操作系统110440113-王力.第七章
操作系统 110440113-王力.第五章
（2）画出作业1、3完成后，内存的分布情况。
（3）画出作业4、5进入内存后，内存的分布情况。
7.某系统采用页式存储管理策略，某进程的逻辑地址空间为32页，页的大小为2KB，物理地址空间的大小是4MB。
(1).写出逻辑地址的格式.
答：页号为32，则需要二进制位为5位：2^5-1=31.即0~31共32个页号。页的大小为2kB,即要11个二进制位。
答：在页式管理系统中，进程的若干个页被离散的储存在内存的多个存储块中，为了能找到每个页所对应的存储块。系统为每个进程建立了一张页表。进程中所有的页，依次在页表中有一页表项，其中记录了相应页在内存中的物理块号。
4.什么是动态链接？用哪种存储管理方案可以实现动态链接？
答：动态链接是指进程在运行时，只将进程对应的主程序段装入内存，在主程序段运行过程中，当需要用到哪个子程序段或数据段时，再将这些段调入内存，并与主程序段连接。通常段式管理方式可以以程序段为单位进行调度。
9.某段式存储管理系统的段表如图5-33所示。
请将逻辑地址[0,137]、[1,9000]、[2,3600]、[3,230]转换成物理地址。
答：逻辑地址[0,137], 故物理地址40*1024+137=41079B.
逻辑地址[1,9000] ,9000>8*1024 故产生越界中断。
逻辑地址[2,3600] , 故物理地址100*1024+3600=106000B
(2).该进程的页表有多少项？每一项至少占多少位？
答：进程有32页，故就有32个表项。页的大小有2KB，而物理空间有4MB。则每一个块被分为4*1024 KB%2*1024=2KB，而块号有2*1024个即2^11，即要11个二进制位。即每个表项占11个二进制位。
计算机操作系统课后习题答案第四版
计算机操作系统课后习题答案第四版计算机操作系统课后习题答案（第四版）计算机操作系统是计算机系统中至关重要的组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个方便、高效、可靠的工作环境。
下面是对计算机操作系统第四版课后习题的答案解析。
一、操作系统的概念1、什么是操作系统？它的主要功能有哪些？操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口管理等。
处理机管理负责合理分配和调度 CPU 资源，提高 CPU 利用率；存储器管理负责管理内存空间的分配、回收和保护；设备管理负责对外部设备进行有效管理和控制；文件管理负责对文件的存储、检索、共享和保护；用户接口管理则为用户提供了方便的操作界面。
2、操作系统有哪些分类？操作系统可以按照不同的标准进行分类。
按照用户数量，可分为单用户操作系统和多用户操作系统；按照任务数，可分为单任务操作系统和多任务操作系统；按照系统功能，可分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统等。
1、什么是进程？进程和程序有什么区别？进程是程序在一个数据集合上的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
进程与程序的区别在于：程序是静态的指令集合，而进程是动态的执行过程；程序可以长期保存，进程具有生命周期；进程具有并发性，而程序没有；进程由程序、数据和进程控制块（PCB）组成。
2、进程的三种基本状态是什么？它们之间是如何转换的？进程的三种基本状态是就绪状态、执行状态和阻塞状态。
当进程已获得除CPU 以外的所有必要资源，只要再获得CPU 便可立即执行时，处于就绪状态；当进程正在 CPU 上运行时，处于执行状态；当进程因等待某一事件而暂时无法继续执行时，处于阻塞状态。
就绪状态到执行状态是通过进程调度实现的；执行状态到就绪状态是时间片用完或出现更高优先级的进程；执行状态到阻塞状态是进程因等待某事件而主动放弃 CPU；阻塞状态到就绪状态是等待的事件发生。
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件，它管理着计算机系统的硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供接口，以方便他们的使用。
2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能：- 进程管理：负责创建、执行和终止进程，并管理它们的资源分配。
- 存储管理：管理计算机系统的内存资源，包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。
- 文件系统管理：管理计算机系统中的文件和文件夹，包括文件的存储、读写和保护等。
- 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，如打印机、键盘和鼠标等。
- 用户接口：提供用户与计算机系统进行交互的接口，如命令行界面和图形用户界面。
3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型：- 批处理操作系统：按照一系列预先定义的指令集来运行任务。
- 分时操作系统：多个用户可以同时使用计算机系统。
- 实时操作系统：对任务的响应时间要求非常高，用于控制系统和嵌入式系统。
- 网络操作系统：支持多台计算机之间的通信和资源共享。
- 分布式操作系统：在多台计算机上分布式地管理和调度任务。
第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例，而线程是进程内的一个执行单元。
进程拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。
多个线程可以在同一进程内并发执行，从而提高系统的效率和资源利用率。
2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态：- 创建状态：进程正在被创建。
- 就绪状态：进程准备好执行，等待分配CPU资源。
- 运行状态：进程占用CPU资源执行。
- 阻塞状态：进程等待某种事件发生。
- 终止状态：进程完成执行或被终止。
3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。
常见的调度算法有：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度。
- 最短作业优先（SJF）调度算法：选择运行时间最短的进程进行调度。
北大操作系统第七章：死锁
主讲教师：赵俊峰
死锁
概述
定义 产生原因
死锁预防 死锁避免 锁检测与解除 死锁检测与解除 资源分配图
死锁 锁
死锁的现象
死锁的现象
过桥问题 过桥
交通规则：车辆靠右行驶！ 则 车辆 行驶
死锁的现象
导师的难题 实验室来了一批新的科研资料，王老师想找个学生 把这些资料扫描到电脑当中 然后把它们刻成 张 把这些资料扫描到电脑当中，然后把它们刻成一张 光盘，以便于收藏。他先是给小张打电话，小张不 在 同宿舍的同学答应转告。后来王老师又碰上小 在，同宿舍的同学答应转告。后来王老师又碰上小 李，就吩咐他去做这件事。 小李来到设备科借扫描仪和光盘刻录机，扫描仪已 被人借走，只好先借来刻录机。后来小张听同学转 述了任务，他不知小李已在做此事，因此也去设备 科借 备 恰好此 扫描仪 科借设备，恰好此时扫描仪已还，因此把它借走了。 此把它借走 再后来，小张一直在等着小李还刻录机，小李一直 在等着小张还扫描仪 王老师布置的任务 直没有 在等着小张还扫描仪，王老师布置的任务一直没有 办法完成……
当进行 生产 或n个生产者，每人都送了一个产品后），缓冲区 个生产者 每人都 个产 冲 当进行了生产后（或 全部占满， empty =0 若生产者执行P(mutex)后（此时mutex =0 0），又执行了P(empty)，由 于empty =-1，使生产者因无可用缓冲区而在empty等待 若又有一个消费者进程到达，并执行了P(mutex)，使mutex = -1， 消费者也阻塞，并在mutex 上等待 等待
资源（resources）
在计算机系统中，有各种不同类型的资源：CPU, 时钟、I/O / 设备、内存空间、数据库中的记录等 对于有的资源类型，可能有多个相同的实例，如 三个磁带驱动器，它们中的任何一个都能够用来满 个磁带 动 它们中的任何 个都能够 来满 足进程对磁带驱动器资源的请求。当然，对于任何 一个资源来说，在任何时刻只能被一个进程所使用 资源可以分为两大类：可抢占的（ 资源可以分为两大类 可抢占的（preemptable t bl ）和不可抢占的（nonpreemptable）
操作系统第四版(汤小丹)第7章
第七章 文 件 管 理
1. 按文件是否有结构分类 1) 有结构文件 (1) 定长记录。 (2) 变长记录。
22
第七章 文 件 管 理
2) 无结构文件 如果说在大量的信息管理系统和数据库系统中，广泛采 用了有结构的文件形式的话(即文件是由定长或变长记录构 成的)，那么在系统中运行的大量的源程序、可执行文件、 库函数等，所采用的就是无结构的文件形式，即流式文件。 其文件的长度是以字节为单位的。对流式文件的访问，则是 利用读、写指针来指出下一个要访问的字符。可以把流式文 件看做是记录式文件的一个特例：一个记录仅有一个字节。
15
第七章 文 件 管 理
3. 文件系统的接口 为方便用户的使用，文件系统以接口的形式提供了一组 对文件和记录操作的方法和手段。通常是下面两种类型的接 口： (1) 命令接口，是指作为用户与文件系统直接交互的接 口，用户可通过键盘终端键入命令取得文件系统的服务。 (2) 程序接口，是指作为用户程序与文件系统的接口， 用户程序可通过系统调用取得文件系统的服务，例如，用于 创建文件的系统调用Creat，用于打开一个文件的系统调用 Open等。
16
第七章 文 件 管 理
7.1.4 文件操作 1. 最基本的文件操作 最基本的文件操作包含下述内容： (1) 创建文件。 (2) 删除文件。 (3) 读文件。 (4) 写文件。 (5) 设置文件的读/写位置。
17
第七章 文 件 管 理
2. 文件的“打开”和“关闭”操作 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每 次都要从检索目录开始。为了避免多次重复地检索目录，在 大多数OS中都引入了“打开”(open)这一文件系统调用，当 用户第一次请求对某文件进行操作时，须先利用open系统调 用将该文件打开。
2024版计算机操作系统慕课版课件
02
文件系统的可靠性
采用冗余技术、容错技术等手段 提高文件系统的可靠性，防止数 据丢失或损坏。
03
文件系统的可维护 性
提供方便的文件系统维护工具， 方便管理员对文件系统进行管理 和维护。
05
设备管理
设备管理概述
进程同步与通信
进程同步
主要任务是对多个相关进程在执行次序上进行协调，以使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作。
进程通信
实现进程之间的信息交换，常用的进程通信方式有消息缓冲通信、信箱通信、管道通信等。
03
内存管理
内存管理的基本概念
内存
01
计算机中用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部
逻辑结构与物理结构的关系
文件的逻辑结构是用户进行操作的接口，而物理结构则是操作系统管理
文件的方式，两者需要相互配合才能实现文件的高效管理。
目录结构与文件存储
目录的概念
目录是文件系统中用于管理文件 的一种数据结构，记录了文件的 名称、属性、位置等信息。
目录结构
包括一级目录结构、二级目录结 构、多级目录结构等，不同的目 录结构适用于不同的应用场景。
地址变换机构
将逻辑地址转换为物理地址的机构。
段式存储管理
段
将进程的地址空间划分为若干个段， 每个段是一组完整的逻辑信息。
段表
记录每个段的起始地址和长度等信息。
地址变换
通过段表将逻辑地址转换为线性地址， 再通过页表将线性地址转换为物理地 址。
段的共享与保护
通过段表实现不同进程之间的段共享， 并设置访问权限以实现段的保护。
计算机操作系统【第七章】 汤子瀛版
计算机操作系统【第七章】1．试画出微机和主机中常采用的I/O系统结构图。
微机中常采用的I/O系统结构图为：主机中常采用的I/O系统结构图为：2．试说明设备控制器的构成。
设备控制器的构成如图所示：由上图可见，设备控制器由以下三部分组成：（1）设备控制器与处理机的接口，该接口用于实现CPU与设备控制器之间的通信，提供有三类信号线：数据线、地址线和控制线。
（2）设备控制器与设备的接口，可以有一个或多个接口，且每个接口连接一台设备。
每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号。
（3）I/O逻辑，用于实现对设备的控制。
其通过一组控制线与处理机交互，处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令，I/O逻辑对收到的命令进行译码。
3．为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有哪些功能？为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有如下功能：（1）接受和识别命令。
CPU可以向控制器发送多种不同的命令，设备控制器应能接收并识别这些命令。
设置控制寄存器来存放所接收的命令和参数。
（2）数据交换，指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。
设置数据寄存器来存放有关数据。
（3）设备状态的了解和报告。
控制器记录下所连接设备的状态以供CPU了解。
为此，要在控制器中设置一状态寄存器，用其中的每一位反映设备的某一状态。
（4）地址识别。
配置地址译码器以便于正确识别设备地址。
4．分别就字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道进行解释。
①字节多路通道含有许多非分配型子通道分别连接在低、中速I/O设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按字节方式进行数据传送。
具体而言，当第一个子通道控制其I/O 设备完成一个字节的交换后，便立即腾出字节多路通道（主通道），让给第二个子通道使用；当第二个子通道也交换完一个字节后，又依样把主通道让给第三个子通道使用，以此类推。
转轮一周后，重又返回由第一个子通道去使用主通道。
②数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序、控制一台设备按数组方式进行数据传送。
操作系统第四版课后习题答案
操作系统第四版课后习题答案操作系统第四版课后习题答案在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。
本文将为大家提供操作系统第四版课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握相关知识。
第一章引论1. 操作系统的定义是什么？答：操作系统是计算机系统中的一个软件，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个简单、一致的接口。
2. 操作系统的主要功能有哪些？答：操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户接口等。
3. 解释并区分多道程序和多任务操作系统。
答：多道程序操作系统是指能够同时运行多个程序的操作系统，通过时间片轮转的方式实现程序的并发执行。
而多任务操作系统是指能够同时运行多个任务的操作系统，任务之间可以是并行执行的。
第二章进程管理1. 进程和程序的区别是什么？答：进程是程序在执行过程中的实体，包括程序计数器、寄存器和栈等，而程序是存储在磁盘上的可执行文件。
2. 什么是进程控制块（PCB）？答：进程控制块是操作系统中用来管理和控制进程的数据结构，包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器和寄存器等信息。
3. 进程的状态有哪些？答：进程的状态包括就绪状态、运行状态和阻塞状态。
第三章内存管理1. 什么是虚拟内存？答：虚拟内存是一种扩展内存的技术，将磁盘空间作为辅助内存来扩展物理内存的容量。
2. 什么是页面置换算法？答：页面置换算法是用于虚拟内存管理中的一种算法，当物理内存不足时，根据一定的策略选择一个页面将其从内存中置换出去，以便为新的页面腾出空间。
3. 什么是内存分配算法？答：内存分配算法是用于管理和分配内存的一种算法，包括连续分配、非连续分配和分段分页等。
第四章文件系统管理1. 文件系统的作用是什么？答：文件系统是操作系统中用于管理和组织文件的一种机制，它提供了对文件的创建、读写、删除等操作。
2. 什么是文件控制块（FCB）？答：文件控制块是操作系统中用于管理文件的数据结构，包括文件的属性、位置、大小和权限等信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章思考与练习题
1. 数据传输控制方式有哪几种？是比较他们的优缺点.
答：数据转送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、
2. 何为设备的独立性？如何实现设备的独立性?
答：设备的独立性是指应用程序独立于具体使用的物理设备。
此时，用户使用逻辑设备名申请使用某类物理 设备。
当系统中有多台该类的设备时，系统可将其中的任意一台分配给请求进程，而不局限于某一台特定的 设备。
这样，可显著的改善资源的利用率，即可使用性。
设备独立使用用户独立于设备。
如进行输出时，亦 可以使用现实终端，也可以使用打印机。
有了这种独立性，就可以很方便的进行输入 /输出重定向。
3. 什么是缓冲？为什么要引入缓冲？操作系统如何实现缓冲技术。
答：缓冲是在两个不同速度设备之间传输信息时，用于平滑传输过程的一种手段。
（1） 换届CPU 与I/O 设备之间的速度不匹配的矛盾。
（2） 减少中断CPU 的次数。
（3）提高CPU 与I/O 设备之间的并行性。
4. 设备分配中为什么会出现死锁?
答：在某些操作系统中，一个进程只能提供一个 I/O 请求。
也就是说，执行进程向系统提出 I/O 请求后边立
即进入等待状态，直到
I/O 请求完成后才被唤醒。
这样系统对设备的分配比较安全，不会出现死锁。
但这种
方式对进程来说，因 CPU 与I/O 设备是串行工作的，这使得该进程的推进速度缓慢。
为了加快进程执行时的 推进速度，当需要是有可能接着发出第二个、第三个 进程才进入等待状态。
这种一个进程同时可以使用多个 了一种危险，即如果两个进程都提出请求使用对方占有的
5.已打印机为说明SPOOLing 技术的工作原理。
答：当用户进程请求打印输出时，操作系统接受用户的打印请求，但并不真正把打印机分配给该用户进程， 二十为进城再次攀上输出井中分配一空闲块区，并将要打印的数据送入其中，同时还为用户进程申请一张用 户请求打印表，将用户的打印要求填入其中，再将该表挂在请求打印队列上。
如果还有进程要求打印输出， 系统仍可以接受请求，也可以进城完成上述操作。
200个柱面，编号为0~佃9，当前存取臂的位置是在143号面
102、175、130，试问：为完成上述请求，采用下列算法时存
DMA 控制方式和通道方式四种。
I/O 请求，当所请求的I/O 设备已被另一个进程占用是, I/O 设备的方式提高了系统的资源利用率，但也带来 I/O 设备时，就会出现死锁。
6.假设一个磁盘有 上，并刚刚完成 125号柱面的请求，如果存在以下请求序列:
86、147、91、
177、94、150、
取臂的顺序是什么？移动总量是多少？
（1）・先来先服务（FCFS ）
答：移动顺序是:
143、 86、 147、 91、 177、
94、 150、 102、 175、 130
移动总量是： （143-86）+（ 147-86）+）（ 147-91）+ （175-130）=565 （177-91）+（ 177-94）+（ 150-94）+（ 150-102）+（ 175-102）+
（2）.最短寻道时间优先（SSTF ） 143、 147、 150、
答：移动顺序： 移动总量是：
（147-143）+（ 150-147）
（177-175）=162
130、 102、 94、 91、 86、 175、 177
+（ 150-130）+（ 130-102）+（ 102-94）
（94-91）+ （91-86）+（ 175-86）+
⑶.扫描算法（SCAN ） 143、 147、 150、 175、 177、 130、 102、 94、 91、 86
答：移动顺序： 移动总量是： （147-143）+（ 150-147）+（ 175-150）+（ 177-175）+（ 177-130） +（ 91-86）=125 （130-102） +（ 102-94）+（ 94-91）
（4）.循环扫描算法（C —SCAN ）
答：移动顺序是： 移动总量是： （147-143）+（ 150-147）+（ 175-150）+（ 177-175）+（ 177-86） （130-102）=169.
143、 147、 150、 175、 177、 86、 91、 94、 102、 130 （91-86）+ （94-91）+（ 102-94）+
7.磁盘访问时间分为三部分：寻道时间、旋转时间和数据传输时间。
而优化磁盘
磁道的信息分布能减少输出输入服务的总时间。
例如，有一个文件有
10个记录 A.B.C.D.E J 存放在磁盘的某一磁道上，假定该磁盘共有 10个扇区，每个 扇区存放一个记录，安排如表，现在要从这个磁道上顺序的将
A~J 这10个记录
读出，如果磁盘的速度为 20ms 转一周, 处理程序每读出一个记录要花 4ms 进行 处理，试问:
扇区号
10
记录号
(1).处理完这10个记录的总时间多少?
(2).为优化分布缩短处理时间，如何安排这些记录，并计算处理总时间。
答：为了缩短处理时间应按图琐事安排这些记录。
经优化处理后，读出并处理记录 A 后，读/写头刚好转到记录 B 的开始出，因此 立即可读取并
处理记录 B ，后续记录的读取与处理情况相同。
股处理 10个记录的总时 间为 10* ( 2ms+4ms )=60ms 。
8•假设一个磁盘有100个柱面，每个柱面有10个磁道，每个磁道有15个扇区。
当进程的访问磁盘的12345扇区时，计算该扇区在磁盘的第几柱面？第几磁道? 第几扇区?
答：每个柱面上有 150个扇区，12345/150等于82余45, ,45/15等于3,即第82个柱面，第3个磁道，第15 号扇区。
9•一个文件记录大小为32B ，磁盘输入输出以磁块为单位，一个磁块的大小为512B.
当用户进程顺序读文件的各个记录时，计算实际启动磁盘
时间的比例。
答：有题目可知，盘块的大小为 512B ，一个文件记录大小为 32B 故一个盘块包含的记录数为：
512/32=16。
显然在访问16个记录中，只需要一次启动磁盘，故启动磁盘 I/O 占用整个访问请求的比例为
1/16=6.25%
10•如果磁盘扇区的大小固定为 512B ,每个磁道有80个扇区，一共有4个可用的
磁盘。
假设磁盘的转速时360rpm ，处理机使用中断驱动方式，从磁盘读取数据,
答：有题目所列条件可知，磁盘的旋转速度为 间为 20ms/10=2ms 。
对于表中记录的初始分布，读出并处理记录 为了读出记录 B 必须再转8个山区，急需要 20ms 转一周，每个此道有 10个记录，因此读出 1个记录的时 A 需要20ms+4ms=60ms 。
6ms 后读/写头急转到了记录 8*2ms=16ms ，记录B 的读取时间为 2ms ，处理时间为 B 相同。
所以处理 处理记录B 共花时间为：16ms+2ms+4ms=22ms 。
后续8个记录的读取时间与记录 的总时间是：9*22ms+6ms=204ms 。
D 出， 4ms ，股 10记录
I/O 占用整个访问请求
每字节产生一次中断，，如果处理中断需要2.5ms,问:
(1)・处理机花费在处理I/O操作上的时间占整个磁盘的访问时间百分比是多少?
(忽略寻道时间)
答：(512*2.5)/((1/12+1/480)+(512*2.5))*100%=99.9%
(2)・采用DMA方式，每个扇区产生一次中断，处理机花费在处理I/O上的时间
占整个磁盘访问时间的百分比又是多少?
答：2.5/((1/12+1/480)+2.5)*100%=96.7%。