【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(kāi)文件。一個(gè)命令向該文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，為寫(xiě)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1．因?yàn)檎軐W(xué)家進(jìn)餐沒(méi)有必然的先后次序，相鄰的兩個(gè)哲學(xué)家要競(jìng)爭(zhēng)刀或叉，刀或叉成為臨界資源，本題屬于互斥問(wèn)題。本題設(shè)置四個(gè)互斥信號(hào)量FFKK2，初值均為1，分別表示臨界資源叉叉刀刀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(mén)完畢”的信號(hào)后，才能啟動(dòng)汽車(chē)。這是一個(gè)司機(jī)要與售票員取得同步的問(wèn)題。（2）售票員必須在得到司機(jī)的“已經(jīng)停車(chē)”的信號(hào)后，才能打開(kāi)車(chē)門(mén)。這是一個(gè)售票員要與司機(jī)取得同步的問(wèn)題。因此，為了確保行車(chē)安全，需要設(shè)置兩個(gè)同步信號(hào)量：S1——初值為0，控制司機(jī)與售票員取得同步；S2——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(xiāo)” 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(lái)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(méi)有讀者時(shí)，不能做“注銷(xiāo)”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(xiāo)”與“進(jìn)入”間取得同步?！斑M(jìn)入”與“注銷(xiāo)”兩個(gè)進(jìn)程的流程如圖所示。圖623 “進(jìn)入”與“注銷(xiāo)”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(guò)P(S1)來(lái)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(xiāo)”進(jìn)程執(zhí)行V(S1)。在有讀者離去時(shí)，就調(diào)用“注銷(xiāo)”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(lái)“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(lái)“可以拷貝”的消息后，才能開(kāi)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(lái)“拷貝結(jié)束”的消息后，才能開(kāi)始輸出；COPY與PUT同步，COPY等待PUT發(fā)來(lái)“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=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=0；S4——控制COPY與PUT取得同步，初值=0。5．這實(shí)際上也是最簡(jiǎn)單“生產(chǎn)者—消費(fèi)者”問(wèn)題的變種：進(jìn)程R是產(chǎn)生者，進(jìn)程WW2是兩個(gè)消費(fèi)者。只是W1只消費(fèi)奇數(shù)，W2只消費(fèi)偶數(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——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=1，2，3…）里存放的某月某日第i次航班的現(xiàn)有票數(shù)，是j（j=1，2，3…）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=1，2，3…）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(méi)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(méi)有執(zhí)行退出臨界區(qū)的V(S)。它沒(méi)有退出臨界區(qū)，別的售票窗口也就無(wú)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)該把圖改成為下圖，這樣就完全正確了。第五章 存儲(chǔ)管理一、填空題虛擬存儲(chǔ)器 重定位 判斷該頁(yè)是否在內(nèi)存中，判斷該頁(yè)是否被修改過(guò) 硬件變換機(jī)構(gòu)，內(nèi)存，缺頁(yè)，中斷處理程序 空閑塊，淘汰，空閑塊頁(yè)號(hào)，內(nèi)存塊號(hào)，記錄內(nèi)存塊的分配情況 分配內(nèi)存，連續(xù)的內(nèi)存，不等，連續(xù)用戶，系統(tǒng) 內(nèi)部碎片，外部碎片 靜態(tài)重定位，動(dòng)態(tài)重定位1裝入內(nèi)存，執(zhí)行 1抖動(dòng)二、選擇題1234567891011CDDADDBFJBABABBD三、問(wèn)答題所謂“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(méi)有用到的那部分存儲(chǔ)空間；所謂“外部碎片”，是指系統(tǒng)無(wú)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(yè)式存儲(chǔ)管理和請(qǐng)求頁(yè)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)部碎片比較大，浪費(fèi)較為嚴(yán)重；后兩種頁(yè)式存儲(chǔ)管理，平均來(lái)說(shuō)每個(gè)作業(yè)都會(huì)出現(xiàn)半頁(yè)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。靜態(tài)重定位是一種通過(guò)軟件來(lái)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(guò)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(guò)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(shuō)，作業(yè)程序在內(nèi)存中是可浮動(dòng)的。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(wú)需顧及內(nèi)存的大小。給用戶造成的印象是，無(wú)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(chēng)為虛擬存儲(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。在分頁(yè)式或請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，通常是利用內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成頁(yè)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(wèn)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(yè)號(hào)去查頁(yè)表（訪問(wèn)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(wèn)內(nèi)存）?？梢?jiàn)，由于頁(yè)表在內(nèi)存，降低了CPU的訪問(wèn)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(lái)代替頁(yè)表。這時(shí)查頁(yè)表是以并行的方式進(jìn)行，立即就能輸出與該頁(yè)號(hào)匹配的塊號(hào)，這樣做無(wú)疑比內(nèi)存式的頁(yè)表要快得多。但是，快速寄存器的價(jià)格昂貴，由它來(lái)組成整個(gè)頁(yè)表是不可取的?？紤]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(yè)表、另一方面用極少幾個(gè)快速寄存器組成快表來(lái)共同完成地址的變換工作。在請(qǐng)求頁(yè)式存儲(chǔ)管理中，當(dāng)根據(jù)虛擬地址查頁(yè)表而發(fā)現(xiàn)所要訪問(wèn)的頁(yè)不在內(nèi)存時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)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(yè)讀入內(nèi)存。這時(shí)，內(nèi)存可能有空閑的塊，也可能沒(méi)有。只有當(dāng)內(nèi)存中沒(méi)有空閑塊時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)將內(nèi)存現(xiàn)有頁(yè)面淘汰出去的問(wèn)題，即要進(jìn)行頁(yè)面淘汰。所以，缺頁(yè)中斷和頁(yè)面淘汰之間的關(guān)系是：頁(yè)面淘汰一定是由缺頁(yè)中斷所引起；但缺頁(yè)中斷則不一定引起頁(yè)面淘汰。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(chēng)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(wú)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