操作系統(tǒng)課后習(xí)題答案整理

操作系統(tǒng)

第一章操作系統(tǒng)引論

I.設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？

方便性（使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)容易使用），有效性（資源有效利用），可擴(kuò)充性（適應(yīng)發(fā)展要求），開放性（可移植）。

2.OS的作用可表現(xiàn)為哪幾個(gè)方面？

a.OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；（用戶通過命令方式，系統(tǒng)調(diào)用方式使用計(jì)算機(jī)）

b.OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者；（資源包括處理器，存儲(chǔ)器，I/O設(shè)備，數(shù)據(jù)和程序）

c.OS用作擴(kuò)充機(jī)器.（覆蓋了軟件的機(jī)器稱為擴(kuò)充機(jī)器）

3.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鞘裁矗?/p>

不斷提高計(jì)算機(jī)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量的需要

4.何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O?

a.脫機(jī)輸入輸出方式（Off-LineI/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(tái)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)CPU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).

b.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.

5.試說明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁矗?/p>

用戶的需要.即對(duì)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.

6.試說明實(shí)時(shí)任務(wù)的類型和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的類型？

.a.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，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(duì)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)；

b.通常把要求進(jìn)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(duì)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).

7.實(shí)現(xiàn)多道程序應(yīng)解決哪些問題？

a.處理機(jī)管理問題；b.內(nèi)存管理問題；c.I/O設(shè)備管理問題；d.文件管理問題；e.作業(yè)管理問題.

8.試比較單道與多道批處理系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)？

a.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)；

一多道批處理系統(tǒng)則具有調(diào)度性，無序性和多道性的特點(diǎn)；

b.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，但是仍然不能很好的利用系統(tǒng)資源；

一多道批處理系統(tǒng)是對(duì)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.

※作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間：從作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)開始，直至完成并推出系統(tǒng)為止所經(jīng)歷的時(shí)間。

9.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？

a.關(guān)鍵問題：及時(shí)接收，及時(shí)處理；

b.對(duì)于及時(shí)接收，只需在系統(tǒng)中設(shè)置-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)；一對(duì)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？

a.并發(fā)（Concurrence）,（宏觀上在一段時(shí)間內(nèi)，多道程序在同時(shí)運(yùn)行）

共享（Sharing）,（系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。分為互斥共享，同時(shí)訪問兩方式。

虛擬（Virtual）,（操作系統(tǒng)通過分時(shí)使用實(shí)現(xiàn)虛擬，n個(gè)虛擬邏輯設(shè)備的速度是其對(duì)應(yīng)物理設(shè)備的1/n.）

異步性（Asynchronism）.（多道程序環(huán)境下，受資源等的限制，進(jìn)程是以異步方式運(yùn)行的）

b.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？

a.主要功能：

內(nèi)存分配（為每道程序分配內(nèi)存空間，分為靜態(tài)分配方式，動(dòng)態(tài)分配方式）

內(nèi)存保護(hù)（確保每道用戶程序在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，簡單的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是設(shè)置兩個(gè)界限寄存器，存放正

在執(zhí)行程序的上界和下界）

地址映射（提供地址空間的邏輯地址和內(nèi)存空間的物理地址之間的映射）

內(nèi)存擴(kuò)充（借助于虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存容量）

※靜態(tài)分配：作業(yè)的內(nèi)存空間是在作業(yè)裝入時(shí)確定的，裝入后整個(gè)運(yùn)行期間不允許在申請(qǐng)內(nèi)存。

動(dòng)態(tài)分配：作業(yè)要求的基本內(nèi)存空間在裝入時(shí)確定，允許作業(yè)運(yùn)行過程中申請(qǐng)新的附加內(nèi)存空間。

b.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(chǔ)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(qǐng)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.

一內(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.

一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(duì)應(yīng)的物理地址.

一內(nèi)存擴(kuò)充的主要任務(wù)是借助虛擬存儲(chǔ)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？

a.進(jìn)程控制，進(jìn)程同步，進(jìn)程通信和調(diào)度.

b.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.

一進(jìn)程同步的主要任務(wù)是對(duì)諸進(jìn)程的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)節(jié).

一進(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(chǎng)，使進(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？

a.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.

b.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.

15文件管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？

a.主要功能：對(duì)文件存儲(chǔ)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).

b.主要任務(wù)：對(duì)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.

a.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.

b.實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)對(duì)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(duì)象所要求的開始截止時(shí)間和完成截止時(shí)間來確定的.

C.實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的可靠性要求要比分時(shí)系統(tǒng)對(duì)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？

a.程序執(zhí)行結(jié)果是不確定的，即程序是不可再現(xiàn)的.

b.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-DOS3.X以前的版本中，其局限性表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面

a.在尋址范圍上，DOS只有1MB,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶需要.

b.DOS是單用戶單任務(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.

20為什么Microsoft在開發(fā)OS/2時(shí)，選中了80286芯片？

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Intel80286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。

21OS/2的主要功能是什么？

a.多任務(wù).b.進(jìn)程管理c存儲(chǔ)器管理d文件管理.e.應(yīng)用程序接口API.f.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)？

a.2種模式：非對(duì)稱多處理模式(AsymmetricMultiprocessingModel)和對(duì)稱多處理模式(Symmetric

MultiprocesingModel).

b.前者易于實(shí)現(xiàn)，但資源利用率低.

一后者優(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)?shù)奶幚砥?，同時(shí)

還必須注意使各CPU的負(fù)載平衡.

※非對(duì)稱多處理模式：將處理機(jī)分為主處理機(jī)和從處理機(jī)

對(duì)稱多處理模式：所有處理機(jī)都是相同的，運(yùn)行一個(gè)相同的OS拷貝

23試說明網(wǎng)絡(luò)OS的主要功能.

a.網(wǎng)絡(luò)通信;b.資源管理;c.網(wǎng)絡(luò)服務(wù);d.網(wǎng)絡(luò)管理;e.互操作能力.

b.

24試比較網(wǎng)絡(luò)OS和分布式OS.

a.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).

b.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)具有潛在的不可靠性，健壯性差.

第二章進(jìn)程的描述與控制

1.試畫出下面條語句的前趨圖:SI:a=5-x;S2:b=a*x;S3:c=4*x;S4:d=b+c;S5:e=d+3.

※前趨圖：有向無循環(huán)圖，即圖中不存在循環(huán)。初始結(jié)點(diǎn)無前趨，終止結(jié)點(diǎn)無后繼。

2.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

寫集之間也不相交，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.

XBernstein條件：R(pI)AW(p2)UR(p2)AW(p1)UW(p1)AW(p2)={}

3.程序并發(fā)執(zhí)行為什么會(huì)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.

4.程序并發(fā)執(zhí)行為何會(huì)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.

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？

為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并能對(duì)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.

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

a.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)程有一定的生命期；而程序只是一組有序指令的集合，是靜態(tài)實(shí)體.

b.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.

c.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(duì)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.

7.試說明PCB的作用？為什么說PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？

a.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))，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.

b.在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，系統(tǒng)總是通過其PCB對(duì)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.

8.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.

a.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)閳?zhí)行狀態(tài).

b.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(huì)使進(jìn)程由執(zhí)行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài).

c.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).

9.為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)具有哪些性質(zhì)？

a.引入掛起狀態(tài)基于5種需要：

終端用戶的需要，父進(jìn)程的需要，操作系統(tǒng)的需要，對(duì)換的需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要.

b.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？

a.進(jìn)程當(dāng)前暫存信息；b.下一條指令地址信息；c.進(jìn)程狀態(tài)信息；d.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；b.作業(yè)調(diào)度；&提供服務(wù)；d.應(yīng)用請(qǐng)求.

12試說明引起進(jìn)程撤消的主要事件？

a.正常結(jié)束；b.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？

a.操作系統(tǒng)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Creat（）；

b.申請(qǐng)空白PCB；c.為新進(jìn)程分配資源；d.初始化進(jìn)程控制塊；e.將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列.

14在撤消一個(gè)進(jìn)程時(shí)，需完成的主要工作是什么？

a.OS調(diào)用進(jìn)程終止原語；

b.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)；

c.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；

d,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；

e.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)；

f.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？

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(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較.

a.在引入線程的OS中，把線程作為調(diào)度和分派的基本單位，而把進(jìn)程作為資源擁有的基本單位；

b.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；

c.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；

d.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(jí)線程和內(nèi)核級(jí)線程?并對(duì)它們進(jìn)行比較.

a.內(nèi)核級(jí)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(jí)線程僅存在于用戶級(jí)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(jí)線程的存在.

b.內(nèi)核級(jí)線程的調(diào)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)間片輪轉(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(jí)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(jí)線程的切換速度較快.

一用戶級(jí)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(jí)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.

一對(duì)于用戶級(jí)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(duì)于內(nèi)核級(jí)線程則相反.

18在SolarisOS中，設(shè)置了哪幾種線程？輕型進(jìn)程的作用是什么？

a.用戶級(jí)線程，內(nèi)核級(jí)線程和輕型進(jìn)程；※輕型進(jìn)程：LWP,一個(gè)進(jìn)程中至少有一個(gè)LWP。

b.作用：由LWP實(shí)現(xiàn)了在內(nèi)核與用戶級(jí)線程之間的隔離，從而使用戶級(jí)線程與內(nèi)核無關(guān).

19在SolarisOS中，用戶級(jí)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.內(nèi)核能識(shí)別LWP,但不能識(shí)別用戶級(jí)線程，通過建立用戶級(jí)線程與LWP之間的連

接，可以實(shí)現(xiàn)用戶級(jí)線程與內(nèi)核的通信.

第三章進(jìn)程的同步與通信

1.什么是臨界資源和臨界區(qū)？

a.一次僅允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源成為臨界資源.

b.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).

2.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(duì)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，如果未被訪問，該進(jìn)程便可進(jìn)入臨界區(qū)對(duì)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.

3.同步機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循哪些基本準(zhǔn)則？為什么？

a.空閑讓進(jìn).(有效利用臨界資源)

b.忙則等待.(保證諸進(jìn)程互斥的訪問臨界資源)

c.有限等待.(避免進(jìn)程陷入“死等”狀態(tài))

d.讓權(quán)等待.(避免進(jìn)程陷入“忙等”狀態(tài))

4.試從物理概念上來說明記錄型信號(hào)量和wait和signal操作(有待討論).

記錄型信號(hào)量：采用記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信號(hào)量，包括代表資源數(shù)目的整型變量和鏈接所有等待進(jìn)程的進(jìn)程鏈

表。

P操作后，S.valuecO表示資源分配完畢，進(jìn)程調(diào)用block原語進(jìn)行自我阻塞，放棄處理機(jī)并插入到信號(hào)量鏈

表S.L中。

S操作后，S.valueWO表示信號(hào)量鏈表中仍有等待該資源的進(jìn)程被阻塞，調(diào)用wakeup原語，將鏈表中第一

個(gè)等待進(jìn)程喚醒。

※整型信號(hào)量機(jī)制中的wait操作，只要是信號(hào)量SW0,就會(huì)不斷測(cè)試，因此該機(jī)制并未遵循“讓權(quán)等待”

的準(zhǔn)則，而使該進(jìn)程處于“忙等”狀態(tài)。

5.你認(rèn)為整型信號(hào)量機(jī)制和記錄型信號(hào)量機(jī)制，是否完全遵循了同步機(jī)構(gòu)的四條準(zhǔn)則？

a.在整型信號(hào)量機(jī)制中，未遵循“讓權(quán)等待”的準(zhǔn)則.

b.記錄型信號(hào)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.

6.在生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),對(duì)執(zhí)行結(jié)果會(huì)有何影響？

生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題可描述如下：

varmutex,empty.full:semaphoresl,n,0;

buffer:array[0,...,n-l]ofitem;

in,out:integer:=0,0;

begin

parbegin

producer:begin

repeat

produceraniteminnextp;

wait(empty);

wait(mutex);

buffer(in):=nextp;

in:=(in+l)modn;

signal(mutex);

signal(full);

untilfalse;

end

consumer:begin

repeat

wait(full);

wait(mutex);

nextc:=buffer(out);

out:=(out+l)modn;

signal(mutex);

signal(empty);

consumetheiteminnextc;

untilfalse;endparend

end

parend

end

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(huì)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.

7.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signal(full)互換位置結(jié)果會(huì)如何？

a.wait(fuH)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),則mutex賦值為

0,倘若full也為0,則該生產(chǎn)者進(jìn)程就會(huì)轉(zhuǎn)入進(jìn)程鏈表進(jìn)行等待，而生產(chǎn)者進(jìn)程會(huì)因全局變量mutex為0而進(jìn)

行等待，使fun始終為o,這樣就形成了死鎖.

b.而signal(mulex)與signal(fuH)互換位置后，從邏輯上來說應(yīng)該是一樣的.

8.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)，表示鎖己打開.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==l)dono_op;

W=l;

利用開關(guān)鎖原語實(shí)現(xiàn)互斥：

varW:semaphore:=0;

begin

parbegin

process:

begin

repeat

lock(W);

criticalsection

unlock(W);

remaindersection

untilfalse;

end

parend

end

9.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

produceraniteminnextp;

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+l)modn;*/

signal(mutex);

/*缺少signal操作：signal(full);*/

untilfalse;

end

consumer:

begin

repeat

wait(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+l;/*考慮循環(huán),應(yīng)改為：out:=(out+l)modn;*/

signal(mutex);

/*缺少signal操作:signal(empty);*/

consumeriteminnextc;

untilfalse;

end

10試?yán)糜涗浶托盘?hào)量寫出一個(gè)不會(huì)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(hào)量C[I]表示I號(hào)筷子被拿(1=1,2,3,4,...,2n),其中n為自然數(shù)，I表示第I個(gè)哲學(xué)家

send(I):

begin

ifImod2==1then

(

P(c[I])；

P(c[I-lmod5]);

Eat;

V(c[Llmod5]);

V(c[I]);

}else{

P(c[I-lmod5]);

P(c[I])；

Eat;

V(c[I]);

V(c[Llmod5]);

}

end

※避免死鎖的方法：

a.至多只允許四個(gè)科學(xué)家同時(shí)進(jìn)餐，以保證至少有一個(gè)科學(xué)家能夠進(jìn)餐。

b.僅當(dāng)兩只筷子都可用時(shí)才能進(jìn)餐。

c.奇數(shù)哲學(xué)家先拿左邊的筷子，偶數(shù)哲學(xué)家正相反。

11在測(cè)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(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)兩者共享單緩沖的同步算法.

intmutex=l;

intempty=n;

intfull=O;

intin=0;

intout=0;

main()

(

Cobegin

send();

obtain();

coend

send()

(

while(l)

collectdatainnextp;

wait(empty);

wait(mutex);

buffer(in)=nextp;

in=(in+l)modn;

signal(mutex);

signal(full);

)

)

dobtain()

(

while(l)

(

wait(full);

wait(mutex);

nextc:=buffer(out);

out:=(out+l)modn;

signal(mutex);

signal(empty);

calculatethedatainnextc;

12畫圖說明管程由哪兒部分組成，為什么要引入條件變量?

管程由三部分組成：

(1)局部于管程的共享變量說明；

(2)對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程；

(3)對(duì)局部于管程的數(shù)據(jù)設(shè)置初始值的語句.

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.

※管程：當(dāng)共享資源用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示時(shí)，資源管理程序可用對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的一組過程來表示，這樣

一組相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程一并稱為管程。

13如何利用管程來解決生產(chǎn)者一消費(fèi)者問題

PC管程描述如下：

typeproducer-consumer=monitor

varin,out,count:integer;

buffer:array[O,...,n-1]ofitem；

notfull,notempty：condition；

procedureentryput(item)

begin

ifcount=nthennotfull.wait;

buffer(in):=nextp;

in:=(in+l)modn;

count:=count+1;

ifnotempty.queuethennotempty.signal;

end

procedureentryget(item)

begin

ifcount=0thennotempty.wait

nextc:=buffer(out);

out:=(out+1)modn;

count:=count-1;

ifnotfull.queuethennotfull.signal;

end

beginin:=out:=0;count:=0;end

生產(chǎn)者：

producer:

begin

repeat

produceaniteminnextp;

PC.put(item);

untilfalse;

End

消費(fèi)者：

consumer：

begin

repeat

PC.get(item)；

consumetheiteminnextc；

untilfalse；

end

14什么是AND信號(hào)量？試?yán)肁ND信號(hào)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：

生產(chǎn)者：用Swait(empty,mutex)代替wait(empty),wait(mutex)

用Ssignal(mutex,full)代替signal(mutex),signal(full

同理可得消費(fèi)者

15在單處理機(jī)環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式？

a.共享存儲(chǔ)器系統(tǒng)通信方式;b.消息傳遞系統(tǒng)通信方式;c.管道通信方式.

16試比較進(jìn)程間的低級(jí)通信工具與高級(jí)通信工具.

用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不方便，因?yàn)槠湫实?，通信?duì)用戶不透明，所有的操作都必須由程序

員來實(shí)現(xiàn).而高級(jí)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).

※低級(jí)通信：進(jìn)程的互斥和同步歸結(jié)為低級(jí)通信

高級(jí)通信：用戶直接利用操作系統(tǒng)所提供的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)的一種通信方式

17消息隊(duì)列通信機(jī)制應(yīng)有哪兒方面功能

a.通信鏈路建立用于發(fā)送進(jìn)程和接收進(jìn)程之間進(jìn)行通信的通信鏈路

b.消息的格式消息傳遞系統(tǒng)中消息采用一定的格式

c.進(jìn)程同步方式I.發(fā)送進(jìn)程阻塞，接收進(jìn)程阻塞2.發(fā)送進(jìn)程不阻塞，接收進(jìn)程阻塞(最常用)

3發(fā)送接收進(jìn)程均不阻塞

18試比較消息隊(duì)列與管道通信機(jī)制.

a.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(chǔ)器系統(tǒng)的.

b.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)

19讀者■寫著問題描述

Varrmutex,wmutex:semaphore

readcount:integer:=0;

begin

parbegin

reader:

begin

repeat

wait(rmutex);

ifreadcount:=0thenwait(wmutex)

readcount:=readcount+1;

signal(rmutex);

Performreadoperation;

Wait(rmutex);

readcount:=readcount-1;

ifreadcount:=0thensignal(wmutex);

signal(rmutex);

untilfalse;

end

writer:

begin

repeat

wait(wmutex);

performwriteoperation;

signal(wmutex);

untilfalse;

end

parend

end

第四章調(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？

a.作業(yè)調(diào)度又稱宏觀調(diào)度或高級(jí)調(diào)度，其主要任務(wù)是按一定的原則對(duì)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.

b.進(jìn)程調(diào)度又稱微觀調(diào)度或低級(jí)調(diào)度，其主要任務(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.

c.為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量，引入了中級(jí)調(diào)度.

※中級(jí)調(diào)度：將暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程調(diào)至外存上等待（掛起），將外存上重又具備運(yùn)行條件的就緒進(jìn)程重新

調(diào)入內(nèi)存。中級(jí)調(diào)度實(shí)際上是存儲(chǔ)器管理中的對(duì)換功能.

2.在作業(yè)調(diào)度中需做出哪兩個(gè)決定？

a.接納多少個(gè)作業(yè);b.接納哪些作業(yè).

3.在剝奪調(diào)度方式中，有哪些剝奪原則？

a.時(shí)間片原則；b.優(yōu)先權(quán)原則；c.短作業(yè)（進(jìn)程）優(yōu)先原則.

4.在OS中引起進(jìn)程調(diào)度的主要因素有哪些（有待討論）

a.進(jìn)程（作業(yè)）完成或發(fā)生某時(shí)間而被阻塞.

b.時(shí)間片到.

c.優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程（作業(yè)）到來.

d.比當(dāng)前明顯短的進(jìn)程（作業(yè)）到來。

5.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？

a.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.

b.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.

6.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）

7.為什么說多級(jí)反饋隊(duì)列能較好地滿足各種用戶的需要

a.對(duì)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.

b.對(duì)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(duì)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.

c.對(duì)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.

※多級(jí)反饋隊(duì)列：設(shè)置多個(gè)就緒隊(duì)列，各隊(duì)列具有不同的優(yōu)先權(quán)。作業(yè)在隊(duì)列中按FCFS調(diào)度算法執(zhí)行固定

的時(shí)間片，未完整則轉(zhuǎn)入下一隊(duì)列。最后一個(gè)隊(duì)列中的作業(yè)采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法調(diào)度。

8.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

a.系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求；b.就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目；c.系統(tǒng)的處理能力.

9.為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度，對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)提出了哪些要求？

a.要提供必要的調(diào)度信息；

b.在調(diào)度方式上要具體情況具體分析；

c.要具有快速響應(yīng)外部中斷的能力：

d.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？

a.對(duì)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；

b.對(duì)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；

c.對(duì)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；

d.對(duì)于立即搶占(ImmediatePreemption)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

a.自調(diào)度方式；(所有處理在空閑時(shí)都可以自己從公共的進(jìn)程或線程隊(duì)列中取出一個(gè)進(jìn)程或線程

b.成組調(diào)度；(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(duì)應(yīng)

c.專用處理機(jī)分配調(diào)度方式.(將同屬與一個(gè)應(yīng)用程序一組線程分配到一組處理機(jī)上，應(yīng)用程序未結(jié)束前，

處理機(jī)專用于這組線程。

12試比較自調(diào)度和成組調(diào)度

a.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)在空鬧時(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；

b.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(duì)應(yīng)；

c.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(jí)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？

a.死鎖是指多個(gè)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)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)；

b.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；

c.必要條件是：互斥條件，請(qǐng)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？

a.解決死鎖可歸納為四種方法：預(yù)防死鎖，避免死鎖，檢測(cè)死鎖和解除死鎖；

b.其中，預(yù)防死鎖是最容易實(shí)現(xiàn)的；c.避免死鎖使資源的利用率最高.

16請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖

a.推棄”請(qǐng)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；

b.推棄"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(qǐng)求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋

放它已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)；

c.攜棄"環(huán)路等待"條件，就是將所有資源按類型排序標(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.

17在銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請(qǐng)求向量由Request0(0,2,0)改為Request0。l,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,l,0)<=Available(2,3,0);分配后可修改得一資源數(shù)據(jù)表俵略),

進(jìn)行安全性檢查，可以找到一個(gè)安全序列{Pl,P4,P3,P2,P0},或{Pl,P4,P3,P0,P2},因此，系統(tǒng)是安全的，可以立即將

資源分配給P0.

18銀行家算法

a.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Available:可利用資源向量，定義可利用的資源數(shù)目，初始值為全部資源數(shù)，隨分配和回收而動(dòng)態(tài)變化

Max:最大需求矩陣，定義對(duì)資源的最大需求

Allocation:分配矩陣，定義當(dāng)前已分配的資源數(shù)

Need:需求矩陣，定義尚需的資源數(shù)

Request:資源請(qǐng)求向量

XNeed[i,j]=Max[i,j]-Anocation[i,j]

b.算法描述

1.如果RequestiWNeed"則轉(zhuǎn)向步驟2否則認(rèn)為出錯(cuò)

2.如果RequestjWAvailable,則轉(zhuǎn)向步驟3否則表示系統(tǒng)中尚無足夠資源，R必須等待

3.系統(tǒng)試探把資源分給Pi并修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Available:=Available-Request,

Allocatiorii:=Allocationi+Request

Needj=Needj-Request

4.執(zhí)行安全性算法

Work:系統(tǒng)當(dāng)前可提供給進(jìn)程的資源數(shù)執(zhí)行算法開始時(shí)Work:=Available

Finish:系統(tǒng)是否有足夠資源分配給進(jìn)程初始值Finish:=false

a.從集合中找出滿足下列條件的進(jìn)程

Finish[i]:=false;

NeedWWork

b.進(jìn)程順利執(zhí)行直至完成，執(zhí)行下列操作

Work:=work+Allocationi

Finish[i]:=true;

gotosetp2

c.實(shí)例

A:=10,B:=5,C:=7

To時(shí)刻資源分配表

MaxAllocationNeedAvailable

進(jìn)程ABCABcABCABC

pO753010743332

pl322200122

p2902302600

p3222211011

p4433002431

To時(shí)刻一個(gè)安全序列(pl,p3,p4,pO,pO)

WorkNeedAllocationWo+Allo

進(jìn)程ABCABCABCABCFinish

pl332122200532TRUE

p3532011211743TRUE

p4743431002745TRUE

P27456003021047TRUE

pO10477430101057TRUE

19周轉(zhuǎn)時(shí)間

從昨夜提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成為止的這段時(shí)間間隔稱為作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間。作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間包括:

a.作業(yè)在外存后備隊(duì)列上等待(作業(yè))調(diào)度的時(shí)間。

b.進(jìn)程在就緒隊(duì)列上等待進(jìn)程調(diào)度的時(shí)間。

c.進(jìn)程在CPU上執(zhí)行的時(shí)間。

d.等待I/O操作完成的時(shí)間。

平均周轉(zhuǎn)時(shí)間：T=l/n[ETi]i=l…n

帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：w=TirrsiT箱系統(tǒng)提供的實(shí)際服務(wù)時(shí)間

平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間：W=l/n[ETi/Tsl]i=l...n

第五章存儲(chǔ)器管理

1.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(chǎng)合？

a.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；

b.裝入模塊的方式有：絕對(duì)裝入方式，可重定位方式和動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式；

c.絕對(duì)裝入方式適用于單道程序環(huán)境下；

d.可重定位方式適用于多道程序環(huán)境下；（不允許程序在運(yùn)行中在內(nèi)存中移動(dòng)位置）

e.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.（裝入到內(nèi)存中的地址仍是相對(duì)地址，程序真正執(zhí)行時(shí)才

進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換，需要特殊的硬件支持）

2.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

a.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；

b.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：

c.運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接是將某些目標(biāo)模塊的鏈接推遲到執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行.

3.在進(jìn)行程序鏈接時(shí)，應(yīng)完成哪些工作？

a.對(duì)相對(duì)地址進(jìn)行修改；b.變換外部調(diào)用符號(hào).

4.在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，可利用哪些分區(qū)分配算？

a.首次適應(yīng)算法；b.循環(huán)首次適應(yīng)算法；c.最佳適應(yīng)算法.

5.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.

6.為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？

a.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.

b.可在系統(tǒng)中增加一個(gè)重定位寄存器，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

間的內(nèi)存地址是相對(duì)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.

7.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）

8.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??；

b.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；

c.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)；

d.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.

9.在系統(tǒng)中引入對(duì)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.（※也是對(duì)換的定義）

10為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪兒方面功能？

a.對(duì)對(duì)換空間的管理；b.進(jìn)程的換出；c.進(jìn)程的換入.

11在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次是否都將整個(gè)進(jìn)程換出？為什么？

a.以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次都將整個(gè)進(jìn)程換出；

b.目的為了解決內(nèi)存緊張的問題，提高內(nèi)存的利用率.

12為實(shí)現(xiàn)分頁存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件支持你認(rèn)為以Intel8086,MC68000,Intel80286為芯片的微機(jī)，是否適合

于實(shí)現(xiàn)分頁管理（有待討論）

a.設(shè)置頁表寄存器，存放頁表在內(nèi)存中的始址及頁表長度

b.設(shè)置“聯(lián)想寄存器”，又叫“快表”，是具有并行查詢能力的特殊高速緩沖存儲(chǔ)器

13請(qǐng)較詳細(xì)地說明，引入分頁存儲(chǔ)管理（估計(jì)印錯(cuò)了，是分段存儲(chǔ)管理）是為了滿足用戶哪兒方面的需要

a.方便了編程；b.實(shí)現(xiàn)了分段共享；c.實(shí)現(xiàn)了分段保護(hù)；d.實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)鏈接；e.實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)增長.

14在具有快表的段頁式存儲(chǔ)管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換？

首先，必須配置一段表寄存器，在其中存放段表始址和段長TL.進(jìn)行地址變換時(shí)，先利用段號(hào)S,與段長

TL進(jìn)行比較，若S<TL,表示未越界，（若S>=TL,表示段號(hào)太大，訪問越界，產(chǎn)生越界中斷信號(hào)）于是利用段表

始址和段號(hào)來求出該段對(duì)應(yīng)的段表項(xiàng)在段表中的位置，從中求出該段的頁表始址，并利用邏輯地址中的段內(nèi)頁號(hào)

P來獲得對(duì)應(yīng)頁的頁表項(xiàng)位置，從中讀出該頁所在的物理塊號(hào)b,再用塊號(hào)b和頁內(nèi)地址構(gòu)成物理地址.

15為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)？

a.對(duì)于分頁系統(tǒng)，每個(gè)頁面是分散存儲(chǔ)的，為了實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)，則頁面之間需要一一對(duì)應(yīng)起來，為

此需要建立大量的頁表項(xiàng)；

b.而對(duì)于分段系統(tǒng)，每個(gè)段都從0開始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，這樣在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí)，只

需為所要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng)，將其中的基址與內(nèi)存地址一一對(duì)應(yīng)起來即可.

16分頁和分段有何區(qū)別？

a.分頁和分段都采用離散分配的方式，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(duì)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；而段是信息的邏輯單位，它

含有一組其意義相對(duì)完整的信息，目的是為了能更好地滿足用戶的需要；

c.頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序；

d.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.

17試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式.

a.連續(xù)分配是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的地址空間，包括單一連續(xù)分配方式和分區(qū)式分配方式，前

者將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)供操作系統(tǒng)使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最簡單的一種存儲(chǔ)方式，但只能

用