第7章-操作系统

Chapter 7 Operating Systems

By 黄永平，权勇，孙永雄，王智，丰小月，孙铭会

Knowledge point:

7.1. the definition of an operating system

7.2. the components of an operating system

7.3. Memory Manager

7.4. Process manager

7.5. deadlock

Multiple-Choice Questions:

21. is a program that facilitates the execution of other programs.(7.1)

a. An operating system

b. Hardware

c. A queue

d. An application program

22. supervises the activity of each component in a computer system. (7.1)

a. An operating system

b. Hardware

c. A queue

d. An application program

23. The earliest operating system, called operating systems, only had to ensure that

resources were transferred from one job to the next. (7.1)

a. batch

b. time-sharing

c. personal

d. parallel

24. A operating system is needed for jobs shared between distant connected

computers. (7.1)

a. batch

b. time-sharing

c. parallel

d. distributed

25. Multiprogramming requires a operating system. (7.1)

a. batch

b. time-sharing

c. parallel

d. distributed

26. DOS is considered a operating system. (7.1)

a. batch

b. time-sharing

c. parallel

d. personal

27. A system with more than one CPU requires aoperating system. (7.1)

a. batch

b. time-sharing

c. parallel

d. distributed

28. is multiprogramming with swapping. (7.3)

a. Partitioning

b. Paging

c. Demand paging

d. Queuing

29. is multiprogramming without swapping. (7.3)

a. Partitioning

b. Paging

c. Demand paging

d. Queuing

30. In , only one program can reside in memory for execution. (7.3)

a. monoprogramming

b. multiprogramming

c. partitioning

d. paging

31. is a multiprogramming method in which multiple programs are entirely in

memory with each program occupying a contiguous space. (7.3)

a. Partitioning

b. Paging

c. Demand paging

d. Demand segmentation

32. In paging, a program is divided into equally sized sections called . (7.3)

a. pages

b. frames

c. segments

d. partitions

33. In , the program can be divided into differently sized sections. (7.3)

a. partitioning

b. paging

c. demand paging

d. demand segmentation

34. In , the program can be divided into equally sized sections called pages, but the

pages need not be in memory at the same time for execution. (7.3)

a. partitioning

b. paging

c. demand paging

d. demand segmentation

35. A process in the state can go to either the ready, terminated, or waiting state.

(7.4)

a. hold

b. virtual

c. running

d. a and c

36. A process in the ready state goes to the running state when . (7.4)

a. it enters memory

b. it requires I/O

c. it gets access to the CPU

d. it finishes running

37. A program becomes a when it is selected by the operating system and brought

to the hold state. (7.4)

a. job

b. process

c. deadlock

d. partition

38. Every process is a . (7.4)

a. job

b. program

c. partition

d. a and b

39. The scheduler creates a process from a job and changes a process back to a job.

(7.4)

a. job

b. process

c. virtual

d. queue

40. The scheduler moves a process from one process state to another. (7.4)

a. job

b. process

c. virtual

d. queue

41. To prevent , an operating system can put resource restrictions on processes. (7.5)

a. starvation

b. synchronization

c. paging

d. deadlock

42. can occur if a process has too many resource restrictions. (7.4)

a. Starvation

b. Synchronization

c. Paging

d. Deadlock

43. The manager is responsible for archiving and backup. (7.2)

b. process

c. device

d. file

44. The manager is responsible for access to I/O devices. (7.2)

a. memory

b. process

c. device

d. file

45. The job scheduler and the process scheduler are under the control of the

manager. (7.4)

a. memory

b. process

c. device

d. file

Review questions:

4. What are the components of an operating system? (7.2)

Answer: An operating system includes: Memory Manager, Process Manager, Device Manager and File Manager

13. What kinds of states can a process be in? (7.4)

Answer: ready state, running state, waiting state.

15. If a process is in the running state, what states can it go to next? (7.4) Answer: ready state, waiting state.

What’s the definition of an operating system? (7.1)

Answer: An operating system is an interface between the hardware of a computer and user(programs or humans) that facilitates the execution of other programs and the access to hardware and software resources.

What are the four necessary conditions for deadlock? (7.5)

Answer: mutual exclusion, resource holding, no preemption and circular waiting. Exercises:

46. A computer has a monoprogramming operating system. If the size of memory is 64 MB and the residing operating system needs 4 MB, what is the maximum size of a program that can be run by this computer? (7.3)

Answer:

The memory size is 64 MB and the residing operating system needs 4 MB. Then there are 60 (64-4) MB left. So the maximum size of a program that can be run by this computer is 60 MB.

47. Redo Exercise 46 if the operating system automatically allocates 10 MB of memory to data. (7.3)

The data take 10 MB. Then there are 50(64-4-10) MB left. So the maximum size of a program that can be run by this computer is 50 MB.

48. A monoprogramming operating system runs programs that on average need 10 microseconds access to the CPU and 70 microseconds access to the I/O devices. What percentage of time is the CPU idle? (7.3)

Answer:

In monoprogramming, when one program is being run, no other program can be executed. That is, when a program accesses I/O devices, CPU is idle. So the percentage of time of the CPU idle is 70/(70+10) = 87.5%.

49. A multiprogramming operating system uses an apportioning scheme and divides the 60MB of available memory into four partitions of 10MB, 12MB, 18MB, and 20MB. The first program to be run needs 17MB and occupies the third partition. The second program needs 8MB and occupies the second partition. Finally, the fourth program needs 20MB and occupies the fourth partition. What is the total memory used? What is the total memory wasted? What percentage of memory is wasted? (7.3) Answer: The total memory used is 55.5 MB. The total memory wasted is 4.5 MB. The percentage of memory wasted is 7.5%.

51. A multiprogramming operating system uses paging. The available memory is 60 MB divided into 15 pages, each of 4MB. The first program needs 13 MB. The second program needs 12MB. The third program needs 27 MB. How many pages are used by the first program? How many pages are used by the second program? How many pages are used by the third program? How many pages are unused? What is the total memory wasted? What percentage of memory is wasted? (7.3)

Answer:

Each page is 4MB. The first program needs 13 MB. It is obviously that 4*3<13<4*4. So the first program uses 4 pages and wastes 3(16-3) MB. The second program needs 12 MB. It is obviously that 12=4*3. So the second program uses 3 pages and wastes 0 MB. The third program needs 27 MB. It is obviously that 4*6<27<4*7. So the first program uses 7 pages and wastes 1(28-27) MB. There are 1(15-4-3-7) page unused. There are totally 4(3+0+1) MB memory wasted. The percent of memory wasted is 4/(60-4*1)=7%.

53. What is the status of a process in each of the following situations(according to Figure 7.9)?

a. The process is using the CPU

b. The process has finished printing and needs the attention of the CPU again

c.The process has been stopped because its time slot is over.

d. The process is reading data from the keyboard

e The process is printing data.

(7.4)

Answer: a)Running state b)Ready state c) Ready state d)Waiting state e)Waiting state

操作系统-第七章 设备管理习题(有答案)

第七章设备管理习题 一. 选择最合适的答案 1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。 （A）程序I/O方式 （B）中断驱动I/O控制方式 （C）直接存储器访问DMA控制方式 （D）I/O通道控制方式 2．某操作系统中，采用中断驱动I/O控制方式，设中断时，CPU用1ms来处理中断请求，其它时间CPU完全用来计算，若系统时钟中断频率为100H Z，则，CPU的利用率为（）。 （A）60% （B）70% （C）80% （D）90% 3．下列哪一条不是磁盘设备的特点（）。 （A）传输速率较高，以数据块为传输单位 （B）一段时间内只允许一个用户（进程）访问 （C）I/O控制方式常采用DMA方式 （D）可以寻址，随机地读/写任意数据块 4．利用通道实现了（）之间数据的快速传输。 （A）CPU和外设（B）内存和CPU （C）内存和外设（D）外设和外设 5．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（）。 （A）共享设备（B）独占设备 （C）虚拟设备（D）物理设备 6．设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为80μs，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40μs，CPU处理数据所用时间为30μs，则处理该数据，采用单缓冲传送某磁盘数据，系统所用总时间为（）。 （A）120μs （B）110μs （C）150μs （D）70μs 7．对于速率为9.6KB/s的数据通信来说，如果说设置一个具有8位的缓冲寄存器，则CPU中断时间和响应时间大约分别为（）。 （A）0.8ms，0.8ms （B）8ms，1ms （C）0.8ms，0.1ms （D）0.1ms，0.1ms 8．在调试程序时，可以先把所有输出送屏幕显示而不必正式输出到打印设备，其运用了（）。

计算机操作系统第七章作业及答案

计算机操作系统第七章 作业及答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？

只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。

操作系统第七章习题

第七章习题 一、选择 1、操作系统中对数据进行管理的部分叫做 B A、数据库系统 B、文件系统 C、检索系统 D、数据存储系统 2、文件系统是指 D A、文件的集合 B、文件的目录 C、实现文件管理的一组软件 D、文件、管理文件的软件及数据结构的总体 3、从用户角度看，引入文件系统的主要目的是 D A、实现虚拟存储 B、保存系统文档 C、保存用户和系统文档 D、实现对文件的按名存取 4、文件的逻辑结构从是否有结构来分可将文件分为记录式文件和 B 文件。P227 A、索引文件 B、流式文件 C、字符文件 D、读写文件 5、文件系统中用管理文件。 A、作业控制块 B、外页表 C、目录 D、软硬件结合的方法 6、为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用 B A、约定的方法 B、多级目录 C、路径 D、索引 7、一个文件的绝对路名是从 B 开始，逐步沿着每一级子目录向下追溯，最后到指定文件的整个通路上所有子目录名组成的一个字符串。 A、当前目录 B、根目录 C、多级目录 D、二级目录 8、使用文件前必须先 C 文件。 A、命名 B、建立 C、打开 D、备份 9、文件使用完毕后应该 B A、释放 B、关闭 C、卸下 D、备份 10、一般来说，文件名及属性可以收纳在A 中以便查找。P233 A、目录或文件控制块 B、索引 C、字典 D、作业控制块 11、文件系统采用二级目录结构，这样可以 D A、缩短访问文件存储器时间 B、实现文件共享 C、节省主存空间 D、解决不同用户之间的文件名冲突问题 12、文件系统采用多级目录结构后，对于不同用户的文件，其文件名(C) A.应该相同 B.应该不同 C.可以相同，也可以不同 D.受系统约束 13、下列几类文件中，( C ) 是用户文件。 A、编译程序 B、操作系统 C、源程序 D、编辑程序 14、文件系统在创建一个文件时，为它建立一个（ A ）。 A.文件目录 B.目录文件 C.逻辑结构 D.逻辑空间

操作系统第七章的中英文对照

第七章08软一裴晓禹 内存管理：memory management 1：内存管理的基本理念：basic idea of menmory management 1:在多道程序设计系统中,必须进一步细分内存的“用户”部分,以满足多个进程的要求2:必须有效的分配内存来保证有适当数目的就绪进程可以占用这些可用的处理器时间。 2：内存管理的需求：memory management requirements 1:重定位,relocation 2：保护,protection 3：共享,sharing 4：逻辑组织,logical organization 5：物理组织,physical organization 3:重定位： 1：不能事先知道在摸个程序制度性期间会有其他哪个程序驻留在主存中。 2：程序执行的过程中，一旦程序被换出到磁盘，当下一次被换入时，将会把进程重定位到内存的不同区域。 3：处理器硬件和操作系统软件必须能够把程序代码中的存储器访问转换成实际的物理存储器地址，以反映程序在主存中的当前位置。 进程的寻址方式：addressing requirements for a process

4：保护 1：该进程以外的其他进程中的程序不能未经授权的访问内存单元。 2：在编译时不可能检查绝对地址来确保保护。 3：必须在运行时检查进程产生的所有内存的访问，以便确保它们只访问了分配给该进程的存储空间。 4：内存保护的需求必须由处理器来满足，而不是由操作系统来满足。 （操作系统不能预测程序产生的所有存储器访问） 5：共享： 1:允许多个进程访问主存的同一部分：allow several processes to access the same protion of memory。 2:允许每个进程访问该程序的同一个副本要比让每个进程有自己单独的副本更有优势：better to allow each process access to the same copy of the program rather than have their own separate copy。 6：逻辑组织： 1：程序以模块式编写。 2：模块可以被独立的编写和编译。 3：通过适度的额外开销，可以给不同的模块以不同的保护级别（只读、只执行） 4：可以引入某种机制，使得模块可以被多个进程共享。

操作系统110440113-王力.第七章

第七章思考与练习题 1. 数据传输控制方式有哪几种？是比较他们的优缺点. 答：数据转送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、 2. 何为设备的独立性？如何实现设备的独立性? 答：设备的独立性是指应用程序独立于具体使用的物理设备。此时，用户使用逻辑设备名申请使用某类物理 设备。当系统中有多台该类的设备时，系统可将其中的任意一台分配给请求进程，而不局限于某一台特定的 设备。这样，可显著的改善资源的利用率，即可使用性。设备独立使用用户独立于设备。如进行输出时，亦 可以使用现实终端，也可以使用打印机。有了这种独立性，就可以很方便的进行输入 /输出重定向。 3. 什么是缓冲？为什么要引入缓冲？操作系统如何实现缓冲技术。 答：缓冲是在两个不同速度设备之间传输信息时，用于平滑传输过程的一种手段。 （1） 换届CPU 与I/O 设备之间的速度不匹配的矛盾。 （2） 减少中断CPU 的次数。 （3）提高CPU 与I/O 设备之间的并行性。 4. 设备分配中为什么会出现死锁? 答：在某些操作系统中，一个进程只能提供一个 I/O 请求。也就是说，执行进程向系统提出 I/O 请求后边立 即进入等待状态，直到 I/O 请求完成后才被唤醒。这样系统对设备的分配比较安全，不会出现死锁。但这种 方式对进程来说，因 CPU 与I/O 设备是串行工作的，这使得该进程的推进速度缓慢。为了加快进程执行时的 推进速度，当需要是有可能接着发出第二个、第三个 进程才进入等待状态。这种一个进程同时可以使用多个 了一种危险，即如果两个进程都提出请求使用对方占有的 5.已打印机为说明SPOOLing 技术的工作原理。 答：当用户进程请求打印输出时，操作系统接受用户的打印请求，但并不真正把打印机分配给该用户进程， 二十为进城再次攀上输出井中分配一空闲块区，并将要打印的数据送入其中，同时还为用户进程申请一张用 户请求打印表，将用户的打印要求填入其中，再将该表挂在请求打印队列上。如果还有进程要求打印输出， 系统仍可以接受请求，也可以进城完成上述操作。 200个柱面，编号为0~佃9，当前存取臂的位置是在143号面 102、175、130，试问：为完成上述请求，采用下列算法时存 DMA 控制方式和通道方式四种。 I/O 请求，当所请求的I/O 设备已被另一个进程占用是, I/O 设备的方式提高了系统的资源利用率，但也带来 I/O 设备时，就会出现死锁。 6.假设一个磁盘有 上，并刚刚完成 125号柱面的请求，如果存在以下请求序列: 86、147、91、 177、94、150、

计算机操作系统第七章-文件管理资料

第七章文件管理 第一节文件和文件系统 一、文件系统的引入 1、用户在使用计算机的过程中遇到的有关软件资源的两个基本问题： ●产生了新的资源时：怎样长期存放； ●使用系统中现有资源时：怎样检索，如何使用； 解决的方法：把信息以一种单元--文件--的形式存储在磁盘或其他外部存储介质上。文件由操作系统来统一管理，包括：文件的结构，命名，存取，使用，保护，以及实现方法。 2、现代OS中引入文件系统的目的 ●管理系统和用户的软件资源，让用户实现对信息的“按名存取”； ●提供信息的存储、检索、更新、共享和文件保护等一系列文件操作，使用户能方便有效地使用和操作文件； ●文件系统给用户带来的好处是：使用方便、数据安全、接口统一 3、文件系统的功能 ●统一管理文件的存储空间(外存空间)，实施存储空间的分配与回收●实现文件的按名存取：名字空间映射存储空间 ●实现文件信息的共享，并提供文件的保护和保密措施 ●向用户提供一个方便使用的接口 ●系统维护及向用户提供有关信息 ●提供与I/O的统一接口 文件系统在操作系统接口中占的比例最大，用户使用操作系统的

感觉在很大程度上取决于对文件系统的使用效果。 二、文件系统中的相关概念 1、数据项：构成文件内容的基本单位 ●基本数据项。这是用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。它的命名往往与其属性一致。 ●组合数据项。它是由若干个基本数据项组成的，简称组项。 2、记录：是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的一组属性。 3、关键字：是能唯一标识一个记录的数据项。记录的关键字可以不止一个；关键字可以是一个基本数据项，也可以是一个组合数据项。 4、文件：是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。 在有结构的文件中，文件由若干个相关记录组成(是记录的序列)；而无结构文件则被看成是一个字符(字节)流。 文件是文件系统中一个最大的数据单位，它描述了一个对象集。 图7-1文件、记录和数据项之间的层次关系

操作系统第七章

|?1.文件和文件系统 | |?1)数据项、记录和文件 | |?2)文件名和类型 | | |?1>文件名和扩展名 | | |?2>文件类型 | | | |?3)文件系统的层次结构 | | |?1>对象及其属性（文件、目录、磁盘存储空间）| | |?2>对对象操纵和管理的软件集合(文件管理系统| | | 的核心部分) | | | |?I/O控制层、基本文件系统层、基本I/O | | | | 管理程序、逻辑文件系统 | | |?3>文件系统的接口（命令接口和程序接口） | |?4)文件操作 | | |?1>最基本的文件操作（创建、删除、读、写文件，| | | 设置文件的读\写位置） | | |?2>文件的“打开”和“关闭”操作 | | |?3>其他文件操作（对文件属性的操作、有关目录| | | 的操作）

|?2.文件的逻辑结构 | |?1)文件逻辑结构类型 | | |?1>按文件是否有结构分类 | | | |?有结构文件(定长记录、变长记录) | | | |?无结构文件(流式文件：记录式文件特例) | | |?2>按文件的组织方式分类(顺序、索引、索引顺| | | 序文件) | |?2)顺序文件 | | |?1>排列方式(串结构、顺序结构) | | |?2>优缺点 | | | |?1>最佳应用场合：对文件中的记录进行批| | | | 量存取时 | | | |?2>优点：所有逻辑文件中顺序文件的存取| | | | 效率最高 | | | |?3>缺点：在交互应用场合，若程序要求查| | | | 找或修改单个记录，系统需要在文件的| | | | 记录中逐个查找；若想增加或删除一个| | | | 记录比较困难（解决方案：为顺序文件| | | | 配置一个运行记录文件或称为事务文件）

计算机操作系统第七章作业及答案

5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。 按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？ 只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。

操作系统第五至第七章复习题

操作系统习题(第五章到七章)

一、第五章……………………………………………………………………………… 二、第六章……………………………………………………………………………… 三、第七章……………………………………………………………………………… 四、第五章答案……………………………………………………………………………… 五、第六章答案……………………………………………………………………………… 六、第七章答案………………………………………………………………………………

第五章设备管理 一、选择题 1．缓冲技术用于( )． A．提高主存和设备交换信息的速度 B．提供主、辅存接口 C．提高设备利用率 D．扩充相对地址空间 2．中央处理器启动通道工作后，设备的控制工作由( ). A．中央处理器执行程序来控制的 B．中央处理器执行通道程序来控制的 C．通道执行预先编制好的通道程序来控制的 D．以上都不对 3．计算机系统启动外部设备是按( )来启动的。 A．设备号B．设备相对号 c．设备绝对号D．以上都不对 4．输入／输出操作也称I／O操作，它是指( )． A．CPU和主存贮器中的信息传输 B．CPU和辅助存贮器中的信息传输 C．主存贮器和辅存贮器之间的信息传榆 D．主存贮器和外围设备之间的信息传输 5．访问一次磁盘操作必须给出( )参数． A．磁头号B．扇区号 C．柱面号D．三个都给出 6．通道把通道和设备的执行情况随时记录在( )中，以便向CPU报告输入，输出操作的执行情况． A．通道命令字B．通道状态字 C．通道地址字D．以上都不对 7．假定磁盘的转速是10ms／周，每个磁道被划分为大小相等的4块，则传送一块信息所需

计算机系统结构第七章自考练习题答案

第七章多处理机 历年真题精选 1. 在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间 必须是（ B ）。 A. 只有数据相关 B. 只有源数据相关 C. 只有数据反相关 D. 只有数据输出相关 2. 在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小 时，任务宜采用（粗）粒度。 3．多处理机互连形式一般有总线形式，环形互连形式，（交叉开关）形式，多端口存储器形式和（开关枢纽结构）形式等几种。 4. 多处理机实现的是（作业）和（任务）间的并行。 5. 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+e(f+gh))) 利用减少树高的办法加速运算，要求： （1）画出树形流程图； （2）确定运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP等的值。 （TP=7，P=3，SP=7/4，EP=7/12） 6. 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。(P182-183) 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 多处理机主要实现的是（ A ）。 A.任务级并行 B.指令级并行 C.操作级并行 D.操作步骤的并行

2. 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ B ）。 A.可以并行执行 B.不可能并行 C.必须并行执行 D.任何情况均可交换串行 3. 若两个程序段之间没有任何相关，则两个程序段（ B ）。 A.不可并行 B.可并行 C.不可顺序串行 D.不可交换串行 4. 多处理机的各自独立型操作系统（ D ）。 A. 适合于紧耦合多处理机 B.要求管理程序不必是可再入的 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5. 多端口存储器适合于连接（ A ）。 A.紧耦合多处理机 B.松耦合多处理机 C.机数很多的的处理机 D.机数可变的多处理机 6. 主从型管理程序只在（ C ）运行。 A.多台处理机上 B.一台随意的主处理机上 C.一台指定的主处理机上 D.处理机之间 7. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ）。 A.SISD B.MISD C.MIMD D.SIMD 8. 属于MIMD系统的结构是（ D ）。 A.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 B.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 C.阵列处理机 D.松耦合多处理机和多计算机 9. 在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（ A ）。 A.并行多体交叉主存系统 B.共享Cache存储器 C.虚拟存储器 D.共用高速单体主存系统

计算机操作系统原理知识点第七章

1.I/O控制方式：（由简到繁，由低级到高级） a)程序直接控制方式（查询方式）：是由用户进程直接控制内存和I/O设备之间的信 息传送。 b)中断控制方式： c)DMA控制方式 d)通道控制方式 2.设备管理应具备一下功能 a)监视设备状态 一个计算机系统中存在许多设备，在系统运行期间他们完成各自的工作，处于 各种不同的状态。 b)设备分配与回收 按照设备的类型（独享、共享或是虚拟）和系统中所采用的分配算法，实施设 备分配，即决定把一个设备分给哪个请求该类设备的进程使用。 c)控制设备操作 用于控制设备操作的程序成为设备驱动程序。 d)缓冲区管理 Cpu的执行速度很高，而设备的速度相对比较低，为了缓解cpu和设备之间的 速度不匹配，是计算机系统中的各部分充分并行，系统中一般设置有缓冲区， 用来暂时存放数据。 3.缓冲技术 为了匹配设备与cpu之间的处理速度，减少数据传送过程的中断次数和cpu的中断处理时间，也为了解决DMA或通道方式的瓶颈问题，现代操作系统在设备管理中引入了用来暂存数据的缓冲技术，该技术的使用可明显的提高cpu和设备之间的并行程度，提高系统的处理能力和设备的利用率。 缓冲技术的基本思想：在cpu和设备之间建立缓冲区，用于暂存cpu额设备之间交换的数据，从而缓和cpu和设备速度不匹配所产生的矛盾。 缓冲技术包括： a．输入缓冲，是指在用户进程需要数据之前，操作系统已经把数据从设备读入到操作系统缓存区中。 b．输出缓冲，是指操作系统先把输出的数据写入系统缓存区，当进程继续运行时，操作系统把数据送往设备输出。 4.Spooling概念 现代计算机系统支持多道程序执行，完全可以利用一组I/O程序模拟脱机I/O是外围控制机的功能，实现把低速输入设备上的数据传送到高速磁盘上，或者把数据从磁盘上传送到低速输出设备上。 这组I/O进程执行时，将设备启动起来后就放弃cpu使用权，让cpu转去执行使用其他程序；当被启动的设备完成一项I/O任务时，I/O进程再开始处理。 在主机的直接控制下，实现了上述脱机的外围输入、输出功能，且此时的外围操作与cpu处理的数据也是并发执行的，把这种在联机情况下实现的同时外围操作成为SPOOLing（假脱机操作）。 5.磁盘调度算法： 在一个磁盘请求列队中，请求分别设计的柱面顺序为；16,64,135,34,118,60,154,98，假设磁头臂当前位置在柱面50.

操作系统第7章答案

第七章作业赵盈盈 2011210593 1、什么是“设备独立性”？引入这一概念有什么好处？ 答：设备独立性是指用户在编制程序时所使用的设备与实际使用的设备是无关的，也就是在用户程序中仅使用逻辑设备名。由系统实现从逻辑设备到物理设备（实际设备）的转换。 好处（蓝体字）：设计I/O软件的一个关键目标之一就是实现设备独立性，也就是说，除了直接与设备打交道的低层软件之外，其他部分的的软件并不依赖于硬件。 I/O软件独立于设备，就可以提高设备管理软件的设计效率，当输入输出设备更新时，没有必要重新编写全部设计设备管理的程序。在实际应用的一些操作系统中，只要安装相应的设备驱动程序，就可以很方便地安装好新的输入输出设备。如Windows中，系统可以自动为新安装的输入输出设备寻找和安装相应的设备驱动程序，从而实现输入输出设备的即插即用。 引入设备独立性，可使应用程序独立于物理设备。独立性可使用户程序独立于某一特定的物理设备。此时，进程只需用逻辑设备命名去请求使用某类设备。当系统中有多台该设备时，系统可将其中的任一台设备分配给请求进程，而不必局限于某一指定设备。这样可以显著的提高资源的利用率和可适应性。 独立性还可以使用户程序独立于设备类型。例如在进行输入输出的时候，既可以利用显示终端进行输出，也可以利用打印机进行输出。有了这样的适应性，就看完一很方便的实现输出重定向。类似地可以实现输入重定向。 即：用户在申请使用设备时，只需要指定设备类型而无须指定具体的物理设备，系统根据当前的请求，及设备分配的情况，在相同类别设备中，选择一个空闲的设备，将其分配给一个申请进程。 统一性：对于不同的设备采用统一的操作方式，在用户程序中使用的是逻辑设备。 设备忙碌或者设备故障时，用户不必修改程序。 改善了系统可适应性和可扩展性。 方便用户。 2、进程的逻辑设备如何与一个物理设备建立对应关系？ 答：逻辑设备与物理设备的联系通常是由操作系统命令语言中提供的信息实现的。 （1）、（在高级语言中）软通道实现设备独立性。 使用高级语言提供的指派语句，通过指派一个逻辑设备名（通道号）来定义一个设备或者文件。如：fd=open(“/dev/lp”,mode) （2）、通过作业说明书实现设备独立性 （3）、（在交互系统中）通过指派命令实现设备独立性。如PDP系列机上的RT11系统；ASSIGN设备物理名，设备逻辑名 （4）、（在批处理系统中）用联接说明语句来定义。如：OUTPUT1=LPT 3、什么是缓冲？引入缓冲的原因是什么？ 答：缓冲是两种不同速度设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。 凡是数据到达和离去的速度不匹配的地方均可以采用缓冲技术。 引入缓冲的原因： （1）、为了进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。 （2）提高CPU与I/O设备之间的并行性。 （3）、为了减少中断次数和CPU的中断处理时间。如果没有缓冲，慢速I/O设备每传送一个字节就要产生一个中断，CPU必须处理该中断。如果采用了缓冲，则慢速的I/O设备

操作系统原理-第七章 设备管理(有答案)

第七章设备管理 7.3习题 7.3.1、选择最合适的答案 1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。 （A）程序I/O方式 （B）中断驱动I/O控制方式 （C）直接存储器访问DMA控制方式 （D）I/O通道控制方式 2．某操作系统中，采用中断驱动I/O控制方式，设中断时，CPU用1ms来处理中断请求，其它时间CPU完全用来计算，若系统时钟中断频率为100H Z，则，CPU的利用率为（）。 （A）60% （B）70% （C）80% （D）90% 3．下列哪一条不是磁盘设备的特点（）。 （A）传输速率较高，以数据块为传输单位 （B）一段时间内只允许一个用户（进程）访问 （C）I/O控制方式常采用DMA方式 （D）可以寻址，随机地读/写任意数据块 4．利用通道实现了（）之间数据的快速传输。 （A）CPU和外设（B）内存和CPU （C）内存和外设（D）外设和外设 5．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（）。 （A）共享设备（B）独占设备 （C）虚拟设备（D）物理设备 6．设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为80μs，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40μs，CPU处理数据所用时间为30μs，则处理该数据，采用单缓冲传送某磁盘数据，系统所用总时间为（）。 （A）120μs （B）110μs （C）150μs （D）70μs 7．对于速率为9.6KB/s的数据通信来说，如果说设置一个具有8位的缓冲寄存器，则

CPU中断时间和响应时间大约分别为（）。 （A）0.8ms，0.8ms （B）8ms，1ms （C）0.8ms，0.1ms （D）0.1ms，0.1ms 8．在调试程序时，可以先把所有输出送屏幕显示而不必正式输出到打印设备，其运用了（）。 （A）SPOOLing技术（B）I/O重定向 （C）共享技术（D）缓冲技术 9．设备驱动程序是系统提供的一种通道程序，它专门用于在请求I/O的进程与设备控制器之间传输信息。下面的选项中不是设备驱动程序功能的是（）。 （A）检查用户I/O请求的合法性 （B）及时响应由控制器或通道发来的中断请求 （C）控制I/O设备的I/O操作 （D）了解I/O设备的状态，传送有关参数，设置设备的工作方式 10．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（）。 （A）设备控制器和通道可以分别控制设备 （B）设备控制器控制通道和设备一起工作 （C）通道控制设备控制器，设备控制器控制设备 （D）设备控制器控制通道，通道控制设备 7.3.2、选择所有正确的答案 1．下列哪一个选项是引入缓冲的原因（）。 （A）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾 （B）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 （C）减少CPU对I/O控制的干预 （D）提高CPU和I/O设备之间的并行性 2．从设备分配的角度来看，设备分成（）。 A．独享设备 B.系统设备 C．用户设备 D.共享设备 E．虚拟设备 3．在操作系统中，下列选项属于软件机制的是（）。 （A）缓冲池（B）通道技术 （C）覆盖技术（D）Spooling技术 4．下列哪种设备是从设备分配策略角度来说的（）。 （A）系统设备（B）独享设备 （C）共享设备（D）虚拟设备 5．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（）。

计算机操作系统第七章作业及答案

惠州学院刘宇芳2015 5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是 什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。 按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？ 只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。