计算机操作系统课件题

第一章P331,2,3,5,7,13,14,15,16,17,21补充：试说明操作系统与硬件、其他系统软件以及用户之间的关系。例：在有一台CPU和两台输入/输出设备（磁盘机和磁带机）的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A和B。这2个程序对CPU和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为：程序A：磁带（30S）、CPU（10S）、磁盘（30S）、CPU（10S）、磁带（20S）程序B：磁盘（20S）、CPU（30S）、磁带（40S）假定：CPU、磁盘和磁带都能并行工作试问：在单道和多道两种方式下，1、程序A和B从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？2、CPU、磁盘和磁带的利用率是多少？A、B同时运行的情况1.引入多道程序技术的前提条件之一是系统具有（C）。A多个CPUB多个终端C中断功能D分时功能2.批处理系统的主要缺点是（C）。ACPU利用率低B不能并发执行C缺乏交互性D以下都不是3.（D）是帮助管理计算机资源的一整套程序。A应用程序B备份程序C诊断程序D操作系统程序4.下列性质中，不是分时系统特征的是（D）。A交互性B独立性C多路性D成批性5.实时操作系统必须在（C）内响应来自外部的事件。A响应时间B周围时间C规定时间D调度时间6.多道程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 是指（D）。A在实时系统中并发运行多个程序B在分布系统中同一时刻运行多个程序C在一台处理机上同一时刻运行多个程序D在一台处理机上并发运行多个程序7.按照计算机系统层次结构的一般原则，从用户角度将依次看到（B）。A.C语言编译程序，用C语言写的某单位的人事管理程序，操作系统B.用C语言写的某单位的人事管理程序，C语言编译程序，操作系统C.操作系统，用C语言编写的人事管理程序，C语言编译程序D.用C语言编写的人事管理程序，操作系统，C语言编译程序8.为方便用户使用计算机，操作系统向用户提供的接口有命令接口和程序调用，在新近的操作系统中还提供图形接口接口。批处理、分时和实时操作系统各自有什么特点？多道程序设计的主要优点是什么？第二章第二章作业P81:2,4,8,13,14,17,18,22,23,24,25,26,27,35,38,41下列几种关于进程的叙述，（）最不符合操作系统对进程的理解。A. 进程是在多进程并行环境中的完整的程序B. 进程可以由程序、数据和进程控制块描述C. 线程（Thread）是一种特殊的进程D. 进程是程序在一个数据集合上运行的过程，是系统进行资源管理的一个独立单位操作系统的进程管理模块并不负责（）。A. 进程的创建和删除B. 提供死锁处理机制C. 实现I/O设备的调度D. 通过共享内存实现进程间的通信判断题：当一个进程由阻塞状态转换为就绪态时，一定有一个进程从就绪态变成运行态。进程之间存在着哪几种制约关系？各是什么原因引起的？下列活动分别属于哪种制约关系？（1）若干同学去图书馆借书；（2）两队举行篮球比赛；（3）流水线生产的各道工序；（4）商品生产和社会消费。inttotal=0;//P0,P1共享全局变量totalP0,P1://P0和P1进程的代码相同,如下:{inti;for(i=1;i<=10;i++)total=total+1;}问:最后total可能的最小值、最大值分别是多少？补充：试比较直接通信方式和间接通信方式。第三章（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问该系统是否会因为竞争该资源而死锁？答：该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占有的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该资源而阻塞。答：用Maxi，Needi和Allocationi来分别表示第i个进程对该类资源的最大需求量，还需要量和已分配到的量，根据题意它们将满足下述条件：若系统已因竞争该类资源而进入死锁状态，则意味着已有一个以上的进程因申请不到该类资源而无限阻塞，而m个资源肯定已全部分配出去，即因此：即：这样，至少必须存在一个进程，其Needi≤0，这显然与题意不符，所以该系统不可能因竞争该类资源而进入死锁状态。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？答：此时系统可能发生死锁。如n=4，m=3时，若P1的Max为0，而其余三个进程的Max都为2，则仍然满足最大需求量之和（即6）小于m+n的要求，但当除P1以外的其余三个进程各得到一个资源时，这三个进程将进入死锁状态。进程P0,1,2,3,4共享A、B、C三类资源 {A，B，C}={10，5，7}T0时刻，资源的分配情况如下图所示。（1）该状态是否安全？若安全，请找出安全序列。（2）在此基础上，P1申请（1，0，2）能否分配？为什么？（3）P4申请（3，3，0）能否分配？为什么？（4）P0申请（0，1，0）能否分配？为什么？ P0请求Request{010} P1分配后Available={230} 假设把{010}分配给P0，则： Available={220} 用算法检查。22.进程P0,1,2,3,4共享A、B、C、D四类资源 资源的分配情况如下图所示。（1）该状态是否安全？若安全，请找出安全序列。（2）P2申请（1,2,2,2）能否分配？为什么？若P2提出申请（1，2，2，2）后，对系统进行检查。Available=(0,4,0,0)当进程P2提出申请（1，2，2，2）时，系统根据银行家算法进行检查以后，发现不存在安全序列，所以不予分配。但此时系统不会马上进入死锁状态；只有当上述进程提出新的请求，导致所有没有执行完的进程因得不到资源而阻塞并形成循环等待链时，系统才进入死锁状态。第四章作业：2，3，5，6，7，9，10，11，13，15，19，22，24，26，292.可采用哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于什么场合？（P119）3.何谓静态链接？何谓装入时动态链接和运行时的动态链接？P1205.在动态分区分配方式中，应如何将各空闲分区链接成空闲分区链？P1236.为什么要引入动态重定位，如何实现？（P127）7.在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？应怎样处理这些情况？（P125）9.分区存储管理中常用哪些分配策略？比较它们的优缺点。PP123—P12410.在系统中引入对换后可带来哪些好处？P12911.为实现对换，系统应具备哪几方面的功能？为实现对换，系统必修能实现三方面的功能：对换空间的管理、进程的换出，以及进程的换入。（P129）13.为实现分页存储管理，需要哪些硬件支持？需要页表寄存器和逻辑地址寄存器，能将逻辑地址分离成页号和页内偏移两部分。15.在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？26.在一个请求分页系统中，假如一个作业的页面走向为4,3,2,1,4,3,5,4,3,2,1,5，目前它还没有任何页装入内存，当分配给该作业的物理块数目M分别为3和4时，请分别计算采用OPT（最佳置换算法）、LRU（最近最久未使用算法）和FIFO（先进先出算法）页面淘汰算法时访问过程中所发生的缺页次数和缺页率，并比较所得的结果。29.说明请求分段系统中的缺段中断处理过程。P156第五章假设磁盘有200个磁道，磁盘请求队列中是一些随机请求，它们按照到达的次序分别处于86,147,91,177,94,150,102,175,130,143。对下列每一个磁盘调度算法，当前磁头在143号磁道位置，向磁道号增加方向移动，若要满足这些要求，则总的磁头移动距离为多少？（1）FCFS（2）SSTF（3）SCAN（4）CSCAN86,147,91,177,94,150,102,175,130,143。当前磁头在143号磁道位置，向磁道号增加方向移动（1）FCFS被访问的下一磁道号移动距离（磁道数）8657147619156177869483150561024817573130451437磁头移动总距离:57286,147,91,177,94,150,102,175,130,143。当前磁头在143号磁道位置，向磁道号增加方向移动（2）SSTF被访问的下一磁道号移动距离（磁道数）1430147415031302010228948913865175791772磁头移动总距离:15286,147,91,177,94,150,102,175,130,143。当前磁头在143号磁道位置，向磁道号增加方向移动（3）SCAN第六章文件系统采用多重索引结构搜索文件内容。设块长为512字节，每个块号长2字节，如果不考虑逻辑块号在物理块中所占的位置，分别计算二级索引和三级索引时可寻址的文件最大长度。因为512/2=256所以二级索引时，可寻址的文件最大长度为256*256*512三级索引时，可寻址的文件最大长度为256*256*256*512某操作系统的文件管理采用直接索引和多级索引混合方式，文件索引表共有10项，其中前8项是直接索引项，第9项是一次间接索引项，第10项是二次间接索引项，假定物理块的大小是2K，每个索引项占用4个字节，试问：（1）该文件系统中最大的文件可以达到多大？（2）假定一个文件的实际大小是128M字节，该文件实际占用磁盘空间多大（包括间接索引块）？1）2K=20482048/4=512每块能放512个索引项。前８项直接索引８个物理块第９项一次间接索引512个物理块第１０项二次间接索引512*512个物理块该系统文件的最大容量为(8+512+512*512)*2K=525328KB=513ＭＢ（2）8个直接块容量为8*2K=16K1个一级间接块可寻址512*2K=1024K=1M占用一个大小为2K的索引块剩下的128M-16K-1M=128*1024K-16K-1024K=130032K放在二级间接块下。一个一级间接块可寻址512*2K，所以需要130032/1024K=126.98块，即需要127个一级间接块。所以在二级间接块下，该文件占用127个一级间接块和1个二级间接块，即占用了索引块大小为（127+1）*2K=256K所以该文件总共占用磁盘空间大小=该文件大小+存储该文件用到的索引块大小=128M+2K+256K=131330KB在实现文件系统时，为加快文件目录的检索速度，可利用“文件控制块分解法”。假设目录文件存放在磁盘上，每个盘块512字节。文件控制块占６４字节。其中文件名占８字节。通常将文件控制块分解成两部分，第一部分占10字节（包括文件名和文件内部号），第二部分占56字节（包括文件内部号和文件其他描述信息）（１）假设某一目录文件共有254个文件控制块，试分别给出采用分解法前和分解法后，查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访问磁盘次数。（2）一般地，若目录文件分解前占用n个盘块，分解后改用m个盘块存放文件名和文件内部号部分，请给出访问磁盘次数减少的条件。解答：分解前：254*64/512=31.75，即32块；所以查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访盘次数=（1+2+3+…+32）/32=16.5分解后：254*10/512=4.96，即5块。因为分解后，找到目录项以后，需要再次启动磁盘访问第二部分的索引节点，所以查找该目录文件的某一个文件控制块的平均访盘次数=（2+3+…+6）/5=4次分解前平均访盘次数=（1+2+3+…+n）/n=n*(n+1)/2/n=(n+1)/2分解后平均访问磁盘次数=(2+3+4+…+(m+1))/m=m*(m+3)/2/m=(m+3)/2为了使得访问磁盘次数减少，显然需要(m+3)/2<(n+1)/2，即m<n-2有一个文件系统如图20.7所示。图中的框表示目录，圈表示普通文件。根目录常驻内存，目录文件组织成链接文件，不设文件控制块，普通文件组织成索引文件。目录表目指示下一级文件及其磁盘地址（各占２个字节，共４个字节）。若下级文件是目录文件，指示其第一个磁盘块地址。若下级文件是普通文件，指示其文件控制块的磁盘地址。每个目录文件磁盘块最后４个字节供拉链使用。下级文件在上级目录文件中的次序在图中为从左到右。每个磁盘块有512字节，与普通文件的一页等长。普通文件的文件控制块组织结构如图所示，其中每个磁盘地址占２个字节，前10个地址直接指示该文件前10页的地址。第11个地址指示一级索引表地址，一级索引表中每个磁盘地址指示一个文件页地址；第12个地址指示二级索引表地址，二级索引表中每个地址指示一个一级索引表地址；第13个地址指示三级索引表地址，三级索引表中每个地址指示一个二级索引表地址。问：（１）一个普通文件最多可有多少个文件页？（２）若要读文件Ｊ中的某一页，最多启动磁盘多少次？（３）若要读文件Ｗ中的某一页，最少启动磁盘多少次？（４）就（３）而言，为最大限度减少启动磁盘的次数，可采用什么方法？此时，磁盘最多启动多少次？解答：（1）磁盘块大小为512字节，索引块大小也为512字节，每个磁盘地址占2个字节，因此，一级索引表可容纳256个磁盘地址。同样地，二级索引表可容纳256个一级索引表地址，一个三级索引表可容纳256个二级索引表地址，这样，一个普通文件最多可有文件页数10+256+256*256+256*256*256*256=16843018页。（２）由图可知，目录文件A和D中的目录项都只有两个，因此这两个目录文件都只占用一个物理块。要读文件J中的某一项，先从内存的根目录中找到目录文件A的磁盘地址，将其读入内存（已访问磁盘1次）。然后从目录A中找到目录文件D的磁盘地址读入内存（已访问磁盘2次）。再从目录D中找到文件J的文件控制块地址读入内存（已访问磁盘3次）。在最坏情况下，该访问页存放在三级索引下，这时候需要一级一级地读三级索引块才能得到文件J的地址（已访问磁盘6次）。最后读入文件J中的相应页（共访问磁盘7次）。所以，若要读文件J中的某一页，最到启动磁盘7次。（３）由图可知，目录Ｃ和Ｕ目录项较多，可能存放在多个链接在一起的磁盘块中。在最好情况下，所需的目录项都在目录文件的第一次磁盘块中。先从内存得根目录中找到目录文件Ｃ的磁盘地址读入内存（已访问磁盘１次）。在Ｃ中找出目录文件Ｉ的磁盘地址读入内存（已访问磁盘２次）。在Ｉ中找出目录文件Ｐ的磁盘地址读入内存（已访问磁盘３次）。从Ｐ中找到目录文件Ｕ的磁盘地址读入内存（已访问磁盘4次）。从U的第一个磁盘块中找出文件W的文件控制块地址读入内存（已访问磁盘5次）。在最好情况下，要访问的页在文件控制块的前10个直接块中，按照直接块指示的地址读文件W的相应页（已访问磁盘6次）。所以，若要读文件W中的某一页，最少启动磁盘6次。（４）为了减少磁盘启动的次数，可将需要访问的Ｗ文件挂在根目录最前面的目录项中。此时，只需要读内存的根目录就可以找到Ｗ的文件控制块，将文件控制块读入内存（已访问磁盘１次），最差情况下，需要的Ｗ文件的那个页挂在文件控制块的三级索引下，那么读３次索引块需要访问磁盘３次（已访问磁盘4次）得到该页的物理地址，再去读这个页即可（已访问磁盘5次）。此时，磁盘最多启动5次。