操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案第三版

1、一、 名詞解釋1、 操作系統(tǒng)：是位于硬件層之上，所有其它軟件之下的一個系統(tǒng)軟件，是管理系統(tǒng)中的軟硬資源，使其得以充分利用并方便用戶使用的程序集合。2、 進程：具有一定獨立功能的程序關(guān)于一個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。3、 線程：也稱輕進程，是進程內(nèi)的一個相對獨立的執(zhí)行流。4、 設(shè)備無關(guān)性:用戶在使用設(shè)備時,選用邏輯設(shè)備,而不必面對一種設(shè)備一種接口.設(shè)備管理實現(xiàn)邏輯設(shè)備到物理設(shè)備的映射,這就是設(shè)備無關(guān)性. 5、 數(shù)組多路通道:是指連接多臺設(shè)備.同時為多臺設(shè)備服務(wù),每次輸入/輸出一個數(shù)據(jù)塊.這樣的通道叫數(shù)組多路通道. 6、 死鎖:一組并發(fā)進程,因爭奪彼此占用的資源而無法執(zhí)行下去,這種僵局叫死鎖.7、

2、文件系統(tǒng):是指與文件管理有關(guān)的那部分軟件,被管理的文件及管理所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的總體.8、 并發(fā)進程:進程是一個程序段在其數(shù)據(jù)集合上的一次運行過程,而并發(fā)進程是可以與其它進程并發(fā)運行的.9、 臨界區(qū):是關(guān)于臨界資源訪問的代碼段.10、 虛擬存儲器:是一種擴大內(nèi)存容量的設(shè)計技術(shù),它把輔助存儲器作為計算機內(nèi)存儲器的后援,實際上不存在的擴大的存儲器叫虛擬存儲器.11、 動態(tài)重定位:在程序運行時,將邏輯地址映射為物理地址的過程叫動態(tài)重定位.12、 作業(yè)：用戶要求計算機系統(tǒng)為其完成的計算任務(wù)的集合。13、 中斷：在程序運行過程中，出現(xiàn)的某種緊急事件，必須中止當(dāng)前正在運行的程序，轉(zhuǎn)去處理此事件，然后再恢復(fù)原來

3、運行的程序，這個過程稱為中斷。14、 文件:具有符號名而且在邏輯上具有完整意義的信息項的有序序列。15、 進程互斥:兩個或兩個以上的進程，不同時進入關(guān)于同一組共享變量的臨界區(qū)域，否則可能發(fā)生與時間有關(guān)的錯誤，這種現(xiàn)象叫互斥。16、 系統(tǒng)開銷:指運行操作系統(tǒng)程序，對系統(tǒng)進行管理而花費的時間和空間。17、 通道：由通道獨立控制完成I/O操作，全部完成后向CPU發(fā)出中斷，CPU執(zhí)行中斷處理程序。18、 系統(tǒng)調(diào)用：使用戶或系統(tǒng)程序在程序以及上請求系統(tǒng)為之服務(wù)的一種手段。它的功能由操作系統(tǒng)的一些程序段完成。二、 簡答題1、 一臺計算機有8臺磁帶機，他們由N個進程競爭使用，每個進程可能需要3臺磁帶機。請問

4、N為多少時，系統(tǒng)沒有死鎖危險。請說明其原因。N<=3時，無死鎖產(chǎn)生，因為資源足夠2、 敘述設(shè)備分配時需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及其分配方法。設(shè)備分配時，系統(tǒng)設(shè)備表，通道控制表，控制器控制表，設(shè)備表分配方法：先查找系統(tǒng)設(shè)備表，找到設(shè)備表，用空間設(shè)備分配無則等待；查控制器控制表，用空間分配否則等待；查通道控制表，有空間分配否則等待，均勻分配成功開始I/O操作3、 請你簡述段頁式虛擬存儲系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及地址變換過程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：段表、頁表、 段表控制寄存器；地址變換過程：段號與段控制寄存器的段表大小比較，小于等于有效，否則出錯。段號-起始地址定位，取出頁表長與頁號比較，小于等于有效，否則無效；在比較如

5、該段在主存發(fā)展缺頁中斷，物理地址=塊號*塊長-單元號（塊號通過頁號+起始地址取得）4、 請簡述SPOOLING 系統(tǒng)的組成及各部分的功能 SPOOLING 系統(tǒng)：它使用直接存取的大容量磁盤作為緩沖，將一個可共享的磁盤空間改造成若干臺輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，并使得I/O設(shè)備與CPU并行操作；SPOOLING 系統(tǒng)的組成：輸入井、輸出井、預(yù)輸入程序、緩輸出程序、井管理程序；輸入井：用于存放提前輸出的作業(yè)；輸出井：用于存放提前輸出的數(shù)據(jù)；預(yù)輸入程序：用戶控制作業(yè)的提前輸入，填寫預(yù)輸入表；緩輸出程序：用于控制輸出井中的數(shù)據(jù)輸出；井管理程序：用于輸出井中讀入數(shù)據(jù)與主存和將程序結(jié)果存放到輸出井中。5、 假定一

6、個處理器正在執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計算為主，一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予它們占有處理器的優(yōu)先級？為什么？ 輸入輸出為主的作業(yè)優(yōu)先級高，而以計算為主的作業(yè)優(yōu)先級低，這樣做提高CPU外設(shè)的并行程度6、 常用的文件物理結(jié)構(gòu)有哪幾種，請簡述它們。常用的文件物理結(jié)構(gòu)有:連續(xù)文件:把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放在輔存連續(xù)的物理塊中鏈接文件:將邏輯上連續(xù)的用戶文件信息存放在輔存不連續(xù)的塊中,并在每一塊中包含一個指針,指向與它鏈接的下一塊所在位置,最后一塊放上”-1”,標(biāo)志文件結(jié)束.索引文件:將邏輯上連續(xù)的用戶文件信息存放到輔存不連續(xù)的物理塊中,系統(tǒng)為每一個文件建立一張索引表,表中按照邏輯記錄存放的物理塊順

7、序記錄了這些物理塊號.7、 I/O系統(tǒng)的控制方式有哪幾種？I/O系統(tǒng)的控制方式:1>循環(huán)測試方式2>中斷方式3>DMA方式4>通訊方式8、 死鎖產(chǎn)生的必要條件有哪些？死鎖產(chǎn)生的必要條件:1>互斥條件2>請求保持條件3>部分分配條件4>循環(huán)等待條件9、 在段頁式存儲器中，為什么段表的每一欄都要給出頁表的長度？在段頁式管理中,由于每段分成若干頁,所以需要在段表中給出頁表長度,以便檢查邏輯地址中的頁號是否越界.10、 請敘述在進程通信中有哪幾種通信方式？在進程通信中有共享存儲器方式,消息緩沖方式及共享文件方式,其中共享存儲器方式又分為直接通信與間接通信

8、.(信箱通信)11、什么是用戶接口？通常在操作系統(tǒng)和用戶之間提供哪些類型的接口？用戶接口是指用戶和操作系統(tǒng)打交道，請求使用操作系統(tǒng)的途徑和方式。通常在操作系統(tǒng)和用戶之間提供兩類接口：一類是命令接口，另一類是程序接口。命令接口又分為聯(lián)機控制命令和脫機控制命令。12、解釋預(yù)輸入和緩輸出？作業(yè)執(zhí)行前，SPOOLing系統(tǒng)將大批作業(yè)從輸入設(shè)備預(yù)先輸入到磁盤輸入井存放，稱為預(yù)輸入。作業(yè)的執(zhí)行結(jié)果被存入磁盤的輸出井，在作業(yè)執(zhí)行完畢后，由操作系統(tǒng)組織信息成批輸出，稱為緩輸出。13、設(shè)備驅(qū)動程序的功能是什么？設(shè)備驅(qū)動程序的主要功能有：根據(jù)傳輸要求設(shè)置I/O接口中的有關(guān)的控制寄存器的值，啟動設(shè)備、通道或DMA控

9、制器工作，檢測處理設(shè)備錯誤，對設(shè)備的輸入輸出請求隊列、睡眠、喚醒等操作進行處理。14、井管理程序有什么功能？它是如何工作的？井管理程序的功能是實現(xiàn)虛擬輸入和虛擬輸出。當(dāng)作業(yè)請求從外圍設(shè)備輸入文件信息時，系統(tǒng)就調(diào)用井管理讀程序，叢輸入井讀出信息到內(nèi)存，供工作使用。當(dāng)作業(yè)請求從打印機輸出時，系統(tǒng)就調(diào)用井管理寫程序，把作業(yè)結(jié)果保存到輸出井。15、采用緩沖技術(shù)的目的是什么？緩沖區(qū)的種類有哪些？引入緩沖的目的：在于改善CPU與I/O設(shè)備速度不匹配的問題，提高CPU與I/O設(shè)備的并行程度?？梢詼p少I/O中斷的次數(shù)和CPU的中斷處理時間，解決DMA方式或通道方式中可能出現(xiàn)的瓶頸問題。緩沖區(qū)的種類：硬件緩沖和

10、軟件緩沖，軟件緩沖又可以分為單緩沖、雙緩沖和緩沖池。16、請指出頁式動態(tài)地址翻譯機構(gòu)是什么？并說明其地址翻譯過程。頁式動態(tài)地址翻譯機構(gòu)是由控制寄存器、頁彪、聯(lián)想寄存器等組成的實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換的硬件機構(gòu)。地址翻譯過程：由CPU給出有效地址，由地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)將有效地址自動分解為頁號p和頁內(nèi)偏移量w，有控制寄存器查出本作業(yè)的頁表始地址，再次頁表內(nèi)根據(jù)P找出與之對應(yīng)塊號B，；若頁表中無頁號P，則發(fā)生缺頁中斷，有中斷機構(gòu)將相應(yīng)頁調(diào)入內(nèi)存，此時在查得塊號B，將B，W裝入內(nèi)存地址寄存器，得物理地址BW，翻譯過程結(jié)束。17、什么是虛擬設(shè)備？實現(xiàn)虛擬設(shè)備的主要條件是什么？所謂的虛擬設(shè)備技術(shù)是在一類物理設(shè)備上模擬另一類

11、物理設(shè)備的技術(shù)，是將獨占設(shè)備轉(zhuǎn)化為共享設(shè)備的技術(shù)。通常把用來代替獨占設(shè)備的那部分外存空間稱為虛擬設(shè)備。實現(xiàn)虛擬設(shè)備的硬件條件要有大容量的磁盤及中斷機制、通道。軟件條件上要采用多道程序設(shè)計技術(shù)。18、多道程序系統(tǒng)的特征是什么？多道程序系統(tǒng)的特征是內(nèi)存中有多道程序，宏觀上并行，微觀上串行。19、Linux的進程有哪五種狀態(tài)？TASK_RUNNING;TASK_INTERRUPTIBLE;TASK_UNINTERRUPTIBLE;TASK_STOPPED;TASK_ZOMBIE.20、試描述虛擬設(shè)備的工作原理？虛擬設(shè)備是利用共享型設(shè)備實現(xiàn)的數(shù)量較多、速度較快的獨占型設(shè)備。虛擬設(shè)備的工作原理是在獨占型

12、設(shè)備和內(nèi)存進程之間引入一個共享型設(shè)備作為過渡，如下圖所示。因為共享型設(shè)備速度較快，所以進程I/O傳輸所需的時間較短，提高了進程的推進速度；又由于信息在獨占型設(shè)備與共享型設(shè)備之間的傳輸是連續(xù)進行的，即獨占型設(shè)備在被占用期間一直被使用，因而提高了設(shè)備資源的利用率。其中共享型設(shè)備上的一個區(qū)域是由若干個設(shè)備塊所組成的，被稱作虛擬設(shè)備。由于共享型設(shè)備的存儲量很大，這樣的區(qū)域可以有很多，因而虛擬設(shè)備的數(shù)量是很多的，通常比獨占型的實設(shè)備多得多。21、試述樹型目錄結(jié)構(gòu)的優(yōu)點樹型目錄結(jié)構(gòu)解決了命名沖突；有利于提高文件的檢索速度；有利于實現(xiàn)文件共享；有利于用戶對文件進行分門別類地組織。22、什么是進程通信？并發(fā)執(zhí)

13、行的進程為了協(xié)調(diào)一致地完成指定任務(wù)，進程之間具有一定的聯(lián)系，這種聯(lián)系通常采用進程間交換數(shù)據(jù)的方式進行。進程間交換數(shù)據(jù)叫進程通信。進程之間所交換的信息量，少則是一個狀態(tài)或數(shù)值，多則是成千上萬個字節(jié)。因而進程通信的類型分為：低級通信（進程間交換少量數(shù)據(jù)，如信號量機制）；高級通信（進程間交換大量數(shù)據(jù)）。23、請給出一個嵌入式操作系統(tǒng)，并說明該操作系統(tǒng)的功能。UC/OS-II是一個嵌入式操作系統(tǒng)，其功能包括任務(wù)管理、時間管理、任務(wù)間通信、內(nèi)存管理等。24、操作系統(tǒng)有哪些功能？操作系統(tǒng)主要有五大功能：存儲器管理內(nèi)存分配、地址映射、內(nèi)存保護和內(nèi)存擴充。處理機管理作業(yè)和進程調(diào)度、進程控制和進程通信。設(shè)備管理

14、緩沖區(qū)管理、設(shè)備分配、設(shè)備驅(qū)動和設(shè)備無關(guān)性。文件管理文件存儲空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制。用戶界面管理命令界面、程序界面和圖形界面。25、進程與程序有何區(qū)別？進程是具有獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的獨立單位。程序是指令的有序序列。進程與程序的區(qū)別在于：1) 進程是動態(tài)的，程序是靜態(tài)的；2) 進程是短暫的，程序可以永久保存；3) 進程與程序之間不具有一一對應(yīng)關(guān)系：一個程序可以對應(yīng)一個進程，也可以對應(yīng)多個進程；一個進程可以對應(yīng)一個程序，或者對應(yīng)一段程序。26、在文件系統(tǒng)中，為什么將文件控制塊FCB分割為兩部分？文件控制塊（FCB）是操作系統(tǒng)為管理文件而設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了為管理文件所需的所有有關(guān)信息（文件屬性），文件控制塊是文件存在的標(biāo)志。為加