計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(第3版)課后習(xí)題答案(完整版)

1、第一章1設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？答：（1）有效性 （2）方便性 （3）可擴(kuò)充性 （4）開(kāi)放性2OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？答：（1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口（2）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者（3）OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象3為什么說(shuō)OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象？答：OS首先在裸機(jī)上覆蓋一層I/O設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件操作的第一層次抽象；在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源操作的第二層次抽象。OS 通過(guò)在計(jì)算機(jī)硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能，隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。4試說(shuō)明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的

2、主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？答：主要?jiǎng)恿?lái)源于四個(gè)方面的社會(huì)需求與技術(shù)發(fā)展：（1）不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率；（2）方便用戶；（3）器件的不斷更新?lián)Q代；（4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。5何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O？答：脫機(jī)I/O 是指事先將裝有用戶程序和數(shù)據(jù)的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機(jī)或卡片機(jī)，在外圍機(jī)的控制下，把紙帶或卡片上的數(shù)據(jù)或程序輸入到磁帶上。該方式下的輸入輸出由外圍機(jī)控制完成，是在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的。而聯(lián)機(jī)I/O方式是指程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的。6試說(shuō)明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？答：推?dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ歉玫貪M足用戶的需要。主要表現(xiàn)在：CPU

3、 的分時(shí)使用縮短了作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間；人機(jī)交互能力使用戶能直接控制自己的作業(yè)；主機(jī)的共享使多用戶能同時(shí)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，獨(dú)立地處理自己的作業(yè)。7實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題是什么？應(yīng)如何解決？答：關(guān)鍵問(wèn)題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令，在用戶能接受的時(shí)延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。解決方法：針對(duì)及時(shí)接收問(wèn)題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡，使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個(gè)終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對(duì)及時(shí)處理問(wèn)題，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，并且為每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)時(shí)間片，允許作業(yè)只在自己的時(shí)間片內(nèi)運(yùn)行，這樣在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行

4、一次。8為什么要引入實(shí)時(shí)OS？答：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。引入實(shí)時(shí)OS 是為了滿足應(yīng)用的需求，更好地滿足實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域的需要。9什么是硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)？試舉例說(shuō)明。答：硬實(shí)時(shí)任務(wù)是指系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，運(yùn)載火箭的控制等。軟實(shí)時(shí)任務(wù)是指它的截止時(shí)間并不嚴(yán)格，偶爾錯(cuò)過(guò)了任務(wù)的截止時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不大。舉例：網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的更新、火車(chē)售票系統(tǒng)。10在8位微機(jī)和16位微機(jī)中，占據(jù)了統(tǒng)治地位的是什么操作系統(tǒng)？答：?jiǎn)斡脩魡稳蝿?wù)操作系統(tǒng)，其中最具

5、代表性的是CP/M和MS-DOS.11試列出Windows OS 中五個(gè)主要版本，并說(shuō)明它們分別較之前一個(gè)版本有何改進(jìn)。答：（1）Microsoft Windows 1.0是微軟公司在個(gè)人電腦上開(kāi)發(fā)圖形界面的首次嘗試。（2）Windows 95是混合的16位/32位系統(tǒng)，第一個(gè)支持32位。帶來(lái)了更強(qiáng)大、更穩(wěn)定、更實(shí)用的桌面圖形用戶界面，結(jié)束了桌面操作系統(tǒng)間的競(jìng)爭(zhēng)。（3）Windows 98是微軟公司的混合16位/32位Windows 操作系統(tǒng)，改良了硬件標(biāo)準(zhǔn)的支持，革新了內(nèi)存管理，是多進(jìn)程操作系統(tǒng)。（4）Windows XP是基于Windows 2000的產(chǎn)品，擁有新用戶圖形界面月神Luna。

6、簡(jiǎn)化了用戶安全特性，整合了防火墻。（5）Windows Vista 包含了上百種新功能；特別是新版圖形用戶界面和Windows Aero全新界面風(fēng)格、加強(qiáng)的搜尋功能（Windows Indexing Service）、新媒體創(chuàng)作工具以及重新設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)、音頻、輸出（打?。┖惋@示子系統(tǒng)。12試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較。答：（1）及時(shí)性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類(lèi)似，都是以人所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定；而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，是以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來(lái)確定的，一般為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：實(shí)時(shí)信息處

7、理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問(wèn)系統(tǒng)中某些特定的專(zhuān)用服務(wù)程序。不像分時(shí)系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。（3）可靠性：分時(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)難性后果，所以在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。13OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。14處理機(jī)管理有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？答：處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度；進(jìn)程管理：為作業(yè)創(chuàng)建

8、進(jìn)程，撤銷(xiāo)已結(jié)束進(jìn)程，控制進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程（含線程）的運(yùn)行_進(jìn)行協(xié)調(diào)。通信：用來(lái)實(shí)現(xiàn)在相互合作的進(jìn)程之間的信息交換。處理機(jī)調(diào)度：（1）作業(yè)調(diào)度。從后備隊(duì)里按照一定的算法，選出若干個(gè)作業(yè)，為他們分配運(yùn)行所需的資源（首選是分配內(nèi)存）。（2）進(jìn)程調(diào)度：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定算法選出一個(gè)進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，并設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，使進(jìn)程投入執(zhí)行。15內(nèi)存管理有哪些主要功能?他們的主要任務(wù)是什么？答：內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充。內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。內(nèi)存保護(hù)：確保每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，彼此互不干擾。地址映射：將地

9、址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對(duì)應(yīng)的物理地址。內(nèi)存擴(kuò)充：用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求調(diào)用功能，置換功能等。16設(shè)備管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？答：主要功能有: 緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理以及虛擬設(shè)備等。主要任務(wù): 完成用戶提出的I/O 請(qǐng)求，為用戶分配I/O 設(shè)備；提高CPU 和I/O 設(shè)備的利用率；提高I/O速度；以及方便用戶使用I/O設(shè)備.17文件管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？答：文件管理主要功能：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫(xiě)管理和保護(hù)。文件管理的主要任務(wù)：管理用戶文件和系統(tǒng)文件，方便用戶使用，保證文件安全性。18是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？答：操作系統(tǒng)的異步性

10、體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是進(jìn)程的異步性，進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)，二是程序的不可再現(xiàn)性，即程序執(zhí)行的結(jié)果有時(shí)是不確定的，三是程序執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)知性，即每個(gè)程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時(shí)間是不確定的。19模塊接口法存在哪些問(wèn)題？可通過(guò)什么樣的途徑來(lái)解決？答：（1）模塊接口法存在的問(wèn)題：在OS設(shè)計(jì)時(shí)，各模塊間的接口規(guī)定很難滿足在模塊完成后對(duì)接口的實(shí)際需求。在OS 設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者必須做出一系列的決定，每一個(gè)決定必須建立在上一個(gè)決定的基礎(chǔ)上。但模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各模塊設(shè)計(jì)齊頭并進(jìn)，無(wú)法尋找可靠的順序，造成各種決定的無(wú)序性，使程序設(shè)計(jì)人員很難做到設(shè)計(jì)中的每一步?jīng)Q定都建立在可靠的基礎(chǔ)上，因此模塊接口

11、法被稱(chēng)為“無(wú)序模塊法”。（2）解決途徑：將模塊接口法的決定順序無(wú)序變有序，引入有序分層法。20在微內(nèi)核OS中，為什么要采用客戶/服務(wù)器模式？答：C/S 模式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)的分布處理和存儲(chǔ)。便于集中管理。靈活性和可擴(kuò)充性。易于改編應(yīng)用軟件。21試描述什么是微內(nèi)核OS。答：1）足夠小的內(nèi)核 2）基于客戶/服務(wù)器模式3）應(yīng)用機(jī)制與策略分離原理 4）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。22在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS中，應(yīng)用了哪些新技術(shù)？答：在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS 中，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)汁技術(shù)。23何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中通常提供了哪些功能？答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運(yùn)行，而留

12、下一個(gè)盡量小的內(nèi)核，用它來(lái)完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，稱(chēng)這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。在微內(nèi)核中通常提供了進(jìn)程（線程）管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理等功能。24微內(nèi)核操作系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？它為何能有這些優(yōu)點(diǎn)？答：1）提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性2）增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性3）可移植性4）提供了對(duì)分布式系統(tǒng)的支持5）融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)第二章1. 什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？答：前趨圖(Precedence Graph)是一個(gè)有向無(wú)循環(huán)圖，記為DAG(Directed AcyclicGraph)，用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。2. 畫(huà)出下面四條語(yǔ)句的前趨圖:S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S

13、3=c：=a b； S4=w：=c+1;答：其前趨圖為：3. 什么程序并發(fā)執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生間斷性特征？答：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，為完成同一項(xiàng)任務(wù)需要相互合作，致使這些并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程之間，形成了相互制約關(guān)系，從而使得進(jìn)程在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性。4程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)為什么會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？答：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)由多個(gè)程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會(huì)導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。5在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響?答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。影響:

14、 使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。6試從動(dòng)態(tài)性，并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序?答：(1)動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷(xiāo)而消亡。進(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實(shí)體。(2)并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是OS 的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。(3)獨(dú)立性是指進(jìn)程實(shí)體是一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨(dú)立獲得資源和獨(dú)立調(diào)度的基本單位。對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，不能作為獨(dú)立單位參加運(yùn)行。7試說(shuō)明PCB 的作用，為什么說(shuō)PCB 是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志？答：PC

15、B 是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作用是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。OS是根據(jù)PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。8試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。答： （1）就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到CPU資源（2）執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時(shí)間片用完（3）執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請(qǐng)求（4）阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/O完成9為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？答：引入掛起狀態(tài)處于五種不同的需要: 終端用戶需要，父進(jìn)程需要，操作系統(tǒng)需要，對(duì)換北京石油化工學(xué)院信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系5/48計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

16、習(xí)題參考答案余有明與計(jì)07和計(jì)G09的同學(xué)們編著 5/48需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。10在進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有哪些？答：進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有：（1）進(jìn)程當(dāng)前暫存信息（2）下一指令地址信息（3）進(jìn)程狀態(tài)信息（4）過(guò)程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息。11試說(shuō)明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件。答：引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件有：用戶登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請(qǐng)求。12試說(shuō)明引起進(jìn)程被撤銷(xiāo)的主要事件。答：引起進(jìn)程被撤銷(xiāo)的主要事件有：正常結(jié)束、異常結(jié)束（越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)、非法指令、特權(quán)指令錯(cuò)、運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)、算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、I/O 故障）、

17、外界干預(yù)（操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請(qǐng)求、父進(jìn)程終止）。13在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？答：（1）OS 發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語(yǔ)Creat()；（2）申請(qǐng)空白PCB；（3）為新進(jìn)程分配資源；（4）初始化進(jìn)程控制塊；（5）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列.14在撤銷(xiāo)一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？答：（1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，從PCB 集中檢索出進(jìn)程PCB，讀出該進(jìn)程狀態(tài)。（2）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真，指示該進(jìn)程被終止后重新調(diào)度。（3）若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。（4）將被終止進(jìn)程擁有的全部資

18、源，歸還給父進(jìn)程，或歸還給系統(tǒng)。（5）將被終止進(jìn)程PCB 從所在隊(duì)列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。15試說(shuō)明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？答：a. 請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)；b. 啟動(dòng)某種操作；c. 新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；d. 無(wú)新工作可做.16進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在哪兩種形式的制約？并舉例說(shuō)明之。答：（1）間接相互制約關(guān)系。舉例：有兩進(jìn)程A 和B，如果A 提出打印請(qǐng)求，系統(tǒng)已把唯一的一臺(tái)打印機(jī)分配給了進(jìn)程B，則進(jìn)程A 只能阻塞；一旦B 釋放打印機(jī)，A 才由阻塞改為就緒。（2）直接相互制約關(guān)系。舉例：有輸入進(jìn)程A 通過(guò)單緩沖向進(jìn)程B 提供數(shù)據(jù)。當(dāng)緩沖空時(shí)，計(jì)算進(jìn)程因不能獲得所需數(shù)據(jù)而阻塞，當(dāng)進(jìn)程A 把數(shù)

19、據(jù)輸入緩沖區(qū)后，便喚醒進(jìn)程B；反之，當(dāng)緩沖區(qū)已滿時(shí)，進(jìn)程A 因沒(méi)有緩沖區(qū)放數(shù)據(jù)而阻塞，進(jìn)程B 將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)取走后便喚醒A。17為什么進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前應(yīng)先執(zhí)行“進(jìn)入?yún)^(qū)”代碼？而在退出前又要執(zhí)行“退出區(qū)”代碼？答：為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)，必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問(wèn)的臨界資源是否正被訪問(wèn)的代碼，如果未被訪問(wèn)，該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)資源進(jìn)行訪問(wèn)，并設(shè)置正被訪問(wèn)標(biāo)志，如果正被訪問(wèn)，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼為"進(jìn)入?yún)^(qū)"代碼；在退出臨界區(qū)后，必須執(zhí)行"退出區(qū)"代碼，用于恢復(fù)未被訪問(wèn)標(biāo)志，使其它進(jìn)程能再訪問(wèn)此臨界資源。18

20、. 同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么？答：同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本準(zhǔn)則是：空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待、讓權(quán)等待原因：為實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)。19. 試從物理概念上說(shuō)明記錄型信號(hào)量wait 和signal。答：wait(S)：當(dāng)S.value>0 時(shí)，表示目前系統(tǒng)中這類(lèi)資源還有可用的。執(zhí)行一次wait 操作，意味著進(jìn)程請(qǐng)求一個(gè)單位的該類(lèi)資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類(lèi)資源減少一個(gè)，因此描述為S.value:=S.value-1；當(dāng)S.value<0時(shí)，表示該類(lèi)資源已分配完畢，進(jìn)程應(yīng)調(diào)用block原語(yǔ)自我阻塞，放棄處理機(jī)，并插入到信號(hào)量鏈表S.L中。signal(S)：執(zhí)行一次si

21、gnal操作，意味著釋放一個(gè)單位的可用資源，使系統(tǒng)中可供分配的該類(lèi)資源數(shù)增加一個(gè)，故執(zhí)行S.value:=S.value+1 操作。若加1 后S.value0，則表示在該信號(hào)量鏈表中，仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，因此應(yīng)調(diào)用wakeup 原語(yǔ)，將S.L鏈表中的第一個(gè)等待進(jìn)程喚醒。20你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？答：整型信號(hào)量機(jī)制不完全遵循同步機(jī)制的四條準(zhǔn)則，它不滿足“讓權(quán)等待”準(zhǔn)則。21如何利用信號(hào)量機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對(duì)臨界資源的互斥訪問(wèn)？并舉例說(shuō)明之。答：為使多個(gè)進(jìn)程互斥訪問(wèn)某臨界資源，只需為該資源設(shè)置一互斥信號(hào)量mutex，并設(shè)其初值為1，然后將各進(jìn)程訪問(wèn)該資源的臨

22、界區(qū)CS置于wait(mutex)和signal(mutex)操作之間即可。這樣，每個(gè)欲訪問(wèn)該臨界資源的進(jìn)程在進(jìn)入臨界區(qū)之前，都要先對(duì)mutex 執(zhí)行wait 操作，若該資源此刻未被訪問(wèn)，本次wait 操作必然成功，進(jìn)程便可進(jìn)入自己的臨界區(qū)，這時(shí)若再有其他進(jìn)程也欲進(jìn)入自己的臨界區(qū)，此時(shí)由于對(duì)mutex 執(zhí)行wait操作定會(huì)失敗，因而該進(jìn)程阻塞，從而保證了該臨界資源能被互斥訪問(wèn)。當(dāng)訪問(wèn)臨界資源的進(jìn)程退出臨界區(qū)后，應(yīng)對(duì)mutex執(zhí)行signal 操作，釋放該臨界資源。利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥的進(jìn)程描述如下：Var mutex: semaphore:=1；beginparbeginprocess 1:

23、 beginrepeatwait(mutex)；critical sectionsignal(mutex)；remainder sectionuntil false；endprocess 2: beginrepeatwait(mutex)；critical sectionsignal(mutex)；remainder sectionuntil false；endparend22試寫(xiě)出相應(yīng)的程序來(lái)描述圖2-17所示的前驅(qū)圖。答：（a）Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0;beginparbeginbegin

24、S1; signal(a); signal(b); end;begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;begin wait(b); S3; signal(e); end;begin wait(c); S4; signal(f); end;begin wait(d); S5; signal(g); end;begin wait(e); S6; signal(h); end;begin wait(f); wait(g); wait(h); S7; end;parendend（b）Var a, b, c, d, e, f, g, h,i,j; sema

25、phore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0, 0;beginparbeginbegin S1; signal(a); signal(b); end;begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;begin wait(b); S3; signal(e); signal(f); end;begin wait(c); S4; signal(g); end;begin wait(d); S5; signal(h); end;begin wait(e); S6; signal(i); end;begin wait(f); S7; signa

26、l(j); end;begin wait(g);wait(h); wait(i); wait(j); S8; end;parendend23在生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對(duì)執(zhí)行結(jié)果有何影響？答：如果缺少signal(full)，那么表明從第一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程開(kāi)始就沒(méi)有改變信號(hào)量full 值，即使緩沖池產(chǎn)品已滿，但full 值還是0，這樣消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行wait(full)時(shí)認(rèn)為緩沖池是空而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程一直處于等待狀態(tài)。如果缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個(gè)緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開(kāi)始從中取產(chǎn)品，這時(shí)empty=0，

27、full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個(gè)產(chǎn)品empty 值并不改變，直到緩沖池取空了，empty 值也是0，即使目前緩沖池有n 個(gè)空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)樯暾?qǐng)不到空緩沖區(qū)被阻塞。24在生產(chǎn)消費(fèi)者問(wèn)題中，如果將兩個(gè)wait 操作即wait(full)和wait(mutex)互換位置，或者將signal(mutex)與signal（full）互換位置，結(jié)果如何？答：將wait(full)和wait(mutex)互換位置后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時(shí)，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得成功，則當(dāng)再執(zhí)行wait(empty)操作時(shí)，它將因失敗而

28、進(jìn)入阻塞狀態(tài)，它期待消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行signal(empty)來(lái)喚醒自己，在此之前，它不可能執(zhí)行signal(mutex)操作，從而使試圖通過(guò)執(zhí)行wait(mutex)操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和所有消費(fèi)者進(jìn)程全部進(jìn)入阻塞狀態(tài)，這樣容易引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex)和signal(full)互換位置后只是影響進(jìn)程對(duì)臨界資源的釋放次序，而不會(huì)引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位置。25我們?cè)跒槟骋慌R界資源設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)表示關(guān)鎖，當(dāng)W=0時(shí)表示鎖已打開(kāi)。試寫(xiě)出開(kāi)鎖和關(guān)鎖的原語(yǔ)，并利用他們實(shí)現(xiàn)互斥。答：整型信號(hào)量：lock(W): while W=1 do no-opW:=1;u

29、nlock(W): W:=0;記錄型信號(hào)量：lock(W): W:=W+1;if(W>1) then block(W, L)unlock(W): W:=W-1;if(W>0) then wakeup(W, L)例子：Var W:semaphore:=0；beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;end26試修改下面生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題解法中的錯(cuò)誤:答： producer:beginrepeatproducer an item in nextp;wait(mutex);wait(fu

30、ll); /* 應(yīng)為wait(empty),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面 */buffer(in):=nextp;/* 緩沖池?cái)?shù)組游標(biāo)應(yīng)前移: in:=(in+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(full); */until false;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty); /* 應(yīng)為wait(full),而且還應(yīng)該在wait(mutex)的前面 */nextc:=buffer(out);out:=out+1; /* 考慮循環(huán)，應(yīng)改為: out:=(out+1) mod n; */sign

31、al(mutex);/* signal(empty); */consumer item in nextc;until false;end27試?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫(xiě)出一個(gè)不會(huì)出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問(wèn)題的算法.答：Var chopstick:array0,4 of semaphore;所有信號(hào)量均被初始化為1，第i 位哲學(xué)家的活動(dòng)可描述為：RepeatWait(chopsticki);Wait(. chopstick(i+1) mod 5);Ea.t ;Signal(chopsticki);Signal(chopstick(i+1) mod 5)Ea.t ;Think;Until false;28在測(cè)

32、量控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，把所采集的數(shù)據(jù)送一單緩沖區(qū)；計(jì)算任務(wù)從該單緩沖中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.試寫(xiě)出利用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法。答：a. Var mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0;gather:beginrepeatgather data in nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer:=nextp;signal(mutex);signal(full);until false;endcompute:beginrepeatwait(full);wait(mutex);nextc:=buffer;signa

33、l(mutex);signal(empty);compute data in nextc;until false;endb. Var empty, full: semaphore:=1, 0;gather:beginrepeatgather data in nextp;wait(empty);buffer:=nextp;signal(full);until false;endcompute:beginrepeatwait(full);nextc:=buffer;signal(empty);compute data in nextc;until false;end29畫(huà)圖說(shuō)明管程由哪幾部分組成，

34、為什么要引入條件變量？答：管程由四部分組成：管程的名稱(chēng)；局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說(shuō)明；對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過(guò)程；對(duì)局部于管程內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語(yǔ)句；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了管程，在管程中時(shí)被阻塞或掛起，直到阻塞或掛起的原因解除，而在此期間，如果該進(jìn)程不釋放管程，則其它進(jìn)程無(wú)法進(jìn)入管程，被迫長(zhǎng)時(shí)間地等待。為了解決這個(gè)問(wèn)題，引入了條件變量condition。30如何利用管程來(lái)解決生產(chǎn)者與消費(fèi)者問(wèn)題？答：首先建立一個(gè)管程，命名為ProclucerConsumer，包括兩個(gè)過(guò)程：（1）Put（item）過(guò)程。生產(chǎn)者利用該過(guò)程將自己生產(chǎn)的產(chǎn)品放到緩沖池，用整型變量count 表示在緩沖池中已有

35、的產(chǎn)品數(shù)目，當(dāng)countn 時(shí)，表示緩沖池已滿，生產(chǎn)者須等待。（2）get（item）過(guò)程。消費(fèi)者利用該過(guò)程從緩沖池中取出一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)count0時(shí)，表示緩沖池中已無(wú)可取的產(chǎn)品，消費(fèi)者應(yīng)等待。PC 管程可描述如下：type producer-consumer =monitorVar in,out,count:integer;buffer:array0,n-1of item;notfull，notempty:condition;procedure entry dot(item)beginif count>=n then not full.wait;buffer(in):=nextp;in:

36、=(in+1)mod n;count:=count+1;if notempty.queue then notempty.signal;endprocedure entry get(item)beginif count<=0 then not full.wait;nextc:=buffer(out);out:=(out+1)mod n;count:=count-1;if notfull.quene then notfull.signal;endbegin in:=out:=0;count:=0end在利用管程解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問(wèn)題時(shí)，其中的生產(chǎn)者和消費(fèi)者可描述為：producer: beg

37、inpepeatproduce an inem in nestpPC.put(item);until false;endconsumer: beginrepeatPC.get(item);consume the item in enxtc;until false;end31什么是AND信號(hào)量？試?yán)肁ND信號(hào)量寫(xiě)出生產(chǎn)者一消費(fèi)者問(wèn)題的解法。答：為解決并行帶來(lái)的死鎖問(wèn)題，在wait 操作中引入AND 條件，其基本思想是將進(jìn)程在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所需要的所有臨界資源，一次性地全部分配給進(jìn)程，用完后一次性釋放。解決生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題可描述如下:var mutex,empty,full: semaphore

38、:=1,n,0;buffer: array0,.,n-1 of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeatproduce an item in nextp;wait(empty);wait(s1,s2,s3,.,sn); /s1,s2,.,sn為執(zhí)行生產(chǎn)者進(jìn)程除empty 外其余的條件wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(full);signal(s1,s2,s3,.,sn);until false;endconsume

39、r: beginrepeatwait(full);wait(k1,k2,k3,.,kn); /k1,k2,.,kn 為執(zhí)行消費(fèi)者進(jìn)程除full 外其余的條件wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);signal(k1,k2,k3,.,kn);consume the item in nextc;until false;endparendend32什么是信號(hào)量集？試?yán)眯盘?hào)量集寫(xiě)出讀者一寫(xiě)者問(wèn)題的解法。答：對(duì)AND信號(hào)量加以擴(kuò)充，形成的信號(hào)量集合的讀寫(xiě)機(jī)制。解法：Var RN inte

40、ger;L,mx: semaphore:=RN,1;beginparbeginreader:beginrepeatSwait(L,1,1);Swait(mx,1,1);perform read operation;Ssignal(L,1);until falseendwriter:beginrepeatSwait(mx,1,1;L,RN,0);perform write operation;Ssignal(mx,1);until falseendparendend33試比較進(jìn)程間的低級(jí)與高級(jí)通信工具。答：用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，效率低，通信對(duì)用戶不透明，所有操作都必須由程序員來(lái)

41、實(shí)現(xiàn)，而高級(jí)通信工具彌補(bǔ)了這些缺陷，用戶直接利用操作系統(tǒng)提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。34當(dāng)前有哪幾種高級(jí)通信機(jī)制？答：共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)以及管道通信系統(tǒng)。35消息隊(duì)列通信機(jī)制有哪幾方面的功能？答：（1）構(gòu)成消息（2）發(fā)送消息（3）接收梢息（4）互斥與同步。36為什么要在OS 中引入線程？答：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開(kāi)銷(xiāo)，使OS具有更好的并發(fā)性，提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位,而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。37試說(shuō)明線程具有哪些屬性？答：（1)輕型實(shí)體（2）獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位（3）可并發(fā)執(zhí)行（4）共享進(jìn)程資源。38

42、. 試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。答：（1）調(diào)度性。線程在OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位，進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。（2）并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。（3）擁有資源。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問(wèn)隸屬進(jìn)程的資源。（4）系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付出的開(kāi)銷(xiāo)顯著大于線程。39. 為了在多線程O(píng)S 中實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步與通信，通常提供了哪幾種同步機(jī)制？答：同步功能可以控制程序流并訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，從而并發(fā)執(zhí)行多個(gè)線程。共有四種同步模型：互斥鎖、讀寫(xiě)鎖、條

43、件變量和信號(hào)。40用于實(shí)現(xiàn)線程同步的私用信號(hào)量和公用信號(hào)量之間有何差別？答：（1）私用信號(hào)量。當(dāng)某線程需利用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同一進(jìn)程中各線程之間的同步時(shí)，可調(diào)用創(chuàng)建信號(hào)量的命令來(lái)創(chuàng)建一個(gè)私用信號(hào)量，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放在應(yīng)用程序的地址空間中。（2）公用信號(hào)量。公用信號(hào)量是為實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程間或不同進(jìn)程中各線程之間的同步而設(shè)置的。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是存放在受保護(hù)的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)中，由OS為它分配空間并進(jìn)行管理。41何謂用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程？答：（1）用戶級(jí)線程：僅存在于用戶空間中的線程，無(wú)須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷(xiāo)、線程間的同步與通信等功能，都無(wú)需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。用戶級(jí)線程的切換通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程

44、之間，同樣無(wú)需內(nèi)核支持。（2）內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。無(wú)論是用戶進(jìn)程中的線程，還是系統(tǒng)線程中的線程，其創(chuàng)建、撤銷(xiāo)和切換等都是依靠?jī)?nèi)核，在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還為每個(gè)內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實(shí)施控制。42試說(shuō)明用戶級(jí)線程的實(shí)現(xiàn)方法。答：用戶級(jí)線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在“運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)”與“內(nèi)核控制線程”的中間系統(tǒng)上。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。內(nèi)核控制線程或輕型進(jìn)程LWP可通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提供服務(wù)，利用LWP進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。43試說(shuō)明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法。答：系統(tǒng)在創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí)，分配一個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA，

45、其中包括若干個(gè)線程控制塊TCB空間。創(chuàng)建一個(gè)線程分配一個(gè)TCB，有關(guān)信息寫(xiě)入TCB，為之分配必要的資源。當(dāng)PTDA中的TCB 用完，而進(jìn)程又有新線程時(shí)，只要所創(chuàng)建的線程數(shù)目未超過(guò)系統(tǒng)允許值，系統(tǒng)可在為之分配新的TCB；在撤銷(xiāo)一個(gè)線程時(shí)，也應(yīng)回收線程的所有資源和TCB。第三章第三章 處理機(jī)調(diào)度與死鎖1高級(jí)調(diào)度與低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級(jí)調(diào)度？答：高級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息，按某種算法先取進(jìn)程，再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級(jí)調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用

46、內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進(jìn)程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。2何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流？答：作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說(shuō)明書(shū)。系統(tǒng)根據(jù)該說(shuō)明書(shū)對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過(guò)若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序加工的步驟。作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。3在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊JCB？其中包含了哪些內(nèi)容？答：每當(dāng)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)便為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊JCB，根據(jù)作業(yè)類(lèi)型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。JC

47、B 包含的內(nèi)容通常有：1) 作業(yè)標(biāo)識(shí)2)用戶名稱(chēng)3)用戶賬戶4)作業(yè)類(lèi)型（CPU繁忙型、I/O 芳名型、批量型、終端型）5)作業(yè)狀態(tài)6)調(diào)度信息（優(yōu)先級(jí)、作業(yè)已運(yùn)行）7)資源要求8)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間9) 開(kāi)始處理時(shí)間10) 作業(yè)完成時(shí)間11) 作業(yè)退出時(shí)間12) 資源使用情況等4在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個(gè)作業(yè)和接納哪些作業(yè)？答:作業(yè)調(diào)度每次接納進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)數(shù)，取決于多道程序度。應(yīng)將哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存，取決于采用的調(diào)度算法。最簡(jiǎn)單的是先來(lái)服務(wù)調(diào)度算法，較常用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法。5試說(shuō)明低級(jí)調(diào)度的主要功能。答：（1）保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息（2）按某種算法選取進(jìn)程

48、（3）把處理機(jī)分配給進(jìn)程。6在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么？答：搶占的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。7在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí)，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么？答：（1）面向用戶的準(zhǔn)則：周轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則。（2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類(lèi)資源的平衡利用。8在批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)）調(diào)度算法？答：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法。分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。9何謂靜態(tài)和

49、動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)？確定靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的依據(jù)是什么？答：靜態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變的優(yōu)先級(jí)。動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)賦予的優(yōu)先權(quán)，可以隨進(jìn)程推進(jìn)或隨其等待時(shí)間增加而改變的優(yōu)先級(jí)，可以獲得更好的調(diào)度性能。確定進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的依據(jù)：進(jìn)程類(lèi)型、進(jìn)程對(duì)資源的需求和用戶要求。10試比較FCFS和SPF兩種進(jìn)程調(diào)度算法。答：相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。不同點(diǎn)：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或多個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。該算法有利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程，不利于短作業(yè)/進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)

50、或若干個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程。11在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大小？答：時(shí)間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時(shí)間。一般應(yīng)考慮三個(gè)因素：系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)時(shí)間的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。12通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)？答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開(kāi)始截止時(shí)間和任務(wù)緊急/松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度實(shí)時(shí)性要求而不適用。13為什么說(shuō)多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需求？答：（1）終端型作業(yè)用戶提交的作業(yè)大多屬于較小的交互

51、型作業(yè)，系統(tǒng)只要使這些作業(yè)在第一隊(duì)列規(guī)定的時(shí)間片內(nèi)完成，終端作業(yè)用戶就會(huì)感到滿足。（2）短批處理作業(yè)用戶，開(kāi)始時(shí)像終端型作業(yè)一樣，如果在第一隊(duì)列中執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片段即可完成，便可獲得與終端作業(yè)一樣的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于稍長(zhǎng)作業(yè)，通常只需在第二和第三隊(duì)列各執(zhí)行一時(shí)間片即可完成，其周轉(zhuǎn)時(shí)間仍然較短。（3）長(zhǎng)批處理作業(yè)，它將依次在第1，2，n個(gè)隊(duì)列中運(yùn)行，然后再按輪轉(zhuǎn)方式運(yùn)行，用戶不必?fù)?dān)心其作業(yè)長(zhǎng)期得不到處理。所以，多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能滿足多用戶需求。14為什么在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)（尤其是CPU）具有較強(qiáng)的處理能力？答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)中通常有著多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)。若處理機(jī)的處理能力不夠強(qiáng)，有可能因?yàn)樘幚頇C(jī)忙不過(guò)來(lái)而

52、使某些實(shí)時(shí)任務(wù)得不到及時(shí)處理，導(dǎo)致發(fā)生難以預(yù)料的后果。15按照調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種？答：可分為非搶占式和搶占式兩種算法。而非搶占式算法又分為非搶占式輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先調(diào)度算法；搶占式調(diào)度算法又分為基于時(shí)鐘中斷的搶占式優(yōu)先權(quán)和立即搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法。16什么是最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說(shuō)明。答：根據(jù)任務(wù)的開(kāi)始截止時(shí)間確定的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。截止時(shí)間越早則優(yōu)先級(jí)越高。該算法要求在系統(tǒng)中保持一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)就緒隊(duì)列，該隊(duì)列按各任務(wù)截止時(shí)間的先后排序。舉例：非搶占式調(diào)度方式用于非周期實(shí)時(shí)任務(wù)。圖3-9 是將該算法用于非搶占調(diào)度方式之例。該例中具有四個(gè)非周期任務(wù)，它們先后到達(dá)。系統(tǒng)首先調(diào)度任務(wù)

53、1執(zhí)行，在任務(wù)1執(zhí)行期間，任務(wù)2、3又先后到達(dá)。由于任務(wù)3的開(kāi)始截止時(shí)間早于任務(wù)2，故系統(tǒng)在任務(wù)1后將調(diào)度任務(wù)3執(zhí)行。在此期間又到達(dá)作業(yè)4，其開(kāi)始截止時(shí)間仍是早于任務(wù)2的，故在任務(wù)3執(zhí)行完后，系統(tǒng)又調(diào)度任務(wù)4執(zhí)行，最后才調(diào)度任務(wù)2執(zhí)行。圖3-9 EDF算法用于非搶占調(diào)度的調(diào)度方式17什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法？舉例說(shuō)明之。答：該算法是根據(jù)任務(wù)緊急(或松弛)的程度，來(lái)確定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。任務(wù)的緊急程度愈高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級(jí)就愈高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。例如，一個(gè)任務(wù)在200 ms 時(shí)必須完成，而它本身所需的運(yùn)行時(shí)間就有100 ms，因此，調(diào)度程序必須在100 ms 之前調(diào)度執(zhí)行，該任務(wù)的緊急程度

54、(松弛程度)為100 ms。又如，另一任務(wù)在400 ms 時(shí)必須完成，它本身需要運(yùn)行 150 ms，則其松弛程度為 250 ms。18何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？答：死鎖是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局，當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的原因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)資源和進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。其必要條件是：互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。19在解決死鎖問(wèn)題的幾個(gè)方法中，哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)？哪種方法使資源利用率最高？答：解決死鎖的四種方法即預(yù)防、避免、檢測(cè)和解除死鎖中，預(yù)防死鎖最容易實(shí)現(xiàn)；避免死鎖使資源的利用率最高。20請(qǐng)?jiān)?/p>

55、細(xì)說(shuō)明可通過(guò)哪些途徑預(yù)防死鎖。答：（1）擯棄“請(qǐng)求和保持”條件，就是如果系統(tǒng)有足夠資源，便一次性把進(jìn)程需要的所有資源分配給它；（2）擯棄“不剝奪”條件，就是已經(jīng)擁有資源的進(jìn)程，當(dāng)它提出新資源請(qǐng)求而不能立即滿足時(shí)，必須釋放它已保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)；（3）擯棄“環(huán)路等待”條件，就是將所有資源按類(lèi)型排序標(biāo)號(hào)，所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按序號(hào)遞增的次序提出。21在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出請(qǐng)求向量由Request(0,2,0)改為Request(0,1,0)，問(wèn)系統(tǒng)可否將資源分配給它？(此答案有點(diǎn)問(wèn)題，需重新考慮)答：（1）可以。銀行家算法各種資源數(shù)量分別為10、5、7，在T0時(shí)刻的資源分配如圖所示：（2）具體分析如下： Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3); Requst0(0,1,0)<=A