一、問答題1請表述分頁存儲管理方式與分段存儲管理方式的主要區別。P1382.試說明改進型Clock置換算法的基本原理。P153既要是未使用過的頁面，又要是未被修改過的頁面。3操作系統的作用可表現在哪幾個方面？1）OS作為用戶與計算機硬件系統之間的接口2）OS作為計算機系統資源的管理者3）OS實現了對計算機資源的抽象 4是什么原因使OS具有異步性特征？由于各用戶程序性能的不同，比如，有的側重于計算而較少需要I/O，而有的程序其計算少而I/O多，這樣，很可能是先進入內存的作業后完成，而后進入內存的作業先完成。或者說，進程是以人們不可預知的速度向前推進，此即進程的異步性(Asynchronism)。5引入掛起狀態的原因是什么？它有哪些性質？引入掛起狀態的原因有：(1) 終端用戶的請求。(2) 父進程請求。(3) 負荷調節的需要。 (4) 操作系統的需要。引入掛起狀態后，它要求增加從掛起狀態(又稱為靜止狀態)到非掛起狀態(又稱為活動狀態)的轉換；或者相反。包括：活動就緒靜止就緒、活動阻塞靜止阻塞、靜止就緒活動就緒、靜止阻塞活動阻塞。6同步機制應遵循哪些基本規則？為什么？所有同步機制都應遵循下述四條準則：(1) 空閑讓進。當無進程處于臨界區時，表明臨界資源處于空閑狀態，應允許一個請求進入臨界區的進程立即進入自己的臨界區，以有效地利用臨界資源。(2) 忙則等待。當已有進程進入臨界區時，表明臨界資源正在被訪問，因而其它試圖進入臨界區的進程必須等待，以保證對臨界資源的互斥訪問。 (3) 有限等待。對要求訪問臨界資源的進程，應保證在有限時間內能進入自己的臨界區，以免陷入“死等”狀態。(4) 讓權等待。當進程不能進入自己的臨界區時，應立即釋放處理機，以免進程陷入“忙等”狀態。 原因是：為實現進程互斥地進入自己的臨界區，需要在系統中設置專門的同步機構來協調各進程間的運行。7搶占調度方式的原則是什么？(1) 優先權原則。允許優先權高的新到進程搶占當前進程的處理機。(2) 短作業(進程)優先原則。短作業(進程)可以搶占當前較長作業(進程)的處理機。(3) 時間片原則。各進程按時間片輪流運行，當一個時間片用完后，便停止該進程的執行而重新進行調度。這種原則適用于分時系統、大多數的實時系統，以及要求較高的批處理系統。 8什么是靜態優先權？什么是動態優先權？靜態優先權是在創建進程時確定的，且在進程的整個運行期間保持不變。動態優先權是指在創建進程時所賦予的優先權，是可以隨進程的推進或隨其等待時間的增加而改變的，以便獲得更好的調度性能。9何謂死鎖？產生的死鎖原因是什么？產生死鎖的必要條件有哪些？死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局。產生死鎖的原因可歸結為如下兩點：(1) 競爭資源。當系統中供多個進程共享的資源如打印機、公用隊列等，其數目不足以滿足諸進程的需要時，會引起諸進程對資源的競爭而產生死鎖。(2) 進程間推進順序非法。進程在運行過程中，請求和釋放資源的順序不當，也同樣會導致產生進程死鎖。 產生死鎖的必要條件有四個：(1) 互斥條件。(2) 請求和保持條件。(3) 不剝奪條件。(4) 環路等待條件。 10請表述銀行家算法的基本思想。銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。在避免死鎖方法中允許進程動態地申請資源，但系銀行家算法統在進行資源分配之前，應先計算此次分配資源的安全性，若分配不會導致系統進入不安全狀態，則分配，否則等待。11什么是系統安全狀態？P108所謂安全狀態，是指系統能按某種進程順序(P1，P2，Pn)(稱P1，P2，Pn序列為安全序列)，來為每個進程Pi分配其所需資源，直至滿足每個進程對資源的最大需求，使每個進程都可順利地完成。如果系統無法找到這樣一個安全序列，則稱系統處于不安全狀態。12請詳細說明可通過哪些途徑預防死鎖。（1）摒棄“請求和保持”條件，系統要求所有進程一次性地申請整個運行過程中所需要的全部資源。（2）摒棄“不剝奪”條件，進程是在需要資源時才提出請求，這樣，一個已經保持了某些資源的進程，當它在提出新的資源要求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經保持的所有資源，待以后需要時再重新申請。（3）摒棄“環路等待”條件，系統將所有資源按類型進行線性排隊，并賦予不同的序號。所有的進程對資源的請求必須嚴格按照資源序號遞增的順序提出，這樣，在所形成的資源分配圖當中，不可能再出現環路，從而摒棄了“環路等待”的條件。13試說明SPOOLing系統的組成。P190SPOOLing系統主要有以下三部分：(1) 輸入井和輸出井。這是在磁盤上開辟的兩個大存儲空間。輸入井是模擬脫機輸入時的磁盤設備，用于暫存I/O設備輸入的數據；輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤，用于暫存用戶程序的輸出數據。 (2) 輸入緩沖區和輸出緩沖區。為了緩和CPU和磁盤之間速度不匹配的矛盾，在內存中要開辟兩個緩沖區：輸入緩沖區和輸出緩沖區。輸入緩沖區用于暫存由輸入設備送來的數據，以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區用于暫存從輸出井送來的數據，以后再傳送給輸出設備。(3) 輸入進程SPi和輸出進程SPo。這里利用兩個進程來模擬脫機I/O時的外圍控制機。其中，進程SPi模擬脫機輸入時的外圍控制機，將用戶要求的數據從輸入機通過輸入緩沖區再送到輸入井，當CPU需要輸入數據時，直接從輸入井讀入內存；進程SPo模擬脫機輸出時的外圍控制機，把用戶要求輸出的數據先從內存送到輸出井，待輸出設備空閑時，再將輸出井中的數據經過輸出緩沖區送到輸出設備上。 14設備中斷處理程序的主要工作有哪些？進行進程上下文的切換、對處理中斷信號源進行測試、讀取設備狀態和修改進程狀態。15程序的裝入有幾種方式？它們分別適用于何種場合？1）絕對裝入方式(Absolute Loading Mode)編譯程序知道程序將駐留在內存的什么位置，編譯程序將產生絕對地址的目標代碼。程序要運行時先進行絕對裝入。2）可重定位裝入方式(Relocation Loading Mode) 在多道程序環境下，編譯程序不能預知所編譯的目標模塊應放在內存的何處時，所得到的目標模塊的起始地址通常是從0開始的，程序中的其它地址也都是相對于起始地址計算的。此時應采用可重定位裝入方式，根據內存的當前情況，將裝入模塊裝入到內存的適當位置。 3）動態運行時裝入方式(Dynamic Run-time Loading)允許程序運行時在內存中移動位置的場合使用。16所謂進程對換技術？是指把內存中暫時不能運行的進程或者暫時不用的程序和數據調出到外存上，以便騰出足夠的內存空間，再把已具備運行條件的進程或進程所需要的程序和數據調入內存。對換是提高內存利用率的有效措施。二、計算題1.試寫出相應的程序來描述下面的前趨圖（有向邊上的a-j是相應的信號量）。Var a,b,c,d,e,f,g,h,i,j:semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 Begin Parbegin Begin S1; signal(a);signal(b);end; Begin wait(a); S2; signal(c);signal(d);end; Begin wait(b); S3; signal(e);signal(f);end; Begin wait(c); S4; signal(g);end; Begin wait(d); S5; signal(h);end; Begin wait(e); S6; signal(i);end; Begin wait(f); S7; signal(j);end; Begin wait(g); wait(h); wait(i); wait(j); S8;end;ParendEnd2.假定某頁式管理系統中，主存為128KB，分成32塊，塊號為0,1,2,3,4,.,31，某作業有5塊，其頁號為0,1,2,3,4，被分別裝主存的3,8,4,6,9塊中，有一邏輯地址為3,70。試求出相應的物理地址（其中方括號中的第一個元素為頁號，第二個元素為頁內地址，按十進制計算），并畫圖說明地址變換過程。24K+70246463在銀行家算法中，若出現下述資源分配情況：ProcessAllocationNeedAvailableP0003200120622P110001750P213542356P303320652P400140656試問：1)該狀態是不是安全？2)若進程P2提出請求Request(0,2,1,0)后，系統能否將資源分配給它？不安全、否答:不安全、否4考慮下面的訪問串：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，3，6假定有4，5，6個頁塊，應用LRU頁面替換算法，計算各會出現多少次缺頁中斷？注意：所給定的頁塊初始均為空，因此，首次訪問一頁時就會發生缺頁中斷。10次；8次；7次1234215621237632136111111116622222222233553333446677110次；8次；7次三、填空題（每小題2分，共20分）1操作系統的基本功能包括 處理器 管理、 文件 管理、 存儲 管理、 設備 管理。除此之外還為用戶使用操作系統提供了用戶接口。2操作系統是計算機系統的一種系統軟件，它以盡量合理、有效的方式組織和管理計算機的 資源 ，并控制程序的運行，使整個計算機系統能高效地運行。3并發和 共享 是操作系統的兩個最基本的特征，兩者之間互為存在條件。 4. 進程在運行過程中有三種基本狀態，它們是 運行態 、 就緒態 、 阻塞態 。 5有m個進程共享同一臨界資源，若使用信號量機制實現對臨界資源的互斥訪問， 則信號量值的變化范圍是 -m+1,1 。 6設有一組作業，它們的提交時間及運行時間如下： 作業號 提交時間 運行時間(分鐘) 1 9:00 70 2 9:40 30 3 9:50 10 4 10:10 5 在單道方式下，采用短作業優先調度算法，作業的執行順序是 1、4、3、2 。7進程是一個 動 態概念，而程序是一個 靜 態概念。8把 邏輯 地址轉換為 物理 地址的工作稱為地址映射。9頁表表目的主要內容包括 頁號、頁在內存中對應的物理塊號 。 10. 訪問磁盤時間由三部分組成，即 尋道時間 、 旋轉延遲時間 和 傳輸時間 。 四、選擇題（下列各題，每題2分，共30分）：1. 操作系統是對_C_進行管理的軟件。 A軟件B硬件 C計算機資源 D應用程序2. 操作系統的功能是進行處理機管理、_B_管理、設備管理及信息管理。 A進程 B存儲器 C硬件 D軟件3操作系統的基本類型主要有_B_。 A批處理系統、分時系統及多任務系統 B實時操作系統、批處理操作系統及分時操作系統 C單用戶系統、多用戶系統及批處理系統 D實時系統、分時系統和多用戶系統 4. 如果分時操作系統的時間片一定，那么_B_，則響應時間越長。 A用戶數越少 B用戶數越多 C內存越少 D. 內存越多 5既考慮作業等待時間，又考慮作業執行時間的調度算法是_A_。 A. 響應比高者優先 B短作業優先 C優先級調度 D先來先服務 6對進程的管理和控制使用_B_。 A. 指令 B原語 C. 信號量 D信箱通信 7下列的進程狀態變化中，_C_變化是不可能發生的， A運行就緒 B運行等待 C等待運行 D等待就緒 8銀行家算法是一種_B_算法。 A. 死鎖解除 B死鎖避免 C. 死鎖預防 D死鎖檢測 9在虛擬存儲系統中，若進程在內存中占3塊(開始時為空)，采用先進先出頁面淘汰算法，當執行訪問頁號序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5、6時，將產生_D_次缺頁中斷。 A7 B8 C9 D10 10. 系統“抖動”現象的發生是由_A_引起的。 A. 置換算法選擇不當 B交換的信息量過大 C. 內存容量不足 D請求頁式管理方案 11采用段式存儲管理的系統中，若地址用24位