操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案第一章

1．設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？

答：（1）有效性（2）便利性（3）可擴(kuò)充性（4）開放性

4．試說明推勱多道批處理系統(tǒng)形成和収展的主要勱力是什么？

答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)進(jìn)展：

（1）不斷提高計算機(jī)資源的利用率；

（2）便利用戶；

（3）器件的不斷更新?lián)Q代；

（4）計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷進(jìn)展。

12．試從交互性、準(zhǔn)時性以及牢靠性方面，將分時系統(tǒng)不實(shí)時系統(tǒng)迚行比較。答：（1）準(zhǔn)時性：實(shí)時信息處理系統(tǒng)對實(shí)時性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時光來確定；而實(shí)時控制系統(tǒng)的準(zhǔn)時性，是以控制對象所要求的開頭截止時光或完成截止時光來確定的，普通為秒級到毫秒級，甚至有的要低于100微妙。

（2）交互性：實(shí)時信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于拜訪系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源分享等服務(wù)。

（3）牢靠性：分時系統(tǒng)也要求系統(tǒng)牢靠，但相比之下，實(shí)時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的牢靠性。由于任何差錯都可能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)害性后果，所以在實(shí)時系統(tǒng)中，往往都實(shí)行了多級容錯措施保障系統(tǒng)的平安性及數(shù)據(jù)的平安性。

13．OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？

答：并發(fā)性、分享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。

其次章

2.畫出下面四條詫句的前趨圖:

S1=a：=x+y;S2=b：=z+1;S3=c：=a–b；S4=w：=c+1;

8．試說明迚程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型緣由。

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)：時光片用盡

（3）執(zhí)行狀態(tài)→堵塞狀態(tài)：I/O哀求

（4）堵塞狀態(tài)→就緒狀態(tài)：I/O完成

23．在生產(chǎn)者消費(fèi)者問題中，假如缺少了signal(full)戒signal(empty),對執(zhí)行結(jié)果有何影響？

答：假如缺少signal(full)，那么表明從第一個生產(chǎn)者進(jìn)程開頭就沒有轉(zhuǎn)變信號量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)時認(rèn)為緩沖池是空而取不到產(chǎn)品，消費(fèi)者進(jìn)程向來處于等待狀態(tài)。

假如缺少signal(empty)，在生產(chǎn)者進(jìn)程向n個緩沖區(qū)投滿產(chǎn)品后消費(fèi)者進(jìn)程才開頭從中取產(chǎn)品，這時empty=0，full=n，那么每當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)程取走一個產(chǎn)品empty值并不轉(zhuǎn)變，直到緩沖池取空了，empty值也是0，即使目前緩沖池有n個空緩沖區(qū)，生產(chǎn)者進(jìn)程要想再往緩沖池中投放產(chǎn)品也會由于申請不到空緩沖區(qū)被堵塞。

24．在生產(chǎn)消費(fèi)者問題中，假如將兩個wait操作卲wait(full)和wait(mutex)互換位置，戒者將signal(mutex)不signal（full）互換位置，結(jié)果如何？

答：將wait(full)和wait(mutex)互換位臵后，可能引起死鎖?？紤]系統(tǒng)中緩沖區(qū)全滿時，若一生產(chǎn)者進(jìn)程先執(zhí)行了wait(mutex)操作并獲得勝利，則當(dāng)再執(zhí)行wait(empty)操作時，它將因失敗而進(jìn)入堵塞狀態(tài)，它期盼消費(fèi)者進(jìn)程執(zhí)行signal(empty)來喚醒自己，在此之前，它不行能執(zhí)行signal(mutex)操作，從而使試圖通過執(zhí)行wait(mutex)操作而進(jìn)入自己的臨界區(qū)的其他生產(chǎn)者和全部消費(fèi)者進(jìn)程所有進(jìn)入堵塞狀態(tài)，這樣簡單引起系統(tǒng)死鎖。若signal(mutex)和signal(full)互換位臵后只是影響進(jìn)程對臨界資源的釋放次序，而不會引起系統(tǒng)死鎖，因此可以互換位臵。

36．為什么要在OS中引入線程？

答：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了削減程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開銷，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。

第三章

3．在什么情冴下需要使用作業(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，系統(tǒng)便為每個作業(yè)建立一個作業(yè)控制塊JCB，按照作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。

JCB包含的內(nèi)容通常有：1)作業(yè)標(biāo)識2)用戶名稱3)用戶賬戶4)作業(yè)類型（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、作業(yè)已運(yùn)行）7)資源要求8)進(jìn)入系統(tǒng)時光9)開頭處理時光10)作業(yè)完成時光11)作業(yè)退出時光12)資源使用狀況等

10．試比較FCFS和SPF兩種迚程調(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)列中挑選一個或多個最先進(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)列中挑選一個或若干個估量運(yùn)行時光最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長作業(yè)/進(jìn)程。

11．在時光片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時光片的大小？

答：時光片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時光。普通應(yīng)考慮三個因素：系統(tǒng)對相應(yīng)時光的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。

18.何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的緣由和須要條件是什么？

a.死鎖是指多個進(jìn)程因競爭資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程

都將永久不能再向前推動；

b.產(chǎn)生死鎖的緣由有二，一是競爭資源，二是進(jìn)程推動挨次非法；

c.須要條件是:互斥條件，哀求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件。

第四章存儲器管理

6.為什么要引入動態(tài)重定位?如何實(shí)現(xiàn)?

a.程序在運(yùn)行過程中常常要在內(nèi)存中移動位置，為了保證這些被移動了的程

序還能正常執(zhí)行，必需對程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。

b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時實(shí)現(xiàn)地址變換，必需有硬件地址變換機(jī)構(gòu)

的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個重定位寄存器，用它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時，真正拜訪的內(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。

17.分頁和分段有何區(qū)分?

a.分頁和分段都采納離散分配的方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址

變換，這是它們的共同點(diǎn)；

b.對于它們的不同點(diǎn)有三，第一，從功能上看，頁是信息的物理單位，分頁

是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率，即滿足系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要；而段是信息的規(guī)律單位，它含有一組其意義相對完整的信息，目的是為了能更好地滿足用戶的需要；其次頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長度卻不固定，打算于用戶所編寫的程序；第三分頁的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的。

19.虛擬存儲器有哪些特征?其中最本質(zhì)的特征是什么？

特征：離散性、多次性、對換性、虛擬性；

最本質(zhì)的特征：離散性；最重要的特征：虛擬性。

26.在一個哀求分頁系統(tǒng)中，采納FIFO頁面置換算法時，如果一個作業(yè)的頁面

走向?yàn)?、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，當(dāng)分配給該作業(yè)的物理塊數(shù)M分離為3和4時，試計算在拜訪過程中所發(fā)生的缺頁次數(shù)和缺頁率，并比較所得結(jié)果。

M=3

M=4

M=3

M=4時，采納FIFO頁面置換算法的缺頁次數(shù)為10次，缺頁率為83%。

由此可見，增強(qiáng)分配給作業(yè)的內(nèi)存塊數(shù)，反而增強(qiáng)了缺頁次數(shù)，提高了缺頁率，這種現(xiàn)象被稱為是Belady現(xiàn)象。

第五章設(shè)備管理

7.有哪幾種I/O控制方式？各適用于何種場合？

I/O控制方式：程序I/O方式、中斷驅(qū)動I/O控制方式、DMAI/O控制方式、I/O通道控制方式。程序I/O方式適用于早期的計算機(jī)系統(tǒng)中，并且是無中斷的計算機(jī)系統(tǒng)；中斷驅(qū)動I/O控制方式是普遍用于現(xiàn)代的計算機(jī)系統(tǒng)中；

DMAI/O控制方式適用于I/O設(shè)備為塊設(shè)備時在和主機(jī)舉行數(shù)據(jù)交換的一種I/O控制方式；當(dāng)I/O設(shè)備和主機(jī)舉行數(shù)據(jù)交換是一組數(shù)據(jù)塊時通常采納I/O通道控制方式，但此時要求系統(tǒng)必需配置相應(yīng)的通道及通道控制器。

15.為什么要引入設(shè)備自立性？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備自立性？

引入設(shè)備自立性，可使應(yīng)用程序自立于詳細(xì)的物理設(shè)備，是設(shè)備分配具有靈便性。另外簡單實(shí)現(xiàn)I/O重定向。

為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備自立性，必需在設(shè)備驅(qū)動程序之上設(shè)置一層設(shè)備自立性軟件，用來執(zhí)行全部I/O設(shè)備的公用操作，并向用戶層軟件提供統(tǒng)一接口。關(guān)鍵是系