操作系統(tǒng)教程習(xí)題解答

操作系統(tǒng)教程課后習(xí)題參考答案習(xí)題一習(xí)題二習(xí)題三習(xí)題四 習(xí)題五習(xí)題六習(xí)題一1設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的主要目的是什么？設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的目的是：（1）從系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)來(lái)看，設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)是為了合理地去組織計(jì)算機(jī)工作流程，管理和分配計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件及軟件資源，使之能為多個(gè)用戶所共享。因此，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)資源的管理者。（2）從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看，設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)是為了給用戶使用計(jì)算機(jī)提供一個(gè)良好的界面，以使用戶無(wú)需了解許多有關(guān)硬件和系統(tǒng)軟件的細(xì)節(jié)，就能方便靈活地使用計(jì)算機(jī)。2操作系統(tǒng)的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？(1) 方便用戶使用：操作系統(tǒng)通過(guò)提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的友好界面來(lái)方便用戶使用。(2) 擴(kuò)展機(jī)器功能：操作系統(tǒng)通過(guò)擴(kuò)充硬件功能和提供新的服務(wù)來(lái)擴(kuò)展機(jī)器功能。(3) 管理系統(tǒng)資源：操作系統(tǒng)有效地管理系統(tǒng)中的所有硬件和軟件資源，使之得到充分利用。(4) 提高系統(tǒng)效率：操作系統(tǒng)合理組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以改進(jìn)系統(tǒng)性能和提高系統(tǒng)效率。(5)構(gòu)筑開(kāi)放環(huán)境：操作系統(tǒng)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造一個(gè)開(kāi)放環(huán)境。其含義主要是指：遵循有關(guān)國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，支持體系結(jié)構(gòu)的可伸縮性和可擴(kuò)展性；支持應(yīng)用程序在不同平臺(tái)上的可移植性和互操作性。3試敘述脫機(jī)批處理和聯(lián)機(jī)批處理工作過(guò)程（1）聯(lián)機(jī)批處理工作過(guò)程用戶上機(jī)前，需向機(jī)房的操作員提交程序、數(shù)據(jù)和一個(gè)作業(yè)說(shuō)明書(shū)，后者提供了用戶標(biāo)識(shí)、用戶想使用的編譯程序以及所需的系統(tǒng)資源等基本信息。這些資料必須變成穿孔信息， （例如穿成卡片的形式） ，操作員把各用戶提交的一批作業(yè)裝到輸入設(shè)備上（若輸入設(shè)備是讀卡機(jī)，則該批作業(yè)是一疊卡片） ，然后由監(jiān)督程序控制送到磁帶上。之后，監(jiān)督程序自動(dòng)輸入第一個(gè)作業(yè)的說(shuō)明記錄，若系統(tǒng)資源能滿足其要求，則將該作業(yè)的程序、數(shù)據(jù)調(diào)入主存，并從磁帶上調(diào)入所需要的編譯程序。編譯程序?qū)⒂脩粼闯绦蚍g成目標(biāo)代碼，然后由連接裝配程序把編譯后的目標(biāo)代碼及所需的子程序裝配成一個(gè)可執(zhí)行的程序，接著啟動(dòng)執(zhí)行。計(jì)算完成后輸出該作業(yè)的計(jì)算結(jié)果。一個(gè)作業(yè)處理完畢后，監(jiān)督程序又可以自動(dòng)地調(diào)下一個(gè)作業(yè)處理。重復(fù)上述過(guò)程，直到該批作業(yè)全部處理完畢。（2）脫機(jī)批處理系統(tǒng)脫機(jī)批處理系統(tǒng)由主機(jī)和衛(wèi)星機(jī)組成，如下圖所示。衛(wèi)星機(jī)又稱外圍計(jì)算機(jī)，它不與主機(jī)直接連接，只與外部設(shè)備打交道。衛(wèi)星機(jī)負(fù)責(zé)把輸入機(jī)上的作業(yè)逐個(gè)轉(zhuǎn)輸?shù)捷斎氪艓?，?dāng)主機(jī)需要輸入作業(yè)時(shí)，就把輸入帶與主機(jī)連上。主機(jī)從輸入帶上調(diào)入作業(yè)并運(yùn)行，計(jì)算完成后，輸出結(jié)果到輸出磁帶上，再由衛(wèi)星機(jī)負(fù)責(zé)把輸出帶上的信息進(jìn)行輸出。在這樣的系統(tǒng)中，主機(jī)和衛(wèi)星機(jī)可以并行操作，二者分工明確，可以充分發(fā)揮主機(jī)的高速計(jì)算能力。4分時(shí)系統(tǒng)的特征是什么？（1）同時(shí)性。允許在一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)聯(lián)接多臺(tái)聯(lián)機(jī)終端，系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)。宏觀上，是多個(gè)用戶同時(shí)工作，共享系統(tǒng)資源；而微觀上，則是每個(gè)用戶作業(yè)輪流運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片。它提高了資源利用率，從而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)更廣泛的應(yīng)用。（2）獨(dú)立性。每個(gè)用戶各占一個(gè)終端，彼此獨(dú)立操作，互不干擾。因此，用戶會(huì)感覺(jué)到就像他一人獨(dú)占主機(jī)。（3）及時(shí)性。用戶的請(qǐng)求能在很短時(shí)間內(nèi)獲得響應(yīng)，此時(shí)間隔是以人們所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定的，通常為 2-3 秒鐘。（4）交互性。用戶可通過(guò)終端與系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的人機(jī)對(duì)話。其廣泛性表現(xiàn)在：用戶可以請(qǐng)求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理和資源共享等。5何謂多道程序設(shè)計(jì)？敘述它的主要特征和優(yōu)點(diǎn)。多道程序設(shè)計(jì)是一種軟件技術(shù)，該技術(shù)使同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)主存的幾個(gè)相互獨(dú)立的程序在管理程序控制之下相互交替地運(yùn)行。當(dāng)某道程序因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行下去時(shí)（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)） ，管理程序便將另一道程序投入運(yùn)行。這樣可以使中央處理器及各外部設(shè)備盡量處于忙碌狀態(tài)，從而大大提高計(jì)算機(jī)的使用效率。在單處理器系統(tǒng)中，多道程序運(yùn)行的特征是：（1）多道：即計(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。（2）宏觀上并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。（3）微觀上串行：從微觀上看，主存中的多道程序輪流地或分時(shí)地占用處理器，即多道程序交替執(zhí)行。引入多道程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可提高 CPU 的利用率；（2）可提高主存和 I/O 設(shè)備利用率；（3）可增加系統(tǒng)吞吐量；6實(shí)現(xiàn)多道程序應(yīng)解決哪些問(wèn)題？為使系統(tǒng)中的多道程序能協(xié)調(diào)地運(yùn)行，必須解決以下一些問(wèn)題：（1）并行運(yùn)行的程序要共享計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件資源，既有對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)，但又必須相互同步。因此同步與互斥機(jī)制成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。（2）多道程序的增加，出現(xiàn)了主存不夠用的問(wèn)題，提高主存的使用效率也成為關(guān)鍵。因此出現(xiàn)了諸如覆蓋技術(shù)、對(duì)換技術(shù)和虛擬存儲(chǔ)技術(shù)等主存管理技術(shù)。（3）多道程序存在于主存，為了保證系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)和各用戶程序存儲(chǔ)區(qū)的安全可靠，提出了主存保護(hù)的要求。7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)的特征是：輸出帶 輸出帶讀卡機(jī)穿卡機(jī)衛(wèi)星機(jī)輸入帶 輸入帶主機(jī)（1）自動(dòng)性。在順利的情況下，在磁帶上的一批作業(yè)能自動(dòng)地逐個(gè)作業(yè)依次運(yùn)行，而無(wú)須人工干預(yù)。（2）順序性。磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入主存，各道作業(yè)完成的順序與它們進(jìn)入主存的順序之間，在正常情況下應(yīng)當(dāng)完全相同，亦即先調(diào)入主存的作業(yè)先完成。（3）單道性。主存中僅有一道程序并使之運(yùn)行，即監(jiān)督程序每次從磁帶上只調(diào)入一道程序進(jìn)入主存運(yùn)行，僅當(dāng)該程序完成或發(fā)生異常情況時(shí)，才調(diào)入其后繼程序進(jìn)入主存運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是：作業(yè)運(yùn)行期間占有所有資源，運(yùn)算速度較快。其缺點(diǎn)是：CPU、主存和 I/O 設(shè)備資源利用率低；系統(tǒng)吞吐量低；多道程批處理系統(tǒng)的特征是：（1）多道：即計(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。（2）宏觀上并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。（3）微觀上串行：從微觀上看，主存中的多道程序輪流地或分時(shí)地占用處理器，即多道程序交替執(zhí)行。其優(yōu)點(diǎn)是：可提高 CPU、主存和 I/O 設(shè)備利用率；可增加系統(tǒng)吞吐量；其缺點(diǎn)是：每個(gè)作業(yè)占用內(nèi)存相對(duì)減少；作業(yè)交替運(yùn)行需要時(shí)間切換；競(jìng)爭(zhēng)資源會(huì)導(dǎo)致死鎖和安全問(wèn)題，等。8為什么要引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？60 年代中期計(jì)算機(jī)進(jìn)入第三代，計(jì)算機(jī)的性能和可靠性有了很大提高，造價(jià)亦大幅度下降，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、信息實(shí)時(shí)處理等領(lǐng)域，需要保證及時(shí)響應(yīng)、快速處理、高可靠性和安全性，而不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率。一般操作系統(tǒng)不能達(dá)到這些要求。而針對(duì)實(shí)時(shí)處理的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是以在允許的時(shí)間范圍之內(nèi)做出響應(yīng)為特征的并具有高可靠性和安全性。它要求計(jì)算機(jī)對(duì)于外來(lái)信息能以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在被控對(duì)象允許時(shí)間范圍內(nèi)作出快速響應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間要求在秒級(jí)、毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)或更小。實(shí)時(shí)系統(tǒng)是較少有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，僅當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別到了違反系統(tǒng)規(guī)定的限制或本身發(fā)生故障時(shí)，才需要人為干預(yù)。9操作系統(tǒng)具有哪幾大特征？雖然不同的操作系統(tǒng)各有自己的特征，但它們也都具有以下四個(gè)基本特征：（1）并發(fā)并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指宏觀上在一段時(shí)間內(nèi)多道程序在同時(shí)運(yùn)行。但在單處理器系統(tǒng)中，每一時(shí)刻僅能執(zhí)行一道程序，故微觀上這些程序是在交替執(zhí)行的。（2）共享所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供主存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。由于資源的屬性不同，故多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的共享方式也不同。并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征，它們又是互為存在條件。一方面，資源共享是以程序（進(jìn)程）的并發(fā)執(zhí)行為條件；若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問(wèn)題。另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)施有效管理，則也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無(wú)法并發(fā)執(zhí)行。（3）虛擬操作系統(tǒng)中的所謂“虛擬”是指通過(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。物理實(shí)體（前者）是實(shí)的，即實(shí)際存在的，而后者是虛的，是用戶感覺(jué)上的東西。（4）異步性在多道程序環(huán)境下，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，但由于資源等因素的限制，通常進(jìn)程的執(zhí)行并非“一氣呵成” ，而是以“走走停停”的方式運(yùn)行，即進(jìn)程是以異步方式運(yùn)行的。盡管如此，但只要運(yùn)行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運(yùn)行，都會(huì)獲得完全相同的結(jié)果，因此，異步運(yùn)行方式是允許的。10主存管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？ 存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境，方便用戶使用存儲(chǔ)器，提高存儲(chǔ)器的利用率，以及能從邏輯上來(lái)擴(kuò)充主存。為此，存儲(chǔ)管理應(yīng)具有以下功能：（1）主存分配與回收；（2）地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)；（2）主存的共享與保護(hù)；（3）主存擴(kuò)充。11處理器管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？處理器管理的主要任務(wù)是對(duì)處理器進(jìn)行分配，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。對(duì)處理器的管理和調(diào)度可歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程和線程的管理和調(diào)度。它包括以下幾方面功能：（1）進(jìn)程控制和管理；（2）進(jìn)程同步和互斥；（3）進(jìn)程通信；（4）進(jìn)程死鎖；（5）線程控制和管理；（6）處理器調(diào)度。12設(shè)備管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理各種外部設(shè)備，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；方便用戶使用 I/O 設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，設(shè)備管理應(yīng)具有以下主要功能：（1）提供設(shè)備控制處理；（2）提供緩沖區(qū)管理；（3）提供設(shè)備獨(dú)立性；（4）實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分配與回收；（5）實(shí)現(xiàn)共享設(shè)備的驅(qū)動(dòng)調(diào)度；（6）實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備。13文件管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？文件管理的主要任務(wù)是對(duì)用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行有效管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。為此，文件管理應(yīng)具有以下主要功能：（1）提供文件的邏輯組織方法；（2）提供文件的物理組織方法；（3）提供文件的存取和使用方法；（4）提供文件的目錄管理；（5）實(shí)現(xiàn)文件的共享和保護(hù)；（6）實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)空間管理。14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。在交互性方面，分時(shí)系統(tǒng)的交互性強(qiáng)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)的交互性弱，因?yàn)榻换バ詮?qiáng)很能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)速度快和高可靠性的要求。在及時(shí)性方面，實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求快速響應(yīng)而及時(shí)性強(qiáng)，分時(shí)系統(tǒng)相比較及時(shí)性較差。在可靠性方面，實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求高可靠性而可靠性強(qiáng)，分時(shí)系統(tǒng)相比較可靠性較差。15是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？在多道程序環(huán)境下，允許多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，但由于資源數(shù)量有限而每個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中需要競(jìng)爭(zhēng)資源，導(dǎo)致進(jìn)程的執(zhí)行并非“一氣呵成” ，而是以“走走停?！钡姆绞竭\(yùn)行，即進(jìn)程是以異步方式運(yùn)行的。主存中的每個(gè)進(jìn)程在何時(shí)執(zhí)行，何時(shí)暫停，以怎樣的速度向前推進(jìn)，每道程序總共需多少時(shí)間才能完成，都是不可預(yù)知的。很可能是先進(jìn)入主存的作業(yè)后完成，而后進(jìn)入主存的作業(yè)先完成。16試說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的操作系統(tǒng)既要為本機(jī)用戶提供簡(jiǎn)便、有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源的手段，又要為網(wǎng)絡(luò)用戶使用本機(jī)資源提供服務(wù)。為此，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具備一般操作系統(tǒng)應(yīng)具有的處理器管理、存儲(chǔ)區(qū)管理、設(shè)備管理，文件管理等功能模塊之外，還要增加網(wǎng)絡(luò)功能模塊，主要應(yīng)具有下述五方面的功能：（1）網(wǎng)絡(luò)通信這是網(wǎng)絡(luò)最基本的功能，其任務(wù)是在源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸。（2）網(wǎng)絡(luò)資源管理對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的共享資源（硬件與軟件）實(shí)施有效的管理，協(xié)調(diào)各用戶對(duì)共享資源的使用，保證數(shù)據(jù)的安全性和一致性。（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)這是在前兩個(gè)功能的基礎(chǔ)上，為了方便用戶而直接向用戶提供的多種有效服務(wù)。例如：電子郵件服務(wù)、共享打印服務(wù)、共享硬盤服務(wù)等。（4）網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理最基本的任務(wù)是安全管理。比如，通過(guò)“存取控制”來(lái)確保存取數(shù)據(jù)的安全性；通過(guò)“容錯(cuò)技術(shù)”來(lái)保證系統(tǒng)故障時(shí)數(shù)據(jù)的安全性。此外，還應(yīng)能對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便為提高網(wǎng)絡(luò)性能、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和記帳等提供必要的信息。（5）互操作能力在 90 年代后推出的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，提供了一定范圍的互操作能力。所謂互操作，在客戶/服務(wù)器模式的局域網(wǎng)環(huán)境下，是指連接在服務(wù)器上的多種客戶機(jī)和主機(jī)，不僅能與服務(wù)器通信，而且還能以透明的方式訪問(wèn)服務(wù)器上的文件系統(tǒng)；而在互連網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互操作，是指不同網(wǎng)絡(luò)間的客戶機(jī)不僅能通信，而且也能以透明的方式，訪問(wèn)其它網(wǎng)絡(luò)中的文件服務(wù)器。17試比較網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與分布式操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施將物理上分散的、具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)主機(jī)都有操作系統(tǒng)，它為用戶程序運(yùn)行提供服務(wù)。當(dāng)某一主機(jī)聯(lián)網(wǎng)使用時(shí)，該系統(tǒng)就要同網(wǎng)絡(luò)中更多的系統(tǒng)和用戶交往，這個(gè)操作系統(tǒng)的功能就要擴(kuò)充，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)既要為本機(jī)用戶提供簡(jiǎn)便、有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源的手段，又要為網(wǎng)絡(luò)用戶使用本機(jī)資源提供服務(wù)。為此，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具備一般操作系統(tǒng)應(yīng)具有的功能模塊之外，還要增加網(wǎng)絡(luò)功能模塊，主要應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、.網(wǎng)絡(luò)管理、互操作能力等。一個(gè)分布式系統(tǒng)就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的若干計(jì)算機(jī)的集合。這些計(jì)算機(jī)都有自己的局部存貯器和外部設(shè)備。它們既可以獨(dú)立工作（自治性） ，亦可合作工作。在這個(gè)系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)可以并行操作且有多個(gè)控制中心，即具有并行處理和分布控制的功能。分布式系統(tǒng)是一個(gè)一體化的系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)中有一個(gè)全局的操作系統(tǒng)稱為分布式操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的資源分配和調(diào)度、任務(wù)劃分、信息傳輸、控制協(xié)調(diào)等工作，并為用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的界面、標(biāo)準(zhǔn)的接口。用戶通過(guò)這一界面實(shí)現(xiàn)所需的操作和使用系統(tǒng)資源。至于操作定在哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行或使用哪臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源則是系統(tǒng)的事，用戶是不用知道的，也就是說(shuō)系統(tǒng)對(duì)用戶是透明的。習(xí)題二1 解釋程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行。程序是指令的有序集合，是一個(gè)在時(shí)間上按嚴(yán)格次序前后相繼的操作序列，僅當(dāng)前一操作執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后繼操作。程序體現(xiàn)了編程人員要求計(jì)算機(jī)完成的功能所應(yīng)該采取的順序步驟。程序的順序執(zhí)行具有順序性、封閉性、可再現(xiàn)性特點(diǎn)，其執(zhí)行結(jié)果與它的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)（即與時(shí)間無(wú)關(guān)） ，而只與初始條件有關(guān)。只要給定相同的輸入條件，程序重復(fù)執(zhí)行一定會(huì)得到相同的結(jié)果。并發(fā)執(zhí)行是為了增強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理能力和提高資源利用率所采取的一種同時(shí)操作技術(shù)。程序的并發(fā)執(zhí)行是一組在邏輯上互相獨(dú)立的程序或程序段在執(zhí)行過(guò)程中其執(zhí)行時(shí)間在客觀上互相重疊，即一個(gè)程序段的執(zhí)行尚未結(jié)束，另一個(gè)程序段的執(zhí)行已經(jīng)開(kāi)始的執(zhí)行方式。2程序并發(fā)執(zhí)行為什么會(huì)產(chǎn)生間斷性？程序并發(fā)執(zhí)行為何會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享資源或?yàn)橥瓿赏豁?xiàng)任務(wù)而相互合作，致使在并發(fā)程序之間形成了相互制約的關(guān)系。一旦使某程序暫停的因素消失，則程序便可恢復(fù)執(zhí)行。簡(jiǎn)言之，相互制約將導(dǎo)致并發(fā)程序具有“執(zhí)行暫停執(zhí)行”這種間斷性的活動(dòng)規(guī)律。程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因此這些資源的狀態(tài)將由多個(gè)程序來(lái)改變，致使程序的運(yùn)行已失去了封閉性。這樣，某程序在執(zhí)行時(shí)，必然會(huì)受到其它程序的影響。例如，當(dāng)處理器資源被其它程序占有時(shí)，某程序必須等待。程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于失去了封閉性，其執(zhí)行結(jié)果已與并發(fā)程序的執(zhí)行速度有關(guān)，從而使程序失去了可再現(xiàn)性，亦即，程序經(jīng)過(guò)多次執(zhí)行后，雖然其執(zhí)行時(shí)的環(huán)境和初始條件都相同，但得到的結(jié)果卻可能各不相同。3何謂進(jìn)程？它有哪些基本狀態(tài)？列舉使進(jìn)程狀態(tài)發(fā)生變化的事件。進(jìn)程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行過(guò)程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的基本單位。進(jìn)程有就緒、執(zhí)行、等待三個(gè)基本狀態(tài)。例如，處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚砥骱?，該進(jìn)程便由就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換為執(zhí)行狀態(tài)。正在執(zhí)行的進(jìn)程因訪問(wèn) I/O 設(shè)備而無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，就釋放處理器轉(zhuǎn)換為等待狀態(tài)。因訪問(wèn) I/O 設(shè)備正在等待的進(jìn)程在訪問(wèn) I/O 設(shè)備結(jié)束后，就由等待狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)。正在執(zhí)行的進(jìn)程，如因時(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)。4試比較進(jìn)程和程序的區(qū)別。程序是指令的有序集合，是一個(gè)在時(shí)間上按嚴(yán)格次序前后相繼的操作序列，僅當(dāng)前一操作執(zhí)行完后，才能執(zhí)行后繼操作，它是一個(gè)靜態(tài)的概念進(jìn)程是可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行過(guò)程，它是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的基本單位。進(jìn)程和程序是兩個(gè)截然不同的概念。進(jìn)程具有以下五個(gè)基本特征：（1）動(dòng)態(tài)性進(jìn)程既然是進(jìn)程實(shí)體的執(zhí)行過(guò)程，因此，動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性。其表現(xiàn)為：“它由創(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” ?？梢?jiàn)，進(jìn)程有一定的生命期。而程序只是一組有序指令的集合，并存放在某種介質(zhì)上，本身并無(wú)運(yùn)動(dòng)的含義，因此，程序是個(gè)靜態(tài)實(shí)體。（2）并發(fā)性并發(fā)性是指多個(gè)進(jìn)程實(shí)體，同存于主存中，能在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行。并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也成為操作系統(tǒng)的重要特征。引入進(jìn)程的目的也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。凡未建立進(jìn)程的程序，都不能作為一個(gè)獨(dú)立的單位參加運(yùn)行。進(jìn)程與程序并非是一一對(duì)應(yīng)的，一個(gè)程序運(yùn)行在不同的數(shù)據(jù)集上就構(gòu)成不同的進(jìn)程。（4）異步性這是指進(jìn)程按各自獨(dú)立的、不可預(yù)知的速度向前推進(jìn)；或者說(shuō)，進(jìn)程按異步方式運(yùn)行。正是這一特征，將導(dǎo)致程序執(zhí)行的不可再現(xiàn)性。因此，在操作系統(tǒng)中必須采取某種措施來(lái)保證各程序之間能協(xié)調(diào)運(yùn)行。（5）結(jié)構(gòu)特征從結(jié)構(gòu)上看，進(jìn)程實(shí)體是由程序段、數(shù)據(jù)段及進(jìn)程控制塊三部分組成，有人把這三部分統(tǒng)稱為“進(jìn)程映像” 。5試說(shuō)明 PCB 的作用？為什么說(shuō) PCB 是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)也只有一個(gè)進(jìn)程控制塊（Process Control Block,簡(jiǎn)稱 PCB） ，進(jìn)程控制塊是操作系統(tǒng)用于記錄和刻畫(huà)進(jìn)程狀態(tài)及有關(guān)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也是操作系統(tǒng)控制和管理進(jìn)程的主要依據(jù)，它包括了進(jìn)程執(zhí)行時(shí)的情況，以及進(jìn)程讓出處理器后所處的狀態(tài)、斷點(diǎn)等信息。進(jìn)程控制塊的作用，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)能與其它進(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(guò)其 PCB 對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的，亦即，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(shuō)，PCB 是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。6在進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理器狀態(tài)信息主要有哪些？當(dāng)進(jìn)程由于某種原因讓出處理器時(shí)，把與處理器有關(guān)的各種現(xiàn)場(chǎng)信息保留下來(lái)，以便該進(jìn)程在重新獲得處理器后能把保留的現(xiàn)場(chǎng)信息重新置入處理器的相關(guān)寄存器中繼續(xù)執(zhí)行。通常被保留的現(xiàn)場(chǎng)信息有通用寄存器內(nèi)容、控制寄存器內(nèi)容以及程序狀態(tài)字寄存器內(nèi)容等。7試說(shuō)明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件。進(jìn)程控制的基本功能之一是能創(chuàng)建各種新的進(jìn)程，這些新進(jìn)程是一個(gè)與現(xiàn)有進(jìn)程不同的實(shí)體。例如，在系統(tǒng)生成時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)建一些必需的、承擔(dān)系統(tǒng)資源分配和管理工作的系統(tǒng)進(jìn)程；對(duì)于用戶作業(yè)，每當(dāng)調(diào)入系統(tǒng)時(shí)，由操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序?yàn)樗鼊?chuàng)建相應(yīng)的進(jìn)程；在層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，允許一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建一些新進(jìn)程，以完成一些可以并行的工作。8試說(shuō)明引起進(jìn)程撤銷的主要事件。進(jìn)程控制的基本功能之一是能撤銷進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程可能因?yàn)樗瓿闪怂概傻墓ぷ鞫＝K止需撤銷，或由于一個(gè)錯(cuò)誤而非正常終止需撤銷；一個(gè)進(jìn)程也可能由于其祖先進(jìn)程的要求被終止需撤銷。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程要撤銷其它進(jìn)程時(shí)可采用不同的方式，既可撤銷具有指定標(biāo)識(shí)符的進(jìn)程，又可撤銷一個(gè)優(yōu)先級(jí)中的所有進(jìn)程。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程被撤銷時(shí)，它必須從系統(tǒng)隊(duì)列中移出，釋放并歸還所有系統(tǒng)資源，同時(shí)還要審查該進(jìn)程是否有子孫進(jìn)程，若有的話一起予以撤銷。9試說(shuō)明引起進(jìn)程阻塞或喚醒的主要事件是什么？有了創(chuàng)建原語(yǔ)和撤銷原語(yǔ)，雖然進(jìn)程可以從無(wú)到有、從存在到消亡而變化，但還不