操作系统作业答案

第16题(5)分
比较FIFO与LRU置换算法的优缺点。
答：FIFO——其基本原则是“选择最早进入主存的页面淘汰”，算法的实现比较简单，只要把进入主存的各页面按进入时间的次序用链指针链成队列，新进入的页面放在队尾。这种算法只是在按线性顺序访问地址空间时，才是理想的，否则效率不高。LRU——其基本原则是“选择最近一段时间内最长时间没有被访问过的页淘汰”，本算法的性能和设计思想上说是近似于最佳转换算法，但实现起来比较困难，主要是花费昂贵。
第3题(4)分
进程
答：
进程是一个具有一定独立功能的程序。关于某个数据集合的一次运行活动。它是操作系统的动态执行的基本单元。在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元也是基本的执行单元。
第4题(4)分
SPOOL系统
答：SPOOL系统是通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备从而提高了设备利用率和系统的效率，这种技术被称为虚拟设备技术，实现这一技术的硬件和软件系统被称为SPOOL系统，或称为假脱机系统。
操作系统
名词解释
第1题(4)分
长期调度
答：按照某种原则从磁盘某些盘区的作业队列和交互作业中选取作业进入Байду номын сангаас存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后工作。
第2题(4)分
死锁
答：
一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。若死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。
第5题(4)分
绝对地址
答：绝对地址——是指存储控制部件能够识别的主存单元编号（或字节地址），也就是主存单元的实际地址。
综合分析题
第6题(10)分
如图所示位示图(行号、列号都从0开始编号)来管理空闲盘块。如果盘块从1开始编号，每个盘块的大小为1KB。
（1）现要为文件分配两个盘块，请说明分配过程。
（2）若要释放第300块，应如何处理
第12题(5)分
试述产生死锁的原因和必要条件是什么？
答：
死锁的原因：在研究资源分配时，我们必须搞清该资源是可以被几个进程同时，宏观上使用还是只能为一个进程使用。资源的不同使用性质正是引起系统死锁的原因。
死锁的必要条件：1、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用。2、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占。3、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其他资源。4、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。
解：分析：四人之间的关系：1.父亲、母亲要互斥使用盘子，所以两者之间是互斥关系；2.父亲放的苹果，女儿吃，所以两者是同步关系；3.母亲放的桔子，儿子吃，所以两者也是同步关系。semaphore s_emptyplate=1, s_apple=0, s_orange=0; void father( )／／父亲进程{ while(1) { p(s_emptyplate);往盘子中放入一个苹果；v(s_apple); } } void mother( )／／母亲进程{ while(1) { p(s_emptyplate);往盘子中放入一个桔子；v(s_orange); } } void son( )／／儿子进程{ while(1) { p(s_orange);从盘中取出一个桔子；v(s_emptyplate);吃桔子；} } void daughter( )／／女子进程{ while(1) { p(s_apple);从盘中取出一个苹果；v(s_emptyplate);吃苹果；} }
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
3)阻塞状态(Blocked)：当进程由于等待I/O操作或进程同步等条件而暂停运行时，它处于阻塞状态。
4)创建状态(New)：进程正在创建过程中，还不能运行。操作系统在创建状态要进行的工作包括分配和建立进程控制块表项、建立资源表格(如打开文件表)并分配资源、加载程序并建立地址空间表等。
5)退出状态(Exit)：进程已结束运行，回收除进程控制块之外的其他资源，并让其他进程从进程控制块中收集有关信息(如记帐和将退出代码传递给父进程)。转换过程：五状态进程模型中的状态转换主要包括下列几种。操作系统中多个进程的并发执行是通过调度与超时两种转换间的循环，或调度、等待事件和事件出现三种转换间的循环来描述的。1)创建新进程：创建一个新进程，以运行一个程序。创建新进程的可能原因包括用户登录、操作系统创建以提供某项服务、批处理作业等。2)收容(Admit，也称为提交)：收容一个新进程，进入就绪状态。由于性能、内存等原因，系统会限制并发进程总数。3)调度运行(Dispatch)：从就绪进程表中选择一个进程，进入运行状态。4)释放(Release)：由于进程完成或失败而终止进程运行，进入结束状态。
第13题(5)分
试述简单分页的概念和地址转换过程。
答：简单分段——按照程序模块来划分段，并按这些段来分配主存。地址转换过程：把逻辑地址左边段号部分提取出来，作为索引，查找进程的段表。将段内地址与段的长度比较。如果大于段的长度，则将引起非法访问中断（越界访问）。如果是合法访问，那么将段的起始地址与段内地址相加，即是所要访问的物理地址。
问答题
第11题(5)分
什么叫重定位？有哪几种重定位技术？有何区别？
答：重定位就是把程序中相对地址变换为绝对地址。有静态重定位和动态重定位两种重定位技术，两种重定位技术的区别：静态重定位是在程序运行前把程序中所有与地址有关的项修改好，而动态重定位是在处理器每次访问主存时由动态地址变换机构自动进行把相对地址转换为绝对地址。
第14题(5)分
文件系统的功能是什么？有哪些基本操作？
答：文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关软件、被管理文件以及实施文件管理所需数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等
第8题(10)分
根据所给出的参数，请分析操作系统的不同调度算法，计算并填写下表中空白的地方
进程名
A
B
C
D
E
到达时间
0
1
2
3
4
服务时间
4
3
5
2
4
FCFS
完成时间
周转时间
带权周转时间
SIF
完成时间
周转时间
带权周转时间
答：
第9题(10)分
请画出进程的五种基本状态及其转换过程，并作相应解释。
答：
五种基本状态
1)运行状态(Running)：进程占用处理器资源；处于此状态的进程的数目小于等于处理器的数目。在没有其他进程可以执行时(如所有进程都在阻塞状态)，通常会自动执行系统的空闲进程。
2)就绪状态(Ready)：进程已获得除处理器外的所需资源，等待分配处理器资源；只要分配了处理器进程就可执行。就绪进程可以按多个优先级来划分队列。例如，当一个进程由于时间片用完而进入就绪状态时，排人低优先级队列；当进程由I／O操作完成而进入就绪状态时，排入高优先级队列。
4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5
答：
（1）为某文件分配两个盘块的过程如下：顺序检索位示图，从中找到第一个值为0的二进制位，得到其行号i1＝2，列号j1＝2；第二个值为0的二进制位，得到其行号i2＝3，列号j2＝6。计算出找到的两个空闲块的盘块号分别为：b1＝i1×16＋j1＋1＝2×16＋2＋1＝35？b1＝i2×16＋j2＋1＝3×16＋6＋1＝55修改位示图，令Map[2，2]＝Map[3,6]＝1，并将对应块35、55分配出去。
第15题(5)分
当S表示资源时，Wait(S)和Signal(S)操作的直观含义是什么？
答：
Wait(S)操作的直观含义是将资源的信号量值减1后,若该值为负，则执行Wait操作的进程等待。Signal(S)操作的直观含义是将资源的信号量值增1后，若该值非正，则执行Signal操作的进程唤醒等待进程。
（2）释放磁盘的第300块时，应进行如下处理：
计算出磁盘第300块所对应的二进制位的行号i和列号j：i＝（300－1）/16＝18，j＝（300－1）Mod 16＝11？修改位示图，令Map[18,11]=0，表示对应块为空闲块。
第7题(10)分
有一只盘子，每次放入一个水果，父亲总是放苹果到盘中，母亲向盘中放桔子，一个儿子专等吃盘中的桔子，一个女儿专等吃盘中的苹果。试用Ｐ－Ｖ操作定出他们能同步、互斥的相关语句。
第10题(10)分
答：页数为三，先把前三个页面装进去，7，0，1，发生3次缺页次数；下一个是2，按照最佳置换，应该把7拿出去，变成2，0，1，累计4次缺页次数；下一个是2，在内，不动，不发生缺页；下一个是0，在内，不动，不发生缺页；下一个是3，应该把1拿出去，变成2，0，3；。。。。。。。；依次往下推；累计发生9次缺页。