操作系统精髓与设计原理第五版复习题答案
操作系统第五版答案第4章线程_对称多处理和微内核
操作系统第五版答案第4章线程_对称多处理和微内核第四章线程、对称多处理和微内核复习题：4.1表3.5列出了在一个没有线程的操作系统中进程控制块的基本元素。
对于多线程系统，这些元素中那些可能属于线程控制块，那些可能属于进程控制块？答：这对于不同的系统来说通常是不同的，但一般来说，进程是资源的所有者，而每个线程都有它自己的执行状态。
关于表3.5中的每一项的一些结论如下：进程标识：进程必须被标识，而进程中的每一个线程也必须有自己的ID。
处理器状态信息：这些信息通常只与进程有关。
进程控制信息：调度和状态信息主要处于线程级；数据结构在两级都可出现；进程间通信和线程间通信都可以得到支持；特权在两级都可以存在；存储管理通常在进程级；资源信息通常也在进程级。
4.2请列出线程间的模式切换比进程间的模式切换开销更低的原因。
答：包含的状态信息更少。
4.3在进程概念中体现出的两个独立且无关的特点是什么？答：资源所有权和调度/执行。
4.4给出在单用户多处理系统中使用线程的四个例子。
答：前台和后台操作，异步处理，加速执行和模块化程序结构。
4.5哪些资源通常被一个进程中的所有线程共享？答：例如地址空间，文件资源，执行特权等。
4.6列出用户级线程优于内核级线程的三个优点。
答：1.由于所有线程管理数据结构都在一个进程的用户地址空间中，线程切换不需要内核模式的特权，因此，进程不需要为了线程管理而切换到内核模式，这节省了在两种模式间进行切换（从用户模式到内核模式；从内核模式返回用户模式）的开销。
2.调用可以是应用程序专用的。
一个应用程序可能倾向于简单的轮询调度算法，而另一个应用程序可能倾向于基于优先级的调度算法。
调度算法可以去适应应用程序，而不会扰乱底层的操作系统调度器。
3.用户级线程可以在任何操作系统中运行，不需要对底层内核进行修改以支持用户级线程。
线程库是一组供所有应用程序共享的应用级软件包。
4.7列出用户级线程相对于内核级线程的两个缺点。
计算机操作系统第五版答案,操作系统-第5版-习题答案.doc
计算机操作系统第五版答案,操作系统-第5版-习题答案.doc 第⼀章⼀、选择题1. D2. C3,B4.A5.6. D7. C⼆、填空题1. 硬件、软件2. 交互性、多路性和独占性3.⾬提⾼系统的⼯作效率4.处理器管理、存储器管理、⽂件管理、设备管理和接⼝管理。
5. 程序级和⽤户组(程序接⼝和命令接⼝)。
三、简答题1.计算机系统由哪些部分组成?处理器管理、存储器管理、⽂件管理、设备管理和接⼝管理2. 什么是操作系统？(1)管理和控制计算机的硬件和软件资源。
(2)合理组织计算机⼯作流程。
(3)提供⽅便⽤户操作的接⼝的软件。
3. 实时操作系统的主要特点是什么?及时性、可靠性。
4. 从资源管理的⾓度来看，操作系统的基本功能可分成哪些部分?管理和控制计算机的硬件和软件资源。
5. 操作系统的分类？(1)批处理操作系统。
(2)实时操作系统。
(3)分时操作系统。
(4)⽹络操作系统。
(5)分布式操作系统。
(6)嵌⼊式操作系统。
(7)微型计算机操作系统。
第⼆章⼀、选择题(1)进程部分1. D2. B3,D4.B5.6. B7. B(2)并发和通信部分1. B2. B3.B4.B5.D6. C7. B8.11. B 12.D⼆、填空题1. 动态和静态。
2. 程序、数据和PCB(进程控制块)3. 程序、数据和PCB(进程控制块、PCB、程序段。
4. 动态、静态5. 分配资源的基本单位，执⾏和调度单位6. 临界资源的概念是 ⼀次仅允许⼀个进程访问的资源 ，⽽临界区是指进程中访问临界资源的那段程序代码。
7. ⽤PV操作管理临界区时，任何⼀个进程进⼊临界区之间必须应⽤P操作，退出临界区必须调⽤V操作。
8. 信息分信箱头和信箱体，信箱头中存放有关信箱的描述，信箱体由若⼲格⼦组成，每格存放⼀封信件，格⼦的数⽬和⼤⼩在创建信箱时确定。
三、简答题1. 什么叫多道程序设计?为什么要采⽤多道程序设计?答：多道程序设计是指在主存中同时存放多个程序，它们都处于执⾏的开始点和结束点之间，这些程序轮渡或以其他⽅式共享CPU。
操作系统第五版--精髓与设计概要第7章课后习题答案2
7.1.如果使用动态分区方案，下图所示为在某个给定的时间点的内存配置：阴影部分为已经被分配的块；空白部分为空闲块。
接下来的三个内存需求分别为40MB，20MB和10MB。
分别使用如下几种放置算法，指出给这三个需求分配的块的起始地址。
a.首次适配b.最佳适配c.临近适配（假设最近添加的块位于内存的开始）d.最坏适配答：a.40M的块放入第2个洞中,起始地址是80M. 20M的块放入第一个洞中.起始地址是20M. 10M的块的起始地址是120M。
b.40M,20N,10M的起始地址分别为230M,20M和160M.c.40M,20M,10M的起始地址是80M,120160M.d.40M,20M,10M,的起始地址是80M,230M,360M.7.2.使用伙伴系统分配一个1MB的存储块。
a.利用类似于图7.6的图来说明按下列顺序请求和返回的结果：请求70；请求35；请求80；返回A；请求60；返回B；返回D；返回C。
b.给出返回B之后的二叉树表示。
答：a.b.7.3.考虑一个伙伴系统，在当前分配下的一个特定块地址为011011110000.a.如果块大小为4，它的伙伴的二进制地址为多少？b.如果块大小为16，它的伙伴的二进制地址为多少？答：a.011011110100b.0110111000007.4.令buddy k(x)为大小为2k、地址为x的块的伙伴的地址，写出buddy k(x)的通用表达式。
答：7.5.Fabonacci序列定义如下：F0=0,F1=1,F n+2=F n+1+F n,n≧0a.这个序列可以用于建立伙伴系统吗？b.该伙伴系统与本章介绍的二叉伙伴系统相比，有什么优点？答：a.是。
字区大小可以确定Fn = Fn-1 + Fn-2.。
b.这种策略能够比二叉伙伴系统提供更多不同大小的块，因而具有减少内部碎片的可能性。
但由于创建了许多没用的小块，会造成更多的外部碎片。
7.6.在程序执行期间，每次取指令后处理器把指令寄存器的内容（程序计数器）增加一个字，但如果遇到会导致在程序中其他地址继续执行的转跳或调用指令，处理器将修改这个寄存器的内容。
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第一章计算机系统中状态寄存器和控制寄存器有哪些？PC和IR寄存器主要存放什么？答: 1、程序计数器Program Counter (PC) 2、指令寄存器Instruction Register (IR) 3、程序状态字Program Status Word (PSW) 4、Condition Codes or FlagsPC寄存器主要存放的是下一条要执行的指令的地址；IR寄存器主要存放当前要执行的指令1)计算机中中断寄存器的处理过程是怎样的？2)答：3)处理器在响应中断前结束当前指令的执行4)处理器对中断进行测定,确定存在未响应的中断,并给提交中断的设备发送确认信号,确认信号允许该设备取消它的中断信号.5)处理器需要为把控制权转移到中断程序中去做准备.首先,需要保存从中断点恢复当前程序所需要的信息,要求的最少信息包括程序状态字和保存在程序计数器中的下一条要执行的指令的地址,它们被压入系统控制栈中6)处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序计数器中7)在这一点,与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中8)中断处理器现在可以开始处理中断,其中包括检查与I/O操作相关的状态信息或其他引起中断的时间,还可能包括给I/O设备发送附加命令或应答9)当中断出来结束后,被保存的寄存器值从栈中释放并恢复到寄存器中10)最后的操作是从栈中恢复PSW和程序计数器的值,其结果是下一条要执行的之类来自前面被中断的程序.程序IO、中断IO、DMADMA的优点是什么？原因是什么？优点: 实现高速外设和主存储器之间自动成批交换数据尽量减少CPU干预直接存储器访问技术DMA通过系统总线中的一个独立控制单元---DMA控制器,自动地控制成块数据在内存和I/O单元之间的传送.当处理器需要读写一整块数据的时候,它给DMA控制但愿发送一条命令.处理器发送完命令后就可以处理其他的事情了,DMA控制器将自动管理数据的传送,当这个过程完成过,它会给处理器发一个中断,这样处理器只在开始传送和传送结束时关注一下就可以了,这大大提高了处理I/O的效能.第二章操作系统的类型有哪些？什么是分时操作系统？答: 类型: A.批处理操作系统B、分时操作系统C、实时操作系统D、网络操作系统E、分布式操作系统。
操作系统期末复习材料(操作系统-精髓与设计原理(第五版))
第一章：计算机系统概述计算机系统基本组成I．处理器：控制计算机的操作，执行数据处理功能。
当只有一个处理器时，它通常指中央处理器（CPU）。
II. 主存储器：存储数据和程序。
iii．输入/输出模块：在计算机和外部环境之间移动数据。
iv．系统总线：为处理器、主存储器和输入输出模块提供通信的设施。
什么是中断\中断是指计算机的处理机用来处理外来请求或内部错误的一种机制，该机制软硬件结合，使得计算机的处理机能够暂停当前指令系列的执行而转向请求指令系列的执行。
1.将计算机的处理机正在执行的指令系列称为当前指令系列，当前指令系列通常是用户程序。
2.将计算机为处理各类突发（非预期）事件请求（I/O请求,时钟请求，程序错误，硬件错误）而有待执行的指令系列称为请求指令系列，通常称为中断处理程序，是操作系统的一部分。
3.请求指令系列执行期间，可以被其它事件中断（在允许多重中断的情况下）。
4.执行请求指令系列完毕后，可以返回被暂停的原始指令系列，也可以不返回（在多道程序设计环境中）。
5.中断处理程序与社会事务中的应急事件的预案类似。
中断处理—中断的发生激活了很多事情，包括处理器硬件中的事件及软件中的事件。
1.设备给处理器发出一个中断信号。
2.处理器在响应中断前结束指令系列的执行。
3.处理器对中断进行测定，确定存在未响应的中断，并给提交中断的设备发送确认信号，确认信号允许该设备取消它的中断信号。
4.处理器需要把处理权转移到中断程序中去做准备。
首先，需要保存从中断点恢复当前程序所需要的信息，要求的最少信息包括程序状态字（PSW）和保存在程序计数器中的下一条执行的指令地址，它们被压入系统控制栈中（参见附录1B）。
5.处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序的计数器中。
6.在这一点，与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中。
此外，还有一些其他信息被当作正在执行程序的状态的一部分。
7.中断处理器现在可以开始处理中断，其中包括检查与I/O操作相关的信息或其他引起中断的事件，还可能包括给I/O设备发送附加命令或应答。
操作系统精髓与设计原理第五版中文答案全
•2.1 情况（a）和情况（b）具有相同的答案。
•假设处理器的操作不能重叠，但I/O操作可以。
•1job：时间周期=NT•处理器利用率=50%；•2jobs：时间周期=NT•处理器利用率=100%；•4jobs：时间周期=（2N-1)NT•处理器利用率=100%•2.2 I/O限制程序只用相对较少的处理时间，因此，受到短期调度算法的偏爱。
然而，如果一个处理器限制程序在一段很长的时间内被处理器时间拒绝，那同样的这个短期调度算法则会允许处理机去处理过去一段时间一直没有使用处理机的程序，所以，并不是永远不受理处理器限制程序所需的处理器时间。
•2.3 关于分时系统，我们所关注的是周转时间。
•首选的是时间片，因为它在一个很短的时间给•所有的程序一个访问权限去使用处理器。
在批•处理系统，我们所关注的是吞吐量和更少量的上•下文转换，对于进程来说获得了更多的处理时•间。
因此，最小化上下文转换的处理是有优势•的。
•2.4 应用程序运用系统调用去调用操作系统所•提供的功能。
关键的是，系统调用导致转换到•进入内核模式的系统程序。
操作系统第三章习题解答•3.1 系统和用户进程的创建和删除：在系统中进程对于信息共享，加速计算，模块性和便利性都能并发执行。
并发的执行需要进程的创建和删除机制。
进程所需要的资源在进程被创建时获得或者在其运行的时候分配。
当进程结束时，操作系统需要收回任何可重用资源。
•进程的挂起和恢复：在进程调度中，当进程在等待某些资源时，操作系统需要把进程状态改变成等待或者就绪状态。
当进程所要求的资源可用时，操作系统需要把它的状态变为运行状态恢复它的执行。
•进程同步机制：协调进程分享数据。
并发访问使用共享数据可能导致数据不一致性，操作系统不得不为其提供一种进程同步机制用来确保协作进程有序的实行，从而保证数据的一致性。
•进程通信机制：在操作系统下执行的进程要么是独立的进程要么是协作的进程。
协作进程必须使用某些方法来实现进程间的通信。
操作系统精髓与设计原理课后复习题答案
操作系统精髓与设计原理课后复习题答案第1章计算机系统概述1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。
主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理⼆进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执⾏；输⼊/输出设备，由控制单元管理。
1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。
⽤户可见寄存器：优先使⽤这些寄存器，可以使机器语⾔或者汇编语⾔的程序员减少对主存储器的访问次数。
对⾼级语⾔⽽⾔，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。
⼀些⾼级语⾔，如C语⾔，允许程序⾔建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。
控制和状态寄存器：⽤以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使⽤，以控制程序的执⾏。
1.3 ⼀般⽽⾔，⼀条机器指令能指定的四种不同操作是什么？处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。
处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输⼊数据。
数据处理：处理器可以执⾏很多关于数据的算术操作或逻辑操作。
控制：某些指令可以改变执⾏顺序。
1.4 什么是中断？中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。
1.5 多中断的处理⽅式是什么？处理多中断有两种⽅法。
第⼀种⽅法是当正在处理⼀个中断时，禁⽌再发⽣中断。
第⼆种⽅法是定义中断优先级，允许⾼优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运⾏。
1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么？存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。
1.7 什么是⾼速缓冲存储器？⾼速缓冲存储器是⽐主存⼩⽽快的存储器，⽤以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。
1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。
可编程I/O：当处理器正在执⾏程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（⽤以执⾏这个指令）；在进⼀步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。
中断驱动I/O：当处理器正在执⾏程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执⾏后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。
操作系统_精髓与设计原理(第五版)答案.William Stallings
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CHAPTER 1 COMPUTER SYSTEM OVERVIEW A NSWERS
TO
Q UESTIONS
1.1 A main memory, which stores both data and instructions: an arithmetic and logic unit (ALU) capable of operating on binary data; a control unit, which interprets the instructions in memory and causes them to be executed; and input and output (I/O) equipment operated by the control unit. 1.2 User-visible registers: Enable the machine- or assembly-language programmer to minimize main memory references by optimizing register use. For high-level languages, an optimizing compiler will attempt to make intelligent choices of which variables to assign to registers and which to main memory locations. Some highlevel languages, such as C, allow the programmer to suggest to the compiler which variables should be held in registers. Control and status registers: Used by the processor to control the operation of the processor and by privileged, operating system routines to control the execution of programs. 1.3 These actions fall into four categories: Processor-memory: Data may be transferred from processor to memory or from memory to processor. Processor-I/O: Data may be transferred to or from a peripheral device by transferring between the processor and an I/O module. Data processing: The processor may perform some arithmetic or logic operation on data. Control: An instruction may specify that the sequence of execution be altered. 1.4 An interrupt is a mechanism by which other modules (I/O, memory) may interrupt the normal sequencing of the processor. 1.5 Two approaches can be taken to dealing with multiple interrupts. The first is to disable interrupts while an interrupt is being processed. A second approach is to define priorities for interrupts and to allow an interrupt of higher priority to cause a lower-priority interrupt handler to be interrupted. 1.6 The three key characteristics of memory are cost, capacity, and access time. 1.7 Cache memory is a memory that is smaller and faster than main memory and that is interposed between the processor and main memory. The cache acts as a buffer for recently used memory locations. 1.8 Programmed I/O: The processor issues an I/O command, on behalf of a process, to an I/O module; that process then busy-waits for the operation to be completed before proceeding. Interrupt-driven I/O: The processor issues an I/O command on behalf of a process, continues to execute subsequent instructions, and is interrupted by the I/O module when the latter has completed its work. The subsequent instructions may be in the same process, if it is not necessary for that process to wait for the completion of the I/O. Otherwise, the process is suspended pending the interrupt and other work is performed. Direct memory access (DMA): A DMA -5-
操作系统精髓与设计原理第五版习题与答案
第1章计算机系统概述1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。
主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。
1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。
用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。
对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。
一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。
控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。
1.3 一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。
处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。
数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。
控制：某些指令可以改变执行顺序。
1.4 什么是中断？中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。
1.5 多中断的处理方式是什么？处理多中断有两种方法。
第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。
第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。
1.6 存层次的各个元素间的特征是什么？存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。
1.7 什么是高速缓冲存储器？高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。
1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。
可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。
中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O 模块中断。
操作系统第五版答案第8章复习题及习题解答
虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别？简单分页：一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行，除非使用覆盖技术。
虚拟内存分页：不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行，页在需要的时候进行读取。
8.2 解释什么是抖动。
虚拟内存结构的震动现象，在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块，而不是执行指令。
8.3 为什么在使用虚拟内存时，局部性原理是至关重要的？可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。
总的来说，局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的，并由此就决定候选的替换出的页。
8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素？简单定义每个元素。
帧号：用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。
存在位（P）：表示这一页是否当前在主存中。
修改位（M）：表示这一页在放进主存后是否被修改过。
8.5 转移后备缓冲器的目的是什么？转移后备缓冲器（TLB）是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。
它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。
8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。
在请求式分页中，只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。
在预约式分页中，读取的并不是页错误请求的页。
8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别？驻留集管理主要关注以下两个问题：（1）给每个活动进程分配多少个页帧。
（2）被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。
页替换策略关注的是以下问题：在考虑的页集中，哪一个特殊的页应该被选择替换。
8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别？时钟算法与FIFO算法很接近，除了在时钟算法中，任何一个使用位为一的页被忽略。
8.9 页缓冲实现的是什么？（1）被替换出驻留集的页不久又被访问到时，仍在主存中，减少了一次磁盘读写。
（2）被修改的页以簇的方式被写回，而不是一次只写一个，这就大大减少了I/O操作的数目，从而减少了磁盘访问的时间。
操作系统第五版1-12章课后题中文答案
复习题：1.1、列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。
答：主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。
1.2、定义处理器寄存器的两种主要类别。
答：用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。
对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。
一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。
控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。
1.3、一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？答：这些动作分为四类：处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。
处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。
数据处理，处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。
控制：某些指令可以改变执行顺序。
1.4、什么是中断？答：中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。
1.5、多中断的处理方式是什么？答：处理多中断有两种方法。
第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。
第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。
1.6、内存层次的各个元素间的特征是什么？答：存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。
1.7、什么是高速缓冲存储器？答：高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。
1.8、列出并简要地定义I/O操作的三种技术。
答：可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。
操作系统一精髓与设计原理第五版选择题与答案英文版第一到第十一章
操作系统一精髓与设计原理第五版选择题与答案英文版第一到第十一章第一章The general role of an operating system is to: da. None of the aboveb. Manage files for application programsc. Act as an interface between various computersd. Provide a set of services to system usersInformation that must be saved prior to the processor transferring control to theinterrupt handler routine includes:ba. None of the aboveb. Processor Status Word (PSW) & Location of next instructionc. Processor Status Word (PSW)d. Processor Status Word (PSW) & Contents of processor registersOne accepted method of dealing with multiple interrupts is to: 选择一个答案aa. Define priorities for the interruptsb. None of the abovec. Disable all interrupts except those of highest priorityd. Service them in round-robin fashionIn a uniprocessor system, multiprogramming increases processor efficiencyby:选择一个答案da. Increasing processor speedb. Eliminating all idle processor cyclesc. All of the aboved. Taking advantage of time wasted by long wait interrupt handlingAs one proceeds down the memory hierarchy (i.e., from inboard memory to offlinestorage), the following condition(s) apply: c选择一个答案a. Decreasing capacityb. Increasing cost per bitc. Increasing access timed. All of the aboveSmall, fast memory located between the processor and main memory is called 选择一个答案ba. None of the aboveb. Cache memoryc. WORM memoryd. CD-RW memoryWhen a new block of data is written into cache memory, the following determines whichcache location the block will occupy: 选择一个答案aa. None of the aboveb. Write policyc. Cache sized. Block sizeThe four main structural elements of a computer system are:选择一个答案ba. Processor, Registers, I/O Modules & Main Memoryb. Processor, Main Memory, I/O Modules & System Busc. None of the aboved. Processor, Registers, Main Memory & System BusThe two basic types of processor registers are:选择一个答案aa. User-visible and Control/Status registersb. User-visible and user-invisible registersc. None of the aboved. Control and Status registersAddress registers may contain选择一个答案ca. Memory addresses of datab. Memory addresses of instructionsc. All of the aboved. Partial memory addressesA Control/Status register that contains the address of the next instruction to be fetched iscalled the:选择一个答案ca. All of the aboveb. Program Status Word (PSW)c. Program Counter (PC)d. Instruction Register (IR)The two basic steps used by the processor in instruction processing are:选择一个答案ca. Instruction and Execute cyclesb. Fetch and Instruction cyclesc. Fetch and Execute cyclesd. None of the aboveA fetched instruction is normally loaded into the:选择一个答案ca. Program Counter (PC)b. None of the abovec. Instruction Register (IR)d. Accumulator (AC)A common class of interrupts is选择一个答案da. Programb. I/Oc. Timerd. All of the aboveWhen an external device becomes ready to be serviced by the processor, the devicesends this type of signal to the processor:选择一个答案ba. None of the aboveb. Interrupt signalc. Halt signald. Handler signal第二章A primary objective of an operating system is:选择一个答案aa. All of the aboveb. Conveniencec. Ability to evolved. EfficiencyThe paging system in a memory management system provides for dynamic mappingbetween a virtual address used in a program and:选择一个答案aa. A real address in main memoryb. None of the abovec. A virtual address in main memoryd. A real address in a programRelative to information protection and security in computer systems, accesscontrol typically refers to:选择一个答案da. Proving that security mechanisms perform according to specificationb. None of the abovec. The flow of data within the systemd. Regulating user and process access to various aspects of the systemA common problem with full-featured operating systems, due to their size anddifficulty of the tasks they address, is:选择一个答案da. Latent bugs that show up in the fieldb. Chronically late in deliveryc. Sub-par performanced. All of the aboveA technique in which a process, executing an application, is divided intothreads that can run concurrently is called:选择一个答案da. None of the aboveb. Symmetric multiprocessing (SMP)c. Multiprocessingd. MultithreadingWIN2K supports several types of user applications, including: 选择一个答案ca. None of the aboveb. Linuxc. WIN32d. System 10Key to the success of Linux has been it’s character as a free software packageavailable under the auspices of the:选择一个答案ca. None of the aboveb. Berkeley Software Distributionc. Free Software Foundationd. World Wide Web ConsortiumThe operating system provides many types of services to end-users, programmers andsystem designers, including:选择一个答案ba. Built-in user applicationsb. Error detection and responsec. All of the aboved. Relational database capabilities with the internal file systemThe operating system is unusual in it’s role as a control mechanism, in that:选择一个答案ca. None of the aboveb. It runs on a special processor, completely separated from therest of thesystemc. It frequently relinquishes control of the system processor and mustdepend on the processor to regain control of the systemd. It never relinquishes control of the system processorOperating systems must evolve over time because选择一个答案aa. New hardware is designed and implemented in the computer systemb. Hardware must be replaced when it failsc. All of the aboved. Users will only purchase software that has a current copyright dateA major problem with early serial processing systems was:选择一个答案aa. Setup timeb. Inability to get hardcopy outputc. All of the aboved. Lack of input devicesAn example of a hardware feature that is desirable in a batch-processingsystem is选择一个答案aa. Privileged instructionsb. None of the abovec. A completely accessible memory aread. Large clock cyclesA computer hardware feature that is vital to the effective operation of a multiprogrammingoperating system is:选择一个答案ba. All of the aboveb. I/O interrupts and DMAc. Very large memoryd. Multiple processorsThe principle objective of a time sharing, multiprogramming system is to 选择一个答案ca. Maximize processor useb. Maximize response timec. None of the aboved. Provide exclusive access to hardwareWhich of the following major line of computer system development created problems intiming and synchronization that contributed to the development of the concept of theprocess?选择一个答案ca. Multiprogramming batch operation systemsb. Real time transaction systemsc. All of the aboved. Time sharing systems第三章The behavior of a processor can be characterized by examining: 选择一个答案ba. Multiple process tracesb. The interleaving of the process tracesc. All of the aboved. A single process traceThe Process Image element that contains the modifiable part of the user space is calledthe:a进程镜像=PCB+程序+STACK+可修改的DATAa. None of the aboveb. Process Control Blockc. System Stackd. User Program分数: 7/7The processor execution mode that user programs typically execute in is referred to as:a选择一个答案a. User modeb. None of the abovec. Kernel moded. System modeOne step in the procedure for creating a new process involves:步骤:b选择一个答案a. Allocating space for the processb. All of the abovec. Initializing the process control blockd. Assigning a unique identifierA process switch may occur when the system encounters an interruptcondition, such as that generated by a: 进程切换:TRAP(异常)+系统调用 +INTERRUPT选择一个答案ca. Trapb. Supervisor callc. All of the aboved. Memory fault##操作系统仅仅是一组程序，并被处理器执行，是进程吗,如何控制它, 。
操作系统期末复习材料(操作系统-精髓与设计原理(第五版))
第一章：计算机系统概述计算机系统基本组成I．处理器：控制计算机的操作，执行数据处理功能。
当只有一个处理器时，它通常指中央处理器（CPU）。
II. 主存储器：存储数据和程序。
iii．输入/输出模块：在计算机和外部环境之间移动数据。
iv．系统总线：为处理器、主存储器和输入输出模块提供通信的设施。
什么是中断\中断是指计算机的处理机用来处理外来请求或内部错误的一种机制，该机制软硬件结合，使得计算机的处理机能够暂停当前指令系列的执行而转向请求指令系列的执行。
1.将计算机的处理机正在执行的指令系列称为当前指令系列，当前指令系列通常是用户程序。
2.将计算机为处理各类突发（非预期）事件请求（I/O请求,时钟请求，程序错误，硬件错误）而有待执行的指令系列称为请求指令系列，通常称为中断处理程序，是操作系统的一部分。
3.请求指令系列执行期间，可以被其它事件中断（在允许多重中断的情况下）。
4.执行请求指令系列完毕后，可以返回被暂停的原始指令系列，也可以不返回（在多道程序设计环境中）。
5.中断处理程序与社会事务中的应急事件的预案类似。
中断处理—中断的发生激活了很多事情，包括处理器硬件中的事件及软件中的事件。
1.设备给处理器发出一个中断信号。
2.处理器在响应中断前结束指令系列的执行。
3.处理器对中断进行测定，确定存在未响应的中断，并给提交中断的设备发送确认信号，确认信号允许该设备取消它的中断信号。
4.处理器需要把处理权转移到中断程序中去做准备。
首先，需要保存从中断点恢复当前程序所需要的信息，要求的最少信息包括程序状态字（PSW）和保存在程序计数器中的下一条执行的指令地址，它们被压入系统控制栈中（参见附录1B）。
5.处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序的计数器中。
6.在这一点，与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中。
此外，还有一些其他信息被当作正在执行程序的状态的一部分。
7.中断处理器现在可以开始处理中断，其中包括检查与I/O操作相关的信息或其他引起中断的事件，还可能包括给I/O设备发送附加命令或应答。
操作系统精髓与设计原理第五版复习题与答案
第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载入AC。
2.加上存储器单元940的容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备 61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的容被送入MAR中。
b. 地址为300的指令的容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并行完成的。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。
b. 地址940中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。
b. 地址为301的指令的容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. 地址941中的值被送入MBR中。
c. AC中以前的容和地址为941的存储单元中的容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。
b. 地址为302的指令的容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
操作系统一精髓与设计原理第五版选择题与答案英文版第一到第十一章.doc
第一章The general role of an operating system is to:da. None of the aboveb. Man age files for application programsc. Act as an interface between various computersd. Provide a set of services to system users /Information that must be saved prior to the processor transferring control to the interrupt handler routine includes:ba. None of the aboveb. Processor Status Word (PSW) & Location of next instructionc. Processor Status Word (PSW)d. Processor Status Word (PSW) & Con tents of processor registersOne accepted method of dealing with multiple interrupts is to:选择一个答案aa. Define priorities for the interrupts Jb. None of the abovec. Disable all interrupts except those of highest priorityd. Service them in round-robin fashionIn a uniprocessor system, multiprogramming increases processor efficiency by:选择一个答案da. Increasing processor speedb. Eliminating all idle processor cyclesc. All of the aboved. Taking advantage of time wasted by long wait interrupt handling 、/As one proceeds down the memory hierarchy (i.e., from in board memory to offline storage), the following condition(s) apply: c选择一个答案a. Decreasing capacityb. In creasing cost per bitc. In creasing access timed. All of the aboveSmall, fast memory located between the processor and main memory is called选择一个答案ba. None of the aboveb. Cache memory /c. WORM memoryd. CD-RW memoryWhen a new block of data is written into cache memory, the following determines which cache location the block will occupy:选择一个答案aa. None of the above/b. Write policyc. Cache sized. Block sizeThe four main structural elements of a computer system are: 选择一个答案ba. Processor, Registers, I/O Modules & Main Memoryb. Processor, Main Memory, I/O Modules & System Bus、、(c. None of the aboved. Processor, Registers, Main Memory & System BusThe two basic types of processor registers are:选择一个答案aa. User-visible and Control/Status registers/b. User-visible and user-invisible registersc. None of the aboved. Control and Status registersAddress registers may contain选择一个答案ca. Memory addresses of datab. Memory addresses of instructionsc. All of the above Jd. Partial memory addressesA Control/Status register that contains the address of the next instruction to be fetched is called the:选择一个答案ca. All of the aboveb. Program Status Word (PSW)c. Program Counter (PC) Jd. Instruction Register (IR)The two basic steps used by the processor in instruction processing are:选择一个答案ca. Instruction and Execute cyclesb. Fetch and Instruction cyclesc. Fetch and Execute cycles Jd. None of the aboveA fetched instruction is normally loaded into the:选择一个答案ca. Program Counter (PC)b. None of the abovec. Instruction Register (IR)d. Accumulator (AC)A common class of interrupts is选择一个答案da. Programb. I/Oc. Timerd. All of the above/When an external device becomes ready to be serviced by the processor, the device sends this type of signal to the processor:选择一个答案ba. None of the aboveb. Interrupt signal /c. Halt signald. Handler signal第二章A primary objective of an operating system is:选择一个答案aa. All of the above/b. Conveniencec. Ability to evolved. EfficiencyThe paging system in a memory management system provides for dynamic mapping between a virtual address used in a program and:选择一个答案aa. A real address in main memoryb. None of the abovec. A virtual address in main memoryd. A real address in a programRelative to information protection and security in computer systems, access control typically refers to:选择一个答案da. Proving that security mechanisms perform according to specificationb. None of the abovec. The flow of data within the systemd. Regulating user and process access to various aspects of the system / Acommon problem with full-featured operating systems, due to their sizeand difficulty of the tasks they address, is:选择一个答案da. Latent bugs that show up in the fieldb. Chronically late in deliveryc. Sub-par performaneed. All of the above、/A technique in which a process, executing an application, is divided into threads that can run concurrently is called:选择一个答案da. None of the aboveb. Symmetric multiprocessing (SMP)c. Multiprocessingd. Multithreading JWIN2K supports several types of user applications, including:选择一个答案ca. None of the aboveb. Linuxc. WIN32 /d. System 10Key to the success of Linux has been ifs character as a free software package available under the auspices of the:选择一个答案ca. None of the aboveb. Berkeley Software Distributionc. Free Software Foundation Jd. World Wide Web ConsortiumThe operating system provides many types of services to end-users, programmers and system designers, including:选择一个答案ba. Built-in user applicationsb. Error detection and responsec. All of the aboved. Relational database capabilities with the internal file systemThe operating system is unusual in ifs role as a control mechanism, in that:选择一个答案ca. None of the aboveb. It runs on a special processor, completely separated from the rest of thesystemc. It frequently relinquishes control of the system processor and must dependon the processor to regain control of the system Jd. It never relinquishes control of the system processorOperating systems must evolve over time because选择一个答案aa. New hardware is designed and implemented in the computer systemb. Hardware must be replaced when it failsd. Users will only purchase software that has a current copyright dateA major problem with early serial processing systems was:选择一个答案aa. Setup time ，b. In ability to get hardcopy outputc. All of the aboved. Lack of input devicesAn example of a hardware feature that is desirable in a batch-processing system is 选择一个答案aa. Privileged instructionsb. None of the abovec. A completely accessible memory aread. Large clock cyclesA computer hardware feature that is vital to the effective operation of a multiprogramming operating system is:选择一个答案ba. All of the aboveb. I/O interrupts and DMAc. Very large memoryd. Multiple processorsThe principle objective of a time sharing, multiprogramming system is toa. Maximize processor useb. Maximize response timec. None of the aboved. Provide exclusive access to hardwareWhich of the following major line of computer system development created problems in timing and synchronization that contributed to the development of the concept of the process?选择一个答案ca. Multiprogramming batch operation systemsb. Real time transaction systemsc. All of the above Jd. Time sharing systems第三章The behavior of a processor can be characterized by examining: 选择一个答案ba. Multiple process tracesb. The interleaving of the process tracesc. All of the aboved. A single process traceThe Process Image element that con tains the modifiable part of the user space is called the:a进程镜像=PCB+程序+STACK+可修改的DATAb. Process Control Blockc. System Stackd. User Program分数:7/7The processor execution mode that user programs typically execute in is referred to as: a选择一个答案a. User modeb. None of the abovec. Kernel moded. System modeOne step in the procedure for creating a new process involves:步骤：b选择一个答案a. Allocating space for the processb. All of the above Jc. Initializing the process control blockd. Assigning a unique identifierA process switch may occur when the system encounters an interrupt condition, such as that generated by a:进程切换：TRAP（异常）+系统调用+INTERRUPT选择一个答案用户级上下文 系统级上下文 寄存器上下文c. All of the aboved. Memory fault##操作系统仅仅是一组程序，并被处理器执行，是进程吗？如何控制它？OOO 3种方法：无进程的内核在用户进程中执行（有一组进程切换函数）常用的PC 就是这样的 基于进程的操作系统 In the Process Based 0/S: 基于进程的操作系统Major kernel functions are organized as separate functions选择一个答案ca. The User Process Image includes a kernel stackb. 0/S code and data are contained in the shared address space Xc. Major kernel functions are organized as separate functionsd. None of the aboveUNIX 进程描述:进程正文，进程数据 内核栈 程序计数器，处理器状态寄存器 In a typical UNIX system, the element of the process image that contains the processor status information is the:选择一个答案da.Trapb. System-level contextc. User-level contextd. Register context J分数：7/7The behavior of an individual process can be characterized by examining:选择一个答案aa. A single process trace Jb. Multiple process tracesc. The in terleaving of the process tracesd. All of the aboveThe basic Two-State Process Model defines two possible states for a process in relationship to the processor:a选择一个答案a. Running and Not Runningb. None of the abovec. Executing and Waitingd. Running and Executing分数：7/7There are a number of conditions that can lead to process termination, including: c选择一个答案a. Bounds violationb. Pare nt termi natio nc. All of the above Jd. Normal completionIn the Five-State Process Model, the following represents a valid state transition:选择一个答案ca. All of the aboveb. New -> Runningc. Running -> Blockedd. New -> BlockedIn a Process Model that implements two suspend states, a valid state transition is represented by: 选择一个答案ba. Running -> Ready/Suspendb. All of the abovec. Ready -> Ready/Suspendd. Ready/Suspend -> ReadyThe scheduling strategy where each process in the queue is given a certain amount of time, in turn, to execute and then returned to the queue, unless blocked is referred to as:选择一个答案aa. Round-Robin Jb. All of the abovec. Prioritizationd. LIFO分数:6/6A Memory Table is an O/S control structure that is used by the O/S to: 选择一个答案ba. Manage I/O devicesb. None of the above Jc. Manage processesd. Provide information about system files分数：6/6进程描述：1. 操作系统的控制结构：4个表：内存表，跟踪主存，辅存IO表文件表进程表2. 进程控制结构：PCB,进程映像。
操作系统精髓与设计原理第五版课后题答案Word
操作系统精髓与设计原理第五版课后题答案WordC HAPTER 2O PERATING S YSTEM O VERVIEWReview Questions2.1 Convenience:An operating system makes a computer more convenient touse. Efficiency: An operating system allows the computer systemresources to be used in an efficient manner. Ability to evolve: An operating system should be constructed in such a way as to permit the effective development, testing, and introduction of new systemfunctions without interfering with service.2.5 The execution context, or process state,is the internal data by whichthe operating system is able to supervise and control the process.This internal information is separated from the process, because the operating system has information not permitted to the process. The context includes all of the information that the operating system needs to manage the process and that the processor needs to execute the process properly. The context includes the contents of the various processor registers, such as the program counter and data registers.It also includes information of use to the operating system, such as the priority of the process and whether the process is waiting for the completion of a particular I/O event.Problems2.1 The answers are the same for (a) and (b). Assume that althoughprocessor operations cannot overlap, I/O operations can.1 Job: TAT = NT Processor utilization = 50%2 Jobs: TAT = NT Processor utilization = 100%4 Jobs: TAT = (2N – 1)NT Processor utilization = 100% 2.4A system call is used by an application program to invoke a functionprovided by the operating system. Typically, the system call results in transfer to a system program that runs in kernel mode.C HAPTER 3P ROCESS D ESCRIPTION AND C ONTROLReview Questions3.5 Swapping involves moving part or all of a process from main memoryto disk. When none of the processes in main memory is in the Ready state, the operating system swaps one of the blocked processes out onto disk into a suspend queue, so that another process may be brought into main memory to execute.3.10 The user mode has restrictions on the instructions that can beexecuted and the memory areas that can be accessed. This is to protect the operating system from damage or alteration. In kernel mode, the operating system does not have these restrictions, so that it can perform its tasks.Problems3.1?Creation and deletion of both user and system processes. Theprocesses in the system can execute concurrently for information sharing, computation speedup, modularity, and convenience.Concurrent execution requires a mechanism for process creation and deletion. The required resources are given to the process when it is created, or allocated to it while it is running. When the process terminates, the OS needs to reclaim any reusable resources.Suspension and resumption of processes.In process scheduling, the OS needs to change the process's state to waiting or ready state when it is waiting for some resources. When the required resources are available, OS needs to change its state to running state to resume its execution.Provision of me chanism for process synchronization. Cooperating processes may share data. Concurrent access to shared data mayresult in data inconsistency. OS has to provide mechanisms forprocesses synchronization to ensure the orderly execution ofcooperating processes, so that data consistency is maintained.Provision of mechanism for process communication. The processes executing under the OS may be either independent processes orcooperating processes. Cooperating processes must have the means to communicate with each other.Provision of mechanisms for deadlock handling. In amultiprogramming environment, several processes may compete for a finite number of resources. If a deadlock occurs, all waitingprocesses will never change their waiting state to running state again, resources are wasted and jobs will never be completed.3.3Figure 9.3 shows the result for a single blocked queue. The figurereadily generalizes to multiple blocked queues.P ROCESS D ESCRIPTION AND C ONTROLReview Questions4.2 Less state information is involved.4.5 Address space, file resources, execution privileges are examples.4.61. Thread switching does not require kernel mode privileges becauseall of the thread management data structures are within the user address space of a single process. Therefore, the process does not switch to the kernel mode to do thread management. This saves the overhead of two mode switches (user to kernel; kernel back to user).2. Scheduling can be application specific. One application maybenefit most from a simple round-robin scheduling algorithm, while another might benefit from a priority-based scheduling algorithm. The scheduling algorithm can be tailored to the application without disturbing the underlying OS scheduler. 3. ULTs can run on anyoperating system. No changes are required to the underlying kernel to support ULTs. The threads library is a set of application-level utilities shared by all applications.4.71.In a typical operating system, many system calls are blocking. Thus,when a ULT executes a system call, not only is that thread blocked, but also all of the threads within the process are blocked.2. In a pure ULT strategy, a multithreaded application cannot take advantage of multiprocessing. A kernel assigns one process to only one processor at a time. Therefore, only a single thread within a process can execute at a time.Problems4.2Because, with ULTs, the thread structure of a process is not visibleto the operating system, which only schedules on the basis ofprocesses.C ONCURRENCY:M UTUAL E XCLUSION ANDS YNCHRONIZATIONReview Questions5.1Communication among processes, sharing of and competing for resources,synchronization of the activities of multiple processes, andallocation of processor time to processes.5.9 A binary semaphore may only take on the values 0 and 1. A generalsemaphore may take on any integer value.Problems5.2ABCDE; ABDCE; ABDEC; ADBCE; ADBEC; ADEBC;DEABC; DAEBC; DABEC; DABCE5.5Consider the case in which turn equals 0 and P(1) sets blocked[1] totrue and then finds blocked[0] set to false. P(0) will then set blocked[0] to true, find turn = 0, and enter its critical section. P(1) will then assign 1 to turn and will also enter its critical section.C ONCURRENCY:D EADLOCK AND S TARVATION Review Questions6.2 Mutual exclusion.Only one process may use a resource at a time. Holdand wait. A process may hold allocated resources while awaiting assignment of others. No preemption. No resource can be forcibly removed from a process holding it.6.3 The above three conditions, plus: Circular wait. A closed chain ofprocesses exists, such that each process holds at least one resource needed by the next process in the chain.Problems6.4 a.0 0 0 00 7 5 06 6 2 22 0 0 20 3 2 0b. to d.Running the banker's algorithm, we see processes can finishin the order p1, p4, p5, p2, p3.e. Change available to (2,0,0,0) and p3's row of "still needs" to(6,5,2,2). Now p1, p4, p5 can finish, but with available now(4,6,9,8) neither p2 nor p3's "still needs" can be satisfied. Soit is not safe to grant p3's request.6.51. W = (2 1 0 0)2. Mark P3; W = (2 1 0 0) + (0 1 2 0) = (2 2 2 0)3. Mark P2; W = (2 2 2 0) + (2 0 0 1) = (4 2 2 1)4. Mark P1; no deadlock detectedReview Questions7.1 Relocation, protection, sharing, logical organization, physicalorganization.7.7 A logical address is a reference to a memory location independent ofthe current assignment of data to memory; a translation must be made to a physical address before the memory access can be achieved. A relative address is a particular example of logical address, in which the address is expressed as a location relative to some known point, usually the beginning of the program. A physical address , or absolute address, is an actual location in main memory.Problems7.6 a. The 40 M block fits into the second hole, with a starting addressof 80M. The 20M block fits into the first hole, with a starting address of 20M. The 10M block is placed at location 120M.40M 40M 60M 40M 40M 40M30Mb. The three starting addresses are 230M, 20M, and 160M, for the 40M, 20M, and 10M blocks, respectively. 40M 60M 60M 40M 40M 40M30Mc. The three starting addresses are 80M, 120M, and 160M, for the 40M,20M, and 10M blocks, respectively.M EMORY M ANAGEMENT7.12 a. The number of bytes in the logical address space is (216 pages)(210 bytes/page) = 226 bytes. Therefore, 26 bits are required for the logical address.b. A frame is the same size as a page, 210 bytes.c. The number of frames in main memory is (232 bytes of mainmemory)/(210 bytes/frame) = 222 frames. So 22 bits is needed tospecify the frame.d. There is one entry for each page in the logical address space.Therefore there are 216 entries.e. In addition to the valid/invalid bit, 22 bits are needed to specifythe frame location in main memory, for a total of 23 bits.30M40M40M60M40M40M40Md. The three starting addresses are 80M, 230M, and 360M, for the 40M,20M, and 10M blocks, respectively.C HAPTER 8V IRTUAL M EMORYReview Questions8.1Simple paging: all the pages of a process must be in main memory forprocess to run, unless overlays are used. Virtual memory paging:not all pages of a process need be in main memory frames for the process to run.; pages may be read in as needed8.2A phenomenon in virtual memory schemes, in which the processor spendsmost of its time swapping pieces rather than executing instructions.Problems8.1 a. Split binary address into virtual page number and offset; use VPNas index into page table; extract page frame number; concatenateoffset to get physical memory addressb.(i) 1052 = 1024 + 28 maps to VPN 1 in PFN 7, (7 1024+28 =7196)(ii) 2221 = 2 1024 + 173 maps to VPN 2, page fault(iii)5499 = 5 1024 + 379 maps to VPN 5 in PFN 0, (0 1024+379= 379)8.4 a. PFN 3 since loaded longest ago at time 20b. PFN 1 since referenced longest ago at time 160c. Clear R in PFN 3 (oldest loaded), clear R in PFN 2 (next oldestloaded), victim PFN is 0 since R=0d. Replace the page in PFN 3 since VPN 3 (in PFN 3) is used furthestin the futuree. There are 6 faults, indicated by **4000*2*42*1**32VPN of pages in memory in LRU order 3 2143243434242241241243122。
操作系统期末复习材料(操作系统-精髓与设计原理(第五版))
第一章：计算机系统概述计算机系统基本组成I．处理器：控制计算机的操作，执行数据处理功能。
当只有一个处理器时，它通常指中央处理器（CPU）。
II. 主存储器：存储数据和程序。
iii．输入/输出模块：在计算机和外部环境之间移动数据。
iv．系统总线：为处理器、主存储器和输入输出模块提供通信的设施。
什么是中断？中断是指计算机的处理机用来处理外来请求或内部错误的一种机制，该机制软硬件结合，使得计算机的处理机能够暂停当前指令系列的执行而转向请求指令系列的执行。
1.将计算机的处理机正在执行的指令系列称为当前指令系列，当前指令系列通常是用户程序。
2.将计算机为处理各类突发（非预期）事件请求（I/O请求,时钟请求，程序错误，硬件错误）而有待执行的指令系列称为请求指令系列，通常称为中断处理程序，是操作系统的一部分。
3.请求指令系列执行期间，可以被其它事件中断（在允许多重中断的情况下）。
4.执行请求指令系列完毕后，可以返回被暂停的原始指令系列，也可以不返回（在多道程序设计环境中）。
5.中断处理程序与社会事务中的应急事件的预案类似。
中断处理中断的发生激活了很多事情，包括处理器硬件中的事件及软件中的事件。
1.设备给处理器发出一个中断信号。
2.处理器在响应中断前结束指令系列的执行。
3.处理器对中断进行测定，确定存在未响应的中断，并给提交中断的设备发送确认信号，确认信号允许该设备取消它的中断信号。
4.处理器需要把处理权转移到中断程序中去做准备。
首先，需要保存从中断点恢复当前程序所需要的信息，要求的最少信息包括程序状态字（PSW）和保存在程序计数器中的下一条执行的指令地址，它们被压入系统控制栈中（参见附录1B）。
5.处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序的计数器中。
6.在这一点，与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中。
此外，还有一些其他信息被当作正在执行程序的状态的一部分。
7.中断处理器现在可以开始处理中断，其中包括检查与I/O操作相关的信息或其他引起中断的事件，还可能包括给I/O设备发送附加命令或应答。
操作系统-精髓与设计原理(第五版))
第一章: 计算机系统概述计算机系统基本组成I. 处理器: 控制计算机的操作, 执行数据处理功能。
当只有一个处理器时, 它通常指中央处理器（CPU）。
II.主存储器: 存储数据和程序。
iii. 输入/输出模块：在计算机和外部环境之间移动数据。
iv. 系统总线：为处理器、主存储器和输入输出模块提供通信的设施。
1.什么是中断？2.中断是指计算机的处理机用来处理外来请求或部错误的一种机制, 该机制软硬件结合, 使得计算机的处理机能够暂停当前指令系列的执行而转向请求指令系列的执行。
3.将计算机的处理机正在执行的指令系列称为当前指令系列, 当前指令系列通常是用户程序。
4.将计算机为处理各类突发（非预期）事件请求（I/O请求,时钟请求, 程序错误, 硬件错误）而有待执行的指令系列称为请求指令系列, 通常称为中断处理程序, 是操作系统的一部分。
5.请求指令系列执行期间, 可以被其它事件中断（在允许多重中断的情况下）。
6.执行请求指令系列完毕后, 可以返回被暂停的原始指令系列, 也可以不返回（在多道程序设计环境中）。
7.中断处理程序与社会事务中的应急事件的预案类似。
中断处理1.中断的发生激活了很多事情, 包括处理器硬件中的事件及软件中的事件。
2.设备给处理器发出一个中断信号。
3.处理器在响应中断前结束指令系列的执行。
4.处理器对中断进行测定, 确定存在未响应的中断, 并给提交中断的设备发送确认信号, 确认信号允许该设备取消它的中断信号。
5.处理器需要把处理权转移到中断程序中去做准备。
首先, 需要保存从中断点恢复当前程序所需要的信息, 要求的最少信息包括程序状态字（PSW）和保存在程序计数器中的下一条执行的指令地址, 它们被压入系统控制栈中（参见附录1B）。
6.处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序的计数器中。
7.在这一点, 与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中。
此外, 还有一些其他信息被当作正在执行程序的状态的一部分。
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第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载入AC。
2.加上存储器单元940的内容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备 61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。
b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并行完成的。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。
b. 地址940中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。
b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. 地址941中的值被送入MBR中。
c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。
b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. AC中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被存储到地址为941的存储单元之中。
1.4、假设有一个微处理器产生一个16位的地址（例如，假设程序计数器和地址寄存器都是16位）并且具有一个16位的数据总线。
a.如果连接到一个16位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？b.如果连接到一个8位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？c.处理访问一个独立的I/O空间需要哪些结构特征？d.如果输入指令和输出指令可以表示8位I/O端口号，这个微处理器可以支持多少8位I/O端口？答案：对于(a)和(b)两种情况，微处理器可以直接访问的最大存储器地址空间为216 = 64K bytes；唯一的区别是8位存储器每次访问传输1个字节，而16位存储器每次访问可以传输一个字节或者一个16位的字。
对于(c)情况，特殊的输入和输出指令是必要的，这些指令的执行体会产生特殊的“I/O信号”（有别于“存储器信号”，这些信号由存储器类型指令的执行体产生）；在最小状态下，一个附加的输出针脚将用来传输新的信号。
对于(d)情况，它支持28 = 256个输入和28 = 256个输出字节端口和相同数目的16位I/O端口；在任一情况,一个输入和一个输出端口之间的区别是通过被执行的输入输出指令所产生的不同信号来定义的。
1.5、考虑一个32位微处理器，它有一个16位外部数据总线，并由一个8MHz的输入时钟驱动。
假设这个微处理器有一个总线周期，其最大持续时间等于4个输入时钟周期。
请问该微处理器可以支持的最大数据传送速度为多少？外部数据总线增加到21位，或者外部时钟频率加倍，哪种措施可以更好地提高处理器性能？请叙述你的设想并解释原因。
答案：时钟周期＝1/（8MHZ）＝125ns总线周期＝4×125ns＝500ns每500ns传输2比特；因此传输速度＝4MB/s加倍频率可能意味着采用了新的芯片制造技术（假设每个指令都有相同的时钟周期数）；加倍外部数据总线，在芯片数据总线驱动/锁存、总线控制逻辑的修改等方面手段广泛（或许更新）。
在第一种方案中，内存芯片的速度要提高一倍（大约），而不能降低微处理器的速度；第二种方案中，内存的字长必须加倍，以便能发送/接受32位数量。
1.6、考虑一个计算机系统，它包含一个I/O模块，用以控制一台简单的键盘/打印机电传打字设备。
CPU 中包含下列寄存器，这些寄存器直接连接到系统总线上：INPR：输入寄存器，8位OUTR：输出寄存器，8位FGI：输入标记，1位FGO：输出标记，1位IEN：中断允许，1位I/O模块控制从打字机中输入击键，并输出到打印机中去。
打字机可以把一个字母数字符号编码成一个8位字，也可以把一个8位字解码成一个字母数字符号。
当8位字从打字机进入输入寄存器时，输入标记被置位；当打印一个字时，输出标记被置位。
a.描述CPU如何使用这4个寄存器实现与打字机间的输入/输出。
b.描述通过使用IEN，如何提高执行效率？答案：a.来源于打字机的输入储存在INPR中。
只有当FGI＝0时，INPR才会接收来自打字机的数据。
当数据接收后，被储存在INPR里面，同时FGI置为1。
CPU定期检查FGI。
如果FGI＝1，CPU将把INPR 里面的内容传送至AC，并把FGI置为0。
当CPU需要传送数据到打字机时，它会检查FGO。
如果FGO＝0，CPU处于等待。
如果FGO＝1，CPU将把AC的内容传送至OUTER并把FGO置为0。
当数字符号打印后，打字机将把FGI置为1。
b.（A）描述的过程非常浪费。
速度远高于打字机的CPU必须反复不断的检查FGI和FGO。
如果中断被使用，当打字机准备接收或者发送数据时，可以向CPU发出一个中断请求。
IEN计数器可以由CPU 设置（在程序员的控制下）。
1.7、实际上在所有包括DMA模块的系统中，DMA访问主存储器的优先级总是高于处理器访问主存储器的优先级。
这是为什么?答案：如果一个处理器在尝试着读或者写存储器时被挂起, 通常除了一点轻微的时间损耗之外没有任何危害。
但是，DMA可能从或者向设备(例如磁盘或磁带)以数据流的方式接收或者传输数据并且这是不能被打断的。
否则，如果DMA设备被挂起（拒绝继续访问主存），数据可能会丢失。
1.9、一台计算机包括一个CPU和一台I/O设备D，通过一条共享总线连接到主存储器M，数据总线的宽度为1个字。
CPU每秒最多可执行106条指令，平均每条指令需要5个机器周期，其中3个周期需要使用存储器总线。
存储器读/写操作使用1个机器周期。
假设CPU正在连续不断地执行后台程序，并且需要保证95%的指令执行速度，但没有任何I/O指令。
假设1个处理器周期等于1个总线周期，现在要在M和D之间传送大块数据。
a.若使用程序控制I/O，I/O每传送1个字需要CPU执行两条指令。
请估计通过D的I/O数据传送的最大可能速度。
b.如果使用DMA 传送，请估计传送速度。
答案：a.处理器只能分配5％的时间给I/O.所以最大的I/O 指令传送速度是10e6×0.05＝50000条指令/秒。
因此I/O 的传送速率是25000字/秒。
b.使用DMA 控制时，可用的机器周期下的数量是10e6（0.05×5＋0.95×2）＝2.15×10e6如果我们假设DMA 模块可以使用所有这些周期，并且忽略任何设置和状态检查时间，那么这个值就是最大的I/O 传输速率。
1.10、考虑以下代码：for ( i = 0；i < 20；i++)for (j = 0；j < 10；j++)a[i] = a[i]*ja. 请举例说明代码中的空间局部性。
b. 请举例说明代码中的时间局部性。
答案：a.读取第二条指令是紧跟着读取第一条指令的。
b.在很短的间歇时间内， a[i]在循环内部被访问了十次。
1.11、请将附录1A 中的式（1.1）和式（1.2）推广到n 级存储器层次中。
答案：定义：C i = 存储器层次i 上每一位的存储单元平均花销S i = 存储器层次i 的规模大小T i = 存储器层次i 上访问一个字所需时间H i = 一个字在不高于层次i 的存储器上的概率B i = 把一个数据块从层次i+1的存储器上传输到层次i 的存储器上所需时间高速缓冲存储器作为是存储器层次1；主存为存储器层次2；针对所有的N 层存储器层以此类推。
有：11nii i S n i i C S C S===∑∑T s 的引用更复杂，我们从概率论入手：所期望的值1Pr[1]ni x i x ===∑，由此我们可以写出：1ns i i i T T H ==∑我们需要清楚如果一个字在M1（缓存）中，那么对它的读取非常快。
如果这个字在M2而不在M1中，那么数据块需要从M2传输到M1中，然后才能读取。
因此，T 2 = B 1+T 1进一步，T 3 = B 2+T 2 = B 1+B 2+T 1以此类推：111i i j j T BT -==+∑所以，11211()n i n s j i i i j i T B H T H -====+∑∑∑但是，11n i i H==∑最后，1121()n i s i i i j T B H T -===+∑∑ 1.12、考虑一个存储器系统，它具有以下参数：T c = 100 ns C c = 0.01 分/位T m = 1200 ns C m = 0.001 分/位a.1MB 的主存储器价格为多少？b.使用高速缓冲存储器技术，1MB 的主存储器价格为多少？c.如果有效存取时间比高速缓冲存储器存取时间多10% ，命中率H 为多少？答案：a.价格 = C m ×8×106 = 8×103 ￠ = ＄80b.价格 = Cc×8×106 = 8×104 ￠ = ＄800c.由等式1.1知：1.1×T 1 = T 1+(1-H)T 2(0.1)(100) = (1-H)(1200)H=1190/12001.13、一台计算机包括包括高速缓冲存储器、主存储器和一个用做虚拟存储器的磁盘。
如果要存取的字在高速缓冲存储器中，存取它需要20ns；如果该字在主存储器中而不在高速缓冲存储器中，把它载入高速缓冲存储器需要60ns（包括最初检查高速缓冲存储器的时间），然后再重新开始存取；如果该字不在主存储器中，从磁盘中取到内存需要12ms，接着复制到高速缓冲存储器中还需要60ns，再重新开始存取。
高速缓冲存储器的命中率为0.9，主存储器的命中率为0.6，则该系统中存取一个字的平均存取时间是多少（单位为ns）？答案：有三种情况需要考虑：所以平均访问时间是：Avg = (0.9)(20) + (0.06)(80) + (0.04)(12000080) = 480026 ns1.14、假设处理器使用一个栈来管理过程调用和返回。