操作系統(tǒng)課后題練習(xí)答案

答

練習(xí)答：。答沒有任何軟件支持的計(jì)算機(jī)稱為機(jī)即使其硬件功能再強(qiáng)也必定是難于使用的。而實(shí)際呈現(xiàn)在用戶面前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是經(jīng)過若干層軟件改造的計(jì)算機(jī)機(jī)位于最里層，它的外面是操作系統(tǒng)，經(jīng)過操作系統(tǒng)提供的資源管理功能和方便用戶的各種服務(wù)功能，將機(jī)擬機(jī)（VirtualMachine。什么是操作系統(tǒng)？它有哪些基本功能與基本請敘述并發(fā)和并行兩個(gè)概念的區(qū)什么是多道程序設(shè)計(jì)?在操作系統(tǒng)中使用這種技術(shù)有什么CPU的利用率。各道程序是輪流占用一個(gè)CPU（系統(tǒng)吞吐量是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)完成的總工作量答："多道"是指在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)可以存放多道作業(yè):"批處理"是指用戶與作業(yè)之間沒有業(yè)可以隨時(shí)被接受進(jìn)入系統(tǒng),首先存放在外存緩沖器中,形成一個(gè)作業(yè)隊(duì)列,OS按照一定分時(shí)系統(tǒng)是指多個(gè)用戶同一臺計(jì)算機(jī),它將計(jì)算機(jī)的處理機(jī)在時(shí)間上分割成很（多路性（獨(dú)占性實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有性不同的實(shí)時(shí)系統(tǒng)用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域它有三種典型的應(yīng)用形式，即：過程控制系統(tǒng)（如工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制、發(fā)射自動(dòng)控制、信息查詢系統(tǒng)（如倉庫管理系統(tǒng)、資料查詢系統(tǒng)）和事務(wù)處理系統(tǒng)（如飛機(jī)訂票系統(tǒng)、銀行管理系統(tǒng)。在分時(shí)系統(tǒng)中響應(yīng)時(shí)間與哪些因答：主要與聯(lián)機(jī)的終端數(shù)目、時(shí)間片的長短、CPU網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)最基本的功能是什么？它最使你感的是什么？分布式操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有什么不同（1）操作系統(tǒng)發(fā)展的動(dòng)力是什么？你對21）8提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源利用率的需要。多用戶共套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，必須提計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中“引導(dǎo)程序”的主要功能是什么簡述主器與輔助器的作用和特點(diǎn)答：主器的作用是存放指令和數(shù)據(jù)，并能由處理器直接的唯一空間，任何程序和數(shù)據(jù)都必須裝入主存后才能執(zhí)行。內(nèi)存是易失性設(shè)備，當(dāng)?shù)綦娀蛴衅渌蜉o助器用它來作為內(nèi)存的擴(kuò)充，并能夠永久性地大量的數(shù)據(jù)雙重工作模式的思想是什么？為什么要這樣。只有操作系統(tǒng)才能執(zhí)行全部指令（指令和非指令，而一般用戶只能執(zhí)行非特權(quán)指令，否則會導(dǎo)致執(zhí)行指令而產(chǎn)生保護(hù)中斷指令的規(guī)定既保障了系統(tǒng)的安全，也使得操作系統(tǒng)擁有了對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟、硬件資源的控制權(quán)和管理。。陷入與中斷之間的區(qū)別是什么？各自有什么答：陷入與中斷之間的主要區(qū)別是：陷入的中斷來自CPU的內(nèi)部，而中斷的中斷CPU外部。中斷的用途：它能使CPU在運(yùn)行過對外部事件發(fā)出的中斷請求及時(shí)地進(jìn)行處CPU原來的工作。系統(tǒng)調(diào)用的用途是什么？它與過程調(diào)用的主要區(qū)別是什用戶程序或其它系統(tǒng)程序通過系統(tǒng)調(diào)用就可以系統(tǒng)資源，調(diào)用操作系統(tǒng)功能，而不必了采用層次式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是，列成若干層次，各層次之間只能是單向依賴或單向調(diào)用關(guān)系，即低層為服務(wù)可以，采用微內(nèi)核的方法設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)OS最基本的功能的部分，使得操作系統(tǒng)部分很小，這樣可以提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)Ⅱ單項(xiàng)選題 Ⅲ思考 練習(xí)答進(jìn)程是一個(gè)可并發(fā)執(zhí)行的具有獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行過程，也是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的獨(dú)立單位。在多道程序環(huán)境下，程序的并發(fā)執(zhí)行代替了程序的順序執(zhí)行，資源共享和競爭又導(dǎo)致并發(fā)程序之間的相互制約性，使得系統(tǒng)中運(yùn)行的程序是處于走走停停的狀態(tài)之中，當(dāng)一個(gè)程序獲得處理機(jī)后向前推進(jìn)，當(dāng)它需要某種資源而未得到時(shí)只好停下來，以后得到所申請資源時(shí)再繼續(xù)前進(jìn)?；凇俺绦颉边@個(gè)靜態(tài)概念已不能完整、有效地描述并發(fā)程序在內(nèi)存中的運(yùn)行狀態(tài)。因此，為了實(shí)現(xiàn)程序在多道程序環(huán)境下的并發(fā)執(zhí)行，必須引入一個(gè)能確切描述并反映并發(fā)過程的新概念—進(jìn)程，以便從變化的角度動(dòng)態(tài)地研究程序的執(zhí)行。進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的概念，程序是靜態(tài)的概念。程序是指令代碼的有序集合；進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過程，它能動(dòng)態(tài)的被創(chuàng)建、調(diào)度執(zhí)行，執(zhí)行后消亡。進(jìn)程是暫時(shí)的，程序是永久的。進(jìn)程是一個(gè)程序執(zhí)行狀態(tài)變化的過程，程序是可長久保存。通過多次執(zhí)行，一個(gè)程序可對應(yīng)多個(gè)進(jìn)程；通過調(diào)用關(guān)系，一個(gè)進(jìn)程可包括多個(gè)程序。進(jìn)程能夠獨(dú)立運(yùn)行，可以為其獨(dú)立分配資源，獨(dú)立接受調(diào)度的單位，而程序不能在多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下運(yùn)行。敘述進(jìn)程的并發(fā)性和進(jìn)程最少應(yīng)設(shè)置幾個(gè)狀態(tài)？為什答：一個(gè)進(jìn)程在它的生命期中至少應(yīng)有如下三種基本狀態(tài)：就緒、運(yùn)行和阻塞。這三種狀態(tài)可以簡單的描述每個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行過程，進(jìn)程任一時(shí)刻當(dāng)且僅當(dāng)處于上述三種基本狀態(tài)之一。進(jìn)程控制塊的作用是什么？它是如何描述進(jìn)程動(dòng)態(tài)性質(zhì)答：進(jìn)程控制塊是系統(tǒng)占用區(qū)中的續(xù)區(qū)域，存放著操作系統(tǒng)用于描述進(jìn)程情況S一依據(jù)。每個(gè)進(jìn)程在操作系統(tǒng)內(nèi)用（PCBPCB中記錄了與特定進(jìn)程相關(guān)的信息，即描述進(jìn)程當(dāng)前情況，以及控制進(jìn)程運(yùn)行的全部信息。它主要包含進(jìn)程描述信息、控制信息和資源管理信息三類。進(jìn)程控制塊中有一些信息是專門用來描述進(jìn)程動(dòng)態(tài)性質(zhì)的，如CPU的重要依據(jù)。又如處理機(jī)現(xiàn)程序計(jì)數(shù)器等內(nèi)容必須保留以進(jìn)程調(diào)度程序調(diào)度到相應(yīng)進(jìn)程時(shí)從現(xiàn)CPU相關(guān)的寄存器中，讓進(jìn)程繼續(xù)正常執(zhí)行。又如，進(jìn)程在整個(gè)生命期中，經(jīng)常處于不同的隊(duì)列，那末B中進(jìn)程隊(duì)列字的內(nèi)容，隨進(jìn)程控制塊從一個(gè)隊(duì)列移到另一個(gè)隊(duì)列而動(dòng)態(tài)變化。用戶進(jìn)程能否修改或自己的進(jìn)程控制塊內(nèi)容？為什么改和。什么是原語操作？一般進(jìn)程控制原語都有哪原語和機(jī)器指令類似，它在執(zhí)行過不允許被中斷，是一個(gè)不可分割的基本單位，原語的執(zhí)行是順序的而不可能是并發(fā)的。③提供服務(wù)。運(yùn)行中的用戶程序提出某種請求。如父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程。②異常結(jié)束。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行中遇到越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)、指令錯(cuò) 指令錯(cuò)、算運(yùn)算錯(cuò)、I/O將有關(guān)參數(shù)填入PCB（i）相應(yīng)表將有關(guān)參數(shù)填入PCB（i）相應(yīng)表取空無無有空有創(chuàng)建失敗查PCB鏈PCB（PCB（i）入就緒PCBPCB（i）入進(jìn) 或進(jìn)程返返操作系統(tǒng)內(nèi)核都包括哪些內(nèi)容模式切換和進(jìn)程切換有什么區(qū)別答：進(jìn)程切換是由進(jìn)程狀態(tài)的變化引起的，而進(jìn)程狀態(tài)的變化又與出現(xiàn)的中斷事件有關(guān)。用戶態(tài)到態(tài)或者 態(tài)到用戶態(tài)的轉(zhuǎn)變是CPU模式的改變。模式切換是用戶態(tài) 態(tài)或態(tài)到用戶態(tài)的轉(zhuǎn)變操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程概念后，為什么又引入線程概念答：操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程的目的是為了使多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行，改善資源的利用率以提高系統(tǒng)的吞吐量。但是，進(jìn)程給并發(fā)程序設(shè)計(jì)效率帶來下列問題：進(jìn)程切換開銷大；進(jìn)程通信代價(jià)大；進(jìn)程之間的并發(fā)性粒度較粗，并發(fā)度不夠高；不適合并行計(jì)算和分布并行計(jì)算的要求；不適合客戶/服務(wù)器計(jì)算的要求等。于是引入線程。引入線程后，把進(jìn)程的兩個(gè)屬性獨(dú)立分配資源”與“被調(diào)度分派執(zhí)行將進(jìn)程是作為獨(dú)立分配資源的基本單位，線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是作為系立調(diào)度和分派處理機(jī)的基本單位，以使之輕裝運(yùn)行，而對于擁有資源的單位又不必頻繁地進(jìn)行切發(fā)性。答：資源分配單位：進(jìn)程是作為獨(dú)立分配資源的基本單位，一般地說，線程自己不擁有系統(tǒng)資源（量的必不可少的資源），但它可以其隸屬進(jìn)程的資源。調(diào)度的基本單位：線程作為系立調(diào)度和分派處理機(jī)的基本單位。在同一個(gè)進(jìn)程中，線程的切換不會引起進(jìn)程的切換，只有當(dāng)從一個(gè)進(jìn)的線程切換到另一個(gè)進(jìn)的線程時(shí)，才會引起進(jìn)程的切換請用戶級線程和內(nèi)核級線程的不同點(diǎn)答：用戶級線程只存在于用戶層，它的管理都在一個(gè)進(jìn)程的用戶地址空間中進(jìn)行，用戶級線程的切換也仍在用戶態(tài)下運(yùn)行，不需要轉(zhuǎn)換到態(tài)，這就節(jié)省了系統(tǒng)從態(tài)到用戶態(tài)或從用戶態(tài)到態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)間和空間的開銷。同一進(jìn)多個(gè)線程不能真正并行。內(nèi)核級線程線程管理的所有工作都是由內(nèi)核來完成的，同一進(jìn)程內(nèi)多個(gè)線程可以并行執(zhí)行，即如果進(jìn)的一個(gè)線程被阻塞，內(nèi)核可以調(diào)度同一個(gè)進(jìn)的另一個(gè)就緒線程執(zhí)行。在多處理機(jī)環(huán)境中，內(nèi)核可以同時(shí)把同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程分配到多個(gè)處理機(jī)上。在同一個(gè)進(jìn)把控制權(quán)從一個(gè)線程切換給另一個(gè)線程需要內(nèi)核的狀態(tài)轉(zhuǎn)換（即用戶態(tài)到態(tài)的轉(zhuǎn)換），所以內(nèi)核級線程的創(chuàng)建和管理通常要慢于用戶級線程的創(chuàng)建和管理。Ⅱ單項(xiàng)選擇題 Ⅲ.2.6先級都高。有兩種的策略：問答

練習(xí)高級調(diào)度主要功能是根據(jù)一定的算法，決定把外存上處于后備隊(duì)列中的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程和分配必要的資源，然后，再將新創(chuàng)建的進(jìn)程插入到進(jìn)程就緒隊(duì)列中，準(zhǔn)備執(zhí)行。在作業(yè)完成后負(fù)責(zé)回收該作業(yè)所使用的資源。中級調(diào)度主要功能是在內(nèi)存使用情況緊張時(shí)，將一些暫時(shí)不運(yùn)行的進(jìn)程從內(nèi)存調(diào)出到外存上等待，當(dāng)以后內(nèi)存有足夠的空閑空間時(shí)，再將適合的進(jìn)程重新調(diào)入內(nèi)存，等待進(jìn)程調(diào)度。低級調(diào)度其主要功能是按照一定的算法決定就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程將獲得處理機(jī)，然后由分派程序執(zhí)行把處理機(jī)分配給該進(jìn)程的操作。CPUCPU周轉(zhuǎn)時(shí)間。用戶作業(yè)從提交給系統(tǒng)開始，到作業(yè)完成中間的時(shí)間間隔稱為作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間，應(yīng)使作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間或平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間盡可能短。等待時(shí)間。指作業(yè)或進(jìn)程從進(jìn)入系統(tǒng)到被調(diào)度到并開始執(zhí)行所經(jīng)歷的時(shí)間。等待時(shí)間越短越好。響應(yīng)時(shí)間。交互式系統(tǒng)中定義進(jìn)程從提交一個(gè)請求到產(chǎn)生響應(yīng)所需的時(shí)間間隔稱為響應(yīng)時(shí)間。分時(shí)系統(tǒng)要求用戶的響應(yīng)時(shí)間盡可能短，實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求盡快處理實(shí)時(shí)任務(wù)。公平性。確保每個(gè)用戶的每個(gè)進(jìn)程獲得合理的CPU份額或其它資源份額，不CPU使用率和吞吐量最大化，而使周轉(zhuǎn)答：通常把作業(yè)在系統(tǒng)中的狀態(tài)分為四種：提交、后備、執(zhí)行和完成。批處理系統(tǒng)中作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換如下圖所示。SPOOLing輸入程SPOOLing輸出程執(zhí)狀運(yùn)提狀狀預(yù)輸完作業(yè)SPOOLing輸入程SPOOLing輸出程執(zhí)狀運(yùn)提狀狀預(yù)輸完作業(yè)調(diào)緩輸創(chuàng)建用戶進(jìn)就阻作業(yè)運(yùn)行結(jié)撤消用戶進(jìn)I/O完外存交外存磁靜止就靜止阻中級調(diào)狀圖3.5作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換一個(gè)作業(yè)通常包括程序、數(shù)據(jù)和操作說明書3部分。每一個(gè)進(jìn)程由PCB、程序和數(shù)據(jù)集是介于先來先服務(wù)算法和最短作業(yè)優(yōu)先算法之間的一種折衷策略。該算法把作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后的等待時(shí)間與估計(jì)作業(yè)運(yùn)行時(shí)間之和稱為作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間，作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間除以作業(yè)運(yùn)行時(shí)間稱為作業(yè)響應(yīng)比，作業(yè)響應(yīng)比Rp定義為：Rp=作業(yè)的響應(yīng)時(shí)間=作業(yè)的等待時(shí)間作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間=1+作業(yè)的等待時(shí)

作業(yè)的運(yùn)行時(shí)

作業(yè)的運(yùn)行時(shí) 何謂進(jìn)程調(diào)度中“可搶占”和“非搶占”兩種方式？哪一種系統(tǒng)的開銷更大？為什么？進(jìn)程調(diào)度功能有哪些？進(jìn)程調(diào)度的時(shí)機(jī)有哪幾種？答：進(jìn)程調(diào)度的功能是：記錄進(jìn)程的運(yùn)行狀況；根據(jù)一定調(diào)度算法從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程投入運(yùn)行（處理機(jī)的分配）；進(jìn)行進(jìn)程的上下文切換。試比較進(jìn)程調(diào)度與作業(yè)調(diào)度的不cpu分派給就緒隊(duì)列中的一個(gè)進(jìn)程。進(jìn)程假定有一個(gè)支持實(shí)時(shí)、分時(shí)和批處理的操作系統(tǒng)，對該系統(tǒng)應(yīng)如何設(shè)計(jì)進(jìn)程調(diào)度策略？操作系統(tǒng)，最好將批處理作為作業(yè)，采用短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法；分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)CPU處理機(jī)調(diào)度算法，UNIX操作系統(tǒng)采取的便是能使短作業(yè)(進(jìn)程)（FCFS與高優(yōu)先響應(yīng)比調(diào)度算法的缺陷。 B B 應(yīng)用設(shè)有4個(gè)進(jìn)程Pl，P2，P3，P4，它們到達(dá)就緒隊(duì)列的時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間及優(yōu)先級3.10所示。（基本時(shí)間單位（基本時(shí)間單位09（基本時(shí)間單位（基本時(shí)間單位09114328234t0時(shí)刻：P1

表進(jìn)程到達(dá)時(shí)間t1時(shí)刻：P2P2P1高，P2投入運(yùn)行，P1進(jìn)入就緒隊(duì)列。t2時(shí)刻：P3P2的優(yōu)先級最高，繼續(xù)運(yùn)行。就緒隊(duì)列有：P1、P3。t3時(shí)刻：P4P4的優(yōu)先級最高，投入運(yùn)行，就緒隊(duì)列有：P1、P2、P3。t15時(shí)刻：P2P3的優(yōu)先級最高，P3投入運(yùn)行，就緒隊(duì)列有：P1。T23時(shí)刻：P3結(jié)束，P1又投入運(yùn)行。t31時(shí)刻：P109014128330平均等待時(shí)間平均周轉(zhuǎn)時(shí)間t0時(shí)刻：P1t1時(shí)刻：P2t2時(shí)刻：P1時(shí)間片完成，P2P3就緒。就緒：P2、P3、P1t3時(shí)刻：P4就緒。P2時(shí)間片未結(jié)束，繼續(xù)運(yùn)行。就緒：P2、P3、P1、P4。t4時(shí)刻：P2時(shí)間片結(jié)束，P3得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P3、P1、P4、P2。t6時(shí)刻：P3時(shí)間片結(jié)束。P1得到時(shí)間片，就緒：P1、P4、P2、P3。t8時(shí)刻：P1時(shí)間片結(jié)束。P4得到時(shí)間片，就緒：P4、P2、P3、P1t10時(shí)刻：P4時(shí)間片結(jié)束。P2得到時(shí)間片，就緒：P2、P3、P1、P4t14時(shí)刻：P3時(shí)間片結(jié)束，P1得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P1、P4、P3。t16時(shí)刻：P1時(shí)間片結(jié)束，P4得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P4、P3、P1。t18時(shí)刻：P4時(shí)間片結(jié)束，P3得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P3、P1、P4。t20時(shí)刻：P3時(shí)間片結(jié)束，P1得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P1、P4、P3。t22時(shí)刻：P1時(shí)間片結(jié)束，P4得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P4、P3、P1。t24時(shí)刻：P4時(shí)間片結(jié)束，P3得到時(shí)間片投入運(yùn)行，就緒：P3、P1、P4t27時(shí)刻：P1運(yùn)行結(jié)束。P4t31時(shí)刻：P4 問答

練習(xí)答：進(jìn)程互斥是解決進(jìn)程間競爭關(guān)系（間接制約關(guān)系）的。它是指一組并發(fā)進(jìn)的一個(gè)或多個(gè)程序段，因共享同一臨界資源時(shí)，任何時(shí)刻不允許兩個(gè)以上的共享該資源的并發(fā)進(jìn)程同時(shí)進(jìn)入臨界區(qū)。進(jìn)程同步指的是兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程為了合作完成同一個(gè)任務(wù)，在執(zhí)行速度或某些確定的時(shí)序點(diǎn)上必須相互協(xié)調(diào)，即一個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行依賴于另一個(gè)進(jìn)程—其合作伙伴的消息，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程到達(dá)了某一確定點(diǎn)而沒有得到合作伙伴發(fā)來的“已完成某些操作”的消息時(shí)必須等待，直到該消息到達(dá)被喚醒后，才能繼續(xù)向前推進(jìn)。次使用互斥共享資源，也是對進(jìn)程使用資源次序上的一種協(xié)調(diào)。進(jìn)程的互斥和同步統(tǒng)稱為進(jìn)程同步。進(jìn)程同步與互斥的差別是：進(jìn)程互斥是進(jìn)程間共享資源的使用權(quán)，這種競爭沒有固定的必然聯(lián)系，哪個(gè)進(jìn)程競爭到資源的使用權(quán)，該資源就歸那個(gè)進(jìn)程使用，直到它不再需要使用時(shí)才歸還資源；而進(jìn)程同步則涉及共享資源的并發(fā)進(jìn)程間有一種必然的聯(lián)系，當(dāng)進(jìn)程必須同步時(shí)，即使無進(jìn)程在使用共享資源時(shí)，那么尚未得到同步消息的進(jìn)程也不能去使用該資源。進(jìn)程之間存在哪幾種相互制約關(guān)系？各是什么原因引起的？請說明下列活動(dòng)分別屬于哪種制約關(guān)系？若干同學(xué)去館借書（進(jìn)程間的同步（進(jìn)程間的互斥。直接制約關(guān)系是指兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程為了合作完成同一個(gè)任務(wù)，間接制約關(guān)系是指兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程為了競爭臨界資源。答：把一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源稱為臨界資源。把每個(gè)進(jìn)臨界資源的那段代碼從概念上分離出來，將其稱為臨界區(qū)。即臨界區(qū)是指對臨界資源實(shí)施操作的程序代碼段。②有空讓進(jìn)。如果沒有進(jìn)程在其臨界區(qū)內(nèi)執(zhí)行，則選擇一進(jìn)程（）進(jìn)入臨界區(qū)③有限等待。當(dāng)有若干個(gè)進(jìn)程同時(shí)要求進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)使一個(gè)進(jìn)程SPV操作時(shí)，SS＞0S=0、S<0時(shí)，它們的物理意義是什么？答：信號量是用于表示資源數(shù)目或請求使用某一資源的進(jìn)程個(gè)數(shù)的整型變量。S＞0時(shí)，其值表示系統(tǒng)中當(dāng)前可用的某類資源數(shù)量；當(dāng)S＝0S＜0S隊(duì)列之中等待的進(jìn)程個(gè)數(shù)。請說明P、V操作的定義和作用？為什么它們均為不可分割的原語操作？設(shè)S為一個(gè)記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)分量為整型量value，另一個(gè)分量為信號量queue，value通常是一個(gè)具有非負(fù)初值的整型變量，queue是一個(gè)初始狀態(tài)為空的進(jìn)程隊(duì)列。信號量S的初值可定義為0，l或其它正整數(shù)，在系統(tǒng)初始化時(shí)確定。PV P(semaphore /*P操作定義 /*1*/if(S.value<0){addthisprocesstoS.queue;}}voidV(semaphore /*V操作定義S.value++; /*1*/if(S.value<=0){removeaprocessPfromS.queue;}}作用：利用信號量和P、V操作既可以解決并發(fā)進(jìn)程的競爭問題，又可以解決并發(fā)它們均為不可分割的原語操作原因：因?yàn)镻操作和V操作都是對信號量的操作，是已經(jīng)有信號量和P、V操作可用作進(jìn)行進(jìn)程間的通信，為什么還要引入管程?P、V同步機(jī)制來編寫并發(fā)程序，其主要缺點(diǎn)是：同步操作分散。信號量機(jī)制中，同步操作分散在各個(gè)進(jìn)，使用不當(dāng)就可能導(dǎo)致進(jìn)程死鎖（如P、V操作的次序錯(cuò)誤、重復(fù)或遺漏）；易讀性差。要了解對于一組共享變量及信號量的操作是否正確，必須通讀整個(gè)系統(tǒng)或者并發(fā)程序；正確性難以保證。操作系統(tǒng)或并發(fā)程序通常很大，很難保證這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)沒有邏輯錯(cuò)誤。引入管程機(jī)制保證進(jìn)程能互斥地共享變量，并方便地阻塞和喚醒進(jìn)程。其基本思想是把信號量及其操作原語封裝在一個(gè)對象內(nèi)部。即：將共享變量以及對共享變量能夠進(jìn)行的所有操作都集中在一個(gè)模塊中。管程可以函數(shù)庫的形式實(shí)現(xiàn)。相比之下，管程比信號量更好控制?；コ鈼l件。進(jìn)程應(yīng)互斥使用資源，任一時(shí)刻一個(gè)資源僅為一個(gè)進(jìn)程獨(dú)占，若另一個(gè)進(jìn)程請求一個(gè)已被占用的資源時(shí)，它被置成等待狀態(tài)，直到占用者釋放了該資源。不條件。任何一個(gè)進(jìn)程不能搶奪其它進(jìn)程占用的資源，即已被占用的資循環(huán)等待條件存在一個(gè)循環(huán)等待鏈鏈中每一個(gè)進(jìn)程已獲得資源同時(shí)分別等待它前一個(gè)進(jìn)程所持有的資源，造成 等待。答：死鎖的預(yù)防就是在運(yùn)行之前，預(yù)先防止死鎖的產(chǎn)生，主要是通過破壞產(chǎn)生死鎖4個(gè)必要條件中任何一個(gè)來實(shí)現(xiàn)的。所以系統(tǒng)預(yù)先確定一些資源分配策略，進(jìn)程按規(guī)定申請資源，系統(tǒng)按預(yù)先規(guī)定的策略進(jìn)行分配，從而防止死鎖的發(fā)生。死鎖的避免是在系統(tǒng)運(yùn)行過注意避免死鎖的發(fā)生，這就要求系統(tǒng)每當(dāng)在進(jìn)程申請資源時(shí)，都應(yīng)根據(jù)一定的算法進(jìn)行判斷，僅當(dāng)系統(tǒng)處于安全狀態(tài)時(shí)才把資源分配給進(jìn)程，使系統(tǒng)一直處于安全狀態(tài)之中，從而避免死鎖。當(dāng)系統(tǒng)能滿足進(jìn)程的資源申請要求時(shí)才把資源分配給進(jìn)程，該進(jìn)程才能開始執(zhí)行（注意，所有并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程要求的資源總和過系統(tǒng)擁有的資源數(shù)）。按序分配資源策略：把系統(tǒng)中所有資源排一個(gè)順序，對每一個(gè)資源給一個(gè)確定的編號，規(guī)定任何一個(gè)進(jìn)程申請兩個(gè)以上資源時(shí)總是先申請編號小的資源，后申請編號大的資源（或者先申請編號大的，后申請編號小的資源）。系統(tǒng)按進(jìn)程對資源的申請順序來分配資源。按序分配策略將死鎖的第四個(gè)條件（循環(huán)等待條件）的出現(xiàn)。何謂銀行家算法?敘述其基本思想銀行家算法的基本思想描述如下：假定一個(gè)銀行家擁有，被N個(gè)客戶共享。①每個(gè)客戶必須預(yù)先說明自己所要求的最大量②每個(gè)客戶每次提出部分量申請和獲得分配③如果銀行滿足了客戶對的最大需求量，那么，客戶在運(yùn)作后，應(yīng)在有限時(shí)間內(nèi)全部歸還銀行。銀行家算法是把操作系統(tǒng)比作銀行家，操作系統(tǒng)管理的各種資源比作銀行的周轉(zhuǎn)資金，申請資源的進(jìn)程比作向銀行借款的客戶。銀行家占有有限的，他不可能滿足所有客戶的請求，但可以滿足一部分客戶的借款請求，等這些客戶歸還后，又可把這筆資金借給其它客戶，其原則是不能使銀行家的錢被借完，使無法周轉(zhuǎn)。2065獲得了所需的全部數(shù)量的資源，立即歸還所有資源，若每個(gè)進(jìn)程最多使用3個(gè)答：若僅考慮這一類資源的分配，則不會產(chǎn)生死鎖。因?yàn)楫a(chǎn)生死鎖的原因是：系統(tǒng)資源不足或進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)。本題進(jìn)程所需最大資源數(shù)為：20×3=60個(gè)，但65個(gè)，所以完全能滿足需要，不會出現(xiàn)死鎖。設(shè)有n個(gè)進(jìn)程共個(gè)互斥段，如果每次最多允許m個(gè)進(jìn)程（m≤n）試問：所采用的信號量初值是否相同？信號量值的變化范圍如何？答：（1）intS=1, -（n-1）--1（2）int -（n-m）-- P1P2S1S2初值均為0。試問P1、P2并發(fā)執(zhí)行后，x、y的值各為多少？ 答 N3ABprocess process }processA先執(zhí)行了三個(gè)循環(huán)后，processAprocessB又并發(fā)執(zhí)行了一個(gè)循環(huán)，寫出可P、V操作實(shí)現(xiàn)同步，使兩并發(fā)進(jìn)程能正確執(zhí)行。執(zhí)行，可能先執(zhí)行AN：=N＋5，再執(zhí)行B中的print（N）；這樣就會得到23，也可能Bpint（N）18。processAgotoL1；processBgotoL2；Ⅱ單項(xiàng)選擇題 A Ⅲ應(yīng)用題另一個(gè)經(jīng)典同步問題：吸煙者問題（patil，1971）還有一個(gè)香煙供應(yīng)者。為了制造并抽掉香煙，每個(gè)吸煙者需要三樣?xùn)|西：煙草、紙和火柴，供應(yīng)者有豐富貨物提供。三個(gè)吸煙者中，第一個(gè)有自己的煙草，第二個(gè)有自己的紙和第三個(gè)有自己的火柴。供應(yīng)者隨機(jī)地將兩樣?xùn)|西放在桌子上，允許一個(gè)吸煙者進(jìn)行對健康不利的吸煙。當(dāng)吸煙者完成吸煙后喚醒供應(yīng)者，供應(yīng)者再把兩樣?xùn)|西放在桌子上，喚醒另一個(gè)吸煙者。試采用信號量和P、V操作編寫他們同步工作的程序。答：varS,S1,S2,S3;semaphore;{process供應(yīng)flagi標(biāo)記*flage1、flage2、flage3 thenV(S1); thenV(S2); gotoL1;process吸煙者做香煙gotoL2process吸煙者gotoL3;process吸煙者}

gotoL4;;在一個(gè)盒子里混裝了數(shù)量相等的黑白圍棋子現(xiàn)在用自動(dòng)分揀系統(tǒng)把白子分開，設(shè)分揀系統(tǒng)有二個(gè)進(jìn)程P1和P2，其中P1揀白子；P2揀。規(guī)定每個(gè)進(jìn)程每次揀一子；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在揀時(shí)，不允許另一個(gè)進(jìn)程去揀；當(dāng)一個(gè)進(jìn)程揀了一子時(shí)，必須讓另一個(gè)進(jìn)程去揀。試寫出兩進(jìn)程P1和P2能并發(fā)正確執(zhí)行的程序。答：實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)進(jìn)程的同步問題，設(shè)信號量S1和S2分別表示可揀白子和，不S1,S2{processP1untilfalse;processP2揀untilfalse;}4每類職員可被看作一個(gè)進(jìn)程，試用一種同步機(jī)制寫出能讓四類職員正確并發(fā)執(zhí)行的程序。{processL1:有顧客到接受顧客點(diǎn)

processP2L2:準(zhǔn)備顧客的飯gotoL2;processP3L3:p(s3);將做好的飯菜打}

processP4L4:收款并提交食gotoL4;設(shè)有三組進(jìn)程Pi、Qj、Rk，其中Pi、Qj構(gòu)成一對生產(chǎn)者和消費(fèi)者，共個(gè)由M1個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成的循環(huán)緩沖池buf1。Qj、Rk構(gòu)成另一對生產(chǎn)者和消費(fèi)者，共享一個(gè)由M2個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成的循環(huán)緩沖池buf2。如果Pi每次生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品投入buf1，Qj每次從中取兩個(gè)產(chǎn)品組裝后成一個(gè)并投入buf2，Rk每次從中取三個(gè)產(chǎn)品包裝出廠。試用信號量和P、V操作寫出它們同步工作的程序。答 生產(chǎn)一產(chǎn) buffer1- buffer2- 考慮一個(gè)共有150個(gè)單元的系統(tǒng)，如下分配給三個(gè)進(jìn)程，P1最大需求70，己占有25；P2最大需求60，己占有40；P3最大需求60，己占有45。使用銀行家算P4進(jìn)程到達(dá)，P4最大需6025個(gè)P4進(jìn)程到達(dá)，P4最大需求60，最初請求35。如果安全，找出安全序列；答：(1)由于系統(tǒng)目前還有150-25-40-45=40個(gè)單元，P4進(jìn)程到達(dá)，把25個(gè)存儲單元分給它。這時(shí)系統(tǒng)還余15個(gè)單元，可把15個(gè)單元分給P3，它執(zhí)行完后會釋放60P1（45個(gè)單元）、P2(20個(gè)單元)P4(35個(gè)單元)任何一個(gè)執(zhí)行。安全序列有6個(gè)序列，分別為：P3,P1,P2,P4 P3,P1,P4,P2 P3,P2,P1,P4P3,P2,P4,P1 P3,P4,P1,P2 P3,P4,P2,P1(2)P4進(jìn)程到達(dá)，P4603535P4，系統(tǒng)還5個(gè)單元，不再能滿足任一個(gè)進(jìn)程的需求，系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)。規(guī)定當(dāng)同一方向經(jīng)過一人后就交替地改變方向，讓另一方游人通過，要想進(jìn)入隧道的人在隧道口排隊(duì)等待，試用信號量與P、V操作編寫游人到達(dá)隧道口，通過隧道并從另一端離開隧道口的程序。答：設(shè)隧道一邊的信號量為S1和隧道另一邊的信號量為S2，它們的初值分別為：過隧過隧隧過隧過隧有P1、P2、P3三個(gè)進(jìn)程共個(gè)表格F，P1對F只讀不寫，P2對F只寫不讀，P3對F先讀后寫。進(jìn)程可同時(shí)讀F，但有進(jìn)程寫時(shí)，其它進(jìn)程不能讀和寫。用信號量和P、V操作編寫三進(jìn)程能正確工作的程序。有P1、P2、P3三個(gè)進(jìn)程共個(gè)表格F，P1對F只讀不寫，P2對F只寫不讀，P3對F先FP、V操 {}{}{}有P1、P2、P3三個(gè)進(jìn)程共個(gè)表格F，P1對F只讀不寫，P2對F只寫不讀，P、V操作。(2)管程編寫三進(jìn)程能正確工作的程序。TheP,VcodeUsingvar{processP1ifcount=1thenP(wmutex);ReadF;ifcount=0thenV(wmutex);untilefalse;processprocess

WriteF;untileifcount=1thenP(wmutex);ReadF;ifcount=0thenV(wmutex);WriteF;untilefalse;}（1）semaphorew=1;semaphoreRead{Write{ReadWrite}練習(xí)問答主存空間的分配與回收。系統(tǒng)按照一定的算法把某一空閑的空間分配給作業(yè)系統(tǒng)程序區(qū)不被用戶有意或無意的，不允許用戶程序讀寫不屬于自己地址空間的數(shù)據(jù)，主存空間的擴(kuò)充。使用虛擬或自動(dòng)覆蓋技術(shù)提供比實(shí)際內(nèi)存更大的空間邏輯地址與物理地址的不同為邏輯地址或相對地址。為了便于CPU，內(nèi)存中的每個(gè)物理單元都有一個(gè)編號，何謂地址轉(zhuǎn)換（重定位）？有哪些方法可以實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)簡述什么是覆蓋？什么是交換？覆蓋和交換的區(qū)別是什簡述固定分區(qū)管理和可變分區(qū)管理的區(qū)別。固定式分區(qū)中可采用哪幾種辦法使主存空間的利用率得到改善？固定分區(qū)管理：分區(qū)大小是事先固定的，因而可容納作業(yè)的大小受到限制，而且當(dāng)用戶作業(yè)的地址空間小于分區(qū)的空間時(shí)，造成空間浪費(fèi)?？勺兎謪^(qū)管理：不是預(yù)先將內(nèi)存劃分分區(qū)，而是在作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)建立分區(qū)，使分區(qū)的大小正好與作業(yè)要求的空間相等。這種處理方式使內(nèi)存分配有較大的靈活性，也提高了內(nèi)存利用率。但是隨著對內(nèi)存不斷地分配、釋放，操作會引起碎片的產(chǎn)生。試述可變分區(qū)管理中的最先適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法以及適應(yīng)算法的原理，并（③壞）適應(yīng)分配算法是將未分配分區(qū)表按照分區(qū)的大小從大到小進(jìn)行排列，每次（請比較分頁式管理和分段式管理（1）分頁式管理中，決定頁面大小的主要因素是什么？試分析大頁面與小頁面各自片小，浪費(fèi)少；如果頁面較大，可以減少頁表所耗費(fèi)的空間，有利于提高I/O FIFO、LRU、OPT三種頁面淘汰算法的優(yōu)缺點(diǎn)。OPT是一種理論上的算法，實(shí)現(xiàn)，它用來理論分析其它算法的優(yōu)劣性LRU為什么要采用虛擬器管理？其工作原理和理論依據(jù)又是什么？實(shí)現(xiàn)虛擬采用虛擬器是為了解決小主存運(yùn)行大作業(yè)的問題裝入內(nèi)存便可啟動(dòng)運(yùn)行其余部分暫時(shí)留在磁盤上程序在運(yùn)行時(shí)如果它所要的（段）已調(diào)入內(nèi)存，便可繼續(xù)執(zhí)行下去；但如果程序所要的頁（段）尚未調(diào)入內(nèi)存，此時(shí)利用能，將內(nèi)存中暫時(shí)不用的頁（段）調(diào)出至磁盤上，騰出足夠的內(nèi)存空間后，再將所要的 什么是請求頁式管理？試設(shè)計(jì)和描述一個(gè)請求頁式管理時(shí)的內(nèi)存頁面分配和回收算法（包括缺頁處理部分。OPTFIFOBelady現(xiàn)象。在段式管理方式中，作業(yè)的地址空間按照程序的自然邏輯關(guān)系分成若干段，sd[段式管理的實(shí)現(xiàn)可以基于可變分區(qū)管理的原理，以作業(yè)的每一個(gè)分段分配續(xù)的主存空間。段與段在內(nèi)存中可以不相鄰接，也實(shí)現(xiàn)了離散分配。 列出管理中使用的保護(hù)方法，并說明每種管理都使用哪種保護(hù)管理方使用保護(hù)方在段式管理中實(shí)現(xiàn)程序共享時(shí)，共享段的段號是否一定要相同？為什么敘述段頁式器的主要優(yōu)缺點(diǎn)段頁分配方式的空間浪費(fèi)要比頁式管理的多。作業(yè)各段的最后一頁都有可能浪50%CPU的利用率？CPU；I/O設(shè)備；答：不能。因?yàn)槿菀自斐沙绦虺鲥e(cuò)或系統(tǒng)為什么頁面的大小總是2的冪？單項(xiàng)選CDCAC CAADACBCCD DADAA應(yīng)用在可變分區(qū)管理下，按地址排列的內(nèi)存空閑區(qū)為：10K、4K、20K、18K、7K（1）12K9K（2）12K、、（1）12K 適應(yīng)算 適應(yīng)算 設(shè)有一頁式管理系統(tǒng)，向用戶提供的邏輯地址空間最大為16頁，每頁2048字節(jié)，內(nèi)存總共有8個(gè)塊。試問邏輯地址至少應(yīng)為多少位？內(nèi)存空間有多大？15塊有8個(gè)，每個(gè)塊對應(yīng)2048B大小的頁框，所以主存空間為在一分頁管理系統(tǒng)中，邏輯地址長度為16位，頁面大小為4096字節(jié)，現(xiàn)有一邏輯地址為2F6AH，且第0、1、2頁依次存在5、8、11號中，問相應(yīng)的物理地址解:由題目所給給條件可知,本頁式系統(tǒng)的邏輯地址結(jié)構(gòu)為P,W4096124位.2F6AH的二進(jìn)制表示如下: 2F6AH2,11號物理塊中,用十六進(jìn)制表B,BF6AH.。在一次請求頁式管理系統(tǒng)中，進(jìn)程P共有5頁串為：3,2,1,0,3,2,4,3,2,1,0,4采用LRU置換算法和FIFO給該進(jìn)程的頁面34時(shí)，。頁面次321032432104內(nèi)存塊數(shù)3210324441003210322241是否缺√√√√√√√√√頁面次321032432104內(nèi)存塊數(shù)321032432104321032432103210324321是否缺√√√√√√√√√√頁面次321032432104內(nèi)存塊數(shù)321000432104321110432103222104321333210432是否缺√√√√√√√√√√頁面次頁面次321032432104內(nèi)存塊數(shù)321032432104321032432103210324321321000432是否缺√√√√√√√√

在請求頁式管理中，進(jìn)程地址序列為240，244，445，467，366。試問如果頁面大小為100，給出頁面序列3FIFOLRU替換算法，求缺頁中斷率?即頁號的序列，10在第0頁，104在第1頁，所以依次LRU是最近最少的頁被換一個(gè)有快表的請頁式虛存系統(tǒng)，設(shè)內(nèi)存周期為1微秒，內(nèi)外存?zhèn)魉鸵粋€(gè)頁面的平均時(shí)間為5ms。如果快表為75%，缺頁中斷率為10%。忽略快表時(shí)間，試求答：快表為75%，缺頁中斷率為10%，所以內(nèi)存為15%。故內(nèi)存的有效存取時(shí)間=1×75%+2×15%+（5000+2）×10%=501.25為2KB。試問段頁式系統(tǒng)中：每段最大尺寸是多少該任務(wù)的邏輯地址空間最大為多少若該任務(wù)到邏輯地址空間5ABC中的一個(gè)數(shù)據(jù)，試給出邏輯地址的格式。22=423=8211=2KB。 所以，5ABCH邏輯地址表示為： 5ABCH1311有一個(gè)程序要把100×100的數(shù)組的初值置為“0現(xiàn)在假定有兩個(gè)內(nèi)存塊可以用存放數(shù)組信息，每個(gè)主存塊的大小為可以存200個(gè)數(shù)組元素，數(shù)組中的元素按行編址。VarA:Array［1..100］ofArray［1..100］ofinteger;fori∶=1to100doforj∶=1to100doVarA:Array［1..100］ofArray［1..100］ofinteger;forj∶=1to100dofori∶=1to100doLRU頁面調(diào)度算法時(shí)（1）和（2）兩個(gè)程序各會產(chǎn)生多少次缺頁？100/2=50次缺頁中斷（100/2）×100=5000次缺頁中斷?問答

練習(xí)什么是文件、文件系統(tǒng)？文件系統(tǒng)有那些功文件空間的管理什么是文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)文件的物理結(jié)構(gòu)是邏輯文件在介質(zhì)上的結(jié)構(gòu)是指文件在介質(zhì)上的組織形式，它與介質(zhì)的特性有關(guān)，直接影響文件系統(tǒng)的性能。什么是文 ？文 中包含哪些信息 文件控制塊包含以下三種信息：基本信息、控制信息和使用信息請敘述采用多級文件的好處答：多級很好地解決了重名問題：在多級中存取一個(gè)文件需要用文件全名，這就允許用戶在自己的中使用與其它用戶文件相同的文件名，由于各用戶使用不同的目然。缺點(diǎn)是矩陣龐大，浪費(fèi)大量的空間。。一般一個(gè)文件對應(yīng)一個(gè)。對文件進(jìn)行保護(hù)的另一項(xiàng)措施是技術(shù)。么5123字節(jié)件最大長度。5123170170×170=28900塊，三級索引時(shí)最多可包含存放文件的盤塊總數(shù)為170×170×170=491300塊， 某些操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)調(diào)用rename給文件重命名，同樣也可以通過把文件到答：rename但通過把文件到新文件并刪除原文件來實(shí)現(xiàn)文件重命名時(shí)，該文件的創(chuàng)建和最后單項(xiàng)選擇AD AC AB A思考對于文件/usr/ast/courses/os/handout..ti節(jié)點(diǎn)需要多少磁盤操作？