在上次作業(yè)所完成的概念操作化的基礎(chǔ)上

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第一章：操作系統(tǒng)引論

1.什么是操作系統(tǒng)？可以從哪些角度闡述操作系統(tǒng)的作用？

答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，掌握程序的執(zhí)行，并向用戶供應(yīng)各種服務(wù)功能，使得用戶能夠敏捷、便利、有效地使用計(jì)算機(jī)，并使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行的一組程序模塊的集合。

作用：掌握管理計(jì)算機(jī)的全部硬軟件資源，合理組織計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件協(xié)調(diào)工作，為用戶供應(yīng)操作和編輯界面的程序集合。

2、簡(jiǎn)要敘述批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)。答：批處理操作系統(tǒng)：通常是把一批作業(yè)以脫機(jī)方式輸入到磁帶（磁盤）上，并在系統(tǒng)中配上監(jiān)督程序（Monitor)，在它的掌握下使這批作業(yè)能一個(gè)接一個(gè)地連續(xù)處理，直到磁帶（磁盤）上全部的作業(yè)全部完成。其特點(diǎn)：（1）自動(dòng)性；（2）挨次性。

分時(shí)操作系統(tǒng)：是指在一臺(tái)主機(jī)上連接多個(gè)帶有顯示器和鍵盤的終端，同時(shí)允很多個(gè)用戶通過自己的終端，以交互方式使用計(jì)算機(jī)，共享主機(jī)中的資源。其特點(diǎn)：

（1）多路性；（2）獨(dú)立性；（3）準(zhǔn)時(shí)性；（4）交互性。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：是指系統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)（或即時(shí)）響應(yīng)外部大事的懇求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該大事的處理，并掌握全部實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)全都地運(yùn)行。其特點(diǎn)：（1）多路性；（2）獨(dú)立性；（3）準(zhǔn)時(shí)性；（4）交互性；（5）牢靠性。

3操作系統(tǒng)需要管理哪些資源？它的基本功能是什么？

答：硬件資源：CPU，打印機(jī)等，軟件資源：數(shù)據(jù)，程序等

4操作系統(tǒng)對(duì)外供應(yīng)了哪些接口？

答：（1）操作系統(tǒng)的命令接口

通過在用戶和操作系統(tǒng)之間供應(yīng)高級(jí)通信來掌握程序運(yùn)行，用戶通過輸入設(shè)備發(fā)出一系列命令告知操作系統(tǒng)執(zhí)行所需功能，它包括了鍵盤操作命令和作業(yè)掌握命令，稱為作業(yè)一級(jí)的用戶接口。命令接口的兩種最普遍和主要的方式是直接命令方式（命令行）和間接命令方式（命令文件）。

（2）操作系統(tǒng)的程序接口

它是用戶程序和操作系統(tǒng)之間的接口，用戶程序通過它們使用系統(tǒng)資源及系統(tǒng)服務(wù)，這種接口方式通常采納若干系統(tǒng)調(diào)用組成。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)對(duì)外供應(yīng)的一批系統(tǒng)子功能，是一類特別的過程調(diào)用，由機(jī)器指令完成。

（3）操作系統(tǒng)的交互界面

它直接支持界面和程序界面，供應(yīng)一個(gè)易用性的操作平臺(tái)，使用戶特別便利地查找和使用各種命令、執(zhí)行各類程序，完成各種操作。

例：菜單驅(qū)動(dòng)、視窗操作環(huán)境等

交互界面要求是友好的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮簡(jiǎn)化命令、用戶響應(yīng)（提示、求助）和系統(tǒng)后援（命令重呼、確認(rèn)）等問題

第二章：進(jìn)程管理

1．PCB有什么作用？PCB中主要包括什么信息？為什么說PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志？

答:操作系統(tǒng)管理的進(jìn)程是多種多樣的，要對(duì)這些進(jìn)程實(shí)施有效的管理，必需對(duì)進(jìn)程進(jìn)行抽象。為了便于系統(tǒng)掌握和描述進(jìn)程的活動(dòng)，在操作系統(tǒng)核心為進(jìn)程定義了一個(gè)進(jìn)程掌握塊PCB。PCB用于描述進(jìn)程的基本狀況以及進(jìn)程運(yùn)行和變化的過程，它與進(jìn)程一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，為進(jìn)程安排一個(gè)PCB；在進(jìn)程運(yùn)行過程中，系統(tǒng)通過PCB對(duì)進(jìn)程實(shí)施管理和掌握；進(jìn)程結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)將收回PCB。

PCB中的內(nèi)容主要包括調(diào)度信息和現(xiàn)場(chǎng)信息兩大部分。調(diào)度信息包括進(jìn)程名、進(jìn)程號(hào)、優(yōu)先級(jí)、當(dāng)前狀態(tài)、資源信息、程序和數(shù)據(jù)的位置信息、隸屬關(guān)系和各種隊(duì)列指針信息等。現(xiàn)場(chǎng)信息主要包括程序狀態(tài)字、時(shí)鐘寄存器和界限寄存器等描述進(jìn)程運(yùn)行狀況的信息。

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)行掌握，系統(tǒng)是依據(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.

2．請(qǐng)畫出完整的進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖并說出在什么狀況下進(jìn)程會(huì)誕生何種狀態(tài)轉(zhuǎn)換。答：進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下：

3．進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存在那兩種制約關(guān)系？并舉例說明。

答：1、間接相互制約；2、直接制約關(guān)系；

7．進(jìn)程同步應(yīng)遵守哪些基本準(zhǔn)則？常用的同步機(jī)制有哪些？

答：a.空閑讓進(jìn).當(dāng)無進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，表明臨界資源處于空閑狀態(tài)，允許一個(gè)懇求進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程馬上進(jìn)入臨界區(qū)，以有效利用臨界資源

b.忙則等待.當(dāng)已有進(jìn)程處于臨界區(qū)時(shí)，表面臨界資源正在被訪問，因而其他試圖進(jìn)入臨界區(qū)的進(jìn)程必需等待，以保證對(duì)臨界資源的互斥訪問

c.有限等待.對(duì)要求訪問臨界資源的進(jìn)程，應(yīng)保證在有限時(shí)間內(nèi)能進(jìn)入自己的臨界區(qū)，以免陷入“死等”狀態(tài)

d.讓權(quán)等待.當(dāng)進(jìn)程不能進(jìn)入自己的臨界區(qū)時(shí)，應(yīng)馬上釋放處理機(jī)，以免進(jìn)程陷入“忙等”狀態(tài)

8．用信號(hào)量(signal和wait操作)實(shí)現(xiàn)下圖所示前趨關(guān)系：

9．試比較進(jìn)程間低級(jí)和高級(jí)通信工具。當(dāng)前有哪幾種進(jìn)程間高級(jí)通信工具？答：用戶用低級(jí)通信工具實(shí)現(xiàn)進(jìn)程通信很不便利，因?yàn)槠湫实?，通信?duì)用戶不透亮?????，全部的操作都必需由程序員來實(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)所供應(yīng)的一組通信命令，高效地傳送大量的數(shù)據(jù)。

第三章：處理機(jī)調(diào)度與死鎖

1．什么是處理機(jī)高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)調(diào)度？各級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是什么？

答：高級(jí)調(diào)度：又稱為作業(yè)調(diào)度、長(zhǎng)程調(diào)度，用于打算把外存上處于后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程、安排必要的資源，排在就緒隊(duì)列上。中級(jí)調(diào)度：平衡負(fù)載調(diào)度，中程調(diào)度。低級(jí)調(diào)度：進(jìn)程調(diào)度、短程調(diào)度。

高級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)：用于打算把外存上處于后備隊(duì)列中的哪些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存，并為它們創(chuàng)建進(jìn)程，安排必要的資源，然后，再將新創(chuàng)建的進(jìn)程插入就緒隊(duì)列上，預(yù)備執(zhí)行。中級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)：依據(jù)存儲(chǔ)資源量和進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)來打算輔存和主存中進(jìn)程的對(duì)換。低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)：用于打算就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)獲得處理機(jī)，然后再由分派程序執(zhí)行將處理機(jī)安排給該進(jìn)程的詳細(xì)操作。

2．什么是死鎖？產(chǎn)生死鎖的緣由和必要條件是什么？

答：死鎖：多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過程中因爭(zhēng)奪資源而陷入僵局。

產(chǎn)生死鎖的緣由：1）競(jìng)爭(zhēng)資源，2）進(jìn)程間推動(dòng)挨次非法。

產(chǎn)生死鎖的必要條件：1）互斥條件（資源獨(dú)占）；2）懇求和保持條件（占資源A，要資源B）；

3）不剝奪條件（未使用完的資源不能被剝奪）；4）環(huán)路等待條件（資源占用形成環(huán)鏈）。

3．下列A、B、C、D四個(gè)進(jìn)程在FCFS和SJF調(diào)度方式下的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和調(diào)度先后挨次。

1?i?答：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T???Ti?（1+1+100+2+1+3+100）/4=52n?i?1?

調(diào)度先后挨次為：ACBD

4．銀行家算法中，若消失下述資源安排狀況：

試問：（1）該狀態(tài)是否平安？

（2）若進(jìn)程P2提出懇求Request(1,2,2,2)后，系統(tǒng)能否將資源

安排給它？

答：擔(dān)心全，不會(huì)安排。

5．資源安排圖法推斷下圖中是否存在死鎖。

答：產(chǎn)生死鎖

第四章：存儲(chǔ)器管理

1．簡(jiǎn)述存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)分幾層，每層存放什么數(shù)據(jù)，作用是什么？

答：分五層

層0：CPU內(nèi)寄存器組：由編譯器完成安排，傳送速度按處理機(jī)速度

層1：高速緩存（cache）：可幾個(gè)層次，MMU掌握

層2：主存儲(chǔ)器：基本存儲(chǔ)器，MMU與操作系統(tǒng)管理，存取策略

層3：外存儲(chǔ)器（硬盤）：聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)器（I/O處理）

層4：后援存儲(chǔ)器（光盤、磁帶機(jī)）：海量，聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)器（I/O處理）

2．分區(qū)存儲(chǔ)管理中常用哪些安排策略？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

答：1、固定分區(qū)存儲(chǔ)管理

其基本思想是將內(nèi)存劃分成若干固定大小的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)中最多只能裝入一個(gè)作業(yè)。當(dāng)作業(yè)申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，系統(tǒng)按肯定的算法為其選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)，并裝入內(nèi)存運(yùn)行。由于分區(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)的存儲(chǔ)空間時(shí)，造成存儲(chǔ)空間鋪張。

2、可變分區(qū)存儲(chǔ)管理

可變分區(qū)存儲(chǔ)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)要求的存儲(chǔ)空間相等。這種處理方式使內(nèi)存安排有較大的敏捷性，也提高了內(nèi)存利用率。但是隨著對(duì)內(nèi)存不斷地安排、釋放操作會(huì)引起存儲(chǔ)碎片的產(chǎn)生。

3．虛擬存儲(chǔ)器有那些特征？其中最本質(zhì)的特征是什么？

答：虛擬存儲(chǔ)器有以下特征：

離散性。所謂離散性是指在內(nèi)存安排時(shí)采納離散安排方式，這是其它幾個(gè)特征的基礎(chǔ)。保證作業(yè)分次調(diào)入內(nèi)存而不鋪張內(nèi)存資源。

多次性。所謂多次性是指將一個(gè)作業(yè)分次調(diào)入內(nèi)存運(yùn)行，而把當(dāng)前要運(yùn)行的內(nèi)部分程序和數(shù)據(jù)先