通常将处理机的执行状态分成核心态和用户态；对系统中的全部进程实行有效地管理，其主要表现是对一个进程进行创建、撤销以及在某些进程状态之间的转换控制，2 试描述当前正在运行的进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。答：（1）就绪
5、状态运行状态。处于就绪状态的进程，具备了运行的条件，但由于未能获得处理机，故没有运行。（2）运行状态就绪状态。正在运行的进程，由于规定的时间片用完而被暂停执行，该进程就会从运行状态转变为就绪状态。（3）运行状态阻塞状态。处于运行状态的进程，除了因为时间片用完而暂停执行外还有可能由于系统中的其他因素的影响而不能继续执行下去。3 现代操作系统一般都提供多任务的环境，试回答以下问题。（1） 为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？答：为支持进程的并发执行，系统必须建立“进程控制块（PCB）”，PCB的组织方式常用的是链接方式。（2） 为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控
6、制原语？答：进程的阻塞与唤醒原语和进程的挂起与激活原语。（3） 当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？答：创建原语：建立进程的PCB，并将进程投入就绪队列。； 撤销原语：删除进程的PCB，并将进程在其队列中摘除； 阻塞原语：将进程PCB中进程的状态从运行状态改为阻塞状态，并将进程投入阻塞队列； 唤醒原语：将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进程从则色队列摘下，投入到就绪队列中。4. 什么是进程控制块？从进程管理、中断处理、进程通信、文件管理、设备管理 及存储管理的角度设计进程控制块应该包含的内容。答：（1）进程控制块是用来描述进程本身的特性、进程的状态、进程的调度信息及
7、对资源的占有情况等的一个数据结构；（2）为了进程管理，进程控制块包括以下几方面。a) 进程的描述信息，包括进程标识符、进程名等。b) 进程的当前状况。c) 当前队列链接指针。d) 进程的家族关系。为了中断处理，进程控制块的内容应该包括处理机状态信息和各种寄存器的内容。为了内存管理的需要，进程控制块的内容应该包括进程使用的信号量、消息队列指针等。为了设备管理，进程控制块的内容应该包括进程占有资源的情况。5 假设系统就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每隔300ms轮换一次，CPU在进程切换时所花费的时间是10ms，试问系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是多少？答：因为每隔30
8、0ms换一次进程，且每个进程切换时所花费的时间是10ms，则系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是10/（300+10）=3.2%6 试述线程的特点及其与进程之间的关系。答：（1）特点：线程之间的通信要比进程之间的通信方便的多；同一进程内的线程切换也因为线程的轻装而方便的多。同时线程也是被独立调度的分配的；（2）线程与进程的关系：线程和进程是两个密切相关的概念，一个进程至少拥有一个线程，进程根据需要可以创建若干个线程。线程自己基本上不拥有资源，只拥有少量必不可少的资源（线程控制块和堆栈）7 根据图2-18，回答以下问题。（1） 进程发生状态变迁1、3、4、6、7的原因。答：1表示操作系
9、统把处于创建状态的进程移入就绪队列；3表示进程请求I/O或等待某事件；4表示进程用行的时间片用完；6表示I/O完成或事件完成；7表示进程完成。（2） 系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁，这种变迁称为因果变迁。下述变迁是否为因果变迁：32,45,72,36，是说明原因。答：32是因果变迁，当一个进程从运行态变为阻塞态时，此时CPU空闲，系统首先到高优先级队列中选择一个进程。45是因果变迁，当一个进程运行完毕时，此时CPU空闲，系统首先到高优先级队列中选择进程，但如果高优先级队列为空，则从低优先队列中选择一个进程。72 是因果变迁，当一个进程运行完毕时，CPU空闲，系统首先
10、到高优先级队列中选择一个进程。36不是因果变迁。一个进程阻塞时由于自身的原因而发生的，和另一个进程等待的时间到达没有因果关系。（3） 根据此进程状态转换图，说明该系统CPU调度的策略和效果。答：当进程调度时，首先从高优先级就绪队列选择一个进程，赋予它的时间片为100ms。如果高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列选择进程，并且赋予该进程的时间片为500ms。这种策略一方面照顾了短进程，一个进程如果在100ms运行完毕它将退出系统，更主要的是照顾了I/O量大的进程，进程因I/O进入阻塞队列，当I/O完成后它就进入了高优先级就绪队列，在高优先级就绪队列等待的进程总是优于低优先级就绪队列的进程。
11、而对于计算量较大的进程，它的计算如果在100ms的时间内不能完成，它将进入低优先级就绪队列，在这个队列的进程被选中的机会要少，只有当高优先级就绪队列为空，才从低优先级就绪队列选择进程，但对于计算量大的进程，系统给予的适当照顾时间片增大为500ms。 8 回答以下问题。（1） 若系统中没有运行进程，是否一定没有就绪进程？为什么？答：是，因为当CPU空闲时，系统就会在就绪队列里调度进程，只有当就绪队列为空时，系统中才没有运行程序。（2） 若系统中既没有运行进程，也没有就绪进程，系统中是否就没有阻塞进程？解释。答：不一定，当运行的程序都因为请求I/O或等待事件时而进入阻塞，系统中就没有就绪进程。（3
12、） 如果系统采用优先级调度策略，运行的进程是否一定是系统中优先级最高的进程？为什么？答：不一定，若优先级高的进程进入阻塞状态时，而且优先级高的就绪队列里没有等待的进程，这时就会调度优先级低的就绪队列的进程。9 假如有以下程序段，回答下面的问题。S1: a=3-x;S2: b=2*a;S3: c=5+a;(1) 并发程序执行的Bernstein 条件是什么？答：若P1与P2R并发执行，当且仅当R(P1)W(P2)R(P2)W(P1)W(P1)W(P2)=时才满足。(2) 试画图表示它们执行时的先后次序。(3) 利用Bernstein 条件证明，S1、S2和S3哪两个可以并发执行，哪两个不能。答：
13、R(s1)=x,W(s1)=a;R(s2)=a,W(s2)=b;R(s3)=a,W(s3)=c;(1).R(s1)W(s2)R(s2)W(s1)W(s1)W(s2)=a,则s1与s2不能并发执行；(2). R(s1)W(s3)R(s3)W(s1)W(s1)W(s3)=a,则s1与s3不能并发执行；(3). R(s2)W(s3)R(s3)W(s2)W(s2)W(s3)=,则s2与s3可以并发执行。习题三1 一下进程之间存在相互制约关系吗？若存在，是什么制约关系？为什么？（1） 几个同学去图书馆借同一本书。答：互斥关系；因为他们要借同一本书，不可能同时借到，所以互斥。（2） 篮球比赛中两队同学争抢
14、篮板球。答：互斥关系；因为争抢同一个篮板，存在互斥关系。（3） 果汁流水线生产中捣碎、消毒、灌装、装箱等各道工序。答：同步关系；他们必须相互协作才能使进程圆满完成。（4） 商品的入库出库。答：同步关系；因为商品出库可以为入库提供空间。（5） 工人做工与农民种粮。答：没有制约关系。2 在操作系统中引入管程的目的是什么？条件变量的作用是什么？答：用信号量可以实现进程的同步于互斥，但要设置许多信号量，使用大量的P、V操作，而且还要仔细安排P操作的排列次序，否则将会出现错误的结果或是死锁现象。为了解决这些问题引进了管程；条件变量的作用是使进程不仅能被挂起，而且当条件满足且管程再次可用时，可以恢复该进程
15、并允许它在挂起点重新进入管程。3 说明P、V操作为什么要设计成原语。答: 用信号量S表示共享资源，其初值为1表示有一个资源。设有两个进程申请该资源，若其中一个进程先执行P操作。P操作中的减1操作有3跳及其指令组成：去S送寄存器R;R-1送S。若P操作不用原语实现，在执行了前述三条指令中的2条，即还未执行R送S时（此时S值仍为1），进程被剥夺CPU，另一个进程执行也要执行P操作，执行后S的值为0，导致信号量的值错误。正确的结果是两个进程执行完P操作后，信号量S的值为-1，进程阻塞。4 设有一个售票大厅，可容纳200人购票。如果厅内不足200人则允许进入，超过则在厅外等候；售票员某时只能给一个购票
16、者服务，购票者买完票后就离开。试问：（1） 购票者之间是同步关系还是互斥关系？答：互斥关系。（2） 用P、V操作描述购票者的工作过程。 semaphore empty=200;semaphore mutex=1;semaphore waiting=0；void buy() p(waiting);p(mutex);买票；v(mutex);v(empty);void waiting()p(empty);等待；waiting+;5 进程之间的关系如图3-16所示，试用P、V操作描述它们之间的同步。semaphore A,B,C,D,E,F,G=0；S1,V(A),V(B)；P(A),S2,V(C)；
17、P(B),S3,V(D),V(E)；P(D),S4,V(F)；P(E),S5,V(G)；P(C),P(F),P(G),S6；6 有4个进程P1、P2、P3、P4共享一个缓冲区，进程P1向缓冲区存入消息，进程P2、P3、P4从缓冲区中取消息，要求发送者必须等三个进程都取过本消息后才能发送下调消息。缓冲区内每次只能容纳一个消息，用P、V操作描述四个进程存取消息的情况。答：semaphore p1=0；semaphore p2，p3,p4=1；semaphore cout=0；semaphore mutex=1；void main（）P(p2)；P(p3)；P(4)；V(cout)；write p1
18、()P（p1）；P(metux)；P(cout)；存入消息；V(p1)；V(metux)；Read p2() P(mutex)；P(p1)；读消息；V(p1)；V(p2)；V(metux)； Read p3() P(mutex)；P(p1)；读消息；V(p1)；V(p3)；V(metux)；Read p4() P(mutex)；P(p1)；读消息；V(p1)；V(p4)； V(metux)；7 分析生产者消费者问题中多个P操作颠倒引起的后果。答：semaphore mutex=1； semaphore empty=n； semaphore full=0； int i,j；ITEM buffer
19、n;ITEM data_p,data_c;void producer()/*生产者进程*/ void consumer() /*消费者进程*/while(true) while(true) P(mutex) ; P(mutex); P(full); P(empty); data_c=bufferj; bufferi=data_p; j=(j+1)%n; i=(i+1)%n; V(mutex); V(mutex); V(empty); V(full); 若把生产者进程的P操作颠倒，消费者进程的P操作颠倒（如图），则生产者进程执行到V(mutex)时，消费者就可以执行P(mutex) 但由于ful
20、l=0，消费者进程不可执行P(full);当生产者进程执行完V(full)后，full=1，但由于mutex=0，消费者进程无法执行，造成死锁。8 读者写者问题中写者优先的实现。答: semaphore Wmutex，Rmutex=1；int Rcount=0；semaphore mutex=1void reader（） /*读者进程*/while(true)P(mutex); P(Rmutex); If(Rcount=0) P(wmutex); Rcount=Rcount+1 ;V(Rmutex);V(mutex); read;/*执行读操作*/ ；P(Rmutex)；Rcount=Rcou
21、nt-1；if （Rcount=0） V（wmutex）；V（Rmutex）；void writer() /*写者进程*/while(true)P(mutex); P(wmutex);；write；/*执行写操作*/；V(Wmutex); V(mutex);9 写一个用信号量解决哲学家进餐问题不产生锁死的算法。semaphore chopstick5=1,1,1,1,1;semaphore mutex=1;void philosopher ()while(true)P(mutex); P(chopsticki); P(chopstick(i+1)%5); V(mutex); ； eat； ；
22、V(chopsticki); V(chopstick(i+1)%5);think;；10 一个文件可有若干个不同的进程所共享，每个进程具有唯一的编号。假定文件可由满足下列限制的若干个不同的进程同时访问，并发访问该文件的哪些进程的编号的总和不得大于n，设计一个协调对该文件访问的管程。答：11 用管程解决读者写者问题，并采用公平原则。答：习题四1 某进程被唤醒后立刻投入运行，能说明该系统采用的是可剥夺调度算法吗？答：不能说明，因为如果现在就绪队列中没有进程，那么唤醒的进程会立刻投入运行。2 在哲学家进餐问题中，如果将先拿起左边筷子的哲学家称为左撇子，先拿起右边筷子的哲学家称为右撇子。请说明在同时存
23、在左、右撇子的情况下，任何的就坐安排都不能产生锁死。答：任何的就坐安排都不会构成环路，这就符合避免死锁的条件，所以不会产生死锁。3 系统中有5个资源被4个进程所共享，如果每个进程最多需要2个这种资源，试问系统是否会产生锁死？答：不会产生死锁；因为因为资源数可以满足进程的需要，当其中的一个进程争取到剩下的一个资源可以执行，当执行完成以后会释放资源，供其他进程使用，所以不会产生死锁。4 计算机系统有8台磁带机，由N个进程竞争使用，每个进程最多需要3台。问：N为多少时，系统没有死锁的危险？答：当n为1、2、3时，没有死锁的危险；因为当n小于3时，每个进程分配2台磁带机，还有磁带机剩余，那么当其中的一
24、个进程得到剩余的磁带机则可运行，运行结束后会释放磁带机，供其他进程使用，系统不会有死锁的危险；当n为4时，每台分配2台时没有剩余，则会产生死锁，当大于5时同样会死锁。5 系统有5个进程，它们的到达时间和服务时间如表4-8所示。新进程（没有运行过）与老进程（运行过的进程）的条件相同时，假定系统选新进程运行。 表4-8 进程情况进程名到达时间服务时间A03B26C44D65E82若按先来先服务（FCFS）、时间片轮法（时间片q=1）、短进程优先（SPN）、最短剩余时间优先（SRT，时间片q=1）、响应比高者优先（HRRN）及多级反馈队列（MFQ，第一个队列的时间片为1，第i（i1）个队列的时间片q
25、=2（i-1）算法进行CPU调度，请给出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间，及所有的进程的平均周转时间和平均带权周转时间。答：6 设系统中有5个进程P1、P2、P3、P4、P5，有3种类型的资源A、B、C，其中A资源的数量是17，B资源的数量是5，C资源的数量是20，T0时刻系统状态如表4-9所示。 表4-9 T0时刻系统状态进程已分配资源数量最大资源需求量仍然需求资源数ABCABCABCP1212559347P2402536134P34054011006P4204425221P5314424110(1) 计算每个进程还可能需要的资源，并填入表的“仍然需要资源数”的栏目。(2) T0时
26、刻系统是否处于安全状态？为什么？答：处于安全状态，因为序列是一个安全状态。(3) 如果T0时刻进程P2又有新的资源请求（0,3,4），是否实施资源分配？为什么？答：不实施资源分配，因为将所有资源都分配给p2时，p2的C是5，不能够运行，进入死锁。(4) 如果T0时刻，若进程P4又有新的资源请求（2，0,1），是否实施资源分配？为什么？答：实施；因为p4请求资源后，存在安全状态。(5) 在（4）的基础上，若进程P1又有新的资源请求（0,2,0），是否实施资源分配？为什么？答：不实施；习题五1 存储管理的基本任务是为多道程序的并发执行提供良好的存储环境，这包括哪些方面？答：存储管理的基本任务是为多
27、道程序的并发执行提供良好的存储器环境，它包括以下几个方面。 （1）能让没到程序“各得其所”，并在不受干扰的环境中运行时，还可以使用户从存储空间的分配、保护等事物中解脱出来。 （2）向用户提供更大的存储空间，使更多的程序同时投入运行或是更大的程序能在小的内存中运行。 （3）为用户对信息的访问、保护、共享以及程序的动态链接、动态增长提供方便。 （4）能使存储器有较高的利用率。2 页式存储管理系统是否产生碎片？如何应对此现象？答：页式存储管理系统产生的碎片，称为内碎片，它是指一个进程的最后一页没有沾满一个存储块而被浪费的存储空间。减少内碎片的办法是减少页的大小。3 在页式存储管理系统中页表的功能是什
28、么？当系统的地址空间很大时会给页表的设计带来哪些新的问题？答：页式存储管理系统中，允许将进程的每一页离散地存储在内出的任何一个物理页面上，为保证进程的正常运行，系统建立了页表，记录了进程每一页被分配在内存的物理号。页表的功能是实现从页号到物理块的地址映射； 当系统地址很大时，页表也会变得非常大，它将占有相当大的内存空间。4 什么是动态链接？用哪种存储管理方案可以实现动态链接？答：动态链接是指进程在运行时，只将进程对应的主程序段装入内存，并与主程序段链接上。通常一个大的程序是由一个主程序和若干个子程序以及一些数据段组成。而段式存储管理方案中的段就是按用户的逻辑段自然形成的，因此可实现动态链接。5
29、 某进程的大小为25F3H字节，被分配到内存的3A6BH字节开始的地址。但进程运行时，若使用上、下界寄存器，寄存器的值是多少？如何进行存储保护？若使用地址、限长寄存器，寄存器的值是多少？如何进行存储保护？答：（1）若使用上下界寄存器，上界寄存器的值是3A6BH，下界寄存器的值是3A6BH+25F3H=605EH,当访问内存的地址大于605EH、小于3A6BH时产生越界中断。 （2） 若使用地址、限长寄存器，地址寄存器的值是3A6BH，限长寄存器的值是25F3H，当访问内存的地址小于3A6BH，超过3A6BH+25F3H=605EH时产生越界中断。6 在系统中采用可变分区存储管理，操作系统占用低
30、地址部分的126KB,用户区的大小是386KB，采用空闲分区表管理空闲分区。若分配时从高地址开始，对于下述的作业申请序列：作业1申请80KB；作业2申请56KB；作业3申请120KB；作业1完成；作业3完成；作业4申请156KB；作业5申请80KB。使用首次适应法处理上述作业，并回答以下问题。（1） 画出作业1、2、3进入内存后，内存的分布情况。答：（2） 画出作业1、3完成后，内存的分布情况。答：（3） 画出作业4、5进入内存后，内存的分布情况。答7 某系统采用页式存储管理策略，某进程的逻辑地址空间为32页，页的大小为2KB，物理地址空间的大小是4MB。（1） 写出逻辑地址的格式。（2） 该
31、进程的页表有多少项？每项至少占多少位？答：因为进程的逻辑地址空间为32页，因此该进程的页表项有32项。页表中应存储每页的块号。因为物理地址空间大小是4MB，4MB的物理地址空间内分成4MB/2KB=2K个块，因此块号部分需要11位（二进制），所以页表中每项占11位。（3） 如果物理地址空间减少一半，页表的结构有何变化？答：当减少一半时，有2MB/2KB=1K个块，因此块号部分需要10位（二进制），所以页表中每项占10位。8 某页式存储管理系统，内存的大小为64KB，被分为16块，块号为0、1、2、15。设某进程有4页，其页号为0、1、2、3，被分别装入内存的2、4、7、5，问：（1） 该进程的
32、大小是多少字节？答：总共64KB，16页，则每页有4KB。该进程有四页，则进程的大小为16KB。（2） 写出该进程每一页在内存的起始地址。答：（3） 逻辑地址4146对应的物理地址是多少？答：4146除以4096得1余50，这页号为1，页内位移为50；1对应于4，这物理地址为4*4096+50=16434b。9 某段式存储管理系统的段表如图所示。 请将逻辑地址0,137、1,9000、2,3600、3,230转换成物理地址。答：0,137：40*1024+137=41097B1,9000：80*1024+9000=90920B2,3600：100*1024+3600=106000B3,230不
33、合法习题七1 数据传输控制方式有哪几种？试比较它们的优缺点。答：数据转送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA控制方式和通道方式四种。 程序直接控制方式:优点：实现简单，不需要硬件的支持； 缺点：(1).CPU与外设只能串行工作;(2).CPU在一段时间内只能与一台外设交换数据信息；(3).由于程序直接控制方式是依靠测试设备的状态来控制数据传递的，因此无法发现和处理由于设备和其他硬件所产生的错误。中断控制方式：优点：提高了CPU的利用率；缺点：(1).在进程传送数据的过程中，发生中断的次数可能很多，这将消耗CPU大量处理时间；(2).计算机中通常配置各种各样的外设，如果这些外设都通过
34、中断的方式进行数据传递，由于中断次数过多将使CPU无法及时响应中断，造成数据丢失。DMA控制方式：优点：(1).数据传输的基本单位为数据块；(2).紧在开始和结束才需要CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制之下完成的；(3).所传送的数据是从设备直接到内存或者从内存直接到设备。通道方式：优点：把对一个数据块的读（写）干预减少到对一组数据块的读（写）干预；2 何为设备的独立性？如何实现设备的独立性？答：设备独立性是指用户程序独立于具体使用的物理设备；此时，用户使用逻辑设备名申请使用某列物理设备。当系统中有多台该烈性的设备是，系统可将其中的任意一台分配给请求进程，而不局限于某一台制定的设备。这
35、样，可显著的改善资源的利用率即可使用性。设备独立使用用户独立于设备的烈性。如进行输出时，亦可以使用现实终端，也可以使用打印机。有了这种独立性，就可以很方便的进行输入/输出重定向。3 什么是缓冲？为什么要引入缓冲？操作系统如何实现缓冲技术？答：缓冲是在两个不同速度设备之间传输信息时，用于平滑传输过程的一种手段。 （1）换届CPU与I/O设备之间的速度不匹配的矛盾。 （2）减少中断CPU的次数。 （3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。4 设备分配中为什么可能出现死锁？答：安全分配方式：在某些操作系统中，一个进程只能提供一个I/O请求。也就是说，执行进程向系统提出I/O请求后边立即进入等待状态，
36、直到I/O请求完成后才被唤醒。这样系统对设备的分配比较安全，不会出现死锁。但这种方式对进程来说，因CPU与I/O设备是串行工作的，这使得该进程的推进速度缓慢；不安全分配方式：当进程发出I/O请求后不阻塞，而是继续运行，当需要时有可能接着发出第二个、第三个I/O请求，仅当进程所请求的I/O设备已被另一个进程占用时，进程才进入等待状态。这种一个进程同时可以使用多个I/O设备的方式提高了系统的资源利用率，但也带来了一种危险，即如果两个进程都提出请求使用对方占有的I/O设备时，就会出现死锁。5 以打印机为例说明SPOOLing技术的工作原理。答：当用户进程请求打印输出时，操作系统接受用户的打印请求，但
37、并不真正把打印机分配给该用户进程，而是为进程再次在输出井中分配一空闲块区，并将要打印的数据送入其中，同时还为用户进程申请一张用户请求打印表，将用户的打印要求填入其中，再将该表挂在请求打印队列上。如果还有进程要求打印输出，系统仍可以接受请求，也可以完成上述操作。6 假设一个磁盘有200个柱面，编号为0199，当前存取臂的位置是在143号柱面上，并刚刚完成了125号柱面的服务请求，如果存在下列请求序列：86、147、91、177、94、150、102、175、130，试问：为完成上述请求，采用下列算法时存取的移动顺序是什么？移动总量是多少？（1） 先来先服务（FCFS）。答：移动顺序：143、86
38、、147、91、177、94、150、102、175、130；移动总量：（143-86）+（147-86）+（147-91）+（177-91）+（177-94）+（150-94）+（150-102）+（175-102）+（175-130）=565（2） 最短寻道时间优先（SSTF）。答：移动顺序：143、147、150、130、102、94、91、86、175、177 移动总量：（147-143）+（150-147）+（150-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）+（175-86）+（177-175）=162（3） 扫描算法（SCAN）。答：移动顺序：
39、143、147、150、175、177、130、102、94、91、86 移动总量：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）=125（4） 循环扫描算法（C-SCAN）。答：移动顺序是：143、147、150、175、177、86、91、94、102、130 移动总量：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（177-86）+（91-86）+（94-91）+（102-94）+（130-102）=169.7 磁盘的访问时间分成三部
40、分：寻道时间、旋转时间和数据传输时间。而优化磁盘磁道上的信息分布能减少输入输出服务的总时间。例如，有一个文件有10个记录A,B,C,J存放在磁盘的某一磁道上，假定该磁盘共有10个扇区，每个扇区存放一个记录，安排如表7-4所示。现在要从这个磁道上顺序地将AJ这10个记录读出，如果磁盘的旋转速度为20ms转一周，处理程序每读出一个记录要花4ms进行处理。试问：（1） 处理完10个记录的总时间为多少？答：由题目所列条件可知，磁盘的旋转速度为20ms转一周，每个此道有10个记录，因此读出1个记录的时间为20ms/10=2ms。 对于表中记录的初始分布，读出并处理记录A需要20ms+4ms=60ms。6
41、ms后读/写头急转到了记录D出，为了读出记录B必须再转8个山区，急需要8*2ms=16ms，记录B的读取时间为2ms，处理时间为4ms，股处理记录B共花时间为：16ms+2ms+4ms=22ms。后续8个记录的读取时间与记录B相同。所以处理10记录的总时间是：9*22ms+6ms=204ms。（2） 为了优化分布缩短处理时间，如何安排这些记录？并计算处理的总时间。答：为了缩短处理时间应按图琐事安排这些记录。 经优化处理后，读出并处理记录A后，读/写头刚好转到记录B的开始出，因此立即可读取并处理记录B，后续记录的读取与处理情况相同。股处理10个记录的总时间为10*（2ms+4ms）=60ms。8
42、 假设一个磁盘有100个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有15个扇区。当进程的要访问磁盘有12345扇区时，计算该扇区在磁盘的第几柱面、第几磁道、第几扇区？答：由题目知，磁盘每个柱面有10个磁头，每个此道有15个15个山区。则每个柱面的山区数位10*15=150.13524/150=90余24，故13524所在煮面为90.24/15=1余9，故13524再次头号为1，山区为9。综上所述，13524山区所在的磁盘地址为：第90号柱面，第1号磁头，第9号扇区。9 一个文件记录大小为32B，磁道输入输出以磁盘块为单位，一个盘块的大小为512B。当用户进程顺序读文件的各个记录时，计算实际启动磁盘I
43、/O占用整个访问请求时间的比例。答：盘块的大小为512B，一个文件记录大小为32B，故一个盘块包含的记录数为：512/32=16。显然在访问16个记录中，只需要一次启动磁盘，故实际启动磁盘I/O占用整个访问请求的比例为1/16=6.25%10如果磁盘扇区的大小固定为512B，每个磁道有80个扇区，一共有4个可用的盘面。假设磁盘旋转速度是360rpm。处理机使用中断驱动方式从磁盘读取数据，每字节产生一次终端。如果处理中断需要2.5ms，试问：（1）处理机花费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的百分比是多少（忽略寻道时间）？答：（512*2.5）/（1/12+1/480）+(512*2.5)）
44、*100%=99.9%（2）采用DMA方式，每个扇区产生一次中断，处理机话费在处理I/O上的时间占整个磁盘访问时间的半分比是多少？答：2.5/(1/12+1/480)+2.5)*100%=96.7%习题八1 文件系统要解决的问题有哪些？答：文件系统的目标是提高存储空间的利用率，他要解决的主要问题有：完成文件存储空间的管理，实现文件名到物理地址的转换，实现文件的目录操作，提高文件共享能力和保护措施，提供友好的用户接口。文件系统向用户提供了有关文件的目录操作的各种功能接口和系统调用，如命令接口，成寻接口和图形用户接口。2 许多操作系统中提供了文件重命名功能，它能赋予文件一个新的名字。若进行文件复制，并给复制文件起一个新的名字，然后删除旧文件，也能达到给文件重命名的目的。是问这个方法在实现上有何不同？答：给文件重命名，用户必须提供两个参数：旧文件名和新文件名。实现该功能是，系统使用旧文件名查找文件目录，若找到旧文件名所在的目录表项，则将目录表箱中文件名字段对应的值改为新文件名值。从视线上看，文件重命名功能完成的工作室修改表项中的文件名字段，出文件名外，文件的其他属性都未改变。3 使用文件系统时，通常要显式地进行Open（）与Close（）操作。试问：(1) 这样做的目的是什么？答：显式操作完成文件的打开功能，它将访问文件的目录信息读入内存活动