操作系统第5章练习题

第5章设备管理

5.1 典型例题解析

【例1】为什么要在操作系统中引入缓冲？

答：①缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。

②减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。

③提高CPU和I/O设备的并行性。

【例2】设备控制器的主要功能是什么？

答：设备控制器的主要功能是控制一个或多个I/O设备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是CPU和I/O设备之间的接口，它接收从CPU发出的命令，并控制I/O设备工作。

设备控制器主要完成以下功能：

⑴接收和识别命令。接收从CPU发来的命令，并识别这些命令。

⑵数据交换。指实现CPU与设备控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。

⑶地址识别。系统中每一个设备都有一个地址，设备控制器必须能够识别它所控制的每个设备的地址。

⑷标识和报告设备的状态。控制器应记下设备的状态供CPU了解。

⑸数据缓冲。由于I/O设备的速度较低而CPU和内存的速度较高，故在控制器中可以设置一缓冲。以缓和I/O设备和CPU、内存之间的速度矛盾。

⑹差错控制。设备控制器还兼管对由I/O设备传来的数据进行差错检测。

【例3】什么是设备驱动程序？设备驱动程序的主要功能是什么？

答：设备驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序。

设备驱动程序的主要功能如下：

①将接收到的抽象要求转换为具体要求。

②检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。

③发出I/O命令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O操作。

④及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型（正常、异常结束的中断或其他类型中断）调用相应的中断处理程序进行处理。

⑤对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。

【例4】什么叫设备独立性？怎么实现设备独立性？

答：设备独立性的含义是：应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备的独立性，在操作系统中引入了逻辑设备名和物理设备名两个概念。在实现了设备独立性的系统中，I/O进程申请设备是以逻辑设备名申请的。

【例5】设备分配算法有哪些？

答：在设备管理中设备的分配算法比较简单，主要有两种算法：

①先来先服务算法。当有多个进程申请一个设备时，该算法根据进程申请设备的先后次序，将这些进程排列成一个设备请求队列，设备分配程序总是把设备首先分配给队首进程。

②优先权高者优先算法。这种算法中，系统首先把设备分配给优先权高的进程，使高优先权的进程能够尽快完成。对于同优先权的进程，系统按照先来先服务的方法分配设备。

【例6】什么是Spooling技术？Spooling系统有哪几部分组成？

答：Spooling技术是一种虚拟设备技术，它可以把一台独占设备改造为虚拟设备，在进程所需的物理设备不存在或被占用的情况下，使用该设备。Spooling技术是对脱机输入、输出系统的模拟，所以又叫作假脱机操作。

Spooling系统主要有以下三部分组成：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程。

5.2 练习题及答案

一、选择题

1．（）是操作系统中采用的以空间换时间的技术。

A、缓冲技术

B、并行技术

C、通道技术

D、虚拟存储技术

2．CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（）。

A、并行技术

B、通道技术

C、缓冲技术

D、虚拟存储技术

3．为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用_______结构的缓冲技术。

A、缓冲池

B、闭缓冲区环

C、单缓冲区

D、双缓冲区

答：A

4．缓冲技术中的缓冲池在（）中

A、外存

B、内存

C、ROM

D、寄存器

5．通道又称I/O处理机，它用于实现（）之间的信息传输。

A、主存与外设

B、CPU与外设

C、主存与外存

D、CPU与外存

6．通道是一种（）

A、I/O断口

B、共享文件

C、I/O专用处理器

D、数据通道

7．____________用作连接大量的低速或中速I／0设备。

A、数据选择通道

B、字节多路通道

C、数据多路通道

D、字节选择通道

答；B

8．在操作系统中，_________指的是一种硬件机制。

A、通道技术

B、缓冲池

C、SPOOLING技术

D、内存覆盖技术

答：A

9．通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成若干用户共享的设备，这种设备称为（）。

A、存储设备

B、系统设备

C、虚拟设备

D、用户设备

10．对于磁盘来说，输入输出操作的信息传送单位为（）。

A、字节

B、字

C、文件

D、块

11．__________是直接存取的存储设备。

A、磁盘

B、磁带

C、打印机

D、键盘显示终端

12．按_____________分类可将设备分为块设备和字符设备。

A、从属关系

B、操作特性

C、共享属性

D、信息交换单位

13．设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的（）不属于设备管理的数据结构。

A、DCT

B、JCB

C、COCT

D、CHCT

14．（）算法是设备分配常用的一种算法。

A、短作用优先

B、最佳适应

C、首次适应

D、先来先服务

15．下列设备不属于系统设备的是（）

A、鼠标

B、键盘

C、扫描仪

D、磁盘

系统设备：指在操作系统生成时已登记于系统中的标准设备。如键盘、鼠标、磁盘等。

用户设备：指在系统生成时未登入系统的非标准设备。通常这类设备是由用户提供的，用户必须用某种方式把这类设备交给系统统一管理。如绘图仪、扫描仪等。

16．如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（）。

A、中断方式

B、无条件存取方式

C、DMA方式

D、程序查询方式

17．在采用SPOOLING技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（）。

A、打印机

B、磁盘的输入井

C、磁盘的输出井

D、终端

18. 在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。下面的叙述中哪一条正确的（）。

A、控制器可控制通道，设备在通道控制下工作

B、通道控制控制器，设备在控制器控制下工作

C、通道和控制器分别控制设备

D、控制器控制通道和设备的工作

19. 假定把磁盘上一个数据块中的信息输入到一单缓冲区的时间T为100μs，将缓冲区中的数据传送到用户区的时间M为50μs，而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50μs。这样，系统对每一块数据的处理时间为（）；如果将单缓冲改为双缓冲，则系统对每一块数据的处理时间为（）。

A、50μs

B、100μs

C、150μs

D、200μs

20. 下列算法中，用于磁盘调度的是（）

A、时间片轮转

B、LRU

C、最短寻道时间优先

D、优先级高者优先

21．下列那种磁盘调度算法不存在“磁臂粘着”现象（）。

A、SSTF

B、SCAN

C、FSCAN

D、CSCAN

22. 如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。若要调整中断事件的响应次序，可以利用______。

A. 中断向量B．中断嵌套

C. 中断响应D．中断屏蔽

二、填空题

1．I/O控制方式的发展经历了4个阶段，分别是、、

和。

2．从资源分配角度出发，I/O设备可以分为、和三种类型。

3．按设备所属关系分类，可分为和用户设备两类。

4．通道指专门用于负责输入/输出工作的处理机，通道所执行的程序称为。5．通道是一个独立于的专管的处理机，它控制与内存之间的信息交换。

6．虚拟设备是通过技术把设备变成能为若干用户的设备。7．UNIX系统中，键盘、终端、打印机等以为单位组织和处理信息的设备称为；而磁盘、磁带等以为单位组织和处理信息的设备称为。8．根据信息交换方式，通道可分成3种类型，分别是、

和。

9．设备驱动程序是和之间的一个程序。

10．设备独立性的含义是。

11．磁盘调度算法中和算法可能会随时改变移动臂的运动方向。

12．在实现了设备独立性的系统中，I/O进程申请设备是以来申请的。13．设备分配算法有和两种。

14．现代计算机I/O系统的结构，由、和三级组成。15．SPOOLING系统由、和

三部分组成。

三、问答题

1．简述独占设备的一般分配过程

2．I/O控制方式有几种？各有什么特点？

3．设备分配策略与哪些因素有关？

4．什么虚拟设备？简述共享打印机的工作原理。

5. 有5个记录A、B、C、D、E存放在磁盘的某个磁道上，且每个磁道正好可以存放5个记录。设磁盘旋转速度为30ms/转，处理程序每读出一个记录后用6ms的时间进行处理，则（1）当记录A、B、C、D、E按顺序存放在磁道上时，顺序处理这5个记录花费的总时间是多少？（2）如何采取优化方法使处理这些记录所花费的总时间最短？求出该最短时间。

6. 当前磁盘读写位于柱面号20，此时有多个磁盘请求以下列柱面号顺序送至磁盘驱动器；10，22，20，2，40，6，38。寻道时，移动一个柱面需6ms，按下列三种算法计算所需寻道时间（柱面移动顺序及总寻道时间）。

（1）先到先服务；

（2）最短寻道优先；

（3）电梯算法（当前状态：向上）。

参考答案

一、选择题

1.A

2.C

3.A

4.A

5.A

6.C

7.B

8.A

9.C 10.D 11.A 12.D

13.B 14.D 15.C 16.C 17.C 18.B 19.CB 20.C 21.C 22.D

二、填空题

1．程序查询方式I/O中断方式DMA方式I/O通道方式

2．独占设备共享设备虚拟设备

3．系统设备

4．通道程序

5．CPU 输入/输出的处理机外设

6．虚拟独占共享

7．字符、字符设备、块、块设备

8．字节多路通道数组选择通道数组多路通道

9．I/O进程设备控制器通信

10．应用程序独立于具体使用的物理设备

11．FCFS、SSTF

12．逻辑设备名

13．先来先服务优先权高者优先

14．通道设备控制器设备

15．输入井输出井输入缓冲区输出缓冲区输入进程输出进程

三、问答题

1．对于具有通道的系统，在进程提出I/O请求后，系统的设备分配程序可按下述步骤进行设备分配：

①分配设备。首先根据物理设备名、查找系统设备表SDT，从中找出该设备的DCT，根据表中的设备状态字段，可知该设备是否正忙。若忙，便将请求I/O的进程的PCB挂在设备队列上；否则，便按照—定的算法来计算本次设备分配的安全性，如果不会导致系统进入不安全状态，便将设备分配给请求进程；否则，仍将其PCB插入设备等待队列。

②分配控制器。在系统把设备分配给请求I/O的进程后，再到其DCT中找出与该设备连接的控制器的控制器表（COCT），从表内的状态字段中可知该控制器是否忙碌。若忙，便将请求I/O的进程的PCB挂在该控制器的等待队列上；否则，将该控制器分配给进程。

③分配通道。在该COCT中又可找到与该控制器连接的通道的通道表（CHCT），再根据CHCT内的状态信息可知该通道是否忙碌，若忙，便将请求I/O的进程挂在该通道的等待队列上；否则，将该通道分配给进程。只有在设备、控制器和通道三者都分配成功时，这次的设备分配才算成功；然后、便可启动该I/O设备进行数据传送。

2．I/O控制方式的发展经历了四个阶段：程序查询方式，I/O中断方式，DMA方式和I/O 通道方式。

⑴程序查询方式

在早期计算机或现代一些简单的微型计算机系统中，采用程序查询I/O方式。程序查询是一种用程序直接控制I/O操作的方式。CPU与外设的活动本质上是异步的，为了实现CPU与外设间的信息传送，CPU必须重复测试外设的状态，仅当外设是处在准备好的状态

时，CPU才能与外设交换信息。所以，在程序查询I/O方式的接口电路中必须设置一状态端口，以使CPU通过执行输入指令了解外设的状态。

当采用程序查询传送方式时，每当程序要使用某一外设进行I/O操作时，CPU要执行一段循环测试程序，以实现在外设准备好时执行一条输入/输出指令，进行一个字节或字的数据传送操作。在这种方式下，CPU的大量时间消耗在等待输入输出的循环检测上，使CPU 与外设串行工作，严重影响了CPU和外设的使用效率，致使整个系统效率很低。

⑵I/O中断方式

引入中断技术后，每当设备完成I/O操作时，便向CPU发出中断请求信号，通知CPU 外设已准备好，可以进行数据传送操作。这样，CPU一旦启动I/O设备后便可执行其它程序，仅在收到I/O中断请求时才执行其中断服务程序，进行I/O处理和I/O操作。

程序中断传送方式改善了CPU的利用率，并使CPU与外设并行操作。但I/O数据的处理和I/O操作的控制都是由CPU承担的，仍然消耗了CPU不少时间。

⑶直接存储器访问（DMA）方式

虽然I/O中断方式比程序查询方式更有效，但须注意，它仍是以字节或字为单位进行输入输出的，每当完成一个字节或字时，控制器便要向CPU请求一次中断。换言之，采用I/O中断方式时的CPU，是以字节或字为单位进行干预的。如果将这种方式用于块设备的I/O，显然是低效的。例如，为了从磁盘中读出1KB的数据块，需要中断CPU 1K次。为了进一步减少CPU对I/O的干预而引入了直接存储器访问（DMA）方式。

⑷I/O通道方式

I/O通道方式时DMA方式的发展，它会进一步较少对CPU的干预，即把对一个数据块的读（或写）为单位的干预，减少为对一组数据块的读（或写）即有关的控制和管理为单位的干预。I/O通道有自己的指令系统，即通道程序，可以与CPU并行操作，独立管理外设和实现主存和外设之间的信息传输，使CPU摆脱了繁忙的I/O操作。在配置通道的计算机系统中，不仅能实现CPU与通道的并行操作，而是通道与通道、各通道的外设之间均能实现并行操作，因而有效地提高了整个系统的使用效率。

3.设备分配策略与下列因素有关：

（1）I/O设备的固有属性，对于独占设备，共享设备、虚拟设备等具有不同属性的设备，通常采用相应的分配算法。

（2）设备分配算法，常见的有先来先服务算法、优先级高者优先算法

（3）设备分配的安全性，即避免死锁的产生。

（4）设备独立性，设备独立性指应用程序独立于具体使用的物理设备。

4．虚拟设备是通过某种技术将一台独占设备改造为可以供多个用户共享的共享设备。

共享打印机的工作流程如下：当用户进程请求打印输出时，Spooling系统同意为他打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程，而只为它做两件事：①由输出进程在输出井中为之申请—空闲盘块区，并将要打印的数据送人其中；②输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，再将该表挂到请求打印队列上。如果还有进程要求打印输出，系统仍可接受该请求，也同样为该进程做上述两件事。

如果打印机空闲，输出进程将从请求打印队列的队首取出—张请求打印表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。打印完毕，输出进程再查看请求打印队列中是否还有等待要打印的请求表。若有，再取出一张表，并根据其中的要求进行打印，如此下去，直至请求队列空为止，输出进程才自己阻塞起来、等待下次再有打印请求时才被唤醒。

5.（1）磁盘旋转速度是30ms、转，共分成5个扇区，因此每个扇区的读写时间为30/5=6ms;

若按顺序编号，每读出一个扇区后用6ms的时间进行处理，此时磁盘仍在转动，处理完A 扇区后，磁头已到达C扇区，因此要等磁盘再转一圈后才可读B（见图），以此类推，顺序处理5个扇区的时间花费是（其中A是第一个，因此处理有别于其他扇区）：A: 6ms+6ms B~D:6ms*4+6ms+6ms，共计156ms。

（2）采用的优化方法是扇区交替编号，使得A扇区在处理完后可以在最短的时间内定位B 扇区，排列方式如下图。求出的花费时间是：12ms*5=60ms。

6.

方法一：

方法二：首先画出磁头在盘面上的运动轨迹（访问柱面即为访问磁道）。

总寻道时间：（10+12+20+38+34+32）*6=876ms

总寻道时间：（2+20+38）*6=360ms

总寻道时间：（20+38）*6=348ms

操作系统复习题整理

第一章 1.说明分布式系统相对于集中式系统的优点和缺点。从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力 是什么？ 答：相对于集中式系统，分布式系统的优点：1）从经济上，微处理机提供了比大型主机更好的性能价格比；2）从速度上，分布式系统总的计算能力比单个大型主机更强；3）从分布上，具有固定的分布性，一些应用涉及到空间上分散的机器；4）从可靠性上，具有极强的可靠性，如果一个极强崩溃，整个系统还可以继续运行；5）从前景上，分布式操作系统的计算能力可以逐渐有所增加。 分布式系统的缺点：1）软件问题，目前分布式操作系统开发的软件太少；2）通信网络问题，一旦一个系统依赖网络，那么网络的信息丢失或饱和将会抵消我们通过建立分布式系统所获得的大部分优势；3）安全问题，数据的易于共享也容易造成对保密数据的访问。 推动分布式系统发展的主要动力：尽管分布式系统存在一些潜在的不足，但是从长远的角度看，推动分布式系统发展的主要动力是大量个人计算机的存在和人们共同工作于信息共享的需要，这种信息共享必须是以一种方便的形式进行。而不受地理或人员，数据以及机器的物理分布的影响 2.多处理机系统和多计算机系统有什么不同？ 答：共享存储器的计算机系统叫多处理机系统，不共享存储器的计算机系统为多计算机系统。它们之间的本质区别是在多处理机系统中，所有CPU共享统一的虚拟地址空间，在多计算机系统中，每个计算机有它自己的存储器。 多处理机系统分为基于总线的和基于交换的。基于总线的多处理机系统包含多个连接到一条公共总线的CPU以及一个存储器模块。基于交换的多处理机系统是把存储器划分为若干个模块，通过纵横式交换器将这些存储器模块连接到CPU上。 多计算机系统分为基于总线的和基于交换的系统。在基于总线的多计算机系统中，每个CPU都与他自身的存储器直接相连，处理器通过快速以太网这样的共享多重访问网络彼此相连。在基于交换的多计算机系统中，处理器之间消息通过互联网进行路由，而不是想基于总线的系统中那样通过广播来发送。 3.真正的分布式操作系统的主要特点是什么？ 必须有一个单一的、全局的进程间通信机制。进程管理必须处处相同。文件系统相同。使用相同的系统调用接口。 4.分布式系统的透明性包括哪几个方面，并解释透明性问题对系统和用户的重要性。 答：对于分布式系统而言，透明性是指它呈现给用户或应用程序时，就好像是一个单独是计算机系统。 具体说来，就是隐藏了多个计算机的处理过程，资源的物理分布。 具体类型：

操作系统第五章复习资料

第五章习题 一、选择题 1、在一般大型计算机系统中，主机对外设的控制可通过通道、控制器和设备三个层次来实现。从下述叙述中选出一条正确的叙述。（）（1）控制器可控制通道，设备在通道控制下工作； （2）通道控制控制器，设备在控制器控制下工作； （3）通道和控制器分别控制设备； （4）控制器控制通道和设备的工作。 2、从下面关于设备属性的叙述中，选择一条正确的论述。（）（1）字符设备的一个基本特征是可寻址的，即能指定输入时的原地址和输出时的目标地址；（2）共享设备是指在同一时刻允许多个进程同时访问的设备； （3）共享设备必须是可寻址的和随机访问的设备； （4）在分配共享设备和独占设备时，都可能引起进程死锁； 3、通道是一种特殊的（A），具有（B）能力。主机的CPU与通道可以并行工作，并通过（C）实现彼此之间的通信和同步。 A：（1）I/O设备；（2）设备控制器；（3）处理机；（4）I/O控制器 B：（1）执行I/O指令集；（2）执行CPU指令集；（3）传输I/O命令；（4）运行I/O进程C：（1）I/O指令；（2）I/O中断；（3）I/O指令和I/O 中断；（4）操作员 4、在I/O 设备控制的发展过程中，最主要的推动因素是（A）。提高I/O速度和设备利用率，在OS中主要依靠（B）功能。使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（C）功能实现的。 A：（1）提高资源利用率；（2）提高系统吞吐量；（3）减少主机对I/O控制的干预； （4）提高CPU与I/O设备的并行操作吃呢高度 B，C：（1）设备分配；（2）缓冲管理；（3）设备管理；（4）设备独立性；（5）虚拟设备5、磁盘属于（A），其信息的存取是以（B）为单位的；磁盘的I/O控制主要采取（C）方式；打印机的I/O控制主要采取（D）方式。 A：（1）字符设备；（2）独占设备；（3）块设备；（4）虚拟设备 B：（1）位（bit）（2）字节（3）帧（4）固定长数据块 C、D：（1）程序I/O方式；（2）程序终端；（3）DMA；（4）Spooling 6、在程序I/O方式中，对于输出设备，准备就绪是指（A）。 A：（1）输出缓冲区已空；（2）输出缓冲区已有数据；（3）输出设备已开始工作； （4）输出设备已收到I/O指令 7、在利用RS-232接口进行通信时，其通道速率为9.6kb/s （b为bit）。如果在通信接口中仅设置了一个8位寄存器作为缓冲寄存器，这意味着大约每隔（A）的时间便要中断一次CPU，且要求CPU必须在（B）时间内予以响应。 A，B：（1）80μs （2）0.1ms ；（3）0.8ms ；（4）1ms ；（5）8ms 8、假定把磁盘上一个数据块中的信息输入到一单缓冲区中的时间T为100μs，将缓冲区中的数据传送到用户区的时间M为50μs,而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50μs。这样，系统对每一块数据的处理时间为（A）;如果将单缓冲区改为双缓冲区，则系统对每一块数据的处理时间为（B）。 A,B：（1）50μs；（2）100μs；（3）150μs ；（4）200μs; (5)250μs 9、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（A）的能力；为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（B）。 A：（1）串行操作；（2）并行操作；（3）控制操作；（4）中断操作

操作系统第五章作业答案

第5章习题答案 3、可变分区管理方式下，采用移动技术有什么优点？移动一道作业时操作系统要做哪些工作？ 答:消除外部碎片.经过一段时间的分配回收后,会产生很多碎片,这些碎片都很小,不足以满足程序分配重内存的要求,但总和可以满足程序的分配要求.通过移动技术,在适当的时候,在内存中移动程序,把所有空闲碎片合并成一个连续的大空闲空间放在内存一端,就可以满足分配的要求 移动一道作业时，操作系统需要修改被移动进程的地址信息，还要复制进程空间；而且在移动时必须停止所有其他程序的运行。 4、用可变分区方式管理主存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小依次为32K ，10K ，5K ，228K ，100K 。现有五个作业J1，J2，J3，J4和J5。它们各需主存1K ，10K ，108K ，28K 和115K 。若采用最先适应分配算法能把这五个作业按J1～J5的次序全部装入主存吗？你认为按怎样的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。 答： （1）不行。 （2） 以J1,J2,J3,J5,J4 的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。 以上述顺序模拟装入过程列表如下： 6、段式存储管理系统中是如何实现存储保护的？ 答：因为段是按逻辑意义来划分的，可以按段名访问所以段式存储管理可以方便地实现内存信息的共享并进行有效的内存保护。 段式管理的保护主要有两种。一种是地址越界保护法，另一种是存取方式控制保护法。

具体措施有： （1）利用段表及段长来实现段的保护，防止程序执行时地址越界。 （2）存取权限保护法：在段表中设有“存取权”一项，可对程序的保护权限进行各种必要的限制。 （3）存储保护键保护：由于I/O通道对存储器访问是不经过段表的，因此有的机器还采用存储保护键保护。 地址越界保护是利用表中的段长项与虚拟地址中的段内相对地址比较进行的。若段内相对地址大于段长，系统就会产生保护中断。不过，在允许段动态增长的系统中，段内相对地址大于段长是允许的。为此，段表中设置相应的增补位以指示是否允许该段动态增长。 建立存取控制指在段表的每个表目中，除指明段长以外，还增加“存取方式”一项。这种段的保护，对非共享段来说，主要是用来指示程序设计的错误。而对于共享段来说，则显得特别重要。 采取存取保护键。由于I/O通道对存储器的访问是不经过段表的，因此有的机器除了段保护之外，还采用存储保护键。因为这种保护对I/O通道十分有效。 总之，在一个段式存储管理系统中，通过建立段表，施加存取控制，以及设置存储保护键等，可以提供一个多级的存储保护体系。 10、有一个操作系统采用段式存储管理方案，用户区内存为512K，分配时截取空闲块的前半部分(小地址部分)。初始时内存全部空闲。系统执行如下申请、释放操作序列。 申请300K，申请100K，释放300K，申请150K，申请50K，申请90K （1）若采用首先适应算法，空闲块表中有哪些空块(指出大小，地址)； （2）若采用最佳适应算法，空闲块表中有哪些空块(指出大小，地址)； （3）若随后又申请80K，针对上述两种情况说明结果？其结果说明了什么问题？ 答：操作系统采用段式存储。执行申请释放序列后，结果如下： a、如果采用首先适应算法，空闲块表中的空块有 地址大小 290k 10k 400k 112k b、如果采用最佳适应算法，空闲块表中的空块有 地址大小 240k 60k 450k 62k c、若继续申请80k 如果之前采用首先适应算法，则直接分配起始地址为400k的连续80k空间 如果之前采用最佳适应算法，则需要首先采用拼接技术对空闲空间进行合并，然后在合并后的空闲空间中分配连续80k空间。 在上述情况中采用最佳适应算法却导致后来的内存直接分配失败而不得不进行内存空间整理。这说明最佳适应算法并不是所有时候都能够保持大块连续的空闲空间。 11、假如一个程序的段表如下： 段号状态位段起始地址段长存取控制 0 0 100 40 W

操作系统第一章作业讲解

第一章 习题 1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。假设可在15分钟内并行完成这3个作业。则各资源的利用率分别为多少？ 单道CPU 利用率：5 /（5+15+10）= 5 / 30 = 1 / 6 磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1 打印利用率：10 / 15 = 2 / 3 2、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，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？ 答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式） 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为120S （抢占式） 单道运行的时间关系图 计算 磁带 多道、非抢占式运行的时间关系图

操作系统 练习题

第一章练习题 一、选择题 1．操作系统本身是一种系统软件，因此，它（） A. 只能管理软件 B. 只能管理硬件 C．既不能管理软件，又不能管理硬件 D. 既能管理软件，又能管理硬件 2．操作系统是( )。 A.硬件 B.系统软件 C.应用软件 D.虚拟机 3．从资源的角度看操作系统的功能不包括( ). A．用户管理 B.处理器管理和存储管理C．文件管理和作业管理 D.设备管理 4．下面关于计算机系统和操作系统的叙述错误的是（）。 A．操作系统是独立于计算机系统的，它不属于计算机系统 B．计算机系统是一个资源集合体，包括软件资源和硬件资源 C．操作系统是一种软件 D．计算机硬件是操作系统赖以工作的实体，操作系统的运行离不开计算机硬件的支持 5．下面关于计算机系统层次关系的描述错误的是（）。 A.计算机系统是由硬件和软件组成的层次式结构 B.计算机层次结构中最内层是使用计算机系统的用户 C．硬件系统是计算机层次结构的最内层 D.用户与硬件系统之间的软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件三部分 6．下面关于批处理操作系统的叙述错误的是（）。 A．批处理操作系统可以分为单道批处理系统和多道批处理系统 B．单道系统是指一次只有一个作业装入计算机系统的主存中运行的系统 C．批处理系统具有用户与计算机的直接交互能力，提高了系统资源的利用率 D.“通道”和“中断”技术的出现，使得输入输出设备与中央处理器可以并行工作 7. 下面关于分时系统和实时系统的说法正确的是（） A．批处理系统具有批处理能力，但不具有分时交互能力 B．批处理系统是实现人机交互的系统 C．分时系统是实现自动控制无需人为干预的系统 D．分时系统本身既具有分时交互能力，又具有批处理能力 8、计算机的操作系统是一种（）。 A.应用软件 B.系统软件 C.工具软件 D.字表处理软件 9．操作系统是一组（）程序。 A.文件管理 B.中断处理 C.资源管理 D.设备管理 10．计算机操作系统的功能是（）。 A.把源程序代码转换为标准代码 B.实现计算机用户之间的相互交流 C.完成计算机硬件与软件之间的转换 D.控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 11．批处理系统的主要缺点是（）。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 二、判断题 1、一个操作系统的系统调用越多，系统的功能就越强，用户使用就越复杂。 三、简答题 1、若程序P a、Pb 和P c 单独执行时间分别T a、Tb 和T c ，Ta=1 小时，Tb=1.5 小时，Tc=2 小时，其中处理机工作时间分别为T a=10 分钟，Tb=15 分钟，Tc=35 分钟。如果采用多道程序设计的方法，让T a、Tb 和T c 并发工作，假定处理机利用率达到60%，另加20 分钟系统开销，请问系统效率能提高百分之几？

操作系统复习题优选稿

操作系统复习题 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

第六章：设备管理4假设一个磁盘由200个磁道，编号从0~199。当前磁头正在143道上服务，并且刚刚完成了125道的请求。如果寻道请求队列的顺序是：86，147，91，177，94，150，102，175，130 问：为完成上述请求，下列算法各自磁头移动的总量是多少 ①FCFS ②SSTF 解： ⑴FCFS磁头移动顺序: 143 86 147 91 177 94 150 102 175 130 (2’) 57 61 56 86 83 56 48 73 45 磁头移动总量: 57+61+56+86+83+56+48+73+45=565 (3’) ⑵SSTF磁头移动顺序 143 147 150 130 102 94 91 86 175 177 (2’) 4 3 20 28 8 3 5 89 2 磁头移动总量: 4+3+20+28+8+3+5+89+2=162 ( 3’) 5什么是I/O控制, I/O操作的四种控制方式是什么？ 答：I/O控制是指从用户进程的输入/输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行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控制过程。

I/O操作的四种控制方式分别是：程序直接控制方式、中断I/O控制方式、DMA控制方式、I/O通道控制方式。 第四章：进程的同步互斥和死锁 1计算机系统中产生死锁的根本原因是什么死锁发生的四个基本条件是什么？答: 计算机系统中产生死锁的根本原因是：资源有限且操作不当。死锁发生的四个基本条件有互斥条件、请求保持条件（占有且等待条件）、非剥夺条件（不可抢占条件）和环路条件（循环等待条件）。 2简述发生死锁的四个必要条件 答：四个必要条件是：互斥条件、占有且等待条件（请求保持条件）、不可抢占条件（非剥夺条件）和循环等待条件（环路条件）。 互斥条件——某个资源在一段时间内只能由一个进程占有，不能同时被两个及其以上的进程占有。 占有且等待条件——进程至少已经占有一个资源，但又申请新的资源。 不可抢占条件——一个进程所占有的资源再用完之前，其他进程不能强行夺走资源，只能由该进程用完之后主动释放。 循环等待条件——存在一个进程等待序列{P1,P2,…,Pn}，其中，P1等待P2所占有的某个资源，P2等待P3所占有的某个资源，……，而Pn等待P1所占有的某个资源，从而形成一个进程循环等待。 1设系统中有三种类型的资源（A,B,C）和五个进程（P1,P2,P3,P4,P5）,A资源的数量为17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如表3-9所试。系统采用银行家算法来避免死锁。 ①T0时刻是否为安全状态？若试，请给出安全序列。

操作系统 第一章习题(1)

第一章操作系统引论 一、单项选择题 1、现代操作系统的基本特征是（C ）、资源共享和操作的异步性。 A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行 D. 实现分时与实时处 理 2、批处理系统的主要缺点是（ B）。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3、实时操作系统追求的目标是（ C）。 A.高吞吐率 B.充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 4、系统调用的目的是（ A）。 A.请求系统服务 B.终止系统服务 C.申请系统资源 D.释放系统资源 5.下列系统中，（A ）是实时系统。 A 火炮的自动化系统 B 办公自动化系统 C 管理信息系统 D计算机集成 制造系统 6. 现代操作系统的两个基本特征是（ C ）和资源共享。 A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行 D. 实现分时与实时处理 7.（ D）不是分时操作系统的特征。 A 及时性 B 独占性 C交互性 D多样性 8. 为方便用户，操作系统负责管理和控制计算机系统的( B )。 A．软件资源 B．硬件和软件资源 C．用户有用资源 D．硬件资源 二、填空题 1.方便性和___有效性____是设计操作系统时最重要的两个目标。 2.用户可以通过三种方式使用计算机：__命令方式_____，__系统调用方式 _____，__图形窗口方式_____。 3.目前存在的基本的操作系统类型是：批处理系统，分时系统，实时系统 4.操作系统是一组控制和管理计算机____硬件___和__软件_____资源，合理 地对各类作业进行___调度____，以及方便用户使用的____程序___的集合。 5.分时系统的特征：多路性，独立性，及时性，交互性 6.举例说明常用的微机操作系统：典型的单用户单任务操作系统___ DOS或 CP/M ____，典型的单用户多任务操作系统___ Windows XP ____，典型的多 用户多任务__ UNIX或LINUX _____。

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第一章

第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS 作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O 方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么

答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内计算机操作系统第三版答案 2 / 47 容的更新、火车售票系统。10．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至

计算机操作系统第三版第5章 习题

第5章设备管理 一、单项选择题 1．磁盘是可共享的设备，因此每一时刻（）作业启动它。 A．可以有任意多个 B．能限定几个 C．至少能有一个 D．至多能有一个 2．启动磁盘后，对磁盘读／写信息的最小单位是（）。 A．逻辑记录 B．物理块 C．数据项 D．字符 3．用户程序中用（）来提出使用设备的要求可以提高设备分配的灵活性。 A．绝对号 B．相对号 C．设备类绝对号 D．设备类相对号 4．对移动臂磁盘来说，在执行信息传输时把移动臂移到指定柱面所花费的时间称（）时间。 A．寻找 B．延迟 C．传送 D．读／写 5．在磁盘执行信息传输操作所需花费的时间中，（）时间是与信息所在磁盘上的物理位置无关的。 A．传送 B．延迟 C．寻找 D．旋转 6．对磁盘进行移臂调度的目的是缩短（）时间。 A．启动 B．传送 C．延迟 D．寻找 7．对磁盘进行旋转调度的目的是缩短（）时间。 A．启动 B．传送 C．延迟 D．寻找 8．假定在磁盘格式化时把每个盘面划分成大小相等的10个扇区，磁盘的转速为20 毫秒／圈，则传送一块信息所需的时间为（）

毫秒。 A．2 B．1 C．20 D．10 9．对磁盘进行移臂调度时，若采用（）调度算法则必须考虑移动臂的移动方向。 A．先来先服务 B．最短寻找时间优先 C．电梯 D．扫描 10．外围设备与主存储器之间的信息传输操作是由通道执行通道程序来完成的，通道程序是由若干（）组成的。 A．通道命令字 B．通道地址字 C．通道状态字 D．通道控制字 11．通道把通道程序的执行情况记录在（）中。 A．CAW B．CCW C．CSW D．PSW 12．通道完成一次输人输出操作后，以（）方式请求中央处理器进行干预。P101 A．条件码 B．I／O中断 C．转移指令 D．外部中断13．启动外围设备之前应根据用户要求组织好通道程序，通道程序应由（）来组织。 A．编译系统 B．应用程序 C．操作系统 D．服务程序15．SPOOL技术是一种实现虚拟（）的技术。 A．处理器 B．存储器 C．设备 D．程序设计16．SPOOL系统克服了（）利用率低的缺点。 A．处理器 B．主存空间 C．独占设备 D．共享设备

操作系统第5章练习题

第5章设备管理 5.1 典型例题解析 【例1】为什么要在操作系统中引入缓冲？ 答：①缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。 ②减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。 ③提高CPU和I/O设备的并行性。 【例2】设备控制器的主要功能是什么？ 答：设备控制器的主要功能是控制一个或多个I/O设备，以实现I/O设备和计算机之间的数据交换。它是CPU和I/O设备之间的接口，它接收从CPU发出的命令，并控制I/O设备工作。 设备控制器主要完成以下功能： ⑴接收和识别命令。接收从CPU发来的命令，并识别这些命令。 ⑵数据交换。指实现CPU与设备控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。 ⑶地址识别。系统中每一个设备都有一个地址，设备控制器必须能够识别它所控制的每个设备的地址。 ⑷标识和报告设备的状态。控制器应记下设备的状态供CPU了解。 ⑸数据缓冲。由于I/O设备的速度较低而CPU和内存的速度较高，故在控制器中可以设置一缓冲。以缓和I/O设备和CPU、内存之间的速度矛盾。 ⑹差错控制。设备控制器还兼管对由I/O设备传来的数据进行差错检测。 【例3】什么是设备驱动程序？设备驱动程序的主要功能是什么？ 答：设备驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序。 设备驱动程序的主要功能如下： ①将接收到的抽象要求转换为具体要求。 ②检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。 ③发出I/O命令，启动分配到的I/O设备，完成指定的I/O操作。 ④及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型（正常、异常结束的中断或其他类型中断）调用相应的中断处理程序进行处理。 ⑤对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。 【例4】什么叫设备独立性？怎么实现设备独立性？ 答：设备独立性的含义是：应用程序独立于具体使用的物理设备。为了实现设备的独立性，在操作系统中引入了逻辑设备名和物理设备名两个概念。在实现了设备独立性的系统中，I/O进程申请设备是以逻辑设备名申请的。 【例5】设备分配算法有哪些？ 答：在设备管理中设备的分配算法比较简单，主要有两种算法： ①先来先服务算法。当有多个进程申请一个设备时，该算法根据进程申请设备的先后次序，将这些进程排列成一个设备请求队列，设备分配程序总是把设备首先分配给队首进程。

操作系统第1章练习地的题目

第1章操作系统引论 1.1 典型例题解析 【例1】试说明操作系统与硬件、其它系统软件以及用户之间的关系。 答：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件紧密相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。操作系统是一种特殊的系统软件，其它系统软件与运行在操作系统地基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说，操作系统是其它系统软件和硬件的接口。而一般用户使用计算机除了需要操作系统支持外，还需要用到大量的其它系统软件和应用软件，以使其工作更加方便和高效。 【例2】操作系统具有哪些特征？它们之间有何关系？ 答：操作系统的特征有并发、共享、虚拟和异步性。它们的关系如下： （1）并发和共享是操作系统最基本的特征。为了提高计算机资源的利用率，操作系统必然要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发的执行。 （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，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源的共享问题；另一方面，若系统不能对资源共享实施有效管理，协调好各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）虚拟以并发和共享为前提条件。为了使并发进程能更方便、更有效地共享资源，

操作系统经常采用多种虚拟技术来在逻辑上增加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竞争问题。 （4）异步性是并发和共享的必然结果。操作系统允许多个并发进程共享资源、相互合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再“一气呵成”，这必然导致异步性特征的产生。 【例3】简述并发与并行的区别。 答：并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。 1.2 练习题及答案 一、选择题 1．操作系统是一种（）。 A、应用软件 B、系统软件 C、通用软件 D、工具软件 2．操作系统是对（）进行管理的软件。 A、软件 B、硬件 C、计算机资源 D、应用程序 3．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度 A、存储器 B、设备 B、文件D、处理机

操作系统第五章

一．在一个采用页式虚拟存储管理的系统中，有一用户作业，它依次要访问的字地址序列是：115，228，120，88，446，102，321，432，260，167，若该作业的第0页已经装入主存，现分配给该作业的主存共300字，页的大小为100字，请回答下列问题： （1）按FIFO调度算法将产生____ 次缺页中断，依次淘汰的页号为______________________，缺页中断率为_____ 。（2）按LRU调度算法将产生____ 次缺页中断，依次淘汰的页号为______________________，缺页中断率为_____ 。答案： （1）按FIFO调度算法将产生5次缺页中断；依次淘汰的页号为：0，1，2； 缺页中断率为：5/10=50% （2）按LRU调度算法将产生6次缺页中断；依次淘汰的页号为：2，0，1，3； 缺页中断率为：6/10=60% 二、在一份页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现有一逻辑地址2F6AH，且第0，1，2页依次存放在物理块5，10，11中，问相应的物理地址为多少？ 答： 由题目条件可知，本分页存储管理系统的逻辑地址结构中页号P用高4位表示，页内位移W用低12位表示。因此逻辑地址2F6AH的二进制表示如下：0010 111101101010，由此可知逻辑地址2F6AH的页号为2，该页存放在第11号物理块中，用十六进制表示块号为B，所以物理地址为BF6AH。 三、下表给出某系统中的空闲分区表，系统采用动态分区管理策略。现有以下作业序列：96k，20k，200k。若用最佳适应算法和最先适应算法来处理这些作业序列，试问哪一种算法可以满足该作业序列的请求，为什么？ 答：分析： 首次适应算法要求空闲分区按地址递增的次序排列，在进行内存分配时，总是从空闲分区表首开始顺序查找，直到找到第一个能满足其大小要求的空闲分区为止。然后，再按照作业大小，从该分区中划出一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲分区表中。 最佳适应算法要求空闲分区按大小递增的次序排列，在进行内存分配时，总是从空闲分区表首开始顺序查找，直到找到第一个能满足其大小要求的空闲分区为止。如果该空闲分区大于作业的大小，则与首次适应算法相同，将剩余空闲区仍留在空闲区表中。 采用首次适应算法分配后的空闲分区表 分区号大小起始地址 1 12K 120K 2 10K 150K 3 5K 200K 4 122K 316K 5 96K 530K 最佳适应算法分配后的空闲分区表 分区号大小起始地址 1 12K 120K 2 10K 150K 3 5K 200K 4 18K 420K 四、在一个分段存储管理系统中，其段表如表1所示，试求表2中逻辑地址对应的物理地址是什么？

第1章操作系统笔记

操作系统的定义： 操作系统(Operating System, OS)是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充 操作系统的目标和作用 在计算机系统上配置操作系统主要目标与计算机系统的规模和应用环境有关。 操作系统的目标 方便性 硬件只能识别机器代码（0、1） OS提供命令，方便用户使用计算机 有效性 使CPU、I/O保持忙碌，充分利用 使内存、外存数据存放有序，节省空间 合理组织工作流程，改善资源利用率，提高吞吐量可扩充性 计算机技术的发展：硬件/体系结构/网络/Internet OS应采用层次化结构，便于扩充和修改功能层次和模块开放性 支持网络环境，兼容遵循OSI标准开发的硬件和软件操作系统的作用 1. 用户与计算机硬件系统之间的接口 命令方式 用户通过键盘输入联机命令(语言) 系统调用方式 用户程序通过系统调用，操纵计算机 图形、窗口方式 用户通过窗口、图标等图形界面操纵计算机 2.计算机系统资源管理者

4大类资源：处理机；存储器；I/O设备；信息（文件：程 序、数据） 3.对计算机资源的抽象(扩充机器) 裸机：只有硬件的计算机，难以使用 虚机器：在裸机增加软件(OS等)，功能增强，使用方便 推动操作系统发展的主要动力 1.不断提高计算机资源利用率 早期计算机很昂贵，为提高资源利用率，产生了批处理系统 2.方便用户 为改善用户上机、调试程序时的条件，产生了分时系统 3.器件的不断更新换代 OS随之更新换代，如：8位->16位->32位 4.计算机体系结构的不断发展 单处理机OS->多处理机OS->网络操作系统 操作系统的发展过程 无操作系统时代 OS尚未出现，人们如何使用计算机 人工操作方式 人工操作方式的缺点 用户独占全机 CPU等待人工操作 结果：资源利用率低下 脱机输入输出系统 低速设备

计算机操作系统(第三版)-复习题答案

操作系统第一章复习题 一、选择题 1、下列选项中，（ D ）不是操作系统关心的主要问题。 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面。 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 2、多道批处理系统的主要缺点是（ C ）。 A CPU利用率低 B 不能并发执行 C 缺少交互性 D 以上都不是。 3、在操作系统中，（ D ）部分属于微内核。 A 输入/输出井的管理程序，及作业调度软件。 B 用户命令解释程序 C 磁盘文件目录管理软件 D 进程通信服务例程 4、通常在分时系统中运行的作业称为（ C ）。 A 前台作业 B 后台作业 C 终端型作业 D 批量型作业 5、在下面的选项中，（ A ）不属于操作系统提供给用户的可用资源。 A 中断机制 B 处理机 C 存储器 D I/O 设备 6、操作系统在计算机系统中处于（ B ）的位置。 A 计算机硬件和软件之间 B 计算机硬件和用户之间 C 处理机和用户程序之间 D 外部设备和处理机之间 7、操作系统是对（ C ）进行管理的软件。 A 软件 B硬件 C计算机资源 D 应用程序 8、操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ A ）。 A 利用率 B 可靠性 C 稳定性 D 兼容性 9、操作系统提供给程序员的接口是（ B ）。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D B和C 10、所谓（ B ）是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A 多重处理 B 多道程序设计 C 实时处理 D 共行执行 11、实时系统必须在（ C ）内处理完来自外部的事件。 A 响应时间 B 周转时间 C 规定时间 D 调度时间 12、在操作系统中，并发性是指若干事件（ C ）发生。 A 在同一时刻 B 一定在不同时刻 C 在某一时间间隔 D 依次在不同时间间隔内 13、订购机票系统处理各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个（ D ）。 A 分时系统 B 多道批处理系统 C 计算机网络 D实时信息处理系统 二、填空题 1、操作系统两个最基本的特征是（并发）和（共享），两者之间互为存在条件。 2、实时系统应具有的两个基本特征，它们是（及时性）和（高可靠性）。 3、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（分时操作系统）；允许多个用户 将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（批处理操作系统）；计算机系统能

操作系统第二版第五章课后习题答案

第五章存储管理作业答案 2、6、10、1 3、15、16 2、解释下列概念：物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。 物理地址——内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址，这种地址称为物理地址。 逻辑地址——用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为逻辑地址。 逻辑地址空间——由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。 内存空间——由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。 重定位——把逻辑地址转变为内存物理地址的过程叫做重定位。 静态重定位——在目标程序装入内存时所进行的重定位。 动态重定位——在程序执行期间，每次访问内存之前进行的重定位。 碎片——在分区法中，内存出现许多容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”。 紧缩——移动某些已分配区的内容，使所有作业的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端，这种技术称为紧缩。 可重定位地址——当含有它的程序被重定位时，将随之被调整的一种地址。

6、什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？ 参考答案： 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，在这种计算机系统中实现了用户逻辑存储器与物理存储器分离，它是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。 虚拟存储器的基本特征是： 虚拟扩充——不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量； 部分装入——每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分； 离散分配——不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针”；多次对换——所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。 10、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。假定某时刻一个用户页表已调入内存的页面页号和物理块号如表5-1所示。则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址为。 表5-1 页表中页号和物理块号对照表

操作系统第五章答案

第五章设备管理 1、试说明设备控制器的组成。P163 答：设备控制器的组成由设置控制器与处理机的接口；设备控制器与设备的接口；I/O 逻辑。 2、为了实现CPU与设备控制器间的通信，设备控制器应具备哪些功能？P162-P163 答：基本功能：接收和识别命令；数据交换；标识和报告设备的状态；地址识别；数据缓冲；差错控制。 3、什么是字节多路通道？什么是数组选择通道和数组多路通道？P164-P165 答：1、字节多路通道：这是一种按字节交叉方式工作的通道。它通常都含有许多非分配型子通道，其数量可从几十到数百个，每个子通道连接一台I/O 设备，并控制该设备的I/O 操作。这些子通道按时间片轮转方式共享主通道。只要字节多路通道扫描每个子通道的速率足够快，而连接到子通道上的设备的速率不是太高时，便不致丢失信息。2、数组选择通道：字节多路通道不适于连接高速设备，这推动了按数组方式进行数据传送的数组选择通道的形成。3、数组多路通道：数组选择通道虽有很高的传输速率，但它却每次只允许一个设备数据。数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路通道能使各子通道（设备）分时并行操作的优点相结合而形成的一种新通道。它含有多个非分配型子通道，因而这种通道既具有很多高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。 4、如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题？P166 答：解决“瓶颈”问题的最有效的方法，便是增加设备到主机间的通路而不增加通道，就是把一个设备连接到多个控制器上，而一个控制器又连接到多个通道上。多通路方式不仅解决了“瓶颈”问题。而且提高了系统的可靠性，因为个别通道或控制器的故障不会使设备和存储器之间没有通路。 5、试对VESA及PCI两种总线进行比较。P167 答：1、VESA 该总线的设计思想是以低价位迅速点领市场。VESA 总线的带宽为32 位，最高传输速率为132Mb/s。VESA 总线仍存在较严重的缺点，它所能连接的设备数仅为2—4 台，在控制器中无缓冲，故难于适应处理器速度的不断提高，也不能支持后来出现的Pentium 微机。2、PC 随着Pentium 系列芯片的推出，PCI 在CPU 和外设间插入一复杂的管理层，用于协调数据传输和提供一致的接口。在管理层中配有数据缓冲，通过该缓冲可将线路的驱动能力放大，使PCI 最多能支持10 种外设，并使高时钟频率的CPU 能很好地运行，最大传输速率可达132Mb/s。PCI 即可连接ISA、EISA 等传统型总线，又可支持Pentium 的64 位系统，是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。 6、试说明推动I/O控制发展的主要因素是什么？P167 答：在I/O 控制方式的整个发展过程中，始终贯穿着这样一条宗旨，即尽量减少主机对I/O 控制的干预，把主机从繁杂的I/O 控制事务中解脱出来，以便更多地去完成数据处理任务。 7、有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？P167-P170 答：1、程序I/O 方式：2、中断驱动I/O 控制方式：3、直接存储器访问（DMA）4、I/O 通道控制方式： 8、试说明DMA的工程流程。P170图要画 答：当CPU 要从磁盘读入一数据块时，便向磁盘控制器发送一条读命令。该命令被送到其中的命令寄存器（CR）中。同时，还须发送本次要将数据读入的内存起

操作系统第一章

1.在计算机系统中配置操作系统的主要目的是提高系统资源的利用率,操作 系统的主要功能是管理计算机系统中的资源，其中包括处理机、存储器以及文件和设备。这里的处理机管理主要是对进程进行管 2.操作系统有多种类型:允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统， 称为分时操作系统;允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为批处理操作系统;在实时操作系统的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应;在IBM- PC机上的操作系统称为微机操作系统 3.操作系统是一种系统软件它负责为用户和用户程序完成所有与硬件相关 并与应用无关的工作，高级程序设计语言的编译不是操作系统关心的主要问题。 4.用户在程序设计过程中，可通过系统调用获得操作系统的服务。 5.在0S中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU,内存和I/O设备的利 用率,为实现多道程序设计需要有更大的内存。 6.推动批处理系统形成和发展的主要动力是提高系统资源利用率.推动分时 系统形成和发展的主要动力是方便用户，推动微机OS发展的主要动力是计算机硬件的不断更新换代 7.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是交互性和响应时间，在设计批处 理操作系统时，首先要考虑的是周转时间和系统吞吐量，在设计实时操作系统时，首先要考虑的是实时性和可靠性 8.在多道批处理系统中，为了充分利用各种资源，系统总是优先选择计算型 和I/O型均衡的多个作业投入运行，为了提高吞吐量，系统总是想方设法缩短用户作业的周转时间 9.从下面关于操作系统的论述中，选出一条正确的论述。(1) (1)对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息。 (2)对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能。 (3)从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似。 (4)采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中 的文件系统。 (5)从交互角度看，分时系统与实时系统相似 10.分时系统的响应时间(及时性)主要是根据用户所能接受的等待时间确定 的，而实时系统的响应时间则是由控制对象所能接受的时延确定的。 11.在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是能 在一较短的时间内，使所有用户程序都得到运行，当用户数100 时，为保证响应时间不超过2秒，此时的时间片最大应为20ms