操作系统课后答案——第五章
操作系统第5章习题带答案
操作系统第5章习题带答案第五章⼀、问答题1、简述页式虚拟存储管理的基本原理。
2、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？不对。
交换是把各个进程完整地调⼊内存，运⾏⼀段时间，再放回磁盘上。
虚拟存储器是使进程在只有⼀部分在内存的情况下也能运⾏。
交换是把整个进程换⼊换出主存。
⽽虚拟存储器的基本思想是程序的⼤⼩可以超过物理内存的⼤⼩，操作系统把程序的⼀部分调⼊主存来运⾏，⽽把其他部分保留在磁盘上。
故交换并未实现虚拟存储器。
3、简述虚拟存储器的实现原理。
4、简述快表的作⽤。
5、什么是紧凑？什么时候紧凑？6、⽐较存储管理中的连续分配和离散分配⽅式。
7、当系统中的地址空间⾮常⼤时（例如32位），会给页表的设计带来什么问题？请给出⼀个⽅案并分析其优缺点。
答：会导致页表过长从⽽很难找到⼀块连续的存储空间存放页表，此外如果页表中的⾏不连续也会加⼤访问页表的查找时间。
可以⽤多级页表解决这个问题，将页表分页，离散地存储在不同区域，同时建⽴另⼀张页表映射原来页表的每⼀页。
优点是不需要⼤块的连续空间，但并没有减少页表的空间，同时也增加了访存次数。
8、缺页中断和⼀般中断有什么区别？9、简述分页存储管理的基本思想和页表的作⽤。
10、交换扩充了内存，因此，交换也实现了虚拟存储器。
这句话对吗？11、叙述简单Clock置换算法的实现⽅案。
12、解释静态重定位与动态重定位。
13、什么叫紧凑，什么时候紧凑？14、为了实现虚拟页式存储管理，页表应该包含哪些内容？15、页和段有哪些区别？16、覆盖技术和交换技术的特点是什么？17、简述分页和分段的区别。
18、什么是紧凑？什么时候紧凑？19、简述虚拟存储器的定义。
20、简述分页和分段的区别21什么叫可重⼊代码？22、局部性原理可以体现在哪两个⽅⾯，其具体含义是什么？23、分页和分段的主要区别是什么？⼆、计算题1、现有⼀分页虚拟存取管理系统，其页表保存在寄存器中。
若有⼀个可⽤的空页或被替换的页未被修改，则它处理⼀个缺页中断需要8ms。
操作系统第二版课后习题答案
操作系统第二版课后习题答案操作系统第二版课后习题答案操作系统是计算机科学中的重要领域，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的使用体验。
在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固和深化知识的重要方式。
本文将为大家提供操作系统第二版课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握操作系统的知识。
第一章：引论1. 操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。
2. 进程是指正在执行的程序的实例。
进程控制块（PCB）是操作系统用来管理进程的数据结构，包含进程的状态、程序计数器、寄存器等信息。
3. 多道程序设计是指在内存中同时存放多个程序，通过时间片轮转等调度算法，使得多个程序交替执行。
4. 异步输入输出是指程序执行期间，可以进行输入输出操作，而不需要等待输入输出完成。
第二章：进程管理1. 进程调度的目标包括提高系统吞吐量、减少响应时间、提高公平性等。
2. 进程调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转等。
3. 饥饿是指某个进程长时间得不到执行的情况，可以通过调整优先级或引入抢占机制来解决。
4. 死锁是指多个进程因为争夺资源而陷入无限等待的状态，可以通过资源预分配、避免环路等方式来避免死锁。
第三章：内存管理1. 内存管理的主要任务包括内存分配、内存保护、地址转换等。
2. 连续内存分配包括固定分区分配、可变分区分配和动态分区分配。
3. 分页和分段是常见的非连续内存分配方式，分页将进程的地址空间划分为固定大小的页，分段将进程的地址空间划分为逻辑段。
4. 页面置换算法包括最佳置换算法、先进先出（FIFO）算法、最近最久未使用（LRU）算法等。
第四章：文件系统管理1. 文件是操作系统中用来存储和组织数据的逻辑单位，可以是文本文件、图像文件、音频文件等。
2. 文件系统的主要功能包括文件的创建、删除、读取、写入等操作。
3. 文件系统的组织方式包括层次目录结构、索引结构、位图结构等。
操作系统课后习题答案第五章设备管理习题
统课后习题答案第五理习题（总7页）本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21 year.Ma^h设备管理习题1.通道是一种（）A・I/O端口B.共享文件C. I/O专用处理器D.数据通道2.操作系统中引入缓冲技术的目的是为了增强系统的（）能力A.串行操作B.并行操作c .控制操作 D .中断操作3.（）是操作系统中以空间换时间的技术？A .缓冲技术 B.并行技术C.通道技术D・虚拟存储技术4.通道实现（）之间的信息交换A •主存与外设B . CPU与外设C .主存与外存D . CPU与外存5. CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（）A .并行技术B .通道技术C .缓冲技术D .虚拟存储技术6.在采用Spooling技术的系统中，用户的打印数据首先被送到（）A .打印机B .磁盘的输入井C .磁盘的输出井D .终端7.缓冲技术中的缓冲池在（）中A .外存B .内存C . ROMD .寄存器8•在一般大型计算机系统中，主机对外围设备的控制可通过通道，设备控制器，设备三个层次实现，下面的叙述中正确的是（）A.控制器可控制通道，设备在通道的控制下工作B .通道控制控制器，设备在控制器的控制下工作C .通道和控制器分别控制设备D.控制器控制通道和设备工作9 .下面有关虚拟设备的论述中正确的是（）A.虚拟设备是指允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备B .虚拟设备是指运行用户以标准方式使用物理设备C .虚拟设备是指把一个物理设备变换成多个对应的逻辑设备D .虚拟设备是指允许用户程序不必全部装入内存就可以使用系统中的设备10.（）算法是设备分配中常用的一种算法A•短作业优先B.最佳适应C.先来先服务D.首次适应11 •用户编程与实际的物理设备无关是指（）A•虚拟设备B.设备的独立性C・设备驱 D.设备分配12.磁盘调度算法的目的是()A.减少寻道时间B.减少延迟时间C.减少旋转时间D. A,B和C14• I/O控制方式的发展经历了4个阶段，分别是? DMA方式与中断控制方式的主要区别是什么？15•什么是Spooling技术该系统由哪几部分组成⑴SPOOLING技术(Simultaneous Peripheral Operations On-Line)假脱机操作(2)SPOOLING系统的组成输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程16.设备独立性的含义？设备独立性是如何实现的。
计算机操作系统课后答案
计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。
1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。
1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。
其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。
第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。
2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。
2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。
第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。
3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。
第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。
4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。
第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。
5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。
5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。
现代操作系统安德鲁课后题答案第五章
现代操作系统安德鲁课后题答案第五章
1. 在计算机硬件中，中央处理器单元（CPU）负责什么？
中央处理器单元（CPU）是计算机硬件中最重要的部件，负责对输入的指令和数据执行操作、处理数据以及控制计算机硬件和软件进行交互。
2. 应用程序通常包含哪些组成部分？
应用程序通常由用户界面、输入处理、核心功能和输出处理等几个部分组成。
用户界面图形类型能够让用户与计算机进行交互；输入处理对输入的指令进行解释；核心功能根据使用者的要求执行操作；输出处理显示结果给用户。
3. 虚拟存储器是什么？
虚拟存储器是一种计算机存储技术，它使得应用程序可以运行在一个体积更大的存储空间中，而不会与实际可用的物理内存空间发生冲突。
通过使用虚拟存储器，应用程序可以更灵活地使用内存，可以处理更大的数据量。
4. 中断是什么？
中断是指计算机遇到的某种外部输入或者硬件错误时，发出的中
断请求，以此来卸载CPU的工作状态，重新定位中断程序，以响应这
种外部输入或者硬件错误。
中断可以将计算机从一种状态转换到另一
个状态，从而在特殊环境下完成某些程序，例如：处理设备控制命令，更新显示器，处理磁盘输入和输出等等。
5. 什么是并行处理？
并行处理是一种技术，它能够在多个设备（通常是多个计算机）
上同时运行几个任务。
它的原理是，将原本要完成的复杂任务分解成
多个小任务，将这些小任务分发给多个设备，各个设备独立执行任务，最后将结果统一输出，从而达到有效率地完成工作的目的。
操作系统——精髓与设计原理(第五章答案)
• 5.9 • 错误情形：假设有2个进程都调用Wait且s的 初值为0。在第一个进程执行完 SignalB(mutex)且尚未执行WaitB(delay)时， 第二个进程开始调用Wait，也停在同一点 （即SignalB(mutex)和WaitB(delay)之间）。 这时，s的值为-2，而mutex是打开的。假如 有另外2个进程在这时相继调用了Signal， 那么他们每个都会做SignalB(delay)操作， 但程序中后一个SignalB将没有意义。
5.14
• 考虑图5.17。如果按照以下的顺序改变程序 中的相应处程序的意思会改变吗? • a. wait(e); wait(s) • b. signal(s);siБайду номын сангаасnal(n) • c. wait(n);wait(s) • d. signal(s);signal(e)
• a.互换wait(e)和wait(s): • 结果： • 对于生产者进程来说，若wait(s)成功，则说明 可以使用缓冲池。若wait(e)不成功说明没有空 缓冲区可用，此时生产者进程等待。 • 对于消费者进程来说，若wait(n)成功，则说明 缓冲池不空。若wait(s) 成功说明可以使用缓冲 池，但此时由于生产者进程已将缓冲池占有， 此时消费者进程等待。结果发生死锁。 • b.意思不变 • c.同a • d.意思不变
• • • • • • • • • •
分析： 三类进程：Santa Claus, reindeer, kids Santa Claus: sleep in North Pole waken by reindeer(9头) Kids(3个) Reindeer:Vacation in tropics Return North Pole Christmas activity Kids: Making toys having difficulties ,need help
操作系统第五章作业答案
第5章习题答案3、可变分区管理方式下，采用移动技术有什么优点？移动一道作业时操作系统要做哪些工作？答:消除外部碎片.经过一段时间的分配回收后,会产生很多碎片,这些碎片都很小,不足以满足程序分配重内存的要求,但总和可以满足程序的分配要求.通过移动技术,在适当的时候,在内存中移动程序,把所有空闲碎片合并成一个连续的大空闲空间放在内存一端,就可以满足分配的要求移动一道作业时，操作系统需要修改被移动进程的地址信息，还要复制进程空间；而且在移动时必须停止所有其他程序的运行。
4、用可变分区方式管理主存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小依次为32K ，10K ，5K ，228K ，100K 。
现有五个作业J1，J2，J3，J4和J5。
它们各需主存1K ，10K ，108K ，28K 和115K 。
若采用最先适应分配算法能把这五个作业按J1～J5的次序全部装入主存吗？你认为按怎样的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。
答：（1）不行。
（2）以J1,J2,J3,J5,J4的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。
以上述顺序模拟装入过程列表如下：6、段式存储管理系统中是如何实现存储保护的？ 答：因为段是按逻辑意义来划分的，可以按段名访问所以段式存储管理可以方便地实现内存信息的共享并进行有效的内存保护。
段式管理的保护主要有两种。
一种是地址越界保护法，另一种是存取方式控制保护法。
具体措施有：（1）利用段表及段长来实现段的保护，防止程序执行时地址越界。
（2）存取权限保护法：在段表中设有“存取权”一项，可对程序的保护权限进行各种必要的限制。
（3）存储保护键保护：由于I/O通道对存储器访问是不经过段表的，因此有的机器还采用存储保护键保护。
地址越界保护是利用表中的段长项与虚拟地址中的段内相对地址比较进行的。
若段内相对地址大于段长，系统就会产生保护中断。
不过，在允许段动态增长的系统中，段内相对地址大于段长是允许的。
操作系统第五章参考答案
第五章参考答案1、设备控制器位于设备与CPU之间，它要与CPU、设备进行通信。
设备控制器一般都由3部分构成：设备控制器与CPU的接口、设备控制器与设备的接口、I/O逻辑。
2、设备控制器应具备下列功能1）接收与识别命令：接收与识别CPU发送的命令，这些命令放在寄存器中。
由设备驱动程序进行解释与执行。
2）交换数据：3）标识与报告设备状态4）地址识别：如内存的每一个单元都有地址，每个设备已都有一个地址。
CPU就是通过这些地址来控制与识别设备。
5）数据缓冲：由于CPU和内存的速度较高，而I/O设备的速度较低，因此在他们中间必要通过缓冲区进行速度匹配。
6）差错控制9、引入缓冲主要原因有（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用缓冲技术。
在操作系统中采用缓冲是为了实现数据的I/O操作，以缓解CPU与外部设备之间速度不匹配的矛盾，提高资源利用率（2）减少对CPU的中断次数（频率）。
14、1）安全分配方式：当进程发出I/O请求后，便进入阻塞状态，直到I/O完成才被唤醒。
不可能造成死锁2）不安全分配方式：在这种方式中，当进程提出I/O请求后，仍然进行运行，需要时又提出第二个I/O请求。
可能造成死锁。
设备独立性是指应用程序独立于具体使用的物理设备。
引入设备独立性有二：1）设备分配具有灵活性：当进程以物理设备名来请求某设备时，如果该设备已经分配，而尽管这是还有其它的相同设备正在空闲（但名字不同），该进程仍然要被阻塞。
但如果用逻辑设备名来请求，系统就会从这类设备中进行分配。
2）易于实现I/O重定向：/O重定向—用于I/O操作的设备可以更换（即重定向）而不必改变应用程序。
为了实现设备独立性必须引入逻辑设备与物理设备（设备的独立性是通过逻辑设备来实现的）。
在应用程序中使用的是逻辑设备（通过逻辑设备名来请求设备）；而系统执行时，是使用的物理设备。
因此必须有将逻辑设备转化为物理设备的功能（OS要做的事情）将一台物理I/O设备虚拟为多个逻辑I/O设备，让多个用户共享一台物理I/O设备，实现设备虚拟的关键技术是SPOOLing技术。
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第五章设备管理
3. 什么是字节多路通道？什么是数组选择通道和数组多路通道？
a.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。
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。
b.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。
通道被某台设备占用后，便一直处于独占状态，直至设备数据传输完毕释放该通道，故而通道利用率较低，主要用于连接多台高速设备。
c. 数组多路通道是将数组选择通道传输速率高和字节多路
通道能使各子通道分时并行操作的优点相结合而形成的一
种新通道。
其含有多个非分配型子通道分别连接在高、中速
I/O设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按数组
方式进行数据传送，因而既具有很高的数据传输速率，又能获得令人满意的通道利用率。
4. 如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题？
解决因通道不足而产生的瓶颈问题的最有效方法是增加设
备到主机间的通路而不是增加通道。
换言之，就是把一个设
备连接到多个控制器上，而一个控制器又连接到多个通道上。
这种多通路方式不仅可以解决该瓶颈问题，而且能够提高系统的可靠性，也即不会因为个别通道或控制器的故障而使设备与存储器之间无法建立通路进行数据传输。
6. 试说明I/O控制发展的主要推动因素是什么？
促使I/O控制不断发展的几个主要因素如下：
a.尽量减少CPU对I/O控制的干预，把CPU从繁杂的I/O控制中解脱出来，以便更多地去完成数据处理任务。
b.缓和CPU的高速性和设备的低速性之间速度不匹配的矛盾，以提高CPU的利用率和系统的吞吐量。
c.提高CPU和I/O设备操作的并行程度，使CPU和I/O设备都处于忙碌状态，从而提高整个系统的资源利用率和系统吞吐量。
7. 有哪几种I/O控制方式？各适用于何种场合？
I/O控制方式：程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMAI/O 控制方式、I/O通道控制方式。
程序I/O方式适用于早期的
计算机系统中，并且是无中断的计算机系统；中断驱动I/O
控制方式是普遍用于现代的计算机系统中；DMA I/O控制方
式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O控制方式；当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据
块时通常采用I/O通道控制方式，但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器。
10. 在单缓冲情况下，为什么系统对一块数据的处理时间为max(C, T)+M ?？
在块设备输入时，假定从磁盘把一块数据输入到缓冲区的时间为T；操作系统将缓冲区数据传送给用户区的时间为M；而CPU对这一块数据进行计算得时间为C。
在单缓冲情况下，由于设备的输入操作和CPU的处理操作可以并行，所以系统对每一整块数据的处理时间为max(C, T) + M。
11. 为什么在双缓冲情况下，系统对一块数据的处理时间为max(C, T)？
该方式又称缓冲对换方式，在设备输入时，先将数据送入第一缓冲区，装满后便转向第二缓冲区。
此时操作系统可以从第一缓冲区移出数据，并送入用户进程。
接着由CPU对数据进行计算。
在双缓冲区中，不仅设备的输入操作和CPU的处理操作可以并行，设备的输入操作和数据的传送操作也可以并行，因此耗时大约为max(C+M,T)。
考虑到M是内存中数据块的“搬家”耗时，非常短暂可以省略，因此近似地认为是：max(C,T)
15. 为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？
引入设备独立性，可使应用程序独立于具体的物理设备，是设备分配具有灵活性。
另外容易实现I/O重定向。
为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层设备独立性软件，用来执行所有I/O设备的公用操作，并向用户层软件提供统一接口。
关键是系统中必须设置一张逻辑设备表LUT用来进行逻辑设备到物理设备的映射，其中每个表目中包含了逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址三项；当应用程序用逻辑设备名请求分配I/O设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，并在LUT中建立一个表目，以后进程利用该逻辑设备名请求I/O操作时，便可从LUT中得到物理设备名和驱动程序入口地址。
16．在考虑到设备的独立性时，应如何分配独占设备？
在考虑到设备的独立性时，应按如下步骤来分配独占设备：（1）进程以逻辑设备名提出I/O请求。
（2）根据逻辑设备表相应表项获得I/O请求的逻辑设备对应类型的物理设备在系统设备表中的指针。
（3）从指针所指位置起顺序检索系统设备表，直到找到一个属于对应I/O请求所用类型、空闲可用且基于设备分配安全性算法验证为安全分配的设备的设备控制表，将对应设备分配给请求进程；如果未找到安全可用的空闲设备，则把请求进程的进程控制块挂到相应类型设备的等待队列上等待唤醒和分配。
（4）系统把设备分配给I/O请求进程后，再到该设备的设备控制表中找出与其相连接的控制器的控制器控制表，根据其状态字段判断该控制器是否忙碌，若忙则把请求进程的进程控制块挂到该控制器的等待队列上；否则将该控制器分配给进程。
（5）系统把控制器分配给I/O请求进程后，再到该控制器的控制器控制表中找出与其相连接的通道的通道控制表，根据其状态字段判断该通道是否忙碌，若忙则把请求进程的进程控制块挂到该通道的等待队列上；否则将该通道分配给进程。
（6）只有在设备、控制器和通道三者都分配成功时，这次的设备分配才算成功，然后便可启动设备进行数据传送。
17．什么是虚拟设备？其实现所依赖的关键技术有哪些？
虚拟设备是指通过虚拟技术，可将一台独占设备变换成若干台逻辑设备，供若干个用户（进程）同时使用。
由于多台逻
辑设备实际上并不存在，而只是给用户的一种感觉，因此被称为虚拟设备。
其实现所依赖的关键技术是SPOOLing技术。
19．在实现后台打印时，SPOOLING系统应为请求I/O的进程提供哪些服务？
在实现后台打印时，SPOOLing系统应为请求I/O的进程提供以下服务：（1）由输出进程在输出井中为之申请一空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；
（2）输出进程再为用户进程申请一张空白的用户打印表，并将用户的打印要求填入其中，再将该表挂到请求打印队列上。
（3）一旦打印机空闲，输出进程便从请求打印队列的队首取出一张请求打印表，根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再由打印机进行打印。