【正文】 實(shí)現(xiàn)調(diào)用功能的程序執(zhí)行。 綜上所述，在多數(shù)情況下，中斷處理程序只需作一些保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。分析事件性質(zhì)等原則性的處理，具體的處理可由適當(dāng)?shù)睦谐绦騺硗瓿?。因此，中斷處理程序可以?chuàng)建一些處理事件的進(jìn)程，具體的處理就由這些進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)。 8．給出系統(tǒng)總體上的中斷處理過程。 【解析】 CPU每執(zhí)行完一條指令就去掃描中斷寄存器，檢查是否有中斷發(fā)生，若沒有中斷就繼續(xù)執(zhí)行下條指令；若有中斷發(fā)生就轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。中斷處理過程可粗略的分為以下四個(gè)過程：（1） （1）保護(hù)當(dāng)前正在運(yùn)行程序的現(xiàn)場(chǎng)。（2） （2）分析是何種中斷，以便轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。（3） （3）執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序。（4） （4）恢復(fù)被中斷程序的現(xiàn)場(chǎng)。 9．進(jìn)程控制塊（PCB）中應(yīng)該包括哪些內(nèi)容，其作用是什么？ 【解析】 進(jìn)程控制塊是用以記錄進(jìn)程有關(guān)信息的一塊主存，其中登記著諸如：進(jìn)程標(biāo)識(shí)、進(jìn)程狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)、中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)、所占資源等信息。它是由系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程分別建立的，并且在進(jìn)程結(jié)束其生命期時(shí)由系統(tǒng)將相應(yīng)的PCB撤消，PCB是進(jìn)程存在的標(biāo)識(shí)。 10．進(jìn)程在系統(tǒng)中有哪幾種基本狀態(tài)，狀態(tài)如何發(fā)生變化？ 【解析】通常一個(gè)進(jìn)程至少有三種不同的狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)、就緒狀態(tài)、等待狀態(tài)。（1） （1）運(yùn)行狀態(tài)（Running）：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在處理機(jī)上運(yùn)行時(shí)，稱其處于運(yùn)行狀態(tài)。（2） （2）就緒狀態(tài)（Ready）：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程具備了運(yùn)行條件，一旦獲得處理機(jī)即可運(yùn)行，稱此進(jìn)程處于就緒狀態(tài)。（3） （3）等待狀態(tài)（Blocked）：當(dāng)一個(gè)進(jìn)程由于等待某事件的發(fā)生（如I/O完成）而不能運(yùn)行時(shí)，稱此進(jìn)程處于等待狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程被建立時(shí)，通常處于就緒狀態(tài)，三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程可以由下圖描述。運(yùn)行態(tài)就緒態(tài)等待態(tài)等待事件結(jié)束發(fā)生等待事件選中落選 11．進(jìn)程具有哪些基本特征？ 【解析】（1） （1）動(dòng)態(tài)性：進(jìn)程包含了程序及相應(yīng)的數(shù)據(jù)集合，執(zhí)行過程中其狀態(tài)處于不斷地變化。（2）并發(fā)性：系統(tǒng)中各進(jìn)程交替占用CPU，它們是并發(fā)執(zhí)行的。（3）異步性：各進(jìn)程都以不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)。六、綜合應(yīng)用題1． 1． ②運(yùn)行就緒隊(duì)列等待IO傳輸隊(duì)列③④①某系統(tǒng)中進(jìn)程有如下的狀態(tài)變化圖：請(qǐng)回答下列問題：（1）該系統(tǒng)采用了怎樣的進(jìn)程調(diào)度算法？說明理由。（2）把圖中發(fā)生①④的狀態(tài)變化原因填入下表中。變化變化原因①②③④【參考答案】（1）該系統(tǒng)采用的是“時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法”。該調(diào)度算法讓就緒進(jìn)程按就緒的先后次序排成隊(duì)列，每次總是選擇就緒隊(duì)列中的第一個(gè)進(jìn)程占用處理器，但規(guī)定只能使用一個(gè)“時(shí)間片”。如果一個(gè)時(shí)間片用完，進(jìn)程工作尚未結(jié)束，則它也必須讓出處理器而被重新排到就緒隊(duì)列的末尾，等待再次運(yùn)行，當(dāng)再次輪到運(yùn)行時(shí)，重新開始使用一個(gè)新的時(shí)間片。這樣，就緒隊(duì)列中的進(jìn)程就依次輪流地占用處理器運(yùn)行。（2）變化變化原因①進(jìn)程到達(dá)就緒隊(duì)列頭，從就緒狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)。②運(yùn)行的時(shí)間片到，從運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)，進(jìn)入就緒隊(duì)列末尾排隊(duì)，等待調(diào)度。③運(yùn)行過程中，進(jìn)程申請(qǐng)IO，從運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)榈却隣顟B(tài)，進(jìn)入等待隊(duì)列等待IO完成。④進(jìn)程所申請(qǐng)的IO完成，進(jìn)入就緒隊(duì)列末尾排隊(duì)，等待調(diào)度。2．設(shè)某系統(tǒng)采用可搶占的優(yōu)先級(jí)進(jìn)程調(diào)度算法，系統(tǒng)在某一段時(shí)間內(nèi)有A、B、C三個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程C優(yōu)先級(jí)最高，進(jìn)程A優(yōu)先級(jí)最低，進(jìn)程B優(yōu)先級(jí)介于進(jìn)程A、C之間，它們的就緒時(shí)刻、計(jì)算與I/O所需時(shí)間如下表所示：進(jìn)程進(jìn)程就緒時(shí)刻計(jì)算時(shí)間I/O操作時(shí)間計(jì)算時(shí)間ABC0ms10ms15ms15ms25ms3ms10ms15ms20ms5ms10ms10ms（1）若系統(tǒng)采用多道方式運(yùn)行，給出這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間，并用圖示給出三個(gè)進(jìn)程的實(shí)際運(yùn)行過程（忽略進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)度所需時(shí)間）。（2）采用多道方式運(yùn)行比采用單道方式運(yùn)行節(jié)省多少時(shí)間。【參考答案】（1）若系統(tǒng)采用多道方式運(yùn)行，這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間為68ms。（圖示略）（2）采用單道方式運(yùn)行，這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間為113ms采用多道方式運(yùn)行比采用單道方式運(yùn)行節(jié)省時(shí)間： 11368=45ms3．設(shè)某系統(tǒng)采用可搶占的優(yōu)先級(jí)進(jìn)程調(diào)度算法，在系統(tǒng)的就緒隊(duì)列中有X、Y、Z三個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程Z優(yōu)先級(jí)最高，進(jìn)程X優(yōu)先級(jí)最低，進(jìn)程Y優(yōu)先級(jí)介于進(jìn)程X、Z之間，它們的計(jì)算與I/O所需時(shí)間如下表所示：進(jìn)程計(jì)算時(shí)間I/O操作時(shí)間計(jì)算時(shí)間XYZ15ms25ms3ms10ms15ms20ms5ms10ms10ms（1）若系統(tǒng)采用多道方式運(yùn)行，給出這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間，并用圖示給出三個(gè)進(jìn)程的實(shí)際運(yùn)行過程（忽略進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)度所需時(shí)間）。（2）采用多道方式運(yùn)行比采用單道方式運(yùn)行節(jié)省多少時(shí)間?！緟⒖即鸢浮浚?）若系統(tǒng)采用多道方式運(yùn)行，這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間為68ms。（圖示略）（2）采用單道方式運(yùn)行，這三個(gè)進(jìn)程運(yùn)行完成總共所需的時(shí)間為113ms采用多道方式運(yùn)行比采用單道方式運(yùn)行節(jié)省時(shí)間： 11368=45ms第三章 習(xí)題及答案一、填空題1．常用的內(nèi)存管理方法有 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 、 ⑤ 。 【答案】①單用戶連續(xù)存儲(chǔ)管理、②固定分區(qū)管理、③可變分區(qū)管理、④頁式管理、⑤段式管理等 【解析】?jī)?nèi)存管理的核心問題是如何解決內(nèi)存和外存的統(tǒng)一，以及它們之間的數(shù)據(jù)交換問題。常用的幾種內(nèi)存管理方法提出了不同的解決方案。 2．作業(yè)的地址空間指的是 ① ，地址空間中的地址稱為 ② 。內(nèi)存地址的集合為 ③ ，它的地址稱為 ④ 。 【答案】①目標(biāo)程序所占據(jù)的空間，②邏輯地址或相對(duì)地址，③內(nèi)存空間或物理地址空間，④物理地址或絕對(duì)地址 【解析】在多道程序設(shè)計(jì)的環(huán)境下，對(duì)于多道運(yùn)行的諸作業(yè)的存儲(chǔ)空間的分配，一般是推遲到作業(yè)裝入或運(yùn)行時(shí)才確定的，即采用的是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配。為了實(shí)現(xiàn)這兩種存儲(chǔ)分配策略，需要采用兩種技術(shù)手段：把邏輯地址與物理地址分開；對(duì)邏輯地址采用地址重定位。 3．在存儲(chǔ)器的管理中，常用 的方式來擺脫主存容量的限制。 【答案】虛擬存儲(chǔ)器 【解析】虛擬存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)管理的核心概念，其主要思路是將多級(jí)存儲(chǔ)器統(tǒng)一管理起來，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)覆蓋。 4．虛擬存儲(chǔ)器的容量是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 ① 和 ② 確定的。 【答案】①地址結(jié)構(gòu)、②外存容量 【解析】例如，CPU的有效地址長(zhǎng)度為16位，則其尋址范圍為 0到 64 KB。如CPU有效地址長(zhǎng)度為 18位，則其尋址范圍為 0到 256 KB，而外存是存放作業(yè)的實(shí)體，因此也要受到外存容量的限制。 5．分區(qū)式分配可分為 ① 和 ② 。 【答案】①固定分區(qū)、②可變分區(qū) 【解析】固定式分區(qū)就是把內(nèi)存固定地劃分為若干個(gè)大小不等的區(qū)域。與固定式分區(qū)相比，可變分區(qū)在作業(yè)執(zhí)行前并不建立分區(qū)，分區(qū)的建立是在作業(yè)的處理過程中進(jìn)行的，且其大小可隨作業(yè)或進(jìn)程對(duì)內(nèi)存的要求而改變。 6．固定分區(qū)，一般采用 ① 重定位法；可變分區(qū)，一般采用 ② 重定位法。 【答案】①靜態(tài) ②動(dòng)態(tài) 【解析】采用固定分區(qū)時(shí)，由于不存在程序在內(nèi)存的移動(dòng)問題，因此通常采用靜態(tài)重定位法；可變分區(qū)，一般要采用動(dòng)態(tài)重定位法，其原因是由于可變分區(qū)系統(tǒng)需要有移動(dòng)技術(shù)作為支持，以解決可變分區(qū)的存儲(chǔ)碎片問題。所謂重定位，就是作業(yè)裝入到與其地址空間不一致的存儲(chǔ)空間而引起的對(duì)于關(guān)地址部分的調(diào)整過程。動(dòng)態(tài)重定位是靠硬件地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，最簡(jiǎn)單的是利用基址和限長(zhǎng)寄存器的方法，基址寄存器中存放當(dāng)前運(yùn)行作業(yè)的起始地址（實(shí)際上它也起到重定位寄存器的作用），限長(zhǎng)寄存器中置成該作業(yè)地址空間的長(zhǎng)度，在程序執(zhí)行的過程中，只要對(duì)內(nèi)存的訪問地址在寄存器限定的范圍內(nèi)，則是合法的，否則非法，產(chǎn)生越界中斷。 7．可變分區(qū)的主存分配算法有 ① 、 ② 和 ③ 。 【答案】①最先適應(yīng)算法、②最佳適應(yīng)算法、③最壞適應(yīng)算法 【解析】三種不同的算法要求空閑區(qū)表按不同的方式排列。最先適應(yīng)算法要求空閑區(qū)表按空閑區(qū)的起始地址遞減的次序排列；最佳適應(yīng)算法要求空閑區(qū)表按空閑區(qū)尺寸從小到大排列；最壞適應(yīng)算法要求空閑區(qū)按其大小遞減的順序組成空閑區(qū)表。 8．實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，需要有一定的物質(zhì)基礎(chǔ)，其一是 ① ，其二是 ② ，其三是 ③ 【答案】①相當(dāng)容量的外存，②一定容量的內(nèi)存，③地址變換機(jī)構(gòu) 【解析】相當(dāng)容量的外存提供足以存放多個(gè)用戶的作業(yè)的地址空間；內(nèi)存也要同時(shí)存放多道程序；而且虛擬存儲(chǔ)器的核心是讓程序的訪問地址和實(shí)際內(nèi)存的物理地址相脫離，所以地址變換機(jī)構(gòu)也必不可少。 9．對(duì)換技術(shù)也是一種在多道環(huán)境下用于 的方法之一。 【答案】擴(kuò)充內(nèi)存 【解析】覆蓋技術(shù)和交換技術(shù)都是在多道環(huán)境下擴(kuò)充內(nèi)存的兩種方法。所謂交換，廣義地說，就是將內(nèi)存某部分的程序或數(shù)據(jù)寫入外存交換區(qū)，再從外存交換區(qū)中調(diào)入指定的程序或數(shù)據(jù)到內(nèi)存中來，并讓其執(zhí)行的一種內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)。 10．在分區(qū)式的管理中，各用戶進(jìn)程和作業(yè)所要求的內(nèi)存容量要受到 的限制，可以使用覆蓋和交換技術(shù)來擴(kuò)充內(nèi)存。 【答案】分區(qū)大小 【解析】分區(qū)式管理的缺點(diǎn)之一就是作業(yè)或進(jìn)程的大小受到分區(qū)的限制，采用覆蓋和交換技術(shù)可以在一定的程度上解決這個(gè)問題。 11．在頁式存儲(chǔ)管理中，內(nèi)存的物理地址空間被劃分成大小相等的 ① ，進(jìn)程的虛擬地址空間被劃分成相應(yīng)的若干 ② 。 【答案】①塊 ②頁 【解析】頁式管理中，頁長(zhǎng)的劃分和內(nèi)存外存之間數(shù)據(jù)傳輸速度以及內(nèi)存大小等有關(guān)，一般每頁長(zhǎng)大約為1~4KB。經(jīng)過劃分之后，進(jìn)程的虛地址變?yōu)橛身撎?hào)p與頁內(nèi)地址d所組成。內(nèi)存空間劃分成與頁相等的片或塊后，用戶進(jìn)程在內(nèi)存空間內(nèi)除了在每個(gè)頁內(nèi)地址連續(xù)之外，每個(gè)頁面之間不再連續(xù)。這樣，不僅實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存中碎片的減少，而且實(shí)現(xiàn)了由連續(xù)存儲(chǔ)到非連續(xù)存儲(chǔ)的飛躍。 12．頁式管理中，頁式虛地址與內(nèi)存物理地址的映射是由 ① 和 ② 完成的。 【答案】頁表、硬件地址變換機(jī)構(gòu) 【解析】頁表也稱為頁面映像表，最簡(jiǎn)單的頁表由頁號(hào)和內(nèi)存塊號(hào)組成。要實(shí)現(xiàn)頁式虛地址到內(nèi)存物理地址的轉(zhuǎn)換，除了頁表外，還需要其他的硬件支持，如頁表始址和頁表長(zhǎng)度寄存器等。 13．在頁式管理中，頁表一般駐留在 ① 的某個(gè)固定區(qū)域，取一個(gè)數(shù)據(jù)或指令至少要訪問 ② 次內(nèi)存。 【答案】①內(nèi)存，②兩 【解析】由于頁表放在內(nèi)存中，一次訪問內(nèi)存取一個(gè)數(shù)據(jù)或指令，再一次訪問頁表以確定所取數(shù)據(jù)或指令的物理地址，另一次是根據(jù)地址取數(shù)據(jù)或指令。14．請(qǐng)求頁式管理是一種 ① 頁式管理，它的 ② 與靜態(tài)頁式管理相同，也是通過查找 ③ 來完成的，但是靜態(tài)頁式管理要求作業(yè)或進(jìn)程在 ④ 全部裝入 ⑤ 。 【答案】①動(dòng)態(tài)，②地址變換，③頁表，④執(zhí)行之前，⑤內(nèi)存 【解析】頁式管理分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頁式管理，靜態(tài)頁式管理由于作業(yè)或進(jìn)程在執(zhí)行之前就全部裝入內(nèi)存，所以，作業(yè)或進(jìn)程的大小受到內(nèi)存可用頁面數(shù)的限制。動(dòng)態(tài)頁式管理可分為請(qǐng)求頁式管理和預(yù)調(diào)入頁式管理。 15．頁式虛擬存儲(chǔ)管理中，頁表中“標(biāo)志位”的作用是 ，一般系統(tǒng)的頁表中還設(shè)置有“改變位”，其作用是判斷某頁是否在內(nèi)存中被改變。 【答案】判斷某頁是否在內(nèi)存 【解析】請(qǐng)求頁式管理中，要解決的兩個(gè)根本問題是：如何發(fā)現(xiàn)不在內(nèi)存中的虛頁以及如何處理。第一個(gè)問題通過在頁表中增加頁是否在內(nèi)存的“標(biāo)志位”和該頁在“外存始址”可以解決。關(guān)于虛頁不在內(nèi)存的處理，涉及兩個(gè)問題，第一，采用何種方式把缺的頁調(diào)入內(nèi)存；第二，如果內(nèi)存中沒有空閑的頁面時(shí)，把調(diào)入的頁放在哪里。也就是說，采用什么策略來淘汰已占據(jù)內(nèi)存的頁。如果選中某頁應(yīng)淘汰，而該頁又因程序的執(zhí)行被修改過，顯然該頁應(yīng)被重新寫到外存中加以保存。如果該頁未被修改過，外存已保留有相同的副本，寫回外存就沒有必要，所以增加“改變位”來表征某頁是否被修改。 16．在請(qǐng)求頁式管理中，當(dāng)硬件地址變換機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)所需的頁不在 ① 時(shí)，產(chǎn)生② 中斷信號(hào)，由 ③ 作出相應(yīng)的處理。 【答案】①內(nèi)存 ②缺頁 ③中斷處理程序 【解析】在請(qǐng)求頁式管理中，地址變換是由硬件自動(dòng)完成的，如有缺頁，則通過產(chǎn)生缺頁中斷信號(hào)，由相應(yīng)的中斷處理程序加以處理，中斷處理程序是由軟件實(shí)現(xiàn)的。 17．置換（淘汰）算法是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺頁時(shí)，在內(nèi)存中沒有 ① 時(shí)被調(diào)用的，它的目的是選出一個(gè)被 ② 的頁面。如果內(nèi)存中有足夠的 ③ 存放所調(diào)入的頁，則不必使用 ④ 。 【答案】①空閑頁面 ②淘汰 ③空閑頁面 ④置換算法 【解析】置換算法可描述為：當(dāng)要調(diào)入一頁到全滿的內(nèi)存中時(shí)，必須把在內(nèi)存中的某頁淘汰，用來淘汰哪一頁的規(guī)則稱為置換算法。 18．在頁式管理中，“主存分配表”的作用是 ① ，它是整個(gè)系統(tǒng) ② ?！爸鞔娣峙浔怼笨刹捎? ③ 方法。 【答案】①記錄內(nèi)存頁面的分配情況 ②一張表 ③位示圖法 【解析】位示圖法是