操作系统习题参考答案.docx

《操作系统习题参考答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统习题参考答案.docx（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、习题1参考答案一、单项选择题1B2C3D4B5A6C7D8A9B10A11B12B13C14B15A二、填空题1预约机器时间将程序手工装入内存指定开始地址启动程序运行从限制台上监控程序执行2进程管理存储管理设备管理文件管理作业管理3资源利用率高 系统吞吐量大 周转时间长 无交互作用4利用率 更大的内存5并行 串行6人机冲突 CPU及I/O设备速度不匹配的冲突7为了进步CPU的利用8进步系统资源利用率便利用户 计算机硬件的不断更新换代9刚好性和高牢靠性10用户所能承受的等待限制对象所能承受的时延11CPU 外设12共享13中断 通道14响应时间15内核 核外三、简答题1答：操作系统的主要目的是：

2、 (1)为计算机用户供给一个良好的环境，使其能以便利、有效的方式在计算机硬件上执行程序。 (2)依据解决某给定问题的须要，来支配计算机的各种资源。而且这种支配应尽可能公允、有效。 (3)作为限制程序，它有如下两种主要功能：监控用户程序的执行，以防止各种错误和对计算机系统的不合理运用：对I/O设备的操作和限制的管理。 (4)合理地组织计算机系统的工作流程，以改善系统的性能。2答：操作系统的功能是管理和限制计算机系统中的全部硬、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户供给一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的根本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口等。3答：现代操作

3、系统具有以下根本特征： (1)并发性。并发指的是在操作系统中存在着很多同时的或并行的活动。 (2)共享性。系统中存在的各种并发活动要求共享系统中的硬件、软件资源。 (3)虚拟性。虚拟是指将一个物理实体映射为假设干个逻辑实体，例如虚拟处理机，虚拟存储器等。 (4)不确定性。在多道程序设计环境下，各程序按异步方式运行，每道程序在何时执行、各自执行的依次以及每道程序所需的时间、程序执行的结果都是不确定的。4答：多道程序设计的硬件根底是中断系统和通道技术。它们为多道程序设计的实现供给了有力的支持。 在多道程序设计的环境下，当CPU要求在内存和外设间传输数据时，通过发I/O指令嘱咐通道工作，完成相应的数

4、据传输，使得CPU从繁琐的I/O操作中解放出来，当I/O操作完成后，通道以中断方式恳求CPU的处理，从而实现了CPU的计算及I/O操作的并行。5答：为了实现多道程序设计技术，必需解决以下三个问题： (1)存储疼惜和地址重定位。 (2)处理机的管理和调度。 (3)资源的管理和调度。6答：在OS中引入多道程序设计技术，可带来如下好处： (1)进步CPU的利用率。当内存中仅存放一道程序时，每逢该程序运行过程中发出I/O恳求时，CPU空闲，必需在其I/O完成后才接着运行。尤其是I/O设备的低速性，更使CPU的利用率显著降低。在引入多道程序设计技术后，由于可同时把假设干道程序装入内存，并可使它们交替地执

5、行，这样当正在运行的程序因I/O而暂停执行时，系统可调度另一道程序运行，从而可保持CPU处于劳碌状态。 (2)可进步内存和I/O设备利用率。为了能运行较大作业，通常内存都具有较大容量。但由于80以上的作业都属于中小型，因此在单道程序环境下也必定造成内存的奢侈。类似地，系统中所配置的多种类型的I/O设备，在单道程序环境下，也不能充分利用。假设允许在内存中装入多道程序，并允许它们并发执行，那么无疑会大大进步内存利用率和I/O设备的利用率。 (3)增加系统吞吐量。在保持CPU、I/O设备不断劳碌的同时，也必定会大幅度地进步系统的吞吐量，从而降低作业加工所需费用。7答：假设说批处理系统形成和开展的主要

6、推动力是“不断进步系统资源利用率和“进步系统吞吐量，那么，分时系统形成和开展的主要动力那么是“为了更好地满意用户须要。主要表如今：(1)缩短了作业的周转时间。在批处理系统中，用户把作业提交给系统后，往往要经过几个小时甚至几天的延迟，才能得到所需的结果。这样长的周转时间，对那些只需运行几分钟的小型作业的用户来说明显是不愿承受的。用户总是渴望作业周转时间尽可能地短。 (2)供给人机交互实力。在批处理系统中，用户一旦把作业提交给系统，自己便失去了对作业限制的实力，必需先写好作业说明书，然后连同作业一起交给系统，由系统依据说明书中的限制信息说明，对作业进展限制。为此，系统要求用户能事先充分估计到作业在

7、运行过程中可能出现的各种状况。事实上这是难以做到的。因此，用户猛烈地须要系统可以做到边运行作业，边告知运行中出现的问题。用户便可随时针对所出现的问题，实行适当的解决方法，亦即用户渴望系统供给人机交互实力。这一点对于用户调试一个新程序，或修改老程序来说，尤为重要。 (3)多个用户共享一台计算机。在60年头，计算机的价格还特别昂贵，不行能为每一个上机用户配置一台计算机，只能让多个用户通过各自的终端，同时运用一台计算机来处理各自的作业，而不互相干扰。 8答：设计实时系统时要考虑以下问题： (1)实时时钟管理。 (2)连续人机对话。 (3)过载的疼惜。 (4)高牢靠性的保证。 9答：分布式计算机系统具

8、有以下主要特点： (1)分布式系统中随意两台计算机之间可以利用通信交换信息。 (2)分布式系统各计算机具有相对的自主性或自治性。 (3)分布式系统具有透亮性。各计算机上的资源可以共享，而且用户不必考虑资源所在的位置。 (4)分布式系统具有整体性或协同性。各计算机可以共同完成一个任务，每台计算机只完成整个任务的一部分。 (5)分布式系统具有坚决性。任何一台计算机出现故障不会使系统瘫痪，可以“降级运用。 10答：网络操作系统作为一个操作系统，应具有传统(单机)操作系统的功能进程管理、存储管理、文件管理、设备管理和作用管理等。除此之外，网络操作系统还应具有以下功能：(1)实现网络中各节点机之间的通信

9、(2)实现网络中的资源共享。(3)供给多种网络效劳。(4)供给网络用户的应用程序接口。网络操作系统具有以下特点：(1)困难性。(2)并行性。(3)节点之间的通信及同步。(4)平安性。 11答：多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置了多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效运用多重处理，必需承受多道程序设计技术，而多道程序设计原那么上不愿定要求多重处理系统的支持。 12答：在操作系统中实现虚拟功能所承受的关键技术是“分时技术。例如，将一台物理处理机虚拟为多台逻辑上的处理

10、机，是靠多道程序分时地运用同一台物理处理机来实现的。微观上，该处理机在每一时刻只运行一道程序，它们分时地运行；然而宏观上，系统中确有几道程序在同时运行，从而给用户形成的感觉是，系统中同时有多台处理机在为其中的每一道程序效劳。明显，用户所感觉到的处理机并不实际存在，故称为虚拟处理机。四、思索题 1答：实现分时系统的关键，是运用户能及自己的作业交互，即用户在自己的终端上键入一嘱咐，以恳求系统效劳后，系统能刚好地接收并处理该嘱咐，并在用户可以承受的时延内将结果返回给用户。 刚好地接收嘱咐和返回输出结果是比较简洁做到的，一般只要在系统中配置一多路卡，并为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的嘱咐和

11、输出的结果便可以了。因此，要着重解决的问题是，确保在较短的时间内，系统中全部的用户程序都能执行一次，从而运用户键入的嘱咐可以得到刚好处理。为此，系统不应让一个作业长期占用CPU，直至它运行完毕，而应设置一个较短的时间片，并规定每个程序只能运行一个时间片，然后不管它是否运行完毕，都必需将CPU让给下一个作业，从而使全部的作业都得到刚好的处理，运用户的恳求得到刚好的响应。 2答：探讨操作系统可以从以下角度动身：操作系统是计算机资源的管理者：操作系统为用户供给运用计算机的界面；用进程管理观点探讨操作系统，即围绕进程运行过程来探讨操作系统。 上述这些观点彼此并不冲突，只不过代表了对同一事物(操作系统)

12、站在不同的角度来对待。每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。 3计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理。因此设计计算机操作系统时应考虑下述计算机硬件资源：(1)CPU及指令的长度及执行方式：(2)内存、缓存和高速缓存等存储装置；(3)各类存放器，包括各种通用存放器、限制存放器和状态存放器等(4)中断机构：(5)外部设备及I/O限制装置：(6)内部总线及外部总线；(7)对硬件进展操作的指令集。 4答：我们可以从以下几个方面对这两种操作系统进展比较： (1)实时信息处理系统及分时操作系统一样都能为多个用户效劳。系统按分时原那么为多个终端用户效劳：而对实时限制系统，那么表现为常常对多路

13、现场信息进展采集，以及对多个对象或多个执行机构进展限制。 (2)实时信息处理系统及分时操作系统一样，每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰。因此用户感觉就像他一人独占计算机；而在实时限制系统中信息的采集，和对对象的限制也都是彼此互不干扰的。 (3)实时信息系统对响应时间的要求及分时操作系统类似，都是以人所能承受的等待时间来确定的：而实时限制系统的响应时间，那么是以限制对象所能承受的延时来确定的。 (4)分时操作系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因此它具有较强的交互实力；而实时操作系统虽然也有交互实力，但其交互实力不及前者。 (5)分时操作系统要求系统牢靠，相比之下，实时操作系

14、统那么要求系统高度牢靠。 5答：操作系统的特征有并发、资源共享、虚拟和不确定性。它们的关系如下： (1)并发和共享是操作系统最根本的特征。为了进步计算机资源的利用率，操作系统必定要承受多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发地执行。 (2)并发和共享互为存在的条件。一方面，资源的共享以程序(进程)的并发执行为条件，假设系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题；另一方面，假设系统不能对资源共享施行有效管理，协调好多个进程对共享资源的访问，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。 (3)虚拟以并发和资源共享为前提。为了使并发进程能更便利、更有效地共享资源，操作系统常承受多种

15、虚拟技术，以便在逻辑上增加CPU和设备的数量以及存储器的容量，从而解决众多并发进程对有限的系统资源的争用问题。 (4)不确定性是并发和共享的必定结果。操作系统允很多个并发进程共享资源，互相合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再“一挥而就，这必定导致不确定性特征的产生。 THE END习题2参考答案一、单项选择题1B2C3B4D5D6C7C8D9A10C11D12A13C14B15B16B17D18B二、填空题1作业步2脱机提交联机提交3脱机限制联机限制4系统调用嘱咐界面5高级调度依据某种原那么从后备作业队列中选取作业6平均吞吐量所能忍受的响应时间系统资源的利用率4J、时472.5

16、小时58 终端型作业9嘱咐接口程序接口10内部嘱咐外部嘱咐11操作系统12后备运行完成三、简答题1答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出完毕，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的依次相连的作业步组成。作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。例如，编辑输入是一个作业步，它产生源程序文件，编译也是一个作业步，它产生目的代码文件。2答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，作业说明书那么表达用户的限制意图。3答：作业限制的主要方式有两种：脱机方式和联机方式。脱机限制方式利用作业限制语言来编写

17、表示用户限制意图的作业限制程序，也就是作业说明书。作业限制语言的语句就是作业限制嘱咐。不同的批处理系统供给不同的作业限制语言。联机限制方式不同于脱机限制方式，它不要求用户填写作业说明书，系统只为用户供给一组键盘或其他操作方式的嘱咐。用户运用操作系统供给的操作嘱咐和系统会话，交互地限制程序执行和管理计算机系统。4答：因为在分时系统中，每个用户得到的时间片有限，用户的程序和数据信息干脆输入到内存工作区中投入执行，和其他程序一起抢占系统资源，而不必进入外存输入井等待作业调度程序的选择。因此，分时系统没有作业限制表，也没有作业调度程序。5答：嘱咐接口的优点是功能强，速度快，灵敏性好，屏幕开销少；缺点是

18、显示不直观，难学难记。图形用户接口的优点是显示直观，操作简便，易学：缺点是实现的代码规模大，对内外存容量、CPU速度和显示器的要求较高。6答：脱机嘱咐接口是操作系统供给应批处理作业用户的作业限制语言。批处理用户不能干脆及自己的运行作业进展交互，只能向系统供给用作业限制语言编写的作业说明书，并托付系统按作业说明书中的作业限制嘱咐，来对他们的作业进展限制和管理。联机嘱咐接口那么不要求用户填写作业说明书，此时，系统将向用户供给一组键盘嘱咐或某他操作方式的嘱咐，用户可通过这些嘱咐来交互地限制自己程序的运行，并获得操作系统的效劳。7答：系统调用是操作系统供给应用户程序的唯一接口。系统调用及一般的过程调用

19、的区分主要有以下几点：(1)运行在不同的系统状态。一般的过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在一样的状态一系统态或用户态：而对系统调用，其调用程序是运行在用户态，而被调用程序那么是运行在系统态。(2)通过软中断进入。一般的过程调用可通过过程调用语句，干脆由调用过程转向被调用过程；而系统调用那么必需通过执行系统调用指令(也称作访管指令)，由软中断(或陷入机制)转向相应的系统调用处理程序，同时CPU的执行状态将从用户态转换为系统态。(3)返回问题。一般的过程调用在被调用过程执行完后，将干脆返回到调用过程接着执行；而对系统调用，假设系统承受抢占调度方式，那么在被调用过程执行完后，必需先对系统中全部

20、要求运行的进程做优先权分析。只有当调用进程仍具有最高优先权时，才返回到调用进程接着执行：否那么，将引起重新调度。8答：作业说明书主要包含三方面内容：作业根本描绘、作业限制描绘和资源要求描绘。作业根本描绘主要包括用户名、作业名、运用的编程语言名、允许的最大处理时间等。而作业限制描绘那么大致包括作业在执行过程中的限制方式(例如是脱机限制还是联机限制)、各作业步的操作依次以及作业不能正常执行时的处理等。资源要求描绘包括要求内存大小、外设种类和台数、处理机优先级、所需处理时间、所需库函数或好用程序等。而作业限制块是作业说明书在系统中生成的一张表格。该表格登记该作业所要求的资源状况、意料执行时间和执行优

21、先级等。操作系统通过该表理解到作业要求，从而支配资源，并限制作业中程序和数据的编译、链接、装入和执行等。 9答：详细地说，系统调用是操作系统内核中供给的一些系统子程序。用户可通过特别的系统调用指令(也称作访管指令)来调用这些子程序，从而运用产在自己的程序中可获得OS供给的效劳，如翻开文件、创立子进程等。习题3参考答案一、单项选择题1B2D3C4A5C6B7B8D9A10B11B12C13B14C15B16B17D18B19A20C二、填空题1用户程序用户数据系统栈进程限制块进程限制块2可用资源的数目因恳求该资源而被堵塞的进程数目3一次仅允许一个进程访问的资源程序中访问临界资源的那段程序代码4进

22、程同步5等待6 PCB7 PV8发送接收9同步互斥同步互斥10动态静态114012S013就绪队列中三、简答题1答：原语是指由假设干条机器指令构成的，并用以完成特定功能的一段程序。这段程序在执行期间是不行分割的。其主要特点是不行分割性。2答：线程可定义为进程内的一个执行单位，或者定义为进程内的一个可调度的实体。在具有多线程机制的操作系统中，处理机调度的根本单位不是进程而是线程。一个进程可以有多个线程，而且至少有一个可执行线程。 进程和线程的关系可从以下几个方面来说明： (1)线程是进程的一个组成部分； (2)进程的多线程都在进程的地址空间活动： (3)资源是分给进程的，而不是分给线程的。线程在

23、执行中须要资源时，系统从进程的资源配额中扣除并支配给它； (4)处理机调度的根本单位是线程，线程之间竞争处理机，真正在处理机上运行的是线程； (5)线程在执行过程中，须要同步。3答：为了互斥地访问临界资源，系统必需保证进程互斥地进入临界区。为此，必需在临界区前增加一段称作进入区的代码，以检查是否有其他进程已进入临界区运用临界资源。假设有，那么进程必需等待：否那么，允许进程进入临界区，同时设置标记表示有进程正在临界区内。同样，在临界区后必需增加一段称作退出区的代码，用于将已有进程进入临界区访问临界资源的标记，改为无进程进入临界区运用临界资源。进入区、退出区详细可用多种同步机制实现，如锁、信号量机

24、制等。 4答：临界资源本身的特性确定了它们只能被诸进程互斥地访问，假设并发执行的多个进程同时访问临界资源，将会造成系统的混乱或程序执行结果的不确定性。这样，用户得到的便可能是不渴望得到的或者是不正确的处理结果。假设多个用户同时运用同一台打印机，那么将使他们的输出结果交织在一起而难于区分。四、思索题1答：在消费者消费者问题中，假设将两个P操作，即P(full)和P(mutex)互换位置，或者P(empty)和P(mutex)互换位置，都可能引起死锁。考虑系统中缓冲区全满前时，假设一消费者进程先执行了P(mutex)操作并获得胜利，当再执行P(empty)操作时，它将因失败而进入堵塞状态，它期盼消

25、费者执行V(empty)来唤醒自己。在此之前，它不行能执行V(mutex)操作，从而使企图通过P(mutex)进入自己的临界区的其他消费者和全部的消费者进程全部进入堵塞状态，从而引起系统死锁。类似地，消费者进程假设先执行P(mutex)，后执行P(full)，同样可能造成死锁。 V(full)和V(mutex)互换位置，或者V(empty)和V(mutcx)互换位置，那么不会引起死锁，其影响只是使临界资源的释放略为推延一些。2答：有可能出现上述状况。例如，假设在进程P时间片用完后，被迫回到就绪队列时，就绪队列为空，这样进程P就是就绪队列中唯一的一个进程，于是调度程序选中的进程必是进程P；又如在

26、按优先级调度的系统中，就绪队列按进程优先级排列，在进程P时间片用完之后回到就绪队列时，假设其优先级高于当前就绪队列中的其他进程，那么它将排在就绪队列之首，从而再次被调度程序选中并投入运行。3答：(1)可能会发生死锁现象。例如，进程P1，P2和P3分别获得资源S3，S1，和S2后再接着申请资源时都要等待，这是循环等待。 (2)可有以下几种答案：1)承受静态支配，由于执行前已获得所需的全部资源，故不会出现占有资源又等待别的资源的现象(或不会出现循环等待资源现象)。2)承受按序支配，不会出现循环等待资源现象。3)承受银行家算法，在支配时，保证了系统处于平安状态。 习题4参考答案一、单项选择题1A2B

27、3C4D5C6A7C8D9A10A11A12A13D14A15D16A17D18D19C20C21B22B23A24D25D26A27D28C29A30B二、填空题1地址变换2，中断效劳 时间交换 页面的时间 重启进程的时间3界限存放器和存储疼惜键4压缩或挪动5存储空间6恳求式 请式调页7静态重定位 动态重定位8Belady现象9页号 块号10疼惜位11地址递增12进步存储空间的利用率 进步换入换出速度13首次适应算法 循环首次适应算法 最正确适应算法14内存支配 支配内存 内存疼惜15先进先出 最近最久未运用16页号及页内位移 段号及段内位移17段号、段在内存的起始地址、段长度181314

28、141219逻辑物理20程序装入内存程序执行21物理地址空间 机器的地址长度 物理内存大小限制22逻辑地址构造23段页24页面置换25地址越界中断26缺页中断三、简答题1答：存储管理的主要功能有：(1)在硬件的支持下，完成统一管理内存和外存之间数据和程序段自动交换的虚拟存储器功能。(2)将多个虚存的一维线性空间或多维线性空间，变换到内存的惟一的一维物理线性地址空间。(3)限制内外存之间的数据传输。(4)实现内存的支配和回收。(5)实现内存信息的共享及疼惜。 2答：由进程中的目的代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器。虚拟存储器不考虑物理存储器的大小和信息存放的实际位置，只规定每个进

29、程中互相关联信息的相对位置。每个进程都拥有自己的虚拟存储器，且虚拟存储器的容量是由计算机的地址构造和寻址方式来确定。 实现虚拟存储器要求有相应的地址转换机构，以便把指令的虚拟地址变换为实际物理地址。另外，由于内存空间较小，进程只有部分内容存放于内存中，待执行时依据须要再调入内存。 3答：源程序经过编译产生的目的模块一般总是从0开始编址的，其中的地址都是相对于起始地址的相对地址。在将目的模块经过链接装入内存时，其支配到内存空间的起始地址通常不为0，因此指令和数据的实际物理地址及装入模块中的相对地址是不同的。此时，为了使程序可以正确执行，必需将相对地址转换成物理地址，即进展重定位。 进程在运行过程

30、中常常要在内存中挪动位置(如对换、紧凑)，引入动态重定位的目的 就是为了满意程序的这种须要，动态重定位的实现须要确定的硬件支持，重定位的过程是由硬件地址变换机构在程序执行每条指令时自动完成的。 4答：动态分区式管理的常用内存支配算法有最先适应法(FF)、最正确适应法(BF)和最坏适应法(WP)。优缺点比较： (1)从搜寻速度上看最先适应法最正确，最正确适应法和最坏适应法都要求把不同大小的空闲区按大小进展排队。 (2)从回收过程来看，最先适应法也是最正确，因为最正确适应法和最坏适应法都必需重新调整空闲区的位置。 (3)最正确适应法找到的空闲区是最正确的，但是所造成的内存碎片较多，影响了内存利用率

31、。而最坏适应法的内存碎片最少，但是对内存恳求较多的进程有可能支配失败。 总之，三种算法各有所长，针对不同的恳求队列，它们的效率和功能是不一样的。 5答：覆盖是指将程序划分为假设干个功能上相对独立的程序段，依据程序的逻辑构造让那些不会同时执行的程序段共享同一块内存区的内存扩大技术。 交换是指先将内存某部分的程序或数据写入外存交换区，再从外存交换区中调入指定的程序或数据到内存中来，并让其执行的一种内存扩大技术。 及覆盖技术相比，交换不要求程序员给出程序段之间的覆盖构造。而且，交换主要是在进程或作业之间进展，而覆盖那么主要在同一个作业或同一个进程内进展。另外，覆盖只能覆盖那些及覆盖程序段无关的程序段

32、。 6答：页式管理就是把各进程的虚拟空间划分为假设干长度相等的页面，把指令按页面大小划分后存放在内存中，执行或只在内存中存放那些常常被执行或即将被执行的页面，而那些不被常常执行或在近期内不行能被执行的页面那么存放于外存中，按确定规那么调入的一种内存管理方式。静态页式管理不能实现虚存，这是因为静态页式管理要求进程或作业在执行前全部被装入内存，作业或进程的大小仍受内存可用页面数的限制。 7答：恳求页式管理是动态页式内存管理的一种，它在作业或进程开始执行之前，不把作业或进程的程序段和数据段一次性地全部装入内存，而只装入被认为是常常反复执行和调用的工作区部分。其他部分那么在执行过程中动态装入。恳求页式

33、管理的调入方式是，当须要执行某条指令而又觉察它不在内存时，或当执行某条指令须要访问其他数据或指令时，而这些指令和数据又不在内存中，从而发生缺页中断，系统将外存中相应的页面调入内存。 8答：Belady现象是指在运用FIFO算法进展内存页面置换时，在未给进程或作业支配足够它所要求的全部页面的状况下，有时出现的支配的页面数增多，缺页次数反而增加的惊异现象。9答：段式管理可以实现虚存。段式管理把程序依据内容或过程(函数)关系分成段，每段拥有自己的名字。一个用户作业或进程所包含的段对应于一个二维线性虚拟空间(段号s及段内相对地址w)，也就是一个二维虚拟存储器。段式管理以段为单位支配内存，然后通过地址映

34、射机构把段式虚拟地址转换成实际的内存物理地址。只把那些常常访问的段驻留内存，而把那些在将来一段时间内不被访问的段放入外存，待须要时产生缺段中断自动调入。 10答：因为段式管理和页式管理各有所长。段式管理为用户供给了一个二维的虚拟地址空间，反映了程序的逻辑构造，有利于段的动态增长以及共享和内存疼惜等，这极大地便利了用户。而分页系统那么有效地抑制了碎片的产生，进步了存储器的利用效率。从存储管理的目的来讲，主要是便利用户的程序设计和进步内存的利用率。所以人们提出了将段式管理和页式管理结合起来，让其互相取长补短的段页式管理。段页式管理及段式和页式管理相比，其访问时间较长，因此执行效率低。 11答：因为

35、在段页式内存管理中，对每一段内的地址空间进展分页式管理只是为了抑制在内存支配过程中产生的大量碎片，从而进步存储器的利用效率，它并没有变更段内地址空间的二维构造，所以段页式内存管理中的虚拟地址照旧和段式内存管理中的虚拟地址一样是二维构造的。 12答：段页式管理的主要缺点是对内存中指令或数据进展存取时，至少须要对内存进展三次以上的访问。第一次是由段表地址存放器取段表始址后访问段表，由此取出对应段的页表在内存中的地址。第二次那么是访问页表得到所要访问的指令或数据的物理地址。只有在访问了段表和页表之后，第三次才能访问真正须要访问的物理单元。明显，这将大大降低CPU执行指令的速度。 改进方法是设置快速联

36、想存放器。在快速联想存放器中，存放当前最常用的段号s，页号p和对应的内存页面地址及其他限制项。当须要访问内存空间某一单元时，可在通过段表、及表进展内存池硷查找钠同讨，粮据快速联想存放器查找真段号和页号。假设所耍访问的段或页的地址在快速联想存放器中，那么系统不再访问内存中的段表、页表，而干脆把快速联想存放器中的值及页内相对地址d拼接起来得到内存地址。 13答：常用的内存疼惜方法有硬件方法、软件方法以及软硬结合方法。 14答：(1)在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后，检查是否有中断恳求到达。假设有便去响应中断，否那么接着执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，

37、觉察所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。 (2)一条指令在执行期间可能产生屡次缺页中断。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，那么该指令的执行至少产生两次缺页中断。15答：LRU置换算法比LFU置换算法更常用。置换算法总是渴望被换出的页(段)在不久的将来再被访问的概率尽可能小。然而LFU算法往往不能实现这一点。因为在LFU算法中，某页被访问的次数是用计数器计数的，在有些状况下，刚被调入的页(段)由于部分性原理，可能马上被访问屡次，因此其计数器的计数值会很大，但过了这一小段时间后，该页(段)又不再被访问。这样，在依据置

38、换算法确定的原那么选择某一页(段)将之换出时，这样的页(段)会被留在内存中，而将其他页(段)换出去。 虽然如此被调出的页(段)在刚刚一段时间内其被访问次数的计数值较小，但有可能马上又要访问。可见，LFU算法的置换选择可能导致很坏的选择。但在LRU算法中，由于是选择最近最久未被访问的页(段)置换出去，即估计在最近的将来该页被访问的概率也很小。因此，这种置换算法可能导致较好的选择，这就使LRU算法或其近似算法获得了较好的应用。16答：虚拟存储器是指具有恳求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进展扩大的一种存储系统。从用户观点看，虚拟存储器具有比实际内存大得多的容量，其逻辑容量由逻辑地址构造以及

39、内存和外存容量之和确定，其运行速度接近于内存的速度，而每位本钱却又接近于外存。为实现虚拟存储器，首先须要扩大页表，增加状态位以指出所需页是否在内存，增加外存始址，以便调入页面，增加引用位，以供置换算法用，增加修改位以削减换出时写盘次数。另外还要运用两种关键技术： (1)恳求调页技术。恳求调页技术是指刚好将进程所要访问的、不在内存中的页调入内存。该功能是由硬件(缺页中断机构觉察缺页)和软件(将所需页调入内存)协作实现的。 (2)置换页技术。当内存中已无足够空间用来装入即将调入的页时，为了保证进程能接着运行，系统必需换出内存中的部分页，以保证足够的空间。详细的置换操作并不困难，其关键是应将哪些页换

40、出，即实行什么置换算法。 17答：实现地址重定位的方法有两种：静态地址重定位和动态地址重定位。 (1)静态地址重定位是在虚拟空间程序执行之前由装配程序完成地址映射工作。静态重定位的优点是不须要硬件支持，但是用静态地址重定位方法进展地址变换无法实现虚拟存储器。静态重定位的另一个缺点是必需占用连续的内存空间和难以做到程序和数据的共享。 (2)动态地址重定位是在程序执行过程中，在CPU访问内存之前由硬件地址变换机构将要访问的程序或数据地址转换成内存地址。动态地址重定位的主要优点有：1)可以对内存进展非连续支配。2)动态重定位供给了实现虚拟存储器的根底。3)动态重定位有利于程序段的共享。习题5参考答案

41、一、单项选择题1C2B3D4B5C6A7B8A9C10A11C12C13B14C15B16B17C18D19A20D21C22A23C24A25B26A27A28B29C30D二、填空题1存储设备 I/O设备 块设备 字符设备2中断处理方式 DMA方式 字符传输方式块传输方式3字节多路通道 选择通道 成组多路通道4独享共享虚拟5虚拟设备6高的利用率 无死锁问题7I/O中断管理程序 设备驱动程序效劳软件8中断限制方式DMA限制方式 通道限制方式9独占 共享虚拟10独占 依次存取 干脆11在进展设备支配时，应保证不会引起进程死锁12单缓冲区 多缓冲区 环形缓冲缓冲池13系统设备表 设备限制表 限制

42、器限制表 通道限制表 资源信号量14设备限制表DCT 系统设备表SDT 逻辑设备表LDT15磁盘 磁盘 外围限制机 外围限制机16CPU输入输出的处理机17SPOOLING独享共享18输入井输出井三、简答题1答：设备管理的目的是：选择和支配输入输出设备以便进展数据传输操作；限制输入输出设备和CPU(或内存)之间交换数据：为用户供给一个友好的透亮接口；进步设备和设备之间、CPU和设备之间、以及进程和进程之间的并行操作，以使操作系统获得最正确效率。设备管理的功能是：供给和进程管理系统的接口，进展设备支配，实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作进展缓冲区管理。2答：设备独立性主要具有如下两个方

43、面的优点：(1)进步设备资源利用率。假设申请者指定详细设备，而被指定的设备可能正被占用，因此无法得到，而其它同类设备可能空闲，造成资源奢侈以及进程不必要的等待，利用设备独立性即可解决这类问题。(2)用户程序不必因指定设备状态变更而修改程序。3答：I/O限制是指从用户进程的输入输出恳求开始，给用户进程支配设备和启动有关设备进展I/O操作，并在I/O操作完成之后响应中断，直至善后处理为止的整个系统限制过程。 4答：(1)占用大量内存作为外设间传送用的缓冲区，系统所用的表格也将占用较大内存空间； (2)占用大量磁盘空间用作输入和输出；(3)增加了系统的困难性。5答：通道、限制器和设备承受穿插连接方式

44、的缘由是：(1)可以进步系统的牢靠性。当某条通路因限制器或通道故障而断开时，可运用其它通路。(2)可以进步设备的并行性。对于同一个设备，当及它相连的某一条通路中的限制器或通道被占用时，可以选择另一条空闲通路，削减了设备因等待通路所须要花费的时间。6答：CPU在执行用户程序时遇到I/O恳求，那么可以依据用户的I/O恳求生成通道程序(通道程序也可能是事先编制好的)，放到内存中，并把该通道程序首地址放入CAW中。然后，CPU执行“启动I/O指令，启动通道工作。通道接收“启动I/O指令信号，从CAW中取出通道程序首地址，并依据此地址取出通道程序的第一条指令，放入CAW中；同时向CPU发答复信号，通知“启动I/O指令执行完毕，CPU可接着执行，而通道开始执行通道程序，进展物理FO操作。执行完一条指令，假设还有下一条指令那么接着执行，否那么表示传输完成，同时自行停顿，CPU转去处理通道完毕事务，并从CSW中得到有关通道状态。7答：缓冲技术的根本思想是在CPU和外设之间设立缓冲区，其作用是用于暂存CPU和外设之间交换的数据，从而缓和CPU及外设速度不匹配所产生的冲突。缓冲区按组织方式分为单缓冲、双缓冲和缓冲池。8答：I/O限制过程可用三种方式实现：作为恳求I/O操作的进程实现、作为当前进程的一部分实现、由特地的系统进程I/O进程完成。第一种方式恳求对应I/O操作的进程能很快占据处理机，但