操作系统课后习题答案(4~6章)

1、存储管理主要研究的内容是：

内存存储分配；地址再定位；存储保护；存储扩充的方法。

2、什么是虚拟存储器？实现虚存的物质基础是什么？

虚存实际上是一个地址空间，它有OS产生的一个比内存容量大的多的“逻辑存储器”。其物质基础是：一定容量的主存；大容量的辅存（外存）和地址变化机构（容量受计算机的地址位数限定）。有3类虚存：分页式、分段式和段页式。

引入虚存的必要性：逻辑上扩充内存容量，实现小内存运行大作业的目的；

可能性：其物质基础保证。

3、某页式管理系统，主存容量为KB，分成16块，块号为0，1，2，3，4……，15。设某作业有4页，其页号为0，1，2，3。被分别装入主存的2，4，1，6块。试问：

（1）该作业的总长度是多少字节？

（2）计算出该作业每一页在主存中的起始地址。

（3）若给出逻辑地址[0，100]、[1，50]、[2，0]、[3，60]，请计算出相应的内存地址。

解：（1）每块的长度=KB/16=4KB；因为块与页面大小相等，每页容量=4KB；故作业的总长度为：4KB*4=16KB。

（2）因为页号为0，1，2，3的页已经分别被装入内存2，4，1，6块中，即PMT为：

第0页在内存中的起始地址为4K*2=8K；

第1页在内存中的起始地址为4K*4=16K；

第2页在内存中的起始地址为4K*1=4K；

第3页在内存中的起始地址为4K*6=24K；

（3）对应内存地址：

逻辑地址[0，100]的内存地址为4K*2+100=8192+100=8292；

逻辑地址[1，50]的内存地址为4K*4+50=16384+50=134；

逻辑地址[2，0]的内存地址为4K*1+0=4096；

逻辑地址[3，60]的内存地址为4K*6+60=24K+60=24576+60=24636。

4、（22）某段式存储管理中的SMT如下：

（1）给定段号和段内地址，完成地址变换过程。

（2）计算[0，430]、[1，10]、[2，500]、[3，400]的内存地址。

（3）存取内存中的一条指令或数据至少要访问几次内存？

解：

（1）地址变换（段的起始地址+段内地址=地址变换，由硬件完成）

第0段在内存中的地址为219+b；

第1段在内存中的地址为3300+b；

第2段在内存中的地址为90+b；

第3段在内存中的地址为1237+b；

第4段在内存中的地址为1952+b；

（2）内存地址计算

逻辑地址[0，430]对应的内存地址为219+430=659；

逻辑地址[1，10]的内存地址为3300+10=3310；

逻辑地址[2，500]的内存地址为90+500=590（段内地址超过段长，故产生段地址越界中断）；

逻辑地址[3，400]的内存地址为1237+400=1637。

（3）至少要访问2次内存；即第一次访问段表SMT得到段起始地址+段内地址；第二次访问对应主存物理单元地址，实现存取。

Chapter 5

1、（4）文件系统应具备哪些功能？

答：文件结构及有关的存取方法；文件目录及有关的处理方法；文件的存储空间管理；文件共享的存取控制；文件的操作与使用。

2、文件的目录作用是什么？含哪些信息？

答：作用是：有机组织文件存储和方便用户查找和使用文件。

文件目录包含（P147）：

3、某系统的磁盘文件空间有500块，试画出相应位示图，并给出申请或释放一块的工作流程。

答：设块号为0，1，2，3……499；字长为32位：

位示图就是在内存中用一些字符（0或1）建立的一张位置图，用其每一位状态表示一个盘块的使用情况，通常用1表示占用；0表示空闲。因此，本题位示图所占的字数=[500/32]=16（向上取整数）。图如5.13。

 判断？

置1或0

取位图字

申请或释放一块的工作流程：

4、（15题）

由于本题是两个用户共享文件系统，存在文件重名和别名问题，因此文件目录组织方案应该采用二级目录结构。（画图）

（UFD）

甲的目录

文件

用户名

A

B

C

D

E

Chapter6

1、在I/O系统 为什么引入缓冲技术？

   即在CPU和外设之间设立缓冲区，其作用是用于暂存CPU和外设之间交换的数据，从而缓解CPU和外设速度不匹配所产生的不同步矛盾。按组织方式分为单缓冲、双缓冲和缓冲池。

2、（第8题）有10个记录A,B,C,……J存放在某磁盘上的某个磁道上，假定该磁道划分为10个块，每块存放一个记录，安排如下表。先要求顺序处理这些记录，如果磁盘旋转速度为20ms/每周，处理程序每读出并处理一个记录花费4ms时间，试问处理完这十个记录的总时间是多少？如果将这些记录按最短处理时间优化分布，应如何分布排列这些记录？优化后处理这些记录花费总时间是多少？（单位：ms）

解2：

  由题意，磁盘每旋转一周20ms，读取一个记录的时间为：20ms/10=2ms,处理一个记录的时间为4ms。故：

处理完记录A并到达记录B的起始位置所需要的时间为：2ms+20ms=22ms.

处理完记录B并到达记录C的起始位置所需要的时间为：2ms+20ms=22ms.

依次类推，处理完J所需要的时间为：2ms+4ms=6ms.

综上，处理完所有记录的总时间为：22ms*9+6=204ms

为了缩短处理时间应该进行优化分布，安排成为下表所示：

经过优化系统效率提高了近4倍。

3、（第9题）解：

最省时间的排列顺序是：（6）→（2）→（4）→（1）→（3）→（5）

4、（第10题）解：

（1）FCFS法

顺序为：86，147，91，177，94，150，102，175，130。

移动量：（143-86）+（147-86）+（147-91）+（177-91）+（177-94）+（150-94）+（150-102）+（175-102）+（175-130）=57+61+56+86+83+56+48+73+45=565

（2）SSTF（最短查找时间优化算法）法

顺序为：147，150，130，102，94，91，86，175，177。

移动量：（147-143）+（150-147）+（150-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）+（175-86）+（177-175）=4+3+20+28+8+3+5++2=162

（3）SCAN（双向扫描算法）法

顺序为：147，150，175，177，199，130，102，94，91，86。

移动量：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（199-177）+（199-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）+（86-0）=4+3+25+2+22+69+28+8+3+5+86=255

（4）电梯调度算法

顺序为：147，150，175，177，130，102，94，91，86。

移动量：（147-143）+（150-147）+（175-150）+（177-175）+（199-130）+（130-102）+（102-94）+（94-91）+（91-86）=4+3+25+2+69+28+8+3+5=147