操作系统教程 课后答案-武伟主编(6)

（3）什么是局部性原理？

（4）在请求分页系统中，页表应包括哪些数据项？每项的作用是什么？ （5）在请求分页系统中，常采用哪几种页面置换算法？

（6）在请求分段系统中，段表应包括哪些数据项？每项的作用是什么？ （7）采用可变分区方式管理内存时，能实现虚拟存储器吗？ （8）在页面置换算法中，LRU和NRU哪个更常用？为什么？ 4．应用题

某进程的页面访问序列为：1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6，假定分给该进程4个物理块，计算在采用下列置换算法时的缺页中断次数和缺页中断率。

（1）LRU； （2）FIFO； （3）OPT。

（1）LRU置换算法

页面访问序列 1 1 2 2 1 3 3 2 1 4 2 1 5 4 2 1 5 3 4 2 1 2 3 4 2 1 1 3 4 - - 6 2 1 2 3 6 2 1 2 3 5 6 2 1 2 1 5 6 6 1 2 1 5 5 6 - - - 7 7 3 2 1 6 3 2 1 2 3 6 6 3 2 1 2 3 6 7 6 3 2 1 2 3 3 7 6 3 3 1 2 2 2 7 6 6 6 1 - - + - - - + + + + + + + + + 缺页中断次数=10

缺页中断率=10/20=50% （2）FIFO置换算法 页面访问序列 1 1 2 2 1 3 3 2 1 4 2 1 5 4 4 4 5 3 3 3 4 2 2 2 3 1 1 1 2 - - 6 6 5 4 3 2 2 6 5 4 1 2 3 1 1 3 2 2 1 6 6 2 5 5 6 - 7 7 3 1 2 6 3 2 6 6 2 7 7 6 3 3 7 1 1 3 - 1 2 3 6 1 1 3 3 2 2 1 1 6 6 2 2 7 7 6 6 - + - + + + + + + + + + + + + + 缺页中断次数=14

缺页中断率=14/20=70% （3）OPT置换算法 页面访问序列 1 1 2 2 1 3 2 1 3 4 2 1 5 2 1 2 2 1 2 1 1 3 3 3 3 4 4 4 5 - - 6 2 1 3 6 2 1 2 3 6 - 1 2 3 2 3 6 3 6 3 6 2 2 1 1 1 - - - 7 6 3 2 7 + 6 3 2 3 2 2 2 3 3 6 6 6 7 7 7 - - - 1 2 3 6 2 3 6 6 3 6 3 3 6 2 2 2 1 1 1 1 + - - - + + + + + + 缺页中断次数=8 缺页中断率=8/20=40%

习题9

1．选择题

（1）以下关于I/O设备的中断控制方式说法正确的是 。

A、CPU对I/O设备直接进行控制，采取忙等待方式

B、仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预

C、CPU委托专用的I/O处理机来实现I/O设备与内存之间的信息交换

D、在传输过程中，CPU与I/O设备处于并行工作状态，只是当传输结束时，才由控制器向CPU发送中断信号

（2）通道是一种 。

A、保存I/O信息的部件 B、传输信息的电子线路

C、通用处理机 D、专用处理机 （3）CPU对通道的请求形式是 。

A、自陷 B、通道命令 C、中断 D、转移命令

（4）缓冲有硬件缓冲和软件缓冲之分，硬件缓冲使用专用的寄存器作为缓冲器。软件缓冲使用 作为缓冲区。

A、在内存中划出的单元 B、专用的寄存器 C、在外存中划出的单元 D、高速缓冲区

（5）以下不是I/O控制中DMA控制方式的特点的是 。

A、进行成批的数据传送交换 B、用专门的I/O处理机

C、传送开始和结束时需要CPU干预 D、采用盗窃总线控制权方式 （6）使用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由 功能实现的。

A、设备分配 B、设备驱动 C、虚拟设备 D、设备独立性 （7）SPOOLing技术利用了 。

A、外设概念 B、虚拟设备概念 C、磁带概念 D、存储概念 （8）磁盘输入输出操作中，需要做的工作可以不包括 。

A、移动移动臂使磁头移动到指定的柱面 B、确定磁盘的容量

C、旋转磁盘使指定的扇区处于磁头位置下

D、让指定的磁头读写信息，完成信息传送操作

（9）执行一次磁盘输入输出操作所花费的时间包括 。

A、寻道时间、延迟时间、传送时间和等待时间 B、寻道时间、等待时间、传送时间

C、等待时间、寻道时间、延迟时间和读写时间 D、寻道时间、延迟时间、传送时间

（10）在磁盘调度算法中， 算法可能导致某些访问请求长时间得不到服务，从而造成饥饿现象。

A、FCFS B、SSTF C、SCAN D、CSCAN

（11）如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。若要调整中断事件的响应次序，可以利用 。

A、中断向量 B、中断嵌套 C、中断响应 D、中断屏蔽

（1）D （2）D （3）B （4）A （5）B （6）D （7）B （8）B （9）D （10）

B （11）D 2．填空题

（1）I/O设备按传输速率分类，可分为 低速设备 、 中速设备 和 高速设备 等三种；按信息交换的单位分类，可分为 字符设备 和 块设备 。按资源分配的角度分类，可分为 独占设备 、 共享设备 和 虚拟设备 。

（2）缓冲区管理是为了缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾 、减少中断CPU的次数，放宽对中断响应的要求、提高CPU、通道和I/O设备之间的并行性 的矛盾。

（3）按照信息交换的方式，一个系统中可设立三种类型的通道，即 字节多路通道 、数组选择通道 和 数组多路通道 。 （4） 设备独立性 也称设备无关性，其基本思想是：用户程序不直接使用 物理设备名 ，而只能使用 逻辑设备名 ；系统在实际执行时，将 逻辑设备名 转换为 物理设备名 。 （5）、打印机虽然是独享设备，但是通过 SPOOLing技术 ，可以将它改造为一台可供多个用户共享的设备。 3．简答题

（1）有几种I/O控制方式？各有什么特点？

（2）什么是通道？通道、CPU、内存和外设之间的工作关系如何？ （3）什么是缓冲？为什么要引入缓冲？

（4）在某系统中，从磁盘将一块数据输入到缓冲区需要花费的时间为T，CPU对一块数据进行处理的时间为C，将缓冲区的数据传送到用户区所花的时间为M，那么在单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据时，一块数据的处理时间为多少？

（5）简述缓冲池的组成及工作原理。

（6）为什么要引入SPOOLing系统？简述SPOOLing系统的组成及工作原理。 （7）什么是中断？什么是中断处理？什么是中断响应？

（8）用于设备分配的数据结构有哪些？它们之间的关系是什么？ （9）什么叫“设备独立性”？如何实现“设备独立性”？ （10）什么是设备驱动程序？为什么要有设备驱动程序？用户进程怎样使用驱动程序？ （11）磁盘访问时间有哪几部分组成？每部分时间应如何估算？其中哪一个时间是磁盘调度的主要目标？

（12）目前常用的磁盘调度算法有哪几种？每种算法优先考虑的问题是什么？ 4．应用题

某活动头磁盘有200个磁道，编号为0~199。磁头当前位置在143道服务。对于请求序列86、147、91、177、94、150、102、175、130，求在下列调度策略下的寻道顺序及寻道长度。

（1）FCFS。 （2）SSTF。

（3）SCAN（磁头移动方向先从小到大）。 （4）CSCAN（磁头移动方向先从小到大）。

（1）FCFS

（2）SSTF

被访问的下一磁道号 移动距离 （当前磁道为143） (磁道数)

86 57 147 61 91 56 177 86 94 83 150 56 102 48 175 73 130 45 平均寻道长度 62.78

FCFS调度算法

被访问的下一磁道号 移动距离 （当前磁道为143） (磁道数)

147 4 150 3 130 20 102 28 94 8 91 3 86 5 175 89 177 2 平均寻道长度 18

SSTF调度算法

（3）SCAN

（4）CSCAN

被访问的下一磁道号 移动距离 （当前磁道为143） (磁道数)

147 4 150 3 175 25 177 2 130 47 102 28 94 8 91 3 86 5 平均寻道长度 13.89

FCFS调度算法

被访问的下一磁道号 移动距离 （当前磁道为143） (磁道数)

147 4 150 3 175 25 177 2 86 91 91 5 94 3 102 8 130 28 平均寻道长度 18.78

FCFS调度算法

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