1、第一章1如何定義一個操作系統(tǒng)?（1）從操作系統(tǒng)設計者的角度： 是一種資源管理程序。（2） 從使用者的角度：是為了建立用戶與計算機系統(tǒng)之間的接口為裸機配置的一種系統(tǒng)軟件。（3） 配上操作系統(tǒng)的計算機比裸機功能更強，使用更方便。2早期操作系統(tǒng)設計的主要目標是什么? 1）方便性： 2）有效性 第二章2_2 進程控制塊PCB的作用是什么？它主要包括哪幾部分內(nèi)容答：作為獨立運行基本單位的標志 ，它包含了進程的描述信息和管理控制信息，操作系系統(tǒng)通過進程控制塊管理和調(diào)度系統(tǒng)中的進程。主要包括：1.進程標識數(shù)2.進程的狀態(tài)以及調(diào)度和存儲管理信息。3.進程使用的資源信息4CPU現(xiàn)場保護區(qū)5.記賬信息6.進程家族

2、關系7.進程的鏈接指針。 2_12假定系統(tǒng)有四道作業(yè)，它們的提交時間和運行時間（以小時為單位）如下表所示。在單道批處理系統(tǒng)中，采用先來先服務、最短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法。分別計算下表作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時間。作業(yè)編號提交時間（小時）估計運行時間（小時）18：002.029：001.239.500.5410.20.3先來先服務：2+(10-9+1.2)+(11.2-9.5+0.5)+(11.7-10.2+0.3)/4=2.05(小時）短作業(yè)優(yōu)先：2+(0.5+0.5)+(0.3+0.3)+(10.8-9+1.2)/4=1.65第三章（必考 10分）3_14. 假定系統(tǒng)有n個進程，共享m個單位資源。規(guī)定進程

3、對資源的申請和釋放每次只申請或釋放一個資源。每個進程最大需求不超過m個所有進程的需求資源總和小于m+n。為什么這種情況不會發(fā)生死鎖。證明之。解： 假定系統(tǒng)是死鎖的，這時M個資源都已分配給進程。由進程資源圖可知，系統(tǒng)死鎖時，進程和資源節(jié)點組成的有向圖形成環(huán)路。因此，有M+N條邊。由題意可知，N個進程最大資源需求量<M+N,也就是說，進程與資源組成的有向圖的邊小于M+N，不可能構成環(huán)路，因此不會產(chǎn)生死鎖。 （必考 10分）3_15 設有8個進程M1,M2M8,他們有如圖3.6所示的優(yōu)先關系，試用P,V操作實現(xiàn)這些進程的同步。 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M7解：設有信號量, S

4、2, ,S26,S3,S36,S38,S78; 并且初值均為0；進程M1: M1,V(S2), V(S3),V( S4)進程M2: P(S2), M2,V(S26)進程M3: P(S3),M3,V(S36), V(S38)進程M4: P(S4),M4, V(S47)進程M5：M5, V(S57)進程M6: P(S26), P(S36),M6進程M7: P(S47), P(S57), M7,V(S78)進程M8: P(S38), P(S78),M8第四章（必考 10分）4_15 有如下圖所示的頁表中的虛地址與物理地址之間的關系，即該進程分得6個內(nèi)存塊。頁大小為4096B。給出對應下面虛地址的物理

5、地址：(1)20； (2) 4100； (3) 8300； (4) 47000 解：04k (0) 主存空間 4k8k (1) 8k12k (2) 12k16k(3) 16k20k(4) 20k24k(5) 24k28k(6) 28k32k(7) 32k36k(8) 36k40k(9) 40k44k(10) 44k48k(11) 48k52k(12) 52k56k(13) 56k60k(14) 60k64k(15) 解：（1） 虛地址 20變?yōu)轫撎? 和頁內(nèi)偏移20 由頁號查頁表得0頁對應內(nèi)存塊號為2 ，可計算得 物理地址=塊號*頁的大小+頁內(nèi)偏移=2*4096+20=8212 （2）虛地址

6、4100變?yōu)轫撎? 和頁內(nèi)偏移4（4100/4096） 由頁號查頁表得1頁對應內(nèi)存塊號為1 ，可計算得 物理地址=塊號*頁的大小+頁內(nèi)偏移=1*4096+4=4100 （3）虛地址 8300變?yōu)轫撎? 和頁內(nèi)偏移108 由頁號查頁表得2頁對應內(nèi)存塊號為6 ，可計算得 物理地址=塊號*頁的大小+頁內(nèi)偏移=6*4096+108=24684 （4）虛地址 47000變?yōu)轫撎?1 和頁內(nèi)偏移1944 由頁號查頁表得11頁對應內(nèi)存塊號為7 ，可計算得 物理地址=塊號*頁的大小+頁內(nèi)偏移=7*4096+1944=30616 （1） 物理地址219+430649 （2）物理地址2300+102310 （3）

7、物理地址：越界中斷 （4）物理地址1326+4001726 （5）物理地址：越界中斷 4_20有一個虛存系統(tǒng)，按行存儲矩陣元素，一個進程要為矩陣進行清零操作系統(tǒng)為該進程分配物理主存3頁，系統(tǒng)用其中一頁存儲程序，且已經(jīng)調(diào)入，其他兩頁空閑。按需調(diào)入矩陣數(shù)據(jù)。若進程按下列兩種方式編程： Var A:arry1.100, 1.100of integer; 程序A: for i:=1 to 100 do for j:=1 to 100 do AI,j:=0; 程序B: for j:=1 to 100 do for i:=1 to 100 do AI,j:=0; (1)若每頁存放200個整數(shù)，問采用A程序

8、和B程序方式時，個執(zhí)行過程分別會發(fā)生多少次缺頁？ （2）若每頁只能存放100個整數(shù)時，會是什么情況？ 答：若每頁存放200個整數(shù)，即每兩行產(chǎn)生一次中斷，程序A會發(fā)生50次缺頁中斷。程序B運行時，每頁存放兩列元素，內(nèi)層循環(huán)每兩次產(chǎn)生一次中斷，共50次。外循環(huán)類似產(chǎn)生50次中斷，共產(chǎn)生2500次中斷。 若每頁只能放100個整數(shù)，A程序產(chǎn)生100次中斷：B程序產(chǎn)生10000次中斷。 （填空）4為實現(xiàn)分頁管理，需要那些硬件支持？ 答：在系統(tǒng)中一般只是設置一個頁表寄存器（PTR Page Table Register） （或稱控制寄存器）其中存放頁表在內(nèi)存中的開始地址和頁表的長度。 （填空）5 在段頁式

9、管理方式中，邏輯地址有哪幾部分？ 答：由段號，段內(nèi)頁號，和頁內(nèi)地址三部分組成。 （必考10分）6. 用數(shù)學方法分析只考慮頁表和碎片時，每一頁的最佳尺寸為多少？ 答：用數(shù)學方法分析頁面大小的影響： 假設進程大小的平均尺寸為S字節(jié)，每頁大小為p字節(jié)，每個頁表項占e個字節(jié)，每個進程所需頁數(shù)近似s/p,則頁表空間為es/p,進程由于內(nèi)部碎片浪費的存儲空間為平p/2.因此碎片和頁表引起的系統(tǒng)總開銷為 es/p+p/2 第一項是頁表開銷，頁面越小，開銷越大，第二項是碎片開銷，頁面越大，開銷也越大。對上面的式子優(yōu)化，對p求導。得方程： -se/p2+1/2=0 解方程得 因此在只考慮頁表和碎片是頁面的最佳尺

10、寸為： 7. 填空 （1）在頁式存儲管理系統(tǒng)中，必須提供硬件_，以保正尋址速度。 （2）把作業(yè)裝入主存時隨時進行地址變幻的方式稱為_，而在作業(yè)執(zhí)行期間，當訪問到指令或數(shù)據(jù)時才進行地址變換的方式稱為_. （3）設有8頁的邏輯空間，每頁有1024字節(jié)，那么邏輯地址的有效位是_位。 （4）程序經(jīng)編譯或匯編后形成目標程序，其中的指令順序是以0作為參考地址進行編址的，這些地址稱為_。 （5）在存儲器的可變分區(qū)管理中，作業(yè)的地址轉(zhuǎn)換采用的是_重新定位方式。 (6)虛擬存儲器管理主要有_和_兩種。 (7)在頁式虛存管理頁表中有效為為_表示該頁在主存貯器中。 (8)當操作系統(tǒng)提供給用戶程序的有效尋址范圍與主存

11、大小無關時，稱該機器提供了_管理技術 答 （1）高速緩沖寄存器 (2) 靜態(tài)從新定位 動態(tài)從新定位 （3）13 （4） 相對地址或邏輯地址 （5） 動態(tài) (6)頁式虛存管理; 段式虛存管理 (7) 1 (8) 虛存管理第五章n 5_1什么是文件？n 答：從用戶角度看，文件是存儲在外部存儲器的具有符號名的相關信息的集合。n 5_4.文件目錄的作用是什么？文件目錄通常包含哪些內(nèi)容？n 答：文件目錄是指一張記錄所有文件的名字及其存放物理地址的映照表。它建立了邏輯文件與物理文件的映射關系。每個文件占用表中的一項。n 每個目錄項（又叫文件控制塊FCB），包括文件的說明信息和管理控制信息。它是文件存在的唯

12、一標志n 5-9. 文件存貯空間管理可采用成組自由塊鏈表或位示圖。若一磁盤有B個盤塊，其中有F個自由塊。若盤空間用D位表示。試給出使用自由塊鏈表比使用位示圖占用更少的空間的條件。當D為16時，給出滿足條件的自由空間占整個空間的百分比。n n 解：一磁盤有B個盤塊，用位圖表示要使用B位n 現(xiàn)有F個自由塊，若表示一個盤塊需用D位。則采用鏈表接連F個盤塊，需要F個鏈指針，共占F*D位。使用自由塊鏈表比使用位示圖占用更少的空間的條件是F*D<B。n 當D=16時，滿足條件的自由空間占整個空間的百分比為n F/B=1/16 = 6。25%n （必考10分）5-10 文件系統(tǒng)的執(zhí)行速度依賴于緩沖池中

13、找到盤塊的比率。假設盤塊從緩沖池讀出用1毫秒，從盤上讀出用40毫秒。從緩沖池找到盤塊的比率為n，請給出一個公式計算讀盤塊的平均時間，并畫出n從0到1.0的函數(shù)圖像。 n 解：讀一個盤塊的平均時間=(n*1)ms+40(1-n)msn =(40-39n)msn 畫出n從0到1.0的函數(shù)圖像如下：n n n 515一個文件系統(tǒng)采用索引結(jié)構來組織文件，且索引表的內(nèi)容只包含文件的磁盤塊號。假定每一個索引項占兩個字節(jié)，磁盤塊大小為16KB，磁盤空間為1GB.現(xiàn)有一個目錄只有3個文件，其大小分別為10KB, 1089KB,129MB.若忽略目錄文件所占空間，請問存儲這些文件要占用該磁盤多少空間。n 解n 10K的文件，索引一個目錄項2B占一塊， 10k內(nèi)容占一塊；n 1089K文件，1089k/16k=68,還余1k，需69個目錄項占69*2138字節(jié)的目錄索引項占一塊，和69塊內(nèi)容。n 129M文件，目錄項129000/16=8062余8k，需8063目錄項占8063*216126B目錄引項空間。占2塊n