操作系统原理课件and习题

(1) 虚存的应用背景是什么？ (2) 虚存的可行性基础是什么？ (3) 实现虚存的主要技术是什么？ (4) 虚存可以有多大？

5．设某进程访问内存的页面走向序列如下：

1，2，3，4，2，1，5，6，2，1，2，3，7，6，3，2，1，2，3，6

则在局部置换的前提下，分别求当该进程分得的页面数为1，2，3，4，5，6，7时，下列置换算法的缺页数：

①LRU ②FIFO ③Optimal

6．考虑一个有快表的请求分页系统，设内存的读写周期为1us,内外存之间传送一个页面的平均时间为5ms，快表的命中率为80%，页面实效率为10％，求内存的有效存取时间。

7．对于一个使用快表的页式虚存，设快表的命中率为70％，内存的存取周期为1us；缺页处理时，若内存有可用空间或被置换的页面在内存未被修改过，则处理一个缺页中断需8ms，否则需20ms。假定被置换的页面60％是属于后一种情况，则为了保证有效存取时间不超过2us，问可接受的最大缺页率是多少？

8. 为什么要引入动态链接 ?

9．在分页存储管理系统中，存取一次内存的时间是8us，查询一次快表的时间是1us，缺页中断的时间是20us。假设页表的查询与快表的查询同时进行，当查询页表时，如果该页在内存但快表中没有页表项，系统将自动把该页页表项送入快表。一个作业最多可保留3个页面在内存。现开始执行一作业，系统连续对作业的２、４、5、２、7、6、4、2各页面的数据进行1次存取，如分别采用FIFO算法和最优页面置换算法，求每种算法下存取这些数据需要的总时间 ？

第六章 习题

一、选择最合适的答案

1．在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（ ）。 （A）程序I/O方式

（B）中断驱动I/O控制方式

（C）直接存储器访问DMA控制方式 （D）I/O通道控制方式

2．某操作系统中，采用中断驱动I/O控制方式，设中断时，CPU用1ms来处理中断请求，其它时间CPU完全用来计算，若系统时钟中断频率为100HZ，则，CPU的利用率为（ ）。

（A）60% （B）70% （C）80% （D）90%

3．下列哪一条不是磁盘设备的特点（ ）。 （A）传输速率较高，以数据块为传输单位 （B）一段时间内只允许一个用户（进程）访问 （C）I/O控制方式常采用DMA方式 （D）可以寻址，随机地读/写任意数据块

4．利用通道实现了（ ）之间数据的快速传输。

（A）CPU和外设 （B）内存和CPU （C）内存和外设 （D）外设和外设

5．假脱机技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储实现的，用以替代打印机的部分是指（ ）。

（A）共享设备 （B）独占设备 （C）虚拟设备 （D）物理设备

6．设从磁盘将一块数据传送到缓冲区所用时间为80μs，将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为40μs，CPU处理数据所用时间为30μs，则处理该数据，采用单缓冲传送某磁盘数据，系统所用总时间为（ ）。

（A）120μs （B）110μs （C）150μs （D）70μs

7．对于速率为9.6KB/s的数据通信来说，如果说设置一个具有8位的缓冲寄存器，则CPU中断时间和响应时间大约分别为（ ）。

（A）0.8ms，0.8ms （B）8ms，1ms （C）0.8ms，0.1ms （D）0.1ms，0.1ms

8．在调试程序时，可以先把所有输出送屏幕显示而不必正式输出到打印设备，其运用了（ ）。

（A）SPOOLing技术 （B）I/O重定向 （C）共享技术 （D）缓冲技术

9．设备驱动程序是系统提供的一种通道程序，它专门用于在请求I/O的进程与设备控制器之间传输信息。下面的选项中不是设备驱动程序功能的是（ ）。

（A）检查用户I/O请求的合法性

（B）及时响应由控制器或通道发来的中断请求 （C）控制I/O设备的I/O操作

（D）了解I/O设备的状态，传送有关参数，设置设备的工作方式

10．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（ ）。 （A）设备控制器和通道可以分别控制设备 （B）设备控制器控制通道和设备一起工作

（C）通道控制设备控制器，设备控制器控制设备 （D）设备控制器控制通道，通道控制设备 二、选择所有正确的答案

1．下列哪一个选项是引入缓冲的原因（ ）。 （A）缓和CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾

（B）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 （C）减少CPU对I/O控制的干预

（D）提高CPU和I/O设备之间的并行性 2．从设备分配的角度来看，设备分成（ ）。

A．独享设备 B.系统设备 C． 用户设备 D.共享设备 E．虚拟设备

3．在操作系统中，下列选项属于软件机制的是（ ）。

（A）缓冲池 （B）通道技术 （C）覆盖技术 （D）Spooling技术

4．下列哪种设备是从设备分配策略角度来说的（ ）。

（A）系统设备 （B）独享设备 （C）共享设备 （D）虚拟设备

5．下列关于通道、设备、设备控制器三者之间的关系叙述中正确的是（ ）。

（A）控制器和通道可以分别控制设备 （B）控制器、通道和设备一起工作

（C）通道控制设备控制器，设备控制器控制设备 （D）设备控制器控制通道，通道控制设备

6．在假脱机I/O技术中，对打印机的操作实际上是用对磁盘存储的访问。那么，用以替代打印机的部分通常称作（ ）。

（A）共享设备 （B）独占设备 （C）虚拟设备 （D）物理设备

7．下列存储设备中，适合作为共享设备的是（ ）。

（A）语音输入输出设备 （B）打印机 （C）鼠标 （D）磁盘

8．低速设备一般被设置成独占设备，可用作独占设备的有（ ）。

（A）软磁盘 （B）磁带机 （C）可擦写光驱 （D）磁鼓

9．系统中的通道数量较少，可能会产生“瓶颈”问题。（ ）不是解决此问题的有效方法

（A）在结构上增加一些连线，以增加数据传送通路 （B）在数据传输线路上多增设一些缓冲区 （C）提高CPU的速度 （D）采用虚拟设备技术

10．I/O系统硬件结构分为4级：1. 设备控制器 2. I/O设备 3. 计算机 4. I/O通道，按级别由高到低的顺序是（ ）。

（A）2-4-1-3 （B）3-1-4-2 （C）2-1-4-3 （D）3-4-1-2 三、判断正误，简要说明理由

1．操作系统采用缓冲技术的缓冲池主要是通过硬件来实现的。

2．低速设备一般被设置成共享设备。

3．通道指令和一般机器的指令没有什么不同。

4．数组选择通道和数组多路通道可以支持多个通道程序并发执行，而字节多路通道不支持多个通道程度并发执行。

5．共享设备允许多个作业同时使用设备，即每一时刻可有多个作业在使用该共享设备，因而提高了系统设备资源的利用率。

6．由于设备分配中设置了若干数据结构，所以在设备分配中不会发生死锁。 7．I/O通道控制方式中不需要任何CPU干预。

8.先来先服务算法、优先级高者优先算法、时间片轮转算法等是经常在设备分配中采用算法。

9．由于独占设备在一段时间内只允许一个进程使用，因此，多个并发进程无法访问这类设备。

10．操作系统中应用的缓冲技术，多数通过使用外存来实现。 四、简答题

1． 计算机中设备控制器是由哪些部分构成的？

2． 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？

3． 有哪几种I/O控制方式？分别适用何种场合？ 4． 试说明DMA的工作流程。

5． 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。 6． 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)？ 7． 试绘图说明把多缓冲用于输出时的情况。

8． 试说明收容输入工作缓冲区和提取输出工作缓冲区的工作情况。 9． 何谓安全分配方式和不安全分配方式？ 10． 为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？ 11． 试说明SPOOLing系统的组成。 12． 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？ 13． 试说明设备驱动程序具有哪些特点？ 14． 试说明设备驱动程序应具有哪些功能？ 15． 设备驱动程序通常要完成哪些工作？ 设备中断处理程序通常需完成哪些工作？