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一、应用题

1． 下图将一组进程分为4类，假定各类进程之间采用优先级调度，每类进程内部采用时间片轮转调度。请简述PI 、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8进程的调度过程。

【答案】不同类进程之间采用优先级调度，而同类进程内部采用时间片轮转调度。先进行优先级4的进程调度，P1, P2, P3按时间片进行轮转；等Pl ，P2, P3均执行完，执行优先级3的进程P4, P5。同理P4, P5按时间片轮转，运行完成后调度优先级1的进程P6, P7, P8。进程P6, P7, P8按时间片轮转直至完成。

【解析】所谓多级反馈队列轮转法就是把就绪进程按优先级排成多个队列，并赋给每个队列不同的时间片，高优先级进程的时间片比低优先级进程的时间片小。调度时先选择高优先级队列的第一个进程，使其投入运行，当该进程时间片用完后，若高优先级队列中还有其他进程，则按照轮转法依次调度执行，否则转入低一级的就绪队列。只有高优先级就绪队列为空时，才从低一级的就绪队列中调度进程执行。

2． 考虑下列程序

假设矩阵A , B 的初始值已置好，矩阵C 初始为0, 各矩阵均以页为单位连续存放，又假定一个整数占用一个字（2字节），代码以及变量i 、j 、k 放在其他页面里，并且存取变量i 、j 、k 时不缺页。主存初始为空，在请求分页存储管理中，页面淘汰算法为FIFO 。

（1）作业分配10个页面，每个页面为100个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面的程序时，缺页次数是多少？当程序执行完时，留在内存的10个页面各属于哪些矩阵？

（2）当为作业分配两个页面，每个页面为500个字，给矩阵A 、B 、C 使用。问执行上面程

序时，缺页次数是多少？

【答案】假设矩阵的存储是按行存储的，且每页均从页面首地址开始存放。

（1）矩阵A 占用150页，矩阵B 占用300页，矩阵C 占用200页。设矩阵A 占用的页面为1至150页，矩阵B 占用的页面为151至450页，矩阵C 占用的页面为451至650页。

程序对矩阵A 和C 的访问是按顺序访问，即从第1个元素开始依次访问矩阵中的所有元素。这样，程序对矩阵A 和C 的访问总是按矩阵在存储器内存放的顺序访问。程序对矩阵B 的访问是按列访问，即顺序访问每一元素后，再顺序访问每一列的第2个元素，如此直至访问所有的元素。这样，由于矩阵B 每行占用两页，因此每次对矩阵B 的访问都要访问与前一次不同的一页。

程序中运算式的执行次数为3000000次，每次需要依次访问矩阵A 、B 和C 。只要不跨页，每次访问矩阵A 和C 时无须调入新页，但访问矩阵B 时每次都需调入新页。这是因为矩阵B 有150行，每行都在不同的页，系统只有10个页面，所以每次访问矩阵B 时所需页面都不可能在系统中。

采用FIFO 算法，对于题中的页面访问过程，页面调度过程如下。

从上面的调度过程可以看出，当循环次数为时，读A , 读B 与读C/写C 都会发生缺页，其他情况只有读B 会发生缺页。前一种情况是由于矩阵B 所用的页面占用了所有的内存中的页面而造成的。后一种情况是由于读矩阵A 或C 时某一页面上数据已用完而读入下一页所致。根据这个规律，可以得出发生缺页的次数为

最后留在内存中的10个页面，其中1个属于矩阵A ，8个属于矩阵B ，1个属于矩阵C 。（2）若每页500个字，则矩阵A 占用30页，矩阵B 占用60页，矩阵C 占用40页。由于内存中只有两个页面，因此每次访问都会发生缺页，发生缺页的次数为

二、综合题

3． 试解释逻辑簇号和虚拟簇号这两个名词，NTFS 是如何将它们映射到文件的物理地址上的？

【答案】（1）逻辑簇号的定义

逻辑簇号（LCN ）是对卷进行管理的工具，使用逻辑簇号可对卷的第一个簇到最后一个簇进行编号。

（2）虚拟簇号的定义

虚拟簇号（VCN ）也是对卷进行管理的工具，使用虚拟簇号可对特定文件的族从头到尾进行编号。它不要求物理上是连续的，要确定VCN 的磁盘上的定位需先将其转换为LCN 。

（3）NTFS 将它们映射到文件的物理地址的方法

NTFS 在进行地址映射时，可以通过卷因子与LCN 的乘积，算出卷上的物理字节偏移量，从

NTFS 还可以使用VCN , 以文而得到文件数据所在的物理磁盘地址。为了方便文件中数据的引用，

件为单位，将属于某个文件的簇按顺序进行编号。只要知道了文件开始的簇地址，便可将VCN 映射到LCN 。

4． 何谓文件的逻辑结构？何谓文件的物理结构？

【答案】（1）文件的逻辑结构

这是从用户观点出发所观察到的文件组织形式，即文件是由一系列的逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立于文件的物理特性，又称为文件组织

（2）文件的物理结构

文件的物理结构又称为文件的存储结构。这是指系统将文件存储在外存上所形成的一种存储组织形式，是用户不能看见的。文件的物理结构不仅与存储介质的存储性能有关，而且与所采用的外存分配方式有关。无论是文件的逻辑结构，还是其物理结构，都会影响对文件的检索速度。

5． 试比较缺页中断机构与一般的中断，它们之间有何明显的区别？

【答案】（1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU 都是在一条指令执行完后，才检查是否有中断请求到达。若有，便去响应，否则，继续执行下一条指令。然而，缺页中断是在指令执行期间，若发现所要访问的指令或数据不在内存时，便立即产生和处理缺页中断信号，以便能及时将所缺之页面调入内存。

（2）—条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。如图中所示。系统中的硬件机构应能保存多次中断时的状态，并保证最后能返回到中断前产生缺页中断的指令处继续执行。