操作系統(tǒng)第二章習(xí)題答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第2章 操作系統(tǒng)用戶界面Page 362.1 什么是作業(yè)？什么是作業(yè)步？答：把在一次應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始到輸出結(jié)束，用戶要求計算機所做的有關(guān)該次全部工作稱為一個作業(yè)，從系統(tǒng)的角度看，作業(yè)則是一個比程序更廣的概念。它由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成，系統(tǒng)通過作業(yè)說明書控制文件形式的程序和數(shù)據(jù)，使之執(zhí)行和操作。而且，在批處理系統(tǒng)中，作業(yè)是搶占內(nèi)存的基本單位。也就是說，批處理系統(tǒng)以作業(yè)為單位把程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存以便執(zhí)行。作業(yè)由不同的順序相連的作業(yè)步組成。作業(yè)步是在一個作業(yè)的處理過程中，計算機所做的相對獨立的工作。例如，編輯輸入是一個作業(yè)步，它產(chǎn)生源程序文件；編譯也是一

2、個作業(yè)步，它產(chǎn)生目標代碼文件。2.2 作業(yè)由哪幾部分組成？各有什么功能？答：作業(yè)由三部分組成：程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。程序和數(shù)據(jù)完成用戶所要求的業(yè)務(wù)處理工作，系統(tǒng)通過作業(yè)說明書控制文件形式的程序和數(shù)據(jù)，使之執(zhí)行和操作。2.3 作業(yè)的輸入方式有哪幾種？各有什么特點？答：作業(yè)的輸入方式有5種：（1） 聯(lián)機輸入方式：用戶和系統(tǒng)通過交互式會話來輸入作業(yè)。（2） 脫機輸入方式：利用低檔個人計算機作為外圍處理機進行輸入處理，存儲在后援存儲器上，然后將此后援存儲器連接到高速外圍設(shè)備上和主機相連，從而在較短的時間內(nèi)完成作業(yè)的輸入工作。（3） 直接耦合方式：直接耦合方式把主機和外圍低檔機通過一個公用的大容量外存

3、直接耦合起來，從而省去了在脫機輸入中那種依靠人工干預(yù)來傳遞后援存儲器的過程。（4） SPOOLING系統(tǒng)：SPOOLING又可譯作外圍設(shè)備同時聯(lián)機操作。 在SPOOLING系統(tǒng)中，多臺外圍設(shè)備通過通道或DMA器件和主機與外存連接起來。作業(yè)的輸入輸出過程由主機中的操作系統(tǒng)控制。（5） 網(wǎng)絡(luò)輸入方式：網(wǎng)絡(luò)輸入方式以上述幾種輸入方式為基礎(chǔ)。當(dāng)用戶需要把在計算機網(wǎng)絡(luò)中某一臺主機上輸入的信息傳送到同一網(wǎng)中另一臺主機上進行操作或執(zhí)行時，就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)輸入方式2.4 試述 SPOOLING 系統(tǒng)的工作原理。答：在SPOOLING系統(tǒng)中，多臺外圍設(shè)備通過通道或DMA器件和主機與外存連接起來。作業(yè)的輸入輸出過程由

4、主機中的操作系統(tǒng)控制。操作系統(tǒng)中的輸入程序包含兩個獨立的過程，一個過程負責(zé)從外部設(shè)備把信息讀入緩沖區(qū)；另一個是寫過程, 負責(zé)把緩沖區(qū)的信息送到外存輸入井中。在系統(tǒng)輸入模塊收到作業(yè)輸入請求信號后，輸入管理模塊中的讀過程負責(zé)將信息從輸入裝置讀入緩沖區(qū)。當(dāng)緩沖區(qū)滿時，由寫過程將信息從緩沖區(qū)寫到外存輸入井中。讀過程和寫過程反復(fù)循環(huán)，直到一個作業(yè)輸入完畢。當(dāng)讀過程讀到一個硬件結(jié)束標志之后，系統(tǒng)再次驅(qū)動寫過程把最后一批信息寫入外存并調(diào)用中斷處理程序結(jié)束該次輸入。然后，系統(tǒng)為該作業(yè)建立作業(yè)控制塊 JCB，從而使輸入井中的作業(yè)進入作業(yè)等待隊列，等待作業(yè)調(diào)度程序選中后進入內(nèi)存。2.5 操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口

5、？它們的區(qū)別是什么？答：操作系統(tǒng)為用戶提供兩個接口界面。一個是系統(tǒng)為用戶提供的各種命令接口界面。用戶利用這些操作命令來組織和控制作業(yè)的執(zhí)行或管理計算機系統(tǒng)。另一個接口是系統(tǒng)調(diào)用。編程人員使用系統(tǒng)調(diào)用來請求操作系統(tǒng)提供服務(wù)。操作系統(tǒng)的命令控制界面就是用來組織和控制作業(yè)運行的。2.6 作業(yè)控制方式有哪幾種？調(diào)查你周圍的計算機的作業(yè)控制方式。答：作業(yè)控制的主要方式有兩種：聯(lián)機和脫機方式。脫機控制方式利用作業(yè)控制語言來編寫表示用戶控制意圖的作業(yè)控制程序，也就是作業(yè)說明書。作業(yè)控制語言的語句就是作業(yè)控制命令。不同的批處理系統(tǒng)提供不同的作業(yè)控制語言。聯(lián)機控制方式不要求用戶填寫作業(yè)說明書，系統(tǒng)只為用戶提供一

6、組鍵盤或其他操作方式的命令。用戶使用系統(tǒng)提供的操作命令和系統(tǒng)會話，交互地控制程序執(zhí)行和管理計算機系統(tǒng)。2.7 什么是系統(tǒng)調(diào)用？系統(tǒng)調(diào)用與一般用戶程序有什么區(qū)別？與庫函數(shù)和實用程序有什么區(qū)別？答: 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口。編程人員利用系統(tǒng)調(diào)用,在源程序一級動態(tài)請求和釋放系統(tǒng)資源，調(diào)用系統(tǒng)中已有的系統(tǒng)功能來完成那些與機器硬件部分相關(guān)的工作以及控制程序的執(zhí)行速度等。因此，系統(tǒng)調(diào)用像一個黑箱子那樣，對用戶屏蔽了操作系統(tǒng)的具體動作而只提供有關(guān)的功能。區(qū)別：系統(tǒng)調(diào)用是在核心層執(zhí)行，調(diào)用它們需要一個類似于硬件中斷處理的中斷處理機制來提供系統(tǒng)服務(wù)。2.8 簡述系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)過程。答：用戶在

7、程序中使用系統(tǒng)調(diào)用，給出系統(tǒng)調(diào)用名和函數(shù)后，即產(chǎn)生一條相應(yīng)的陷入指令，通過陷入處理機制調(diào)用服務(wù)，引起處理機中斷，然后保護處理機現(xiàn)場，取系統(tǒng)調(diào)用功能號并尋找子程序入口，通過入口地址表來調(diào)用系統(tǒng)子程序，然后返回用戶程序繼續(xù)執(zhí)行。2.9 為什么說分時系統(tǒng)沒有作業(yè)的概念？答：因為在分時系統(tǒng)中，每個用戶得到的時間片有限，用戶的程序和數(shù)據(jù)信息直接輸入到內(nèi)存工作區(qū)中和其他程序一起搶占系統(tǒng)資源投入運行，而不必進入外存輸入井等待作業(yè)調(diào)度程序選擇。因此，分時系統(tǒng)沒有作業(yè)控制表，也沒有作業(yè)調(diào)度程序。2.10 Linux操作系統(tǒng)為用戶提供哪些接口？試舉例說明。答：操作系統(tǒng)為用戶提供兩種接口，即面向操作命令的借口She

8、ll和面向編程用戶的接口，即系統(tǒng)調(diào)用。常見的Shell命令如：login,logout,vi,emacs,cp,rm,ls,cc,link,adduser,chowm,chmod,service,pgrep等;常見的系統(tǒng)調(diào)用如：read,write,openg,close,creat,mount,fork,wait,exit,socket等。 2.11 編寫一個簡單的 Shell 程序，完成一個已有數(shù)據(jù)文件的復(fù)制和打印。 答: # .xt02cplp.sh # copy file cat copy.c > copy.bak # print file cat copy.c > /de

9、v/lp2.12 用Linux文件讀寫的相關(guān)系統(tǒng)調(diào)用，編寫一個copy程序。答：/ homeosxt02copy.c/ usage copy src dst#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#define BUFSIZE 8192int main(int argc,char* argv) printf("argv0

10、: %sn",argv0); printf("argv1 : %sn",argv1); printf("argv2 : %sn",argv2); if (argc!=3) printf("nusage : copy src dst n"); return -1; int src,dst; char bufBUFSIZE; int n; src = open(argv1,O_RDONLY); dst = open(argv2,O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,S_IRUSR | S_IWUSR | S_IX

11、USR); while (n=read(src,buf,BUFSIZE) > 0 ) if (write(dst,buf,n)!=n) printf("write error !"); if (n<0) printf("read error !"); close(src); close(dst); printf("nSuccess !n"); exit(0);2.13 略第3章 進程管理Page 8.33.10 設(shè)在書 3.6節(jié)中所描述的生產(chǎn)者-消費者問題中，其緩沖部分為m個長度相等的有界緩沖區(qū)組成，且每次傳輸數(shù)據(jù)長度等于

12、有界緩沖區(qū)長度，以及生產(chǎn)者和消費者可對緩沖區(qū)同時操作。重新描述發(fā)送過程deposit(data)和接收過程remove(data)。答：1：設(shè)第i塊緩沖區(qū)的公用信號量為mutexi,保證生產(chǎn)者進程和消費者進程對同一塊緩沖區(qū)操作的互斥，初始值為1。2：設(shè)信號量 avail 為生產(chǎn)者進程的私有信號量，初始值為m。3: 設(shè)信號量 full 為消費者進程的私有信號量，初始值為0。Deposit(data)Begin P(avail) 選擇一個空緩沖區(qū) bufi P(mutexi) bufi ß data V(full) V(Mutexi)EndRemove（data）Begin P(full

13、) 選擇一個滿緩沖區(qū) bufi P(mutexi) Data ß bufi V(avail) V(Mutexi)End3.11 兩進程PA，PB通過兩FIFO緩沖區(qū)隊列連接（如圖），每個緩沖區(qū)長度等于傳送消息長度。進程PA，PB之間的通信滿足如下條件：(1) 至少有一個空緩沖區(qū)存在時，相應(yīng)的發(fā)送進程才能發(fā)送一個消息。(2) 當(dāng)緩沖隊列中至少存在一個非空緩沖區(qū)時，相應(yīng)的接收進程才能接收一個消息。(3) 接受與發(fā)送進程可以同時操作緩沖區(qū)隊列。試描述發(fā)送過程send(i,data)和接收過程receive(i,data)。這里i代表緩沖隊列。答：1：定義數(shù)組 buf0(圖中上面的緩沖區(qū))，

14、buf1(圖中下面的緩沖區(qū))2：設(shè) bufempty0,buffull1 為PA的私有信號量，初始值分別為n，03：設(shè) bufempty1,buffull0 為PB的私有信號量，初始值分別為n，0send(i,data)begin P(bufemptyi) 按FIFO方式選擇一個空緩沖區(qū) bufij Bufij ß data V(buffulli);Endremove(i,data)begin P(buffulli) 按FIFO方式選擇一個滿緩沖區(qū) bufij Bufij ß data V(bufemptyi);End3.14 設(shè)有5個哲學(xué)家，共享一張放有五把椅子的桌子，每

15、人分得一把椅子。但是，桌子上總共只有5支筷子，在每人兩邊分開各放一支。哲學(xué)家們在肚子饑餓時才試圖分兩次從兩邊拾起筷子就餐。條件：(1) 只有拿到兩支筷子時，哲學(xué)家才能吃飯。(2) 如果筷子已在他人手上，則該哲學(xué)家必須等待到他人吃完之后才能拿到筷子。(3) 任一哲學(xué)家在自己未拿到兩支筷子吃飯之前，決不放下自己手中的筷子。試:(1)描述一個保證不會出現(xiàn)兩個鄰座同時要求吃飯的通信算法。(2)描述一個既沒有兩鄰座同時吃飯，又沒有人餓死（永遠拿不到筷子）的算法。(3) 在什么情況下，5 個哲學(xué)家全部吃不上飯？ 答：（1） 設(shè)信號量c0c4,初始值為1，分別表示第i號筷子（i= 0,1,2,3,4）。sendi: 第 I 個哲學(xué)家要吃飯begin P(ci) /左手邊的筷子 P(ci+1 mod 5) /右手邊的筷子 吃飯 V(ci+1 mod 5) V(ci)End(2)解決思路：奇數(shù)號的哲學(xué)