操作系統(tǒng)課后習題答案第三版

1、一、 名詞解釋1、 操作系統(tǒng)：是位于硬件層之上，所有其它軟件之下的一個系統(tǒng)軟件，是管理系統(tǒng)中的軟硬資 源，使其得以充分利用并方便用戶使用的程序集合。2、 進程：具有一定獨立功能的程序關于一個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動。3、 線程：也稱輕進程，是進程內的一個相對獨立的執(zhí)行流。4、 設備無關性：用戶在使用設備時，選用邏輯設備，而不必面對一種設備一種接口.設備管理實現(xiàn) 邏輯設備到物理設備的映射，這就是設備無關性.5、 數(shù)組多路通道：是指連接多臺設備.同時為多臺設備服務，每次輸入/輸出一個數(shù)據(jù)塊.這樣的通 道叫數(shù)組多路通道.6、 死鎖：一組并發(fā)進程，因爭奪彼此占用的資源而無法執(zhí)行下去，這種僵局叫死鎖.7、

2、 文件系統(tǒng)：是指與文件管理有關的那部分軟件，被管理的文件及管理所需的數(shù)據(jù)結構的總體.8、 并發(fā)進程：進程是一個程序段在其數(shù)據(jù)集合上的一次運行過程， 而并發(fā)進程是可以與其它進程 并發(fā)運行的.9、 臨界區(qū)：是關于臨界資源訪問的代碼段.10、 虛擬存儲器：是一種擴大內存容量的設計技術，它把輔助存儲器作為計算機內存儲器的后援，實際上不存在的擴大的存儲器叫虛擬存儲器11、 動態(tài)重定位：在程序運行時，將邏輯地址映射為物理地址的過程叫動態(tài)重定位.12、 作業(yè)：用戶要求計算機系統(tǒng)為其完成的計算任務的集合。13、中斷：在程序運行過程中，出現(xiàn)的某種緊急事件，必須中止當前正在運行的程序，轉去處 理此事件，然后再恢復

3、原來運行的程序，這個過程稱為中斷。14、 文件：具有符號名而且在邏輯上具有完整意義的信息項的有序序列。15、進程互斥：兩個或兩個以上的進程，不同時進入關于同一組共享變量的臨界區(qū)域，否則可能 發(fā)生與時間有關的錯誤，這種現(xiàn)象叫互斥。16、 系統(tǒng)開銷：指運行操作系統(tǒng)程序，對系統(tǒng)進行管理而花費的時間和空間。17、 通道：由通道獨立控制完成 I/O操作，全部完成后向 CPU發(fā)出中斷，CPU丸行中斷處理程序。18、系統(tǒng)調用：使用戶或系統(tǒng)程序在程序以及上請求系統(tǒng)為之服務的一種手段。它的功能由操 作系統(tǒng)的一些程序段完成。二、 簡答題1、 一臺計算機有 8 臺磁帶機，他們由 N 個進程競爭使用，每個進程可能需要

4、3 臺磁帶機。請問 N為多少時，系統(tǒng)沒有死鎖危險。請說明其原因。N=3 時，無死鎖產(chǎn)生，因為資源足夠2、 敘述設備分配時需要的數(shù)據(jù)結構，及其分配方法。設備分配時，系統(tǒng)設備表，通道控制表，控制器控制表，設備表分配方法：先查找系統(tǒng)設備表，找到設備表，用空間設備分配無則等待；查控制器控制表，用空間分配否則等待；查通道控制表，有空間分配否則等待，均勻分配成功開始I/O操作3、 請你簡述段頁式虛擬存儲系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)結構及地址變換過程。數(shù)據(jù)結構：段表、頁表、段表控制寄存器；地址變換過程：段號與段控制寄存器的段表大小比較，小于等于有效，否則出錯。段號-起始地址定位，取出頁表長與頁號比較，小于等于有效，否則無

5、效；在比較如該段在主存發(fā)展缺頁中斷，物理地址=塊號*塊長-單元號（塊號通過頁號 +起始地址取得）4、 請簡述 SPOOLING 系統(tǒng)的組成及各部分的功能SPOOLING 系統(tǒng)：它使用直接存取的大容量磁盤作為緩沖，將一個可共享的磁盤空間改造成若干臺輸入設備和輸出設備，并使得I/O設備與 CPU行操作；SPOOLING 系統(tǒng)的組成：輸入井、輸出井、預輸入程序、緩輸出程序、井管理程序；輸入井：用于存放提前輸出的作業(yè)；輸出井：用 于存放提前輸出的數(shù)據(jù)；預輸入程序：用戶控制作業(yè)的提前輸入，填寫預輸入表；緩輸出程序：用于控制輸出井中的數(shù)據(jù)輸出；井管理程序：用于輸出井中讀入數(shù)據(jù)與主存和將程序結果存放到輸出井

6、中。5、 假定一個處理器正在執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計算為主，一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予 它們占有處理器的優(yōu)先級？為什么？輸入輸出為主的作業(yè)優(yōu)先級高，而以計算為主的作業(yè)優(yōu)先級低，這樣做提高 CPU外設的并行程度6、 常用的文件物理結構有哪幾種，請簡述它們。常用的文件物理結構有：連續(xù)文件：把邏輯上連續(xù)的文件信息依次存放在輔存連續(xù)的物理塊中鏈接文件：將邏輯上連續(xù)的用戶文件信息存放在輔存不連續(xù)的塊中，并在每一塊中包含一個指針，指向與它鏈接的下一塊所在位置，最后一塊放上” -1 ” ,標志文件結束.索引文件：將邏輯上連續(xù)的用戶文件信息存放到輔存不連續(xù)的物理塊中，系統(tǒng)為每一個文件建立一張索引表，表中按

7、照邏輯記錄存放的物理塊順序記錄了這些物理塊號7、 I/O系統(tǒng)的控制方式有哪幾種？I/O系統(tǒng)的控制方式:1循環(huán)測試方式 2中斷方式 3DMA式 4通訊方式8、 死鎖產(chǎn)生的必要條件有哪些？死鎖產(chǎn)生的必要條件：1互斥條件 2請求保持條件 3部分分配條件 4循環(huán)等待條件9、 在段頁式存儲器中，為什么段表的每一欄都要給出頁表的長度？在段頁式管理中，由于每段分成若干頁，所以需要在段表中給出頁表長度,以便檢查邏輯地址中的頁號是否越界.10、請敘述在進程通信中有哪幾種通信方式？在進程通信中有共享存儲器方式，消息緩沖方式及共享文件方式，其中共享存儲器方式又分為直接通信與間接通信.（信箱通信）11、什么是用戶接口

8、？通常在操作系統(tǒng)和用戶之間提供哪些類型的接口？用戶接口是指用戶和操作系統(tǒng)打交道，請求使用操作系統(tǒng)的途徑和方式。通常在操作系統(tǒng)和用戶之間提供兩類接口： 一類是命令接口， 另一類是程序接口。 命令接口又分為聯(lián)機控制命令和脫機 控制命令。12、解釋預輸入和緩輸出？作業(yè)執(zhí)行前，SPOOLing系統(tǒng)將大批作業(yè)從輸入設備預先輸入到磁盤輸入井存放，稱為預輸入。作業(yè)的執(zhí)行結果被存入磁盤的輸出井，在作業(yè)執(zhí)行完畢后，由操作系統(tǒng)組織信息成批輸出，稱為緩輸出。13、設備驅動程序的功能是什么？設備驅動程序的主要功能有：根據(jù)傳輸要求設置 I/O接口中的有關的控制寄存器的值，啟動設備、通道或 DMA空制器工作，檢測處理設備

9、錯誤，對設備的輸入輸出請求隊列、睡眠、喚醒等操作進 行處理。14、井管理程序有什么功能？它是如何工作的？井管理程序的功能是實現(xiàn)虛擬輸入和虛擬輸出。當作業(yè)請求從外圍設備輸入文件信息時， 系統(tǒng)就調用井管理讀程序，叢輸入井讀出信息到內存，供工作使用。當作業(yè)請求從打印機輸出時，系統(tǒng)就調用井管理寫程序，把作業(yè)結果保存到輸出井。15、采用緩沖技術的目的是什么？緩沖區(qū)的種類有哪些？引入緩沖的目的：在于改善 CPU I/O設備速度不匹配的問題， 提高 CPU I/O 設備的并行程度。 可以減少 I/O中斷的次數(shù)和 CPU的中斷處理時間，解決 DMA 方式或通道方式中可能出現(xiàn)的瓶頸問 題。緩沖區(qū)的種類：硬件緩沖

10、和軟件緩沖，軟件緩沖又可以分為單緩沖、雙緩沖和緩沖池。16、請指出頁式動態(tài)地址翻譯機構是什么？并說明其地址翻譯過程。頁式動態(tài)地址翻譯機構是由控制寄存器、頁彪、聯(lián)想寄存器等組成的實現(xiàn)地址轉換的硬件機構。地址翻譯過程：由 CP比合出有效地址，由地址轉換機構將有效地址自動分解為頁號p 和頁內偏移量 w,有控制寄存器查出本作業(yè)的頁表始地址，再次頁表內根據(jù)P找出與之對應塊號 B,;若頁表中無頁號 P,則發(fā)生缺頁中斷，有中斷機構將相應頁調入內存，此時在查得塊號B,將 B, W裝入內存地址寄存器，得物理地址BW翻譯過程結束。17、什么是虛擬設備？實現(xiàn)虛擬設備的主要條件是什么？所謂的虛擬設備技術是在一類物理設

11、備上模擬另一類物理設備的技術，是將獨占設備轉化為共享設備的技術。通常把用來代替獨占設備的那部分外存空間稱為虛擬設備。實現(xiàn)虛擬設備的硬件條件要有大容量的磁盤及中斷機制、通道 o 軟件條件上要采用多道程序設計技術。18、多道程序系統(tǒng)的特征是什么？多道程序系統(tǒng)的特征是內存中有多道程序，宏觀上并行，微觀上串行。19、Linux的進程有哪五種狀態(tài)？TASK_RUNNING;TASK_INTERRUPT 舊 LE;TASK_UNINTERRUPT 舊 LE;TASK_STOPPED;TASK_ZOMBIE.20、試描述虛擬設備的工作原理？虛擬設備是利用共享型設備實現(xiàn)的數(shù)量較多、速度較快的獨占型設備。虛擬設

12、備的工作原理是在獨占型設備和內存進程之間引入一個共享型設備作為過渡，如下圖所示。因為共享型設備速度較快，所以進程 I/O傳輸所需的時間較短，提高了進程的推進速度；又由于信息在獨占型設備與共 享型設備之間的傳輸是連續(xù)進行的，即獨占型設備在被占用期間一直被使用，因而提高了設備資源的利用率。其中共享型設備上的一個區(qū)域是由若干個設備塊所組成的，被稱作虛擬設備。由于共享型設備的存儲量很大，這樣的區(qū)域可以有很多，因而虛擬設備的數(shù)量是很多的，通常比獨占型的實設備多得多。is程1某一區(qū)域獨占型設備原傳 輸傳內存共享型設備21、試述樹型目錄結構的優(yōu)點樹型目錄結構解決了命名沖突；有利于提高文件的檢索速度；有利于實

13、現(xiàn)文件共享；有利于用戶對文件進行分門別類地組織。22、什么是進程通信？并發(fā)執(zhí)行的進程為了協(xié)調一致地完成指定任務，進程之間具有一定的聯(lián)系，這種聯(lián)系通常采用進程間交換數(shù)據(jù)的方式進行。進程間交換數(shù)據(jù)叫進程通信。進程之間所交換的信息量，少則是一個狀態(tài)或數(shù)值，多則是成千上萬個字節(jié)。因而進程通信的類型分為：低級通信（進程間交換少量數(shù)據(jù)，如信號量機制）；高級通信（進程間交換大量數(shù)據(jù)）。23、請給出一個嵌入式操作系統(tǒng)，并說明該操作系統(tǒng)的功能。UC/OS-II是一個嵌入式操作系統(tǒng)，其功能包括任務管理、時間管理、任務間通信、內存管理等。24、操作系統(tǒng)有哪些功能？操作系統(tǒng)主要有五大功能：存儲器管理一一內存分配、地址

14、映射、內存保護和內存擴充。處理機管理一一作業(yè)和進程調度、進程控制和進程通信。設備管理一一緩沖區(qū)管理、設備分配、設備驅動和設備無關性。文件管理文件存儲空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制。用戶界面管理一一命令界面、程序界面和圖形界面。25、進程與程序有何區(qū)別？進程是具有獨立功能的程序關于某個數(shù)據(jù)集合的一次運行活動，是系統(tǒng)進行資源分配和調度的獨立單位。程序是指令的有序序列。進程與程序的區(qū)別在于：1）進程是動態(tài)的，程序是靜態(tài)的； 2）進程是短暫的，程序可以永久保存； 3）進程與程序之間 不具有一一對應關系：一個程序可以對應一個進程， 也可以對應多個進程；一個進程可以對應一 個程序，或者對應一段程序。26、 在文件系統(tǒng)中，為什么將文件控制塊FCB分割為兩部分？文件控制塊（FCB）是操作系統(tǒng)為管理文件而設置的數(shù)據(jù)結構，存放了為管理文件所需的所有有 關信息（文件屬性），文件控制塊是文件存在的標志。為加