操作系統(tǒng)實用教程(第二版)-OS習(xí)題答案

1、操作系統(tǒng)習(xí)題解答存儲程序式計算機的主要特點是什么？答：主要特點是以順序計算為基礎(chǔ)， 根據(jù)程序規(guī)定的順序依次執(zhí)行每一個操作， 控制部 件根據(jù)程序?qū)φ麄€計算機的活動實行集中過程控制， 即為集中順序過程控制。這類計算是過程性的，實際上這種計算機是模擬人們的手工計算的產(chǎn)物。 即首先取原始數(shù)據(jù)，執(zhí)行一個操作，將中間結(jié)果保存起來；再取一個數(shù)，和中間結(jié)果一起又執(zhí)行一個操作，如此計算下去。在遇到多個可能同時執(zhí)行的分支時， 也是先執(zhí)行完一個分支， 然后再執(zhí)行第二個分支， 直到計算完畢。批處理系統(tǒng)和分時系統(tǒng)各具有什么特點？答：批處理系統(tǒng)是在解決人一機矛盾以及高速度的中央處理機和低速度的 I/O 設(shè)備這兩對矛盾的過

2、程中發(fā)展起來的。它的出現(xiàn)改善了CPLW外設(shè)的使用情況，其特點是實現(xiàn)了作業(yè)的自動定序、自動過渡，從而使整個計算機系統(tǒng)的處理能力得以提高。在多道系統(tǒng)中，若采用了分時技術(shù)，就是分時操作系統(tǒng)，它是操作系統(tǒng)的另一種類型。它一般采用時間片輪轉(zhuǎn)的辦法， 使一臺計算機同時為多個任務(wù)服務(wù)。 對用戶都能保證足夠快 的響應(yīng)時間，并提供交互會話功能。 它與批處理系統(tǒng)之間的主要差別在于， 分時系統(tǒng)是人機交互式系統(tǒng)，響應(yīng)時間快；而批處理系統(tǒng)是作業(yè)自動定序和過渡， 無人機交互，周轉(zhuǎn)時間長。實時系統(tǒng)的特點是什么？ 一個實時信息處理系統(tǒng)和一個分時系統(tǒng)從外表看來很相似，它們有什么本質(zhì)的區(qū)別呢？答：實時系統(tǒng)對響應(yīng)時間的要求比分時系

3、統(tǒng)更高， 一般要求響應(yīng)時間為秒級、毫秒級甚至微秒級。將電子計算機應(yīng)用到實時領(lǐng)域， 配置上實時監(jiān)控系統(tǒng)，便組成各種各樣的專用實時系統(tǒng)。實時系統(tǒng)按其使用方式不同分為兩類： 實時控制系統(tǒng)和實時信息處理系統(tǒng)。 實時控制是指利用計算機對實時過程進行控制和提供監(jiān)督環(huán)境。 實時信息處理系統(tǒng)是指利用計算機對實時數(shù)據(jù)進行處理的系統(tǒng)。 實時系統(tǒng)大部分是為特殊的實時任務(wù)設(shè)計的， 這類任務(wù)對系統(tǒng)的可靠性和安全性要求很高。與分時系統(tǒng)相比，實時系統(tǒng)沒有那樣強的交互會話功能， 通常不允許用戶通過實時終端設(shè)備去編寫新的程序或修改已有的程序。實時終端設(shè)備通常只是作為執(zhí)行裝置或詢問裝置， 屬專用系統(tǒng)。4?什么是多道程序設(shè)計技術(shù)？

4、試述多道程序運行的特征。答：多道程序設(shè)計技術(shù)是在計算機內(nèi)存中同時存放幾道相互獨立的程序， 使它們在管理程序控制下，相互穿插地運行。多道程序運行的特征如下：多道：計算機內(nèi)存中同時存放幾道相互獨立的程序。宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。微觀上串行：從微觀上看，內(nèi)存中的多道程序輪流地或分時地占有處理機， 交替執(zhí)行(單處理機情況) 。5?什么是操作系統(tǒng)？從資源管理的角度去分析操作系統(tǒng)，它的主要功能是什么？答：操作系統(tǒng)是一個大型的程序系統(tǒng)，它負責(zé)計算機的全部軟、硬件資源的分配與回收， 控制與協(xié)調(diào)等并發(fā)活動， 實現(xiàn)信息的存取和保護。 它提供用

5、戶接口，使用戶獲得良好的工作 環(huán)境，為用戶擴展新的系統(tǒng)功能提供軟件平臺， 操作系統(tǒng)使整個計算機系統(tǒng)實現(xiàn)了高效率和高度自動化。管理、 它們可歸為四類：處理機管理、存儲操作系統(tǒng)的主要功能是管理系統(tǒng)的軟、硬件資源， 設(shè)備管理和文件管理等。.操作系統(tǒng)的主要特征是什么？為什么會具有這樣的特征 ？答：操作系統(tǒng)的特征有：并發(fā)性，共享性，不確定性，虛擬性。其中并發(fā)性和共享性是其主要特征。由于操作系統(tǒng)建立并控制著多個并發(fā)執(zhí)行的進程，完成著同時進行的幾項任務(wù)，進程之間相互制約，并且共享著系統(tǒng)的某些資源，進程的這些活動便形成了操作系統(tǒng)的主要特征。并且許多事件的產(chǎn)生是隨機的，而且事件產(chǎn)生的先后順序又有許多可能組合，但

6、操作系統(tǒng)必須能處理任何一種可能的事件序列。所以，操作系統(tǒng)又具有不確定性。另外，操作系統(tǒng)中還廣泛使用了虛擬技術(shù)，使得配備了操作系統(tǒng)之后的系統(tǒng)在資源的使用上更加自由和靈活，不受物理設(shè)備數(shù)量的限制。.設(shè)一計算機系統(tǒng)有輸入機一臺、 打印機兩臺，現(xiàn)有二道程序同時投入運行， 且程序A先開始運行， 程序B后運行。程序A的運行軌跡為：計算50ms打印信息100ms，再計 算50ms，打印信息100ms,結(jié)束。 程序B運行的軌跡為：計算 50ms輸入數(shù)據(jù)80ms再 計算100ms,結(jié)束。要求：用圖畫出這二道程序并發(fā)執(zhí)行時的工作情況。說明在二道程序運行時，CPLW無空閑等待？若有，在哪段時間內(nèi)等待？為什么會空閑等

7、待？程序A B運行時有無等待現(xiàn)象？在什么時候會發(fā)生等待現(xiàn)象？答：程序A程序B5100 ms5計打計5582計輸?shù)鹊葧r間5(2)都在進CPU有空閑等待，它發(fā)生在 行I/O操作。(3)等待現(xiàn)程序a無等待現(xiàn)象，程序 象。(1)工作情況如圖。工作情況的另一種描述形式如下1015182030100 ms150 ms時間段內(nèi)，此時間段內(nèi)程序A與程序BB在0 ms -50 ms時間段與180 ms -200 ms 時間段內(nèi)有100 ms打100 ms計序A程序B輸入設(shè)備5010 0ms 20進程管理習(xí)題301現(xiàn)代操作系統(tǒng)中為什么要引入“進程”概念？它與程序有什么區(qū)別？答：之所以要引入進程的概念，是因為在一些

8、可以并發(fā)的程序段之間，存在著某種相互制約的關(guān)系，每個程序段的執(zhí)行不僅要受到其它程序執(zhí)行的制約，而且還要動態(tài)地依賴系統(tǒng)資源的分配情況，因此每個可以并發(fā)執(zhí)行的程序段就會因外界條件的限制而不能運行，被迫處于阻塞狀態(tài)。僅用程序的概念無法表示程序的走走停停以及程序運行過程中對資源的競爭現(xiàn)象，因此需要采用一種動態(tài)的概念描述并發(fā)程序這種走走停停的現(xiàn)象，這就產(chǎn)生了進程的概念。進程和程序的區(qū)別：進程是程序的執(zhí)行過程，是動態(tài)的過程，屬于一種動態(tài)概念。程序是一組有序靜態(tài)指令和數(shù)據(jù)的集合，用來指示處理機的操作，是一種靜態(tài)概念。從結(jié)構(gòu)上看，每個進程實體是由程序段和相應(yīng)的數(shù)據(jù)段兩部分構(gòu)成，并且進程結(jié)構(gòu)中還要包含PCB,即

9、進程控制塊。一個進程可以涉及到一個或幾個程序的執(zhí)行；反之，同一程序可以對 應(yīng)多個進程，即同一個程序段可以在不同數(shù)據(jù)集合上運行，可以構(gòu)成不同的進 程。(4)進程能真實地描述并發(fā)執(zhí)行的過程，而程序僅僅是靜態(tài)指令堆積的序歹限進程有可創(chuàng)建其他進程的功能，而一般的程序不具有創(chuàng)建其它程序的功能。每一個程序都是在一個進程現(xiàn)場中運行的。2敘述進程的并發(fā)性和制約性。答：并發(fā)性是進程的重要特征。即多道程序中多個進程同時向前推進的過程，沒個進程總是與其它進程并發(fā)地執(zhí)行的。進程的制約性是指一個進程的運行受到另一進程的制約。比如有的進程可能正在等待另一進程的計算結(jié)果而無法運行，或者進程所需的資源被別的進程占有而無法運行

10、。3進程的含義是什么？如何構(gòu)造和描述進程？答：進程是程序的一次執(zhí)行。進程由“進程控制塊+程序+數(shù)據(jù)”構(gòu)成，用進程控制塊描述進程。4有三個并發(fā)進程，R負責(zé)從輸入設(shè)備讀入信息并傳送給M M將信息加工并傳送給 P, P將打印輸出，寫出下列條件下的并發(fā)程序。雙緩沖區(qū)，每個區(qū)大小為 K單緩沖區(qū)，其大小為 K。答：(1)雙緩沖區(qū)，每個區(qū)大小為K,信號量初值如下：mutexR=mutexP=1emptyR=emptyP=k;fullR= fullP=O;變量的初值如下：inR=outR=inP=outP=0 ;用類 Pascal 編寫程序如下：varmutexR,mutexP,emptyR,fullR,em

11、ptyP,fullP: semaphere; inR,outR,inP,outP:integer ;buffer:array O.k-1of item;bufferP:array 0.k-1of item;procedure Rbeginwhile true dobegin輸入數(shù)據(jù) data1;P (emptyR);P (mutexR);bufferR(i nR):=data1;inR:=(inR+1) mod (k);V(mutexR);V(fullR);enden d;procedure Mbeginwhile true dobeginP(fullR);P(mutexR);data2:=b

12、ufferR(outR); outR:=(outR+1)mod (k);V(mutexR);V(emptyR);對 data2 進行加工 ；P(emptyP);P(mutexP);bufferP(i nP):=data2;inP:=(inP+1)mod (k);V(mutexP);V(fullP);enden d;procedure P:beginwhile true doen d;beginbeginendP(fullP);P(mutexP) data3:=bufferP(outP); outP:=(outP+1)mod(k);V(mutexP);V(emptyP);打印 data3;sem

13、i nit in al(mutexR.v,1;mutexP.v,1;emptyR.v,k;fullR.v,0;em ptyP.v,k;fullP.v,O);in R:=0;outR:=0;in P:=0;outP:=0;cobegi nR;M;P;coe nden d.單緩沖區(qū)，大小為 kvarempty,full,ok,mutex inR,outR,i nP,outP buffer:semaphere;:integer ;procedure R: begin while array 0.k-1 of item true dobegin輸入數(shù)據(jù) data1;P(empty);P(mutex);

14、buffer(i nR):=data1; inR:=(inR+1) mod (k); V(mutex);V(full)enden d;procedure M: beginwhile ture dobeginP(full);P(mutex);data2:=buffer(outR);outR:=(outR+1) mod (k);V(mutex);對 data2 加工 ；P(mutex);buffer(i nP):=data2; inP:=(inP+1)mod (k);V(mutex);V(ok);enden d;proedure P:beginwhile ture dobeginP(ok);P(mutex);data3:=buffer(outP);outP:=(outP+1) mod(k);V(mutex);V(empty);打印 data3;en d;endbeginsemi nitial(empty.v,k;full.v,0;ok.v,0;mutex.v,1);in R:=0;outR:=0;in P:=0;outP:=0;cobegi nR;M;P;coe nden d.5 在生產(chǎn)者與消費者問題的算法中，交換兩個V 操作的次序會有什么結(jié)果？ 交換兩 P操作的次序呢 ？ 說明理由。答：交換兩P操作