計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)第三版課后習(xí)題答案解析_湯小丹梁紅兵

30、操作卲wait和wait互換位置,戒者將signal不signal〔full互換位置,結(jié)果如何？ 答：將wait和wait互換位臵后,可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí),若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait操作并獲得成功,則當(dāng)再執(zhí)行wait操作時(shí),它將因失敗而進(jìn)入阻塞狀態(tài),它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行signal來喚醒自己,在此之前,它不可能執(zhí)行signal操作,從而使試圖通過執(zhí)行wait操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài),這樣容易引起

31、系統(tǒng)死鎖。若signal和signal互換位臵后只是影響進(jìn)程對臨界資源的釋放次序,而不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖,因此可以互換位臵。 25．我們在為某一臨界資源設(shè)置一把鎖W,當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖,當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已打開。 試寫出開鎖和關(guān)鎖的原詫,并利用他們實(shí)現(xiàn)互斥。 答：整型信號量：lock: while W=1 do no-op W:=1; unlock: W:=0; 記錄型信號量：lock: W:=W+1; if1> then block unlock: W:=W-1; if0> then wa

32、keup 例子： Var W:semaphore:=0； begin repeat lock; critical section unlock; remainder section until false; end 26．試修改下面生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題解法中的錯(cuò)諢: 答： producer: begin repeat … producer an item in nextp; wait; wait; /* 應(yīng)為wait,而且還應(yīng)該在wait的前面

33、 */ buffer:=nextp; /* 緩沖池?cái)?shù)組游標(biāo)應(yīng)前移: in:= mod n; */ signal; /* signal; */ until false; end consumer: begin repeat wait; wait; /* 應(yīng)為wait,而且還應(yīng)該在wait的前面 */ nextc:=buffer; out:=out+1; /* 考慮循環(huán),應(yīng)改為: out:= mod n; */

34、signal;/* signal; */ consumer item in nextc; until false; end 27．試?yán)糜涗浶托盘柫繉懗鲆粋€(gè)丌會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家迚餐問題的算法. 答：Var chopstick:array[0,…,4] of semaphore; 所有信號量均被初始化為1,第i 位哲學(xué)家的活動(dòng)可描述為： Repeat Wait; Wait<. chopstick[ mod 5]>; … Ea.t ; … Signal;

35、 Signal mod 5]> Ea.t ; … Think; 11 Until false; 28．在測量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集仸務(wù),把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計(jì)算仸務(wù)從該單 緩沖中叏出數(shù)據(jù)迚行計(jì)算.試寫出利用信號量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法。 答： a. Var mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0; gather: begin repeat …… gather data in nextp; wait; wait;

36、buffer:=nextp; signal; signal; until false; end compute: begin repeat …… wait; wait; nextc:=buffer; signal; signal; compute data in nextc; until false; end b. Var empty, full: semaphore:=1, 0; gather: begin repeat …… g

37、ather data in nextp; wait; buffer:=nextp; signal; until false; end compute: begin repeat …… wait; nextc:=buffer; signal; compute data in nextc; until false; end 29．畫圖說明管程由哪幾部分組成,為什么要引入條件發(fā)量？ 答：管程由四部分組成：①管程的名稱；②局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明；③對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程

38、；④對局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)臵初始值的語句； 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程,在管程中時(shí)被阻塞或掛起,直到阻塞或掛起的原因解除,而在此期間,如果該進(jìn)程不釋放管程,則其它進(jìn)程無法進(jìn)入管程,被迫長時(shí)間地等待。為了解決這個(gè)問題,引入了條件變量condition。 30．如何利用管程來解決生產(chǎn)者不消費(fèi)者問題？ 答：首先建立一個(gè)管程,命名為ProclucerConsumer,包括兩個(gè)過程： 〔1Put〔item過程。生產(chǎn)者利用該過程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩沖池,用整型變 量count 表示在緩沖池中已有的產(chǎn)品數(shù)目,當(dāng)count≥n 時(shí),表示緩沖池已滿,生產(chǎn)者須 等待。 〔2get〔

39、item過程。消費(fèi)者利用該過程從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品,當(dāng)count≤0 時(shí),表示緩沖池中已無可取的產(chǎn)品,消費(fèi)者應(yīng)等待。 PC 管程可描述如下： type producer-consumer =monitor Var in,out,count:integer; buffer:array[0,…,n-1]of item; notfull,notempty:condition; procedure entry dot begin if count>=n then not full.wait; buffer:=nextp; in:=<

40、in+1>mod n; count:=count+1; if notempty.queue then notempty.signal; end procedure entry get begin if count<=0 then not full.wait; nextc:=buffer; out:=mod n; count:=count-1; if notfull.quene then notfull.signal; end begin in:=out:=0; count:=0 end 在利用管程解

41、決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題時(shí),其中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為： producer: begin pepeat produce an inem in nestp PC.put; until false; end consumer: begin repeat PC.get; consume the item in enxtc; until false; end 31．什么是AND信號量？試?yán)肁ND信號量寫出生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題的解法。 答：為解決并行帶來的死鎖問題,在wait 操作中引入AND 條件,其基本思想是將進(jìn)

42、程在整個(gè)運(yùn)行過程中所需要的所有臨界資源,一次性地全部分配給進(jìn)程,用完后一次性釋放。 解決生產(chǎn)者－消費(fèi)者問題可描述如下: var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0; buffer: array[0,...,n-1] of item; in,out: integer:=0,0; begin parbegin 14 producer: begin repeat … produce an item in nextp; … wait; wait; //s1,s2,.

43、..,sn為執(zhí)行生產(chǎn)者進(jìn)程除empty 外其余的條件 wait; buffer:=nextp; in:= mod n; signal; signal; signal; until false; end consumer: begin repeat wait; wait; //k1,k2,...,kn 為執(zhí)行消費(fèi)者進(jìn)程除full 外其余的條件 wait; nextc:=buffer<

44、out>; out:= mod n; signal; signal; signal; consume the item in nextc; until false; end parend end 32．什么是信號量集？試?yán)眯盘柫考瘜懗鲎x者一寫者問題的解法。 答：對AND信號量加以擴(kuò)充,形成的信號量集合的讀寫機(jī)制。 解法：Var RN integer; L,mx: semaphore:=RN,1; begin parbegin reader:begin

45、 repeat Swait; Swait; … perform read operation; … Ssignal; until false end writer:begin repeat Swait; perform write operation; Ssignal; until false end parend end 33．試比較迚程間的低級不高級通信工具。 答：用戶用低級通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便,效率低,通信對用戶不透明,所有操作

46、都 必須由程序員來實(shí)現(xiàn),而高級通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷,用戶直接利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令,高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。 34．當(dāng)前有哪幾種高級通信機(jī)制？ 答：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。 35．消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能？ 答：〔1構(gòu)成消息〔2發(fā)送消息〔3接收梢息〔4互斥與同步。 36．為什么 天貓優(yōu)惠券,我就要券要在OS 中引入線程？ 答：在操作系統(tǒng)中引入線程,則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開銷,使OS具 有更好的并發(fā)性,提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位,而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。 37．試說明線程具有哪些屬性？

47、 答：〔1>輕型實(shí)體〔2獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位〔3可并發(fā)執(zhí)行〔4共享進(jìn)程資源。 38. 試從調(diào)度性,并収性,擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對迚程和線程迚行比較。 答： 〔1調(diào)度性。線程在OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位,進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。 〔2并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行,一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。 〔3擁有資源。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位,線程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源,本 身基本不擁有系統(tǒng)資源,但可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。 〔4系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開銷顯著大于線程。 39. 為了在多線程OS 中實(shí)現(xiàn)迚程之間的同

48、步不通信,通常提供了哪幾種同步機(jī)制？ 答：同步功能可以控制程序流并訪問共享數(shù)據(jù),從而并發(fā)執(zhí)行多個(gè)線程。共有四種同步模型： 互斥鎖、讀寫鎖、條件變量和信號。 40．用亍實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號量和公用信號量之間有何差別？ 答： 〔1私用信號量。當(dāng)某線程需利用信號量實(shí)現(xiàn)同一進(jìn)程中各線程之間的同步時(shí),可調(diào)用創(chuàng) 建信號量的命令來創(chuàng)建一個(gè)私用信號量,其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在應(yīng)用程序的地址空間中。 〔2公用信號量。公用信號量是為實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間或不同進(jìn)程中各線程之間的同步而設(shè)臵 的。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在受保護(hù)的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)中,由OS為它分配空間并進(jìn)行管理。 41．何謂用戶級線程和內(nèi)核支

49、持線程？ 答： 〔1用戶級線程：僅存在于用戶空間中的線程,無須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、 線程間的同步與通信等功能,都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。用戶級線程的切換通常發(fā)生在一個(gè) 應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間,同樣無需內(nèi)核支持。 〔2內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。無論是用戶進(jìn)程中的線程,還是系統(tǒng)線程 中的線 程,其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠內(nèi)核,在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還 為每個(gè)內(nèi)核支持線程設(shè)臵了線程控制塊,內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實(shí)施控制。 42．試說明用戶級線程的實(shí)現(xiàn)方法。 答：用戶級線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的,運(yùn)行在"運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)"與

50、"內(nèi)核控制線程"的中 間系統(tǒng)上。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。內(nèi)核控制線程或輕型進(jìn)程LWP 可通過系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提供服務(wù),利用LWP進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。 43．試說明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法。 答：系統(tǒng)在創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí),分配一個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA,其中包括若干個(gè)線程控制塊TCB 空間。創(chuàng)建一個(gè)線程分配一個(gè)TCB,有關(guān)信息寫入TCB,為之分配必要的資源。當(dāng)PTDA 中的TCB 用完,而進(jìn)程又有新線程時(shí),只要所創(chuàng)建的線程數(shù)目未超過系統(tǒng)允許值,系統(tǒng)可 在為之分配新的TCB；在撤銷一個(gè)線程時(shí),也應(yīng)回收線程的所有資源和TCB。 第三章 1．高級調(diào)度不低級調(diào)度的

51、主要仸務(wù)是什么？為什么要引入中級調(diào)度？ 答：高級調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法,把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息,按某種算法先取進(jìn)程,再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程 不再占用內(nèi)存資源,將它們調(diào)至外存等待,把進(jìn)程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。 2．何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流？ 答：作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù),還配有作業(yè)說明書。系統(tǒng)根據(jù)該說明書對程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。 作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過若干個(gè)相對獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的

52、順序加工的步驟。 作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下,逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理,于是形成了處理作業(yè)流。 3．在什么情冴下需要使用作業(yè)控制塊JCB？其中包含了哪些內(nèi)容？ 答：每當(dāng)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)便為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊JCB,根據(jù)作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。 JCB 包含的內(nèi)容通常有：1> 作業(yè)標(biāo)識(shí)2>用戶名稱3>用戶賬戶4>作業(yè)類型〔CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、終端型5>作業(yè)狀態(tài)6>調(diào)度信息〔優(yōu)先級、作業(yè)已運(yùn)行7>資源要求8>進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間9> 開始處理時(shí)間10> 作業(yè)完成時(shí)間11> 作業(yè)退出時(shí)間12>

53、 資源使用情況等 4．在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個(gè)作業(yè)和接納哪些作業(yè)？ 答:作業(yè)調(diào)度每次接納進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)數(shù),取決于多道程序度。應(yīng)將哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存,取決于采用的調(diào)度算法。最簡單的是先來服務(wù)調(diào)度算法,較常用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級的調(diào)度算法。 5．試說明低級調(diào)度的主要功能。 答：〔1保存處理機(jī)的現(xiàn)場信息〔2按某種算法選取進(jìn)程〔3把處理機(jī)分配給進(jìn)程。 6．在搶占調(diào)度方式中,搶占的原則是什么？ 答：搶占的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。 7．在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí),應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么？ 答： 〔1面向用戶的準(zhǔn)則：周

54、轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則。 〔2面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用。 8．在批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,各采用哪幾種迚程〔作業(yè)調(diào)度算法？ 答：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法。 分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。 9．何謂靜態(tài)和勱態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據(jù)是什么？ 答：靜態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變的優(yōu)先級。 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)賦予的優(yōu)先權(quán),可

55、以隨進(jìn)程推進(jìn)或隨其等待時(shí)間增加而改變的優(yōu)先級,可以獲得更好的調(diào)度性能。 確定進(jìn)程優(yōu)先級的依據(jù)：進(jìn)程類型、進(jìn)程對資源的需求和用戶要求。 10．試比較FCFS和SPF兩種迚程調(diào)度算法。 答：相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。 不同點(diǎn)：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或多個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的作業(yè),將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。該算法有利于長作業(yè)/進(jìn)程,不利于短作業(yè)/進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或若干個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè),調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程,不利于長作業(yè)/進(jìn)程。 11．在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中,應(yīng)如何

56、確定時(shí)間片的大??？ 答：時(shí)間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時(shí)間。一般應(yīng)考慮三個(gè)因素：系統(tǒng)對相應(yīng)時(shí)間的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。 12．通過一個(gè)例子來說明通常的優(yōu)先級調(diào)度算法丌能適用亍實(shí)時(shí)系統(tǒng)？ 答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法很多,主要是基于任務(wù)的開始截止時(shí)間和任務(wù)緊急/松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度算法,通常的優(yōu)先級調(diào)度算法不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度實(shí)時(shí)性要求而不適用。 13．為什么說多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需求？ 15. 按調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種？ 按調(diào)度方式不同,可分為非搶占調(diào)度算法和搶占調(diào)度算法兩種。 18. 何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因

57、和必要條件是什么？ a.死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競爭資源而造成的一種僵局,若無外力作用,這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)； b.產(chǎn)生死鎖的原因有二,一是競爭資源,二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法； c.必要條件是: 互斥條件,請求和保持條件,不剝奪條件和環(huán)路等待條件。 19．在解決死鎖問題的幾個(gè)方法中,哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)？哪種方法是資源利用率最高？ 解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測和解除死鎖,其中預(yù)防死鎖方法最容易實(shí)現(xiàn),但由于所施加的限制條件過于嚴(yán)格,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低；而檢測和解除死鎖方法可是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。 20. 請?jiān)敿?xì)說明可通過哪些

58、途徑預(yù)防死鎖? a.摒棄"請求和保持"條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程開始運(yùn)行之前,都必須一次性地申請其在整個(gè)運(yùn)行過程所需的全部資源,但在分配資源時(shí),只要有一種資源不能滿足某進(jìn)程的要求,即使其它所需的各資源都空閑,也不分配給該進(jìn)程,而讓該進(jìn)程等待； b.摒棄"不剝奪"條件：系統(tǒng)規(guī)定,進(jìn)程是逐個(gè)地提出對資源的要求的。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程,再提出新的資源請求而不能立即得到滿足時(shí),必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源,待以后需要時(shí)再重新申請； c.摒棄"環(huán)路等待"條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排序,并賦予不同的序號,且所有進(jìn)程對資源的請求必須嚴(yán)格按序號遞增的次序提出,這樣,在所形成的資源分配圖中

59、,不可能再出現(xiàn)環(huán)路,因而摒棄了"環(huán)路等待"條件。 22. 在銀行家算法中,若出現(xiàn)下述資源分配情： Process Allocation Need Available P0 0032 0012 1622 P1 1000 1750 P2 1354 2356 P3 0332 0652 P4 0014 0656 試問： ⑴ 該狀態(tài)是否安全？ ⑵ 若進(jìn)程P2提出請求Request<1,2,2,2>后,系統(tǒng)能否將資源分配給它？ ⑴該狀態(tài)是安全的,因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)安全序列< P0P3P4P1P2>。下表為該時(shí)刻的安全序列表。 資源情況 進(jìn)程 Work N

60、eed Allocation Work+Allocation Finish P0 P3 P4 P1 P2 1 6 2 2 1 6 5 4 1 9 8 7 1 9 9 11 2 9 9 11 0 0 1 2 0 6 5 2 0 6 5 6 1 7 5 0 2 3 5 6 0 0 3 2 0 3 3 3 0 0 1 4 1 0 0 0 1 3 5 4 1 6 5 4 1 9 8 7 1 9 9 11 2 9 9 11 3 12 14 17 true true true true true ⑵若進(jìn)程P2提出請求Request<1,2

61、,2,2>后,系統(tǒng)不能將資源分配給它,若分配給進(jìn)程P2,系統(tǒng)還剩的資源情況為〔0,4,0,0,此時(shí)系統(tǒng)中的資源將無法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的資源請求,從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài),容易引起死鎖的發(fā)生。 38 / 38 . 第四章 存儲(chǔ)器管理 1. 為什么要配置層次式存儲(chǔ)器？ 這是因?yàn)椋? a.設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)器可以使存儲(chǔ)器兩端的硬件能并行工作。 b.采用多級存儲(chǔ)系統(tǒng),特別是Cache技術(shù),這是一種減輕存儲(chǔ)器帶寬對系統(tǒng)性能影響的最佳結(jié)構(gòu)方案。 c.在微處理機(jī)內(nèi)部設(shè)置各種緩沖存儲(chǔ)器,以減輕對存儲(chǔ)器存取的壓力。增加CPU中寄存器的數(shù)量,也可大大緩解對存儲(chǔ)器的壓力。 2. 可采用哪幾種方式將程序

62、裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場合？ 將程序裝入內(nèi)存可采用的方式有：絕對裝入方式、重定位裝入方式、動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式；絕對裝入方式適用于單道程序環(huán)境中,重定位裝入方式和動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式適用于多道程序環(huán)境中。 3. 何為靜態(tài)鏈接？何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接？ a.靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行之前,先將各自目標(biāo)模塊及它們所需的庫函數(shù),鏈接成一個(gè)完整的裝配模塊,以后不再拆開的鏈接方式。 b.裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后所得到的一組目標(biāo)模塊,在裝入內(nèi)存時(shí),采用邊裝入邊鏈接的一種鏈接方式,即在裝入一個(gè)目標(biāo)模塊時(shí),若發(fā)生一個(gè)外部模塊調(diào)用事件,將引起裝入程序去找相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊,把它裝入

63、內(nèi)存中,并修改目標(biāo)模塊中的相對地址。 c.運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是將對某些模塊的鏈接推遲到程序執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行鏈接,也就是,在執(zhí)行過程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時(shí),立即由OS去找到該模塊并將之裝入內(nèi)存,把它鏈接到調(diào)用者模塊上。 4. 在進(jìn)行程序鏈接時(shí),應(yīng)完成哪些工作? a.對相對地址進(jìn)行修改 b.變換外部調(diào)用符號 6. 為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn)? a.程序在運(yùn)行過程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動(dòng)位置,為了保證這些被移動(dòng)了的程序還能正常執(zhí)行,必須對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改,即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。 b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)地址變換,必須有硬件地

64、址變換機(jī)構(gòu)的支持,即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)重定位寄存器,用它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時(shí),真正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。 9. 分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用哪些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。 a.首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：保留了高址部分的大空閑區(qū),有利于后到來的大型作業(yè)的分配；低址部分不斷被劃分,留下許多難以利用的、小的空閑區(qū),且每次分區(qū)分配查找時(shí)都是從低址部分開始,會(huì)增加查找時(shí)的系統(tǒng)開銷。 b.循環(huán)首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布得更為均勻,減少了

65、查找時(shí)的系統(tǒng)開銷；缺乏大的空閑分區(qū),從而導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。 c.最佳適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)；內(nèi)存中留下許多難以利用的小的空閑區(qū)。 d.最壞適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不至于太小,產(chǎn)生碎片的幾率最小,對中小型文件分配分區(qū)操作有利；使存儲(chǔ)器中缺乏大的空閑區(qū),對大型文件的分區(qū)分配不利。 10. 在系統(tǒng)中引入對換后可帶來哪些好處？ 能將內(nèi)存中暫時(shí)不運(yùn)行的進(jìn)程或暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù),換到外存上,以騰出足夠的內(nèi)存空間,把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存,從而大大地提高了內(nèi)存的利用率。 12. 在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時(shí)

66、,每次是否將整個(gè)進(jìn)程換出？為什么？ 在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時(shí),并非每次將整個(gè)進(jìn)程換出。這是因?yàn)椋? a.從結(jié)構(gòu)上講,進(jìn)程是由程序段、數(shù)據(jù)段和進(jìn)程控制塊組成的,其中進(jìn)程控制塊總有部分或全部常駐內(nèi)存,不被換出。 b.程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享,此時(shí)它們也不能被換出。 13. 為實(shí)現(xiàn)分頁存儲(chǔ)管理,需要哪些硬件支持？ 需要有頁表機(jī)制、地址變換機(jī)構(gòu)的硬件支持。 16. 為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)? a.對于分頁系統(tǒng),每個(gè)頁面是分散存儲(chǔ)的,為了實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù),則頁面之間需要一一對應(yīng)起來,為此需要建立大量的頁表項(xiàng)； b.而對于分段系統(tǒng),每個(gè)段都從0開始編址,并采用一段連續(xù)的地址空間,這樣在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí),只需為所要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng),將其中的基址與內(nèi)存地址一一對應(yīng)起來即可。 17. 分頁和分段有何區(qū)別? a.分頁和分段都采用離散分配的方式,且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址變換,這是它們的共同點(diǎn)； b.對于它們的不同點(diǎn)有三,第一,從功能上看,頁是信息的物理單位,分頁是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式,以消減內(nèi)存的外零頭,提