资源情况 进程 P0 P3 P4 P1 P2 Work 1 6 2 2 1 6 5 4 1 9 8 7 1 9 9 11 2 9 9 11 Need 0 0 1 2 0 6 5 2 0 6 5 6 1 7 5 0 2 3 5 6 Allocation 0 0 3 2 0 3 3 3 0 0 1 4 1 0 0 0 1 3 5 4 Work+Allocation 1 6 5 4 1 9 8 7 1 9 9 11 2 9 9 11 3 12 14 17 Finish true true true true true ⑵若进程P2提出请求Request(1,2,2,2)后,系统不能将资源分配给它,若分配给进程P2,系统还剩的资源情况为(0,4,0,0),此时系统中的资源将无法满足任何一个进程的资源请求,从而导致系统进入不安全状态,容易引起死锁的发生。
1. 为什么要配置层次式存储器?
这是因为:
a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并行工作。
b.采用多级存储系统,特别是Cache技术,这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。
c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器,以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量,也可大大缓解对存储器的压力
2.在采用首次适应算法回收内存时,可能出现哪几种情况?应怎样处理这些情况?
3. 分区存储管理中常采用哪些分配策略?比较它们的优缺点。
分区存储管理中常采用的分配策略有:首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。
a.首次适应算法的优缺点:保留了高址部分的大空闲区,有利于后到来的大型作业的分配;低址部分不断被划分,留下许多难以利用的、小的空闲区,且每次分区分配查找时都是从低址部分开始,会增加查找时的系统开销。 b.循环首次适应算法的优缺点:使内存中的空闲分区分布得更为均匀,减少了查找时的系统开销;缺乏大的空闲分区,从而导致不能装入大型作业。 c.最佳适应算法的优缺点:每次分配给文件的都是最适合该文件大小的分区;内存中留下许多难以利用的小的空闲区。
d.最坏适应算法的优缺点:给文件分配分区后剩下的的空闲区不至于太小,产生碎片的几率最小,对中小型文件分配分区操作有利;使存储器中缺乏大的空闲区,对大型文件的分区分配不利。 4.为什么引入对换?对换可分为哪几类?
5.什么是页面?什么是物理块?页面的大小应如何决定? 6.什么是页表?页表的作用是什么? 7.在分页系统中是如何实现地址变换? 8.具体快表时是如何实现地址变换?
9.较详细地说明引入分段存储管理是为了满足用户哪几方面的需求? 10.在具有快表的段页式存储管理方式中,如何实现地址变换? 11. 为什么说分段系统较之分页系统更易于实现信息共享和保护?
a.对于分页系统,每个页面是分散存储的,为了实现信息共享和保护,则页面之间需要一一对应起来,为此需要建立大量的页表项;
b.而对于分段系统,每个段都从0开始编址,并采用一段连续的地址空间,这样在实现共享和保护时,只需为所要共享和保护的程序设置一个段表项,将其中的基址与内存地址一一对应起来即可。
12. 分页和分段有何区别?
a.分页和分段都采用离散分配的方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换,这是它们的共同点;
b.对于它们的不同点有三,第一,从功能上看,页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率,即满足系统管理的需要,而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息,目的是为了能更好地满足用户的需要;第二页的大小固定且由系统确定,而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序;第三分页的作业地址空间是一维的,而分段的作业地址空间是二维的。
13. 试全面比较连续分配和离散分配方式。
a.连续分配是指为一个用户程序分配一个连续的地址空间,包括单一连续分配方式和分区式分配方式,前者将内存分为系统区和用户区,系统区供操作系统使用,用户区供用户使用,是最简单的一种存储方式,但只能用于单用户单任务的操作系统中;分区式分配方式分为固定分区和动态分区,固定分区是最简单的多道程序的存储管理方式,由于每个分区的大小固定,必然会造成存储空间的浪费;动态分区是根据进程的实际需要,动态地为之分配连续的内存空间,常用三种分配算法: 首次适应算法,该法容易留下许多难以利用的小空闲分区,加大查找开销;循环首次适应算法,该算法能使内存中的空闲分区分布均匀,但会致使缺少大的空闲分区;最佳适应算法,该算法也易留下许多难以利用的小空闲区;
b.离散分配方式基于将一个进程直接分散地分配到许多不相邻的分区中的思想,分为分页式存储管理,分段存储管理和段页式存储管理. 分页式存储管理旨在提高内存利用率,满足系统管理的需要,分段式存储管理则旨在满足用户(程序员)的需要,在实现共享和保护方面优于分页式存储管理,而段页式存储管理则是将两者结合起来,取长补短,即具有分段系统
便于实现,可共享,易于保护,可动态链接等优点,又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题,以及为各个分段可离散分配内存等问题,显然是一种比较有效的存储管理方式;
c.综上可见,连续分配方式和离散分配方式各有各自的特点,应根据实际情况加以改进和利用.
1什么是程序运行时的时间局限性和空间局限性?
2虚拟存储器有哪些特征?其中最本质的特征是什么?
特征:离散性、多次性、对换性、虚拟性;
最本质的特征:离散性;最重要的特征:虚拟性。 3 实现虚拟存储器需要哪几个关键技术?
a.分页和分段都采用离散分配的方式,且都要通过地址映射机构来实现地址变换,这是它们的共同点;
4试说明请求分页系统中的地址变换过程
5.何为固定分配局部置换和可变分配全局置换的内存分配策略? 6.在请求分页系统中,应从何处将所需页面调入内存?
7.试说明在请求分页系统中页面的调入过程?
8.在请求分页系统中,通常采用哪种页面分配方式——物理块分配策略?
三种分配方式:固定分配局部置换、可变分配全局置换、可变分配局部置换 9.在一个请求分页系统中,采用FIFO页面置换算法时,假如一个作业的页面走
向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时,试计算在访问过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得结果。
4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 4 4 1 1 1 5 5 5 M=3
3 3 3 4 4 4 2 2
2 2 2 3 3 3 1
4 4 4 4 5 5 5 5 1 1 M=4
3 3 3 3 4 4 4 4 5 2 2 2 2 3 3 3 3 1 1 1 1 2 2 2 M=3时,采用FIFO页面置换算法的缺页次数为9次,缺页率为75%; M=4时,采用FIFO页面置换算法的缺页次数为10次,缺页率为83%。 由此可见,增加分配给作业的内存块数,反而增加了缺页次数,提高了缺页率,这种现象被称为是Belady现象。 10.影响页面换进换出效率的若干因素是什么? 11.请说明请求分段系统中的缺页中断处理过程?
1.试说明I/O系统的基本功能
2.与设备无关性的基本含义是什么?为什么要设置该层? 3.试说明设备控制器的组成
4.为了实现CPU与设备控制器间的通信,设备控制器应具有哪些功能 5.为什么说中断是OS赖以生存的基础 6.设备中断处理程序通常需完成那些工作
7.简要说明中断处理程序对中断进行处理的几个步骤 8.试说明设备驱动程序具有那些特点 9.设备驱动程序通常要完成那些工作
10.简要说明设备驱动程序的处理过程可分为那几步 有哪几种I/O控制方式?各适用于何种场合?
I/O控制方式:程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMAI/O控制方式、I/O通道控制方式。程序I/O方式适用于早期的计算机系统中,并且是无中断的计算机系统;中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中;DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O控制方式;当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式,但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器。 11.试说明DMA的工作流程
在考虑到设备的独立性时,应如何分配独占设备?
在考虑到设备的独立性时,应按如下步骤来分配独占设备: (1)进程以逻辑设备名提出I/O请求。
(2)根据逻辑设备表相应表项获得I/O请求的逻辑设备对应类型的物理设备在系统设备表中的指针。
(3)从指针所指位置起顺序检索系统设备表,直到找到一个属于对应I/O请求所用类型、空闲可用且基于设备分配安全性算法验证为安全分配的设备的设备控制表,将对应设备分配给请求进程;如果未找到安全可用的空闲设备,则把请求进程的进程控制块挂到相应类型设备的等待队列上等待唤醒和分配。
(4)系统把设备分配给I/O请求进程后,再到该设备的设备控制表中找出与其相连接的控制器的控制器控制表,根据其状态字段判断该控制器是否忙碌,若忙则把请求进程的进程控制块挂到该控制器的等待队列上;否则将该控制器分配给进程。
(5)系统把控制器分配给I/O请求进程后,再到该控制器的控制器控制表中找出与其相连接的通道的通道控制表,根据其状态字段判断该通道是否忙碌,若忙则把请求进程的进程控制块挂到该通道的等待队列上;否则将该通道分配给进程。
(6)只有在设备、控制器和通道三者都分配成功时,这次的设备分配才算成功,然后便可启动设备进行数据传送