計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)浙江大學(xué)第四版課后習(xí)題第1-7章

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一章1設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？答：（1）有效性 （2）方便性 （3）可擴(kuò)充性 （4）開放性 2OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ 答： （1）OS作為用戶與計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口 （2）OS作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者 （3）OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象 3為什么說OS實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象？ 答：OS首先在裸機(jī)上覆蓋一層I/O設(shè)備管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件操作的第一層次抽象；在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源操作的第二層次抽象。OS通過在計(jì)算機(jī)

2、硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能，隱藏了對(duì)硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象。 4試說明推動(dòng)多道批處理系統(tǒng)形成和収展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁矗?答：主要?jiǎng)恿碓从谒膫€(gè)方面的社會(huì)需求與技術(shù)發(fā)展： （1）不斷提高計(jì)算機(jī)資源的利用率； （2）方便用戶； （3）器件的不斷更新?lián)Q代； （4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。 5何謂脫機(jī)I/O和聯(lián)機(jī)I/O？ 答：脫機(jī)I/O 是指事先將裝有用戶程序和數(shù)據(jù)的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機(jī)或卡片機(jī)，在外圍機(jī)的控制下，把紙帶或卡片上的數(shù)據(jù)或程序輸入到磁帶上。該方式下的輸入輸出由外圍 機(jī)控制完成，是在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的。而聯(lián)機(jī)I/O方式是指程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出

3、都是在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的。 6試說明推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ鞘裁矗?答：推動(dòng)分時(shí)系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ歉玫貪M足用戶的需要。主要表現(xiàn)在：CPU 的分時(shí)使用縮短了作業(yè)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間；人機(jī)交互能力使用戶能直接控制自己的作業(yè)；主機(jī)的共享使多用戶能同時(shí)使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，獨(dú)立地處理自己的作業(yè)。 7實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決？ 答：關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)接收并及時(shí)處理該命令，在用戶能接受的時(shí)延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。解決方法：針對(duì)及時(shí)接收問題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡，使主機(jī)能同時(shí)接收用戶從各個(gè)終端上輸入的數(shù)據(jù)；為每個(gè)終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的

4、命令或數(shù)據(jù)。針對(duì)及時(shí)處理問題，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，并且為每個(gè)作業(yè)分配一個(gè)時(shí)間片，允許作業(yè)只在自己的時(shí)間片內(nèi)運(yùn)行，這樣在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能使每個(gè)作業(yè)都運(yùn)行一次。 8為什么要引入實(shí)時(shí)OS？ 答：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，并控制所有實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。引入實(shí)時(shí)OS 是為了滿足應(yīng)用的需求，更好地滿足實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域和實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域的需要。 9什么是硬實(shí)時(shí)任務(wù)和軟實(shí)時(shí)任務(wù)？試舉例說明。 答：硬實(shí)時(shí)任務(wù)是指系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對(duì)截止時(shí)間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測(cè)的結(jié)果。舉例來說，運(yùn)載火箭的控制等。軟實(shí)時(shí)任務(wù)是指它的截止時(shí)間并不嚴(yán)格，偶爾錯(cuò)過

5、了任務(wù)的截止時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不大。舉例：網(wǎng)頁內(nèi)容的更新、火車售票系統(tǒng)。 10試從交互性、及時(shí)性以及可靠性方面，將分時(shí)系統(tǒng)不實(shí)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比較。 答： （1）及時(shí)性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時(shí)間來確定；而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，是以控制對(duì)象所要求的開始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來確定的，一般為秒級(jí)到毫秒級(jí)，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。不像分時(shí)系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。 （3）可靠性：分時(shí)系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具

6、有高度的可靠性。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)難性后果，所以在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。 11OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個(gè)基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。 12.在多道程序技術(shù)的OS環(huán)境下的資源共享與一般情況下的資源共享有何不同？對(duì)獨(dú)占資源應(yīng)采取何種共享方式？ 一般情況下的共享與操作系統(tǒng)環(huán)境下的共享其含義并不完全相同。前者只是說明某種資源能被大家使用，如圖書館中的圖書能提供給大家借閱，但并未限定借閱者必須在同一時(shí)間(間隔)和同一地點(diǎn)閱讀。又如，學(xué)校中的計(jì)算機(jī)機(jī)房共全校學(xué)生上機(jī)，或者說，

7、全校學(xué)生共享該機(jī)房中的計(jì)算機(jī)設(shè)備，雖然所有班級(jí)的上機(jī)地點(diǎn)是相同的，但各班的上機(jī)時(shí)間并不相同。對(duì)于這樣的資源共享方式，只要通過適當(dāng)?shù)陌才?，用戶之間并不會(huì)產(chǎn)生對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)，因此資源管理是比較簡(jiǎn)單的。 而在OS環(huán)境下的資源共享或稱為資源復(fù)用，是指系統(tǒng)中的資源可供內(nèi)存中多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。這里在宏觀上既限定了時(shí)間(進(jìn)程在內(nèi)存期間)，也限定了地點(diǎn)(內(nèi)存)。對(duì)于這種資源共享方式，其管理就要復(fù)雜得多，因?yàn)橄到y(tǒng)中的資源少于多道程序需求的總和，會(huì)形成它們對(duì)共享資源的爭(zhēng)奪。所以，系統(tǒng)必須對(duì)資源共享進(jìn)行妥善管理。對(duì)獨(dú)占資源采用互斥共享方式。13. 什么是時(shí)分復(fù)用技術(shù)？舉例說明它能提高資源利用率的根本原因是什

8、么？ 答：時(shí)分復(fù)用技術(shù)：將資源在不同的時(shí)間片內(nèi)分配給各進(jìn)程以使該資源被重復(fù)利用，從而提高資源的利用率。 如采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的虛擬處理機(jī)，能夠在不同的時(shí)間片內(nèi)處理多個(gè)用戶的請(qǐng)求，從而使得用戶感覺自己獨(dú)占主機(jī)，而處理機(jī)在這期間也被充分的利用。14. 是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？ 答：操作系統(tǒng)的異步性體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是進(jìn)程的異步性，進(jìn)程以人們不可預(yù)知的速度向 前推進(jìn)，二是程序的不可再現(xiàn)性，即程序執(zhí)行的結(jié)果有時(shí)是不確定的，三是程序執(zhí)行時(shí)間的不可預(yù)知性，即每個(gè)程序何時(shí)執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時(shí)間是不確定的。15處理機(jī)管理有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？ 答：處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理

9、、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度； 進(jìn)程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束進(jìn)程，控制進(jìn)程在運(yùn)行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：為多個(gè)進(jìn)程（含線程）的運(yùn)行進(jìn)行協(xié)調(diào)。 進(jìn)程通信：用來實(shí)現(xiàn)在相互合作的進(jìn)程之間的信息交換。 調(diào)度：（1）作業(yè)調(diào)度。從后備隊(duì)里按照一定的算法，選出若干個(gè)作業(yè)，為他們分配運(yùn)行所需的資源（首選是分配內(nèi)存）。 （2）進(jìn)程調(diào)度：從進(jìn)程的就緒隊(duì)列中，按照一定算法選出一個(gè)進(jìn)程，把處理機(jī)分配給它，并設(shè)置運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，使進(jìn)程投入執(zhí)行。 16內(nèi)存管理有哪些主要功能？他們的主要任務(wù)是什么？ 答：內(nèi)存管理的主要功能有：內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射和內(nèi)存擴(kuò)充。 內(nèi)存分配：為每道程序分配內(nèi)存。 內(nèi)存保護(hù)：確保

10、每道用戶程序都只在自己的內(nèi)存空間運(yùn)行，彼此互不干擾。 地址映射：將地址空間的邏輯地址轉(zhuǎn)換為內(nèi)存空間與對(duì)應(yīng)的物理地址。 內(nèi)存擴(kuò)充：用于實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求調(diào)用功能，置換功能等。 17設(shè)備管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？ 答：主要功能有： 緩沖管理、設(shè)備分配和設(shè)備處理以及虛擬設(shè)備等。 主要任務(wù)： 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；以及方便用戶使用I/O設(shè)備。18文件管理有哪些主要功能？其主要任務(wù)是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護(hù)。 文件管理的主要任務(wù)：管理用戶文件和系統(tǒng)文件，方便用戶使用，保證

11、文件安全性。 19.試說明推動(dòng)傳統(tǒng)OS演變?yōu)楝F(xiàn)在OS的主要因素是什么？ (1)系統(tǒng)安全。(2)網(wǎng)絡(luò)的功能和服務(wù)。(3)支持多媒體。20試描述什么是微內(nèi)核OS。答：1）足夠小的內(nèi)核 2）基于客戶/服務(wù)器模式 3）應(yīng)用機(jī)制與策略分離原理 4）采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。21微內(nèi)核操作系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？它為何能有這些優(yōu)點(diǎn)？ 答：（1）提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；（2）增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性；（3）可移植性；（4）提供了對(duì)分布式系統(tǒng)的支持；（5）融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù) 23在微內(nèi)核OS中，為什么要采用客戶/服務(wù)器模式？ 答：C/S 模式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)的分布處理和存儲(chǔ)。（2）便于集中管理。（3）靈活性和可擴(kuò)充性。（4）易

12、于改編應(yīng)用軟件。22.現(xiàn)代操作系統(tǒng)較之傳統(tǒng)操作系統(tǒng)又增加了哪些功能和特征？ (1)進(jìn)程(線程)管理。(2)低級(jí)存儲(chǔ)器管理。(3)中斷和陷入處理。24在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS中，應(yīng)用了哪些新技術(shù)？ 答：在基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的OS中，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)汁技術(shù)。25何謂微內(nèi)核技術(shù)？在微內(nèi)核中通常提供了哪些功能？ 答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運(yùn)行，而留下一個(gè)盡量小的內(nèi)核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，稱這種技術(shù)為微內(nèi)核技術(shù)。在微內(nèi)核中通常提供了進(jìn)程（線程）管理、低級(jí)存儲(chǔ)器管理、中斷和陷入處理等功能。第二章1什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？ 答：前趨圖(Prece

13、dence Graph)是一個(gè)有向無循環(huán)圖，記為DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述進(jìn)程之間執(zhí)行的前后關(guān)系。 S2S1S3S42畫出下面四條語句的前趨圖: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=ab; S4=w:=c+1; 答：其前趨圖為： 3為什么程序并發(fā)執(zhí)行會(huì)產(chǎn)生間斷性特征？ 答：程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，由于它們共享系統(tǒng)資源，為完成同一項(xiàng)任務(wù)需要相互合作，致使這些并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程之間，形成了相互制約關(guān)系，從而使得進(jìn)程在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性。 4程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)為什么會(huì)失去封閉性和可再現(xiàn)性？ 答：程序并發(fā)執(zhí)行時(shí)，多個(gè)程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀

14、態(tài)由多個(gè)程序改變，致使程序運(yùn)行失去了封閉性，也會(huì)導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。 5在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對(duì)并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。 影響：使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實(shí)行。 6試從動(dòng)態(tài)性，并發(fā)性和獨(dú)立性上比較進(jìn)程和程序？答： （1）動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(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，由撤銷而消亡。進(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實(shí)體。 （2）并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時(shí)也是OS的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，

15、而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。 （3）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，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。對(duì)于未建立任何進(jìn)程的程序，不能作為獨(dú)立單位參加運(yùn)行。 7試說明PCB的作用，為什么說PCB是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志？ 答：PCB是進(jìn)程實(shí)體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。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，成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。OS是根據(jù)PCB對(duì)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。 8.PCB提供了進(jìn)程管理和進(jìn)程調(diào)度所需要的哪些信息？ 進(jìn)程管理：通用寄存器、指令計(jì)數(shù)器、程序狀態(tài)字、用戶棧指針 進(jìn)程調(diào)度：進(jìn)程狀態(tài)、進(jìn)程

16、優(yōu)先級(jí)、事件、其他信息9.進(jìn)程控制塊的組織方式有哪幾種？ 線性方式、鏈接方式、索引方式10.何謂操作系統(tǒng)內(nèi)核？?jī)?nèi)核的主要功能是什么？ 現(xiàn)在操作系統(tǒng)一般將OS劃分為若干層次，再將OS的不同功能分別設(shè)置在不同的層次中。通常將一些與硬件緊密相關(guān)的模塊(如中斷處理程序等)、各種常用設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序以及運(yùn)行頻率較高的模塊(如時(shí)鐘管理、進(jìn)程調(diào)度和許多模塊所公用的一些基本操作)，都安排在緊靠硬件的軟件層次中，將它們常駐內(nèi)存，即通常被稱為的OS內(nèi)核。 支撐功能：中斷處理、時(shí)鐘管理、原語操作 資源管理功能：進(jìn)程管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理11試說明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。 答： （1）就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)

17、：進(jìn)程分配到CPU資源 （2）執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時(shí)間片用完 （3）執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請(qǐng)求 （4）阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/O完成 12為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？ 答：引入掛起狀態(tài)處于五種不同的需要：終端用戶需要，父進(jìn)程需要，操作系統(tǒng)需要，對(duì)換需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。 13在進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有哪些？ 答：進(jìn)行進(jìn)程切換時(shí)，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有： （1）進(jìn)程當(dāng)前暫存信息 （2）下一指令地址信息 （3）進(jìn)程狀態(tài)信息 （4）過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)用地址信息。 14試說明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件。 答：引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件有：

18、用戶登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請(qǐng)求。 15試說明引起進(jìn)程被撤銷的主要事件。 答：引起進(jìn)程被撤銷的主要事件有：正常結(jié)束、異常結(jié)束（越界錯(cuò)誤、保護(hù)錯(cuò)、非法指令、特權(quán)指令錯(cuò)、運(yùn)行超時(shí)、等待超時(shí)、算術(shù)運(yùn)算錯(cuò)、I/O 故障）、外界干預(yù)（操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請(qǐng)求、父進(jìn)程終止）。 16在創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）OS 發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程創(chuàng)建原語Creat()； （2）申請(qǐng)空白PCB； （3）為新進(jìn)程分配資源； （4）初始化進(jìn)程控制塊； （5）將新進(jìn)程插入就緒隊(duì)列。17在撤銷一個(gè)進(jìn)程時(shí)所要完成的主要工作是什么？ 答： （1）根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識(shí)符，從PCB集

19、中檢索出進(jìn)程PCB，讀出該進(jìn)程狀態(tài)。 （2）若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真，指示該進(jìn)程被終止后重新調(diào)度。 （3）若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。 （4）將被終止進(jìn)程擁有的全部資源，歸還給父進(jìn)程，或歸還給系統(tǒng)。 （5）將被終止進(jìn)程PCB從所在隊(duì)列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。 18試說明引起進(jìn)程阻塞戒被喚醒的主要事件是什么？ 答：a.請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)；b.啟動(dòng)某種操作；c.新數(shù)據(jù)尚未到達(dá)；d.無新工作可做。19為什么要在OS中引入線程？ 答：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)所付出的時(shí)空開銷，使OS具 有更好的并發(fā)

20、性，提高CPU的利用率。進(jìn)程是分配資源的基本單位,而線程則是系統(tǒng)調(diào)度的基本單位。20試說明線程具有哪些屬性？ 答：（1)輕型實(shí)體（2）獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位（3）可并發(fā)執(zhí)行（4）共享進(jìn)程資源。21試從調(diào)度性，并収性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對(duì)進(jìn)程和線程進(jìn)行比較。答： （1）調(diào)度性。線程在OS 中作為調(diào)度和分派的基本單位，進(jìn)程只作為資源擁有的基本單位。 （2）并發(fā)性。進(jìn)程可以并發(fā)執(zhí)行，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程也可并發(fā)執(zhí)行。 （3）擁有資源。進(jìn)程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運(yùn)行時(shí)必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進(jìn)程的資源。 （4）系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進(jìn)程時(shí)付

21、出的開銷顯著大于線程。23何謂用戶級(jí)線程和內(nèi)核支持線程？ 答： （1）用戶級(jí)線程：僅存在于用戶空間中的線程，無須內(nèi)核支持。這種線程的創(chuàng)建、撤銷、線程間的同步與通信等功能，都無需利用系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。用戶級(jí)線程的切換通常發(fā)生在一個(gè)應(yīng)用進(jìn)程的諸多線程之間，同樣無需內(nèi)核支持。 （2）內(nèi)核支持線程：在內(nèi)核支持下運(yùn)行的線程。無論是用戶進(jìn)程中的線程，還是系統(tǒng)線程中的線程，其創(chuàng)建、撤銷和切換等都是依靠?jī)?nèi)核，在內(nèi)核空間中實(shí)現(xiàn)的。在內(nèi)核空間里還為每個(gè)內(nèi)核支持線程設(shè)置了線程控制塊，內(nèi)核根據(jù)該控制塊感知某線程的存在并實(shí)施控制。 24試說明用戶級(jí)線程的實(shí)現(xiàn)方法。 答：用戶級(jí)線程是在用戶空間中的實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)行在“運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)”

22、與“內(nèi)核控制線程”的中間系統(tǒng)上。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)用于管理和控制線程的函數(shù)的集合。內(nèi)核控制線程或輕型進(jìn)程LWP可通過系統(tǒng)調(diào)用獲得內(nèi)核提供服務(wù)，利用LWP進(jìn)程作為中間系統(tǒng)。 25試說明內(nèi)核支持線程的實(shí)現(xiàn)方法。 答：系統(tǒng)在創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí)，分配一個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)區(qū)PTDA，其中包括若干個(gè)線程控制塊TCB空間。創(chuàng)建一個(gè)線程分配一個(gè)TCB，有關(guān)信息寫入TCB，為之分配必要的資源。當(dāng)PTDA中的TCB用完，而進(jìn)程又有新線程時(shí)，只要所創(chuàng)建的線程數(shù)目未超過系統(tǒng)允許值，系統(tǒng)可在為之分配新的TCB；在撤銷一個(gè)線程時(shí)，也應(yīng)回收線程的所有資源和TCB。26.多線程模型有哪幾種類型？多對(duì)一模型有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 多對(duì)一模型、一對(duì)一模型和多對(duì)

23、多模型。 多對(duì)一模型的主要缺點(diǎn)在于，如果一個(gè)線程在訪問內(nèi)核時(shí)發(fā)生阻塞，則整個(gè)進(jìn)程都會(huì)被阻塞；此外，在任一時(shí)刻，只有一個(gè)線程能夠訪問內(nèi)核，多個(gè)線程不能同時(shí)在多個(gè)處理機(jī)上運(yùn)行。 第三章1高級(jí)調(diào)度不低級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是什么？為什么要引入中級(jí)調(diào)度？ 答：高級(jí)調(diào)度的主要任務(wù)是根據(jù)某種算法，把外存上處于后備隊(duì)列中的那些作業(yè)調(diào)入內(nèi)存。低級(jí)調(diào)度是保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息，按某種算法先取進(jìn)程，再把處理器分配給進(jìn)程。引入中級(jí)調(diào)度的主要目的是為了提高內(nèi)存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時(shí)不能運(yùn)行的進(jìn)程不再占用內(nèi)存資源，將它們調(diào)至外存等待，把進(jìn)程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。 2.處理機(jī)調(diào)度算法的共同目標(biāo)是什么？批處理系

24、統(tǒng)的調(diào)度目標(biāo)又是什么？ 共同目標(biāo)：資源利用率，公平性，平衡性，策略強(qiáng)制執(zhí)行。 批處理系統(tǒng)的調(diào)度目標(biāo)：平均周轉(zhuǎn)時(shí)間短，系統(tǒng)吞吐量高，處理機(jī)利用率高。3何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流？ 答：作業(yè)包含通常的程序和數(shù)據(jù)，還配有作業(yè)說明書。系統(tǒng)根據(jù)該說明書對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調(diào)入內(nèi)存。作業(yè)步是指每個(gè)作業(yè)運(yùn)行期間都必須經(jīng)過若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立相互關(guān)聯(lián)的順序加工的步驟。 作業(yè)流是指若干個(gè)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個(gè)作業(yè)進(jìn)程處理，于是形成了處理作業(yè)流。 4在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊JCB？其中包含了哪些內(nèi)容？ 答：每當(dāng)作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，系

25、統(tǒng)便為每個(gè)作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊JCB，根據(jù)作業(yè)類型將它插入到相應(yīng)的后備隊(duì)列中。 JCB 包含的內(nèi)容通常有：1)作業(yè)標(biāo)識(shí)2)用戶名稱3)用戶賬戶4)作業(yè)類型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、終端型）5)作業(yè)狀態(tài)6)調(diào)度信息（優(yōu)先級(jí)、作業(yè)已運(yùn)行）7)資源要求8)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間9)、開始處理時(shí)間10)作業(yè)完成時(shí)間11)作業(yè)退出時(shí)間12)資源使用情況等 5在作業(yè)調(diào)度中應(yīng)如何確定接納多少個(gè)作業(yè)和接納哪些作業(yè)？ 答：作業(yè)調(diào)度每次接納進(jìn)入內(nèi)存的作業(yè)數(shù)，取決于多道程序度。應(yīng)將哪些作業(yè)從外存調(diào)入內(nèi)存，取決于采用的調(diào)度算法。最簡(jiǎn)單的是先來服務(wù)調(diào)度算法，較常用的是短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法和基于作業(yè)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度算法。

26、7試說明低級(jí)調(diào)度的主要功能。 答：（1）保存處理機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)信息（2）按某種算法選取進(jìn)程（3）把處理機(jī)分配給進(jìn)程。8在搶占調(diào)度方式中，搶占的原則是什么？ 答：搶占的原則有：時(shí)間片原則、優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先權(quán)原則等。9在選擇調(diào)度方式和調(diào)度算法時(shí)，應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是什么？ 答： （1）面向用戶的準(zhǔn)則：周轉(zhuǎn)時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間快、截止時(shí)間的保證、優(yōu)先權(quán)準(zhǔn)則。 （2）面向系統(tǒng)的準(zhǔn)則：系統(tǒng)吞吐量高、處理機(jī)利用率好、各類資源的平衡利用。10在批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各采用哪幾種進(jìn)程（作業(yè)）調(diào)度算法？ 答：批處理系統(tǒng)的調(diào)度算法：短作業(yè)優(yōu)先、優(yōu)先權(quán)、高響應(yīng)比優(yōu)先、多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法。分時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：時(shí)間

27、片輪轉(zhuǎn)法。 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法：最早截止時(shí)間優(yōu)先即EDF、最低松弛度優(yōu)先即LLF算法。 11何謂靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)？確定靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的依據(jù)是什么？ 答：靜態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)確定且在進(jìn)程的整個(gè)運(yùn)行期間保持不變的優(yōu)先級(jí)。 動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)是指在創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)賦予的優(yōu)先權(quán)，可以隨進(jìn)程推進(jìn)或隨其等待時(shí)間增加而改變的優(yōu)先級(jí)，可以獲得更好的調(diào)度性能。確定進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的依據(jù)：進(jìn)程類型、進(jìn)程對(duì)資源的需求和用戶要求。 12試比較FCFS和SPF兩種進(jìn)程調(diào)度算法。 答：相同點(diǎn)：兩種調(diào)度算法都可以用于作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度。不同點(diǎn)：FCFS調(diào)度算法每次都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或多個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的作業(yè)，將它們調(diào)入內(nèi)存、分配資源、創(chuàng)

28、建進(jìn)程、插入到就緒隊(duì)列。該算法有利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程，不利于短作業(yè)/進(jìn)程。SPF算法每次調(diào)度都從后備隊(duì)列中選擇一個(gè)或若干個(gè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)，調(diào)入內(nèi)存中運(yùn)行。該算法有利于短作業(yè)/進(jìn)程，不利于長(zhǎng)作業(yè)/進(jìn)程。 13在時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法中，應(yīng)如何確定時(shí)間片的大小？ 答：時(shí)間片應(yīng)略大于一次典型的交互需要的時(shí)間。一般應(yīng)考慮三個(gè)因素：系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)時(shí)間的要求、就緒隊(duì)列中進(jìn)程的數(shù)目和系統(tǒng)的處理能力。 14通過一個(gè)例子來說明通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能適用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)？ 答：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法很多，主要是基于任務(wù)的開始截止時(shí)間和任務(wù)緊急/松弛程度的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法，通常的優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法不能滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度實(shí)時(shí)性要求而不適

29、用。15.為什么說多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法能較好地滿足各方面用戶的需要？ 終端型用戶：由于終端型用戶提交的作業(yè)多屬于交互型作業(yè)，通常較小，系統(tǒng)只要能使這些作業(yè)在第一隊(duì)列規(guī)定的時(shí)間片內(nèi)完成，便可使終端型用戶感到滿意。短批處理作業(yè)用戶：對(duì)于這類作業(yè)，如果可在第一隊(duì)列中執(zhí)行完成，便獲得與終端型作業(yè)一樣的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于稍長(zhǎng)的短作業(yè)，也只需在第二和第三隊(duì)列各執(zhí)行一時(shí)間片完成，其周轉(zhuǎn)時(shí)間仍然較短。長(zhǎng)批處理作業(yè)用戶：對(duì)于長(zhǎng)作業(yè)，它將依次在第1,2，n個(gè)隊(duì)列中運(yùn)行，然后再按輪轉(zhuǎn)方式運(yùn)行，用戶不必?fù)?dān)心其作業(yè)長(zhǎng)期得不到處理。16.為什么說傳統(tǒng)的幾種調(diào)度算法都不能算是公平調(diào)度算法？ 以上介紹的幾種調(diào)度算法所保證的只是優(yōu)

30、先運(yùn)行，如優(yōu)先級(jí)算法是優(yōu)先級(jí)最高的作業(yè)優(yōu)先運(yùn)行，但并不保證作業(yè)占用了多少處理機(jī)時(shí)間。另外也未考慮到調(diào)度的公平性。17.保證調(diào)度算法是如何做到調(diào)度的公平性的？ 保證調(diào)度算法是另外一種類型的調(diào)度算法，它向用戶所做出的保證并不是優(yōu)先運(yùn)行，而是明確的性能保證，該算法可以做到調(diào)度的公平性。一種比較容易實(shí)現(xiàn)的性能保證是處理機(jī)分配的公平性。如果在系統(tǒng)中有n個(gè)相同類型的進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，為公平起見，須保證每個(gè)進(jìn)程都獲得相同的處理機(jī)時(shí)間1/n。18.公平分享調(diào)度算法又是如何做到調(diào)度的公平性的？ 在公平分享調(diào)度算法中，調(diào)度的公平性主要是針對(duì)用戶而言，使所有用戶能獲得相同的處理機(jī)時(shí)間，或所要求的時(shí)間比例。19為什么在實(shí)

31、時(shí)系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)（尤其是CPU）有較強(qiáng)的處理能力？答：在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，不但包括周期任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)、非周期任務(wù)，還包括非實(shí)時(shí)任務(wù)。實(shí)時(shí)任務(wù)要求要滿足時(shí)限，而非實(shí)時(shí)任務(wù)要求要使其響應(yīng)時(shí)間盡可能的短。多種類型任務(wù)的混合，使系統(tǒng)的可調(diào)度性分析更加困難。實(shí)際上有些實(shí)時(shí)系統(tǒng)CPU處理能力并不強(qiáng)，比如一些嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)，這就要求系統(tǒng)盡量少做一些并發(fā)計(jì)算任務(wù)，留出足夠冗余處理實(shí)時(shí)任務(wù)。20按調(diào)度方式可將實(shí)時(shí)調(diào)度算法分為哪幾種？答：按調(diào)度方式不同，可分為非搶占調(diào)度算法和搶占調(diào)度算法兩種。什么是最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法，請(qǐng)舉例說明之。答：根據(jù)任務(wù)的開始截止時(shí)間確定的任務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。截止時(shí)間越早則優(yōu)先級(jí)越高。該

32、算法要求在系統(tǒng)中保持一個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)就緒隊(duì)列，該隊(duì)列按各任務(wù)截止時(shí)間的先后排序。22什么是最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法，請(qǐng)舉例說明之。答： 該算法是根據(jù)任務(wù)的緊急(或松弛)程度，來確定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。任務(wù)的緊急程度越高，為該任務(wù)所賦予的優(yōu)先級(jí)就越高，以使之優(yōu)先執(zhí)行。 例如，一個(gè)任務(wù)在200ms時(shí)必須完成，而它本身所需的運(yùn)行時(shí)間就有100ms，因此，調(diào)度程序必須在100ms之前調(diào)度執(zhí)行，該任務(wù)的緊急程度(松弛程度)為100ms。又如，另一任務(wù)在400ms時(shí)必須完成，它本身需要運(yùn)行150ms，則其松弛程度為250ms。最早截止時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法：任務(wù)要求的截止時(shí)間越早，其優(yōu)先級(jí)就越高。最低松弛度優(yōu)先調(diào)度算法：任

33、務(wù)的緊急程度越高，其優(yōu)先級(jí)就越高。23.何謂“優(yōu)先級(jí)倒置”現(xiàn)象，可采取什么方法來解決？ 當(dāng)前OS廣泛采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法和搶占方式，然而在系統(tǒng)中存在著影響進(jìn)程運(yùn)行的資源而可能產(chǎn)生“優(yōu)先級(jí)倒置”的現(xiàn)象，即高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程(或線程)被低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程(或線程)延遲或阻塞。24.試分別說明可重用資源和可消耗資源的性質(zhì)。 可重用性資源：每一個(gè)可重用性資源中的單元只能分配給一個(gè)進(jìn)程使用，不允許多個(gè)進(jìn)程共享。進(jìn)程在使用可重用性資源時(shí)，須按照這樣的順序：請(qǐng)求資源、使用資源、釋放資源。系統(tǒng)中每一類可重用性資源中的單元數(shù)目是相對(duì)固定的，進(jìn)程在運(yùn)行期間既不能創(chuàng)建也不能刪除它?？上男再Y源：每一類可消耗性資源的單元數(shù)目在進(jìn)程

34、運(yùn)行期間是可以不斷變化的，有時(shí)它可以有許多，有時(shí)可能為0。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，可以不斷創(chuàng)造可消耗性資源的單元，將它們放入該資源類的緩沖區(qū)中，以增加該資源類的單元數(shù)目。進(jìn)程在運(yùn)行過程中，可以請(qǐng)求若干個(gè)可消耗性資源單元，用于進(jìn)程自己的消耗，不再將它們返回給該資源類中。25.試舉例說明競(jìng)爭(zhēng)不可搶占資源所引起的死鎖。 例如，系統(tǒng)中有兩個(gè)進(jìn)程P1和P2，它們都準(zhǔn)備寫兩個(gè)文件F1和F2，而這兩者都屬于可重用和不可搶占性資源。進(jìn)程P1先打開F1，然后再打開文件F2；進(jìn)程P2先打開文件F2，后打開F1，下面示出了這段代碼。P1P2.Open(f1,w);Open(f2,w);Open(f2,w);Open(f1

35、,w);兩個(gè)進(jìn)程P1和P2在并發(fā)執(zhí)行時(shí)，如果P1先打開F1和F2，然后P2才去打開F1(或F2)，由于文件F1(F2)已被P1打開，故P2會(huì)被阻塞。當(dāng)P1寫完文件F1(或F2)而關(guān)閉F1(F2)時(shí)，P2會(huì)由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為就緒狀態(tài)，被調(diào)度執(zhí)行后重新打開文件F1(或F2)。在這種情況下，P1和P2都能正常運(yùn)行下去。若P2先打開F1和F2，然后P1才去打開F1(或F2)，P1和P2同樣也可以正常運(yùn)行下去。但如果在P1打開F1的同時(shí)，P2去打開F2，每個(gè)進(jìn)程都占有一個(gè)打開的文件，此時(shí)就可能出現(xiàn)問題。因?yàn)楫?dāng)P1試圖去打開F2，而P2試圖去打開F1時(shí)，這兩個(gè)進(jìn)程都會(huì)因文件已被打開而阻塞，它們希望對(duì)方關(guān)閉自己

36、所需要的文件，但誰也無法運(yùn)行，因此這兩個(gè)進(jìn)程將會(huì)無限期地等待下去，而形成死鎖。26.為了破壞“請(qǐng)求和保持”條件而提出了兩種協(xié)議，試比較這兩種協(xié)議。 第一種協(xié)議在所有進(jìn)程開始運(yùn)行之前，必須一次性地申請(qǐng)其在整個(gè)運(yùn)行過程中所需的全部資源，并且在分配資源時(shí)，只要有一種資源不能滿足進(jìn)程的要求，即使其它所需的各種資源都空閑也不分配給該進(jìn)程，而讓該進(jìn)程等待。因此有資源被嚴(yán)重浪費(fèi)、進(jìn)程經(jīng)常會(huì)發(fā)生饑餓現(xiàn)象等缺點(diǎn)。第二種協(xié)議是對(duì)第一種協(xié)議的改進(jìn)，它允許一個(gè)進(jìn)程只獲得運(yùn)行初期所需的資源后，便開始運(yùn)行。進(jìn)程運(yùn)行過程中再逐步釋放已分配給自己的，且已用畢的全部資源，然后再請(qǐng)求新的所需資源。如此便可提高設(shè)備的利用率，還可減

37、少進(jìn)程發(fā)生饑餓的概率。27何謂死鎖？產(chǎn)生死鎖的原因和必要條件是什么？答： （1）死鎖是指多個(gè)進(jìn)程因競(jìng)爭(zhēng)資源而造成的一種僵局，若無外力作用，這些進(jìn)程都將永遠(yuǎn)不能再向前推進(jìn)；（2）產(chǎn)生死鎖的原因有二，一是競(jìng)爭(zhēng)資源，二是進(jìn)程推進(jìn)順序非法；（3）必要條件是: 互斥條件，請(qǐng)求和保持條件，不剝奪條件和環(huán)路等待條件。28在解決死鎖問題的幾個(gè)方法中，哪種方法最易于實(shí)現(xiàn)？哪種方法是資源利用率最高？答：解決/處理死鎖的方法有預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測(cè)和解除死鎖，其中預(yù)防死鎖方法最容易實(shí)現(xiàn)，但由于所施加的限制條件過于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量降低；而檢測(cè)和解除死鎖方法可是系統(tǒng)獲得較好的資源利用率和系統(tǒng)吞吐

38、量。29請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明可通過哪些途徑預(yù)防死鎖?答： （1）摒棄請(qǐng)求和保持條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程開始運(yùn)行之前，都必須一次性地申請(qǐng)其在整個(gè)運(yùn)行過程所需的全部資源，但在分配資源時(shí)，只要有一種資源不能滿足某進(jìn)程的要求，即使其它所需的各資源都空閑，也不分配給該進(jìn)程，而讓該進(jìn)程等待；（2）摒棄不剝奪條件：系統(tǒng)規(guī)定，進(jìn)程是逐個(gè)地提出對(duì)資源的要求的。當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請(qǐng)求而不能立即得到滿足時(shí)，必須釋放它已經(jīng)保持了的所有資源，待以后需要時(shí)再重新申請(qǐng)；（3）摒棄環(huán)路等待條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進(jìn)行線性排序，并賦予不同的序號(hào)，且所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求必須嚴(yán)格按序號(hào)遞增的次序提出，這樣，在所形

39、成的資源分配圖中，不可能再出現(xiàn)環(huán)路，因而摒棄了環(huán)路等待條件。30在教材銀行家算法的例子中，如果P0發(fā)出的請(qǐng)求向量由Request0(0,2,0)改為Request0(0,1,0),問系統(tǒng)可否將資源分配給它?答：P0發(fā)出請(qǐng)求向量Requst0(0,1,0)，按銀行家算法進(jìn)行檢查： Request0(0, 1, 0)Need0 (7, 4, 3); Request0(0, 1, 0)Available(2, 3, 0); 系統(tǒng)暫時(shí)先假定可為P0分配資源，修改Available, Allocation1和Need1向量在下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值： Availablej=Availablej-Reques

40、t ij; Allocationi,j=Allocationi,j+Request ij; eedi,j=Needi,j- Request ij; 計(jì)算結(jié)果為： Available0 = Available0 (2,3,0)- Request0(0,1,0)= (2,2,0) Allocation0=Allocation0 (0,1,0) + Request0 (0,1,0)= (0,2,0) Need0=Need0 (7,4,3) - Request0 (0,1,0)= (7,3,3)可以找到一個(gè)安全序列P1，P3，P4，P2，P0 ，所以系統(tǒng)是安全的，系統(tǒng)可以 立即將P1所申請(qǐng)的資源（0,

41、1,0）分配給它。給P1分配資源之后，系統(tǒng)的資源數(shù)目Available=(2，2，0) 31在銀行家算法中，若出現(xiàn)下述資源分配情：ProcessAllocationNeedAvailableP0003200121622P110001750P213542356P303320652P400140656試問：（1）該狀態(tài)是否安全？（2）若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1，2，2，2)后，系統(tǒng)能否將資源分配給它？答：（1）該狀態(tài)是安全的，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)安全序列。下表為該時(shí)刻的安全序列表。資源情況進(jìn)程WorkNeedAllocationWork+AllocationFinishP0P3P4P1P21 6

42、 2 21 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 110 0 1 20 6 5 20 6 5 61 7 5 02 3 5 60 0 3 20 3 3 30 0 1 41 0 0 01 3 5 41 6 5 41 9 8 71 9 9 112 9 9 113 12 14 17truetruetruetruetrue（2）若進(jìn)程P2提出請(qǐng)求Request(1，2，2，2)后，系統(tǒng)不能將資源分配給它，若分配給進(jìn)程P2，系統(tǒng)還剩的資源情況為（0，4，0，0），此時(shí)系統(tǒng)中的資源將無法滿足任何一個(gè)進(jìn)程的資源請(qǐng)求，從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，容易引起死鎖的發(fā)生。第四章1為什么要配置層次式存儲(chǔ)器

43、？這是因?yàn)椋篴.設(shè)置多個(gè)存儲(chǔ)器可以使存儲(chǔ)器兩端的硬件能并行工作。b.采用多級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是Cache技術(shù)，這是一種減輕存儲(chǔ)器帶寬對(duì)系統(tǒng)性能影響的最佳結(jié)構(gòu)方案。c.在微處理機(jī)內(nèi)部設(shè)置各種緩沖存儲(chǔ)器，以減輕對(duì)存儲(chǔ)器存取的壓力。增加CPU中寄存器的數(shù)量，也可大大緩解對(duì)存儲(chǔ)器的壓力。2可采用哪幾種方式將程序裝入內(nèi)存？它們分別適用于何種場(chǎng)合？將程序裝入內(nèi)存可采用的方式有：絕對(duì)裝入方式、重定位裝入方式、動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式；絕對(duì)裝入方式適用于單道程序環(huán)境中，重定位裝入方式和動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入方式適用于多道程序環(huán)境中。何為靜態(tài)鏈接？靜態(tài)鏈接時(shí)需要解決兩個(gè)什么問題?答：靜態(tài)鏈接是指在程序運(yùn)行之前，先將各自目標(biāo)模塊

44、及它們所需的庫函數(shù)，鏈接成一個(gè)完整的裝入模塊，以后不再拆開的鏈接方式。將幾個(gè)目標(biāo)鏈接裝配成一個(gè)裝入模塊時(shí)，需解決以下兩個(gè)問題：將相對(duì)地址進(jìn)行修改。即將除第一個(gè)模塊外的相對(duì)地址修改成裝入模塊中的相應(yīng)的相對(duì)地址。變換外部調(diào)用符號(hào)。即將每個(gè)模塊中所用的外部調(diào)用符號(hào)，都變換為相對(duì)地址。4.何謂裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接？裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是指將用戶源程序編譯后所得到的一組目標(biāo)模塊，在裝入內(nèi)存時(shí)，采用邊裝入邊鏈接的一種鏈接方式，即在裝入一個(gè)目標(biāo)模塊時(shí)，若發(fā)生一個(gè)外部模塊調(diào)用事件，將引起裝入程序去找相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊，把它裝入內(nèi)存中，并修改目標(biāo)模塊中的相對(duì)地址。 裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式有以下

45、優(yōu)點(diǎn)： 1）便于修改和更新 2）便于實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模塊的共享5. 何謂運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接？運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接是將對(duì)某些模塊的鏈接推遲到程序執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行鏈接，也就是，在執(zhí)行過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時(shí)，立即由OS去找到該模塊并將之裝入內(nèi)存，把它鏈接到調(diào)用者模塊上。 優(yōu)點(diǎn)：凡是在執(zhí)行過程中未被用過的目標(biāo)模塊，都不會(huì)被調(diào)入內(nèi)存和被鏈接到裝入模塊上，這樣不僅能加快程序的裝入過程，而且可節(jié)省大量的內(nèi)存空間。6在動(dòng)態(tài)分區(qū)分配方式中，應(yīng)如何將各空閑分區(qū)鏈接成空閑分區(qū)鏈?應(yīng)在每個(gè)分區(qū)的起始地址部分，設(shè)置一些用于控制分區(qū)分配的信息，以及用于鏈接各分區(qū)的前向指針；在分區(qū)尾部則設(shè)

46、置一后向指針，通過前，后向指針將所有的分區(qū)鏈接成一個(gè)雙向鏈.P128 圖4-7。主要使用雙向鏈表。7為什么要引入動(dòng)態(tài)重定位？如何實(shí)現(xiàn)？a.程序在運(yùn)行過程中經(jīng)常要在內(nèi)存中移動(dòng)位置，為了保證這些被移動(dòng)了的程序還能正常執(zhí)行，必須對(duì)程序和數(shù)據(jù)的地址加以修改，即重定位。引入重定位的目的就是為了滿足程序的這種需要。b.要在不影響指令執(zhí)行速度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)地址變換，必須有硬件地址變換機(jī)構(gòu)的支持，即須在系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)重定位寄存器，用它來存放程序在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。什么是基于順序搜索的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？答：為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分區(qū)

47、式分配，將系統(tǒng)中的空閑分區(qū)組織成空閑分區(qū)表或空閑分區(qū)鏈。所謂順序搜索，是指按表或鏈的組織順序，檢索表或鏈上記錄的空閑分區(qū)，去尋找一個(gè)最符合算法的、大小能滿足要求的分區(qū)。 分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。9在采用首次適應(yīng)算法回收內(nèi)存時(shí)，可能出現(xiàn)哪幾種情況？應(yīng)怎樣處理這些情況？答：a. 回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一個(gè)分區(qū)相鄰接，此時(shí)可將回收區(qū)與插入點(diǎn)的前一分區(qū)合并，不再為回收分區(qū)分配新表項(xiàng)，而只修改前鄰接分區(qū)的大小； b. 回收分區(qū)與插入點(diǎn)的后一分區(qū)相鄰接，此時(shí)合并兩區(qū)，然后用回收區(qū)的首址作為新空閑區(qū)的首址，大小為兩者之和； c. 回收區(qū)同時(shí)與

48、插入點(diǎn)的前后兩個(gè)分區(qū)鄰接，此時(shí)將三個(gè)分區(qū)合并，使用前鄰接分區(qū)的首址，大小為三區(qū)之和，取消后鄰接分區(qū)的表項(xiàng)； d. 回收區(qū)沒有鄰接空閑分區(qū)，則應(yīng)為回收區(qū)單獨(dú)建立一個(gè)新表項(xiàng)，填寫回收區(qū)的首址和大小，并根據(jù)其首址，插入到空閑鏈中的適當(dāng)位置.什么是基于索引搜索的動(dòng)態(tài)分區(qū)分配算法？它可分為哪幾種？答：P131. 快速適應(yīng)算法、伙伴系統(tǒng)、哈希算法11令buddyK(x)表示大小為2的k次方、地址為x的塊的伙伴系統(tǒng)地址，試寫出buddyK(x)通用表達(dá)式?答：P126?？佳械耐瑢W(xué)可以關(guān)注一下。Buddy System是一種經(jīng)典的內(nèi)存管理算法，在Unix和Linux操作系統(tǒng)中都有用到， 其作用是減少存儲(chǔ)空間中

49、的空洞，減少碎片，增加利用率。在有的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課本中有算法介紹。這道題我看不懂其題意，大概是分配內(nèi)存時(shí)x要找的空閑塊是:pow(2,k-1)=buddyK(x)=pow(2,k) / pow是乘方函數(shù)Buddy System是一種連續(xù)的內(nèi)存管理方法，可以結(jié)合離散的分頁分配方法使用，有利于為進(jìn)程分配連續(xù)的物理塊，以提高分頁法的效率和程序的局部性。12分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用哪些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。分區(qū)存儲(chǔ)管理中常采用的分配策略有：首次適應(yīng)算法、循環(huán)首次適應(yīng)算法、最佳適應(yīng)算法、最壞適應(yīng)算法。a.首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：保留了高址部分的大空閑區(qū)，有利于后到來的大型作業(yè)的分配；低址部分不斷被劃分，

50、留下許多難以利用的、小的空閑區(qū)，且每次分區(qū)分配查找時(shí)都是從低址部分開始，會(huì)增加查找時(shí)的系統(tǒng)開銷。b.循環(huán)首次適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布得更為均勻，減少了查找時(shí)的系統(tǒng)開銷；缺乏大的空閑分區(qū)，從而導(dǎo)致不能裝入大型作業(yè)。c.最佳適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)；內(nèi)存中留下許多難以利用的小的空閑區(qū)。d.最壞適應(yīng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)：給文件分配分區(qū)后剩下的的空閑區(qū)不至于太小，產(chǎn)生碎片的幾率最小，對(duì)中小型文件分配分區(qū)操作有利；使存儲(chǔ)器中缺乏大的空閑區(qū)，對(duì)大型文件的分區(qū)分配不利。為什么要引入對(duì)換？對(duì)換可分為哪幾種類型？ 答：在多道環(huán)境下，一方面，在內(nèi)存中的某些進(jìn)程由于某事件

51、尚未發(fā)生而被阻塞，但它卻占用了大量的內(nèi)存空間，甚至有時(shí)可能出現(xiàn)在內(nèi)存中所有進(jìn)程都被阻塞而迫使CPU停止下來等待的情況；另一方面，卻又有著許多作業(yè)在外存上等待，因無內(nèi)存而不能進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行的情況。顯然這對(duì)系統(tǒng)資源是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)，且使系統(tǒng)吞吐量下降。為了解決這一問題，在操作系統(tǒng)中引入了對(duì)換(也稱交換)技術(shù)。 可以將整個(gè)進(jìn)程換入、換出，也可以將進(jìn)程的一部分(頁、段)換入、換出。前者主要用于緩解目前系統(tǒng)中內(nèi)存的不足，后者主要用于實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)。對(duì)文件區(qū)管理的目標(biāo)和對(duì)對(duì)換空間管理的目標(biāo)有何不同？答：對(duì)文件區(qū)管理的主要目標(biāo)是提高文件存儲(chǔ)空間的利用率，然后才提高對(duì)文件的訪問速度，因此，對(duì)文件區(qū)空間的管理采取離

52、散分配方式。 對(duì)對(duì)換空間管理的主要目標(biāo)是提高進(jìn)程換入和換出的速度，然后才是提高文件存儲(chǔ)空間的利用率，因此，對(duì)對(duì)換區(qū)空間的管理采取連續(xù)分配方式，較少的考慮外存中的碎片問題。15為實(shí)現(xiàn)對(duì)換，系統(tǒng)應(yīng)具備哪幾方面功能?答：系統(tǒng)應(yīng)具備三方面功能：對(duì)換空間管理，進(jìn)程換出，進(jìn)程換入。16在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，每次是否將整個(gè)進(jìn)程換出？為什么？答：在以進(jìn)程為單位進(jìn)行對(duì)換時(shí)，并非每次將整個(gè)進(jìn)程換出。這是因?yàn)椋篴.從結(jié)構(gòu)上講，進(jìn)程是由程序段、數(shù)據(jù)段和進(jìn)程控制塊組成的，其中進(jìn)程控制塊總有部分或全部常駐內(nèi)存，不被換出。b.程序段和數(shù)據(jù)段可能正被若干進(jìn)程共享，此時(shí)它們也不能被換出?；陔x散分配時(shí)所用的基本單位不同，可

53、將離散分配分為哪幾種？答：分頁存儲(chǔ)管理方式、分段存儲(chǔ)管理方式和段頁式存儲(chǔ)管理方式。什么是頁面？什么是物理塊？頁面的大小應(yīng)如何確定？答：頁面：分頁存儲(chǔ)管理將進(jìn)程的邏輯地址空間分成若干個(gè)頁，并為各頁加以編號(hào)。物理塊：把內(nèi)存的物理地址空間分成若干個(gè)塊，并為各塊加以編號(hào)。頁面大小應(yīng)選擇適中，且頁面大小應(yīng)該是2的冪，通常為1KB8KB。什么是頁表？頁表的作用是什么？ 答：頁表是分頁式存儲(chǔ)管理使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)進(jìn)程分為多少頁，它的頁表就有多少行。每一行記錄進(jìn)程的一頁和它存放的物理塊的頁號(hào)、塊號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。 頁表用于進(jìn)行地址變換。20為實(shí)現(xiàn)分頁存儲(chǔ)管理，需要哪些硬件支持？答：需要有頁表機(jī)制、地址變換機(jī)構(gòu)的硬

54、件支持。在分頁系統(tǒng)中是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的？答：利用地址變換機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)變換，通過頁表來實(shí)現(xiàn)從頁號(hào)到物理塊號(hào)的變換，將邏輯地址中的頁號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中的物理塊號(hào)。具有快表時(shí)是如何實(shí)現(xiàn)地址變換的？23. 較詳細(xì)的說明引入分段存儲(chǔ)管理方式是為了滿足用戶哪幾個(gè)方面的需求。 答：1) 方便編程。用戶通常把自己的作業(yè)按照邏輯關(guān)系劃分為若干段，每段都從0 編址，并有自己名字和長(zhǎng)度。因此，希望要訪問的邏輯地址是由段名和段內(nèi)偏移量決定。2) 信息共享。在實(shí)現(xiàn)對(duì)程序和數(shù)據(jù)的共享時(shí)，是以信息邏輯單位為基礎(chǔ)。分頁系統(tǒng)中的頁是存放信息的物理單位，無完整意義，不便于共享；段是信息的邏輯單位。為了實(shí)現(xiàn)段的共

55、享，希望存儲(chǔ)管理能與用戶程序分段的組織方式相適應(yīng)。3) 信息保護(hù)。對(duì)信息的邏輯單位進(jìn)行保護(hù)，分段能更有效方便地實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)功能。 4) 動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，有些段特別是數(shù)據(jù)段，在使用過程中會(huì)不斷增長(zhǎng)，事先又無法確切知道增長(zhǎng)多少。分段存儲(chǔ)管理方式能較好解決這個(gè)問題5) 動(dòng)態(tài)鏈接。運(yùn)行時(shí)先將主程序?qū)?yīng)的目標(biāo)程序裝入內(nèi)存并啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行過程中又需要調(diào)用某段時(shí)，才將該段調(diào)入內(nèi)存鏈接。所以動(dòng)態(tài)鏈接也要求以段作為管理單位。在具有快表的段頁式存儲(chǔ)管理方式中，如何實(shí)現(xiàn)地址變換？ 答：在CPU給出有效地址后，由地址變換機(jī)構(gòu)自動(dòng)將頁號(hào)P送入高速緩沖寄存器，并將此頁號(hào)與高速緩存中的所有頁號(hào)比較，若找到匹配頁號(hào)，

56、表示要訪問的頁表項(xiàng)在快表中?？芍苯訌目毂碜x出該頁對(duì)應(yīng)物理塊號(hào)，送到物理地址寄存器中。如快表中沒有對(duì)應(yīng)頁表項(xiàng)，則再訪問內(nèi)存頁表，找到后，把從頁表項(xiàng)中讀出物理塊號(hào)送地址寄存器；同時(shí)修改快表，將此頁表項(xiàng)存入快表。但若寄存器已滿，則OS必須找到合適的頁表項(xiàng)換出。 為什么說分段系統(tǒng)較之分頁系統(tǒng)更易于實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)? 答：a.對(duì)于分頁系統(tǒng)，每個(gè)頁面是分散存儲(chǔ)的，為了實(shí)現(xiàn)信息共享和保護(hù)，則頁面之間需要一一對(duì)應(yīng)起來，為此需要建立大量的頁表項(xiàng)； b.而對(duì)于分段系統(tǒng)，每個(gè)段都從0開始編址，并采用一段連續(xù)的地址空間，這樣在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)時(shí)，只需為所要共享和保護(hù)的程序設(shè)置一個(gè)段表項(xiàng)，將其中的基址與內(nèi)存地址一一對(duì)應(yīng)

57、起來即可。26分頁和分段有何區(qū)別？答：a.分頁和分段都采用離散分配的方式，且都要通過地址映射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)地址變換，這是它們的共同點(diǎn)；b.對(duì)于它們的不同點(diǎn)有三，第一，從功能上看，頁是信息的物理單位，分頁是為實(shí)現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率，即滿足系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要；而段是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對(duì)完整的信息，目的是為了能更好地滿足用戶的需要；第二頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，而段的長(zhǎng)度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序；第三分頁的作業(yè)地址空間是一維的，而分段的作業(yè)地址空間是二維的。試全面比較連續(xù)分配和離散分配方式. 答：a.連續(xù)分配是指為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)

58、連續(xù)的地址空間，包括單一連續(xù)分配方式和分區(qū)式分配方式，前者將內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū)，系統(tǒng)區(qū)供操作系統(tǒng)使用，用戶區(qū)供用戶使用，是最簡(jiǎn)單的一種存儲(chǔ)方式，但只能用于單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)中；分區(qū)式分配方式分為固定分區(qū)和動(dòng)態(tài)分區(qū)，固定分區(qū)是最簡(jiǎn)單的多道程序的存儲(chǔ)管理方式，由于每個(gè)分區(qū)的大小固定，必然會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)；動(dòng)態(tài)分區(qū)是根據(jù)進(jìn)程的實(shí)際需要，動(dòng)態(tài)地為之分配連續(xù)的內(nèi)存空間，常用三種分配算法: 首次適應(yīng)算法，該法容易留下許多難以利用的小空閑分區(qū)，加大查找開銷；循環(huán)首次適應(yīng)算法，該算法能使內(nèi)存中的空閑分區(qū)分布均勻，但會(huì)致使缺少大的空閑分區(qū)；最佳適應(yīng)算法，該算法也易留下許多難以利用的小空閑區(qū)； b.離

59、散分配方式基于將一個(gè)進(jìn)程直接分散地分配到許多不相鄰的分區(qū)中的思想，分為分頁式存儲(chǔ)管理，分段存儲(chǔ)管理和段頁式存儲(chǔ)管理. 分頁式存儲(chǔ)管理旨在提高內(nèi)存利用率，滿足系統(tǒng)管理的需要，分段式存儲(chǔ)管理則旨在滿足用戶(程序員)的需要，在實(shí)現(xiàn)共享和保護(hù)方面優(yōu)于分頁式存儲(chǔ)管理，而段頁式存儲(chǔ)管理則是將兩者結(jié)合起來，取長(zhǎng)補(bǔ)短，即具有分段系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)，可共享，易于保護(hù)，可動(dòng)態(tài)鏈接等優(yōu)點(diǎn)，又能像分頁系統(tǒng)那樣很好的解決外部碎片的問題，以及為各個(gè)分段可離散分配內(nèi)存等問題，顯然是一種比較有效的存儲(chǔ)管理方式； c.綜上可見，連續(xù)分配方式和離散分配方式各有各自的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以改進(jìn)和利用. 第五章常規(guī)存儲(chǔ)器管理方式具有哪兩

60、大特征？它對(duì)系統(tǒng)性能有何影響？答：一次性：進(jìn)程必須全部裝入內(nèi)存，對(duì)空間浪費(fèi)非常大；駐留性：在程序運(yùn)行過程中，進(jìn)程全部駐留在內(nèi)存，暫時(shí)不用的數(shù)據(jù)無法釋放。什么是程序運(yùn)行時(shí)的時(shí)間局限性和空間局限性？答：（1）時(shí)間局限性：如果程序中的某條指令一旦執(zhí)行，則不久的將來該指令可能再次被執(zhí)行；如果某個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問，則不久的將來該存儲(chǔ)單元可能再次被訪問。產(chǎn)生時(shí)間局限性的典型原因是在程序中存在著大量的循環(huán)操作。 （2）空間局限性：一旦程序訪問了某個(gè)存儲(chǔ)單元，則在不久的將來，其附近的存儲(chǔ)單元也最有可能被訪問，即程序在一段時(shí)間內(nèi)所訪問的地址，可能集中在一定的范圍內(nèi)。產(chǎn)生空間局限性的典型原因是程序是順序執(zhí)行的。虛擬