【正文】 4 3 2 1 4 3 5 4 3 1 M=3 2 5 5 2 1 4 4 3 4 3 2 1 3 2 1 4 2 1 4 3 5 4 3 5 2 3 M=4 4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 。 26. 在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用 FIFO 頁面置換算法時，假如一個 在一個請求分頁系統(tǒng)中， 頁面置換算法時， 作業(yè)的頁面走向?yàn)?5，當(dāng) 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ， 分配給該作業(yè)的物理塊數(shù) M 分別為 3 和 4 時，試計(jì)算在訪問過 程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果。 答：，包括 單一連續(xù)分配方式和分區(qū)式分配方式，前者將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū) 和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)供操作系統(tǒng)使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最 簡單的一種存儲方式，但只能用于單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng) 中；分區(qū)式分配方式分為固定分區(qū)和動態(tài)分區(qū)，固定分區(qū)是最 簡單的多道程序的存儲管理方式，由于每個分區(qū)的大小固定， 必然會造成存儲空間的浪費(fèi)；動態(tài)分區(qū)是根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際需 要，動態(tài)地為之分配連續(xù)的內(nèi)存空間，常用三種分配算法: 首 次適應(yīng)算法，該法容易留下許多難以利用的小空閑分區(qū)，加大 查找開銷；循環(huán)首次適應(yīng)算法，該算法能使內(nèi)存中的空閑分區(qū) 分布均勻，但會致使缺少大的空閑分區(qū)；最佳適應(yīng)算法，該算 法也易留下許多難以利用的小空閑區(qū)； 的分區(qū)中的思想，分為分頁式存儲管理，分段存儲管理和段頁 式存儲管理. 分頁式存儲管理旨在提高內(nèi)存利用率，滿足系統(tǒng) 管理的需要， 分段式存儲管理則旨在滿足用戶(程序員)的需要， 在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)方面優(yōu)于分頁式存儲管理，而段頁式存儲管 理則是將兩者結(jié)合起來， 取長補(bǔ)短， 即具有分段系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)，可共享，易于保護(hù)，可動態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)，又能像分頁系統(tǒng)那樣 很好的解決外部碎片的問題，以及為各個分段可離散分配內(nèi)存 等問題，顯然是一種比較有效的存儲管理方式； ，連續(xù)分配方式和離散分配方式各有各自的特點(diǎn)，應(yīng) 根據(jù)實(shí)際情況加以改進(jìn)和利用. 19. 虛擬存儲器有哪些特征 其中最本質(zhì)的特征是什么？ 虛擬存儲器有哪些特征?其中最本質(zhì)的特征是什么？ 其中最本質(zhì)的特征是什么 答：特征：離散性、多次性、對換性、虛擬性； 最本質(zhì)的特征：離散性；最重要的特征：虛擬性。 18. 試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式。 16. 為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)? 為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù) 答：，每個頁面是分散存儲的，為了實(shí)現(xiàn)信息共享和 保護(hù)，則頁面之間需要一一對應(yīng)起來，為此需要建立大量的頁 表項(xiàng)； ，每個段都從 0 開始編址，并采用一段連續(xù)的 地址空間，這樣在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時，只需為所要共享和保護(hù) 的程序設(shè)置一個段表項(xiàng)，將其中的基址與內(nèi)存地址一一對應(yīng)起 來即可。 ，此時它們也不能被換 出。 12. 在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時， 每次是否將整個進(jìn)程換出？ 為什 在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時，每次是否將整個進(jìn)程換出？ 么？ 答：在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時，并非每次將整個進(jìn)程換出。 ：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不 至于太小，產(chǎn)生碎片的幾率最小，對中小型文件分配分區(qū)操作 有利；使存儲器中缺乏大的空閑區(qū)，對大型文件的分區(qū)分配不 利。 ：使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布得更為 均勻，減少了查找時的系統(tǒng)開銷；缺乏大的空閑分區(qū)，從而導(dǎo) 致不能裝入大型作業(yè)。 答：分區(qū)存儲管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán) 首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。 9. 分區(qū)存儲管理中常采用哪些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 ，必須有硬件地 址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個重定位寄存器，用 它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。 4. 在進(jìn)行程序鏈接時，應(yīng)完成哪些工作? 在進(jìn)行程序鏈接時，應(yīng)完成哪些工作答： 6. 為什么要引入動態(tài)重定位 如何實(shí)現(xiàn)? 為什么要引入動態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn) 如何實(shí)現(xiàn) 答：，為了保證這些被 移動了的程序還能正常執(zhí)行，必須對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修 改，即重定位。 塊，在裝入內(nèi)存時，采用邊裝入邊鏈接的一種鏈接方式，即在 裝入一個目標(biāo)模塊時，若發(fā)生一個外部模塊調(diào)用事件，將引起裝入程序去找相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊，把它裝入內(nèi)存中，并修改 目標(biāo)模塊中的相對地址。2. 可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場合？ 可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場合？ 答：將程序裝入內(nèi)存可采用的方式有：絕對裝入方式、重定位裝 入方式、動態(tài)運(yùn)行時裝入方式；絕對裝入方式適用于單道程序環(huán) 境中，重定位裝入方式和動態(tài)運(yùn)行時裝入方式適用于多道程序環(huán) 境中。 ，以減輕對存儲器存取的 壓力。 第四章 存儲器管理 1. 為什么要配置層次式存儲器？ 為什么要配置層次式存儲器？ 答：這是因?yàn)椋?。下 表為該時刻的安全序列表。當(dāng)一個已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請求而 不能立即得到滿足時，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待以 后需要時再重新申請； 環(huán)路等待條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排序，并 賦予不同的序號，且所有進(jìn)程對資源的請求必須嚴(yán)格按序號遞增的次序提出，這樣，在所形成的資源分配圖中，不可能再出現(xiàn)環(huán) 路，因而摒棄了環(huán)路等待條件。 19． ． 在解決死鎖問題的幾個方法中， 哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)？哪種方法 在解決死鎖問題的幾個方法中， 哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)？ 是資源利用率最高？ 是資源利用率最高？ 答：解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測和解除死鎖， 其中預(yù)防死鎖方法最容易實(shí)現(xiàn)，但由于所施加的限制條件過于嚴(yán)格， 會導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低； 而檢測和解除死鎖方法可 是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。 13．為什么說多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需求？ ．為什么說多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需求？ 15. 按調(diào)度方式可將實(shí)時調(diào)度算法分為哪幾種？ 按調(diào)度方式可將實(shí)時調(diào)度算法分為哪幾種？ 按調(diào)度方式不同，可分為非搶占調(diào)度算法和搶占調(diào)度算法兩種。 12． 通過一個例子來說明通常的優(yōu)先級調(diào)度算法丌能適用于實(shí)時系統(tǒng)？ ．通過一個例子來說明通常的優(yōu)先級調(diào)度算法丌能適用于實(shí)時系統(tǒng)？ 實(shí)時系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開始截止時間和任務(wù)緊急/松 答：實(shí)時系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開始截止時間和任務(wù)緊急 松 弛程度的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度算法， 弛程度的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級調(diào)度算法不能滿足實(shí)時系統(tǒng)的調(diào) 度實(shí)時性要求而不適用。一般應(yīng)考慮三個因素： 對相應(yīng)時間的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。 的大??？ 11． 在時間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時間片的大小？ ．在時間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時間片的大小 答：時間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時間。該算法有利于短作業(yè) 進(jìn)程，不利于長作業(yè)/進(jìn)程 進(jìn)程。SPF 算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個或若干個估計(jì)運(yùn)行時間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利 于長作業(yè)/進(jìn)程 不利于短作業(yè)/進(jìn)程 進(jìn)程， 進(jìn)程。 不同點(diǎn)： FCFS 調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個或多個最先進(jìn)入該隊(duì)列的 不同點(diǎn)： 作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。 ． 相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。 10． 試比較 FCFS 和 SPF 兩種進(jìn)程調(diào)度算法。 確定進(jìn)程優(yōu)先級的依據(jù)：進(jìn)程類型、進(jìn)程對資源的需求和用戶要求。 動態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時賦予的優(yōu)先權(quán)， 動態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時賦予的優(yōu)先權(quán)，可以隨進(jìn)程推進(jìn)或隨其等待時間 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三版答案 18 / 47 增加而改變的優(yōu)先級，可以獲得更好的調(diào)度性能。 9． 何謂靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據(jù)是什么？ ．何謂靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據(jù)是什么？ 答：靜態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時確定且在進(jìn)程的整個運(yùn)行期間保持不變的優(yōu) 先級。 實(shí)時系統(tǒng)的調(diào)度算法： 算法。 分時系統(tǒng)的調(diào)度算法：時間片輪轉(zhuǎn)法。 8． 在批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實(shí)時系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)）調(diào)度算 ．在批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實(shí)時系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)） 法？ 批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、 答：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級反饋 隊(duì)列調(diào)度算法。 （2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用。 答：搶占的原則有：時間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。 給進(jìn)程。 ．試說明低級調(diào)度的主要功能。 用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級的調(diào)度算法。最簡單的是先來服務(wù)調(diào)度算法， 外存調(diào)入內(nèi)存，取決于采用的調(diào)度算法。應(yīng)將哪些作業(yè)從 作業(yè)調(diào)度每次接納進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)數(shù) 取決于多道程序度。 作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。 作系統(tǒng)的控制下，逐個作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。 的步驟。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。 的程序和數(shù)據(jù)， 答：作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說明書。 掛起狀態(tài)。 吐量。 處理器分配給進(jìn)程。低級調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息，按某種算法先取進(jìn)程， 業(yè)調(diào)入內(nèi)存。 ；在撤銷一個線程時， 。創(chuàng)建一個線程分配一個 TCB， ，有關(guān)信息寫入 TCB， ， 為之分配必要的資源。 為之分配必要的資源。 ．試說明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法。 可通過系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提供服務(wù)，利用 LWP 進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。運(yùn)行時系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。 用戶級線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在“運(yùn)行時系統(tǒng)” 答：用戶級線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在“運(yùn)行時系統(tǒng)”與“內(nèi)核控 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三版答案 16 / 47 制線程” 制線程”的中 間系統(tǒng)上 運(yùn)行時系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。 42．試說明用戶級線程的實(shí)現(xiàn)方法。在 內(nèi)核空間里還 為每個內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊， 為每個內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在 并實(shí)施控制。無論是用戶進(jìn)程中的線程， 是系統(tǒng)線程 其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠內(nèi)核，在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。 （2）內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。用戶級線程的切換通 常發(fā)生在一個 應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間，同樣無需內(nèi)核支持。 撤銷、 建、撤銷、 線程間的同步與通信等功能，都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。 41．何謂用戶級線程和內(nèi)核支持線程？ ．何謂用戶級線程和內(nèi)核支持線程？ 答： （1）用戶級線程：僅存在于用戶空間中的線程，無須內(nèi)核支持。 同步而設(shè)置 其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在受保護(hù)的系統(tǒng)存儲區(qū)中， 的。 （2）公用信號量。 可調(diào)用創(chuàng) 建信號量的命令來創(chuàng)建一個私用信號量， 建信號量的命令來創(chuàng)建一個私用信號量，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在應(yīng)用程序的地址空 間中。 40．用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號量和公用信號量之間有何差別？ ．用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號量和公用信號量之間有何差別？ 答： 私用信號量 當(dāng)某線程需利用信號量實(shí)現(xiàn)同一進(jìn)程中各線程之間的同步時， 信號量。共有 四種同步模型： 四種同步模型： 互斥鎖、讀寫鎖、條件變量和信號。 39. 為了在多線程 OS 中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步不通信， 中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步不通信， 通常提供了哪幾種同步 機(jī)制？ 機(jī)制？ 同步功能可以控制程序流并訪問共享數(shù)據(jù)，從而并發(fā)執(zhí)行多個線程。 ）系統(tǒng)開銷。 （4）系統(tǒng)開銷。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位， 的資源， 的資源，本 身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。 （3）擁有資源。 ）并發(fā)性。 （2）并發(fā)性。 有的基本單位。 答： 中作為調(diào)度和分派的基本單位， （1）調(diào)度性。 38. 試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。 而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位 37．試說明線程具有哪些屬性？ ．試說明線程具有哪些屬性？ （1)輕型實(shí)體 答： 輕型實(shí)體（2）獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位（3）可并發(fā)執(zhí)行（4）共享進(jìn) （ 輕型實(shí)體（ ）獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位（ ）可并發(fā)執(zhí)行（ ） 程資源。進(jìn)程是分配資源的基本單 而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。 36．為什么要在 OS 中引入線程？ 中引入線程？ ． 在操作系統(tǒng)中引入線程， 答：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三版答案 15 / 47 有更好的并發(fā)性， 的利用率。 35．消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能？ ．消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能？ （1）構(gòu)成消息（ ）發(fā)送消息（ ）接收梢息（ ）互斥與同步。 34．當(dāng)前有哪幾種高級通信機(jī)制？ ．當(dāng)前有哪幾種高級通信機(jī)制？ 共享存儲器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。 用戶用低級通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，效率低，通信對用戶不透明， 答：用戶用低級通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，效率低，通信對用戶不透明， 必須由程序員來實(shí)現(xiàn)，而高級通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷， 所有操作都 必須由程序員來實(shí)現(xiàn)，而高級通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷，用戶直接 利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。 until false end parend end 33．試比較進(jìn)程間的低級不高級通信工具。 perform write operation。 until false end writer:begin repeat Swait(mx,1,1。 … perform read operation。 begin parbegin reader:begin repeat Swait(L,1,1)。 解法： 解法：Var RN integer。 信號量加以擴(kuò)充，形成的信號量集合的讀寫機(jī)制。 end parend end 32．什么是信號量集？試?yán)眯盘柫考瘜懗鲎x者一寫者問題的解法。 consume the item in nextc。 signal(empty)。 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三版答案 14 / 47 out:=(out+1) mod n。 //k1,k2,...,kn 為執(zhí)行消費(fèi)者進(jìn)程除 full 外其余的條件 wait(mute