第六章课后答案
(130-125)+(147-130)+(150-147)+(175-150)+(177-175)+(199-177)+86+(91-86)+(94-91)+(102-94)=176(返回的移动不算入内）
9、假定磁盘的移动臂现在处于第8号柱面，有如下6个请求者等待访问磁盘（见下图），请你列出最省时间的响应次序。
序号 1 2 3 4 5 6 柱面号 9 7 15 9 20 7 磁头号 6 5 20 4 9 15 扇区号 3 6 6 4 5 2 答：最省时间的响应次序是2、6、1、4、3、5。根据题意，只要访问的柱面号顺序为7,9,15，20的顺序均应为正确答案。因为题中未给出确定的扇区数及访问和处理所需时间。大约本题的出题重点在于考察移臂调度。至于本题的答案是根据这样的原则来的，在确定移臂次序之后，如果有访问相同柱面的，根据先来先响应的次序确定
10、假定某磁盘的旋转速度是每圈20ms，格式化时每个盘面被分成10个扇区，现有10个逻辑记录存放在同一磁道上。
扇区号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 逻辑记录 A B C D E F G H I J 处理程序要顺序处理这些记录，每读出一个记录后处理程序要花4ms的时间进行处理，然后再顺序读下一个记录并处理，直到处理完这些记录，回答： a.顺序处理完这10个记录总共花费了多少时间？
b.请给出一种记录优化分布的方案，使处理程序能在最短时间内处理完成这10个记录， 并计算优化分布时需要花费的时间。
答:a.顺序处理完这10个记录所费时间： 读一个记录的时间是20/10=2ms
每条记录处理时间为4ms.计算如下： A记录：2＋4＝6ms
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第六章课后答案
B记录：因为6ms后已转到第4扇区，因此还要转过8个扇区方能到达第2扇区取B记录，所需时间为：2*8+2+4=22ms.
同样的，C...J记录和B记录访问一样，会有8个扇区的空转时间。
总的时间为：6＋22*9=204ms
b.要使处理程序在最短时间内处理完毕，则根据我们上面的计算，把B记录安排在第扇区4上，把C记录存放在扇区7上...按照这个办法，可以得到记录的优化分布如下分配： A 1 B 4 C 7 D 10 E 3 F 6 G 9 H 2 I 5 J 8 这时每处理一个记录后刚好转入下一记录扇区，所以处理时间总和为：10*(2+4)=60ms 11、假定有一个磁盘组共100个柱面，每个柱面上有8个磁道，每个盘面被划分成8个扇区。现有一个含有6400个逻辑记录的文件，逻辑记录的大小与扇
区大小一致，该文件以顺序结构的形式被存放到磁盘上。柱面、磁道、扇区的编号均从“0”开始，逻辑记录的编号也从“0”开始。文件信息从0柱面、0磁道、0扇区开始存放。试问: a.该文件的第 3680个逻辑记录应存放在哪个柱面的第几磁道的第几个扇区？ b.第78柱面的第6磁道的第6扇区应存放在了该文件的第几个逻辑记录？ 解：a.因为在磁盘中，文件是按柱面－磁道－扇区为序存放的。计算如下：（题中[ ]表示求整除的值?
柱面号=[3680/(8*8)] =57 磁道号=[(3680 mod 64)/8]=4 扇区号＝(3680 mod 64)mod 8=0 b.反过来也可计算：
逻辑记录号=78*64 + 6*8 +6 =5046
12、解释通道命令、通道程序、通道地址字和通道状态字
答：通道命令是计算机硬件设备提供的用于使用输出设备的操作命令，每一条通道命令规定了设备的一种操作。通常由命令码、数据主存地址、传送字节个数及标志码等部分组成。
通道程序是由一组通道命令组成的，这一级通道命令规定了通道执行一次输入输出操作应用的工作。 通道地址字（CAW）是在具有通道的计算机系统中，用来存放通道程序首地址的主存固定单元。 通道状态字（CSW）是用于记录通道和设备执行情况的主存单元。通常包括通道命令地址、设备状态、通道状态和剩余字节个数等几个字段。通道状态字采用双机器字（64位）表示。
13、中央处理器与通道之间是怎样配合工作的？
答：首先，中为处理器执行“启动I/O”指令去启动通道，如启动成功，则通道执行指定的通道程序去控制外设工作。
当通道工作正常完成时，即通道状态字中仅有通道结束、控制器结束和设备结束时，通道形成一个输入输出正常结束中断事件。此时操作系统使有关进程从等等状态进入就绪状态。
如果通道工作时发现设备故障或设备特殊情况（如硬件故障、缺纸等）时形成操作异常结束的I/O中断事件。此时由操作系统组织通道复执（重新执行程序）或产生有关信息请求用户或操作员来处理。
总之，中央处理器是借助于I/O中断来实现配合工作的。通道借助I/O中断请求CPU进行干预，CPU根据产生的I/O中断事件了解输入输出操作的执行情况，对通道操作而言，当操作正常结束或异常结束（如设备故障、设备特殊情况引起异常结束）形成I/O中断，由CPU根据相应情况分别处理。
14、 答：把利用缓冲区来缓解处理器与外围设备之间工作速度不匹配的矛盾而采用的技术称为缓冲技术。
采用缓冲的原因：
①缓解CPU和外设之间速度不匹配的矛盾。②协调逻辑记录与物理记录大小不一致的问题。
15、什么是输入井和输出井？
答：为实现虚拟设备，必须在磁盘上划出的专用存储空间，这部分空间就是“井”，其中又分为两部分：用于存放作业的初始信息的井是输入井，存放作业执行结果的是输出井。
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第六章课后答案
16、SPOOL系统由哪些部分组成？简述它们的功能。
答：SPOOL系统由三部分程序组成：
? 预输入程序。通过该程序把作业流中每个作业的初始信息传送到“输入井”保存起来以以备作业
执行时使用。
? 井管理程序：包括井管理读程序和井管理写程序两个功能，井管理读程序负责从输入机上读取文
件信息供用户使用，井管理写程序负责把作业执行产生的结果保存到输出井中。
? 缓输出程序。它负责查看“输出井”中是否有待输出的结果信息，若有则启动打印机把作业结果
输出。
17、实现虚拟设备的主要条件是什么？
答：实现虚拟设备的硬件条件：大容量磁盘；中断装置和通道；中央处理器与通道并行工作的能力。
实现虚拟设备的软件条件是要求操作系统采用多道程序设计技术。
18、SPOOL系统为什么能提高独占设备的利用率？
答：SPOOL系统借助硬件的中断装置和通道技术使得中央处理器与各种外围设备以及各外围设备之间均可并行工作。操作系统采用多道程序设计技术，合理分配处理器，实现联机的外围设备同时操作。
作业执行时从磁盘上读写信息来代替从输入机和打印机的读写操作，不仅使多个作业可以同时执行，而且加快了作业的执行速度，提高了单位时间内处理作业的能力。在作业执行的同时还可利用输入机继续预输入作业信息和利用打印机输出结果，于是，整个系统可以是第一批作业的执行结果在打印输出，第二批作业正在处理，第三批作业信息正在预输入到磁盘的“输入井”中。
这种联机同时操作极大地提高了独占设备的利用率，也使计算机系统的各种资源被充分利用。
19、实现虚拟设备后从哪些方面提高了系统效率?
答：实现虚拟设备后系统从输入、输出以及作业执行速度方面均提高了效率。具体如上题答案中所述。
20、 21、 22、 23、
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第七章课后答案
第七章复习题
1、解释进程的顺序性和并发性。
答：目前使用的计算机基本上是冯.诺依曼式结构，其基本特点是处理器顺序执行指令。进程在顺序的处理器上的执行是严格按顺序进行的，这就是进程的顺序性。当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：一、封闭性 二、可再现性。
在多道程序设计系统中，多个作业可以同时执行，一个作业又由多个进程协助完成，当一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作，它们的执行在时间上是重迭的。我们把它们称为是“可同时执行的”。若系统中存在一组可同时执行的进程，则就该进程就具有并发性，可同时执行的进程称为“并发进程”。
2、并发进程执行时一定会产生与时间有关的错误吗？为什么？
答：并发进程由于其执行的随机性，执行速度不能由自己控制，往往会出现一个进程对另一进程的影响不可预测的情况，从而产生与时间有关的错误。但是并发进程并不一定都会产生与时间有关的错误：
首先，无关的并发进程不会产生与时间有关的错误；
其次，有交往的并发进程如果不交叉访问共享变量，也不会产生与时间有关的错误。 产生这类错误根本原因在于对共享变量不受限制的使用。
3、什么是临界区？什么是相关临界区？
答：并发进程中与共享变量有关的程序段称为“临界区”。相关临界区是指并发进程中涉及到相同变量的那些程序段。
4、对相关临界区的管理有哪些要求？
答： 1)一次最多让一个进程在临界区执行，当有进程在临界区时其他想进入临界区执行的进程必须等待。
? 2)任何一个进入临界区执行的进程必须在有限的时间内退出临界区，即任何一个进程都不应该无
限地逗留在自己的临界区。
? 3)不能强迫一个进程无限地等待进入它的临界区，即有进程退出时应让一个等待进入临界区的进
程进入它的临界区。
5、若用PV操作管理某一组相关临界区，其信号量S的值在[-1,1]之间变化，当S=-1，S=0,S=1时它们各自的物理含义是什么？
答：
S=-1 表示等待队列中有1个进程（｜S｜）等待进入临界区，而且当前已有进程在相关临界区中访问临界资源。
S=0：表示当前有进程在相关临界区访问临界资源，并且没有任何进程等待使用临界资源。 S=1: 表示有一个进程可以访问临界资源或进入相关临界区执行。
6、信号量S,初值为1每辆列车执行下列程序段即可。
P(S) A->B V(S)
7、今有3个并发进程R，M，P，它们之间共享一个缓冲器。进程R负责从输入设备读信息，每读出一个记录后把它存放在缓冲器B中。进程M在缓冲器B中加工进程R存入的记录。进程P把加工后的记录打印输出。缓冲器B中每次只能存放一个记录，当记录被加工输出后，缓冲器B中又可存放一个新记录。请用PV操作为同步机制写出它们并发执行能正确工作的程序。
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第七章课后答案
解：在这题中 R 是生产者， M是 R 的消费者。将 M 看成是生产者，则 P是 M的消费者。设置三个信号量SR,SM,SP，当其值为1时,SR表示缓冲器为空,SM表示缓冲器中存有待加工记录,SP表示缓冲器中记录已被加工好了。
begin Buffer:integer; SR,SM,SP:SEmapore; SR=1;SM=0;SP=0; cobegin PROCESS R //读入一个记录进程 begin L1: read; P(SR); //读之前检查缓冲器是否为空,为空则读入一条记录 Buffer:=read; V(SM); //读好后允许加工进程工作 goto L1 end; PROCESS M //加工记录进程 begin
L2:product; P(SM); //检查缓冲器中是否有待加工记录 Buffer:=product; V(SP); //允许打印进程工作 goto L2 end; PROCESS P //打印进程 begin L3: P(SP); //检查是否可以打印 take a product from Buffer; V(SR); //允许读入记录 print; goto L3 end; coend; end;
8、解：
R1，R2互斥，设置信号量SF,初值为1. R1，W1同步，设置信号量S2，初值为0. R2，W2同步，设置信号量S3，初值为0. 程序段如下： R1 V(S2); {L1：从磁盘读入GOTO L1; 数据X; }
P(SF); R2 B=X;;
{L2：从键盘读入数据 Y;
P(SF); B=Y; V(S3);
GOTO L2; } W1
{L3：P(S2);
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