一、 选择题
1、在请求分页系统中，LRU算法是指【 】 。
（A）最早进入内存的页先淘汰
（B）近期最长时间以来没被访问的页先淘汰
（C）近期被访问次数最少的页先淘汰
（D）以后再也不用的页先淘汰
2、在一个请求页式存储管理中，一个程序的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，并采用LUR算法。设分配给该程序的存储块数M分别为3和4，在该访问中发生的缺页次数F。则F的分析正确的是【 】
（A）M=3， F=8； M=4， F=5
（B）M=3， F=10；M=4， F=8
（C）M=3， F=9； M=4， F=10
（D）M=3， F=7； M=4， F=6
3、设基址寄存器的内容为 1000，在采用动态重定位的系统中，当执行指令“LOAD A，2000”时，操作数的实际地址是【 】 。
（A）1000 （B）2000 （C）3000 （D）4000
4、在提供虚拟存储的系统中，用户的逻辑地址空间主要受【 】和外存大小的限制。
（A）内存空闲块的大小 （B）内存空间的大小
（C）指令地址结构 （D）页表大小
5、在段式存储管理中，其虚拟地址空间是【 】空间。
（A）一维 （B）二维
（C）三维 （D）层次
6、在采用页式存贮管理系统中，页面的大小应选【 】 。
(A)２的整次幂 (B)任意值
(C)1KB以上 (D)1KB以下
7、在段页式存贮管理系统中，若采用直接地址转换，为访问一内存数据，至少要【 】次访问主存。
（A）１ （B）２
（C）３ （D）４
8、分区管理中采用“最佳适应”分配算法时，宜把空闲区按【 】次序登记在空闲区表中。
A. 长度递增 B．长度递减
C. 地址递增 D．地址递减
9、首次适应算法的空闲区是【 】。
A. 按地址递增顺序连在一起 B．始端指针表指向最大空闲区
C. 按大小递增顺序连在一起 D．寻找从最大空闲区开始
10、在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，
缺页中断的次数【 】。
A．减少 B．增加
C. 无影响 D．可能增加也可能减少
11、虚拟存储管理系统的基础是程序的【 】理论。
A. 局部性 B．全局性
C. 动态性 D．虚拟性
12、下述【 】页面淘汰算法会产生Belady现象。
A. 先进先出 B．最近最少使用
C. 最不经常使用 D．最佳
13、如果一个程序为多个进程所共享，那么该程序的代码在执行的过程中不能被修改，
即程序应该是【 】。
A. 可执行码 B．可重入码
C. 可改变码 D．可再现码
14、在可变分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空
间，该空间可能要与相邻空闲区合并。在修改未分配区表时，使空闲区个数不变且空闲区始址不变的情况是【 】空闲区。
A．无上邻也无下邻 B．无上邻但有下邻
C．有上邻也有下邻 D．有上邻但无下邻
二、 填空题
1、虚拟存储器的容量是由计算机系统的__________和__________确定的。
2、分区存储管理可分为_________和_________。
3、实现虚拟存储技术，需要有一定的物质基础，其___________，其二是_________，其三是__________________。
4、在页式管理中，页表一般驻留在_________的某个固定区域，取一个数据或指令至少要访问_________次内存。
5、重定位技术分为_________重定位和_________重定位，两者最显著的区别是_________不同。
6、进程对主存的访问往往具有局部性，即_________局部性和_________局部性。
7、分区分配中的存储保护通常采用___________________和___________________方法。
三、 简答题
1、 什么叫地址重定位，它有哪两种基本方法。
2、 给出可变分区内存的分配与回收过程。
3、 什么是“程序局部性原理”？
4、 有一128行、128列的整数数组A在系统中按行存放。系统采用页式存储管理，内存一个页面可放128个整数。给数组A赋值分别采用程序段（1）、程序段（2）时，各自产生的缺页中断次数为多少。
程序段（1）：
for i:=1 to 128
do for j:=1 to 128
do A[i][j]:=0;
程序段（2）：
for j:=1 to 128
do for i:=1 to 128
do A[i][j]:=0;
四、计算题
1、设在一个页面大小为 1K的系统中,正在处理器上执行的一个进程的页表如图所示:起始页号和块号均为0.（1）详述在设有快表的请求分页存储管理系统中,一个虚地址转换成物理内存地址的过程.（2）下列虚地址(十进制)对应与什么物理地址:5449,2221.
2、已知某系统采用虚拟页式存储管理，虚地址为16位，其中第10~15位为页号，0~9位为页内地址。
（1）假定某进程P包含5页，操作系统为该进程在内存中固定分配了3个物理块，开始时为空。设该进程运行时对页面的访问顺序为：1，2，1，0，4，1，3，4，2，1，4，1在采用FIFO（先进先出）、LRU（最近最少使用）两种置换算法的情况下，分别会产生多少次缺页？给出各自被淘汰的页。
（2）假定在时刻t，进程P只有第0、1、2页在内存中，对应物理块号分别为5、8、10。下列虚拟地址是否在内存中。若在给出相应的物理地址。
（a）0A4EH （b）122AH
3、在一个请求分页系统中,有一个长度为 5 页的进程,假如系统为它分配 3 个物理块 ,并且此进程的页面走向为2,3,2,1,5,2,4,5,3,2,5,2.试用 FIFO 和 LRU 两种算法分别计算出
程序访问过程中所发生的缺页次数.
2、有三个用户进程A、B和C，在运行过程中都要使用系统中的一台打印机输出计算结果。
(1)试说明A、B、C进程之间存在什么样的制约关系？
(2)为保证这三个进程能正确地打印出各自的结果，请用信号量和P、V操作写出各自的有关申请、使用打印机的代码。要求给出信号量的含义和初值。
3、今有三个并发进程R，M，P，它们共享了一个可循环使用的缓冲区B，缓冲区B共有N个单元。进程R负责从输入设备读信息，每读一个字符后，把它存放在缓冲区B的一个单元中；进程M负责处理读入的字符，若发现读入的字符中有空格符，则把它改成“，”；进程P负责把处理后的字符取出并打印输出。当缓冲区单元中的字符被进程P取出后，则又可用来存放下一次读入的字符。请用PV操作为同步机制写出它们能正确并发执行的程序。
4、假定系统有三个并发进程read, move和print共享缓冲器B1和B2.进程read负责从输入设备上读信息,每读出一个记录后把它存放到缓冲器B1中.进程move从缓冲器B1中取出一记录,加工后存入缓冲器B2.进程print将B2中的记录取出打印输出.缓冲器B1和B2每次只能存放一个记录.要求三个进程协调完成任务,使打印出来的与读入的记录的个数,次序完全一样.请用wait和signal原语写出它们的并发程序.
5、某系统中有10台打印机，有三个进程P1，P2，P3分别需要8台，7台和4台。若P1，P2，P3已申请到4台，2台和2台。试问：按银行家算法能安全分配吗？请说明分配过程。
第4章 设备管理
1．单项选择题
答案：CBBDC BAABC
2．答：进行设备分配；实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作；进行缓冲区管理。
3. 答：字符型设备和块设备。字符型设备(character device)是以字符为单位进行输入输出的设备，也就是说这类设备每输入或输出一个字符就要中断一次主机CPU请求进行处理，这类设备也称为慢速字符设备。块设备(block device):是以字符块为单位进行输入输出的设备。
4. 答：独占设备：所谓独占，是指这类设备要以用户作业或任务为单位分配，在用户作业或任务未完成或退出之前，此设备不能分配作其它用。
共享设备：所为共享，是指多个用户作业、多个任务或多个进程可以“同时”从这些设备上存取信息，而这里的“同时存取”实际上是指可以交替地从这些设备上存取信息。
虚拟设备：通过某种技术将独享设备改造成多台同类型独享设备或共享设备。
5. 答：字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道。
6. 答：中断(Interrupt)是指计算机在运行期间，系统内发生非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当
前正在执行的程序而转去执行响应的事件处理程序。待处理完毕后又返回原来中断处继续执行或调度新的程序执行的过程。
中断分为外中断和内中断两种。
外中断：来自处理机和内存外部的中断，包括I/O设备发出的I/O中断、外部信号中断、各种定时器引起的时钟中断以及调试程序中设置的断点等引起的调试中断等。
内中断：在处理机和内存内部产生的中断。
7. 答：（1）CPU检查响应中断的条件是否满足。CPU响应中断的条件是：有来自于中断源的中断请求、CPU允许中断。如果中断响应条件不满足，则中断处理无法进行；
（2）如果CPU响应中断，则CPU关中断，使其进入不可再次响应中断的状态；
（3）保存被中断进程现场。为了在中断处理结束后能使进程正确地返回到中断点，系统必须保存当前处理机状态字PSW和程序计数器PC等的值，这些值一般保存在特定堆栈或硬件寄存器中；
（4） 分析中断原因，调用中断处理子程序。在多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中断源发出的中断请求；
（5） 执行中断处理子程序。对陷阱来说，在有些系统中则是通过陷阱指令向当前执行进程发软中断信号后调用对应的处理子程序执行；
（6） 退出中断，恢复被中断进程的现场或调度新进程占据处理机；
（7） 开中断，CPU继续执行。
8. 答：DMA方式与中断方式的一个主要区别是，中断方式是在数据缓冲寄存器满之后发中断要求CPU进行中断处理，而DMA方式则是等所要求传输的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理。这就大大减少了中断CPU进行处理的次数。另一个主要区别是，中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU控制完成的，而DMA方式则不经过CPU而是在DMA控制器的控制下完成的。这就排除了因并行操作设备过多时CPU来不及处理或因速度不匹配而造成的数据丢失等现象。
9．答：DMA方式要求CPU执行设备驱动程序启动设备，给出存放数据的内存起始地址以及操作方式和传送字节长度等；而通道控制方式则是在 CPU发出I/O启动命令后，由通道程序来完成这些工作。
10．答：为了改善中央处理器与外围设备之间速度不匹配的矛盾，以及协调逻辑记录大小与物理记录大小不一致的问题，提高CPU和I/O设备的并行性，减少I/O对CPU的中断次数和放宽CPU对中断响应时间的要求，在操作系统中普遍采用了缓冲技术。缓冲用于平滑两种不同速度部件或设备之间的信息传输，由于硬件实现缓冲成本太高，通常的实现方法是在主存开辟一个存储区称缓冲区，专门用于临时存放I/O的数据。
11．答：当一个进程执行写操作输出数据时，先向系统申请一个输出缓冲区，
然后，将数据高速送到缓冲区。若为顺序写请求，则不断把数据填到缓冲区，直到它被装满为止。此后，进程可以继续它的计算，同时，系统将缓冲区内容写到I/O设备上。当一个进程执行读操作输入数据时，先向系统申请一个输入缓冲区，系统将一个物理记录的内容读到缓冲区中，然后，根据进程要求，把当前需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程。
12．答：先请求先分配；优先级高者先分配。
13．答：静态分配和动态分配。
静态分配是在用户作业运行之前，由系统按作业资源清单一次性满足其设备要求(包括控制器、通道)。一旦分配之后，设备资源一直为该作业所占用，直到该作业被撤离(正常终止或因故撤消)。
动态分配是根据进程在执行过程中提出设备输入输出请求而实施的一种分配方式。
14．答：设备的独立性是指：通常用户不指定特定的设备，而指定逻辑设备，使得用户作业和物理设备独立开来，再通过其他途径建立逻辑设备和物理设备之间的对应关系。
15．答：用户应用程序与物理外围设备无关，系统增减或变更外围设备时用户程序不必修改；易于对付输入输出设备的故障，例如，某台行式打印机发生故障时，可用另一台替换，甚至可用磁带机或磁盘机等不同类型的设备代替，从而提高了系统的可靠性，增加了外围设备分配的灵活性，能更有效地利用外围设备资源，实现多道程序设计技术。
16．答：SPOOLing（Simultaneous Peripheral Operation On-Line）即外部设备联机并行操作，它是关于低速输入输出设备与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”，其核心思想是以联机的方式得到脱机的效果。
SPOOLing技术的特点：
（1） 提高了I/O速度。从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作，如同脱机操作一样，提高了I/O速度，缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾；
（2） 设备并没有分配给任何进程。在输入井或输出井中，分配给进程的是一存储区和建立一张I/O请求表；
（3） 实现了虚拟设备功能。多个进程同时使用一独享设备，而对每一进程而言，都认为自己独占这一设备，不过，该设备是逻辑上的设备。
17．答：设备驱动程序实际上是一段能让电脑与各种硬件设备通话的程序代码，操作系统通过它能控制电脑上的硬件设备。同时，驱动程序不会独立地存在，而是操作系统的一部分。如果一个硬件只依赖操作系统而没有驱动程序的话，这个硬件就不能发挥其特有的功效。换言之，驱动程序是硬件和操作系统之间的一座桥梁，由它把硬件本身的功能告诉给系统，同时也将标准的操作系统
指令转化成特殊的外设专用命令，从而保证硬件设备的正常工作。
处理过程：（1）将抽象要求转换为具体要求；（2）检查 I/O 请求的合法性；（3）读出和检查设备的状态；（4）传送必要的参数；（5）设置工作方式；（6）启动 I/O 设备。
18．答：（1）寻道时间Ts，这是把磁头从当前位置移动到指定磁道上所经历的时间。
（2）旋转延迟时间Tr，即指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。
（3）传输时间Tt，指把数据从磁盘读出，或向磁盘写入数据所经历的时间。
19．答：磁盘镜像：磁盘镜像是在同一存储通道上装有成对的两个磁盘驱动器，分别驱动原盘和副盘，两个盘串行工作，当原盘发生故障时，副盘仍然正常工作，从而保证了数据的正确性。
磁盘双工：它要求系统必须具备两个磁盘控制器，将两台磁盘驱动器分别接两个磁盘控制器。每个磁盘在自己独立的通道上工作，系统可同时将数据写入两个磁盘，加快了数据读取速度。倘使其中一个出现故障，另一个将立即自动投入使用。