計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課后答案

1、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)答案(第一至五章)第一章os引論設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？方便性，有效性，可擴(kuò)充性和開放性.OS的作用可表現(xiàn)為哪幾個(gè)方面？OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者；OS作為擴(kuò)充機(jī)器.試說明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？不斷提高?jì)算機(jī)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量的需要；何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O?脫機(jī)輸入輸出方式(Off-Line I/O)是為了解決人機(jī)矛盾及CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配而 提出的.它減少了 CPU的空閑等待時(shí)間，提高了 I/O速度.具體內(nèi)容是將用戶程序和數(shù)據(jù)在一臺外圍 機(jī)的控制下，預(yù)先從低速輸入設(shè)備輸入到磁帶上，當(dāng)C

2、PU需要這些程序和數(shù)據(jù)時(shí)，在直接從磁帶機(jī) 高速輸入到內(nèi)存，從而大大加快了程序的輸入過程，減少了 CPU等待輸入的時(shí)間，這就是脫機(jī)輸入 技術(shù);當(dāng)程序運(yùn)行完畢或告一段落，CPU需要輸出時(shí)，無需直接把計(jì)算結(jié)果送至低速輸出設(shè)備，而是 高速把結(jié)果輸出到磁帶上，然后在外圍機(jī)的控制下，把磁帶上的計(jì)算結(jié)果由相應(yīng)的輸出設(shè)備輸出，這就是脫機(jī)輸出技術(shù).若這種輸入輸出操作在主機(jī)控制下進(jìn)行則稱之為聯(lián)機(jī)輸入輸出方式試說明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁?？用戶的需?即對用戶來說，更好的滿足了人-機(jī)交互，共享主機(jī)以及便于用戶上機(jī)的需求.試說明實(shí)時(shí)任務(wù)的類型和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的類型實(shí)時(shí)任務(wù)的類型按任務(wù)執(zhí)行時(shí)是否呈現(xiàn)周期性來劃分

3、，分為周期性實(shí)時(shí)任務(wù)和非周期性 實(shí)時(shí)任務(wù)；-根據(jù)對截止時(shí)間的要求來劃分，分為硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)；通常把要同達(dá)行實(shí)時(shí)控制的系統(tǒng)統(tǒng)稱為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)把要求對信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的系統(tǒng) 成為實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng).實(shí)現(xiàn)多道程序應(yīng)解決哪些問題？處理機(jī)管理問題；內(nèi)存管理問題；I/O設(shè)備管理問題；文件管理問題；作業(yè)管理問題.試比較單道與多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn).單道批處理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的一種OS，它具有自動(dòng)性，順序性和單道性的特點(diǎn)；-多道批處理系統(tǒng)則具有調(diào)度性，無序性和多道性的特點(diǎn)；單道批處理系統(tǒng)是在解決人機(jī)矛盾及CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，但是仍然不能

4、很好的利用系統(tǒng)資源；-多道批處理系統(tǒng)是對單道批處理系統(tǒng)的改進(jìn)，其主要優(yōu)點(diǎn)是資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大; 缺點(diǎn)是平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長，無交互能力.實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么?應(yīng)如何解決？關(guān)鍵問題：及時(shí)接收，及時(shí)處理；對于及時(shí)接收，只需在系統(tǒng)中設(shè)置一多路卡，多路卡作用是使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各 個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；-對于及時(shí)處理，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，在不長的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次.10為什么要引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？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.11 OS具有哪幾大特征?它的最基本特征是什么？并發(fā)(Concurrence),共享(Sharing),虛擬(Virtual

5、),異步性(Asynchronism).其中最基本特征是并發(fā)和共享.12內(nèi)存管理有哪些主要功能?它們的主要任務(wù)是什么？主要功能：內(nèi)存分配，內(nèi)存保護(hù)，地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充等.內(nèi)存分配的主要任務(wù)是為每道程序分配內(nèi)存空間，提高存儲器利用率，以減少不可用的 內(nèi)存空間，允許正在運(yùn)行的程序申請附加的內(nèi)存空間，以適應(yīng)程序和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)增長的需要.-內(nèi)存保護(hù)的主要任務(wù)是確保每道用戶程序都在自己的內(nèi)存空間中運(yùn)行，互不干擾-地址映射的主要任務(wù)是將地址空間中的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間中與之對應(yīng)的物理地址-內(nèi)存擴(kuò)充的主要任務(wù)是借助虛擬存儲技術(shù)，從邏輯上去擴(kuò)充內(nèi)存容量13處理機(jī)管理具有哪些功能?它們的主要任務(wù)是什么？進(jìn)程控制，

6、進(jìn)程同步，進(jìn)程通信和調(diào)度.進(jìn)程控制的主要任務(wù)是為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束的進(jìn)程，以及控制進(jìn)程在運(yùn)行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換.-進(jìn)程同步的主要任務(wù)是對諸進(jìn)程的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié).-進(jìn)程通信的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)在相互合作進(jìn)程之間的信息交換.-調(diào)度分為作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度.作業(yè)調(diào)度的基本任務(wù)是從后備隊(duì)列中按照一定的算法，選 擇出若干個(gè)作業(yè)，為它們分配必要的資源;而進(jìn)程調(diào)度的任務(wù)是從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定的算法 選出一新進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，并為它設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場，是進(jìn)程投入運(yùn)行.14設(shè)備管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么？主要功能：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請求，為用戶

7、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.15文件管理有哪些主要功能?其主要任務(wù)是什么？主要功能：對文件存儲空間的管理，目錄管理，文件的讀，寫管理以及文件的共享和保護(hù).主要任務(wù)：對用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性16試在交互性，及時(shí)性和可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較分時(shí)系統(tǒng)是一種通用系統(tǒng)，主要用于運(yùn)行終端用戶程序，因而它具有較強(qiáng)的交互能力； 而實(shí)時(shí)系統(tǒng)雖然也有交互能力，但其交互能力不及前者.實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)對實(shí)用性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類似，都是以人所能接收的等待時(shí)間來確定； 而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性則是以控制對象所

8、要求的開始截止時(shí)間和完成截止時(shí)間來確定的實(shí)時(shí)系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求要比分時(shí)系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性要求高17是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？程序執(zhí)行結(jié)果是不確定的，即程序是不可再現(xiàn)的.每個(gè)程序在何時(shí)執(zhí)行，多個(gè)程序間的執(zhí)行順序以及完成每道程序所需的時(shí)間都是不確定的,即不可預(yù)知性.18試說明在MS-DOS 3.X以前的版本中，其局限性表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？在尋址范圍上，DOS只有1MB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶需要.DOS試單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)，不支持多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，與實(shí)際應(yīng)用相矛盾.19 MS-DOS由哪幾部分組成?每部分的主要功能是什么？略.20為什么Microsoft在開發(fā)OS/2時(shí)，選中了 80286芯

9、片？設(shè)計(jì)OS/2的主要目標(biāo)之一是既能充分發(fā)揮80286處理器的能力，又能運(yùn)行在8086處理器 環(huán)境下開發(fā)的程序.因?yàn)樵?0286內(nèi)部提供了兩種工作方式：實(shí)方式和保護(hù)方式，使得Intel 80286處理器不僅提供了多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行的硬件支持，而且還能運(yùn)行所有在8086下編寫的程序。21 OS/2的主要功能是什么？多任務(wù).進(jìn)程管理.存儲器管理.文件管理.應(yīng)用程序接口 API.表示管理.22多處理機(jī)OS有哪幾種模式?各有何優(yōu)缺點(diǎn)？2種模式：非對稱多處理模式(Asymmetric Multiprocessing Model)和對稱多處理模式(SymmetricMultiprocesing Model).

10、前者易于實(shí)現(xiàn)，但資源利用率低.-后者優(yōu)點(diǎn)是允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，缺點(diǎn)是必須小心控制I/O，以保證能將數(shù)據(jù)送至適當(dāng) 的處理器，同時(shí)還必須注意使各CPU的負(fù)載平衡.23試說明網(wǎng)絡(luò)OS的主要功能.網(wǎng)絡(luò)通信；資源管理；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)管理；互操作能力.24試比較網(wǎng)絡(luò)OS和分布式OS.網(wǎng)絡(luò)OS是基于由一些互聯(lián)的自主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技 術(shù)高度發(fā)展為基礎(chǔ)，能實(shí)現(xiàn)相互通信和相互合作功能的系統(tǒng).分布式OS是指多個(gè)分散的處理單元，經(jīng)互聯(lián) 網(wǎng)絡(luò)連接而形成的系統(tǒng).在分布性上，兩者都具有分布處理功能，但網(wǎng)絡(luò)OS的控制功能大多集中在某個(gè)(些)主機(jī) 或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，即集中式，而分布式OS則是較均

11、勻地分布在系統(tǒng)的各個(gè)站點(diǎn)上，是完全分布式的.-在并行性上，分布式OS的任務(wù)分配程序可將多個(gè)任務(wù)分配到多個(gè)處理單元上而實(shí)現(xiàn)并行， 網(wǎng)絡(luò)OS中通常無任務(wù)分配功能，每個(gè)用戶的任務(wù)通常在自己(本地)的計(jì)算機(jī)上處理.-在透明性上，兩者都具透明性，但網(wǎng)絡(luò)OS指在操作實(shí)現(xiàn)上的透明性，而分布式OS則在 系統(tǒng)內(nèi)部的細(xì)節(jié)上實(shí)現(xiàn)了很好的隱藏，即具有物理上的透明性.-在共享性上，分布式OS是比較完全的實(shí)現(xiàn)共享，而網(wǎng)絡(luò)OS共享的資源大多是在主機(jī)或 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中.-在健壯性上，分布式系統(tǒng)由于處理和控制功能是分布的，還擁有容錯(cuò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)，因而具有很強(qiáng)的健壯性；而網(wǎng)絡(luò)OS的控制功能大多集中在主機(jī)或服務(wù)器中，是系統(tǒng)具有潛

12、在的不可靠性，健壯性差.第一章試畫出下面條語句的前趨圖：S1: a=5-x; S2: b=a*x; S3: c=4*x; S4: d=b+c; S5: e=d+3.S1-S2-S4-S5./.S3試?yán)肂ernstein條件證明上題中的S2和S3語句是可以并發(fā)執(zhí)行的，而S3和S4語句是不能并發(fā)執(zhí)行的？證明：R(S2)=x,a, W(S2)=b, R(S3)=x, W(S3)=c;可見，S2與S3的讀集與寫集兩兩不相交，S2與S3的讀集之間也不相交，因而，他們滿足Bernstein 條件，S2與S3語句是可以并發(fā)執(zhí)行的.同理可證S3和S4不能滿足Bernstein條件,是不能并發(fā)執(zhí)行的.程序并發(fā)

13、執(zhí)行為什么會產(chǎn)生間斷性？因?yàn)槌绦蛟诓l(fā)執(zhí)行過程中存在相互制約性.程序并發(fā)執(zhí)行為何會失去封閉性和可再現(xiàn)性？因?yàn)槌绦虿l(fā)執(zhí)行時(shí)，多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，資源狀態(tài)需要多個(gè)程序來改變，即 存在資源共享性使程序失去封閉性；而失去了封閉性導(dǎo)致程序失去可再現(xiàn)性在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念?它會產(chǎn)生什么樣的影響？為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，而引入 了進(jìn)程概念.影響：使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行.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？動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，可表現(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，以及由撤銷而消亡，因而進(jìn)程由一定的

14、生命期；而程序只是一組有序指令的集合，是靜態(tài)實(shí) 體.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.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，同時(shí)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.而對于未建立任何進(jìn)程的程序，都不能作為一個(gè)獨(dú)立的單位參加運(yùn)行.試說明PCB的作用?為什么說PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？PCB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).PCB中記錄了操作系統(tǒng) 所需的用于描述進(jìn)程情況及控制進(jìn)程運(yùn)行所需的全部信息.因而它的作用是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序（含數(shù)據(jù)）

15、，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能和其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，系統(tǒng)總是通過其PCB對進(jìn)程進(jìn)行控制，系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)程的PCB 而不是任何別的什么而感知到該進(jìn)程的存在的，所以說，PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志.試說明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因.處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚頇C(jī)后，該進(jìn)程便由就緒狀態(tài)變?yōu)?執(zhí)行狀態(tài).當(dāng)前進(jìn)程因發(fā)生某事件而無法執(zhí)行，如訪問已被占用的臨界資源，就會使進(jìn)程由執(zhí)行狀 態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞麪顟B(tài).當(dāng)前進(jìn)程因時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行，該進(jìn)程便由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)為什么要引入掛起狀態(tài)?該狀態(tài)具有哪些性質(zhì)？引入掛起狀態(tài)處于5中需要：終端用戶的需要

16、，父進(jìn)程的需要，操作系統(tǒng)的需要，對換的需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要.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)信息主要有哪些？進(jìn)程當(dāng)前暫存信息；下一條指令地址信息；進(jìn)程狀態(tài)信息；過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息.11試說明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件.a.用戶登陸；作業(yè)調(diào)度；提供服務(wù)；應(yīng)用請求.12試說明引起進(jìn)程撤消的主要事件.正常結(jié)束；異常結(jié)束；外界干預(yù)；13在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)，需完成的主要工作是什么？操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語Creat（）；申請空白PCB；為新進(jìn)程分配資源；初始化進(jìn)程控制塊；將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列.14在撤消一個(gè)進(jìn)程時(shí)，需完成的

17、主要工作是什么？OS調(diào)用進(jìn)程終止原語；根據(jù)被終止進(jìn)程的標(biāo)志符，從PCB集合中檢索出該進(jìn)程的PCB，從中讀出該進(jìn)程的狀態(tài);若被終止進(jìn)程正處于執(zhí)行狀態(tài)，應(yīng)立即中止該進(jìn)程的執(zhí)行，并設(shè)置調(diào)度標(biāo)志為真；若該進(jìn)程還有子孫進(jìn)程，還應(yīng)將其所有子孫進(jìn)程予以終止；將該進(jìn)程所擁有的全部資源，或者歸還給其父進(jìn)程，或者歸還給系統(tǒng)；將被終止進(jìn)程（它的PCB）從所在隊(duì)列（或鏈表）中移出，等待其它程序來搜集信息.15試說明引起進(jìn)程阻塞或被喚醒的主要事件是什么？請求系統(tǒng)服務(wù)；啟動(dòng)某種操作；新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；無新工作可做.16試從調(diào)度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷幾個(gè)方面，對進(jìn)程和線程進(jìn)行比較在引入線程的OS中，把線程作為調(diào)度和分

18、派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本 單位；在引入線程的OS中，不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間， 亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使OS具有更好的并發(fā)性；進(jìn)程始終是擁有資源的一個(gè)獨(dú)立單位，線程自己不擁有系統(tǒng)資源，但它可以訪問其隸屬 進(jìn)程的資源；在創(chuàng)建，撤消和切換進(jìn)程方面，進(jìn)程的開銷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線程的開銷.17什么是用戶級線程和內(nèi)核級線程?并對它們進(jìn)行比較.內(nèi)核級線程是依賴于內(nèi)核的，它存在于用戶進(jìn)程和系統(tǒng)進(jìn)程中，它們的創(chuàng)建，撤消和切 換都由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)；-用戶級線程僅存在于用戶級中，它們的創(chuàng)建，撤消和切換不利用系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)，因而與 內(nèi)核無關(guān)，內(nèi)核并不知道用戶級線程的存在.內(nèi)核級線程的調(diào)

19、度和切換與進(jìn)程十分相似，調(diào)度方式采用搶占式和非搶占式，調(diào)度算法 采用時(shí)間輪轉(zhuǎn)法和優(yōu)先權(quán)算法等，當(dāng)由線程調(diào)度選中一個(gè)線程后，再將處理器分配給它；而用戶級線程通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用程序的諸線程之間，無需終端進(jìn)入OS內(nèi)核，切換規(guī)則也較簡單，因而，用戶級線 程的切換速度較快.-用戶級線程調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用和調(diào)度另一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行時(shí)，內(nèi)核把它們看作是整個(gè)進(jìn)程的行為， 內(nèi)核級線程調(diào)用是以線程為單位，內(nèi)核把系統(tǒng)調(diào)用看作是該線程的行為.-對于用戶級線程調(diào)用，進(jìn)程的執(zhí)行速度隨著所含線程數(shù)目的增加而降低，對于內(nèi)核級線程 則相反.18在Solaris OS中，設(shè)置了哪幾種線程?輕型線程的作用是什么？用戶級線程，內(nèi)核級線程和輕型線

20、程；作用：由LWP實(shí)現(xiàn)了在內(nèi)核與用戶級線程之間的隔離，從而使用戶級線程與內(nèi)核無關(guān)19在Solaris OS中，用戶級線程是通過什么方式來訪問內(nèi)核的？通過LWP來訪問內(nèi)核.LWP可為內(nèi)核所識別，但不能識別用戶級線程，通過建立用戶級線程 與LWP之間的連接，可以實(shí)現(xiàn)用戶級線程與內(nèi)核的通信.第三章什么是臨界資源和臨界區(qū)？一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源成為臨界資源.在每個(gè)進(jìn)程中，訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū).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，在退出臨界區(qū)后又執(zhí)行退出區(qū) 代碼？為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程對臨界資源的互斥訪問，必須在臨界區(qū)前面增加一段用于檢查欲訪問的臨 界資源是否正被訪問的代碼，如果

21、未被訪問，該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對資源進(jìn)行訪問，并設(shè) 置正被訪問標(biāo)志，如果正被訪問，則本進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)，實(shí)現(xiàn)這一功能的代碼成為進(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)未被訪問標(biāo)志.同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則?為什么？空閑讓進(jìn).忙則等待.有限等待.讓權(quán)等待.試從物理概念上來說明記錄型信號量和wait和signal操作？(有待討論).你認(rèn)為整型信號量機(jī)制和記錄型信號量機(jī)制，是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？在整型信號量機(jī)制中，未遵循讓權(quán)等待的準(zhǔn)則.記錄型信號量機(jī)制完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的空閑讓進(jìn)，忙則等待，有限等待，讓權(quán)等待四條 準(zhǔn)則.在生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題中，如果缺少了 signa

22、l(full)或signal(empty),對執(zhí)行結(jié)果會有何影響?生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題可描述如下：var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array0,.,n-1 of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproduce an item in nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(full);until false;end consumer: beginrepeatwa

23、it(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);consume the item in nextc;until false;endparendend可見，生產(chǎn)者可以不斷地往緩沖池送消息，如果緩沖池滿，就會覆蓋原有數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)混 亂.而消費(fèi)者始終因wait(full)操作將消費(fèi)進(jìn)程直接送入進(jìn)程鏈表進(jìn)行等待，無法訪問緩沖池造成無限等待.在生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題中，如果將兩個(gè)wait操作即wait(full)和wait(mutex)互換位置；或者是將signal(mutex)與

24、signal(full)互換位置結(jié)果會如何？var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array0,.,n-1 of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproduce an item in nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(full);signal(mutex);until false;end consumer: beginrepeatwait(mutex);wait(full);nextc

25、:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);consume the item in nextc;until false;endparendendwait(full)和wait(mutex)互換位置后，因?yàn)閙utex在這兒是全局變量，執(zhí)行完wait(mutex),貝0 mutex賦值為0，倘若full也為0,則該生產(chǎn)者進(jìn)程就會轉(zhuǎn)入進(jìn)程鏈表進(jìn)行等待，而生產(chǎn)者進(jìn)程會 因全局變量mutex為0而進(jìn)行等待，使full始終為0，這樣就形成了死鎖.而signal(mutex)與signal(full)互換位置后，從邏輯上來說應(yīng)該是

26、一樣的.我們?yōu)槟撑R界區(qū)設(shè)置一把鎖W，當(dāng)W=1時(shí)，表示關(guān)鎖；W=0時(shí)，表示鎖已打開.試寫出 開鎖原語和關(guān)鎖原語，并利用它們?nèi)?shí)現(xiàn)互斥.開鎖原語：unlock(W):W=0;關(guān)鎖原語：lock(W);if(W=1) do no_op;W=1;利用開關(guān)鎖原語實(shí)現(xiàn)互斥：var W: semaphore:=0;beginparbeginprocess:beginrepeatlock(W);critical sectionunlock(W);remainder sectionuntil false;endparend試修改下面生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題解法中的錯(cuò)誤：producer:begin repeat.pr

27、oducer an item in nextp;wait(mutex);wait(full); /* 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:

28、=out+1; /* 考慮循環(huán)，應(yīng)改為:out:=(out+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(empty); */consumer item in nextc;until false;end10試?yán)糜涗浶托盘柫繉懗鲆粋€(gè)不會出現(xiàn)死鎖的哲學(xué)家進(jìn)餐問題的算法.設(shè)初始值為1的信號量cI表示I號筷子被拿(I=1,2,3,4,.,2n),其中n為自然數(shù).send(I):Beginif I mod 2=1 thenP(cI);P(cI-1 mod 5);Eat;V(cI-1 mod 5);V(cI);elseP(cI-1 mod 5);P(cI);Eat;V(cI);

29、V(cI-1 mod 5);End11在測量控制系統(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.試寫出利用信號量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法.int mutex=1;int empty=n;int full=0;int in=0;int out=0;main()cobeginsend();obtain();coendsend()while(1) collect data in nextp;wait(empty);wait(mutex);buffer(in)=nextp;in=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(ful

30、l);/sendobtain()while(1)wait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);culculate the data in nextc;/while/obtain12畫圖說明管程由哪幾部分組成?為什么要引入條件變量？管程由三部分組成:局部于管程的共享變量說明；對該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程；對局 部于管程的數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句.(圖見P80)因?yàn)檎{(diào)用wait原語后，使進(jìn)程等待的原因有多種，為了區(qū)別它們，引入了條件變量13如何利用管程來解決生產(chǎn)者一消費(fèi)

31、者問題？(見 P82)14什么是AND信號量?試?yán)肁ND信號量寫出生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題的解法.為解決并行所帶來的死鎖問題，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)者一消費(fèi)者問題可描述如下：var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array0,.,n-1 of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeat produce an item in nextp;wait(emp

32、ty);wait(s1,s2,s3,.,sn); /s1,s2,.,sn為執(zhí)行生產(chǎn)者進(jìn)程除empty夕卜其余的條件wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);signal(full);signal(s1,s2,s3,.,sn);until false;endconsumer: 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

33、;signal(mutex);signal(empty);signal(k1,k2,k3,.,kn);consume the item in nextc;until false;endparendend15在單處理機(jī)環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式？共享存儲器系統(tǒng)通信方式；消息傳遞系統(tǒng)通信方式；管道通信方式.16試比較進(jìn)程間的低級通信工具與高級通信工具.用戶用低級通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，因?yàn)槠湫实?，通信對用戶不透明，所有的?作都必須由程序員來實(shí)現(xiàn).而高級通信工具則可彌補(bǔ)這些缺陷，用戶可直接利用操作系統(tǒng)所提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù).17消息隊(duì)列通信機(jī)制應(yīng)有哪幾方面功能？略1

34、8試比較消息隊(duì)列與管道通信機(jī)制.所謂管道，是指用于連接一個(gè)讀進(jìn)程和一個(gè)寫進(jìn)程，以實(shí)現(xiàn)它們之間通信的共享文件，又稱pipe文件.管道通信是屬于共享存儲器系統(tǒng)的.消息隊(duì)列通信機(jī)制屬于消息傳遞系統(tǒng)通信機(jī)制，存在通信鏈路，有消息的格式，有若干 緩沖隊(duì)列，采用獨(dú)特的發(fā)送原語和接收原語.（詳見P89-90）第四章高級調(diào)度與低級調(diào)度的主要任務(wù)是什么?為什么要引入中級調(diào)度？作業(yè)調(diào)度又稱宏觀調(diào)度或高級調(diào)度，其主要任務(wù)是按一定的原則對外存上處于后備狀態(tài) 的作業(yè)進(jìn)行-選擇，給選中的作業(yè)分配內(nèi)存，輸入輸出設(shè)備等必要的資源，并建立相應(yīng)的進(jìn)程，以使該 作業(yè)的進(jìn)-程獲得競爭處理機(jī)的權(quán)利.進(jìn)程調(diào)度又稱微觀調(diào)度或低級調(diào)度，其主

35、要任務(wù)是按照某種策略和方法選取一個(gè)處于就 緒狀態(tài)的進(jìn)-程，將處理機(jī)分配給它.為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量，引入了中級調(diào)度.在作業(yè)調(diào)度中需做出哪兩個(gè)決定？接納多少個(gè)作業(yè)；接納哪些作業(yè).在剝奪調(diào)度方式中，有哪些剝奪原則？時(shí)間片原則；優(yōu)先權(quán)原則；短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先原則.在OS中引起進(jìn)程調(diào)度的主要因素有哪些？（有待討論）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？面向用戶的準(zhǔn)則有周轉(zhuǎn)時(shí)間短，響應(yīng)時(shí)間快，截止時(shí)間的保證，以及優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則有系統(tǒng)吞吐量高，處理機(jī)利用率好，各類資源的平衡利用.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？（有待討論）為什么說多級反饋隊(duì)列

36、能較好地滿足各種用戶的需要？對于終端型作業(yè)用戶，由于終端型作業(yè)用戶所提交的作業(yè)，大都屬于交互型作業(yè)，系統(tǒng) 只要能使這些作業(yè)（進(jìn)程）在第一隊(duì)列所規(guī)定的時(shí)間片內(nèi)完成，便可使終端型作業(yè)用戶都感到滿意對于短批處理作業(yè)用戶，很短的批處理型作業(yè)如果僅在第一隊(duì)列中執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片即可 完成，便可-獲得與終端型作業(yè)一樣的相應(yīng)時(shí)間.對于稍長的作業(yè)，通常也只需在第二隊(duì)列和第三隊(duì)列中各執(zhí)行-一個(gè)時(shí)間片即可完成，其周轉(zhuǎn)時(shí)間仍然很短.對于長批處理作業(yè)用戶，用戶也不必?fù)?dān)心其作業(yè)長期得不到處理在按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法中，在確定時(shí)間片的大小時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？系統(tǒng)對相應(yīng)時(shí)間的要求；就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目；系統(tǒng)的處理能力.為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)

37、調(diào)度，對實(shí)時(shí)系統(tǒng)提出了哪些要求？要提供必要的調(diào)度信息；在調(diào)度方式上要具體情況具體分析；要具有快速響應(yīng)外部中斷的能力；快速任務(wù)分派.10目前常用的調(diào)度方式和算法，能否應(yīng)用到實(shí)時(shí)系統(tǒng)中？對于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法，是一種常用于分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法對于非搶占式優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法，可用于要求不太嚴(yán)格的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中；對于基于時(shí)鐘中斷搶占的優(yōu)先權(quán)調(diào)度算法，有很好的響應(yīng)效果，可用于大多數(shù)的實(shí)時(shí)系 統(tǒng)中；對于立即搶占(Immediate Preemption)的優(yōu)先權(quán)調(diào)度，要求操作系統(tǒng)具有快速響應(yīng)外部時(shí) 間的能力.11在多處理機(jī)系統(tǒng)中，比較有代表性的線程調(diào)度方式有哪幾種？自調(diào)度方式；成組調(diào)度；專用處理機(jī)分配調(diào)度方式.

38、12試比較自調(diào)度和成組調(diào)度？自調(diào)度方式是系統(tǒng)中有一個(gè)公共的線程或進(jìn)程的就緒隊(duì)列，所有的處理機(jī)在空閑時(shí)，都 可自己從-該隊(duì)列中取出一個(gè)進(jìn)程或線程運(yùn)行；成組調(diào)度是由系統(tǒng)將一組相關(guān)的進(jìn)程或線程，同時(shí)分配到一組處理機(jī)上運(yùn)行，進(jìn)程或線 程與處理機(jī)-一 一對應(yīng)；在一般情況下，成組調(diào)度的性能優(yōu)于自調(diào)度，因?yàn)樽哉{(diào)度存在瓶頸，低效，線程切換頻 繁等問題，而-成組調(diào)度可減少線程的切換和調(diào)度的開銷，因而目前得到了廣泛的認(rèn)可13在OS/2中采用哪種調(diào)度方式和調(diào)度算法？在OS/2中采用的是搶占式調(diào)度方式，多優(yōu)先級的搶占式調(diào)度算法.14何謂死鎖?產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競爭資源而造成的一種僵局，

39、若無外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不 能再向前推進(jìn)；產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競爭資源，二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法；必要條件是：互斥條件，請求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件.15在解決死鎖問題的幾個(gè)方法中，哪種方法最容易實(shí)現(xiàn)?哪種方法使資源的利用率最高？解決死鎖可歸納為四種方法：預(yù)防死鎖，避免死鎖，檢測死鎖和解除死鎖；其中，預(yù)防死鎖是最容易實(shí)現(xiàn)的；避免死鎖使資源的利用率最高.16請?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖？擯棄請求和保持條件，就是如果系統(tǒng)有足夠的資源，便一次性地把進(jìn)程所需的所有資源 分配給它；擯棄不剝奪條件，就是已經(jīng)保持了資源的進(jìn)程，當(dāng)它提出新的資源請求而不能立即得 到滿足時(shí)，-必須釋放它已經(jīng)

40、保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請；擯棄環(huán)路等待條件，就是將所有資源按類型排序標(biāo)號，所有進(jìn)程對資源的請求必須嚴(yán)格 按序號遞增-的次序提出.17在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請求向量由Request0(0,2,0)改為Request0(0,1,0),問系統(tǒng)可否將資源分配給它？可以.首先，Request0(0,1,0)=Need0(7,4,3), Request0(0,1,0)=Available(2,3,0);分配后可修改得一資源數(shù)據(jù)表(表略)，進(jìn)行安全性檢查，可以找到一個(gè)安全序列P1,P4,P3,P2,P0,或P1,P4,P3,P0,P2,因此，系統(tǒng)是安全的，可以立即將資源分配給P0

41、.第五章可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存?它們分別適用于何種場合？首先由編譯程序?qū)⒂脩粼创a編譯成若干目標(biāo)模塊，再由鏈接程序?qū)⒕幾g后形成的目標(biāo) 模塊和所需的-庫函數(shù)鏈接在一起，組成一個(gè)裝入模塊，再由裝入程序?qū)⒀b入模塊裝入內(nèi)存；裝入模塊的方式有：絕對裝入方式，可重定位方式和動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式；絕對裝入方式適用于單道程序環(huán)境下；可重定位方式適用于多道程序環(huán)境下；動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式也適用于多道程序環(huán)境下.何謂靜態(tài)鏈接及裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接和運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接是指事先進(jìn)行鏈接形成一個(gè)完整的裝入模塊，以后不再拆開的鏈接方-式；裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指目標(biāo)模塊在裝入內(nèi)存時(shí)，邊裝入邊鏈接的鏈接方式；運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈

42、接是將某些目標(biāo)模塊的鏈接推遲到執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行.在進(jìn)行程序鏈接時(shí)，應(yīng)完成哪些工作？對相對地址進(jìn)行修改；變換外部調(diào)用符號.在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，可利用哪些分區(qū)分配算法？首次適應(yīng)算法；循環(huán)首次適應(yīng)算法；最佳適應(yīng)算法.在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈？應(yīng)在每個(gè)分區(qū)的起始地址部分，設(shè)置一些用于控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)的 前向指針；在分區(qū)尾部則設(shè)置一后向指針，通過前，后向指針將所有的分區(qū)鏈接成一個(gè)雙向鏈為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn)？為了在程序執(zhí)行過程中，每當(dāng)訪問指令或數(shù)據(jù)時(shí)，將要訪問的程序或數(shù)據(jù)的邏輯地址轉(zhuǎn) 換成物理地-址，引入了動(dòng)態(tài)重定位.可在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位

43、寄存器，用它來裝入(存放)程序在內(nèi)存中的起始地址，程序在 執(zhí)行時(shí)，真-正訪問的內(nèi)存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重定位.試用類Pascal語言來描述首次適應(yīng)算法進(jìn)行內(nèi)存分配的過程.(略)在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)，可能出現(xiàn)哪幾種情況?應(yīng)怎樣處理這些情況？a.回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一個(gè)分區(qū)相鄰接，此時(shí)可將回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一分區(qū)合并，不再 為回收分區(qū)-分配新表項(xiàng)，而只修改前鄰接分區(qū)的大??；回收分區(qū)與插入點(diǎn)的后一分區(qū)相鄰接，此時(shí)合并兩區(qū)，然后用回收區(qū)的首址作為新空閑 區(qū)的首址，大-小為兩者之和；回收區(qū)同時(shí)與插入點(diǎn)的前后兩個(gè)分區(qū)鄰接，此時(shí)將三個(gè)分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為-三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項(xiàng)；回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應(yīng)為回收區(qū)單獨(dú)建立一個(gè)新表項(xiàng)，填寫回收區(qū)的首址和大 小，并根據(jù)-其首址，插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置.在系統(tǒng)中引入對換后帶有哪些好處？能將內(nèi)存中暫時(shí)不運(yùn)行的進(jìn)程或暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，換到外存上，以騰出足夠的內(nèi)存空 間，把已具備運(yùn)行條件的進(jìn)程或進(jìn)程所需的程序和數(shù)據(jù)換入內(nèi)存，從而大大地提高了內(nèi)存的利用率10為實(shí)現(xiàn)對換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面功能？對對換空間的管理；進(jìn)程的換出；進(jìn)程的換入.11在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時(shí)，每次是否都將整個(gè)進(jìn)程換出?為什么？以進(jìn)程為單位進(jìn)行對換時(shí)，每次都將整個(gè)進(jìn)程換