2019华南理工大学-操作系统平时作业(20190.pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它的主要作用在于提升用户使用的便捷性，有效管理计算机资源，以及为应用软件提供运行环境。操作系统通过并发性、共享性、虚拟性和异步性这四个基本特征来实现对硬件资源的有效管理和高效利用。 并发性是指操作系统能够同时处理多个任务，使得用户感觉多个程序在同时运行。共享性则是指系统资源可以被多个进程同时使用。虚拟性通过资源的抽象和模拟，使得用户感觉拥有比实际更多的资源。异步性意味着系统中进程的执行顺序并不严格按照它们被启动的顺序进行。 前趋图是描述进程间相互制约关系的一种图形表示，通常用于分析和理解进程的执行顺序和依赖关系。例如，在给出的S1到S5的语句中，前趋图可以用来表示这些语句的执行顺序，例如S2可能依赖于S1的结果，S3依赖于S1和S2等。 进程的创建通常发生在系统初始化、用户作业提交或父进程创建子进程时。而进程的终止可能由于正常完成、时间超时、资源不足、越界访问、保护错误、I/O失败、无效指令或特权指令等原因。不同的调度策略在处理机中扮演着关键角色，包括高级调度（作业调度）、中级调度（内存调度）和低级调度（进程调度），分别负责作业的选入内存、内存与外存的进程对换以及就绪进程的选取。 资源分配图是一种图形工具，用于表示系统中资源的分配状态和进程的请求情况。如果资源分配图中形成了环路，那么系统可能存在死锁，但根据描述，系统没有形成环路，因此不存在死锁。 在分页存储管理系统中，逻辑地址的转换涉及到页号和页内地址的划分。例如，对于3380B的逻辑地址，如果页面大小为1KB（即1024B），则页号是高位部分，页内地址是低位部分。在这个例子中，页号为3380B的前10位（0011 0011 10），页内地址为剩余的12位（00 0000 1011B）。 具有快表的页式存储管理地址变换过程包括了以下步骤：通过逻辑地址的段号查找段表，得到页表的内存地址；然后，根据逻辑地址的页号在页表中查找页框号；结合页内地址形成物理地址。快表可以加速这个过程，因为它缓存了最近访问过的页表项，减少了访问内存的次数。 请求分页存储管理中的页表通常包含状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址。状态位P指示页面是否在内存中；访问字段A记录页面的访问频率，帮助优化替换策略；修改位M标记页面是否被修改，以决定是否需要在页面替换时写回磁盘；外存地址则是页面在磁盘上的位置。 操作系统中的I/O软件通常分为五层：用户层软件、中断处理程序、设备独立性软件、设备驱动程序和硬件。用户层软件提供用户接口，处理I/O请求；中断处理程序响应硬件中断，启动设备操作；设备独立性软件隐藏硬件差异，提供标准化接口；设备驱动程序直接控制硬件，设置设备寄存器；硬件执行实际的输入输出操作。 文件逻辑结构是指文件内容在用户看来的组织形式，它可以分为流式文件（如文本文件）和记录式文件（如数据库文件）。而文件物理结构则关注文件在存储介质上的实际布局，包括连续文件、链接文件、索引文件等。逻辑结构和物理结构之间的映射关系是文件系统的重要功能之一。