第一章操作系统引论
1.设计现代OS的主要目标是什么?
方便性，有效性，可扩充性和开放性.
2. OS的作用可表现为哪几个方面?
a.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；
b.OS作为计算机系统资源的管理者；
c. OS作为扩充机器.
3.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?
不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；
4.何谓脱机I/O和联机I/O?
a. 脱机输入输出方式(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU和I/O 设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入
到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间，这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落，CPU需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.
b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.
5.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?
用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人-机交互，共享主机以及便于用户上机的需求.
6.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?
a.关键问题：及时接收，及时处理;
b.对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同
时接收用户从各个终端上输入的数据；对于及时处理，应使所有的用户
作业都直接进入内存，在不长的时间内，能使每个作业都运行一次.
7、为什么要引入实时操作系统?
更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.
8、试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.
a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.
b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制
系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.
9、 OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?
a. 并发(Concurrence),共享(Sharing),虚拟(Virtual),异步性(Asynchronism).
b. 其中最基本特征是并发和共享.
10．处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?
a. 进程控制，进程同步，进程通信和调度.
b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换.
---进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.
---进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.
---调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行.
11、内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?
a. 主要功能: 内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等.
b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间，允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要.
---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰.
---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应
的物理地址.
---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量.
12、设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?
a. 主要功能: 缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等.
b. 主要任务: 完成用户提出的I/O请求，为用户分配I/O设备；提高CPU和I/O 设备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备.
13、文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?
a. 主要功能: 对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及文件的共享和保护.
b. 主要任务: 对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性.
14、是什么原因使操作系统具有异步性特征?
a. 程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.
b. 每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.
15、P22-23页
16、P24页
补充1：多处理机OS有哪几种模式?各有何优缺点?
a. 2种模式: 非对称多处理模式(Asymmetric Multiprocessing Model)和对称多处理模式(Symmetric Multiprocesing Model).
b. 前者易于实现，但资源利用率低.
---后者优点是允许多个进程同时运行，缺点是必须小心控制I/O，以保证能将数据送至适当的处理器，同时还必须注意使各CPU的负载平衡.
补充2：试比较网络OS和分布式OS.
a. 网络OS是基于由一些互联的自主计算机系统组成的计算机网络，以计算机技术和通信技术高度发展为基础，能实现相互通信和相互合作功能的系统.分布式OS是指多个分散的处理单元，经互联网络连接而形成的系统.
b. 在分布性上，两者都具有分布处理功能，但网络OS的控制功能大多集中在某个(些)主机或网络服务器中，即集中式，而分布式OS则是较均匀地分布在系统的各个站点上，是完全分布式的.
---在并行性上，分布式OS的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上而实现并行，网络OS中通常无任务分配功能,每个用户的任务通常在自己(本地)的计算机上处理.
---在透明性上，两者都具透明性，但网络OS指在操作实现上的透明性，而分布式OS则在系统内部的细节上实现了很好的隐藏，即具有物理上的透明性.
---在共享性上，分布式OS是比较完全的实现共享，而网络OS共享的资源大多是在主机或网络服务器中.
---在健壮性上，分布式系统由于处理和控制功能是分布的，还拥有容错技术实现系统重构，因而具有很强的健壮性；而网络OS的控制功能大多集中在主机或服务器中，是系统具有潜在的不可靠性，健壮性差.
补充3：试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点.
a. 单道批处理系统是最早出现的一种OS，它具有自动性，顺序性和单道性的特点；
---多道批处理系统则具有调度性，无序性和多道性的特点；
b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好的利用系统资源；
---多道批处理系统是对单道批处理系统的改进，其主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长，无交互能力.
第二章进程管理
3. 程序并发执行为什么会产生间断性?
因为程序在并发执行过程中存在相互制约性.
4. 程序并发执行为何会失去封闭性和可再现性?
因为程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，资源状态需要多个程序来改变，即存在资源共享性使程序失去封闭性；而失去了封闭性导致程序失去可再现性.
5. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响?
为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念.
影响: 使程序的并发执行得以实行.
6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?
a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，
以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.
b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的.
c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行.
7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?
a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构.PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息.因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.
b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志.
8. 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.
a. 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.
b. 当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞状态.
c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.
9. 为什么要引入挂起状态?该状态具有哪些性质?
a. 引入挂起状态处于5中需要: 终端用户的需要，父进程的需要，操作系统的需要，对换的需要和负荷调节的需要.
b. 处于挂起状态的进程不能接收处理机调度.
10．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些?
a. 进程当前暂存信息；
b. 下一条指令地址信息；
c.进程状态信息；
d.过程和系统调用参数及调用地址信息.
11．试说明引起进程创建的主要事件.
a. 用户登陆；
b. 作业调度；
c. 提供服务；
e.应用请求.
12．试说明引起进程撤消的主要事件.
a.正常结束；
b.异常结束；
c.外界干预；
13．在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么?
a. 操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()；
b. 申请空白PCB；
c. 为新进程分配资源；
d. 初始化进程控制块；
e. 将新进程插入就绪队列.
14．在撤消一个进程时，需完成的主要工作是什么?
a. OS调用进程终止原语；
b. 根据被终止进程的标志符，从PCB集合中检索出该进程的PCB，从中读出该进程的状态；
c. 若被终止进程正处于执行状态，应立即中止该进程的执行，并设置调度标志为真；
d. 若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止；
e. 将该进程所拥有的全部资源，或者归还给其父进程，或者归还给系统；
f. 将被终止进程(它的PCB)从所在队列(或链表)中移出，等待其它程序来搜集信息.
15．试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么?
a. 请求系统服务；
b. 启动某种操作；
c. 新数据尚未到达；
d. 无新工作可做.
16．略
17. 为什么进程在进入临界区之前，应先执行"进入区"代码，在退出临界区后又执行"退出区"代码?
为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为"进入区"代码；在退出临界区后，必须执行"退出区"代码，用于恢复未被访问标志.
18. 同步机构应遵循哪些基本准则?为什么?
a. 空闲让进.
b. 忙则等待.
c. 有限等待.
d. 让权等待.
19. 试从物理概念上来说明记录型信号量和wait和signal操作?
(略).
20. 你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则?
a. 在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则.
b. 记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则.
21.22（略）
23. 在生产者－消费者问题中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),对执行结果会有何影响?
生产者－消费者问题可描述如下:
var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;
buffer: array[0,...,n-1] of item;
in,out: integer:=0,0;
begin
parbegin
producer: begin
repeat
produce an item in nextp;
wait(empty);
wait(mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1) mod n;
signal(mutex);
/* ************** */
signal(full);
/* ************** */
until false;
end
consumer: begin
repeat
wait(full);
wait(mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
signal(mutex);
/* ************** */
signal(empty);
/* ************** */
consume the item in nextc;
until false;
end
parend
end
可见，生产者可以不断地往缓冲池送消息，如果缓冲池满，就会覆盖原有数据，造成数据混乱.而消费者始终因wait(full)操作将消费进程直接送入进程链表进行等待，无法访问缓冲池,造成无限等待.
24. 在生产者－消费者问题中，如果将两个wait操作即wait(full)和wait(mutex)互换位置；或者是将signal(mutex)与signal(full)互换位置结果会如何?
var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;
buffer: array[0,...,n-1] of item;
in,out: integer:=0,0;
begin
parbegin
producer: begin
repeat
produce an item in nextp;
wait(empty);
wait(mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1) mod n;
/* ***************** */
signal(full);
signal(mutex);
/* ***************** */
until false;
end
consumer: begin
repeat
/* **************** */
wait(mutex);
wait(full);
/* **************** */
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
signal(mutex);
signal(empty);
consume the item in nextc;
until false;
end
parend
end
a. wait(full)和wait(mutex)互换位置后，因为mutex在这儿是全局变量，执行完wait(mutex)，则mutex赋值为0，倘若full也为0，则该生产者进程就会转入进程链表进行等待，而生产者进程会因全局变量mutex为0而进行等待，使full始终为0，这样就形成了死锁.
b. 而signal(mutex)与signal(full)互换位置后，从逻辑上来说应该是一样的.
25. 我们为某临界区设置一把锁W，当W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥.
开锁原语:
unlock(W):W=0;
关锁原语:
lock(W);
if(W==1) do no_op;
W=1;
利用开关锁原语实现互斥:
var W: semaphore:=0;
begin
parbegin
process :
begin
repeat
lock(W);
critical section
unlock(W);
remainder section
until false;
end
parend
26. 试修改下面生产者－消费者问题解法中的错误:
producer:
begin
repeat
producer an item in nextp;
wait(mutex);
wait(full); /* 应为wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面 */
buffer(in):=nextp;
/* 缓冲池数组游标应前移: in:=(in+1) mod n; */
signal(mutex);
/* signal(full); */
until false;
end
consumer:
begin
repeat
wait(mutex);
wait(empty); /* 应为wait(full),而且还应该在wait(mutex)的前面 */ nextc:=buffer(out);
out:=out+1; /* 考虑循环，应改为: out:=(out+1) mod n; */
signal(mutex);
/* signal(empty); */
consumer item in nextc;
until false;
end
27. 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法. 设初始值为1的信号量c[I]表示I号筷子被拿(I=1,2,3,4,...,2n),其中n为自然数.
send(I):
Begin
if I mod 2==1 then
{P(c[I]);
P(c[I-1 mod 5]);
Eat;
V(c[I-1 mod 5]);
V(c[I]);
}
else
{P(c[I-1 mod 5]);
P(c[I]);
Eat;
V(c[I]);
V(c[I-1 mod 5]);
}
End
28. 在测量控制系统中的数据采集任务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务从该单缓冲中取出数据进行计算.试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算法.
int mutex=1;
int empty=n;
int full=0;
int in=0;
int out=0;
main()
{cobegin
send();
obtain();
coend
}
send()
{while(1)
{
collect data in nextp;
wait(empty);
wait(mutex);
buffer(in)=nextp;
in=(in+1) mod n;
signal(mutex);
signal(full);
}
}//send
obtain()
{
while(1)
{
wait(full);
wait(mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
signal(mutex);
signal(empty);
culculate the data in nextc;
}//while
}//obtain
29、画图说明管程由哪几部分组成?为什么要引入条件变量?
管程由三部分组成:局部于管程的共享变量说明；对该数据结构进行操作的一组过程；对局部于管程的数据设置初始值的语句. (图见P52)
因为调用wait原语后，使进程等待的原因有多种，为了区别它们，引入了条件变量.
30 如何利用管程来解决生产者－消费者问题?
(见P53)
31、什么是AND信号量?试利用AND信号量写出生产者－消费者问题的解法.
为解决并行所带来的死锁问题，在wait操作中引入AND条件，其基本思想是将进程在整个运行过程中所需要的所有临界资源，一次性地全部分配给进程，
用完后一次性释放.
解决生产者－消费者问题可描述如下:
var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;
buffer: array[0,...,n-1] of item;
in,out: integer:=0,0;
begin
parbegin
producer: begin
repeat
produce an item in nextp;
wait(empty);
wait(s1,s2,s3,...,sn); //s1,s2,...,sn为执行生产者进程除empty外其余的条件
wait(mutex);
buffer(in):=nextp;
in:=(in+1) mod n;
signal(mutex);
signal(full);
signal(s1,s2,s3,...,sn);
until false;
end
consumer: begin
repeat
wait(full);
wait(k1,k2,k3,...,kn); //k1,k2,...,kn为执行消费者进程除full外其余的条件
wait(mutex);
nextc:=buffer(out);
out:=(out+1) mod n;
signal(mutex);
signal(empty);
signal(k1,k2,k3,...,kn);
consume the item in nextc;
until false;
end
parend
end
33、试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具.
用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程序员来实现. 而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令，高效地传送大量的数据.
34 消息队列通信机制应有哪几方面功能?
略
38、试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销几个方面，对进程和线程进行比较.
a. 在引入线程的OS中，把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；
b. 在引入线程的OS中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因而使OS具有更好的并发性；
c. 进程始终是拥有资源的一个独立单位，线程自己不拥有系统资源，但它可以访问其隶属进程的资源；
d. 在创建，撤消和切换进程方面，进程的开销远远大于线程的开销.
41、何谓用户级线程和支持级内核级线程?（并对它们进行比较）.
a. 内核级线程是依赖于内核的，它存在于用户进程和系统进程中，它们的创建，撤消和切换都由内核实现；
---用户级线程仅存在于用户级中，它们的创建，撤消和切换不利用系统调用来实现，因而与内核无关，内核并不知道用户级线程的存在.
b. 内核级线程的调度和切换与进程十分相似，调度方式采用抢占式和非抢占式，调度算法采用时间轮转法和优先权算法等，当由线程调度选中一个线程后，再将处理器分配给它；而用户级线程通常发生在一个应用程序的诸线程之间，无需终端进入OS内核，切换规则也较简单，因而，用户级线程的切换速度较快.
---用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时，内核把它们看作是整个进程的行为，内核级线程调用是以线程为单位，内核把系统调用看作是该线程的行为.
---对于用户级线程调用，进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低，对于内核级线程则相反.
补充1：什么是临界资源和临界区?
a. 一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源.
b. 在每个进程中，访问临界资源的那段程序称为临界区.
补充2：在单处理机环境下，进程间有哪几种通信方式?
a. 共享存储器系统通信方式;
b. 消息传递系统通信方式;
c. 管道通信方式.
补充3：试比较消息队列与管道通信机制.
a. 所谓管道，是指用于连接一个读进程和一个写进程，以实现它们之间通信的共享文件，又称pipe文件.管道通信是属于共享存储器系统的.
b. 消息队列通信机制属于消息传递系统通信机制，存在通信链路，有消息的格式，有若干缓冲队列，
采用独特的发送原语和接收原语. (详教材)
第三章处理机调度和死锁
1.高级调度与低级调度的主要任务是什么?为什么要引入中级调度?
a. 作业调度又称宏观调度或高级调度，其主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存，输入输出设备等必要
的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利.
b. 进程调度又称微观调度或低级调度，其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它.
c. 为了提高内存利用率和系统吞吐量，引入了中级调度.
3. 选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么?
a. 面向用户的准则有周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，以及优先权准则.
b. 面向系统的准则有系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用.
4. 在批处理系统，分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程(作业)调度算法? (略)
7. 为什么说多级反馈队列能较好地满足各种用户的需要?
a. 对于终端型作业用户，由于终端型作业用户所提交的作业，大都属于交互型作业，系统只要能使这些作业(进程)在第一队列所规定的时间片内完成，便可使终端型作业用户都感到满意.
b. 对于短批处理作业用户，很短的批处理型作业如果仅在第一队列中执行一个时间片即可完成，便可获得与终端型作业一样的相应时间.对于稍长的作业，通常也只需在第二队列和第三队列中各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然很短.
c. 对于长批处理作业用户，用户也不必担心其作业长期得不到处理.
16. 何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么?
a. 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进;
b. 产生死锁的原因有二，一是竞争资源，二是进程推进顺序非法；
c. 必要条件是: 互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件.
17.在解决死锁问题的几个方法中，哪种方法最容易实现?哪种方法使资源的利用率最高?
a. 解决死锁可归纳为四种方法: 预防死锁，避免死锁，检测死锁和解除死锁；
b. 其中，预防死锁是最容易实现的；
c. 避免死锁使资源的利用率最高.
18.请详细说明可通过哪些途径预防死锁?
a. 摈弃"请求和保持"条件,就是如果系统有足够的资源，便一次性地把进程所需的所有资源分配给它；
b. 摈弃"不剥夺"条件，就是已经保持了资源的进程，当它提出新的资源请求而不能立即得到满足时，必须释放它已经保持的所有资源，待以后需要时再重新申请；
c. 摈弃"环路等待"条件，就是将所有资源按类型排序标号，所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出.
19.在银行家算法的例子中，如果P0发出的请求向量由Request0(0,2,0)改为Request0(0,1,0),问系统可否将资源分配给它?
可以.
首先，Request0(0,1,0)<=Need0(7,4,3), Request0(0,1,0)<=Available(2,3,0);分配后可修改得一资源数据表(表略),进行安全性检查，可以找到一个安全序列{P1,P4,P3,P2,P0},或{P1,P4,P3,P0,P2},因此，系统是安全的，可以立即将资源分配给P0.
20.（上课已讲）
a．此状态不安全，b.系统不将资源分配给它。
补充1：在作业调度中需做出哪两个决定?
a. 接纳多少个作业;
b. 接纳哪些作业.
补充2：在剥夺调度方式中,有哪些剥夺原则?
a. 时间片原则；
b. 优先权原则；
c. 短作业(进程)优先原则.
补充3：在按时间片轮转调度算法中，在确定时间片的大小时，应考虑哪些因素?
a. 系统对相应时间的要求；
b. 就绪队列中进程的数目；
c. 系统的处理能力.
补充4：为实现实时调度，对实时系统提出了哪些要求?
a. 要提供必要的调度信息；
b. 在调度方式上要具体情况具体分析；
c. 要具有快速响应外部中断的能力；
d. 快速任务分派.
补充5：目前常用的调度方式和算法，能否应用到实时系统中?
a. 对于时间片轮转调度算法，是一种常用于分时系统的调度算法;
b. 对于非抢占式优先权调度算法，可用于要求不太严格的实时控制系统中;
c. 对于基于时钟中断抢占的优先权调度算法，有很好的响应效果，可用于大多数的实时系统中;
d. 对于立即抢占(Immediate Preemption)的优先权调度，要求操作系统具有快速响应外部时间的能力.
补充6：在多处理机系统中，比较有代表性的线程调度方式有哪几种?
a. 自调度方式；
b. 成组调度；
c. 专用处理机分配调度方式.
补充7：试比较自调度和成组调度?
a. 自调度方式是系统中有一个公共的线程或进程的就绪队列，所有的处理机在空闲时，都可自己从该队列中取出一个进程或线程运行;
b. 成组调度是由系统将一组相关的进程或线程，同时分配到一组处理机上运行，进程或线程与处理机对应;
c. 在一般情况下，成组调度的性能优于自调度，因为自调度存在瓶颈，低效，线程切换频繁等问题，而成组调度可减少线程的切换和调度的开销，因而目前得到了广泛的认可.
第1.2章建筑的传热与传湿 （7）试求出用同一种材料构成的5层厚度为20mm封闭空气间层的热阻值与1层厚度为100mm的封闭空气间层的热阻值各为多少？
（15）已知20i t C =o ；50%i ?=。问：若采用如[例1.2-2]中图1.2-20所示墙体，在保证内表面不结露的 情况下，室外气温不得低于多少？若增加保温层使其传热系数不超过1.0W/（㎡·K ），此时的室外气温又不得低于多少？ 解：由20i t C =o ，50%i ?=，查表可得出室内露点温度9.d t C =o 5 要保证内表面不结露，内表面最低温度不得低于露点温度。 平壁的总传热阻： 01233 1 2 123 2()( )0.020.20.02 0.11( )0.040.81 1.740.93 0.312/i e i e i e R R R R R R R R R d d d R R m K W λλλ=++=++++=++++=++++=? 根据公式1.2-20，取1m =得到 10 ()i i i e d R t t t t R θ=- -≥ 这里，1θ表示维护结构内层表面的温度，i R 表示内表面换热阻，将数值代入得室外气温不超过： 00.312()=20(209.)9.790.11 e i i d i R t t t t C R ≥- ---=-o 5 若增加一保温层使其传热系数不超过1.0W/（㎡·K ），则增加保温层后的总热阻为 20 1()/R m K W '≥? 这时外界气温不得低于01()=20(209.)75.450.11 e i i d i R t t t t C R '≥----=-o 5
内存1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？ 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制
8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）
计算机操作系统（第三版）课后习题答案第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 14．处理机管理有哪些主要功能？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 15．内存管理有哪些主要功能? 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 16．设备管理有哪些主要功能？ 答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 17．文件管理有哪些主要功能？ 答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。 计算机操作系统第二章进程管理 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。图P38 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 16．进程在运行时存在哪两种形式的制约？ 答：（1）间接相互制约关系。同处于一个系统中的进程，通常都共享着某种系统资源，也叫资源共享（2）直接相互制约关系。这种资源于进程间的合作。 互斥：指几个并发进程若共享同一个临界资源，它们必须错开使用这个临界资源，即当一个进程正在使用临界资源且尚未使用完毕之前，其他进程不能抢夺使用该临界资源 18. 同步机构应遵循哪些基本准则？ 答：同步机构应遵循的基本准则是空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。 19. 试从物理概念上说明记录型信号量wait 和signal。 答：wait(S)：当S.value>0 时，表示目前系统中这类资源还有可用的。执行一次wait 操作，意味着进程请求一个单位的该类资源，使系统中可供分配的该类资源减少一个，因此描述为
操作系统第四版-课后习题答案
第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
第 1 章Linux 概况 一、选择题 1、下列哪个选项不是Linux 支持的？ A. 多用户 B. 超进程 C. 可移植 D. 多进程 2、Linux 是所谓的“Free Software”，这个“Free”的含义是什么？ A. Linux 不需要付费 B. Linux 发行商不能向用户收费 C. Linux 可自由修改和发布 D.只有Linux 的作者才能向用户收费 3、以下关于Linux 内核版本的说法，错误的是？ A. 依次表示为主版本号.次版本号.修正次数的形式 B. 1.2.2 表示稳定的发行版 C. 2.2.6 表示对内核2.2 的第6 次修正 D. 1.3.2 表示稳定的发行版 4、以下哪个软件不是Linux 发行版本？ A. 红旗 Server 4 B. Solaris 10 C. RedHat 9 D. Fedora 8 5、与Windows 相比Linux 在哪个方面相对应用得较少？ A. 桌面 B. 嵌入式系统 C. 服务器 D. 集群 A6、Linux 系统各组成部分中哪一项是基础？ A．内核 B. X Window C. Shell D. Gnome B7、Linux 内核管理不包括的子系统是哪个？ A. 进程管理系统 B. 内存管理系统 C. 文件管理系统 D. 硬件管理系统 A8、下面关于Shell 的说法，不正确的是哪个？ A. 操作系统的外壳 B. 用户与Linux 内核之间的接口 C. 一种和C 类似的高级程序设计语言 D. 一个命令语言解释器 B9、以下哪种Shell 类型在Linux 环境下不能使用? A.B Shell B.K Shel C.R Shell D.Bash 10、在Linux 中把声卡当作何种设备？ A. 字符设备 B. 输出设备 C. 块设备 D. 网络设备 二、填空题 1、Linux 采用 LRU 算法（最近最少使用）算法，淘汰最近没有访问的
操作系统第三章总复习题 一、单选题 1、进程调度又称低级调度，其主要功能是（ D ）。 A．选择一个作业调入内存B．选择一个主存中的进程调出到外存 C．选择一个外存中的进程调入到主存D．将一个就绪的进程投入到运行 2、若进程P 一旦被唤醒就能够投入运行，系统可能为（ D ）。 A．分时系统，进程P 的优先级最高 B．抢占调度方式，就绪队列上的所有进程的优先级皆比P 的低 C．就绪队列为空队列 D．抢占调度方式，P 的优先级高于当期运行的进程。 3、一个进程P 被唤醒后,（ D ）。 A．P 就占有了CPU。B．P 的PCB 被移到就绪队列的队首。 C．P 的优先级肯定最高D．P 的状态变成就绪 4、若当前运行进程（）后，系统将会执行进程调度原语。 A 执行了一个转移指令 B 要求增加主存空间，经系统调用银行家算法进行测算认为是安全的。 C 执行了一条I/O 指令要求输入数据。 D 执行程序期间发生了I/O 完成中断。 5、当系统中（）时，系统将不会执行进程调度原语。 A．一个新进程被创建B．当前进程执行了P 操作。C．在非抢占调度中，进程A 正在运行而进程B 恰好被唤醒。D．分时系统中时间片用完。 6、在分时系统中，若当期运行的进程连续获得了两个时间片，原因可能是（）。 A 该进程的优先级最高 B 就绪队列为空 C 该进程最早进入就绪队列 D 该进程是一个短进程 7、实时系统中采用的调度算法可以有如下几种： 1、非抢占优先权调度算法 2、立即抢占优先权调度算法 3、时间片轮转调度算法 4、基于时钟中断抢占的优先权调度算法 按实时要求的严格程度由低到高的顺序（）。 A 1-3-2-4 B 3-1-4-2 C 3-1-2-4 D 1-3-4-2 8、三种主要类型的OS 中都必须配置的调度（）。 A 作业调度 B 中级调度 C 低级调度 D I/O 调度 9、设系统中n 个进程并发，共同竞争资源X，且每个进程都需要m 个X 资源，为使该系统不会发生死锁，资源X 最少要有（ C ）个。 A m*n+1 B n*m+n C n*m+1-n D 无法预计 10、死锁的预防方法中，不太可能的一种方法使（）。
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成
2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者； (3)OS实现了对计算机资源的抽象。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 20．试描述什么是微内核OS。 答：(1)足够小的内核;(2)基于客户/服务器模式;(3)应用机制与策略分离原理;(4)采用面向对象技术。 25．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？ 答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。 第二章进程管理 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b；S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：(1)就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源;(2)执行状态→就绪状态：时间片用完;(3)执行状态→阻塞状态：I/O请求;(4)阻塞状态→就绪状态：I/O完成. 19．为什么要在OS 中引入线程？
第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些 作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在 就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程 将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新 调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对 程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的 步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU 繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已 运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作 业从外存调入内存，取决于采用的调度算法。最简单的是先来服务调度算法，较常 用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。 7．试说明低级调度的主要功能。 【解】（1）保存处理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程。8、在抢占调度方式中，抢占的原则是什么？ 【解】剥夺原则有：（1）时间片原则各进程按时间片运行，当一个时 间片用完后，便停止该进程的执行而重新进行调度。这种原则适用于分时系统、大多数实时系统，以及要求较高的批处理系统。（2）优先权原则通常是对一些重要的和紧急的作业赋予较高的优先权。当这种作业到达时，如果其优先权比正在执行进程的优先权高，便停止正在执行的进程，将处理机分配给优先权高的进程， 使之执行。（3）短作业（进程）优先原则当新到达的作业（进程）比正在执 行的作业（进程）明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理机分配给短 作业（进程），使之优先执行。 9、选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么？ 【解】应遵循的准则有（1）面向用户的准则：周转时间短，响应时间快， 截止时间的保证，优先权准则。（2）面向系统的准则：系统吞吐量高，处理机 利用率好，各类资源的平衡利用。 10、在批处理系统、分时系统和实时系统中，各采用哪几种进程（作业）调度算法？ 【解】批处理系统：FCFS算法、最小优先数优先算法、抢占式最小优先数优先算法分时系统：可剥夺调度、轮转调度实时系统：时间片轮转调度算法、非抢占优先权调度算法、基于时钟中断抢占的优先权调度算法、立即抢占的优先权调度。 11、何谓静态和动态优先权？确定静态优先权的依据是什么？ 【解】静态优先权是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不 变。动态优先权是指，在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其 等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。确定静态优先权的依据是：（1）进程类型，通常系统进程的优先权高于一般用户进程的优先权。（2）进程对资源的需要。（3）用户要求，用户进程的紧迫程度及用户所付费用的多少来 确定优先权的。 12、试比较FCFS和SPF两种进程调度算法。 【解】FCFS算法按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派CPU。当前作业或进程占有CPU，直到执行完或阻塞，才让出CPU。在作业或进程唤醒后，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程让出CPU。FCFS比较有利于长作业，而不利于短作业；有利于CPU繁忙的作业，而不利于I/O繁忙的作业。SPF有利于短进程调度，是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时，再重 新调度。比FCFS改善了平均周转时间和平均带权周转时间，缩短了作业的等待时
英语（二）教材课后练习题答案 Unit 1 Text A I.1-5 BADAC II.Section A 1. consistent 2. statement 3. reflect 4. invalid 5. considerably 6. comparison Section B 1. credible 2. indentify 3. assumption 4. represents 5. evaluated 6. appropriate Section C 1. to 2. forth 3. into 4. on 5. with 6. to III 1. defines 2. action 3. tears 4. good 5. express 6. powerful 7. internal 8. shapes 9. responds to 10. personal Text B Section A 1. Y 2. NG 3. Y 4. N 6. NG Section B 1. Mastering our language 2. our subconscious mind 3. determination 4. power 5. live whatever life we desire 6. some alternatives II. Section A 1. confidence 2. creative 3. eliminate 4. dramatically 5. significant 6. limit Section B 1. matter 2. commonly 3. pleased 4. infinite 5. commands 6. quality Section C 1. out 2. up 3. on 4. to 5. in 6. over IV．Writing Section C After staying on campus for many years, some students become bored and can' t wait to get a job. They are eager to lead a life that is less stressful intellectually and less pressing economically. In their eyes, they could get a decent job without higher education. However, some students plan to continue their education. They find that the knowledge and skills acquired at secondary level of education are far from adequate
习题三参考答案（P43） 3-1什么是系统生成？ 答：系统生成是指在一台裸机上（或者安装新的操作系统）安装操作系统的过程。 3-2系统引导的主要任务是什么？ 答：系统引导（或系统初启）的任务是：将操作系统的必要部分装入主存并使系统运行，最终处于命令接收状态。 3-3什么是作业？什么是作业步？ 答：作业是要求计算机系统按指定步骤对初始数据进行处理并得到计算结果的加工过程。加工工作中的一个步骤称为作业步。 3-4处理应用程序分哪几个作业步？这些步骤之间有什么关系？ 答：计算机对用户算题任务的加工过程一般分四个作业步：编辑、编译、连接和运行。 各作业步之间的关系如下： 前一个作业步的结果是下一个作业步的操作对象； 一个作业步的成功完成依赖于上一个作业步的成功 完成。 3-5静态连接和动态连接有什么区别？ 答：在静态链接中，链接程序将需要的外部函数代码从静态链接库中拷贝到执行文件中，因此得到的可执行文件比较大，而且执行文件在不存在库函数的环境下也能执行（因为执行文件本身已经包含了它所需要的库函数的完整拷贝），换句话说，静态库不需要与可执行文件一起发行。在动态链接中，链接程序不没有将需要的外部函数代码拷贝到可执行程序中，而是在可执行程序中需要调用外部函数的地方做标记，从而形成一个函数调用链表；在执行文件执行过程中根据调用的需要动态的加载或卸载DLL文件，换句话说，DLL文件需要与不
包含它的可执行文件一起发行（因为包含DLL文件，所以动态链接方式产生的可执行文件比较小）。 3-6用户与操作系统的界面是什么？一个分时系统提供什么界面？一个批处理系统又提供什么界面？ 答：用户与操作系统的界面是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制，用户能够借助这种机制和系统提供的手段来控制用户所在的系统。操作系统的用户界面分为操作界面和程序界面。任何一类操作系统都必须同时提供操作界面和程序界面。一个分时系统提供的界面是键盘命令（或图形化的用户界面）和系统调用。一个批处理系统提供的界面是作业控制语言和系统调用。 3-7 Windows提供什么样的用户界面？ 答：Windows提供的操作界面是图形化的用户界面；提供的程序界面是系统调用（如Windows Win32 API）。 3-8 UNIX、Linux系统的用户界面是什么？ 答：UNIX、Linux系统提供的操作界面是Shell（基于文本命令行界面）和图形用户界面（X Windows）；提供的程序界面是系统调用，如fork、open等。 3-9什么是系统调用？对操作系统的服务请求与一般的子程序调用有什么区别？答：系统调用是操作系统提供给编程人员的惟一接口。编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。系统调用与一般过程调用的主要区别如下： 系统调用程序是在核心态执行，调用它们需要一个类似于硬件中断处理的中断处理机制来提供系统服务。（也可按上课时讲的三个方面来阐述）
1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B 同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。试说明：（1）两道程序运行时，CPU是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。 0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; V(s1);
售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } }
Unit 1 Text A Exercises 1. Reading comprehension A. Read the text and answer the following questions. 1. What, according to the author, do Americans love? Cite examples to illustrate your point. Americans love new frontiers. For example, they hanker after wide-open spaces; they like to explore; they like to make rules but refuse to follow them. 2. Is there a place on earth where you can go and be yourself? What is the place according to the author? According to the author, there is a place—cyberspace, where you can go and be yourself. 3. What metaphor does the author use to describe cyberspace? Why does she use such a metaphor? Real estate, because both real estate and cyberspace consist of different parts and each part is suitable for a particular group of people. 4. Does the author approve of regulating cyberspace? Why or why not? Yes, but first, it is fundamental to understand the nature of cyberspace. 5. What does the author think is needed in cyberspace besides government
操作系统第3章练习 题
第3章处理机调度与死锁 3.1 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 这样，至少必须存在一个进程，其need(i)≤0，这显然与题意不符，所以该系统不可能因竞争该类资源而进入死锁状态。 （3）此时系统可能发生死锁，如n=4,m=3时，若P1的Max为0，而其余三个进程的Max都为2，则仍然满足最大需求量之和（即6）小于m+n（即7）的要求，但当除P1以外的其余三个进程各得到一个资源时，这三个进程将进入死锁状态。 【例2】设系统中有3种类型的资源A、B、C和5个进程P0、P1、P2、P3、P4，A资源的数量为10，B资源的数量为5，C资源的数量为7。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。 （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）在T0时刻若进程P1发出资源请求Request（1，0，2），是否能够实施资源分配？ （3）在②的基础上P4发出资源请求Request（3，3，0），是否能够实施资源分配？ （4）在③的基础上P0发出资源请求Request（0，2，0），是否能够实施资源分配? 2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。 第三章 一、问答题 1、用户级线程与内核级线程的区别是什么？ 2、PCB中包含哪些信息？进程状态属于哪类信息？ 3、什么是操作系统的内核？ 4、简述时间片轮转调度算法的基本思想。 5、某系统采用时间片轮转调度算法的处理机调度算法，某个时刻根据用户要求创建了一个进程P，进程P在其存在过程中依次经历了：进程调度选中了进程P 占用处理机运行，进程P运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到；进程等待一段时间后得到内存；进程调度再次选中了进程P占用处理机运行；进程P的时间片到；一段时间后，进程P再次占用处理机；有紧急进程Q进入，系统停止进程P的运行，将处理机分配进程Q；进程Q运行完，进程调度再次选中了进程P占用处理机运行；进程P运行完。请分析进程P在其整个生命过程中的状态变化。 进程调度选中了进程P占用处理机运行（就绪→运行），进程P运行中提出资源申请，要求增加内存使用量，没有得到（运行→阻塞）；进程等待一段时间后得到内存（阻塞→就绪）；进程调度再次选中了进程P占用处理机运行（就绪→运行）；进程P的时间片到（运行→就绪）；一段时间后，进程P再次占用处理机（就绪→运行）；有紧急进程Q进入，系统停止进程P的运行，将处理机分配进程Q（运行→就绪）；进程Q运行完，进程调度再次选中了进程P占用处理机运行（就绪→运行）；进程P运行完。请分析进程P在其整个生命过程中的状态变化。 6、试比较进程与程序的异同。 7、引起创建进程的事件通常有哪些？简述进程的创建过程。 8、简述进程的阻塞过程。 9 11、简述操作系统的三级调度。 12、为什么要了解进程间的家族关系？ 因为父进程和子进程之间是隶属关系，子进程可以继承使用父进程的资源；如果 父进程被撤销，还应撤销其所有的子孙进程。 13、什么是进程？。 14、试比较进程和线程的区别。 15、简述进程的基本状态，画出其状态转换图。 二、计算题 1、若程序Pa，Pb和Pc单独执行时间分别Ta，Tb和Tc，Ta=1小时，Tb=1.5小 时，Tc=2小时，其中处理机工作时间分别为Ta=10分钟，Tb=15分钟，Tc=35分 钟。如果采用多道程序设计的方法，让Pa，Pb和Pc并行工作，假定处理机利用 率达到60%，另加20分钟系统开销，请问系统效率能提高百分之几？ Ta,Tb和Tc并行工作共用CPU时间： (10+15+35)/60%=100(3分) 系统效率提高: 精品文档 课本课后题部分答案 第一章 的主要目标是什么？OS1．设计现代答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。 进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。 通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度： （1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需 的资源（首选是分配内存）。 （2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给 它，并设置运行现场，使进程投入执行。 15．内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？ 北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。 16．设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设 备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备. 17．文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。 文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。 第二章 操作系统课后复习题答案 第一章 一、简答题 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件. 主要作用 (1) 服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序 (2) 进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者 (3) 系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机 (4) 资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者 15.什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？ 多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。从宏观上看是并行的，在一个时间段，它们都在同时执行，都处于执行的开始点和结束点之间；从微观上看是串行的，在某一时刻，他们在同一台计算机上交替、轮流、穿插地执行。（1）可以提高CPU、内存和设备的利用率； （2）可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加； （3）可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU之间均可并行工作。 19.分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 分时系统的响应时间是指用户从终端发出一个命令到系统处理完这个命令并做出回答所需要的时间。 这个时间受时间片长度、终端用户个数、命令本身功能、硬件特性、主存与辅存的交换速度等影响。 23.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。 （1）处理器管理； （2）存储管理； （3）设备管理； （4）文件管理； （5）联网与通信管理。 /*tips*/ 简述操作系统资源管理的资源复用技术。 系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。 （1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用；（2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。操作系统课后题答案
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