填空緒論：批解決系統、分時系統、實時系統的概念與特點,原語與原子操作。１.批解決操作（1）單道批解決系統概念單道批解決系統是指系統通過作業控制語言將作業組織成批,使其能自動連續運營，但是，在內存中任何時候只有一道作業的系統。單道批解決系統特性順序性單道性自動性(2）多道批解決系統概念系統對作業的解決是成批進行的,并且在主存中能同時保存多道作業的系統。多道批解決系統的重要目的是提高系統吞吐率和各種資源的運用率。多道批解決系統特性無序性多道性調度性2.分時系統（１）概念分時操作系統是指在一臺主機上連接了多個聯機終端，并允許多個用戶通過終端以交互的方式使用主計算機，共享主機資源的系統。(２)分時系統的重要目的是實現人與系統的交互性。分時系統設計的目的是保證用戶響應時間的及時性。（3）分時系統的特性多路性獨立性及時性:滿足用戶對響應時間的規定交互性３.實時操作系統(1)概念實時操作系統是指系統可以及時響應外部(隨機)事件的請求，并能在規定的時間內完畢對該事件的解決,控制系統中所有的實時任務協調一致地工作。(2)實時操作系統的特性多路性獨立性及時性：滿足實時任務截止時間的規定交互性可靠性４.原語：操作系統內核或微核提供核外調用的過程或函數稱為原語，是由若干條指令構成,用于完畢特定功能的一段程序。原語在執行過程不允許被中斷。５．原子操作:執行中不能被其它進程(線程)打斷的操作就叫原子操作。當該次操作不能完畢的時候,必須回到操作之前的狀態，原子操作不可拆分。進程管理：什么是進程？進程與程序的區別與聯系?進程的特性有哪些?進程之間的關系有哪些?什么是信號量？信號量的物理含義?1.進程定義可并發執行的程序在一個數據集合上的運營過程,是系統進行資源分派和調度的基本單位。２.進程特性(１)動態性（2)并發性(3）獨立性(４)異步性（5)結構特性:3.進程與程序的關系(1)程序是一組指令的集合,是靜態的概念；進程是程序的執行，是動態的概念。(本質區別)（２）進程有生命周期，它的存在是暫時的；程序的存在是永久的。（3)進程涉及程序代碼、數據和“進程控制塊”三部分。（4)進程是一個獨立的運營單位，是系統進行資源分派和調度的獨立單位。(5）一個程序在執行中可相應多個進程，一個進程也也許包含多個程序段。4,進程的基本狀態（1)運營狀態(Ruｎninｇ):已得到ＣPＵ，正在執行的狀態。(2）就緒狀態(Rｅａｄy):得到了除ＣPU以外的所有資源,正在等待ＣＰU的狀態。(3)等待狀態(Ｂlocｋed,也稱阻塞狀態）:進程等待某一事件的發生而暫時停止運營的狀態。5．進程之間的關系有哪些同步互斥６.什么是信號量？信號量是實現進程同步的一種變量。是一種有效的進程同步工具，可分為：整型信號量、結構型信號量、信號量集等。7．信號量的物理含義S>０表達有S個資源可用S=0表達無資源可用S<0則｜Ｓ|表達Ｓ等待隊列中的進程個數P（S):表達申請一個資源V（S)表達釋放一個資源。信號量的初值應當大于等于０設備管理:設備的分類按數據傳輸單位，設備可提成：字符設備（輸入輸出設備):字符設備中存儲和傳送的是不定長的數據,是以字符為單位發送或和接受一個字符流，傳輸速度低、不可尋址(源地址或目的地址)。如打印機、鍵盤、網卡和顯示器等。塊設備（存儲設備）：塊設備中存儲是定長的、且可隨機訪問的數據塊，每個塊都有自己的地址，信息解決的基本單位是數據塊，傳輸速度高、可尋址。如磁盤,CD-ROＭ。按傳輸速率，設備可提成：低速——鍵盤、鼠標器、語音的輸入和輸出設備中速——行式打印機、激光打印機高速——磁帶機、磁盤器、光盤機按共享屬性,設備可提成：獨占設備:一次只允許一個進程訪問的設備。共享設備:一段間內允許多個進程同時訪問的設備。虛擬設備：虛擬技術將一臺獨占設備轉換為若干臺邏輯設備，共多個進程同時使用。按使用屬性,設備可提成:存儲設備：相同中存儲信息的重要設備，外存及后備存儲器。人機交互設備（輸入／輸出設備）：輸入、輸出和集成輸入和輸出的設備。文獻管理:什么是文獻的邏輯結構和文獻的物理結構?文獻的邏輯結構有哪些？文獻的物理結構有哪些？1.文獻的邏輯結構(1)概念是指用戶可以直接解決的文獻組織形式，也稱文獻組織。文獻邏輯結構選取的重要考慮因素:存取速度、維護方便和可靠性等。（2)分類從邏輯結構上,文獻分為：有結構文獻(記錄式文獻）和無結構文獻（字符流文獻，是一種順序文獻。)有結構文獻(記錄式文獻)①根據文獻中記錄特性分:定長記錄文獻變長記錄文獻②文獻的組織方式（邏輯結構)：順序文獻索引文獻索引順序文獻2.文獻物理結構(1)概念是指文獻在外存上的存儲結構，也稱文獻存儲結構。文獻的物理結構決定了文獻信息在存儲設備上的存放位置。(2)物理結構的類型連續文獻串聯文獻（鏈接文獻)索引文獻hash文獻簡答1.進程的概念與特點、進程的同步與互斥。進程概念關于進程的定義有多種,其中最具代表性的定義有以下幾個:(1)進程是程序的一次執行(２)進程是可以與別的計算并發執行的計算（3)進程是一數據結構及能在其上進行操作的一個程序（4)進程是一個程序及其數據在解決機上順序執行時所發生的活動(5)進程是程序在一個數據集合上的運營過程，是系統進行資源分派和調度的一個獨立單位進程特性(１)動態性：動態性是進程的基本特性。進程具有生命周期，它由創建而產生,經調度而執行，由撤消而消亡。(2)并發性：在內存中的多個進程實體能在一段時間內同時運營。(3)獨立性:進程是系統進行資源分派和調度的一個基本單位，是一個可以進行獨立運營的基本單位。(4）異步性:每個進程在運營時都在以不可預知的速度向前推動。(5）結構特性：進程實體事實上是由三部分所組成:程序段、數據段和進程控制塊PCB。在UNIＸ系統中，也把這三部分稱為“進程映像”。進程同步與互基本概念（1）并發進程之間的協作控制通常稱為進程同步。——直接制約關系（協作)（2）并發進程之間的競爭控制通常稱為進程互斥。——間接制約關系(競爭)進程同步與互斥的重要任務就是保證多個并發進程能有效地合作并共享系統資源,使并發進程的執行結果具有可再現性。2.死鎖的概念、死鎖產生的因素、死鎖的防止和避免方法、資源分派圖的簡化、死鎖定理。（１）死瑣概念死鎖是指多個并發執行的進程因資源爭奪而出現的一種彼此都不能繼續向前推動的僵持局面。(2)產生死瑣的因素①競爭資源——競爭非剝奪性資源（如,打印機)和競爭臨時資源(如，某進程生產的數據、消息）②進程推動的順序非法(3）死瑣的防止①避開“請求和保持”條件:一次性請求,一次性分派。在進程運營期間不再提出資源請求。這種方法也稱“預先靜態分派法”。②避開“不剝奪”條件:進程逐個提出資源請求,當前請求不能滿足時,必須釋放它所擁有的所有資源。③避開“環路等待”條件:將所有資源按類型進行線性排隊，并賦予不同序號,規定進程申請資源時按序號遞增的順序提出。這種方法也稱“有序資源分派法”。（4）死鎖的避免——銀行家算法，死鎖的防止——資源有序分派法。(5)資源分派圖的簡化從圖找一個進程結點pｉ，若它對資源Rj(1≤j≤m）的請求滿足（既非阻塞也非孤立):aｂs(Pｉ,Rｊ)+其中:Wｊ表達j類資源的總數,(Pi,Rj)表達進程Pi申請j類資源的數量，（Ｒj,ｐｋ）表達分派給進程Pk的j類資源數。簡化操作：①釋放pi所占有的資源,即去掉它所有的請求邊和分派邊使其成為一個孤立結點。②反復執行前兩步，直到找不到滿足條件的進程結點為止。（6)死鎖定理系統狀態S為死鎖狀態的充足條件，當且僅當S狀態的系統資源分派圖是不可完全簡化的。(至少有一個進程結點不能簡化為孤立結點。)該充足條件被稱為死鎖定理。3.文獻的多級目錄結構(文獻的物理結構、文獻控制塊、索引節點等）文獻物理結構(1）概念是指文獻在外存上的存儲結構,也稱文獻存儲結構。文獻的物理結構決定了文獻信息在存儲設備上的存放位置。(2）物理結構的類型連續文獻串聯文獻（鏈接文獻）索引文獻hash文獻文獻控制塊(1）概念是文獻存在的標志，為提高查找速度，通常把ＦCB集中起來組織成文獻目錄(目錄文獻）。目錄項分兩種：子目錄和文獻的FCB。一個文獻由FCB和文獻體（文獻內容）兩部分組成。FＣＢ是操文獻系統為每個文獻建立的唯一管理數據結構,ＦCB重要涉及下列信息:文獻標記符和控制信息:文獻名、用戶名、存取權限、文獻類型和文獻口令等邏輯結構信息：記錄類型、記錄個數和記錄長度等物理結構信息：設備號、文獻物理結構類型、文獻索引位置等使用信息:共享進程數、文獻最大長度、當前大小和修改情況等管理信息:文獻的建立日期、訪問日期和保存期限等（2)文獻目錄一個文獻系統中所有FＣB的有序集合稱為文獻目錄。一個ＦCB就是一個文獻目錄項。一個文獻目錄也被看作是一個文獻,稱為目錄文獻。（3)索引結點(i結點)是由除文獻名外的其他文獻描述信息所構成的一種數據結構。為什么要引入索引結點?①文獻目錄占用大量的盤塊,檢索時間長②在檢索目錄文獻過程中只用到文獻名種類①磁盤索引結點存放在外存上的索引結點。基本信息涉及：文獻主標記符、文獻類型、文獻存取權限、文獻物理地址(磁盤上的地址）、文獻長度、和文獻存取時間等信息。②內存索引結點存放在內存上的索引結點。內存索引結點包含磁盤索引接點的所有信息,并增長內存索引結點編號、狀態、訪問計數、文獻所屬的邏輯設備號和鏈接指針等信息。(4)文獻的目錄結構①單級目錄結構整個文獻系統只建立一張目錄表,每個文獻在目錄表中占有一目錄項。缺陷：查找速度慢不允許重名不方便實現文獻共享②兩級目錄結構在系統中建立一個主文獻目錄MＦD,同時還為每個用戶建立一用戶文獻目錄UFＤ。優點：解決了文獻的重名問題和文獻共享問題----用戶名|文獻名提高了目錄檢索的速度，減少查找時間缺陷:增長了系統開銷③樹型目錄結構(多級）在兩極目錄的基礎上，允許用戶創建自己的子目錄,子目錄創建自己的子目錄，依次類推。優點：層次結構清楚，便于管理和保護；有助于文獻分類;解決了文獻的重名問題；提高了文獻的檢索速度;能進行存取權限的控制缺陷：查找一個文獻按途徑名逐層檢查,由于每個文獻都放在外存,多次訪盤影響存取速度。４.磁盤調度(磁盤調度方法：FCFS、SSTＦ，ＳCＡＮ)（1）先來先服務FCFS根據進程請求訪問磁盤的先后順序進行調度。缺陷：平均尋道時間長（2)最短尋道時間優先SＳTＦ選擇與當前磁頭所在的磁道距離最近的磁盤訪問請求服務。缺陷:出現“饑餓”現象。(３）掃描（SＣAＮ）算法(電梯調度算法)一方面考慮磁盤請求的磁頭移動方向,在方向一致的情況下選擇與當前磁頭最近的磁盤請求服務。若同方向沒有請求,磁頭轉向反方向移動。尋道時間Ｔｓ(啟動磁臂時間s+磁頭移動時間）Ts=m×n+s(移動ｎ條磁道)旋轉延遲時間Ｔr=1\2r傳輸時間Tt=b\Ｒn其中，b為傳輸的字節數,Ｎ為一條磁道上的字節數，ｒ為磁盤每秒的轉數。５.虛擬設備、緩沖技術、SＰOOLINＧ系統虛擬設備操作系統使用共享設備來模擬獨占設備的操作,通過操作系統虛擬技術解決后的設備稱為虛擬設備。在虛擬設備環境中，一個獨占設備可以允許兩個或兩個以上的進程并行使用,并且每個進程都感覺在獨占使用該設備。緩沖技術（1）為什么要引入緩沖技術緩和CＰＵ和I/O設備之間速度不匹配的矛盾減少對ＣPU的中斷次數。提高CPU和Ｉ／O設備之間的并行性(2)緩沖的種類單緩沖雙緩沖循環緩沖緩沖池ＳＰOOLinｇ系統SPＯOLｉｎｇ技術是實現虛擬設備以提高獨占設備運用率的技術，也是一種以空間換時間的技術。SＰOOＬinｇ技術是在批解決操作系統時代引入的，即假脫機輸入輸出技術。把這種技術實質就是對輸入/輸出數據成批解決。(1)概念ＳPＯOLｉng技術是指在聯機情況實現的同時外圍操作，也稱假脫機操作。它通過共享設備來模擬獨占設備的動作,使獨占設備成為共享設備,也稱為虛擬設備技術。（2）SPOＯLinｇ技術實現原理ＳPOOLing輸入————作業預輸入(輸入機T輸入井)ＳＰOOＬｉｎg輸出————作業緩輸出（輸出井T輸出機）由SPOOLing程序控制通道完畢（3）SＰOOLｉｎｇ系統的組成①輸入井和輸出井(外存：暫存I/O設備傳送的數據)②輸入緩沖區和輸出緩沖區（內存：匹配CPU與磁盤之間速度不匹配的矛盾）③輸入進程和輸出進程(假脫機進程）（4)SＰＯOLｉng系統的優點與缺陷優點：①提高了I/O速度。用戶程序對慢速獨占設備的獨占時間大大縮短了，提高了慢速獨占設備的運用率;②用戶程序自身的執行時間大大縮短了,提高了系統吞吐量和資源的運用率。③使獨占設備成為共享設備，實現了虛擬設備的功能。缺陷:必須有高速、大容量和可隨機存取的外存的支持。綜合應用題多道系統、作業調度、進程調度、搶占式調度、非搶占式調度、周轉時間、帶權周轉時間(1)概念作業調度:是指按一定的作業調度算法,從外存的后備作業隊列中選擇若干個作業調入主存的過程。進程調度：按一定的進程調度算法，從已在內存的進程中選擇一個進程并把ＣＰU分派給它的過程。作業周轉時間：從作業提交進入系統到結束退出系統所經歷的一段時間。平均周轉時間：多道作業周轉時間的平均值。系統吞吐量（吞吐率):單位時間系統所完畢的總工作量（一般用作業數表達）。（２）調度可分為三個層次:作業調度:也稱高級調度或長期調度,決定每次接受多少個作業和接納哪些作業的問題。互換調度:重要負責內外存上的進程互換。一般通過“掛起”和“解掛”的方法來實現,也稱“中期調度”。進程／線程調度：將解決器分派給一個或多個進程/線程的調度方法,也稱“低檔調度”和“短期調度”和“解決器調度”。帶權周轉時間=周轉時間/運營時間例1:先來先服務調度(非搶占）執行順序提交時刻運營時間等待時間開始時刻完畢時刻執行順序提交時刻運營時間等待時間開始時刻完畢時刻周轉時間帶權周轉時間18.01.0028.50.50.539.00.20.549.10.10.6作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間作業提交時刻運營時間1８．01.0２8．50．5３９．00.249.10.1例2：若采用搶占的高優先級調度算法，進程的調度順序是什么?(假定優先數越小的作業,優先權越高。)作業提交時刻運營時間時間：8.0 8.5 9.0 9.1 9.2 9.3 9.8時間：8.0 8.5 9.0 9.1 9.2 9.3 9.8作業：1 2 3(2) 4 3(4) 1(3)(1)18.01.０328.50.5１３9．00．2249．10.11例3:短作業優先調度（短作業優先調度算法產生的平均周轉時間短,系統吞吐量大。非搶占）作業提交時刻執行順序提交執行順序提交時刻運營時間開始時刻完畢時刻周轉時間帶權周轉時間18.01.039.00.249.10.128.50.5作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間18.0１.０28.50.539.00.249.10.1例4：最短剩余時間優先調度(最短作業優先調度算法產生的平均周轉時間最短,系統吞吐量最大。搶占式）作業提交時刻執行順序提交執行順序提交時刻運營時間開始時刻完畢時刻周轉時間帶權周轉時間18.01.039.00.249.10.128.50.3作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間18.０１．0２8.５０．339.00.249.10．1例5:時間片輪轉調度算法(是一種基于時間片的搶占式調度算法。)假定系統規定的時間片大小為０.3，不考慮切換開銷。作業提交情況如下表所示：作業提交時刻執行次序提交時刻執行次序提交時刻運營時間運營及完畢時刻周轉時間帶權周轉時間18.01.028.00.538.00.248.00.1作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間１8．0１.0２8.10.5３8.20.248.3０.1例6:高響應比調度（非搶占)響應比Rｐ=等待時間+規定服務時間=響應時間規定服務時間規定服務時間作業提交時刻執行順序提交時刻執行順序提交時刻運營時間等待時間開始時刻完畢時刻周轉時間帶權周轉時間18.01.028.50.539.00.249.10.1作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間1８.０１.028．５0.5３9.00．249.10．1eｇ1：執行順序提交執行順序提交時刻運營時間優先數運營及完畢時刻周轉時間帶權周轉時間A10:0040分鐘5B10:2030分鐘3C10:3050分鐘4D10:5020分鐘6作業平均周轉時間作業平均帶權周轉時間作業名到達時間運營時間優先數Ａ１0:0０４０分鐘5B１0:20３０分鐘３C10:3050分鐘4D10：5020分鐘6eg2:在某多道程序系統中，用戶當前可使用的系統資源:內存空間１０0K,磁帶機2臺,打印機１臺。系統采用可變式分區分派方式管理內存，對磁帶機和打印機采用靜態分派方式,并假設輸入輸出操作的時間忽略不計。假設作業調度采用先來先服務算法,內存分派采用初次適應算法且不準移動已在內存中的作業，進程調度采用短作業優先的調度算法。作業序列情況如下表。作業號提交時間運營時間內存需求申請磁帶機打印機1８：0０30分鐘15Ｋ112８:201０分鐘3０K0１38：2０20分鐘６0K10４8:３020分鐘20K１０58:3515分鐘１０Ｋ１1問題：（1)求作業調度的順序,并給出每道作業進駐內存的時刻（5分）。（２）計算每道作業的周轉時間(５分)。解:(1)(5分)作業調度的順序：１→3→4→２→5進駐內存的時刻分別為:８：０0,8：20，8：3０，8：５０，９:00……(５分）(2)(5分)作業的周轉時間＝作業的完畢時間-作業到達系統的時間。每道作業的周轉時間如下:１號作業：30(分鐘）２號作業:40（分鐘)３號作業：30(分鐘)4號作業：6５（分鐘）5號作業：4０（分鐘)2.虛擬頁式存儲器管理系統(頁表、快表、虛地址、物理地址、快表命中、頁表命中、頁面淘汰算法(ＬＲU、CＬOCK）,駐留集、置換策略、抖動、缺頁中斷）(１)頁表:放在系統空間的頁表區,存儲邏輯頁與物理頁幀之間的相應關系。每個進程的PCB表中有一個指向頁表的指針，即每一進程擁有一張頁表。有效地址結構：邏輯地址=p(頁號）*頁面大小+d(頁內位移)物理地址＝f(頁幀號))＊頁面大小+d(同上)ｐ=線性邏輯地址/頁面大小；d＝線性邏輯地址-p＊頁面大小。例如:頁面的大小為１KB，求邏輯地址41０1的頁號和頁內位移。151４13121１1098６654321000０1000００0００0101得到頁號p＝4,頁內位移d＝５進程被調度占用CPU時,進程頁表始址被裝入頁表地址寄存器。例如：有一個3２位的分頁存儲器管理系統，頁面的大小規定為1KB,每個頁表項占４個字節，求頁表所占的最大內存空間？３２位計算機系統的邏輯地址空間應是23２,頁表長度（頁表項的個數)為:2３2／210=222頁表所占的內存空間:222×２2＝2２4個字節，即１6ＭＢ。訪問權限進程號物理塊號頁號（2）快表:由一組高速緩沖寄存器組成，用來存放當前訪問過的頁表項，以減少地址轉換過程中的時間花費。訪問權限進程號物理塊號頁號快表的表目結構:（3）命中率：選用8-12項組成的聯想存儲器,并采用適當的替換策略，在聯想存儲器中匹配成功的也許性可達80-90%。（4）等效訪問時間:設訪問主存時間為７５0ns,搜索聯想存儲器的時間為50nｓ,若聯想存儲器的命中率為80%,則一次訪問主存的平均時間為(假設先查聯想存儲器再查頁表):80%*（750＋50）+２0%*(7５0+50+750）=950ns(5)虛擬地址：在虛存管理系統中,通常把運營進程訪問的指令和數據的邏輯地址（目的程序中的相對地址）稱為虛擬地址。虛擬地址的集合稱為虛擬地址空間或邏輯空間。(6）實地址：主存儲器單元的實際地址。主存也稱為實地址空間或物理空間。（7）最近最久未使用（LRU）算法原理根據頁面在內存中的使用情況,選擇最近最久未使用的頁面予以淘汰。即以“最近的過去”預測“最近的將來”，即淘汰上次使用距當前最遠的頁。棧實現的LRＵ法——存放當前使用的各頁面的頁號。實現原理：當進程訪問某頁時，就將該頁的頁號從棧底移出壓入棧頂,或將新訪問的頁號壓入棧頂。處在棧底的就是最近最久未使用的頁面號。（7）時鐘(Ｃｌock）頁面置換算法將二次機會置換算法中的FIＦO鏈組織成一個環狀隊列，設一指針指向當前最老的頁面。當產生缺頁中斷時,假如指針所指向的頁面的訪問位為“0”,則淘汰，將新調入的頁面插入到指針指向的位置，指針前移;假如訪問位為“1”，則將其清“0”，指針前移,直到找到一個訪問位為“０”的頁面。(８）頁面分派的有關策略①最小物理塊數的擬定最小物理塊數是指能保證進程正常運營所需要的最少物理塊數。相關因素：機器指令的格式、功能和尋址方式。②頁面分派和置換策略固定分派局部置換可變分派全局置換:系統維護一個空閑物理塊隊列可變分派局部置換:根據缺頁率來動態增長或減少分派給每個進程的物理塊數。頁面置換算法實現目的：不發生抖動現象，缺頁率正常。(9)駐留集：進程的合法頁集合。（10)抖動:假如分派給進程的存儲塊數量小于進程所需要的最小值,進程的運營將很頻繁地產生缺頁中斷，這種頻率非常高的頁面置換現象稱為抖動。（11)缺頁中斷——當前訪問的頁面不再主存時產生缺頁中斷。缺頁中斷與一般中斷的區別:①在指令執行期間產生和解決中斷信號②一條指令執行期間也許產生多次缺頁中斷編程信號量P、V操作的編程生產者——消費者問題讀—寫問題環節：（1）抽象為幾類進程(2）分析進程之間的直接和間接制約關系（3）設立信號量及其初值(4)為各類進程編寫代碼補充1.為什么引入進程?進程控制塊。（1）為使程序能并發執行，且為了對并發執行的程序加以描述和控制,人們引入了進程的概念。（2)進程控制塊PCＢ是進程實體的一部分，是操作系統中作重要的記錄型數據結構。PＣB中記錄了操作系統所需的。用于描述進程的當前情況以及控制進程運營的所有信息。進程控制塊的作用是使一個在多道程序環境下不能獨立運營的程序,成為一個能獨立運營的基本單位，一個能與其他進程發生并發執行的進程。PＣB是進程存在的唯一標記。2.特權指令和非特權指令特權指令：只能由操作系統使用的指令。特權指令的執行一般會引起解決器的狀態切換。解決器的狀態:根據運營程序對資源和機器指令的使用權限將解決器設立為不同狀態:多數系統將解決器工作狀態劃分為管態和目態:管態：操作系統管理程序運營的狀態，又稱為特權態、系統態、管理態或核心態目態：用戶程序運營時的狀態,又稱為普通態或、用戶態有些系統將解決器狀態劃分核心狀態,管理狀態和用戶程序狀態(目的狀態)三種管態和目態的比較：解決器處在管態時可以執行所有指令(涉及特權指令)可使用所有資源具有改變解決器狀態的能力解決器處在目態時：只能執行非特權指令特權級別不同，可運營指令集合也不同特權級別越高，可以運營指令集合越大高特權級別相應的可運營指令集合包含低特權級的３.進程的阻塞與喚醒，進程的掛起與激活(1)引起進程阻塞與喚醒的事件進程請求系統為之服務啟動某種操作需要的數據不能及時到達本進程無工作可做(如發送進程）(2）進程的阻塞過程進程的阻塞通過阻塞原語來實現，阻塞是進程的一種積極行為,過程:將進程狀態由運營變為阻塞將阻塞進程插入相應的阻塞隊列設調度標志為“真”，進程調度程序調度新的就緒進程運營。（3)進程的喚醒過程進程的喚醒通過喚醒原語實現，喚醒是一種被動行為,過程:將要喚醒的進程從阻塞隊列中移出將該進程的狀態由阻塞變為就緒將該進程插入就緒隊列等待ＣPＵ調度(４）進程的掛起(一個進程只能解掛自己的子孫進程，而不能解掛其他族系的進程。）進程的掛起通過掛起原語來實現，重要過程:檢查將要被掛起的進程的狀態若狀態為:執行停止，設立ＣPU調度標志為“真”活動就緒靜止就緒活動阻塞靜止阻塞(5)進程的激活進程的激活過程通過激活原語實現,過程:檢查將要被掛起的進程的狀態:靜止就緒活動就緒靜止阻塞活動阻塞檢查是否要進行重新調度例如:請判斷下列說法哪些的對的的?答案：(2)、（３)(１)進程可以由自己創建（２）進程可以由自己阻塞（３）進程可以由自己掛起（4)進程可以由自己激活(5)進程可以由自己喚醒(6)進程可以由自己撤消4．進程通信進程通信通過發送原語和接受原語方式。5.線程——什么是內核級線程?什么是用戶級線程？（１）級線程ULT：由用戶應用程序建立的線程。并且由用戶程序負責對他們的調度和管理工作。（2)內核級線程KLＴ:這類進程依賴ＯS內核，所有線程的創建、調度和管理所有由操作系統內核負責。即所有線程的創建、切換和撤消等操作都需要進行系統調用,由ＯS內核來實現。用戶線程：運營在用戶地址空間的線程。內核線程:運營在內核空間的線程。所有的用戶級線程都是用戶線程，內核級線程可以是用戶線程，也可以是內核線程。６.什么是環境調用單位是進程?什么是環境調用單位是線程?(1)僅設立用戶級線程的系統是以進程作為調度的基本單位。（2）設立內核級線程的系統以線程作為調度的基本單位。7.產生死瑣的必要條件（1）互斥條件：在一段時間內某資源只允許一進程使用。（2）請求和保持條件：既占有又同時請求資源。（3)不剝奪條件:資源在使用完前不能被搶奪。（4)環路條件：發生死鎖時必然存在一個進程-資源的環形鏈。7．死瑣的解除方法剝奪資源撤消進程8.什么是靜態重定位？靜態重定位：在裝入一個作業時,由鏈接程序在程序執行前進行的重定位,即把作業中的指令地址和數據地址所有轉換成絕對地址。靜態重定位是由重定位裝配程序完畢,不支持程序浮動。9.什么是主存的連續分派?動態分區分派。根據進程實際需要，動態的分派內存空間。在實現可變分區分派時,將涉及到分區分派中所用的數據結構、分區分派算法和分區的分派與回收操作這樣三個問題。1０．可重定位分區通過移動的方法，把主存中分散的各個小的存儲分區拼湊成大存儲區的過程,這種方法叫做緊湊。動態重定位的特點：動態重定位由硬件機構完畢，硬件機構涉及重定位寄存器和加法器。在程序執行的過程中進行邏輯地址到物理地址的轉換。目的程序可以在內存中移動且可以不連續。１1.分頁與分段的比較（１)頁是信息的物理單位;而段是信息的邏輯單位。(2)頁的大小固定；而段的大小是由它邏輯信息的長度的決定,不同段的長度通常不同。(3)分頁管理的地址空間是一維的，而分段管理的地址空間是二維的(4)段式存儲管理可以實現基于完整功能邏輯段的信息共享，便于實現動態鏈接。12.信息共享段的共享:對于那些被多個程序共享的段,在內存中只保存一個副本。副本采用可重入代碼。１3．虛擬存儲器的實現方法（１)請求分頁的存儲器管理系統（2)請求分段的存儲器管理系統（3)段頁式虛存管理系統14．請求分頁存儲器管理方式也許碰到哪些問題?（1）最小物理塊數的擬定（2)物理塊的分派策略(3）物理塊的分派算法15.分段保護越界檢查：每個進程只能運營在自己的地址空間。存取控制檢查:只讀、只執行、讀/寫環保護機構：不同的環具有不同的訪問權限。原則是:一個程序可以訪問駐留在相同環或較低環中的數據一個程序可以調用駐留在相同環或較高環中的服務1６.分頁保護越界保護：設立頁表長度寄存器,查頁表前，先檢查頁號是否越界。操作訪問保護:在每個頁表項中增設一存儲保護域，用于說明對該頁的訪問權限,每一個對該頁存儲的訪問都一方面要比照是否滿足該頁訪問權限的說明，滿足則訪問，否則報錯。１７.設備管理的任務和功能設備管理的重要任務是完畢用戶提出的I/O請求，為用戶分派Ｉ/O設備，以提高CＰU和I／Ｏ設備的運用率和系統的吞吐量。重要涉及:緩沖管理:管理好各種類型的緩沖區。設備分派:根據用戶的請求，分派相應的設備。設備解決:通過設備解決程序(設備驅動程序)來實現ＣPU和設備控制器之間的通信。設備獨立性和虛擬設備：通過設備獨立性程序可使應用程序獨立于具體的物理設備;通過虛擬技術,可把一次只允許一個進程訪問的物理設備改導致可同時供多個進程共享的設備。18.設備分派的分派順序分派設備————分派控制器————分派通道１9.I/O系統的層次兩層:設備相關層（驅動層)設備無關層(獨立層)四層：用戶進程——進行Ｉ/O調用；格式化I/O；ｓｐooｌing設備無關I/O軟件（設備獨立性軟件）——設備命名;保護;阻塞;緩沖；分派與釋放設備驅動程序——設立設備寄存器；檢查狀態中斷解決程序——當Ｉ/Ｏ結束時喚醒驅動（硬件——執行I/O操作)中斷層具體功能中斷層是Ｉ／O子系統的最低層。重要工作是執行與中斷有關的操作,并在I/O結束時喚醒驅動程序。驅動層的具體工作:(１)擬定是否向設備發命令(2）擬定向設備發什么命令(3)向設備發命令（設立寄存器)(４)監督設備命令的對的執行和等待物理操作的完畢(5)執行后解決：中斷時被調用的驅動層物理操作的后續解決獨立層(邏輯Ｉ/O層)功能(1）向用戶層軟件提供一個統一的接口(2）設備命名（3）設備保護：防止無權存取設備的用戶存取設備。（4)緩沖管理(5）提供與設備無關的塊尺寸：向更高一層隱藏不同設備的物理塊大小的差別。（6）塊設備的存儲分派(7)分派和釋放獨占設備（8）錯誤報告(與設備無關的錯誤報告）用戶空間層I/O軟件——運營于用戶空間的I/O軟件(1）與用戶程序連接在一起的庫過程。(輸入輸出的格式是由庫過程完畢的)(2）在核心外運營的I/O程序。（如假脫機進程)例如：請說明下列的各個工作是在設備管理的哪個層次完畢的?１.向設備寄存器寫命令。2.檢查用戶是否有權使用設備。3.將二進制整數轉換成AＳCII碼打印。4.為一個讀操作計算磁道和扇區。解:１.驅動層;2.設備無關I/O軟件層；３.用戶空間層I/O軟件;４．驅動層.2０.Ｉ/Ｏ軟件設總體設計目的：是高效率和通用性。前者要保證I／O設備與CＰＵ的并發性，以提高資源運用率；后者則是指盡也許地提供簡樸抽象、清楚而統一的接口。重要原則：設法消除或屏蔽設備硬件內部的地基解決過程，為用戶提供一個簡便、易用、抽象的邏輯設備接口，保證用戶安全、方便的實用各類設備。21.文獻屬性結構文獻屬性重要有：文獻類型、文獻長度、文獻的物理位置、文獻的建立時間等。２２．文獻的打開和關閉是干什么的?所謂“打開”(open），是指系統將指名文獻的屬性(FＣB——涉及該文獻在外存上的物理位置)從外存拷貝到內存打開文獻表的一個表目中,并將該文獻返回給用戶。所謂“關閉”(ｃlｏｓe），系統調用來關閉系文獻,ＯＳ將會把該文獻從打開文獻表中的表目上刪除掉。打開文獻——任何一個文獻使用前都要先打開,即把文獻的FCB送到內存。關閉文獻：把文獻在主存中的ＦCB寫入磁盤,并修改系統打開文獻表和用戶打開文獻表。2３.文獻的讀、寫、刪除是干什么的？讀文獻:在讀一個文獻時，須在相應系統調用中給出文獻名和應讀入的內存目的地址。此時，系統同樣要查找目錄，找到指定的目錄項,從中得到被讀文獻在外存中的位置。在目錄項中，尚有一個指針用于對文獻的讀、寫。寫文獻:在寫一個文獻時,須在相應系統調用中給出該文獻名及該文獻在內存中的地址。為此,也同樣須查找目錄,找到指定文獻的目錄項,再運用目錄中的寫指針進行寫操作。刪除文獻：當已不再需要某文獻時，可將它從文獻系統中刪除。在刪除時,系統應先從目錄中找到要刪除的文獻找到要刪除文獻的目錄項，使之成為空項,然后回收該文獻所占用的存儲空間。24．文獻邏輯結構的類型和特點（１）有結構文獻順序文獻:其中記錄通常是定長記錄，因而能用較快的速度查找文獻中的記錄。（順序文獻的優點適合順序存取，批量存取的效率高。順序文獻的缺陷變長記錄文獻隨機直接存取效率低。)索引文獻：記錄為可變長度時，為每個文獻建立一張主索引表，每個邏輯記錄在索引表中建立一個表項,以加快對記錄的檢索速度,每一個表項設一指針指向相應的邏輯記錄。（索引文獻很容易實現對邏輯文獻的隨機訪問。）順序索引文獻:將順序文獻的所有記錄提成若干個組，并為順序文獻建立一張索引表，索引表的表項為每組第一個記錄的鍵值和指向該記錄的指針。(索引順序文獻一般按關鍵字順序組織文獻。）(2）無結構文獻25.目錄查詢技術當用戶要訪問一個已存在文獻時，系統一方面要運用用戶提供的文獻名對目錄進行查詢,找出該文獻的文獻控制塊相應索引結點；然后,根據FCＢ或索引結點中所記錄的文獻物理地址,換算出文獻在磁盤上的物理位置;最后,再通過磁盤驅動程序，將所需文獻讀入內存。目前對目錄進行查詢的方式有兩種:線性檢索法和Hasｈ方法。26.文獻的共享（1）基于索引結點的共享方式（硬鏈接）（２）基于符號鏈的文獻共享(軟鏈接)考研題進程的描述與控制D單解決機系統中,可并行的是()?I進程與進程

II解決機與設備ＩII解決機與通道

IV設備與設備

Ａ．I、II和IIＩ

Ｂ.I、II和IV

C.I、ＩＩI和IV

D.II、ＩII和IVA下列選項中,操作系統提供的給應用程序的接口是（)A:系統調用B:中斷C：庫函數Ｄ:原語Ｃ下列選項中，導致創進新進程的操作是()?I用戶成功登陸ＩI設備分派IＩI啟動程序執行A：僅I和IIB:僅II和IIIC:僅I和ＩIID:I，ＩI，IIIA下列選項中，減少進程優先權級的合理時機是（)A:進程的時間片用完B：進程剛完畢I/O,進入就緒隊列C:進程長期處在就緒隊列中D:就緒從就緒狀態轉為運營態A下列選項中,在用戶態執行的是（)A.命令解釋程序Ｂ.缺頁解決程序C.進程調度程序D.時鐘中斷解決程序Ｄ在支持多線程的系統中,進程P創建的若干個線程不能共享的是()A．進程P的代碼段B.進程P中打開的文獻C．進程Ｐ的全局變量D.進程P中某線程的棧指針互斥與同步三個進程p１,p2,p3互斥使用一個包含N（Ｎ>0）個單元的緩沖區，p1每次用prｏｄucｅ()生成一個正整數并用put（)送入緩沖區一個空單元中；ｐ２每次用ｇｅtoｄd從緩沖區中取一個奇數,并用coｕntodd()記錄奇數個數；ｐ3每次用geteven從緩沖區中取一個偶數,并用coｕnteven()記錄偶數個數；請用信號量機制實現這三個進程之間的同步與互斥活動,并說明所定義的信號量的含義。規定用偽代碼描述。設四個信號量：ｓemaｐhoreｏdd＝０,ｅven=0;emｐty=N;mutex=1;P2:{P(odd);P2:{P(odd);P(mutex);geteven();countodd=countodd+1V(mutex);V(empty);}ParendP3:{P(even);P(mutex);geteven();counteven=counteven+1V(mutex);V(empty);}P1:{X=prodeucｅ();Ｐ(eｍpty);P(mutｅx)；puｔ();V(ｍutex)；ｉf(X%2==0)Ｖ(eveｎ）；eｌsｅV(oｄd）；｝調度與死鎖D下列進程調度算法中，綜合考慮進程等待時間和執行時間的是（）:Ａ.時間片輪轉調度算法B.短進程優先調度算法C.先來先服務調度算法?D.高響應比優先調度算法C某計算機系統有8臺打印機,有K個進程競爭使用，每個進程最多需要3臺打印機。該系統也許發生死鎖的Ｋ的最小值是():A．２ Ｂ．3?Ｃ.4 D.５B設與某資源相關聯的信號量初值為3，當前值為1,若M表達該資源的可用個數,Ｎ表達等待資源的進程數,則M，N分別是() Ａ.0，１ Ｂ.１，０C.1，2?D.2，0A下列選項中，減少進程優先權級的合理時機是(）A:進程的時間片用完B：進程剛完畢I/Ｏ,進入就緒隊列Ｃ：進程長期處在就緒隊列中D:進程從就緒狀態轉為運營態Ｂ下列選項中，滿足短任務優先且不會發生饑餓現象的調度算法是A.先來先服務B．高響應比優先C．時間片輪轉D．非搶占式短任務優先A下列選項中,在用戶態執行的是A．命令解釋程序B.缺頁解決程序Ｃ．進程調度程序D．時鐘中斷解決程序Ｃ有兩個并發執行的進程Ｐ1和P２,共享初值為１的變量x。Ｐ1對ｘ加1,P2對x減1。加1和減1操作的指令序列分別如下所示。//加1操作//減1操作ｌoａdR1,xｌｏadR2，x/／取x到寄存器Ｒ1中incR1decＲ2ｓｔoｒｅx,R1sｔｏｒex，R2//將R1的內容存入x兩個操作完畢后，x的值A．也許為－1或3B.只能為1C．也許為0、１或2D.也許為-1、0、1或2某銀行提供1個服務窗口和10個供顧客等待的座位。顧客到達銀行時,若有空座位,則到取號機上領取一個號，等待叫號。取號機每次僅允許一位顧客使用。當營業員空閑時，通過叫號選取一位顧客,并為其服務。顧客和營業員的活動過程描述如下:ｃobｅgin{pｒoｃess顧客i｛從取號機獲取一個號碼;等待叫號；獲取服務；}}coeｎｄ請添加必要的信號量和P、V（或wａit（)、sｉgnal()）操作,實現上述過程中的互斥與同步。規定寫出完整的過程,說明信號量的含義并賦初值。semaphoreseets=1０；／／有10個坐位的資源信號量ｍｕｔeｘ=1;//取號機互斥信號量ｈａｖｅCusｔom=0；／/顧客與營業員同步，無顧客時營業員休息process營業員{while(True){process營業員{while(True){P(haveCustom);//沒有顧客則休息叫號;為顧客服務;}}P（ｓeets)；／/等空位Ｐ(mutｅｘ)；//申請使用取號機從取號機上取號;Ｖ(mutｅx)；／/取號完畢V(haveCustom);/／告知營業員有新顧客到來等待營業員叫號;V(sｅeｔｓ);//離開坐位接受服務;｝主存管理Ａ分區分派內存管理方式的重要保護措施是:Ａ：界線地址保護B：程序代碼保護Ｃ:數據保護 ?D：棧保護Ｃ一個分段存儲管理系統中,地址長度為32位,其中段號占8位,則最大的段長是:Ａ:２8字節? B:216字節C：2２4字節 D：232字節D某基于動態分區存儲管理的計算機,其主存容量為5５ｍb（初始空間)，采用最佳適配（Beｓtfｉt)算法,分派和釋放的順序為:分派1５ｍb，分派３0mb，釋放１5mb,分派８mb，此時主存中最大空閑分區的大小是A:7mb??Ｂ：9mbC:10mb ?D:15mb虛擬存儲器A2９．當系統發生抖動（thrasｈing)時，可用采用的有效措施是Ⅰ.撤消部分進程Ⅱ.增長磁盤互換區的容量Ⅲ.提高用戶進程的優先級A．僅ⅠB.僅ⅡC．僅ⅢD．僅Ⅰ、ⅡB３0．在虛擬內存管理中,地址變換機構將邏輯地址變換為物理地址,形成該邏輯地址的階段是Ａ．編輯B.編譯C.鏈接D.裝載設備管理B某文獻占１0個磁盤塊，現要把該文獻磁盤塊逐個讀入主存緩沖區，并送用戶區進行分析，假設一個緩沖區與一個磁盤塊大小相同,把一個磁盤塊讀入緩沖區的時間為100us，將緩沖區的數據傳送到用戶區的時間是50uｓ,CPU對一塊數據進行分析的時間為50us。在單緩沖區和雙緩沖區結構下,讀入并分析完該文獻的時間分別是A．1500ｕs、１00０usB.1550uｓ、110０ｕsC.1５5０us、１５50usD.２023us、２023usＡ假設磁頭當前位于第10５道,正在向磁道序號增長的方向移動。現有一個磁道訪問請求序列為35,45,12,68，1１0，18０,170，195，采用SＣAN調度算法得到的磁道訪問序列是(）?A．110，17０，180，1９5，6８，4５,3５,12Ｂ.1１0,68,４5，3５，12，１70,1８0，195?C．１10,170，１80,195,1２，３5，４5,68Ｄ.12，35,45,68，11０,１70,18０,195A程序員運用系統調用打開I/O設備時，通常使用的設備標記是()A．邏輯設備名

Ｂ．物理設備名

C.主設備號

D．從設備號文獻管理Ｂ下列文獻物理結構中,適合隨機訪問且易于文獻擴展的是()Ａ.連續結構B．索引結構C.鏈式結構且磁盤塊定長D．鏈式結構且磁盤塊變長C設文獻索引節點中有7個地址項,其中4個地址項為直接地址索引,2個地址項是一級間接地址索引,1個地址項是二級間接地址索引,每個地址項大小為4字節，若磁盤索引塊和磁盤數據塊大小均為２5６字節,則可表達的單個文獻的最大長度是(）A：33kbＢ:51９kbC:1057kbＤ:1６513kbC設立當前工作目錄的重要目的是()A：節省外存空間B：節省內容空間C:加快文獻的檢索速度D：加快文獻的讀寫速度Ｂ本地用戶通過鍵盤登錄系統時,一方面獲得鍵盤輸入信息的程序是()Ａ:命令解釋程序B：中斷解決程序C：系統調用程序D:用戶登錄程序Ｂ下列文獻物理結構中既適合隨機訪問,又易于文獻擴展的是（）A.連續文獻Ｂ.索引文獻C．鏈式結構且磁盤塊定長Ｄ.鏈式結構且磁盤塊變長A文獻系統中,文獻訪問控制信息存儲的合理位置是（)A．文獻控制塊 B.文獻分派表C.用戶口令表?Ｄ.系統注冊表Ｂ設文獻F1的當前引用計數值為１,先建立Ｆ1的符號鏈接(軟鏈接）文獻F2,然后再建立Ｆ1的硬鏈接文獻Ｆ3，然后刪除F1，此時Ｆ2和F３的引用計數值分別是（)A.0,1?Ｂ.1,1Ｃ.1,2?D.２,1A程序員通過系統調用打開I/O設備時,通常使用的設備標記符是()A.邏輯設備名?B．物理設備名C.主設備號? Ｄ.從設備號選擇題例題在批解決系統中，用戶作業由()組成。Ａ.程序Ｂ.程序+數據Ｃ.程序+作業說明書D．程序+數據＋作業說明書下列選擇中,（)不是操作系統關心的重要問題。A．管理計算機裸機B．提供用戶與計算機硬件系統的接口C.管理計算機系統資源D.高級程序設計語言的編譯器(）不是設計實時操作系統重要追求的目的。A.安全可靠B.資源運用率Ｃ.及時響應D.快速解決在虛擬頁式存儲管理中,下列說明哪個是對的的（）A.頁面長度固定,并且是軟件的設計特性B．頁面長度固定,并且是硬件的設計特性C.頁面長度可變，并且是硬件的設計特性D．頁面長度可變，并且是軟件的設計特性若系統中有同類資源10個,被３個進程所共享,每個進程最多可申請（）個該類資源時，系統不會發生死鎖。Ａ.2B.3C．4D.5文獻系統中，設立打開文獻(oｐen)系統功能調用的基本操作是()。A.把文獻信息從輔存讀入主存B.把文獻的ＦCＢ從輔存讀入主存C.把文獻的FAＴ表信息從輔存讀入主存Ｄ.把磁盤的超級塊從輔存讀入主存工作集是進程運營時被頻繁訪問的頁面集合。進程在運營時,假如它的工作集頁面都在()就可以使該進程有效地運營,否則系統就也許會發生抖動現象。A.外部存儲器B．虛擬存儲器C.輔助存儲器D．主存儲器已知某段式虛擬存儲器管理系統中，段的邏輯地址結構為：段號為5位,段內地址為1３位。主存容量為5Ｋ,輔存容量為２00K，那么該虛擬存儲器系統的實際容量為。A.1６0K?Ｂ.２00KC.205K?D.25６K例題進程同步１:設公共汽車上,司機和售票員的活動分別為:司機的活動為啟動車輛，正常行車,到站停車；售票員的活動為關車門,售票，開門。給出在汽車不斷地到站、停車、行駛過程中,司機和售票員的活動的同步關系。用信號量和waiｔ,sｉgnal操作實現他們間的協調操作。答：根據一般的常識，有售票員應滿足的同步關系為:當司機停車后,才將車門打開讓顧客上下車。司機的同步關系為:當售票員關門后,才干開車.設互斥信號量bｉｎaｒｙ＿seｍａｐhorebｕs_closed,buｓ_stｏpｐed;初始值為ｂｕｓ_closｅd.fｌag＝0；bus_ｓtopped.ｆlag=０；／／表達初始情況第一次用到信號量時情形為車門沒有關,車是開著的進程為:dｒiｖｅr｛ｂuｓserver{dｏ{do{ｗait(ｂus_ｃloｓeｄ);closｉngtｈedoor;busｓｔaｒtｉｎgup;signａl(bｕｓ_cloｓｅd);busisdｒiving；tiｃkeｔsellinｇ;ｂusisparｋiｎg；ｗait（bus_stoｐpeｄ);ｓignal(ｂus＿ｓtopped）;ｏｐeｎiｎgthedoｏr;}while(1)getｔｉngonoffthｅbus;}}while(1)}進程同步２:某車站售票廳，任何時刻最多可容納20名購票者進入，當售票廳中少于20名購票者時,廳外的購票者可立即進入,否則需在外面等待。若把一個購票者看作一個進程，請回答下列問題:(１)用PV操作管理這些并發進程時，應如何定義信號量,寫出信號量的初值以及信號量各種取值的含義。(２)根據所定義的信號量,把應執行的P、V操作填入下面橫線上，以保證進程可以對的地并發執行。(3）若欲購票者最多為n個人，寫出信號量也許的變化范圍(最大值和最小值）。答：（１)定義一信號量Ｓ，初始值為2０,其意義如下：S＞０Ｓ的值表達可繼續進入售票廳的人數S＝0表達售票廳中已有20名顧客(購票者)S<0｜S|的值為等待進入售票廳的人數（2)根據所定義的信號量，把應執行的Ｐ、Ｖ操作填入下面橫線上,以保證進程可以對的地并發執行。COBEGINＰROＣESSPｉ(ｉ=１，2,……)ｂegin;P(S）進入售票廳；購票；退出;V(S)end；ＣOEＮＤ(3）S的最大值為20；S的最小值為20－n進程同步3：理發店里有一位理發師,一把理發椅和N把供等候理發的顧客坐的椅子.假如沒有顧客,則理發師便在理發椅上睡覺.當一個顧客到來時,他必須先喚醒理發師．假如顧客到來時理發師正在理發,則假如有空椅子,可坐下來等；否則離開。答:定義信號量如下：Var Sｎ:?semapｈｏre；{位子數目,初值為n} S:?semaphore;{理發師睡覺，初值為１}mutex: ｓemapｈｏre;{初值為1｝用P、V操作實現如下:理發師進程理發師進程：RepeatP(S);P(mutex);叫人理發；V(mutex);理發；Untilfalse;顧客進程ｉ:P（Sn）;{門外觀望}Ｐ（mutｅx);進門；V（mutex)；V(S);{ｉf（ｓn==n-1)v（s)；}等候；理發;Ｖ(Sn)Ｐ(muｔeｘ);出門；V（mutex);進程同步4：桌子上有一只盤子,每次只能放入一只水果。爸爸專向盤中放蘋果,媽媽專向盤中放桔子，一個兒子專等吃盤中的桔子,一個女兒專等吃盤中的蘋果。請運用P、V操作實現他們之間的同步。答：在本題中,應設立三個信號量s、so、sa，信號量ｓ表達盤子是否為空,其初值為１;信號量so表達盤中是否有桔子，其初值為0;信號量sa表達盤中是否有蘋果，其初值為0。同步描述如下:ｉｎtｓ=１;intsa=0；ｉnｔso=0;father(){father(){p(s);將水果放入盤中；if(放入的是桔子)v(so);elsev(sa);}｛cｏｂegｉnfather();sｏn();daughtｅr();cｏenddaughter(){daughter(){p(sa);從盤中取出蘋果；v(s);吃蘋果；}sｏn(）{ｐ(so)；從盤中取出桔子；v(ｓ);吃桔子;}進程同步５：桌子上有一只盤子,最多可容納兩個水果,每次只能放人或取出一個水果。爸爸專向盤子中放蘋果(ａpplｅ），媽媽專向盤子中放桔子(orａnｇｅ）,兩個兒子專等吃盤子中的桔子，兩個女兒專等吃盤子中的蘋果。請用Pv操作來實現爸爸、媽媽、兒子、女兒之間的同步與互斥關系。Mother:beginL2:P(empty);P(mutex);放桔子；V(mutex);V(orange);GotoL2;End;答:盤子為互斥資源,因可以放兩個水果,eｍpｔy初值為2;再設信號量muteｘMother:beginL2:P(empty);P(mutex);放桔子；V(mutex);V(orange);GotoL2;End;parbｅｇinＦａｔhｅr:beginL1:ｐ(eｍpty)；P(mｕtｅx）;放蘋果；Ｖ(muteｘ)；V(apple);GotoL1;End;Son:beginSon:beginL4:P(orange);P(mutex);取桔子；V(mutex);V(empty);GotoL4;End;ParendＤauｇｈteｒ：beginＬ3:p(apple）;P（ｍutex)；取蘋果;V(ｍuteｘ);V(ｅmpｔy);GｏtoL3；Ｅｎd;進程同步6：圖書館有100個座位，每位進入圖書館的讀者要在登記表上登記，退出時要在登記表上注銷。要幾個程序?有多少個進程？（答：一個程序;為每個讀者設一個進程)(1)當圖書館中沒有座位時，后到的讀者在圖書館為等待(阻塞)(2）當圖書館中沒有座位時，后到的讀者不等待，立即回家。解(2)解(2)設整型變量COUNT=100;信號量：MUTEX=1;P(MUTEX);IF(COUNT==0){V(MUTEX);RETURN;}COUNT=COUNT-1;登記V(MUTEX);閱讀P(MUTEX);COUNT=COUNT+1;V(MUTEX);RETURN;解(1）設信號量:S=100；ＭUＴＥＸ=１P(S)P(MUTＥX)登記V(ＭＵTＥX）閱讀P(ＭUTEＸ）注銷V(MUTEX)V(S)進程同步７：有一座東西方向的獨木橋;用P,V操作實現：(1)每次只允許一個人過橋；（2)當獨木橋上有行人時，同方向的行人可以同時過橋,相反方向的人必須等待。(2)解設信號量：MUTEX=1(東西方互斥)(2)解設信號量：MUTEX=1(東西方互斥)MD=1(東向西使用計數變量互斥)MX=1(西向東使用計數變量互斥)設整型變量：CD=0(東向西的已上橋人數)CX=0(西向東的已上橋人數)(１）解設信號量ＭUTEＸ=1P(MUTEX)過橋Ｖ(ＭUTEX）從西向東：從西向東：P(MX)IF(CX=0){P(MUTEX)}CX=CX+1V(MX)過橋P(MX)CX=CX-1IF(CX=0){V(MUTEX)}V(MX)從東向西：P(MＤ)IＦ(CＤ=0){P（MUTEX)｝CD=ＣD+1V(MＤ)過橋P（MD)CＤ=ＣD-1IF(CD=０){V(MUTEX)}V(MD)(3）解：從東向西的,和(2）相同；從西向東的和(１）相同。進程同步8：有一個俱樂部,有甲乙兩個服務員，當顧客有請求時,甲負責送煙,乙負責送火，無顧客請求時,服務員睡眠。顧客自己不能帶煙和火,當顧客要抽煙時，可請求服務員送煙和火,煙和火尚未送屆時，顧客必須等待。設信號量：ＳY，SH,ＣY,CＨ:初值都為0乙服務員REPEATP(SH)乙服務員REPEATP(SH)送火V(CH)UNTILFALSE顧客V(SY)/*（請求送煙）*/V(SH)/*（請求送火）*/P(CY)/*(等煙)*/P(CH)/*(等火)*/抽煙REPEＡTP(SY)送煙V(CY）UNTIＬFALSE進程同步9:有一個超市，最多可容納N個人進入購物，當N個顧客滿員時,后到的顧客在超市外等待；超市中只有一個收銀員。可以把顧客和收銀員看作兩類進程,兩類進程間存在同步關系。寫出用Ｐ;V操作實現的兩類進程的算法（2０23年系統設計員考試的題目）解:設信號量：S=0,C=0(顧客與收銀員的同步信號量）,M=N顧客顧客P(M)進入店內購物V(S)P(C)V(M)收銀員P（S)收銀V(Ｃ)進程同步１０:一個盒子，內有黑白兩種棋子(數量相等）,甲每次從盒子中取出一顆黑子，乙每次從盒子中取出一顆白子,一人取了棋子后,必須等另一方取過棋子方可再取,（可假設甲先取）。解：設信號量:ＳJ=1,SY=０乙乙REPEATP(SY)取一顆白子V(SJ)UNTIL盒子中無白子甲REPEＡＴP（SJ)取一顆黑子V(ＳＹ)ＵNＴＩL盒子中無黑子內存管理1:在分頁存儲管理系統中,存取一次內存的時間是8us，查詢一次快表的時間是１us，缺頁中斷的時間是２0us,假設頁表的查詢與快表的查詢同時進行。當查詢頁表時,假如該頁在內存但快表中沒有頁表項,系統將自動把該頁頁表項送入快表。求對某一數據進行一次次存取也許需要的時間？現連續對同一頁面上的數據進行４次連續讀取，求每次讀取數據也許需要的時間?答：當系統對數據進行存取時，有3種也許性。所存取的數據的頁面在內存,其頁表項已經存儲到快表,此時存取數據的時間是：查詢快表的時間＋存取內存數據的時間=1uｓ+8us=9uｓ所存取的數據的頁面在內存,但是其頁表項沒有存儲到快表,沒有命中快表，此時存取數據的時是:查詢頁表的時間＋存取內存數據的時間＝8us＋8ｕs=１6us所存取的數據的頁面不在內存，發生缺頁中斷，此時存取數據的時間是:查詢頁表的時間+缺頁中斷的時間+查詢頁表的時間+存取內存數據的時間=8us＋20us+８ｕs＋8us=4４uｓ當對某一數據進行4次連續讀取時：第１次也許的時間為:１us+８uｓ=９ｕs；８us+８us=16us;8ｕｓ+20us+8us+8ｕs。第２次時，相應頁面的頁表項已經互換到快表中。由于存取是連續的，不存在頁面被淘汰的也許性,所以第２次、第3次、第4次的存取時間是同樣的，消耗的時間為1us＋８us=9uｓ。內存管理２：若在一分頁存儲管理系統中，某作業的頁表如下所示。已知頁幀大小為１024字節，試將邏輯地址１0１1,2１48,3000,5012轉化為相應的物理地址(注：此處塊號即為頁幀號）。頁號塊號0123231６答：本題中，為了描述方便,設頁號為Ｐ,頁內位移為W,邏輯地址為A,內存地址為M,頁幀大小為Ｌ，則Ｐ＝int(A/Ｌ)W=AｍodＬ對于邏輯地址1０1１Ｐ＝inｔ(101１/1024)=0W=1011mｏｄ1０24=1011A=１10１=(０,1101)查頁表第0頁在第２塊，所以物理地址為M=１024＊2+11０1=3059。對于邏輯地址為214８P=2１48/１024=２W=2148ｍod1０2４＝100A=21４８=(２,10０)查頁表第2頁在第１塊,所以物理地址為Ｍ=１024＊１+100=11２４。對于邏輯地址為30０0P=3000/102４=2Ｗ=30０0mｏd102４=95２Ａ=3000=(2,952)查頁表第2頁在第1塊，所以物理地址為M=1０２4*１+952＝1976對于邏輯地址５０1２P＝5０1２/1024=４W=5012ｍoｄ1０24＝916因頁號超過頁表長度，該邏輯地址非法。內存管理5：有一計算機系統，內存容量為512Ｋ,輔存容量為2G，邏輯地址形式如下：段號段內地址2920１９0求其虛擬存儲器的實際容量?答:虛擬內存的實際大小由系統的邏輯地址結構、主存輔存容量共同決定。虛擬內存容量的理論值是2１0*2２0=1G;最大段內地址為220=1M,遠大于內存容量，其段長超過５12K的內存容量,故最大實際段長為512k而不是1M。所以