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操作系统概念第七版10-12章课后题答案(中文版)

来源:用户分享 时间:2025/8/15 22:51:03 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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设想下面的备份方法:

第一天:将所有的文件从磁盘拷贝到备份介质。

第二天:将从第一天开始变化的文件拷贝到另一介质。 第三天:将从第一天开始变化的文件拷贝到另一介质。 与11.7.2小节中的方法不同。并非将所有从第一次备份后改变的文件都拷贝。与小节中的方法相比有什么优点有什么缺点恢复操作是更简单还是更复杂了为什么

【答】还原比较容易,因为你可以去备份磁带上,而不是充分磁带。没有中间磁带需要读取。更多的磁带被用作多个文件变化。

除了FCFS,没有其他的磁盘调度算法是真正公平的(可能会出现饥饿)。 a:说明为什么这个断言是真。

b:描述一个方法,修改像SCAN这样的算法以确保公平性。 C:说明为什么在分时系统中公平性是一个重要的目标。

D:给出三个以上的例子,在这些情况下操作系统在服务I/O请求时做到“不公平”很重要。

【答】a. 人们提出了关于磁头目前具备理论上可以尽快达到这些要求的磁道新要求

b. 所有那些预定的年龄更老的要求可能是“被迫”处于队列的顶端,一个有关为每个位可定表明,没有任何新的要求可提前这些请求。对于SSTF,其余的队列将不得不根据最后的这些“旧”的要求重新组织。

c. 为了防止超长的响应时间。

d. 寻呼和交换应优先于用户的要求。

为了其他内核启动的I / O,如文件系统元数据的写入,优先于用户I / O可能是可取的。如果内核支持实时进程的优先次序,这些进程的I / O请求该是有利的。

假设一个错哦盘驱动器有5000个柱面,从0到4999,驱动器正在为柱面143的一个请求提供服务,且前面的一个服务请求是在柱面125.按FIFO顺序,即将到来的请求队列是 86,1470,913,1774,948,1509,1022,1750,130 从现在磁头位置开始,按照下面的磁盘调度算法,要满足队列中即将到来的请求要求磁头总的移动距离(按柱面数计)是多少 a. FCFS b. SSTF c. SCAN

d. LOOK e. C-SCAN

【答】a. FCFS的调度是143 , 86 , 1470 , 913 , 1774 , 948 , 1509 , 1022 , 1750 , 130 。总寻求距离是7081 。

b. SSTF的调度是143 , 130 , 86 , 913 , 948 , 1022, 1470, 1509, 1750, 1774。总寻求距离是1745。

c. SCAN的调度是143 , 913 , 948 , 1022, 1470, 1509, 1750, 1774 , 4999 , 130 , 86 。总寻求距离是9769 。

d. LOOK的调度是143 , 913 , 948 , 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 130 , 86 。总寻求距离是3319 。

e. C-SCAN的调度是143 , 913 , 948 , 1022 , 1470 , 1509 , 1750 , 1774 , 4999 , 86 , 130 。总寻求距离是9813 。

f. C-LOOK的调度是143 , 913 , 948 , 1022 , 1470 , 1509 , 1750 , 1774 , 86 , 130 。总寻求距离是3363 。 。。。。。

【答】d. ( -3 ) / 6 = 0 .52。百分比加速超过营运基金FCFS是52 % ,对争取时间。如果我们的开销包括转动延迟和数据传输,这一比例将加速减少。

假设题中的磁盘以200RPM速度转动。 A:磁盘驱动器的平均旋转延迟时间是多少 B:在a中算出的时间里,可以寻道多少距离

【答】A 7200转120轮换提供每秒。因此,充分考虑轮换毫秒,平均旋转延迟(一个半轮换)需要毫秒。

B 求解:吨= + √ L t =

使L为 ,

因此,在一个平均旋转延迟的期间我们可以寻找超过195个轨道(约4 %的磁盘)。

假设对于同样均衡分发的请求,比较C-SCAN和SCAN调度的性能。考虑平均响应时间(从

请求到达时刻到请求的服务完成之间的距离),响应时间的变化程度和有效带宽,问性能对于相关的寻道时间和旋转延迟的依赖如何

【答】略

请求往往不是均衡分发的。例如,包含文件系统FAT或索引结点的柱面比仅包含文件内容的柱面的访问频率要高。假设你知道50%的请求都是对一小部分固定数目柱面的。 A:对这种情况,本章讨论的调度算法中有没有那些性能特别好为什么 B:设计一个磁盘调度算法,利用此磁盘上的“热点”,提供更好的性能。

C:文件系统一般是通过一个间接表找到数据块的,像DOS中的FAT或UNIX中的索引节点。描述一个或更多的利用此类间接表来提高磁盘性能的方法。

【答】a. SSTF将采取情况的最大的优势。如果提到的“高需求”扇区被散置到遥远的扇区,FCFS可能会引起不必要的磁头运动。

b. 以下是一些想法。将热数据放置于磁盘的中间附近。修改SSTF,以防止饥饿。如果磁盘成为闲置大概50毫秒以上,则增加新的政策,这样操作系统就会对热点地区产生防患未然的寻求,因为接下来的要求更有可能在那里。

c. 主要记忆体缓存数据,并找到一个与磁盘上物理文件密切接近的数据和元数据。 ( UNIX完成后者的目标分配数据和元数据的区域称为扇区组。 )

一个RAID 1组织读取请求是否可以比RAID 0组织实现更好的性能(非冗余数据带)如果是的话,如何操作

【答】是的,一个RAID 1级组织在阅读要求方面可以取得更好的性能。当执行一个读操作,一个RAID 1级系统可以决定应访问哪两个副本,以满足要求。这种选择可能是基于磁盘头的当前位置,因此选择一个接近目标数据的磁盘头可以使性能得到优化。

试想一个RAID 5级的组织,包括五盘,以

平等套4次盖帽4个磁盘存储的第五盘。该会有多少区块被访问以履行下列 a. 一个区块数据的写入 b.多个毗连区块数据的写入

【答】 a) 写一个块的数据需要满足以下条件:奇偶块的读取,存储在目标块中旧的数据的读取,基于目标区块上新旧内容的不同的新的奇偶的计算,对奇偶块和目标块的写入。

b) 假设7毗连区块在4块体边界开始。一个7个毗连区块的数据的写入可以以7个毗连区块的写入形式进行,写奇偶块的首个4块,读取8块,为下一组4块计算奇偶以及在磁盘上写入相应的奇偶区块。

对比达到一个RAID 5级的组织 与所取得的一个RAID 1级安排的吞吐量如下:

a:在单一块上读取操作

b:在多个毗连区块读取操作

【答】

a)吞吐量的数额取决于在RAID系统里磁盘的数量。一个RAID 5由为每套的奇偶块的四张块延长的5个磁盘所组成,它可能同时支持四到五次操作。一个RAID 1级,包括两个磁盘可以支持两个同步行动。当然,考虑到磁盘头的位置,RAID级别1有更大的灵活性的副本块可查阅,并可以提供性能优势。

b)RAID 5为访问多个毗连区块提供更大的带宽,因为邻近的区块可以同时访问。这种带宽的改善在RAID级别1中是不可能的。

对比用一个RAID级别写入作业与用一个RAID 级别1写入作业取得的业绩。

【答】RAID级别1组织仅根据当前数据镜像便可完成写入, 另一方面,RAID 5需要在阅读之前读取基于目标快新内容更新的奇偶块的旧内容。这会导致RAID级别 5系统上更多间接的写操作。 假设您有一个混合组成的作为RAID级别1和RAID级别5的磁盘配置。假设该系统在决定该组织的磁盘用于存储特别是文件方面具有灵活性。哪个文件应存放在1级的RAID磁盘并在5级的RAID磁盘中用以优化性能

【答】经常更新的数据需要存储在磁盘阵列1级的磁盘,而更经常被读取或写入的数据,应存放在RAID 5级的磁盘。

有没有一种方法可以实现真正的稳定存储

答:真正的稳定存储永远不会丢失数据。最基本的稳定存储技术就是保存多个数据的副本,当一个副本失效时,可以用其它的副本。但是,对于任何一种策略,我们都可以想象一个足够大的灾难可能摧毁所有的副本。

硬盘驱动器的可靠性常常用平均无故障时间(MTBF)来描述。虽然称之为时间,但经常用设备小时来计算无故障时间。

a.如果一个大容量磁盘有1000个驱动器,每个的MTBF是750 000小时,一下哪个描述能最好地体现该大容量磁盘出错的概率每千年一次,每百年一次,每十年一次,每年一次,每月一次,每周一次,每天一次,每小时一次,每分钟一次,还是每秒一次 b.根据死亡统计资料,平均来说,20至21岁的美国人死亡的概率是千分之一。推断出MTBF是20年。把这个数据从小时换成年。用MTBF来解释这个20年的寿命,可以得到什么 c.如果一个厂商宣称某种型号的设备有100万小时的MTBF。这对设备预期的寿命有什么影响

答:的平均无故障时间除以1000,得到故障间隔为750,所以是每月一次。

b.根据小时来计算,人的平均无故障时间是8760(一年中的小时数)除以,得到8760000的MTBF值。8760000小时约等于1000年。所以,对于一个与、预期寿命是20年的人来说,这并不能说明说明。

与设备的寿命无关。硬盘的一般设计寿命是5年。即使一个硬盘真的有100万年的

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