操作系统课后习题答案第三版

1、一、 名词解释1、 操作系统：是位于硬件层之上，所有其它软件之下的一个系统软件，是管理系统中的软硬资 源，使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合。2、 进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。3、 线程：也称轻进程，是进程内的一个相对独立的执行流。4、 设备无关性：用户在使用设备时，选用逻辑设备，而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现 逻辑设备到物理设备的映射，这就是设备无关性.5、 数组多路通道：是指连接多台设备.同时为多台设备服务，每次输入/输出一个数据块.这样的通 道叫数组多路通道.6、 死锁：一组并发进程，因争夺彼此占用的资源而无法执行下去，这种僵局叫死锁.7、

2、 文件系统：是指与文件管理有关的那部分软件，被管理的文件及管理所需的数据结构的总体.8、 并发进程：进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程， 而并发进程是可以与其它进程 并发运行的.9、 临界区：是关于临界资源访问的代码段.10、 虚拟存储器：是一种扩大内存容量的设计技术，它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援，实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器11、 动态重定位：在程序运行时，将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位.12、 作业：用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。13、中断：在程序运行过程中，出现的某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转去处 理此事件，然后再恢复

3、原来运行的程序，这个过程称为中断。14、 文件：具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。15、进程互斥：两个或两个以上的进程，不同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能 发生与时间有关的错误，这种现象叫互斥。16、 系统开销：指运行操作系统程序，对系统进行管理而花费的时间和空间。17、 通道：由通道独立控制完成 I/O操作，全部完成后向 CPU发出中断，CPU丸行中断处理程序。18、系统调用：使用户或系统程序在程序以及上请求系统为之服务的一种手段。它的功能由操 作系统的一些程序段完成。二、 简答题1、 一台计算机有 8 台磁带机，他们由 N 个进程竞争使用，每个进程可能需要

4、3 台磁带机。请问 N为多少时，系统没有死锁危险。请说明其原因。N=3 时，无死锁产生，因为资源足够2、 叙述设备分配时需要的数据结构，及其分配方法。设备分配时，系统设备表，通道控制表，控制器控制表，设备表分配方法：先查找系统设备表，找到设备表，用空间设备分配无则等待；查控制器控制表，用空间分配否则等待；查通道控制表，有空间分配否则等待，均匀分配成功开始I/O操作3、 请你简述段页式虚拟存储系统使用的数据结构及地址变换过程。数据结构：段表、页表、段表控制寄存器；地址变换过程：段号与段控制寄存器的段表大小比较，小于等于有效，否则出错。段号-起始地址定位，取出页表长与页号比较，小于等于有效，否则无

5、效；在比较如该段在主存发展缺页中断，物理地址=块号*块长-单元号（块号通过页号 +起始地址取得）4、 请简述 SPOOLING 系统的组成及各部分的功能SPOOLING 系统：它使用直接存取的大容量磁盘作为缓冲，将一个可共享的磁盘空间改造成若干台输入设备和输出设备，并使得I/O设备与 CPU行操作；SPOOLING 系统的组成：输入井、输出井、预输入程序、缓输出程序、井管理程序；输入井：用于存放提前输出的作业；输出井：用 于存放提前输出的数据；预输入程序：用户控制作业的提前输入，填写预输入表；缓输出程序：用于控制输出井中的数据输出；井管理程序：用于输出井中读入数据与主存和将程序结果存放到输出井

6、中。5、 假定一个处理器正在执行两道作业，一道以计算为主，一道以输入输出为主，你将怎样赋予 它们占有处理器的优先级？为什么？输入输出为主的作业优先级高，而以计算为主的作业优先级低，这样做提高 CPU外设的并行程度6、 常用的文件物理结构有哪几种，请简述它们。常用的文件物理结构有：连续文件：把逻辑上连续的文件信息依次存放在辅存连续的物理块中链接文件：将逻辑上连续的用户文件信息存放在辅存不连续的块中，并在每一块中包含一个指针，指向与它链接的下一块所在位置，最后一块放上” -1 ” ,标志文件结束.索引文件：将逻辑上连续的用户文件信息存放到辅存不连续的物理块中，系统为每一个文件建立一张索引表，表中按

7、照逻辑记录存放的物理块顺序记录了这些物理块号7、 I/O系统的控制方式有哪几种？I/O系统的控制方式:1循环测试方式 2中断方式 3DMA式 4通讯方式8、 死锁产生的必要条件有哪些？死锁产生的必要条件：1互斥条件 2请求保持条件 3部分分配条件 4循环等待条件9、 在段页式存储器中，为什么段表的每一栏都要给出页表的长度？在段页式管理中，由于每段分成若干页，所以需要在段表中给出页表长度,以便检查逻辑地址中的页号是否越界.10、请叙述在进程通信中有哪几种通信方式？在进程通信中有共享存储器方式，消息缓冲方式及共享文件方式，其中共享存储器方式又分为直接通信与间接通信.（信箱通信）11、什么是用户接口

8、？通常在操作系统和用户之间提供哪些类型的接口？用户接口是指用户和操作系统打交道，请求使用操作系统的途径和方式。通常在操作系统和用户之间提供两类接口： 一类是命令接口， 另一类是程序接口。 命令接口又分为联机控制命令和脱机 控制命令。12、解释预输入和缓输出？作业执行前，SPOOLing系统将大批作业从输入设备预先输入到磁盘输入井存放，称为预输入。作业的执行结果被存入磁盘的输出井，在作业执行完毕后，由操作系统组织信息成批输出，称为缓输出。13、设备驱动程序的功能是什么？设备驱动程序的主要功能有：根据传输要求设置 I/O接口中的有关的控制寄存器的值，启动设备、通道或 DMA空制器工作，检测处理设备

9、错误，对设备的输入输出请求队列、睡眠、唤醒等操作进 行处理。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实现虚拟输入和虚拟输出。当作业请求从外围设备输入文件信息时， 系统就调用井管理读程序，丛输入井读出信息到内存，供工作使用。当作业请求从打印机输出时，系统就调用井管理写程序，把作业结果保存到输出井。15、采用缓冲技术的目的是什么？缓冲区的种类有哪些？引入缓冲的目的：在于改善 CPU I/O设备速度不匹配的问题， 提高 CPU I/O 设备的并行程度。 可以减少 I/O中断的次数和 CPU的中断处理时间，解决 DMA 方式或通道方式中可能出现的瓶颈问 题。缓冲区的种类：硬件缓冲

10、和软件缓冲，软件缓冲又可以分为单缓冲、双缓冲和缓冲池。16、请指出页式动态地址翻译机构是什么？并说明其地址翻译过程。页式动态地址翻译机构是由控制寄存器、页彪、联想寄存器等组成的实现地址转换的硬件机构。地址翻译过程：由 CP比合出有效地址，由地址转换机构将有效地址自动分解为页号p 和页内偏移量 w,有控制寄存器查出本作业的页表始地址，再次页表内根据P找出与之对应块号 B,;若页表中无页号 P,则发生缺页中断，有中断机构将相应页调入内存，此时在查得块号B,将 B, W装入内存地址寄存器，得物理地址BW翻译过程结束。17、什么是虚拟设备？实现虚拟设备的主要条件是什么？所谓的虚拟设备技术是在一类物理设

11、备上模拟另一类物理设备的技术，是将独占设备转化为共享设备的技术。通常把用来代替独占设备的那部分外存空间称为虚拟设备。实现虚拟设备的硬件条件要有大容量的磁盘及中断机制、通道 o 软件条件上要采用多道程序设计技术。18、多道程序系统的特征是什么？多道程序系统的特征是内存中有多道程序，宏观上并行，微观上串行。19、Linux的进程有哪五种状态？TASK_RUNNING;TASK_INTERRUPT 旧 LE;TASK_UNINTERRUPT 旧 LE;TASK_STOPPED;TASK_ZOMBIE.20、试描述虚拟设备的工作原理？虚拟设备是利用共享型设备实现的数量较多、速度较快的独占型设备。虚拟设

12、备的工作原理是在独占型设备和内存进程之间引入一个共享型设备作为过渡，如下图所示。因为共享型设备速度较快，所以进程 I/O传输所需的时间较短，提高了进程的推进速度；又由于信息在独占型设备与共 享型设备之间的传输是连续进行的，即独占型设备在被占用期间一直被使用，因而提高了设备资源的利用率。其中共享型设备上的一个区域是由若干个设备块所组成的，被称作虚拟设备。由于共享型设备的存储量很大，这样的区域可以有很多，因而虚拟设备的数量是很多的，通常比独占型的实设备多得多。is程1某一区域独占型设备原传 输传内存共享型设备21、试述树型目录结构的优点树型目录结构解决了命名冲突；有利于提高文件的检索速度；有利于实

13、现文件共享；有利于用户对文件进行分门别类地组织。22、什么是进程通信？并发执行的进程为了协调一致地完成指定任务，进程之间具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行。进程间交换数据叫进程通信。进程之间所交换的信息量，少则是一个状态或数值，多则是成千上万个字节。因而进程通信的类型分为：低级通信（进程间交换少量数据，如信号量机制）；高级通信（进程间交换大量数据）。23、请给出一个嵌入式操作系统，并说明该操作系统的功能。UC/OS-II是一个嵌入式操作系统，其功能包括任务管理、时间管理、任务间通信、内存管理等。24、操作系统有哪些功能？操作系统主要有五大功能：存储器管理一一内存分配、地址

14、映射、内存保护和内存扩充。处理机管理一一作业和进程调度、进程控制和进程通信。设备管理一一缓冲区管理、设备分配、设备驱动和设备无关性。文件管理文件存储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理和存取控制。用户界面管理一一命令界面、程序界面和图形界面。25、进程与程序有何区别？进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的独立单位。程序是指令的有序序列。进程与程序的区别在于：1）进程是动态的，程序是静态的； 2）进程是短暂的，程序可以永久保存； 3）进程与程序之间 不具有一一对应关系：一个程序可以对应一个进程， 也可以对应多个进程；一个进程可以对应一 个程序，或者对应一段程序。26、 在文件系统中，为什么将文件控制块FCB分割为两部分？文件控制块（FCB）是操作系统为管理文件而设置的数据结构，存放了为管理文件所需的所有有 关信息（文件属性），文件控制块是文件存在的标志。为加