操作系统习题解答
1.存储程序式计算机的主要特点是什么？
答：主要特点是以顺序计算为基础，根据程序规定的顺序依次执行每一个操作，控制部件根据程序对整个计算机的活动实行集中过程控制，即为集中顺序过程控制。这类计算是过程性的，实际上这种计算机是模拟人们的手工计算的产物。即首先取原始数据，执行一个操作，将中间结果保存起来；再取一个数，和中间结果一起又执行一个操作，如此计算下去。在遇到多个可能同时执行的分支时，也是先执行完一个分支，然后再执行第二个分支，直到计算完毕。
2.批处理系统和分时系统各具有什么特点？
答：批处理系统是在解决人—机矛盾以及高速度的中央处理机和低速度的I/O设备这两对矛盾的过程中发展起来的。它的出现改善了CPU和外设的使用情况，其特点是实现了作业的自动定序、自动过渡，从而使整个计算机系统的处理能力得以提高。
在多道系统中，若采用了分时技术，就是分时操作系统，它是操作系统的另一种类型。它一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个任务服务。对用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。它与批处理系统之间的主要差别在于，分时系统是人机交互式系统，响应时间快；而批处理系统是作业自动定序和过渡，无人机交互，周转时间长。
3.实时系统的特点是什么？一个实时信息处理系统和一个分时系统从外表看来很相似，它们有什么本质的区别呢？
答：实时系统对响应时间的要求比分时系统更高，一般要求响应时间为秒级、毫秒级甚至微秒级。将电子计算机应用到实时领域，配置上实时监控系统，便组成各种各样的专用实时系统。实时系统按其使用方式不同分为两类：实时控制系统和实时信息处理系统。实时控制是指利用计算机对实时过程进行控制和提供监督环境。实时信息处理系统是指利用计算机对实时数据进行处理的系统。实时系统大部分是为特殊的实时任务设计的，这类任务对系统的可靠性和安全性要求很高。
与分时系统相比，实时系统没有那样强的交互会话功能，通常不允许用户通过实时终端设备去编写新的程序或修改已有的程序。实时终端设备通常只是作为执行装置或询问装置，属专用系统。
4.什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿插地运行。
多道程序运行的特征如下：
(1)多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
(2)宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自
的运行，但都未运行完毕。
(3)微观上串行：从微观上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占有处理机，交替执
行(单处理机情况)。
5.什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么？
答：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的全部软、硬件资源的分配与回收，控制与协调等并发活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境，为用户扩展新的系统功能提供软件平台，操作系统使整个计算机系统实现了高效率和高度自动化。
操作系统的主要功能是管理系统的软、硬件资源，它们可归为四类：处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理等。
6. 操作系统的主要特征是什么？为什么会具有这样的特征？ 答：操作系统的特征有：并发性，共享性，不确定性，虚拟性。
其中并发性和共享性是其主要特征。由于操作系统建立并控制着多个并发执行的进程，完成着同时进行的几项任务，进程之间相互制约，并且共享着系统的某些资源，进程的这些活动便形成了操作系统的主要特征。并且许多事件的产生是随机的，而且事件产生的先后顺序又有许多可能组合，但操作系统必须能处理任何一种可能的事件序列。所以，操作系统又具有不确定性。另外，操作系统中还广泛使用了虚拟技术，使得配备了操作系统之后的系统在资源的使用上更加自由和灵活，不受物理设备数量的限制。
7. 设一计算机系统有输入机一台、打印机两台，现有二道程序同时投入运行，且程序A 先开始运行，程序B 后运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms ，打印信息100ms ，再计算50ms ,打印信息100ms ,结束。程序B 运行的轨迹为：计算50ms ，输入数据80ms ，再计算100ms ，结束。要求：
(1) 用图画出这二道程序并发执行时的工作情况。
(2) 说明在二道程序运行时，CPU 有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会空闲等待？
(3) 程序A 、B 运行时有无等待现象？在什么时候会发生等待现象？ 答：
（1）工作情况如图。 程序A
程序B
时间
（2）CPU 有空闲等待，它发生在100 ms ~150 ms 时间段内，此时间段内程序A 与程序B 都在进行I/O 操作。
（3）程序A 无等待现象，程序B 在0 ms ~50 ms 时间段与180 ms ~200 ms 时间段内有等待现象。
100 ms 5计100 ms 打5计打58计输100 ms 计5等2等0 51015182030工作情况的另一种描述形式如下：
进程管理习题
1现代操作系统中为什么要引入“进程”概念? 它与程序有什么区别?
答：之所以要引入进程的概念，是因为在一些可以并发的程序段之间，存在着某种相互制约的关系，每个程序段的执行不仅要受到其它程序执行的制约，而且还要动态地依赖系统资源的分配情况，因此每个可以并发执行的程序段就会因外界条件的限制而不能运行，被迫处于阻塞状态。仅用程序的概念无法表示程序的走走停停以及程序运行过程中对资源的竞争现象，因此需要采用一种动态的概念描述并发程序这种走走停停的现象，这就产生了进程的概念。
进程和程序的区别：
（1）进程是程序的执行过程，是动态的过程，属于一种动态概念。程序是一组有序静态指令和数据的集合，用来指示处理机的操作，是一种静态概念。
（2）从结构上看，每个进程实体是由程序段和相应的数据段两部分构成，并且进程结构中还要包含PCB,即进程控制块。
（3）一个进程可以涉及到一个或几个程序的执行；反之，同一程序可以对应多个进程，即同一个程序段可以在不同数据集合上运行，可以构成不同的进
程。
（4）进程能真实地描述并发执行的过程，而程序仅仅是静态指令堆积的序列。
（5）进程有可创建其他进程的功能，而一般的程序不具有创建其它程序的功能。
（6）每一个程序都是在一个进程现场中运行的。
2叙述进程的并发性和制约性。
答：并发性是进程的重要特征。即多道程序中多个进程同时向前推进的过程，没个进程总是与其它进程并发地执行的。进程的制约性是指一个进程的运行受到另一进程的制约。比如有的进程可能正在等待另一进程的计算结果而无法运行，或者进程所需的资源被别的进程占有而无法运行。
3进程的含义是什么? 如何构造和描述进程?
答：进程是程序的一次执行。进程由“进程控制块+程序+数据”构成，用进程控制块描述进程。
4有三个并发进程，R负责从输入设备读入信息并传送给M，M将信息加工并传送给P，P将打印输出，写出下列条件下的并发程序。
(1) 双缓冲区，每个区大小为K。
(2) 单缓冲区，其大小为K。
答：
（1）双缓冲区，每个区大小为K，信号量初值如下：
mutexR=mutexP=1；
emptyR=emptyP=k;
fullR= fullP=0;
变量的初值如下：
inR=outR=inP=outP=0；
用类Pascal编写程序如下：
var
mutexR,mutexP,emptyR,fullR,emptyP,fullP: semaphere; inR,outR,inP,outP: integer;
buffer: array 0..k-1 of item;
bufferP: array 0..k-1 of item;
procedure R
begin
while true do
begin
输入数据data1;
P (emptyR);
P (mutexR);
bufferR(inR):=data1;
inR:=(inR+1) mod (k);
V(mutexR);
V(fullR);
end
end;
procedure M
begin
while true do
begin
P(fullR);
P(mutexR);
data2:=bufferR(outR);
outR:=(outR+1)mod (k);
V(mutexR);
V(emptyR);
对data2进行加工;
P(emptyP);
P(mutexP);
bufferP(inP):=data2;
inP:=(inP+1)mod (k);
V(mutexP);
V(fullP);
end
end;
procedure P:
begin
while true do
begin
P(fullP);
P(mutexP)
data3:=bufferP(outP);
outP:=(outP+1)mod(k);
V(mutexP);
V(emptyP);
打印 data3;
end
end;
begin
seminitinal(mutexR.v,1;mutexP.v,1;emptyR.v,k;fullR.v,0;em ptyP.v,k;fullP.v,0);
inR:=0;outR:=0;
inP:=0;outP:=0;
cobegin
R;
M;
P;
coend
end.
(2)单缓冲区，大小为k
var
empty,full,ok,mutex : semaphere;
inR,outR,inP,outP : integer;
buffer : array 0..k-1 of item;
procedure R:
begin
while true do
begin
输入数据 data1;
P(empty);
P(mutex);
buffer(inR):=data1;
inR:=(inR+1) mod (k);
V(mutex);
V(full)
end
end;
procedure M:
begin
while ture do
begin
P(full);
P(mutex);
data2:==buffer(outR);
outR:=(outR+1) mod (k);
V(mutex);
对data2 加工;
P(mutex);
buffer(inP):=data2;
inP:=(inP+1)mod (k);
V(mutex);
V(ok);
end
end;
proedure P:
begin
while ture do
begin
P(ok);
P(mutex);
data3:=buffer(outP);
outP:=(outP+1) mod(k);
V(mutex);
V(empty);
打印data3;
end;
end
begin
seminitial(empty.v,k;full.v,0;ok.v,0;mutex.v,1);
inR:=0;outR:=0;
inP:=0;outP:=0;
cobegin
R;
M;
P;
coend
end.
5 在生产者与消费者问题的算法中，交换两个V操作的次序会有什么结果？交换两P 操作的次序呢? 说明理由。
答：交换两P操作的次序有可能造成死锁。例如，当无空缓冲区时，如果此时生产者先做互斥操作，即：P(mutex),然后才做同步操作P(empty)，由于此时empty=-1造成生产者被阻塞。当消费者执行到互斥操作P(mutex)时，由于生产者已执行过P(mutex)并未作释放，所以此时mutex=-1，造成消费者也被阻塞，生产者等消费者释放空缓冲区，而消费者则等待生产者释放临界资源的使用权，所以两个进程都无法向前推进而造成死锁。
交换两个V操作的次序不会发生死锁。
6 设有三个进程A、B、C，其中A与B构成一对生产者与消费者（A为生产者，B为消费者），共享一个由n个缓冲块组成的缓冲池；B与C也构成一对生产者与消费者（此时B 为生产者，C为消费者），共享另一个由m个缓冲块组成的缓冲池。用P、V操作描述它们之间的同步关系。
答：
var
mutexA,emptyA,fullA,mutexC,emptyC,fullC : semaphere;
i,j,a,b : integer;
bufferA : array 0..n-1 of item
bufferC : array 0..m-1 of item;
procedure produceA：生产者进程A
begin
while ture do
begin
Produce next product;
P(emptyA);
P(mutexA);
bufferA(i) :=products;
i:=(i+1) mod(n) ;
V(mutexA);
V(fullA)
end
end
procedure consumer_procedurerB: 消费者和生产者进程B
begin
while ture do
begin
P(fullA);
P(mutexA);
Goods:=buffer(j);
j:=(j+1)mod(n);
V(mutexA);
V(emptyA);
Consume goods and Produce next product C;
P(emptyC);
P(mutexC);
BufferC(a):=product C;
a:=(a+1) mod(m);
V(mutexC);
V(fullC)
end
end;
procedure consumerC ; 消费者C进程
begin
while ture do
begin
P(fullC);
P(mutexC);
Goods:=bufferC(b);
b:=(b+1) mod(m);
V(mutexC);
V(emptyC);
Consume product;
end
end;
begin
Seminitsal(mutexA.v,1;mutexC.v,1;
emptyA.v,n;emptyC.v,m;fullA.V,0;fullC.V,0);
i:=0;j:=0;a:=0;b:=0;
cobegin
produce A
consumer_procedurerB;
consumerC
coend
end.
7 有一阅览室，共有100个座位。读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名。读者离开时要消掉登记内容。试用P、V操作描述读者进程的同步结构。
答：
var
mutex : semaphere;信号量，用于互斥
full : semaphere; 信号量，用于同步
table : array 0..n-1 of item; 登记表
procedure reader; 读者进程begin
P(full);
P(mutex);
Register_name(table)；
V(mutex);
Reading；
P(mutex);
Delet_name(table);
V(mutex);
V(full)
end;
begin
seminitsal(mutex.v,1; full.v,100); 初始化
cobegin
reader;
reader;
...
coend
end.
8．引入线程的目的是什么？
答：引入线程的目的是提高程序执行的并行度。
9 引入管程的目的是什么?
答：引入管程的目的把分散的临界区集中起来管理，为每个可共享的资源设立一个专门的机构来统一管理各进程对该共享资源的访问。这样使互斥操作更安全，既便于系统管理共享资源，又能保证互斥访问。
10 用管程实现读者与写者关系。
管程部分描述如下：
monitor rw;
condition wrt;
var readcount: integer;
procedure entry read _start( );
begin
readcount:=readcount+1；
end;
procedure entry read_finish( );
begin
readcount:=readcount-1;
if readcount=0 then singal(wrt)
end;
procedure entry write( );
begin
if readcount>0 then wait(wrt);
perform writing;
end
begin
readcount:= 0
end
end;
主程序部分：
procedure writter:
begin
repeat
rw.write( );
until false;
end
procedure reader:
begin
repeat
rw.read_start( );
perform reading;
rw.read_finish( );
until false;
end
cobegin
reader;
writter;
coend.
11 何谓进程通信？
答：进程通信是指进程之间的信息交换。
12 消息通信机制中应设置哪些基本通信原语？
答：应设置send（A）（发送消息）原语，A是原语的参数，表示发送区的起始地址。
receive（B）（接受消息）原语，B是接受进程提供的接收区起始地址。
13何谓死锁？举例说明之。
答：两个以上的进程相互等待一个永远不可能发生的条件而无法向前推进，这种僵局称为死锁。例如：如图所示的单行道上的交通阻塞。
存储管理习题
1．何谓名字空间？何谓地址空间？何谓存储空间？
答：名字空间：程序中符号名的集合。
地址空间：在目标模块中的地址的集合。 存储空间：实际内存地址的集合。
名字空间
地址空间 存储空间
2．在分区分配方案能用于实现虚拟内存吗？
答：不能，因为虚拟存储最重要的特点就是离散性，而分区分配方案只适用于连续分配方式，即全部程序都放在内存，而不允许程序运行时一部分在内存、一部分在外存。所以，无法提供内存的逻辑扩充功能。
3．为什么要引入动态重定位？如何实现？
答：动态重定位便于程序浮动。由于在目标模块装入内存时无需对其进行任何修改，因而装入之后再搬迁也不会影响其正确执行。
实现时，需要采用动态重定位硬件机构：重定位寄存器和加法器。如图所示。
4．请详细说明，引入分页存储管理是为了满足用户哪几方面的需求？ 答：1、为了充分利用空闲的存储空间，采取内存的不连续分配； 2、为了消除外零头，采用等分内存；
3、为了程序的浮动方便，采用动态地址重定位；
4、为了从逻辑上扩充内存，按照逻辑地址空间来访问程序，采用了虚拟存储管理。
5．为什么说分段系统较之分页系统更易于实现地址变换？ 答：因为分段是按照逻辑功能分段，这样在地址变换时，针对的是一个完整的逻辑功能段，所以可以在实际需要时进行动态连接。而分页则是按照物理页的大小划分所以一定要事先将
动态重定位示意图
≈
≈
内
存
LOAD 1,300
5678
100
3
某程序的地址空
间
所有的页面联接成一个整体后才能实现地址变换。
6．分页存储管理中有哪几种常用的页面置换算法？试比较它们的优缺点。
答：
（1）先进先出（FIFO）
（2）最近最少使用的淘汰算法（LRU）
（3）最近不经常使用的淘汰算法（LFU）
（4）最优算法（OPT）
FIFO算法最简单，但效率不高。LRU的近似算法和LFU是较为实用的算法，效果较好，实现也不难。OPT算法是最佳算法，但并不实用，因为要跟踪各页面方可预测未来，而这种预测往往是困难的。
输入/输出系统习题
1．设备管理的目标和功能是什么？
答：设备管理的主要目标是:
1) 选择和分配输入/输出设备以便进行数据传输操作；
2) 控制输入/输出设备和CPU(或内存)之间交换数据；
3) 为用户提供一个友好的透明接口，把用户和设备的硬件特性分开，使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备，系统按用户要求控制设备工作；
4) 提高设备和设备之间、CPU和设备之间以及进程和进程之间的并行操作度，以使操作系统获得最佳效率。
设备管理程序的主要功能是:
1) 提供和进程管理系统的接口。当进程申请设备资源时，该接口将进程的请求转送给设备管理程序；
2) 进行设备分配；
3) 实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作；
4) 进行缓冲区管理。
2．数据传送控制方式有哪几种？试比较它们各自的优缺点。
答：外部设备和内存之间的常用数据传送控制方式有四种。它们是:
1) 程序直接控制方式；其优点是控制简单，所需硬件支持少。其缺点是CPU和外部设备只能串行工作，CPU的利用率低；不能实现设备之间的并行工作；只适用于那些CPU执行速度较慢，而且外部设备较少的系统。
2) 中断控制方式；其优点是所需硬件支持较少，与程序直接控制方式相比，使CPU 的利用率大大提高且能支持多道程序和设备的并行操作。其缺点是消耗的CPU处理时间较多；随着外部I/O设备的增多和速度的提高，可能会造成CPU无法响应中断和出现数据丢失现象。
3) DMA方式；其优点是I/O速度较快，大大减少了CPU进行中断处理的次数；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数据丢失等现象。其缺点是所需硬件较多；多个DMA控制器的同时使用会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步
复杂化。
4) 通道方式；其优点是I/O 速度快，进一步减轻了CPU 的工作负担和增加了计算机系统的并行工作能力。其缺点是控制较复杂，所需的硬件最复杂。
3．何谓通道？试画出通道控制方式时的CPU 、通道和设备的工作流程图。
答：通道是一个独立于CPU 的专管输入/输出控制的处理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令，可由CPU 执行相应指令来启动通道，并在操作结束时向CPU 发中断信号。在运行的时候，通道有自己的总线控制部分，可以进行总线操作。在有了通道之后，CPU 仅需发出一条I/O 指令给通道，说明要执行的I/O 操作和要访问的I/O 设备。通道接到指令后，就启动相应的通道程序来完成I/O 操作。如下图：
4．何谓中断？何谓中断处理？何谓中断响应？
答：中断是指计算机在执行期间，系统内发生任何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相应的事件处理程序，待处理完毕后，又返回原来被中断处继续执行的过程。
CPU 转去执行相应的事件处理程序的过程称为中断处理。
CPU 收到中断请求后转到相应的事件处理程序称为中断响应。
5．何谓开中断？何谓关中断？何谓中断屏蔽？
答：尽管产生了中断源和发出了中断请求，但CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位已被清除，从而不允许CPU响应中断。这种情况称为禁止中断，也称为关中断。CPU 禁止中断后只有等到PSW的中断允许位被重新设置后才能接收中断，PSW的中断允许位的设置被称为开中断。
中断屏蔽是指在中断请求产生之后，系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分的中断仍能得到响应。
6．何谓陷入？何谓软中断？试述中断、陷入和软中断之间异同。
答：陷入是指中断指令造成中断；而由程序运算引起的各种错误，如地址非法等称为异常。软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式，它的处理过程类似于中断过程，但不需要通过硬件来产生中断请求。中断则是指外部设备发出的中断；
中断与陷入除在优先级设置方面有区别之外，还有如下区别：
（1）陷入通常由处理机正在执行的现行指令引起，而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。也即：对处理机来说，陷入是主动的，而中断是被动的。
（2）陷入处理程序提供的服务为当前进程所用，而中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的。
（3）CPU在执行完一条指令之后，下一条指令开始之前响应中断，而在一条指令执行中响应陷入。
中断与陷入都可以看作是硬中断，而软中断则不然，它是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式。
软中断和硬中断相同的地方是：其中断源发中断请求或软中断信号后，由接收进程在适当的时机自动进行中断处理或完成软中断信号所对应的功能。
7．描述中断控制方式时的CPU动作过程。
答：
8．何谓缓冲区？为什么要引入缓冲？
答：缓冲即是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个区域用来暂时存放输入输出数据的地方．
引入缓冲是为了匹配外设和CPU之间的处理速度，减少中断次数和CPU的中断处理时间。
9．在对缓冲队列em（空缓冲区），in（输入缓冲区）和out（输出缓冲区）进行管理时，采用最近最少使用算法存取缓冲区，即在把一个缓冲区分配给进程之后，只要不是所有其它的缓冲区都在更近的时间内被使用过了，则该缓冲区不再被分配出去。试描述过程take_buf(type,number)和add_buf(type,number)。
struct buffer{
int type;
int access_time;
type * next_element;
}em,in,out;
take_buf(type,number);
{
buffer *p,number;
p= get_the_head_of _the queue(type);
while (p<>null)
{
if (number. access_time>p.access_time)
return *p;
else
p= p.next_element;
}
return number;
}
add_buf(type,number);
{
buffer *p,number;
p = get_the_head_of _the queue(type);
while (p<>null)
p= p.next_element;
p.next_element=number;
}
10．用于设备分配的数据结构有哪些？它们之间的关系是什么？
答：用于设备分配的数据结构有：设备控制表DCT、系统设备表SDT、控制器表COCT 和通道控制表CHCT。
SDT整个系统一张，每个设备有一张DCT，每个控制器有一张COCT，每个通道有一张CHCT。SDT中有一个DCT指针，DCT中有一个COCT指针，COCT中有一个CHCT指针。
11．设计一个设备分配的安全检查程序，以保证把某台设备分配给某进程是不会出现死锁。
答：参见任爱华主编的“计算机操作系统”，由科学出版社出版的教材4.5.2节设备分配策略和4.5.3节图4.16。
12．何谓I/O控制？它的主要任务是什么？
答：I/O控制是指从用户进程提出输入/输出请求开始，到为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。主要任务就是完成进程提出的I/O请求，实现对外设的分配和控制。
13．I/O控制可用哪几种方式实现？各有什么优缺点？
答: I/O控制过程在系统中可以按三种方式实现：
1）作为请求I/O操作的进程的一部分实现。这种情况下，请求I/O进程应具有良好的实时性，且系统应能根据中断信号的内容准确地调度对应I/O请求的进程占据处理机，因为在大多数情况下，当一个进程发出I/O请求命令之后，都被阻塞睡眠。
2）作为当前进程的一部分实现。作为当前进程的一部分实现时，不要求系统具有高的实时性。但由于当前进程与完成的I/O操作无关，所以当前进程不能接受I/O请求命令的处理，因此，如果让请求I/O操作的进程调用I/O操作控制部分(I/O请求处理、设备分配、缓冲区分配等)，而让当前进程负责调用中断处理部分也是一种可行的I/O控制方案。
3）I/O控制由专门的系统进程——I/O进程完成。在用户进程发出I/O请求命令之后，系统调度I/O进程执行，控制I/O操作。同样，在外设发出中断请求之后，I/O进程也被调度执行以响应中断。I/O请求处理模块、设备分配模块以及缓冲区管理模块和中断原因分析、中断处理模块和设备驱动程序模块等都是I/O进程的一部分。
14．设备驱动程序是什么？为什么要有设备驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？
答：设备驱动程序是驱动物理设备直接进行I/O操作的控制程序。它负责设置与相应设备有关的寄存器的值，启动设备进行I/O操作，指定操作的类型和数据流向等。
设备驱动程序作为输入/输出软件中的一个层次，用于把软件的设备操作指令转换为相应的设备控制的机械操作命令，以实现用户软件的设备无关性。
当用户进程发出输入/输出请求时，系统把请求处理的权限放在文件系统，文件系统通过驱动程序提供的接口将任务下放到驱动程序，驱动程序对设备控制器进行操作，设备控制器再去控制设备本身。通过这种层层隔离的方式，用户不必了解设备的各种特性，使用户的操作简单易行。
文件系统习题
1.说明下列术语：记录、文件、文件系统、特殊文件、目录文件、路径、文件描述符。
答：记录：记录是一种数据结构，它是一些相关数据项的集合。数据项是一些相关字符的集合。例如，在“学生登记表”文件中一个学生的所有数据项的集合就是一个学生情况记录，学生情况记录可以包括姓名、性别、年龄、成绩等数据项，而姓名、年龄、性别、成绩等数据项则由若干个字符组成。
文件：所谓文件是指具有符号名的数据信息的集合。该符号名是用以标识文件的，称为文件名。
文件系统：所谓文件系统是指在操作系统中专门负责存取和管理外部存储器上目录或文件信息的程序部分。
特殊文件：在UNIX系统中，所有硬件设备也作为文件系统中的文件统一管理，这些硬件设备文件称为特殊文件，分为字符设备特殊文件和数据块设备特殊文件两类。
目录文件：目录文件是保存目录结构信息的文件，在目录文件中保存着该目录所包含的目录或文件记录，每个记录包括目录或文件的名字、大小、存储位置、存取权限及其它相关数据项。
路径：在层次（树状）目录结构中，最高层的目录称为根目录。每个目录又可以包含目录或文件，称为枝节点。每个文件是数据信息的集合，在其下面不能再包含目录或文件，称为叶节点。表示一个文件的从某个目录开始直到该文件的路径描述，称为一个文件的路径。
文件描述符：文件描述符是文件的标识符，文件系统通过文件描述符访问文件。每个文件描述符与一个实际要打开的文件信息结构相联系，在文件信息结构中包含文件的各种属性和标志。在UNIX系统中，当用户启动一个进程时，系统会自动分配三个标准输入输出文件的文件描述符0，1，2，文件描述符0代表标准输入设备（缺省为键盘），文件描述符1代表标准输出设备（缺省为显示器），文件描述符2代表标准错误输出设备（缺省为显示器）。
2.文件系统的功能是什么？有哪些基本操作？
答：一个文件系统应具有以下功能:
（1）使用户能建立、修改和删除一个文件；
（2）使用户能在系统控制下共享其他用户的文件，以便于用户可以利用其他人的工作成果；
（3）使用户能方便地建立文件；
（4）使用户能在文件之间进行数据传输；
（5）使用户能通过符号文件名对文件进行访问，而不应要求用户使用物理地址来访问文件；
（6）为防止意外系统故障，文件系统应具有转储和恢复重要文件的能力；
（7）为用户文件提供可靠的保护和保密措施。
文件系统的基本操作包括对文件的操作和对目录的操作。
对文件的操作主要包括打开文件、关闭文件、建立文件、撤消文件、复制文件、文件换名、文件列表、打印或显示文件等。
对目录的操作主要包括创建目录、删除目录、打开目录、关闭目录、读目录项、目录换
名、目录链接、删除目录项等。
3.文件按其用途和性质可分成几类，有何特点？
答：一. 按文件用途分类
（1）系统文件：由与操作系统本身相关的一些信息(程序或数据)所组成的文件。
（2）库文件：由系统提供的可供用户调用的各种标准过程、函数和应用程序等。
（3）用户文件：由用户的信息(程序或数据)所组成的文件。
二. 按文件中数据分类
（1）源文件：从终端或其它输入设备输入的源程序和数据，以及作为处理结果的输出数据文件。
（2）相对地址目标文件：源程序文件通过各种语言编译程序编译后所输出的相对地址形式的目标程序文件。
（3）可执行程序文件: 相对地址目标文件通过链接装配程序链接后所生成的可执行程序文件。
三. 按文件保护方式分类
（1）只读文件：仅允许对其进行读操作的文件。
（2）读写文件：有控制地允许不同用户对其进行读或写操作的文件。
（3）不保护文件：没有任何存取限制的文件。
四. 按文件保存时间分类
（1）临时文件：批处理中从作业开始运行到作业结束，或是在分时处理中从会话开始到会话终止期间所保存的临时性文件。一旦这些作业终止，其相应的临时文件也被系统自动撤消。
（2）永久文件：在用户没有发出撤消该文件的命令前，一直需要在系统中保存的文件。
4.有些文件系统要求文件名在整个文件系统中是唯一的，有些系统只有要求文件名在其用户的范围内是唯一的，请指出这两种方法在实现和应用这两方面有何优缺点？
答：文件系统目录组织可以分为一级目录、二级目录和多级目录。在单用户系统中，文件系统可以采用一级目录。在这种情况下，只有一级目录，所以文件名在整个文件系统中必须是唯一的，不能出现重名。在多用户系统中，可采用二级目录，第一级目录作为根目录，每个用户的文件目录作为二级目录。由于每个用户的文件都分别保存在各自的目录中，所以不同用户可使用相同的文件名。多级目录文件系统与二级目录文件系统类似，只不过目录层次更多更复杂而已。现代操作系统大多采用多级目录文件系统。前者实现起来简单，因为只需要单级目录，后者应用起来更加方便。
5.什么是文件的逻辑组织？什么是文件的物理组织？文件的逻辑组织有几种形式？
答：从用户的观点出发，需要文件系统提供一种逻辑结构清晰、使用方便的逻辑文件结构，这种逻辑文件结构称为文件的逻辑组织。从系统实现的观点出发，需要为文件系统设计一种在外存储器上存放有效的、实际的物理文件结构，这种物理文件结构称为文件的物理组织。
常见的文件逻辑组织有以下三种形式：
（1）顺序结构的定长记录。
（2）顺序结构的变长记录。
（3）按关键字存取记录。
6.文件的物理组织常见的有几种？它们与文件的存取方式有什么关系？为什么？
答：常见的文件物理组织有以下形式：
（1）顺序文件结构：顺序文件结构是计算机中最早使用的一种文件结构。顺序文件是根据记录中某一公共的属性，把一个由逻辑上连续的记录分配到连续的物理块中，即用物理上的顺序存储来实现文件的逻辑次序。在这种情况下，物理顺序和逻辑顺序是一致的。
（2）随机文件结构：在随机结构中，文件存放在直接存取型存储设备上，例如磁盘。磁盘文件由若干个不一定连续的磁盘扇区组成。随机文件在数据记录的关键字与其地址之间建立了某种对应关系。随机文件的记录就是按这种关系排列的，并利用这种关系进行存取。随机文件结构有三种，即直接地址结构、索引结构和计算寻址结构。
（3）串联文件：以链表的形式安放文件。这种形式的文件只能采用顺序存取方式，因为链表的访问必须从链头开始几次访问。
7.多级索引顺序文件是如何组织的？举例说明之。
答：索引文件会为变长记录文件建立一张索引表，主文件中的每一个记录项都在索引表中有对应项。这样对记录项的访问就可以通过索引表快速获得纪录项的指针，从而提高了速度。而对于非常大的文件，为找到一条记录而要查找的记录数目仍然很多，这时可以为文件建立多级索引，即为索引文件再建立一张索引表。从而形成两个或者多个索引表。
例如，对含有106个记录的文件，可先建立低级索引表，每100条记录为一组，故低级索引表有10000条记录，然后再建立高级索引表，也是每100条索引表项为一组。此时查找记录的平均时间就是50+50+50=150次，而如果没有任何索引的话，平均查找时间会是50万次。当然，索引表的建立占用了额外的空间。
8.提出多级文件目录结构的原因是什么？
答：在操作系统中通常采用的文件目录分为一级目录、二级目录和多级目录。单用户系统中的文件系统可以采用一级目录，由目录可以直接找到文件。在多用户系统中，为了保证各用户文件的安全，又能使各用户可使用相同的文件名，可采用二级目录，第一级目录的每一项给出一个用户的文件目录(第二级目录)的地址。若需要让用户具有管理目录的权利，操作系统可以采用多级目录。
9.允许不同用户对各自的文件赋予了相同的名字（同名问题），以及同组的不同用户对他们共享的同一文件按自己的爱好赋予了不同的文件名（多名问题）。同名和多名的便利是文件系统应具有的，试问文件系统是如何解决同名和多名问题的？
答：同名是通过多级目录结构实现的，不同目录下的文件可以重名。多名问题是通过文件链接实现的，不同的文件链接可以指向同一个物理文件。
10.请画出下列术语的对应关系。
基本文件目录层次树形结构
符号文件目录线性表结构
活动文件表活动文件表目
活动符号表活动符号表目
答：
基本文件目录对应活动文件表；
符号文件目录对应活动符号表；
基本文件目录和符号文件目录是层次树形结构；
活动文件表目组成活动文件表，活动符号表目组成活动符号表，它们是线性表结构
11.在一个层次文件系统中的路径名有时可能很长，假定绝大多数对文件的访问是用户对自己文件的访问，文件系统有何种方法来减少使用冗长的路径名？
答：层次目录结构中的每一个文件都可以用一个从根目录开始的路径名来确定，这种路径名称为绝对路径名，它包含了从根目录（root）到该文件的所有中间目录。一般来讲，绝对路径名较长，不容易记忆。另外，系统还定义了一个当前工作目录(working directory)，表示用户当前所处的目录。为了减少使用冗长的绝对路径名，可以使用相对路径名。相对路径名是从当前工作目录到该文件的路径，相对较短，便于使用。例如，用户要访问某个目录下面的文件，则可将当前工作目录设定为该目录，然后直接使用文件名作为相对路径名访问文件即可。
12.何谓文件的链接？文件链接有何作用？
答：文件的链接是指文件在另一个目录中的一个别名。文件的所有链接都指向同一个物理文件。文件链接数是文件的一个属性，表示所有链接到该物理文件的文件名个数。当创建一个文件时，文件链接数为1。每增加文件的一个链接，文件的链接数加1。在删除文件时，每删除文件的一个链接，文件的链接数减1。只有文件的链接数减为零，该文件名所代表的物理文件才从文件系统中实际删除。
13.有些系统要求显式地打开文件，而有些系统把打开文件作为第一次访问某文件的隐式部分。为何显式打开文件更好些？
答：因为显式的打开文件可以由程序设定成在需要读写的时候才打开一个文件，读写完后在调用显式的关闭文件的系统调用来关闭文件，这样比起隐式的方式下每次读写文件都要打开关闭文件要少做很多操作，提高了效率。而隐式方式下由于自动调用打开关闭文件的系统调用，对于用户来说比较方便一些。
首页入门学 习 程序 员 计算机考 研 计算机电子书 下载 硬件知 识 网络知 识 专业课程答案 下载 视频教程下载 第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图
操作系统概第七版中文版习题答案（全） 1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题 b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上一样的安全度？并解释之。 答：a.窃取或者复制某用户的程序或数据；没有合理的预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空间，外围设备）ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。（ａ）大型电脑或迷你电脑系统（ｂ）与服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 答：（ａ）大型电脑或迷你电脑系统：内存和CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）与服务器相联的工作站：内存和CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好？ 答：当另外使用分时系统的用户较少时，任务十分巨大，硬件速度很快，分时系统有意义。充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快的解决。还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。当作业足够小，且能在个人计算机上合理的运行时，以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时，个人计算机是最好的，。 1.4在下面举出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 答：对于实时系统来说，操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。对于手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是不需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需的。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ 答：ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且I/O可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而且I/O也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，这是因为他们能共享外设，大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、规模经济、增加可靠性） 1.6集群系统与多道程序系统的区别是什么？两台机器属于一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什么？ 答：集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成的单一的物理实体。集群系统的耦合度比多道程序系统的要低。集群系统通过消息进行通信，而多道程序系统是通过共享的存储空间。为了两台处理器提供较高的可靠性服务，两台机器上的状态必须被复制，并且要持续的更新。当一台处理器出现故障时，另一台处理器能够接管故障处理的功能。 1.7试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型与对等系统（peer-to-peer）模型 答：客户机-服务器（client-server）模型可以由客户机和服务器的角色被区分。在这种模型下，客户机向服务器发出请求，然后服务器满足这种请求。对等系统（peer-to-peer）模
MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
《操作系统教程》习题答案
习题1 1．单项选择题 （1）大中小型计算机是以为中心的计算机系统。 A、CPU B、存储器 C、系统总线 D、通道 （2）以下关于操作系统的说法正确的是。 A、批处理系统是实现人机交互的系统 B、批处理系统具有批处理功能，但不具有交互能力 C、分时系统是实现自动控制，无须人为干预的系统 D、分时系统即具有分时交互能力，又具有批处理能力 （3）操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和。 A、为用户提供良好的工作环境和接口 B、对用户的命令作出快速响应 C、作为服务机构向其它站点提供优质服务 D、防止有人以非法手段进入系统 （4）设计实时操作系统时，首先应考虑系统的。 A、可靠性和灵活性 B、实时性和可靠性 C、优良性和分配性 D、灵活性和分配性 （5）多道程序设计是指。 A、在分布式系统中同一时刻运行多个程序 B、在一台处理器上并行运行多个程序 C、在实时系统中并发运行多个程序 D、在一台处理器上并发运行多个程序 （6）以下关于并发性和并行性的说法正确的是。 A、并发性是指两个及多个事件在同一时刻发生 B、并发性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 C、并行性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 D、并发性是指进程，并行性是指程序 （1）B （2）B （3）A （4）B （5）D （6）B 2．填空题 （1）微机是以总线为纽带构成的计算机系统。 （2）在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为前台作业，把由批处理系统控制的作业称为后台作业。 （3）在分时系统中，若时间片长度一定，则用户数越多，系统响应时间越慢。 （4）分布式操作系统能使系统中若干台计算机协同完成一个共同的任务，分解问题成为子计算并使之在系统中各台计算机上并行执行，以充分利用各计算机的优势。 （5）用户通过网络操作系统可以网络通信、资源共享，从而大大扩展了计算机的应用范围。 3．简答题 （1）什么是操作系统？现代操作系统的基本特征是什么？并发性 （2）什么是批处理系统，衡量批处理系统好坏的主要指标是什么？及时性 （3）试述分时系统的原理及其特性。时间片原则交互性同时性独立性及时性
第一章习题及答案 一、填空题 1．用户与操作系统的接口有，两种。 【答案】命令接口，系统调用 【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。 2．用户程序调用操作系统有关功能的途径是。 【答案】利用系统调用命令 【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的途径，一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。编程人员可以在这些语言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。 3．UNIX系统是①操作系统，DOS系统是②操作系统。 【答案】①分时（或多用户、多任务），②单用户（或单用户、单任务） 【解析】 UNIX系统是一个可供多个用户同时操作的会话式的分时操作系统，DOS系统是为个人计算机设计的一个单用户操作系统。 4．现代计算机中，CPU工作方式有目态和管态两种。目态是指运行①程序，管态是指运行②程序。执行编译程序时，CPU处于③。 【答案】①用户，②操作系统，③目态 【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主要是为了把用户程序和操作系统程序区分开，以利于程序的共享和保护。 5．从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为处理机、、和。操作系统相应的组成部分是、、和。 【答案】处理机、存储器、输入／输出设备和文件资源；处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统 【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。 6．根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型： 允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为①，它通常采用②策略为用户服务； 允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为③，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的④； 在⑤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作出响应。设计这种系统时，应首先考虑系统的⑥。 【答案】①分时OS，②时间片轮转，③批处理OS，④吞吐率，⑤实时OS，⑥实时性和可靠性 【解析】分时操作系统、批处理操作系统和实时操作系统是操作系统的三种基本类型。分时系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力；批处理系统则是把用户提交的作业（包括程序、数据和处理步骤）成批输入计算机，然后由作业调度程序自动选择作业运行，从而缩短了作业之间的交接时间，减少了处理机的空闲等待，提高了系统效率；实时系统是操作系统的另一种类型，要求对外部输入的信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内作出快速响应，其响应时间要求特别高。由于实时系统大部分是为特殊的实时任务设计的，这类任务对系统的可靠性和安全性要求很高。
内存1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。 正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？ 正确答案：分段存储管理
6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。
第三章内存管理习题 1.IBM360有一个设计，为了对2KB大小的块进行加锁，会对每个块分配一个4bit的密钥，这个密钥存在PSW（程序状态字）中，每次内存引用时，CPU都会进行密钥比较。但该设计有诸多缺陷，除了描述中所言，请另外提出至少两条缺点。 A：密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。 2.在图3-3中基址和界限寄存器含有相同的值16384，这是巧合，还是它们总是相等？如果这只是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？ A：巧合。基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。 3.交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。 A：32bit=4Byte===>每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个字节既要读又要写，22.5*2^27=671ms 4.在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB，4MB，20MB，18MB，7MB，9MB，12MB，和15MB。对于连续的段请求： (a) 12MB (b) 10MB (c) 9MB
使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？ A：首次适配算法：20MB，10MB，18MB；最佳适配算法：12MB，10MB，9MB；最差适配算法：20MB；18MB；15MB；下次适配算法：20MB；18MB；9MB； 5.物理地址和虚拟地址有什么区别？ A：实际内存使用物理地址。这些是存储器芯片在总线上反应的数字。虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。因此，具有32位字的机器可以生成高达4GB的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。 6.对下面的每个十进制虚拟地址，分別使用4KB页面和8KB页面计算虚拟页号和偏移量：20000，32768，60000。 A：转换为二进制分别为：0100111000100000 虚拟地址应该是16位1000000000000000 1110101001100000 4KB页面偏移量范围0～4027，需要12位来存储偏移量，剩下4位作为页号；同理8KB页面需要13位来存储偏移量，剩下3位作为页号；所以，4KB | 8KB 页号| 偏移量| 页号| 偏移量20000 | 0100 111000100000 | 010 0111000100000 32768 | 1000 000000000000 | 100 0000000000000 60000 | 1110 101001100000 | 111 0101001100000 7. 使用图3-9的页表，给出下面每个虚拟地址对应的物理地址：
《操作系统原理》练习题 一、填空题 1. 每个进程都有一个生命周期，这个周期从__(1)__开始，到__(2)__而结束。 2. 当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__(3)__和可再现性。 3. 并发进程中与共享变量有关的程序段称为__(4)__。 4. 一个进程或者由系统创建，或者由__(5)__创建。 5. 一个进程的静态描述是处理机的一个执行环境，被称为__(6)__。 6. 信号量的物理意义是：信号量大于0，其值为__(7)__；信号量小于0，其绝对值为__(8)__。 7. 系统有某类资源5个，供3个进程共享，如果每个进程最多申请__(9)__个该类资源，则系统是安全的。 8. 不可中断的过程称为__(10)__。 9. 操作系统中，进程可以分为__(11)__进程和__(12)__进程两类。 10. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是__(13)__接口和__(14)__接口。 11. 批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据__(15)__的要求自动控制作业的执行。 12. 在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__(16)__作业。 13. 采用SPOOL技术的计算机系统中，操作员只要启动__(17)__程序工作，就可以把作业存放到__(18)__中等待处理。 14. 作业控制方式有__(19)__方式和__(20)__方式二种。 15. 对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有__(21)__算法和__(22)__算法。 16. 因争用资源产生死锁的必要条件是互斥、__(23)__、不可抢占和__(24)__。 17. 死锁的形成，除了与资源的__(25)__有关外，也与并发进程的__(26)__有关。 18. 为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__(27)__，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__(28)__次序申请这些资源。 19. 内存管理的核心问题是如何实现__(29)__的统一，以及它们之间的__(30)__问题。 20. 页式存储管理中，处理器设置的地址转换机构是__(31)__寄存器。 21. 在页式和段式存储管理中，__(32)__存储管理提供的逻辑地址是连续的。 22. 实现地址重定位或地址映射的方法有两种：__(33)__和__(34)__。 23. 在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，__(35)__的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，__(36)__的作业得到优先调度。 24. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使CPU繁忙的作业和__(37)__的作业搭配使用。 25. 按照组织形式分类文件，可以将文件分为普通文件、目录文件和__(38)__。 26. 文件系统为用户提供了__(39)__的功能，以使得用户能透明地存储访问文件。 27. 文件名或记录名与物理地址之间的转换通过__(40)__实现。 28. 文件的__(41)__与文件共享、保护和保密紧密相关。
第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。
Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取
第一章： 一、3、10、15、23、27、35 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件. 主要作用 (1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序 (2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者 (3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机 (4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者 10.试述系统调用与函数（过程）调用之间的区别。 （1）调用形式和实现方式不同； （2）被调用的代码位置不同； （3）提供方式不同 15.什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？ 多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。从宏观上看是并行的，从微观上看是串行的。 （1）可以提高CPU、内存和设备的利用率； （2）可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加； （3）可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU之间均可并行工作。 23.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。 （1）处理器管理； （2）存储管理； （3）设备管理； （4）文件管理； （5）联网与通信管理。 27.什么是操作系统的内核？ 内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于内核态，具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序。 35.简述操作系统资源管理的资源复用技术。
系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。 （1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用； （2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。 . 二、2、5 2、答：画出两道程序并发执行图如下： (1) (见图中有色部分)。 (2)程序A无等待现象，但程序B有等待。程序B有等待时间段为180ms至200ms间(见 图中有色部分)。 5、答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)：
第六章文件系统 6.3习题 6.3.1 单项选择题 1．操作系统对文件实行统一管理，最基本的是为用户提供( )功能。 A．按名存取 B．文件共享 C．文件保护 D．提高文件的存取速度 2．按文件用途分类，编译程序是( )。 A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件 3．( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。 A．库文件 B．档案文件 C．系统文件 D．临时文件 4．把一个文件保存在多个卷上称为( )。 A．单文件卷 B．多文件卷 C．多卷文件 D．多卷多文件 5．采取哪种文件存取方式，主要取决于( )。 A．用户的使用要求 B．存储介质的特性 C．用户的使用要求和存储介质的特性 D．文件的逻辑结构 6．文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。 A．存储空间管理 B．目录管理 C．文件安全性管理 D．文件读写管理7．文件管理实际上是对( )的管理。 A．主存空间 B．辅助存储空间 C．逻辑地址空间 D．物理地址空间8．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用( )结构。 A．一级目录 B．二级目录 C．树形目录 D．一级目录和二级目录9．树形目录中的主文件目录称为( )。 A．父目录 B．子目录 C．根目录 D．用户文件目录 10．绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。 A．用户文件目录 B．根目录 C．当前目录 D．父目录 11．逻辑文件可分为流式文件和( )两类。 A．索引文件 B．链接文件 C．记录式文件 D．只读文件 12．由一串信息组成，文件内信息不再划分可独立的单位，这是指( )。A．流式文件 B．记录式文件 C．连续文件 D．串联文件 13．记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。 A．字 B．字节 C．数据项 D．物理块 14．在随机存储方式中，用户以( )为单位对文件进行存取和检索。 A．字符串 B．数据项 C．字节 D．逻辑记录
第1章 一、填空 1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。 2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。 3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。 4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。 5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。 6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。 7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。 8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。 9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。 10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。 二、选择 1．操作系统是一种 B 。 A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对 C 进行管理的软件。 A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A。 A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的 B 和方便用户使用。 A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5． C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。 A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么 D ，响应时间越长。 A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多 三、问答 1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？ 答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中
操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编着 第一章操作系统概论 习题一 一、思考题 1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。 答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。其中系统软件是最靠近硬件的。 2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。 答：包括两大类，硬件资源和信息资源。硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 答：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。 操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。 （1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序 （2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者 （3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机 （4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？ 答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率 5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？ 答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。为了保证高效率、高质量的工作，使得多个应用程序能够有效的共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备一些其他的功能：资源分配，统计，保护等。 6.试述操作系统所提供的各种用户接口。 答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能
第2章操作系统的界面 (1) 请说明系统生成和系统引导的过程。 解： 系统的生成过程：当裸机启动后，会运行一个特殊的程序来自动进行系统的生成（安装），生成系统之前需要先对硬件平台状况进行检查，或者从指定文件处读取硬件系统的配置信息，以便根据硬件选择合适的操作系统模块组，比较重要的信息通常有：CPU类型、内存大小、当前关联设备的类型和数量以及操作系统的重要功能选项和参数。按照这些信息的指示，系统生成程序就可以正确地生成所需的操作系统。 系统引导的过程：系统引导指的是将操作系统内核装入内存并启动系统的过程。主要包括初始引导、内核初始化、全系统初始化。初始引导工作由BIOS完成，主要完成上电自检，初始化基本输入输出设备，载入操作系统内核代码等工作。内核被载入内存后，引导程序将CPU控制权交给内核，内核将首先完成初始化功能，包括对硬件、电路逻辑等的初始化，以及对内核数据结构的初始化，如页表(段表)等。全系统初始化阶段要做的就是启动用户接口程序，对系统进行必要的初始化，使系统处于等待命令输入状态。 (2) 操作系统具有哪些接口？这些接口的作用是什么？ 解： 操作系统为用户提供的接口有图形接口、命令接口和程序接口几种形式。 操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（具体又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接口。其中，命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，而程序接口则提供给用户在编制程序时使用。 (3) 请说明操作系统具有的共性服务有哪些不同类别，这些类别分别用于完成什么功能？ 解：所有的操作系统都通过一些基本服务来帮助用户简单便捷地使用计算机各类资源，它们包括以下几个类别： 1.控制程序运行：系统通过服务将用户程序装入内存并运行该程序，并且要控制程序 在规定时间内结束。 2.进行I/O操作：用户是不能直接控制设备的，只能通过操作系统与外部设备进行交 互，由系统调用将结果显示在屏幕上或交给用户。 3.操作文件系统：为了保证实现“按名存取”，文件系统应该为用户提供根据文件名 来创建、访问、修改、删除文件的方法，以确保文件数据的安全可靠以及正确存取。 4.实现通信：操作系统需要提供多个程序之间进行通讯的机制，来控制程序的执行顺 序。 5.错误处理：操作系统通过错误处理机制，以便及时发现错误并采取正确的处理步骤， 避免损害系统的正确性和统一性。 (4) 系统调用的用途是什么？ 解： 通常，在操作系统内核设置有一组用于实现各种系统功能的子程序(过程)，并将它们提供给用户程序调用。每当用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，便可利用一条系统调用命令，去调用所需的系统过程。这即所谓的系统调用。系统调用的主要类型包括： 1.进程控制类，主要用于进程的创建和终止、对子进程结束的等待、进程映像的替换、 进程数据段大小的改变以及关于进程标识符或指定进程属性的获得等； 2.文件操纵类，主要用于文件的创建、打开、关闭、读/写及文件读写指针的移动和
计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题
⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；
例1:某分页系统,主存容量为64K,页面大小为1K,对一个4页大的作业,其0、1、2、3页分别被分配到主存的2、4、6、7块中。将十进制的逻辑地址1023、2500、4500转换为物理地址。 1)逻辑地址1023:1023/1K得页号为0,页内地址为1023,查页表找到对应得物理块为2,故物理 地址为2*1K+1023=3071。 2)逻辑地址2500:2500/1K得页号为2,页内地址为452,查页表找到对应得物理块为6,故物理地 址为6*1K+452=6596。 3)逻辑地址4500:4500/1K得页号为4,页内地址为404,页号大于页表长度,产生越界中断 例2:某系统有224字节的内存,固定分区的大小为216字节,1)进程表中的每个表项至少要用多少位来记录分配给进程的分区？2)界限寄存器必须要有多少位？ 1)224字节/ 216字节= 28字节,因此需要8位来存储28个分区中的一个。 2)固定分区的大小为216字节,故最大合法地址就是216-1,二进制中216-1就是16位,所以界 限寄存器有16位。 例3:在某简单分页系统中,有224字节的物理内存,256页的逻辑地址空间,且页的大小为210字节,问逻辑地址有多少位？ 答:逻辑地址空间包括了256=28个大小为210字节的页,总的逻辑地址空间就是210×28=218 字节,因此需要18位的地址来表示218字节地址空间。 例4:某系统的用户空间共有32个页面,每页1KB,主存16KB。试问: 1)逻辑地址的有效位就是多少？ 2)物理地址需要多少位？ 3)假定某时刻系统为用户的第0,1,2,3页分别分配的物理块号为5,10,4,7,试将虚地址0A5CH 与093CH变换为物理地址。 答:1)逻辑地址空间包括了32=25个大小为210字节的页,总的逻辑地址空间就是25×210=215 字节,因此需要15位的地址来表示215字节地址空间。 2)物理地址=主存16KB=214,因此物理地址需要14位。 3)0A5CH=1100B,前5位为逻辑地址中的页号,为00010B=2,即该地址的物理块号为4,表示为5 位的二进制为00100B,因此0A5CH的物理地址就是1100,即125CH。同样的方法求得,093CH 对应的物理地址就是113CH。 例5:假设一个分页存储系统具有快表,多数活动页表项都可以存在其中。如果页表放在内存中。内存访问时间就是1us,若快表的命中率就是85％,则有效存取时间为多少？若快表的命中率为50％,那么有效存取时间为多少？ 解:当快表的命中率为85％时,有效存取时间为: 0、85×1＋(1－0、85)×(1＋1)＝1、15us 当快表的命中率为50％时,有效存取时间为: 0、5×1＋(1－0、5)×(1＋1)＝1、5us 例6:计算[0,430], [1,10], [2,500], [3,400], [4,20], [5,100]的内存地址 答:[0,430]:219+430=649 Array [1,10]:3300+10=3310 [2,500]:段内地址越界 [3,400]:1237+400=1637 [4,20]:1952+20=1972 [5,100]:段号越界 思考题: 1、“整体对换从逻辑上也扩充了内存,因此也实现了虚拟存储器的功能”这种说法就是否正