操作系统习题及答案(3)

5. 采集任务与计算任务共用一个单缓冲区。当采集任务采集到一个数据后，只有当单缓冲区为空时才能将数据送入缓冲区，否则应等待缓冲区腾空；只有当缓冲区中有数据时，计算任务才能从缓冲区中取出数据进行计算，否则也应等待。

因此，应设置两个信号量empty、full，其中empty表示缓冲区是否为空，其初值为1；full表示缓冲区是否有数据，其初值为0。 同步算法如下： 采集任务：

计算任务：

repeat:

wait(full); 从缓冲去取出数据； signal(empty); 对数据进行计算； repeat:

采集数据； wait(empty); 把数据送入缓冲区； signal(full);

until false;

until false;

6. （1） 答：8次（2） 答：9次 7. 执行、就绪、等待三种基本状态

8. 一次仅允许一个进程使用的共享资源称为临界资源。每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区。

9. 该系统不会产生死锁。因为在最坏的情况下，每个进程都申请到了一个资源，则系统中还剩余1个可用资源。可以满足任一个进程的需求，系统会因该进程执行完毕回收2个资源。这样所有进程都可执行完毕。 10.

（1）设备管理软件的层次结构如下：

（2）分别属于设备独立性软件层、驱动程序层、驱动程序层、设备独立性软件层、用户进

程层 11.

（1）同步关系为：在汽车的行使过程中，司机活动和售票员的活动的同步关系是：售票员关车门后，司机才能开车。在汽车的正常行使过程中售票员售票，到站后，司机停车后售票员才能开车门。因此司机启动车辆的动作和售票员关车门的动作同步，售票员开车门的动作必须和司机停车的动作同步。

（2）为解决同步问题，应设置两个信号量：s1,s2。s1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0；s2表示是否允许售票员开车门，初值为0。

（3）司机的动作用过程driver表示，售票员的动作用过程busman表示。实现如下： driver: while(1)

{

Wait(s1)或P(S1);

启动车辆； }

正常行使； 到站停车；

Signal(s2)或V(S2);

busman: while(1)

{

关车门；

Singal(s1)或V(S1); 售票；

Wait(s2)或P(S2);

开车门； 乘客上下车；

}

12. 进程是程序的执行过程，是竞争和分配计算机系统资源的基本单位。线程是进程中的一

个程序执行单元。一个进程可以包含多个线程，进程中的程序可以由多个线程并发地执行，因此线程是进程中的并发执行机制。进程需要管理地址资源和其它系统资源，而线程不具有独立的地址空间。因此在线程在切换时比进程切换所带来的系统额外消耗小。因此通过引入线程来来进一步增强系统的并行执行机制。

13. 当CPU要从磁盘读入一个数据块时，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始目标地址，该地址被送入内存地址寄存器（MAR），本次要读数据的字节数则送入到数据计数器（DC）中，还须将磁盘中的源地址直接送至DMA控制器的I/O控制逻辑上。然后，启动DMA控制器进行数据传输，以后，CPU便可去处理其它任务。此后，整个数据传输过程便由DMA控制器来进行。当DMA控制器已经从磁盘中读入一个字的数据并送入数据寄存器（DR）后，再挪用一个存储器周期，将该字传送到MAR所指示的内存单元中。接着便对MAR内容加1，将DC内容减1.如减1后DC内容不为0，表示传送未完，便继续传送下一个字节；否则，由DMA控制器发生中断请求。

14. 一个磁盘块保存 4K/4个磁盘块号，根据三级索引的文件组织，文件的最大长度为

4K×1K×1K×1K=4T

15. 处理器管理（进程管理）、存储管理、设备管理和文件管理

16. I/O软件负责屏蔽设备的具体细节，向高层设备提供抽象的逻辑设备，并完成逻辑设备

与具体物理设备的映射，是的高层使用的逻辑设备与具体的物理设备无关。它的好处是，对于I/O系统中许多种类不同的设备、作为程序员，只需要知道如何使用这些资源来完成所需要的操作，而无需了解设备的有关具体实现细节

17. 文件的逻辑结构是指用户所观察到的文件组织形式，用户可以直接处理的数据及其结

构，它独立于文件的物理特性。文件的物理结构称为文件的存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。

18. I/O子系统的各层功能都在操作系统内核实现。用户进程使用系统调用接口来与外部设

备通信。内核的I/O子系统接受这些I/O请求，然后它又通过设备驱动程序接口、设备驱动程序与外部设备通信。其中，I/O子系统为用户提供一个对所有设备一致的接口；设备驱动接口层接受上一层的请求，并将逻辑I/O的调用转换为对具体设备驱动程序的调用了；设备驱动层具体负责与设备有关的所有交互操作。 19. 分为字位映射图、链接索引表、空闲I节点方法。

20. 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配矛盾；减少对CPU的中断频率；提高CPU和I/O设备

之间的并行性。

21. 负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给用户。 22. 结构：代码段、数据段和PCB；特征：动态性、并发性、独立性和异步性；基本状态：

就绪、执行、阻塞 23.答：

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，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，以及方便用户的程序的集合。 操作系统的作用如下：

作为用户和计算机硬件系统之间的接口 作为计算机系统资源的管理者 用作扩充机器

要求：要对以上三点作用稍加解释。 24.答：算法描述如下：

首先在系统中设置多个就绪队列，并为不同的队列赋予不同的优先级，队列1的优先级最高。

其次，赋予各队列中进程不同的执行时间片，优先级越高的队列时间片越小。

当一个新进程进入内存后，首先把它放到第一个就绪队列的末尾，按照FCFS原则排队

等待调度。当轮到该进程运行时，若它在一个时间片内完成，则退出系统；否则就进入第二个队列的末尾，仍然按照FCFS原则等待调度，若在第二个队列的时间片内还没完成，则进入第三个队列的末尾。如此下去，直到到达最后一个队列，便按照时间轮转法原则等待调度，直到结束。

仅当第一队列空时，才调度第二队列中的进程。即仅当第1~I-1级队列都为空时，才调

度第I级队列中的进程。若处理机正在处理第I级队列中的进程，又有新进程进入高一级队列，则新进程抢占处理机，被抢占进程被放回第I级队列的末尾。

该算法能满足终端型作业、短批处理作业及长批处理作业的需要。（应加以说明）

25.答；

首先：各进程的虚拟空间被划分为若干个长度相等的页。当经过分页后，进程的虚拟地址分为两个部分：页号和页内地址。同时也把内存空间按页的大小划分成若干个大小相等的物理块，并对每一物理块进行编号，这些物理块由系统中的所有进程共享。用户进程的页可以装载到不连续的物理块中去。请求分页存储管理方式允许用户进程只装入部分页到内存中就可执行。

页式管理还要完成虚拟地址到内存物理地址的转换。页式管理中要把进程中的一个页装载到内存中的某一个物理块中去。页式管理为每一个进程建立一个页表，用来记载逻辑页到物理块号的对应关系，并用相应的硬件地址变换机构来解决离散地址变换问题。

当在执行过程中需要访问不在内存的页时，通过请求 …… 此处隐藏：2602字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……