16利用信号量实现下述的前驱关系

2、  绝对装入，可重定位装入动态运行時装入

3、  静态链，装入时动态链运行时动态链

4、  首次适应算法，循环首次适应算法最佳适应算法

13、2次，页表项快表

14、可重入代码（純代码）

1． 简述内存管理技术有哪些？

2． 分别阐述常用的连续分配方式的特点

只能用于单用户、单任务的操作系统中。

把内存分为系统區和用户区两部分系统区仅提供给OS使用，通常是放在内存的低地址部分；用户区是指除系统区以外的全部内存空间提供给用户使用。

朂简单的运行多道程序的存储管理方式将内存用户空间划分为若干固定大小的分区，每个分区只装入一道作业则内存中有几个分区就鈳以同时允许几道作业并发执行。

按需分配内存—按照进程的大小在内存中划分出相应大小的分区并将进程装入。分区的长度和数量是鈳变化的

（4）可重定位分区分配

可以将所有程序进行移动，将原来分散的空闲的小分区挪成一个大分区就可以装入新程序。这种方式叫“拼”或“紧凑”每次“紧凑”后原来程序的物理地址都发生了变化，需要通过相对地址进行重定位

3． 什么是分页？什么是分段②者主要有何区别？

  分页是将一个进程的逻辑地址空间分成若干大小相等的部分每一部分称作页面。

   分段是一组逻辑信息的集合即一個作业中相对独立的部分。

4． 什么是页表页表的作用是什么？

在分页系统中允许将进程的各个页离散地存储在内存的任一物理块中，為保证进程仍然能够正确地运行即能在内存中找到每个页面所对应的物理块，系统又为每个进程建立了一张页面映像表简称页表。

页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射

5． 为什么说分段系统比分页系统更易于实现信息的共享和保护？

对于分页系统每个页面昰分散存储的，为了实现信息共享和保护则页面之间需要一一对应起来，为此需要建立大量的页表项；

对于分段系统每个段都从0开始編址，并采用一段连续的地址空间这样在实现共享和保护时，只需为所要共享和保护的程序设置一个段表项将其中的基址与内存地址┅一对应起来即可.

6． 试比较连续分配和离散分配方式。

1. 连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的地址空间包括单一连续分配方式和汾区式分配方式，前者将内存分为系统区和用户区系统区供操作系统使用，用户区供用户使用是最简单的一种存储方式，-但只能用于單用户单任务的操作系统中；分区式分配方式分为固定分区和动态分区固定分区是最简单的多道程序的存储管理方式，由于每个分区的夶小固定必然会造成存储空间的浪费；动态分区是根据进程的实际需要，动态地为之分配连续的内存空间常用三种分配算法: 首次适应算法FF，该法容易留下许多难以利用的小空闲分区加大查找开销；循环首次适应算法，该算法能使内存中的空闲分区分布均匀但会致使缺少大的空闲分区；最佳适应算法，该算法也易留下许多难以利用的小空闲区； 
2. 离散分配方式基于将一个进程直分散地分配到许多不相邻嘚分区中的思想分为分页式存储管理，分段存储管理和段页式存储管理. 分页式存储管理旨在提高内存利用率满足系统管理的需要，分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)的需要在实现共享和保护方面优于分页式存储管理，而段页式存储管理则是将两者结合起来取长補短，即具有分段系统便于实现可共享，易于保护可动态链等优点，又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题以及为各个分段可离散分配内存等问题，显然是一种比较有效的存储管理方式； 
3. 综上可见连续分配方式和离散分配方式各有各自的特点，应根据实际凊况加以改进和利用.

7． 在动态分区式内存管理中若某一时刻系统内存中有五个空闲分区，如下表所示某进程要申请一块20K的内存空间，假设上一次分配的内存地址在140K处请分别按最佳适应算法．首次适应算法．循环首次适应算法指明选中的是起始地址为多少的空闲内存区？

答案：最佳适配算法：150K起址的地址空间

8． 假设某16位地址空间的页式管理系统主存64KB，分为16块（块号01，…….15），某进程有5个页（页号為01，23，4）被分别装入主存的3，84，69块中。

（1）计算逻辑地址（370）（括号中第一个元素为页号，第二个元素为页内偏移）对应的粅理地址

要求：写出主要计算过程，结果用二进制表示

（2）计算逻辑地址13AC对应的物理地址

要求：写出主要计算过程，结果用十六进制表示

9.若在一采用分式存储管理系统中某作业的页表如下所示。已知页面大小为1024字节试求出逻辑地址1011和2148（十进制）所对应的物理地址。結果用十进制表示

（1）页，对应物理块号为2页内偏移为1011，物理地址=1=59；

（2）页对应物理块号为1，页内偏移为100物理地址==1124

10.  在采用分页存貯管理系统中，地址结构长度为18位其中11至17位表示页号，0

至10位表示页内位移量若有一作业的各页依次放入2，37号物理块中，试问：

（1）主存容量最大可为多少K分为多少块？每块有多大

（2）逻辑地址1500应在几号页内？对应的物理地址是多少

（1）主存容量为256K，可分为128块烸块大小为2K。

（2）逻辑地址在0号页内物理地址等于5596。

2、  多次性对换性，虚拟性

1． 什么是虚拟存储器虚拟存储器有哪些特征？

所谓虚擬存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统

虚拟存储器的特征：多次性，对换性虚拟性。

2． 请求分页系统中页表应该包含哪些数据项？每项的作用是什么

（1）      页表中包括：页号、物理块号、状态位、访问字段、修改位、外存地址

物理块号：物理空间的位置。

状态位：表示该页是否已调入内存供程序访问时参考。

访问字段：记录本页一段时间内嘚访问次数供换出页面使用。

修改位M：该页在调入内存后是否被修改过供换页时参考。

外存地址：该页在外存上的地址

3． 试说明请求分页系统中的地址变换过程？

4． 在某16位地址空间虚拟分页存储系统中某用户进程空间共有4个页面，每个页面大小为1KB物理内存大小为16KB，每个内存块大小为1KB假定某时刻用户进程的页表如下所示：

（1）计算逻辑地址 0A5C对应的物理地址是什么？

要求：写出主要计算过程结果鼡十六进制表示

1）每页的大小为1K，所以用地址的高6位来描述页号低10位用来描述页地址。

（2）计算逻辑地址 05B3对应的物理地址是什么当无法运行地址变换时，说明产生何种中断

要求：写出主要计算过程，结果用十六进制表示

1）每页的大小为1K所以用地址的高6位来描述页号，低10位用来描述页地址

4）查页表1号页面未装入内存，所以无法进行地址转化操作系统发起缺页中断。

5． 在某请求分页存储管理系统中某进程的访页踪迹为：4，32，14，35，43，21，5该进程的驻留集大小为3。假设内存中事先没有装入任何该进程的页面请使用OPT，FIFOLRU，簡单Clock四种方法将访页过程填入下表并计算使用不同算法时的缺页率。是否缺页后的括号中缺页打“√”

驻留集：操作系统分配给进程使用的页面

缺页率：缺页次数/访问页面总个数。使用x%形式表示x为整数。

计算逻辑地址（045），（150），（260），（390）相应的物理地址，当无法运行地址变换时请说明产生何种中断。

说明：括号中第一个元素为段号第二个元素为段内偏移。

写絀主要计算过程结果用十进制表示。

【260】不在主存内产生缺段中断

【3，90】=380+90由于段长为85，产生越界中断

7. 假设某16位地址空间虚拟页式管悝系统中主存为64KB，分为32块每块大小为2KB，块号为0、1、2、3、4…….31；某作业有5个页页表如下表所示(其中，存在位0表示该页在内存中存在位1表示该页不在内存中)。请将十六进制逻辑地址0A8C、1B9C转换成对应的物理地址当无法运行地址变换时，应说明产生何种中断结果用十六进淛表示。

为第1页对应的物理块号为9块

所以物理地址：A8CH

8.一个请求页式存储管理系统中，某进程的页面走向依次为：14，32，15，43，22，35，13，5假设分给该进程的主存物理块分别为3块和4块。试给出FIFO和LRU算法在这两种情况下的访问过程并填入表格同时计算缺页率，并分析結果可得到什么结论

结论： 驻留集增加，有助于减少缺页率

9、访页过程填表：FIFO算法（假定开始时先把１,２,３,４号页面装入内存）

访页過程填表：LRU算法（假定开始时先把１,２,３,４号页面装入内存）

访页过程填表：OPT算法（假定开始时先把１,２,３,４号页面装入内存）

(1)  由于计算機的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB=216B，按字节编址且页（块）的大小为1KB=210B，所以计算机的逻辑地址结构和物理地址结构均为：

（2）若采鼡先进先出（FIFO）置换算法则置换装入时间最早的页，故0号页被置换将5号页装入7号页框，所以17CA H对应的物理地址为（00 1010）2=1FCA H

（3）若采用时钟（CLOCK）置换算法，则从当前指针指示页框开始查找若其中页的访问位为0，则置换该页否则将访问位清零，并将指针指向下一个页框继續查找。由于初始时内存中的4个页的访问位均为1因此，前4次查找并未找到合适的页但查找时已将对应页的访问位清零，第5次查找时指针重新指向2号页框，其中存放的2号页的访问位为0故置换该页，将5号页装入2号页框所以17CA

11、某计算机采用段页式虚拟存储器，已知虚拟哋址为32位按字节编址，每个段最多可以有2K页页大小为16KB，物理主存储容量为512MB请回答：

（1）虚拟存储器的容量是多少？

（2）给出逻辑地址结构并说明理由

逻辑地址结构由段号+段内页号+页内地址组成。其中段号由高25-31位表示段内页号由14-24位表示，页内偏移量由0-13位表示页大尛为16KB（2¹⁴），说明页内偏移量用14位地址码表示每个段最多可以有2K页（2¹¹），说明表示段内页号用11地址码即可；剩下的7位表示段号

（3）计算邏辑地址0X4EB9FDE3的段号，段内页号及页内偏移值（结果用十六进制表示）

1、DMA使用（）技术从存储器中或者向存储器中傳送数据。周期挪用

2、在几种I/O控制方式中（）方式是一种忙等方式。使用轮询的可编程IO方式

3、在DMA方式中数据是在I/O设备和主存之间直传輸的，不需要经过（）处理器

4、磁盘访问时间包括（）时间、（）时间和传输时间。对磁盘进行调度是为了缩短（）时间寻道 旋转延遲   寻道

5、 键盘、打印机的I/O控制通常采用（）控制方式，磁盘的I/O控制通常采用（）控制方式  中断驱动I/O  DMA

6、 在活动磁头的磁盘系统中，将磁头迻动到相应磁道所需要的时间称（）时间寻道

7、 磁头定位到磁道上以后，相应扇区旋转到磁头下所需要的时间称为（）时间旋转延迟

8、缓冲管理时采用的缓冲技术有（）、（）、（）和（）。

9、利用缓冲区能有效地缓和（）和（）之间速度不匹配地矛盾I/O设备 处理机

10、從资源分配的角度看，可以把设备分为独占设备和共享设备打印机属于（）设备，而磁盘属于（）设备独占    共享

11、虚拟设备是通过（）技术把（）设备变成能为若干用户（）的设备。SPOOLing  独占  共享

12、 通道是一个独立于（）的专用的处理机它控制（）与内存之间的信息交换。

1． 直存储器访问DMA使得CPU的执行速度变慢了（）对

2． 使用轮询的可编程I/O方式是一种忙等方式。（）对

3． 减小磁盘的直径可以缩短磁盘的寻噵时间（）对

4． 计算机系统中，对磁盘上信息读写的最小单位是“字符”（  ）错

5． 在移臂调度中，扫描算法是寻找一个离磁头当前位置最近的一个柱面请求并为之服务（）错

1．  为什么要在设备管理中引入缓冲技术？

(1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾

(2)减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制

(3)提高CPU和I/O设备之间的并行性。

2．I/O控制可用哪几种方式实现

• 使用轮询的可编程IO方式
• 使用中断的可编程I/O控制方式
• 直存储器访问(DMA)I/O控制方式

答   这种在联机情况下实现的同时外围操作称为SPOOLing，或称为假脱机操作SPOOLing系统由以下三部分组成：

4．说明I/O系统的基本功能

（1）隐藏物理设备的细节

（3）提高处理机和I/O设备的利用率

（4）对I/O设备进行控制

（5）确保对设备的正确共享

5、DMA的中文名称是什么？简述DMA嘚工作流程

6、假脱机系统向用户提供共享打印机的基本思想是什么？

打印机是常用的输出设备属于独占设备。利用假脱机技术可将它妀造为一台可供多个用户共享的的打印设备从而提高设备的利用率，也方便了用户假脱机打印系统有三部分组成：（1）磁盘缓冲区（2）打印缓冲区（3）假脱机管理进程和假脱机打印进程

7、某磁盘共200个磁道，编号为0-199某时刻等待访问的磁道分别为：67，65124，14122，37183，98假设磁头刚从60磁道移动到67磁道，目前正停在第67磁道上请分别计算按照FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN磁盘调度算法进行调度时的磁道访问顺序以及磁头总移动距离。

8、若磁头的当前位置为100磁道磁头正在向磁道号增加的方向移动。现有一磁盘读写请求队列：23205，13219，81190，294，1840。请分别计算按照FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN磁盘调度算法进行调度时的磁道访问顺序以及计算出“平均寻道长度”各为多少

9、某磁盘共200个磁道，编号为0-199某时刻有9个磁盘请求分別要对如下个磁道进行访问：86，14791，17794，150102，175130。假设磁头刚从140磁道移动到143磁道完成了访问请分别计算按照FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN磁盘调度算法进行调喥时的磁道访问顺序以及磁头总移动距离。

10、若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20,44,40,4,80,12,76假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当湔位于40柱面请按下列算法分别计算为完成上述各磁道访问总共花费的寻找时间。

（1）先来先服务算法；

（2）最短寻找时间优先算法；

11、假设一个可移动磁头的磁盘具有200个磁道其编号为0~199，当前它刚刚结束了125道的存取正在处理149道的服务请求，假设系统当前磁盘请求序列为：88, 147, 95, 177, 94, 150, 102, 175, 138试问对以下的磁盘调度算法而言，满足以上请求序列磁头将如何移动？并计算总的磁道移动数

（2）最短寻道时间优先策略

12、一个赽速SCSI-II总线上的磁盘转速为7200rmp，每磁道160个扇区每扇区512字节。那么理想状态下，其数据传输率是多少

磁盘转速为7200转/分钟，即120转/秒一周一個磁道，一个磁道160个扇区每扇区512B，则转一周可以访问160×512B=80KB的数据这样一秒可以传输数据120×80KB=9600KB，即理想状态下数据传输率是9600KB/秒。

1． （文件系统）是用来组织和管理计算机中存储的程序和数据

2． 文件的逻辑结构分为两大类，有（有结构文件）和（无结构文件）根据用户和系统管理上的需要，有结构文件可以分为（顺序文件）、（索引文件）、（索引顺序文件）

3． 在文件的记录中，能唯一标示记录的一个戓几个数据项的集合称为（关键字）

4． 文件目录的结构一般有（单级目录结构）、（两级目录结构）和（多级目录结构）。

5． 在有结构攵件中文件由若干（记录）组成而无结构文件则被看成是一个（字符流）。

1、什么是文件什么是文件系统。

文件是信息的一种组织形式是存储在外存上的具有文件名的一组相关信息的集合。

文件系统是指操作系统中与文件管理有关的那部分软件以及被他们管理的文件囷文件属性的集合

2、在大多数OS中都引入了“打开”和“关闭”文件系统调用，解释这两个操作的含义

打开文件操作：将基本文件目录Φ的内容读入用户活动文件表中，并在系统活动文件表中记录文件的打开次数

关闭文件操作：将撤销用户的活动文件表中相应的表项，妀变系统活动文件表中的文件打开次数信息如果需要，还要将被改动过的文件目录信息写回基本文件目录中

3. 什么是索引节点？索引节點与文件的关系

（1）什么是索引节点?

索引节点是一个结构，它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息一个文件系统维护了一个索引节点的数组，每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一一个元素对应系统给每个索引节点分配了一个号码，也就是该节点在数组中的索引号称为索引节点号。

（2）索引节点与文件的关系

每个文件分配一个称为索引节点的号码inode鈳以将inode简单理解成一个指针，它永远指向本文件的具体存储位置系统是通过索引节点(而不是文件名)来定位每一个文件。文件系统处理文件所需要的所有信息都放在称为索引节点的数据结构中文件名可以随时更改，但是索引节点对文件是唯一的并且随文件的存在而存在。

某操作系统的文件系统采用混合索引分配方式索引节点中包含文件的物理结构数组iaddr[10],其中前7项iaadr[0]-iaddr[6]为直地址，iaadr[7]-iaddr[8]为一次间地址iaadr[9]为二次间地址。系统盘块的大小为4KB磁盘的每个扇区大小也为4KB，描述磁盘块的数据项需要4个字节其中1个字节标示磁盘分区，3个字节标示物理块请回答：

该文件系统支持的单个文件的最大程度是多少？

答：磁盘块大小为4KB每个磁盘块需要4个字节标识，则一个磁盘块中可以存4KB/4=1K个磁盘块

采用直地址的文件长度=7*4KB=28KB。

采用一级间地址的文件长度=2*1K*4KB=8MB

故该文件系统支持的单个文件的最大长度为28KB+8MB+4GB。

1．  磁盘高速缓存Disk Cache是为了解决磁盘I/O速喥的瓶颈问题，在（内存）中为磁盘扇区开辟的缓冲区

2． 磁盘高速缓冲存储器可以提高磁盘存取效率的理论依据是（局部性）原理。

3.在攵件系统中可以采用（文件分配）表来管理磁盘上已经分配给文件的空间。

4.在文件系统中采用（磁盘分配）表管理磁盘上未分配的自甴空间。

5.文件的外存分配方式主要有（连续分配）、（链分配）和（索引分配）三种分配方式

6.文件存储空间的管理方法有（空闲表），（空闲链表）（位示图）和（成组链法）四种。

7.文件控制块（FCB）文件存在的标志

8.位示图由5行×6列个位数构成，则第2行、第1列的盘块号昰（13）

1、  目前常用的外存有哪几种组织方式？

（1）连续组织方式为文件分配一片连续的磁盘空间。

（2）链组织方式为文件分配不连續的磁盘空间，通过链指针将一个文件的所有盘块链在一起

2、  在链文件中分为隐式链和显式链，试比较这两种链方式

隐式链：文件目錄项含有指向链文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。每个盘块中都含有指向下一个盘块的指针

显式链：把用于链文件各物理块的指針显式的保存在内存一张链表中也称为FAT表，整个磁盘一张文件FCB的物理地址记录文件的第一个盘块号，其他的将根据FAT表确定文件还占有其怹哪些盘块

3、对空闲存盘空间的管理常采用哪几种分配方式？在UNIX操作系统中是采用何种分配方式

（4）成组链法。UNIX系统中采用的是成组鏈法

4、试说明廉价磁盘冗余阵列RAID的主要优点。

（1）可靠性高除了RAID0级外，其余各级都采用了容错技术

（2）磁盘I/O速度高，采取了并行交叉存取方式