操作系統(tǒng)小抄

1、1. 試對(duì)分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行比較。（5分）答：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與分時(shí)操作系統(tǒng)系統(tǒng)相比，其區(qū)別表現(xiàn)在三個(gè)方面（1）分時(shí)系統(tǒng)的交互性較強(qiáng)，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般是具有特殊用途的專用系統(tǒng)，交互能力較弱；（2）實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間一般有嚴(yán)格的要求，要求更及時(shí)，而分時(shí)系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求是以人們能接受的等待時(shí)間為依據(jù)的；（3）雖然分時(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求更高。2、進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是什么？進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換有哪幾種類型？執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程已經(jīng)獲得必要的資源，并已占有處理機(jī)。就緒狀態(tài)：進(jìn)程本身已具備了執(zhí)行，而正在等待分配處理機(jī)。阻塞狀態(tài)：進(jìn)程因等待資源或等待某一事件而處于不可執(zhí)行的狀態(tài)。3、進(jìn)

2、程與程序的區(qū)別？程序與進(jìn)程的區(qū)別是程序是一個(gè)指令序列，是靜態(tài)的，可以長(zhǎng)期保存的。程序是進(jìn)程的組成部分；一個(gè)程序可以應(yīng)對(duì)多個(gè)進(jìn)程；進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的執(zhí)行過程，是動(dòng)態(tài)的，有生命期的；進(jìn)程是其他進(jìn)程并行執(zhí)行的獨(dú)立的運(yùn)行單位，有特殊結(jié)構(gòu)；一個(gè)進(jìn)程可以涉及多個(gè)進(jìn)程。4、在缺頁中斷與一般中斷的區(qū)別？(1)缺頁中斷是在執(zhí)行一條指令中間產(chǎn)生的中斷，并立即轉(zhuǎn)去處理，而一般中斷則是在一條指令執(zhí)行完畢后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有中斷請(qǐng)求時(shí)才去響應(yīng)和處理。(2)缺頁中斷處理完成后，返回原指令重新去執(zhí)行，因?yàn)槟菞l指令并未執(zhí)行，而一般中斷則是返回到下一條指令去執(zhí)行，因?yàn)樯弦粭l指令已經(jīng)執(zhí)行完畢了。5、i/o控制可用哪幾種方式實(shí)現(xiàn)？各有

3、何優(yōu)缺點(diǎn)？i/o控制過程可用三種方式實(shí)現(xiàn)：作為請(qǐng)求i/o操作的進(jìn)程實(shí)現(xiàn)，作為當(dāng)前進(jìn)程的一部分實(shí)現(xiàn)；有專門的系統(tǒng)進(jìn)程-i/o進(jìn)程完成。第一種方式請(qǐng)求對(duì)應(yīng)i/o操作的進(jìn)程能很快占據(jù)處理機(jī)但要求系統(tǒng)和i/o操作的進(jìn)程應(yīng)具有良好的實(shí)時(shí)性。第二種方式不要求系統(tǒng)具有高的實(shí)時(shí)性。但i/o控制過程要由當(dāng)前進(jìn)程負(fù)責(zé)，第三種方式增加了一個(gè)額外的進(jìn)程開銷，但用戶不用 關(guān)心i/o控制過程。6、使用文件系統(tǒng)是，通常要顯式地進(jìn)行open和close進(jìn)行操作。試問：(1)這樣做的目的是什么？(2)能否取消顯式的open和close操作？應(yīng)該如何做？(3)取消顯式的open和close操作有什么不利？* 顯式的open 操作

4、完成文件的打開功能。將基本文件目錄中的內(nèi)容讀入用戶活動(dòng)的文件表中，并在系統(tǒng)活動(dòng)文件表中記錄文件的打開次數(shù)。顯式的 close操作完成文件的關(guān)閉操作，撤銷用戶的活動(dòng)文件表中的響應(yīng)的表項(xiàng)，改變系統(tǒng)活動(dòng)文件表中的文件打開次數(shù)信息，吐過需要，還要被改動(dòng)過的文件目錄信心寫回基本文件目錄中。* 可以取消顯式的open和close操作。如果取消了open和close操作，系統(tǒng)在進(jìn)行文件操作前需要判斷文件是否已經(jīng)打開，若未打開，則應(yīng)自動(dòng)完成文件的打開功能，一建立用戶與文件間的聯(lián)系，同時(shí)，在系統(tǒng)結(jié)束時(shí)還應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉所有的被打開文件，更新系統(tǒng)的基本文件目錄。* 取消顯式的open和close操作似的文件的讀寫操作變

5、得復(fù)雜，因?yàn)樵诿看巫x寫前都需要判斷文件是否已被0打開，此外，系統(tǒng)在結(jié)束時(shí)也要做一些額外的工作，以完成close應(yīng)該完成的操作。7、考慮n個(gè)進(jìn)程共享的具有m個(gè)同類資源的系統(tǒng)。證明，如果對(duì)i=1,2，n，有0need(i)0而且所有最大需求量之和小于m+n，那么該系統(tǒng)是死鎖無關(guān)的。對(duì)于這類題型，通?？紤]最壞的情況，即每個(gè)進(jìn)程都因?yàn)樯暾?qǐng)不到資源而阻塞了。設(shè)所有進(jìn)程對(duì)資源的總需求量是x,每個(gè)進(jìn)程i對(duì)資源的需求量是xi,0=xi=m即 x1+x2+xn=m+n即 x=m+n所以當(dāng)xm+n時(shí)，系統(tǒng)是不會(huì)發(fā)生死鎖的。8、什么是操作系統(tǒng)？它有什么基本特征？操作系統(tǒng)是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源、有

6、效地組織多道程序運(yùn)行?的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。操作系統(tǒng)的基本特征是：并發(fā)、共享和異步性。9、按序分配是防止死鎖的一種策略，什么是按序分配？為什么可以防止死鎖？按序分配是把系統(tǒng)中所有資源排一個(gè)順序，每一個(gè)資源給一個(gè)確定的編號(hào)，規(guī)定任何一個(gè)進(jìn)程申請(qǐng)兩個(gè)以上資源時(shí)，總是先申請(qǐng)編號(hào)小的資源，再申請(qǐng)編號(hào)大的資源。按序分配可以防止死鎖，證明如下：假設(shè)存在一組循環(huán)等待的進(jìn)程記為（p0，p1，pn），其中pi擁有資源ri，編號(hào)為f（ri）；根據(jù)按序分配原則，有f（r0）f（r1）f（rn），因存在循環(huán)等待，所以pn申請(qǐng)的下一個(gè)資源就為p0所占的rn，若pn能正常運(yùn)行，必須依據(jù)資源順

7、序分配原則，即下次申請(qǐng)資源標(biāo)號(hào)應(yīng)比其所占有的資源標(biāo)號(hào)大，于是有f（rn）f（r0），這與前面的不等式有矛盾，故不能存在。10、什么是進(jìn)程？進(jìn)程的特性有哪些？進(jìn)程和程序的主要區(qū)別是什么？答案：（1）進(jìn)程是指一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的程序（或程序段）在給定的工作空間和數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過程。它是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立或基本單位。（2）一個(gè)進(jìn)程至少要對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)程序。不同的進(jìn)程可以調(diào)用同一個(gè)程序，但該程序必須在不同的數(shù)據(jù)集合上執(zhí)行（3）程序和進(jìn)程的關(guān)系在于：程序是指令的有序集合，是靜態(tài)的。程序的執(zhí)行過程才是進(jìn)程。11、為什么要引入緩沖技術(shù)？ （3分）答：為了匹配外設(shè)與cpu之間的處理速度，為

8、了減少中斷次數(shù)以及cpu和中斷處理時(shí)間，也為了解決dma和通道方式的瓶頸問題，在設(shè)備管理中引入了用來暫存數(shù)據(jù)的緩沖技術(shù)。12、桌上有一個(gè)盤子，可以存放一個(gè)水果答：盤子是臨界資源，應(yīng)設(shè)置一互斥信號(hào)量mutex來實(shí)現(xiàn)放水果的互斥，其初值為1。此外，父親和女兒、母親和兒子之間存在同步關(guān)系，即分別設(shè)置信號(hào)量apple和banana來分別實(shí)現(xiàn)這種同步關(guān)系，其初值均為0。4個(gè)進(jìn)程的并發(fā)程序如下：beginmutex:=1;apple:=0;banana:=0;cobeginfather:beginrepeatp(mutext);向盤中放蘋果;v(apple)until falseend;mother:be

9、ginrepeatp(mutext);向盤中放香蕉;v(banana)until falseend;daughter:beginrepeatp(apple)取盤中蘋果;v(mutex)until falseend;son:beginrepeatp(banana);取盤中香蕉;v(mutex)until falseendcoendend;4某寺廟有小、老和尚若干，有一水缸，由小和尚提水入缸供老和尚飲用答：var mutex1, mutex2, empty, full, count: semaphore;mutex1:=1; mutex2:=1;empty:=10; full:=0; count:=3;process 小和尚:beginrepeatwait(empty);wait(count);wait(mutex1);從井中取水；signal(mutex1);wait(mutex2);送水入水缸；signal(mutex2);signal(count);sign