操作系統(tǒng)課后習(xí)題期末復(fù)習(xí) 第一章 1、設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？

（1）有效性 （ 2）方便性 （ 3）可擴(kuò)充性 （ 4）開放性

創(chuàng)新互聯(lián)2013年開創(chuàng)至今，先為莒縣等服務(wù)建站，莒縣等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為莒縣企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機(jī)+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問題。7、實現(xiàn)分時系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決？

答：關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時，系統(tǒng)應(yīng)能及時接收并及時處理該命令，在用戶能接受的時延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。

解決方法： 針對及時接收問題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡，使主機(jī)能同時接收用戶從各個終端上輸入的數(shù)據(jù)； 為每個終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對及時處理問題， 應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，并且為每個作業(yè)分配一個時間片，允許作業(yè)只在自己的時間片內(nèi)運(yùn)行，這樣在不長的時間內(nèi)，能使每個作業(yè)都運(yùn)行一次。

11 、OS 有哪幾大特征？其最基本的特征是什么?

答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性和共享性。

第二章

4、程序并發(fā)執(zhí)行時為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性？

答：程序并發(fā)執(zhí)行時，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)由多個程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。

11、試說明進(jìn)程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。

答：（1）就緒狀態(tài)一執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到CPU資源

? （2）執(zhí)行狀態(tài)一就緒狀態(tài)：時間片用完

? （3）執(zhí)行狀態(tài)一阻塞狀態(tài)：I/0請求

? （4）阻塞狀態(tài)一就緒狀態(tài)：I/0完成

第三章 6、為什么要引入高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法，它有何優(yōu)點

高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法的基本思想是把CPU分配給就緒隊列中響應(yīng)比最高的進(jìn)程。
既考慮作業(yè)的執(zhí)行時間也考慮作業(yè)的等待時間，綜合了先來先服務(wù)和最短作業(yè)優(yōu)先兩種算法的特點。

該算法中的響應(yīng)比是指作業(yè)等待時間與運(yùn)行比值，響應(yīng)比公式定義如下：
響應(yīng)比 =（等待時間+要求服務(wù)時間）/ 要求服務(wù)時間,即RR=（w+s）/s=1+w/s，因此響應(yīng)比一定是大于1的。

短作業(yè)與先后次序的兼顧，且不會使長作業(yè)長期得不到服務(wù)
響應(yīng)比計算系統(tǒng)開銷，增加系統(tǒng)開銷。適用于批處理系統(tǒng)

10、在批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)）調(diào)度算法？

答：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級反饋隊列調(diào)度算法。

分時系統(tǒng)的調(diào)度算法：時間片輪轉(zhuǎn)法。

實時系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。

12、試比較FCFS和SPF兩種進(jìn)程調(diào)度算法。

答：相同點：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。

不同點：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先進(jìn)入該隊列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊列。該算法有利于長作業(yè)/進(jìn)程，不利于短作業(yè)/進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊列中選擇一個或若干個估計運(yùn)行時間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長作業(yè)/進(jìn)程。

23、何謂“優(yōu)先級倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來解決？

答：當(dāng)前0S廣泛采用優(yōu)先級調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進(jìn)程運(yùn)行的資源而可能產(chǎn)生“優(yōu)先級倒置”的現(xiàn)象，即高優(yōu)先級進(jìn)程（或線程）被低優(yōu)先級進(jìn)程（或線程）延遲或阻塞。

第四章 7、為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現(xiàn)？

答：a.程序在運(yùn)行過程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動位置，為了保證這些被移動了的程序還能正常執(zhí)行，必須對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。
b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時實現(xiàn)地址變換，必須有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個重定位寄存器，用它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時，真正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。

9、在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？

答：a.回收區(qū)與插入點的前一個分區(qū)相鄰接，此時可將回收區(qū)與插入點的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項，而只修改前鄰接分區(qū)的大小；

b.回收分區(qū)與插入點的后一分區(qū)相鄰接，此時合并兩區(qū)，然后用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和：
c.回收區(qū)同時與插入點的前后兩個分區(qū)鄰接，此時將三個分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項；

d.回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應(yīng)為回收區(qū)單獨建立一個新表項，填寫回收區(qū)的首址和大小，并根據(jù)其首址，插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置.

13、為什么要引入對換？對換可分為哪幾種類型？

答：在多道環(huán)境下，一方面，在內(nèi)存中的某些進(jìn)程由于某事件尚未發(fā)生而被阻塞，但它卻占用了大量的內(nèi)存空間，甚至有時可能出現(xiàn)在內(nèi)存中所有進(jìn)程都被阻塞而迫使CPU停止下來等待的情況；另一方面，卻又有著許多作業(yè)在外存上等待，因無內(nèi)存而不能進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行的情況。顯然這對系統(tǒng)資源是一種嚴(yán)重的浪費，且使系統(tǒng)吞吐量下降。為了解決這一問題，在操作系統(tǒng)中引入了對換（也稱交換）技術(shù)?？梢詫⒄麄€進(jìn)程換入、換出，也可以將進(jìn)程的一部分（頁、段）換入、換出。前者主要用于緩解目前系統(tǒng)中內(nèi)存的不足，后者主要用于實現(xiàn)虛擬存儲。

第五章 1、常規(guī)存儲器管理方式具有哪兩大特征？它對系統(tǒng)性能有何影響？

答：一次性：進(jìn)程必須全部裝入內(nèi)存，對空間浪費非常大；

駐留性：在程序運(yùn)行過程中，進(jìn)程全部駐留在內(nèi)存，暫時不用的數(shù)據(jù)無法釋放。

13、在一個請求分頁系統(tǒng)中，采用FIFO頁面置換算法時，假如一個作業(yè)的頁面走向為4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分別為3和4時，試計算在訪問過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果。

M=3時，采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為9次，缺頁率為75%；M=4時，采用FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為10次，缺頁率為83%。由此可見，增加分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增加了缺頁次數(shù)，提高了缺頁率，這種現(xiàn)象被稱為是Belady現(xiàn)象。

15、試說明改進(jìn)型Clock置換算法的基本原理.

答：因為修改過的頁面在換出時付出的開銷比未被修改過的頁面大，在改進(jìn)型Clock算法中，既考慮頁面的使用情況，還要增加置換代價的因素；在選擇頁面作為淘汰頁面時，把同時滿足未使用過和未被修改作為選淘汰頁面。

第六章 1、試說明I/0系統(tǒng)的基本功能。

答：a. 隱藏物理設(shè)備的細(xì)節(jié)

b. 與設(shè)備的無關(guān)性

c. 提高處理機(jī)和I/0設(shè)備的利用率

d. 對I/0設(shè)備進(jìn)行控制e.確保對設(shè)備的正確共享

f. 錯誤處理

2、簡要說明I/0軟件的4個層次的基本功能。

答：中斷處理程序：用于保存被中斷進(jìn)程的CPU環(huán)境，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理，處理完后恢復(fù)現(xiàn)場，并返回到被中斷的進(jìn)程

設(shè)備驅(qū)動程序：與硬件直接有關(guān)，用來具體實現(xiàn)系統(tǒng)對設(shè)備發(fā)出的操作指令，驅(qū)動I/0設(shè)備工作

設(shè)備獨立性軟件：用于實現(xiàn)用戶程序與設(shè)備驅(qū)動器的統(tǒng)一接口、設(shè)備命令、設(shè)備保護(hù)，以及設(shè)備分配與釋放等。

用戶層I/0軟件：用于實現(xiàn)用戶與I/0設(shè)備交互

第七章 2、文件系統(tǒng)的模型可分為三層，試說明其每一層所包含的基本內(nèi)容。

最底層是對象及其屬性，文件管理系統(tǒng)管理的對象如下：文件，目錄，磁盤（磁帶）存儲空間。
中間層是對對象進(jìn)行操縱和管理的軟件集合

最高層是文件系統(tǒng)提供給用戶的接口。

7、按文件的組織形式可將文件分為哪幾種類型？

順序文件、索引文件、索引順序文件。

14、對目錄管理的主要要求是什么？

（1）實現(xiàn)“按名存取”；（2）提高對目錄的檢索速度；（3）文件共享；（4）允許文件重名。

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