微秒，问此时的存取时间是多少？
23、有一页式系统，其页表存放在主存中。
（1）如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取时间是多少？ （2）如果系统增加快表，平均命中率为85％，若忽略快表查找时间，问此时的存取时间为多少？
24、在页式虚拟存储管理系统中，假定驻留集为M个页帧（初始所有页帧均为空），在长为P的引用串中具有N个不同页号（N>M），对于FIFO何LRU两种页面替换算法，试求出页故障的上限和下限，说明理由。
25、假定某一页式虚拟存储器，内存的平均访问时间为1微秒，辅存的平均访问时间为10毫秒，问如果希望虚拟存储器的平均访问时间仅比内存的增加10％，则需要页面失效率是多少？
26、一个计算机有cache，有一个用作虚拟内存的磁盘。若从cache中读取一个字所用的时间为Ans，从内存中将一个字读入cache的时间为Bns，从磁盘中将一个字调入内存的时间为Cns。若在cache中读取一个字的命中率是（n-1）/n，在内存中读取一个字的命中率是(m-1)/m,则平均访问时间是多少？
27、内存的利用率不高主要表现为哪几种形式？可以通过哪些途径来提高内存的利用率？ 28、人们观察到在两次页故障之间执行的指令数与分配给程序的页框数成正比，即可用内存加倍，页故障的平均间隔也加倍。假设一条普通指令需要1μs，但若发生了页面故障就需要2001μs。一个程序运行了60s，期间发生了1500次页面故障，如果该页面的可用内存时原来的2倍，这个程序运行需要多少时间？
29、假定占有M块（初始为空）的进程有一个页访问串，这个页访问串的长度为p，其中涉及到q个不同的页号，对于任何页面置换算法，问：（1）缺页中断次数的下届和上届分别是多少？
30、覆盖技术与虚拟存储技术有何本质不同？交换技术与虚拟存储有何不同？
31、某计算机系统执行一条指令需10ns，一次缺页需额外的20ms，如果每1000000条指令发生一次缺页，则指令平均执行时间为多少？ 32、在某页式虚存管理系统中，假定访问内存的时间是10ms，平均缺页中断处理时间为25ms，平均缺页中断率为5%。试计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？
33、请求分页系统必须至少具有三种硬件支持（一定量内存和较大量外存、地址转换机构、缺页中断机构）。
34、实现虚拟存储器的关键技术是（请求调入技术和置换技术）。 35、什么是Belady现象？
答：Belady现象是指在使用FIFO置换算法转换时，在进程或作业没有得到它所要求的全部页面的情况下，有时会出现的分配给它的页面数越多，缺页次数反而也越多的现象。 36、名词解释：抖动，工作集。
答：在虚拟存储系统中，由于大量页面的换入换出操作导致CPU利用率急剧下降的现象。工作集是在某段时间间隔里，进程实际要访问的页面的集合。
37、在某页式虚存系统中，假定访问内存的时间是10ns，平均缺页中断处理时间为25ms，平均缺页中断率为5%，试计算在该虚存系统中，平均有效访问时间是多少？
38、假定某一页式虚拟存储器，内存的平均访问时间为1μs，辅存的平均访问时间为10ms，试问如果希望虚拟存储器的平均访问时间仅比内存的增加10%，则需要页面失效率是多少？ 39、假定某一页式虚拟存储器，内存的平均访问时间为1μs，辅存的平均访问时间为10ms，试问如果希望虚拟存储器的平均访问时间仅比内存的增加10%，则需要页面失效率是多少？ 答：设页面失效率为f，则虚拟存储器的平均访问时间为：
（1-f）*1μs+f*10ms=1+9999*f（μs），据题意，1.10＞1+9999*f，所以，f＜0.00001 40、虚拟存储管理利用了交换区、内存已经Cache。假设从Cache读取一个字节数据需Ans；如果该数据不在Cache，却在内存，则从内存读至Cache需Bns，然后还需从Cache得到；如果该数据既不在Cache，又不在内存，则从交换区读入内存需Cns，然后还需传至Cache，才能读取。已知Cache的命中率为n，内存的命中率为m，求平均访问时间。
41、现有一请求分页的虚拟存储器，内存最多容纳4个页面，对于下面的引用串：1，2，3，4，5，3，4，1，6，7，8，9，5，4，5，4，2.分别采用FIFO,LRU,OPT页面替换算法，各将产生多少次缺页中断？
第五章设备管理
5.1 I/O系统
1、判断：
（1）共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备。
（2）字符设备的基本特征是可寻址到字节，即能指定输入的源地址和输出的目标地址； （3）共享设备是指同一时间内运行的多个进程能同时访问的设备； （4）在分配共享设备和独占设备时都可能引起死锁； （5）通道是处理输入、输出的软件；
（6）所有外围设备的启动工作都由系统统一来做； （7）来自通道的I/O中断由设备管理负责处理； （8）编制好的通道程序是存放在主存储器中的。
（9）只有引入通道后，cpu计算与I/O操作才能并行执行。
（9）设备控制器是可编址设备，当用于控制多台设备时，则具有多地址（对）
（10）处理器与外围设备的并行工作能力是由（）提供的：硬件；系统软件；应用软件；支援软件。
（11）存储型设备可以作为主存储器的扩充，信息传输单位为块。
（12）按设备的使用特性，可将计算机设备分为存储型设备和输入输出设备。
（13）输入输出型设备负责主存储器与外围设备间的信息传输，信息传输单位是字符。 （14）存储型设备一般属于共享设备，而输入输出型设备则属于独占设备。 （15）独占设备一般不宜采用静态分配策略。
（16）作业指定独占设备的方式包括直接指定设备绝对号和指定设备类与相对号两种。 （17）指定绝对设备号的方式使设备分配的适应性好、灵活性强，用户程序中经常使用。 （18）在unix系统中，标准输入和标准输出都是终端设备，即键盘和显示器。 （19）在unix系统中，使用“＞”或“》”可以使输出重定向，“＜”可以使输入重定向。 （20）在unix系统中，管道pipe是连接在进程间的可共享文件。
（21）在unix系统中，Shell文件相当于MS-DOS的批处理文件，直接执行即可。 2、填空：通道技术的引入，实现了（处理器与设备的）并行、（设备与设备的）并行、（进程与进程的）并行。
3、把设备作为特殊文件处理，系统可以不必提供设备驱动程序。 4、下面关于设备属性的论述中正确的是（） （1）字符设备的一个基本特性是可寻址的，即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址；（2）共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备；（3）共享设备是指在同一时刻内，允许多个进程同时访问的设备；（4）在分配共享设备和独占设备时，都可能引起死锁。
5、以下关于外部设备的说法，错误的是（） （1）外部设备分为存储型和I/O型两种。（2）存储型设备可以作为内存的扩充，信息传送单位为块。（3）I/O型设备负责内存与外设之间的信息传递，信息传输的单位是字符。（4）存储型设备一般属于共享设备，而I/O型设备则属于独占设备。 6、下面关于设备管理的论述中正确的是（） （1）所以外设的启动工作都是由系统统一来做。（2）来自通道的I/O中断事件有设备管理负责处理。（3）编制好的通道程序存放在内存中。（4）由用户给出的设备编号是设备的绝对号。
7、计算机系统启动设备是按（）来启动的。 （1）设备名；（2）设备相对号；（3）设备绝对号；（4）设备地址
5.2 I/O控制
1、I/O控制发展的主要推动因素是什么？
5.3缓冲管理
1 高速缓存和缓冲区的区别：
2、判断：换成技术是借用外存储器的一部分区域作为缓冲池。 3、在缓冲区实现机制中，为什么要将缓冲区的头部和缓冲体分开？
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，那么单缓冲和双缓冲情况下，系统处理大量数据是，一块数据的处理时间为多少？ 5、UNIX中是如何进行块设备缓冲区管理的？
6、判断：缓冲技术是以空间换取时间，而且只能在设备使用不均衡时起到平滑作用（对） 7、在多用户系统中，实现减排驱动程序需要字符缓冲技术，请给出两种实现字符缓冲的方法。
8、若数据输入一缓冲区的设计tio始终大于对该数据的处理时间tc或者反之。试问，对上述两种情况各应采取哪种缓冲区较为合适？ 9、unix如何管理缓冲区？
10、假定吧磁盘上一个数据块中信息输入到一单缓冲区的时间T为100μs，将缓冲区中数据传送到用户区的时间M为50μs，而CPU对这一块数据进行计算的时间C为50μs，这样系统对每一块数据的处理时间为（），如果将单缓冲改为双缓冲，则系统对每一块数据的处理时间为（）。
5.4 I/O软件的设计目标
1、I/O软件通常设为四个层次：用户空间I/O软件、设备独立性软件、设备驱动程序和中断处理程序，问以下各项工作是在哪个层次上完成的？ （1）用户进程请求打印一个输出文件；
（2）将一维磁盘块号转换为三维物理地址（柱面、磁道和扇区） （3）获得设备驱动程序的入口地址； （4）将终端输入的字符转换为ASCII码； （5）设备驱动进程被唤醒； （6）向设备寄存器写命令；
（7）检查用户是否有权使用设备；
（8）将二进制整数转化成ASCII码以便打印。（用户层）
（9）维护一个最近使用块的缓存。
2、当中断发生后，进入终端处理的程序属于（用户程序；可能是用户程序，也可能是os程序；os程序；）
3、判断：在中断处理过程中，必须屏蔽中断（错）
4、由系统通过逻辑设备表实现逻辑设备到物理设备的映射。当更换物理设备时，用户的程序不用改，仅修改逻辑设备表。
5、计算机中断系统中，断点、恢复点与PC寄存器之间的关系是什么？中断源有哪些基本类型？
6、计算机系统中判别是否有中断事件发生应是在(B ) A.进程切换时 B.执行完一条指令后 C.执行P操作后 D.由用户态转入核心态时 7、中断装置的职能主要有三点： 1)检查是否有中断事件发生。
2)若有中断发生，保护好被中断进程的断点及现场信息，以便进程在适当时候能恢复驼行。 3)启动操作系统的中断处理程序。 8、引起I/O中断的事件有（）。（选项：数据传送完毕；设备出错；设备正在处理数据；指令错；缺页；访存越界）
9、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（）。（选项：中断禁止；中断嵌套；中断响应；中断屏蔽） 10、当用户程序执行访管指令时，中断装置将使CPU（）：维持在用户态；维持在核心态；从核心态转换到用户态；从用户态转换到核心态。 11、中断处理程序占用处理器时，要从（）取出信息，才能分析中断发生的原因：当前PSW；新PSW；旧PSW；当前指令的操作码。 12、缺页中断属于（程序性中断），CTRl+C中断属于（外部中断）。 13、判断：中断时用户程序转换到操作系统程序的驱动源。
14、判断：采用DMA方式控制数据I/O操作要比通道传输速度慢一些。 15、下面的事件（）不是引起中断的事件。（选项：掉电；打印完毕；程序出错；除0出错）
5.5设备分配
1、常用的I/O调度算法有哪些？试说明I/O调度中为什么不能采用时间片轮转法。
2、一个spooling系统由输入进程I、用户进程P、输出进程O、输入缓冲区、输出缓冲区组成。I通过输入缓冲区为P输入数据，P的处理结果通过输出缓冲区交给进程O输出。进程间数据交换以等长的数据块为单位。这些数据块均存储在同一磁盘上。因此，spooling系统的数据块通信原语始终保证满足：i+o<=max，（1），其中max为磁盘容量（以数据块为单位），i为磁盘上输入数据块总数，o为磁盘上输出数据块总数。请说明该系统在什么情况下死锁，并说明如何修正约束条件（1）防止死锁。
3、在spooling系统中，用户进程实际分配到的是（）：用户所要求的外设；一块内存区，及虚拟设备；共享设备的一部分存储区；虚拟设备的一部分空间； 4、（）是操作系统中采用的以空间换时间的计数。（Spooling技术；虚拟存储技术；覆盖与交换技术；通道技术）
5、有关设备的管理中，(ADE )是正确的。 A.“计算机系统为每台设备确定一个绝对号” B.“每台设备都应该有一个惟一的相对号”
C.“申请设备时指定绝对号可提高设备的使用率”
D.“申请设备时指定设备相对号使设备分配的灵活性强” E.“启动设备时应指出设备的绝对号”
6、实现虚拟设备的硬件条件是什么?操作系统应设计哪些功能程序?
7、什么是虚拟设备？为什么要引入虚拟设备？实现虚拟设备时所依赖的关键技术是什么？ 8、SPOOLing对一个批处理系统是必要的，为什么？对一个分时系统需要吗？在多道程序系统中，为什么要实行SPOOLing技术？
9、假设一个单处理机系统，以单道批处理方式处理一个作业流，作业流中有两道作业，其占用CPU计算时间、输入卡片数、打印输出行数如表所示：
作业号 A B 占用CPU计算时间（分） 输入卡片张数（张） 输出行数（行） 3 2 100 200 2000 600 其中，卡片输入机速度为1000张/min；打印机速度为1000行/min。试计算：
（1）不采用SPOOLing技术，计算这两道作业的总运行时间（从第一个作业输入开始，到第二个作业输出完成为止）。
（2）如果采用SPOOLing技术，计算这两道作业的总运行时间。
5.6磁盘管理
1、一个快速磁盘转速为7200RPM，每磁道160个扇区，每扇区512字节，那么理想状态下，其数据传输速率为（）。
2、判断：优化在磁盘上文件物理块的分布可显著减少寻道时间，因此能有效地提高磁盘I/O的速度。
3、设L,M,N分别表示盘组的柱面数、盘面数、扇区数，B表示块号，则第i柱面、j磁头、k扇区所对应的块号B为：B=(i*M*N)+(j*N)+k
式中，i=0，1，?，L-1；j=0，1，?，M-1；k=0，1，?，N-1 同样，根据B可以计算磁盘位置： 柱面号i=int（B,M*N）
磁头号j=int（mod（B,M*N）,N） 扇区号k=mod（mod（B,M*N）,N）
4、假定磁盘的存取臂现在处于6＃柱面上，有如下表所示的六个请求等待访问磁盘，试列出最省时间的响应顺序。（答：6，2，1，4，3，5）
序号 1 2 3 4 5 6 柱面号 7 5 15 7 20 5 磁道号 6 5 20 4 9 15 扇区号 3 6 6 4 3 2
2、假定有4各记录A,B,C,D，顺序放在磁盘的某磁道上，该磁道划分为4块，每块存放一个记录。现在要顺序处理这些记录，如果磁盘的转速为20ms转一周，处理程序每读出一个记录后花5ms时间进行处理。问：处理完这4个记录需要多少时间？为了缩短处理时间应如何安排这些记录？并计算处理的总时间。 3、磁盘调度的相关问题：各种调度算法