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1、操作系统（宗大华版）课后复习题答案第1章操作系统概述二、选择.操作系统是一种B。A .通用软件B .系统软件C .应用软件D ,软件包.操作系统是对C进行管理的软件。A系统软件B .系统硬件C .计算机资源D .应用程序.操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A oa 天用率r 可靠怦C 移定性n 兼容桂.计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的B半方便用户使用。A.速度B.利用率C.灵活性D.兼容性.C操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。A .批处理B .实时C,分时D .多道批处理1 .如果分时系统的时间片一定，那么D ,响应时间越长。A.用户数越少B
2、 .存越少C.存越多D.用户数越多三、问答.什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机存中同时存放几道相互独 立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能 地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。基于这种考虑，计算机科学家开始把 CPU、存储器、外部设备以及各种软件都视为计算机系统的“资源”，并逐步设计出一种软件来管 理这些资源，不仅使它们能够得到合理地使用，而且还要高效地使用。具有这种功能的软件就是 “操作系统”。所以，“多道程序设计”的出现，加快了操作系统的诞生。
3、1 .怎样理解“虚拟机的概念？答：拿操作系统来说，它是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。 从用户的角度看，计算机配置了操作系统后，由于操作系统隐蔽了硬件的复杂细节，用户会感到 机器使用起来更方便、容易了。这样，通过操作系统的作用使展现在用户面前的是一台功能经过 扩展了的机器。这台“机器”不是硬件搭建成的，现实生活中并不存在具有这种功能的真实机 器，它只是用户的一种感觉而已。所以，就把这样的机器称为“虚拟机”。2 .对于分时系统，怎样理解“从宏观上看，多个用户同时工作，共享系统的资源；从微观上看， 各终端程序是轮流运行一个时间片?c.存谷事缺乏4.实现虚拟存储器的目的是
4、_DD.采用页式存储管理策略A.进行存储保护B.允许程序浮动C.允许程序移动D.扩充主存容量.作业在执行中发生了缺页中断，那么经中断处理后，应返回执行H指令。B.被中断的那条D.程序第一条A.被中断的前一条C.被中断的后一条5 .在实行分页式存储管理系统中，分页是由Q完成的。6 .下面的乂项面淘汰算法有时会产生异常现象。A.先进先出C.最不经常使用B.最近最少使用转换成注意，相对地址。肯定是第0页的第。个字节。查页表可知第0页存放在存的第2块。现在块的 尺寸是4KB ,因此第2块的起始地址为8192。故相对地址。所对应的绝对地址（即物理地址）是 8192O.下面所列的存储管理方案中，A实行的不
5、是动态重定位。A .固定分区B.可变分区C.分页式D .请求分页式一9 .在下面所列的诸因素中，不对缺页中断次数产生影响的是C。A.存分块的尺寸B.程序编制的质量C.作业等待的时间D.分配给作业的存块数10 .采用分段式存储管理的系统中，假设地址用24位表示，其中8位表示段号，那么允许每段的最大 长度是B oD . 2.32三、问答.什么是部碎片？什么是外部碎片？各种存储管理中都可能产生何种碎片？答：所谓“部碎片”，是指系统已经分配给用户使用、用户自己没有用到的那局部存储空间；所 谓“外部碎片:是指系统无法把它分配出去供用户使用的那局部存储空间。对于教材而言，单 一连续区存储管理、固定分区存储
6、管理、分页式存储管理和请求页式存储管理都会出现部碎片。 只是前两种存储管理造成的部碎片比拟大，浪费较为严重；后两种页式存储管理，平均来说每个 作业都会出现半页的部碎片。教材中，只有可变分区存储管理会产生外部碎片。1 .表达静态重定位与动态重定位的区别。答：静态重定位是一种通过软件来完成的地址重定位技术。它在程序装入存时，完成对程序指令 中地址的调整。因此，程序经过静态重定位以后，在存中就不能移动了。如果要移动，就必须重 新进行地址重定位。动态重定位是一种通过硬件支持完成的地址重定位技术。作业程序被原封不动地装入存。只有到 执行某条指令时，硬件地址转换机构才对它里面的地址进行转换。正因为如此，实
7、行动态重定位的系 统，作业程序可以在存里移动。也就是说，作业程序在存中是可浮动的。2 . 一个虚拟地址结构用24个二进制位表示。其中12个二进制位表示页面尺寸。试问这种虚拟地 址空间总共多少页？每页的尺寸是多少？答：如以下图所示，由于虚拟地址中是用12个二进制位表示页面尺寸（即页位移），所以虚拟地址 空间中表示页号的也是12个二进制位。这样，这种虚拟地址空间总共有：2i2 = 4096 （页）每页的尺寸是：23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8口 11 rm 111页内位移2i2 = 4096 = 4K （字节）页号Y虚拟地址.什么叫虚拟存储
8、器？怎样确定虚拟存储器的容量？ 答：虚拟存储器实际是一种存储扩充技术。它把作业程序存放在辅助存储器里，运行时只装入程 序的一局部。遇到不在存的程序时，再把所需要的局部装入。这样在存和辅存之间调入、调出的 做法，使用户的作业地址空间无需顾及存的大小。给用户造成的印象是，无论程序有多大，它在 这个系统上都可以运行。这种以辅助存储器作为后援的虚幻存储器，就称为虚拟存储器。虚拟存 储器的大小是由系统的地址结构确定的。3 .为什么请求分页式存储管理能够向用户提供虚拟存储器？答：请求分页式存储管理的基本思想是：操作系统按照存储块的尺寸，把用户作业地址空间划分 成页，全部存放在磁盘上。作业运行时，只先装入假
9、设干页。运行过程中遇到不在存的页时，操作系统就把它从磁盘调入存。这样一来，用户的作业地址空间无需顾及存的大小。这与虚拟存储器 的思想是完全吻合的。所以，请求分页式存储管理能够向用户提供虚拟存储器。4 .在请求分页式存储管理中，为什么既有页表，又有快表？答：在分页式或请求页式存储管理中，通常是利用存储器构成页表的。当CPU执行到某条指令、 要对存中的某一地址访问时，因为这个地址是相对地址，所以先要根据这个地址所在的页号去查 页表（访问一次存），然后才能由所形成的绝对地址去真正执行指令（第二次访问存）。可见， 由于页表在存，降低了 CPU的访问速度。为了提高相对地址到绝对地址的变换速度，人们想到用
10、一组快速寄存器来代替页表。这时查页表 是以并行的方式进行，立即就能输出与该页号匹配的块号，这样做无疑比存式的页表要快得多。 但是，快速寄存器的价格昂贵，由它来组成整个页表是不可取的。考虑到程序运行时具有局部 性，因此实际系统中总是一方面采用存页表、另一方面用极少几个快速寄存器组成快表来共同完 成地址的变换工作。这时的地址变换过程，如教材中的图3-22所示。5 .试述缺页中断与页面淘汰之间的关系。答：在请求页式存储管理中，当根据虚拟地址查页表而发现所要访问的页不在存时，就会产生缺 页中断。系统响应中断后，就由操作系统到辅存把所需要的页读入存。这时，存可能有空闲的 块，也可能没有。只有当存中没有空
11、闲块时，才会出现将存现有页面淘汰出去的问题，即要进行 页面淘汰。所以，缺页中断和页面淘汰之间的关系是：页面淘汰一定是由缺页中断所引起旦缺 页中断那么不一定引起页面淘汰。6 .试述缺页中断与一般中断的区别。答：在计算机系统中，由于某些事件的出现，打断了当前程序的运行，而使CPU去处理出现的事 件，这称为“中断”。通常，计算机的硬件结构都是在执行完一条指令后，去检查有无中断事件 发生的。如果有，那么就暂停当前程序的运行，而让CPU去执行操作系统的中断处理程序，这叫 “中断响应”。CPU在处理完中断后，如果不需要对CPU重新进行分配，那么就返回被中断进程 的程序继续运行；如果需要进行CPU的重新分配
12、，那么操作系统就会去调度新进程。由上面的讲述可以看出，缺页中断与一般中断的区别如下。（1）两种中断产生的时刻不同：缺页中断是在执行一条指令中间时产生的中断，并立即转去处 理；而一般中断那么是在一条指令执行完毕后，当硬件中断装置发现有中断请求时才去响应和处 理。（2）处理完毕后的归属不同：缺页中断处理完后，仍返回到原指令去重新执行，因为那条指令并 未执行；而一般中断那么是或返回到被中断进程的下一条指令去执行，因为上一条指令已经执行完 了，或重新调度，去执行别的进程程序。9 .怎样理解把相对地址划分成数对：（页号，页位移）的过程对于用户是“透明”的?答：在操作系统中，所谓“透明”，即指用户不知道的
13、意思。对于分页式存储管理来说，用户向 系统提供的相对地址空间，是一个一维的连续空间。系统接受了这个作业后，在部把这个相对地 址空间划分成假设干页。由于这种划分对于用户来说是根本不知道的，所以说把相对地址划分成数 对：(页号，页位移)的过程对于用户是“透明”的。10 .做一个综述，说明从单一连续区存储管理到固定分区存储管理，到可变分区存储管理，到分页式存储管理，再到请求分页式存储管理，每一种存储管理的出现，都是在原有基础上的开展和用于不 分区存那说明设计， 管理与线以上 个连续 的要间画了+B a JE O答：教材共介绍了 5种存储管理策略，它们适 同的场合，如图3-2所示。图中，在单一连续储管
14、理与固定分区存储管理之间画了一条线， 位于线以上的存储管理策略只适用于单道程序 以下的适用于多道程序设计；在可变分区存储 分页式存储管理之间画了一条线，那说明位于 的存储管理策略都要求为进入存的作业分配一 的存储区，以下的存储管理策略打破了连续性 求；在分页式存储管理与请求页式存储管理之 一条线，那说明位于线以上的存储管理策略都要求使作业程序全部进入存，而以下的存储管理策 略打破了全部的要求，只要局部装入存就可以了。由此可见，每一种存储管理的出现，都是在原有存储管理基础上的一次开展和提高。它们从简单 到复杂，从不完善到逐渐完善。11 .试述分页式系统与分段式系统的主要区别。答：从形式上看，分页
15、式系统与分段式系统有许多相似之处，比方两者都不要求作业在存中连续 存放。但在概念上，两者却完全不同。主要表现在以下几个方面。(1)把用户作业进行分页，是系统的一种行为，对用户是透明的。所以，页是信息的物理单位。 分段是为了满足用户的需要，每段在逻辑上都有完整的意义，因此是信息的逻辑单位。(2)页的大小固定，且由系统决定。将逻辑地址划分成数对(页号，页位移)，是由机器硬件实 现的。段的长度不固定，取决于用户所编写的程序结构，通常由编译程序在对源程序进行编译时 根据信息的性质来划分。(3)分页时，作业的地址空间是一维的；分段时，作业的地址空间是二维的。四、计算1.在可变分区存储管理中，按地址法组织
16、当前的空闲分区，其大小分别为：10KB , 4KB , 20KB , 18KB , 7KB , 9KB , 12KB和15KBO现在依次有3个存储请求为：12KB , 10KB , 9KBO试问使用最先 适应算法时的分配情形如何？那么最正确适应、最坏适应呢？解：我们用表来说明实行各种分配算法时的情形。(1)最先适应算法请求队列最先适应算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K04K8K18K7K9K12K15K9K04K8K9K7K9K12K15K(2)最正确适应算法请求队列最正确适应算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K
17、12K10K4K20K18K7K9K015K10K04K20K18K7K9K015K9K04K20K18K7K0015K(3)最坏适应算法请求队列最坏适应算法初始10K4K20K18K7K9K12K15K12K10K4K8K18K7K9K12K15K10K10K4K8K8K7K9K12K15K9K10K4K8K8K7K9K12K6K可见，分配算法不同，选择的分配对象也不一样。2 .系统存被划分成8块，每块4KB。某作业的虚拟地址空间共划分成16个页面。当前在存的页 与存块的对应关系如下表所示，未列出的页表示不在存。页 号块 号页 号块 号02441153269530117试指出对应于以下虚拟地
18、址的绝对地址：(a ) 20( b ) 4100( c ) 8300解：(a )虚拟地址20对应的页号是0 ,页位移是20o用0去查页表，知道第0页现在存放在存 的第2块。由于每块的长度是4KB ,所以第2块的起始地址为8192。因此，虚拟地址20所对应的 绝对地址是：8192+20=8212（b ）虚拟地址4100对应的页号是：4100/4096=1 （ /”是整除运算符）对应的页位移是：4100%4096=4 （ “”是求余运算符）用1去查页表，知道第1页现在存放在存的第1块。第1块的起始地址为4096。因此，虚拟地址 4100所对应的绝对地址是：4096+4=4100（c ）虚拟地址83
19、00对应的页号是：8300/4096=2 （ 7是整除运算符）对应的页位移是：8300%4096=108 （ “”是求余运算符）用2去查页表，知道第2页现在存放在存的第6块。第6块的起始地址为6x4K=24576因此，虚拟地址8300所对应的绝对地址是24576+108=246843.某请求分页式存储管理系统，接收一个共7页的作业。作业运行时的页面走向如下：1 ,2,3,4,2, 1 , 5 , 6 , 2 , 1 ,2,3,7,6,3,2,1 ,2,3,6假设采用最近最久未用（LRU ）页面淘汰算法，作业在得到2块和4块存空间时，各会产生出多少次 缺页中断？如果采用先进先出（FIFO ）页面
20、淘汰算法时，结果又如何？解：（1 ）采用最近最久未用（LRU ）页面淘汰算法，作业在得到2块存空间时所产生的缺页中断 次数为18次，如图3-3 （ a ）所示；在得到4块存空间时所产生的缺页中断次数为10次，如图3- 3（b）所示。页面走向2 nr 62个内存块4个内存块3缺页计数页面走向341121 11 222 1127 6 32 1 23 7 6 3 3 1缺页计数页面走向2(b)4块时的LUR图3-3 LRU时的情形(2 )采用先进先出(FIFO )页面淘汰算法，作业在得到2块存空间时所产生的缺页中断次数为 18次，如图3-4 ( a )所示；在得到4块存空间时所产生的缺页中断次数为1
21、4次，如图3-4 ( b ) 所示。缺页计数f V V V V V V V V V V V V V(b) 4块时的FIFO图34 FIFO时的情形关于先进先出(FIFO )页面淘汰算法，在给予作业更多的存块时，缺页中断次数有可能上升，这 是所谓的异常现象。但要注意，并不是在任何情况下都会出现异常。是否出现异常，取决于页面 的走向。此题所给的页面走向，在FIFO页面淘汰算法下,并没有引起异常：2块时缺页中断次数 为18次，4块时缺页中断次数为14次。4.在一个分段式存储管理中，有段表如下：段号段长基址02105001235020210090313505904193895试求逻辑地址0,430.
22、1 , 10、2 , 500、3,400、4 , 112、5 , 32所对应的物理地 址。解：(1 )逻辑地址0 , 430的物理地址是210+430=640 ;(2 )逻辑地址1 , 10的物理地址是2350+10=2360 ;(3 )由于第2段的基址是100 ,段长是90 ,所以逻辑地址2 , 500为非法；(4 )逻辑地址3,400的物理地址是1350+4物=1750 ;(5 )由于第4段的基址是1938，段长是95 ,所以逻辑地址4 , 112为非法；(6)由于该作业不存在第5段，所以逻辑地址5 , 32为非法。第4章习题解答一、填空.磁带、磁盘这样的存储设备都是以至为单位与存进行信息
23、交换的。1 .根据用户作业发出的磁盘I/O请求的柱面位置，来决定请求执行顺序的调度，被称为移臂调 度。2 . DMA控制器在获得总线控制权的情况下能直接与叠僮置进行数据交换，无需CPU介入。3 .在DMA方式下，设备与存储器之间进行的是邈 数据传输。4 .通道程序是由通道执行的。5 .通道是一个独立与CPU的、专门用来管理输入/输出操作的处理机。6 .缓冲的实现有两种方法：一种是采用专门硬件寄存器的硬件缓冲，一种是在存储器里开辟一个 区域，作为专用的I/O缓冲区，称为软件缓冲。7 .设备管理中使用的数据结构有系统设备表(SDT )和设备控制块(DCB ) o.基于设备的分配特性，可以把系统中的
24、设备分为独享、共享和虚拟三种类型。8 .引起中断发生的事件称为中断源。二、选择.在对磁盘进行读/写操作时，下面给出的参数中，G是不正确的。A. 柱面号B .磁头号C .盘面号D .扇区号.在设备管理中，是由B完成真正的I/O操作的。A .输入/输出管理程序B ,设备驱动程序C.中断处理程序D.设备启动程序1 .在以下磁盘调度算法中，只有必考虑I/O请求到达的先后次序。A.最短查找时间优先调度算法B .电梯调度算法C.单向扫描调度算法D.先来先服务调度算法2 .下面所列的容里，C不是DMA方式传输数据的特点。A.直接与存交换数据B.成批交换数据C .与CPU并行工作D .快速传输数据3 .在CP
25、U启动通道后，曲A执行通道程序，完成CPU所交给的I/O任务。A .通道B . CPUD.设备控制器4 .利用SPOOL技术实现虚拟设备的目的是A。B.便于独享设备的分配D .便于独享设备与CPU并行工作C .主存储器D .寄存器C.打印机D .键C .共享设备D .主存储器A.把独享的设备变为可以共享C.便于对独享设备的管理5 .通常，缓冲池位于中。A.设备控制器B.辅助存储器. B是直接存取的存储设备。A.磁带B.磁盘盘显示终端 9.SPOOLING系统提高了 A的利用率。A.独享设备B.辅助存储器10 .按照设备的D分类，可将系统中的设备分A .附属关系B .分配特性C.操作方式D .工
26、作特性三、问答1,基于设备的附属关系，可以把设备分为系统设备与用户设备两类。根据什么来区分一个设备是 系统设备还是用户设备呢？答：所谓“系统设备”，是指在操作系统生成时就已被纳入系统管理围的设备；所谓“用户设 备”是指在完成应用任务过程中，用户特殊需要的设备。因此，判定一个设备是系统设备还是用 户设备，依据是它在系统生成时，是否已经纳入了系统的管理围。如果是，它就是系统设备；如 果不是，它就是用户设备。2 .设备管理的主要功能是什么？答：设备管理的主要功能是：（1）提供一组I/O命令，以便用户进程能够在程序中提出I/O请 求，这是用户使用外部设备的“界面” ；（2 ）记住各种设备的使用情况，实
27、现设备的分配与回 收；（3 ）对缓冲区进行管理，解决设备与设备之间、设备与CPU之间的速度匹配问题；（4 ）按照用户的具体请求，启动设备，通过不同的设备驱动程序，进行实际的I/O操作；I/O操作完成 之后，将结果通知用户进程，从而实现真正的I/O操作。3 .试分析最短查找时间优先调度算法的“不公平”之处。例如例4-1里，原来磁臂移到16柱面 后，下一个被处理的I/O请柱面1。假定在处理16柱面时，到达一个对柱面8的I/O新请求，那 么下一个被处理的就不是柱面1而是柱面8 了。这有什么弊端存在？答：最短查找时间优先调度算法，只考虑各I/O请求之间的柱面距离，不去过问这些请求到达的 先后次序。这样
28、一来，可能会出现的弊端是磁头总是关照邻近的I/O请求，冷待了早就到达的、 位于磁盘两头的I/O请求。这对于它们来说，当然是“不公平”的。4 .总结设备和CPU在数据传输的4种方式中，各自在“启动、数据传输、I/O管理以及善后处 理各个环节所承当的责任。答：使用“程序循环测试”的方式来进行数据传输，不仅启动、I/O管理和善后处理等工作要由 CPU来承当，即使在数据传输时，CPU也要做诸如从控制器的数据寄存器里取出设备的输入信息， 送至存；将输出的信息，从存送至控制器的数据寄存器，以供设备输出等工作。因此，在这种方 式下，CPU不仅要花费大量时间进行测试和等待，并且只能与设备串行工作，整个计算机系
29、统的 效率发挥不出来。使用“中断的方式来进行数据传输，启动、I/O管理以及善后处理等工作仍然要由CPU来承 担，但在设备进行数据传输时，CPU和外部设备实行了并行工作。在这种方式下，CPU的利用率有 了一定的提高。使用“直接存储器存取（DMA ） ”的方式来进行数据传输，I/O的启动以及善后处理是CPU的事 情，数据传输以及I/O管理等事宜均由DMA负责实行。不过，DMA方式是通过“窃取”总线控制 权的方法来工作的。在它工作时，CPU被挂起，所以并非设备与CPU在并行工作。因此，在一定 程度上影响了 CPU的效率。使用“通道”方式来进行数据传输，在用户发出I/O请求后，CPU就把该请求全部交由
30、通道去完 成。通道在整个I/O任务结束后，才发出中断信号，请求CPU进行善后处理。这时CPU对I/O请 求只去做启动和善后处理工作，输入/输出的管理以及数据传输等事宜，全部由通道独立完成，并 且真正实现了 CPU与设备之间的并行操作。5 .用户程序中采用“设备类，相对号的方式使用设备有什么优点？答：在用户程序中采用“设备类，相对号的方式使用设备的优点是：第一，用户不需要记住系 统中每一台设备的具体设备号，这是非常麻烦的事情；第二，在多道程序设计环境下，用户并不 知道当前哪一台设备已经分配，哪一台设备仍然空闲。通过设备类，相对号来提出对设备的 使用请求，系统就可以根据当前的具体情况来分配，从而提
31、高设备的使用效率；第三，用户并不 知道设备的好坏情况。如果是用“绝对号”指定具体的设备，而该设备正好有故障时，这次I/O 任务就不可能完成，程序也就无法运行下去。但通过设备类，相对号来提出对设备的使用请 求，系统就可以灵活处理这种情况，把好的设备分配出去。答：在分时系统中，系统把CPU时间划分成许多时间片，每个终端用户可以使用由一个时间片规 定的CPU时间，多个用户终端就轮流地使用CPU。这样的效果是每个终端都开始了自己的工作， 得到了及时的响应。也就是说，“从宏观上看，多个用户同时工作，共享系统的资源”。但实际 上,CPU在每一时刻只为一个终端服务，即“从微观上看，各终端程序是轮流运行一个时
32、间 片”。第2章习题解答一、填空.进程在执行过程中有3种基本状态，它们是运行态、就绪态和阻塞态。1 .系统中一个进程由程序、数据集合和进程控制块（PCB ）三局部组成。2 .在多道程序设计系统中，进程是一个动态概念,程序是一个静态概念。3 .在一个单CPU系统中，假设有5个用户进程。假设当前系统为用户态，那么处于就绪状态的用户进 程最多有4个,最少有o_o注意，题目里给出的是假设当前系统为用户态，这说明现在有一个进程处于运行状态，因此最多 有4个进程处于就绪态。也可能除一个在运行外，其他4个都处于阻塞。这时，处于就绪的进程 一个也没有。4 .总的来说，进程调度有两种方式，即不可剥夺方式和剥夺方
33、式。5 .进程调度程序具体负责中央处理机（CPU ）的分配。6 .为了使系统的各种资源得到均衡使用，进行作业调度时，应该注意CPU忙碌作业和J/0忙碌作业的搭配。7 .所谓系统调用，就是用户程序要调用圜锤统矍供的一些子功能。8 .作业被系统接纳后到运行完毕，一般还需要经历 后备、运行和完成三个阶段。9 .假定一个系统中的所有作业同时到达，那么使作业平均周转时间为最小的作业调度算法是没 作业优先调度算法。10 .在引入线程的操作系统中，所谓“线程”，是指进程中实施处理机调度和分配的基本单 位。11 .有了线程概念后，原来的进程就属于是单线程的进程情形。二、选择1.在进程管理中，当孕寸，进程从阻塞
34、状态变为就绪状态。6 .启动磁盘执行一次输入/输出操作要花费哪几局部时间？哪个时间对磁盘的调度最有影响？答：执行一次磁盘的输入/输出操作需要花费的时间包括三局部：(1 )查找时间；(2 )等待时 间；(3)传输时间。在这些时间中，传输时间是设备固有的特性，无法用改变软件的方法将它改 进。因此，要提高磁盘的使用效率，只能在减少查找时间和等待时间上想方法，它们都与I/O在 磁盘上的分布位置有关。由于磁臂的移动是靠控制电路驱动步进电机来实现，它的运动速度相对 于磁盘轴的旋转来讲较缓慢。因此，查找时间对磁盘调度的影响更为主要。7 .解释通道命令字、通道程序和通道地址字。答：所谓“通道命令字”，是指通道
35、指令系统中的指令。只是为了与CPU的指令相区别，才把通 道的指令改称为“通道命令字”。假设干条通道命令字汇集在一起，就构成了一个“通道程序”，它规定了设备应该执行的各种操作 和顺序。通常，通道程序存放在通道自己的存储部件里。当通道中没有存储部件时，就存放在存储器里。 这时，为了使通道能取得通道程序去执行，必须把存放通道程序的存起始地址告诉通道。存放这 个起始地址的存固定单元，被称为“通道地址字”。8 ,何为DMA ?通道与DMA有何区别？答：所谓“DMA”，是指“直接存储器存取的数据传输方式，其最大特点是能使I/O设备直接和 存储器进行成批数据的快速传输。适用于一些高速的I/O设备，如磁带、磁
36、盘等。通道方式与 DMA方式之间的区别如下。(1 )在DMA方式下，数据传输的方向、传输长度和地址等仍然需要由CPU来控制。但在通道方式 下，所需的CPU干预大大减少。(2 )在DMA方式下，每台设备要有一个DMA控制器。当设备增加时，多个DMA控制器的使用，显 然不很经济；但在通道方式下，一个通道可以控制多台设备，这不仅节省了费用，而且减轻了 CPU在输入/输出中的负担。(3 )在DMA方式下传输数据时，是采用“窃取”总线控制权的方法来工作的。因此，CPU与设备 之间并没有实现真正的并行工作；在通道方式下，CPU把I/O任务交给通道后，它就与通道就真 正并行工作。9 .解释记录的成组与分解。
37、为什么要这样做？答：往磁带、磁盘上存放信息时，经常是把假设干个记录先在存缓冲区里拼装成一块，然后再写到 磁带或磁盘上。存储设备与存储器进行信息交换时，就以块为单位。这个把记录拼装成块的过 程，被称为是“记录的成组”。从磁带、磁盘上读取记录时，先是把含有那个记录的块读到存的缓冲区中，在那里面挑选出所需 要的记录，然后把它送到存存放的目的地。这个把记录从缓冲区里挑选出来的过程，被称为是 “记录的分解”。之所以这样做，一是为了提高存储设备的存储利用率；二是减少、外存之间信息交换次数，提高 系统的效率。10 .试述SPOOL系统中的3个组成软件模块各自的作用。答：SPOOLING系统中的3个软件模块是
38、预输入程序、缓输出程序和井管理程序。它们各自的作用 如下。(1)预输入程序预先把作业的全部信息输入到磁盘的输入井中存放，以便在需要作业信息以及作 业运行过程中需要数据时，可以直接从输入井里得到，而无需与输入机交往，防止了等待使用输 入机的情况发生。(2 )缓输出程序总是查看“输出井”中是否有等待输出的作业信息。如果有，就启动输出设备(如打印机)进行输出。因此，由于作业的输出是针对输出井进行的，所以不会出现作业因为等 待输出而阻塞的现象。(3 )井管理程序分为“井管理读程序”和“井管理写程序”。当作业请求输入设备工作时，操作 系统就调用井管理读程序，把让输入设备工作的任务，转换成从输入井中读取所
39、需要的信息；当 作业请求打印输出时，操作系统就调用井管理写程序，把让输出设备工作的任务，转换成为往输 出井里输出。四、计算.在例4-1里，对电梯调度算法只给出了初始由外往里移动磁臂时的调度结果。试问如果初始时 假定是由里往外移动磁臂，那么调度结果又是什么？解：这时调度的顺序是11-9-1-12-16-34-36 ,总共划过的柱面数是：2+8+11+4+18+2=45.磁盘请求以10、22、20、2、40、6、38柱面的次序到达磁盘驱动器。移动臂移动一个柱面需 要6ms ,实行以下磁盘调度算法时，各需要多少总的查找时间？假定磁臂起始时定位于柱面20。(a)先来先服务；(b)最短查找时间优先；(c
40、 )电梯算法(初始由外向里移动)。解：(a )先来先月艮务时，调度的顺序是20-10-22-20-2-40-6-38 ,总共戈U过的柱面数是：10+12+2+18+38+34+32=146因此,总的查找时间为：因6x6=876ms。（b ）最短查找时间优先时，调度的顺序是20-22-10-6-2-38-40 （由于磁臂起始时定位于 柱面20 ,所以可以把后面第20柱面的访问立即进行），总共划过的柱面数是：2+12+4+4+36+2=60因此,总的查找时间为:60x6=360mso（c ）电梯算法（初始由外向里移动）时，调度的顺序是20-22-38-40-10-6-2 （由于磁臂起始时定位于柱面
41、20 ,所以可以把后面第20柱面的访问立即进行），总共划过的柱面数是：2+16+2+30+4+4=58因此,总的查找时间为:58x6=348mso1 .假定磁盘的移动臂现在处于第8柱面。有如下表所示的6个I/O请求等待访问磁盘，试列出最 省时间的I/O响应次序。序 号柱面号磁头号扇区号1963275631520649445209567152解：由于移动臂现在处于第8柱面，如果按照“先来先服务调度算法，对这6个I/O的响应次 序应该是8-9-7-15-9-20-7 ;如果是按照“最短查找时间优先”调度算法，对这6个I/O 的响应次序可以有两种，一是8-9-7-15-20 （到达9时完成1和4的请
42、求，到达7时完成2 和6的请求），二是8-7-9-15-20 （到达7时完成2和6的请求，到达9时完成1和4的请 求）；如果按照“电梯”调度算法，对这6个I/O的响应次序可以有两种，一是8-9-15-20- 7 （由里往外的方向，到达9时完成1和4的请求，到达7时完成2和6的请求），二是8-7-9 -15-20 （由外往里的方向，到达7时完成2和6的请求，到达9时完成1和4的请求）；如果 按照“单向扫描”调度算法，对这6个I/O的响应次序是8-9-15-20-0-7。比照后可以看 出，实行8-7-9-15-20的响应次序会得到最省的时间，因为这时移动臂的移动柱面数是：1+2+6+5 = 14第
43、5章习题解答一、填空. 一个文件的文件名是在创立该文空时给出的。1 .所谓“文件系统”，由与文件管理有关的那局部软件、被管理的文件以及管理所需要的数据 结构三局部组成。2 .至晏辅助存储器与存之间进行信息传输的单位。3 .在用位示图管理磁盘存储空间时，位示图的尺寸由磁盘的总块数决定。4 .采用空闲区表法管理磁盘存储空间，类似于存储管理中采用可变分区存储管理方法管理存储 器。5 .操作系统是通过文件控制块（FCB ）感知一个文件的存在的。6 .按用户对文件的存取权限将用户分成假设干组，规定每一组用户对文件的访问权限。这样，所有 用户组存取权限的集合称为该文件的存取控制表。7 .根据在辅存上的不同
44、存储方式，文件可以有顺序、和索引三种不同的物理结构。8 .如果把文件视为有序的字符集合，在其部不再对信息进行组织划分，那么这种文件的逻辑结构 被称为“流式文件，.如果用户把文件信息划分成一个个记录，存取时以记录为单位进行，那么这种文件的逻辑结 构称为“记录式文件”。二、选择.下面的B不是文件的存储结构。A.索引文件B.记录式文件C .串联文件D .连续文件1 .有一磁盘，共有10个柱面，每个柱面20个磁道，每个盘面分成16个扇区。采用位示图对其 存储空间进行管理。如果字长是16个二进制位，那么位示图共需在字。A . 200B . 128C . 256D . 100.操作系统为每一个文件开辟一个
45、存储区，在它的里面记录着该文件的有关信息。这就是所谓的BoB.文件控制块D.作业控制块B.文件控制块D.作业控制块A.进程控制块C 设备控制块2 .文件控制块的英文缩写符号是心B.保存用户和系统文档D.实现对文件的按名存取B.索引文件和随机文件D.只读文件和读写文件A.文件目录的查找C.主存空间的共享B.磁盘空间的管理D.文件的保护和.一个文件的绝对路径名总是以C打头。A .磁盘名B .字符串C .分隔符D .文件名.一个文件的绝对路径名是从B开始，逐步沿着每一级子目录向下，最后到达指定文件的整个 通路上所有子目录名组成的一个字符串。A.当前目录B.根目录C多级目录D.二级目录3 .从用户的角
46、度看，引入文件系统的主要目的是D。A.实现虚拟存储C.保存系统文档4 .按文件的逻辑结构划分，文件主要有两类：AoA.流式文件和记录式文件C.永久文件和临时文件.位示图用于B o5 .用户可以通过调用C文件操作，来归还文件的使用权。B ,翻开三、问答.试说出MS-DOS或Windows对文件名的命名规那么。举几个例子，说明哪个文件名起得是对的， 哪个文件名起得是不符合命名规那么的。答：例如MS-DOS ,它的文件名由两局部组成：文件名和扩展名。文件名由18个字符组成；在 文件名的后面，可以跟随扩展名（可选）。扩展名总是以一个点开始，然后是1 3个字符。组成 文件名和扩展名的字符可以如下。英文字母：AZ , az ,共52个（不区分大小写）。数字符号：09。特殊符号：$、#、&、等。不能使用的字符有*、？等。例如：test.txt abc.obj等都是正确的文件名；而：abcdefhgijk.txty是不正确的文件名。对于Windows ,文件名最多可以有256个字符，其他与MS-DOS类同。1 .试说出在MS-DOS里打印机的文件名。举一个包含有这个名字的MS-DOS命令，它的含义是什 么？答：在MS-DOS里，可以把打印机视为只写文件来