2022年《计算机操作系统》课后习题答案

1、1设计现代 OS的主要目标是什么？第一章（4）开放性答：（1）有效性（2）便利性（3）可扩充性2OS的作用可表现在哪几个方面？答：（1）OS作为用户与运算机硬件系统之间的接口（2）OS作为运算机系统资源的治理者（3）OS实现了对运算机资源的抽象 3为什么说 OS实现了对运算机资源的抽象？答： OS第一在裸机上掩盖一层I/O 设备治理软件,实现了对运算机硬件操作的第一层次抽 象；在第一层软件上再掩盖文件治理软件,实现了对硬件资源操作的其次层次抽象；OS 通过在运算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐匿了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对运算机资源的抽象；4试说明推劢多道批处理系统形成和

2、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进展：（1）不断提高运算机资源的利用率；（2）便利用户；（3）器件的不断更新换代；（4）运算机体系结构的不断进展；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,在外围机的掌握下, 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 机掌握完成,是在脱离主机的情形下进行的；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掌握下进行的；6试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？答：推动分时系统形成和进展的主要动力是更好地满意用户的

3、需要；主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互才能使用户能直接掌握自己的作业； 主机的共享使多用户能同时使用同一台运算机,独立地处理自己的作业；7实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能准时接收并准时处理该命令, 在用户能接受的时延内将结果返回给用户；解决方法： 针对准时接收 问题,可以在系统中设臵多路卡, 使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数 据；为每个终端配臵缓冲区,暂存用户键入的命令或数据；针对准时处理问题,应使全部的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业安排一个时间片,答应作业只在自己的时间片内运行,这

4、样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次；8为什么要引入实时 OS？答：实时操作系统是指系统能准时响应外部大事的恳求,在规定的时间内完成对该大事的处理,并掌握全部实时任务和谐一样地运行；引入实时 OS 是为了满 足应用的需求,更好地满意实时掌握领域和实时信息处理领域的需要；9什么是硬实时仸务和软实时仸务？试丼例说明；答：硬实时任务是指系统必需满意任务对截止时间的要求,否就可能显现难以预 测的结果； 举例来说, 运载火箭的掌握等； 软实时任务是指它的截止时间并不严 格,有时错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大；举例：网页内容的更 新、火车售票系统；10在 8 位微机和 16 位微机中,占据

5、了统治位置的是什么操作系统？答：单用户单任务操作系统,其中最具代表性的是 CP/M和 MS-DOS. 11试列出 Windows OS 中五个主要版本,并说明它们分别较之前一个版本有 何改迚；答：（1）Microsoft Windows 1.0 试；是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝（2）Windows 95 是混合的 16 位/32 位系统,第一个支持 32 位；带来了更强大、更稳固、更有用的桌面图形用户界面,终止了桌面操作系统间的竞争；（3）Windows 98 是微软公司的混合16 位/32 位 Windows 操作系统,改良了硬件标准的支持,革新了内存治理,是多进程操作系统；（

6、4）Windows XP是基于 Windows 2022 的产品,拥有新用户图形界面月神Luna；简化了用户安全特性,整合了防火墙；（5）Windows Vista 包含了上百种新功能； 特殊是新版图形用户界面和 Windows Aero 全新界面风格、加强的搜寻功能（Windows Indexing Service）、新媒体创作工具以及重 新设计的网络、音频、输出（打印）和显示子系统；12试从交互性、准时性以及牢靠性方面,将分时系统不实时系统迚行比较；答：（1）准时性：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； 而实时掌握系统的准时性, 是以掌握对象所要

7、求的开头截止时间或完成截止时间来确定的,100 微妙；一般为秒级到毫秒级, 甚至有的要低于（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拜访系 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供应数据和资源 共享等服务；（3）牢靠性：分时系统也要求系统牢靠,但相比之下,实时系统就要求系统具 有高度的牢靠性；由于任何差错都可能带来庞大的经济缺失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中, 往往都实行了多级容错措施保证系统的安全性及数据的安全 性；13OS有哪几大特点？其最基本的特点是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特点；最基本的特点是并发性；14处理机治理有

8、哪些主要功能？它们的主要仸务是什么？答：处理机治理的主要功能是：进程治理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程治理： 为作业创建进程, 撤销已终止进程, 掌握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_进行和谐；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；从后备队里依据肯定的算法,选出如干个作业,为他们安排运 行所需的资源（首选是安排内存） ；（2）进程调度：从进程的就绪队列中,依据肯定算法选出一个进程,把处理机 安排给它,并设臵运行现场,使进程投入执行；15内存治理有哪些主要功能.他们的主要仸务是什么？答：内存治理的主要功能有：内存安排、内

9、存爱护、地址映射和内存扩充；内存安排：为每道程序安排内存；内存爱护：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：将地址空间的规律地址转换为内存空间与对应的物理地址；内存扩充：用于实现恳求调用功能,臵换功能等；16设备治理有哪些主要功能？其主要仸务是什么？答：主要功能有 : 缓冲治理、设备安排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 恳求,为用户安排 I/O 设备；提高 CPU 和I/O 设 备的利用率；提高 I/O 速度；以及便利用户使用I/O 设备. 17文件治理有哪些主要功能？其主要仸务是什么？答：文件治理主要功能：文件储备空间的治理、目录治理、

10、文件的读 / 写治理和 爱护；文件治理的主要任务： 治理用户文件和系统文件, 便利用户使用, 保证文件安全性；18是什么缘由使操作系统具有异步性特点？答：操作系统的异步性表达在三个方面：一是进程的异步性, 进程以人们不行预知的速度向 前推动,二是程序的不行再现性,即程序执行的结果有时是不确定的,三是程序执行时间的不行预知性,时间是不确定的；即每个程序何时执行, 执行次序以及完成19模块接口法存在哪些问题？可通过什么样的途径来解决？答：（1）模块接口法存在的问题：在 OS设计时,各模块间的接口规定很难满足在模块完成后对接口的实际需求；在OS 设计阶段,设计者必需做出一系列的打算, 每一个打算必需

11、建立在上一个打算的基础上；但模块化结构设计的各模块设计齐头并进, 无法查找牢靠的次序, 造成各种打算的无序性, 使程序设计人员很难做到设计中的每一步打算都建立在牢靠的基础上,因此模块接口法被称为“ 无序模块法” ；（2）解决途径：将模块接口法的打算次序无序变有序,引入有序分层法；20在微内核 OS中,为什么要采纳客户 / 服务器模式？答： C/S 模式具有特殊的优点：数据的分布处理和储备；便于集中治理；敏捷性和 可扩充性；易于改编应用软件；21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）应用机制与策略分别原理 4 ）采纳面对对象技术；22在基亍微内核结构

12、的 OS中,应用了哪些新技术？答：在基于微内核结构的OS 中,采纳面对对象的程序设汁技术；23何谓微内核技术？在微内核中通常供应了哪些功能？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；在微内核中通常供应了进程（线程）治理、低级储备器治理、中 断和陷入处理等功能；24name=baidusnap0B 微内核操作系统具有哪些优点？ 答： 1）提高了系统的可扩展性 2）增强了系统的牢靠性 3）可移植性它为何 能有这些优点？4）供应了对分布式系统的支持 5）融入了面对对象技术其次章 1.

13、什么是前趋图？为什么要引入前趋图？答：前趋图Precedence Graph是一个有向无循环图,记为DAGDirected Acyclic Graph,用于描述进程之间执行的前后关系；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：3. 什么程序并収执行会产生间断性特点？答：程序在并发执行时, 由于它们共享系统资源, 为完成同一项任务需要相互合作,致使这些并发执行的进程之间,期间显现间断性；形成了相互制约关系, 从而使得进程在执行4程序并収执行时为什么会失去封闭性和可再现性？答：程序并发执行时, 多个

14、程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态由多个程序转变,致使程序运行失去了封闭性,也会导致其失去可再现性；5在操作系统中为什么要引入迚程概念？它会产生什么样的影响 . 答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行,描述,在操作系统中引入了进程概念；影响 : 使程序的并发执行得以实行；并对并发执行的程序加以掌握和6试从劢态性,并収性和独立性上比较迚程和程序 . 答： 1 动态性是进程最基本的特性,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, 由撤销而消亡； 进程有肯定的生命期, 而程序只是一组有序的指令集合,是静态实体；2 并发性是进程的重要特点,同时也是OS 的重要特点；引入进程

15、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；3 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,也是系统中独立获得资 源和独立调度的基本单位； 对于未建立任何进程的程序, 不能作为独立单位参与运行；7试说明 PCB 的作用,为什么说PCB 是迚程存在的惟一标志？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是依据 PCB对并发执行的进程进行掌握和治理的；8试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型缘由；答：（1）就绪状态执行状态：进程

16、安排到CPU资源（2）执行状态就绪状态：时间片用完（3）执行状态堵塞状态：I/O 恳求（4）堵塞状态就绪状态：I/O 完成9为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要,父进程需要,操作系统需要,对换需要和负荷调剂需要；处于挂起状态的进程不能接收处理机调度；10在迚行迚程切换时,所要储存的处理机状态信息有哪些？答：进行进程切换时,所要储存的处理机状态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程状态信息（4）过程和系统调用参数及调用地址信息；11试说明引起迚程创建的主要大事；答：引起进程创建的主要大事有：用户登录、作业调度、供应服务

17、、应用恳求；12试说明引起迚程被撤销的主要大事；答：引起进程被撤销的主要大事有：正常终止、反常终止（越界错误、爱护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、；I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程恳求、父进程终止）13在创建一个迚程时所要完成的主要工作是什么？答：（1）OS 发觉恳求创建新进程大事后,调用进程创建原语Creat ；（2）申请空白 PCB；（3）为新进程安排资源；（4）初始化进程掌握块；（5）将新进程插入就绪队列 . 14在撤销一个迚程时所要完成的主要工作是什么？答：（1）依据被终止进程标识符,从PCB 集中检索出进程 PCB,读出该进程状态；（2

18、）如被终止进程处于执行状态,立刻终止该进程的执行,臵调度标志真,指 示该进程被终止后重新调度；（3）如该进程仍有子进程, 应将全部子孙进程终止, 以防它们成为不行控进程；（4）将被终止进程拥有的全部资源,归仍给父进程,或归仍给系统；（5）将被终止进程 PCB 从所在队列或列表中移出,等待其它程序搜集信息；15试说明引起迚程堵塞戒被唤醒的主要大事是什么？答：a. 恳求系统服务； b. 启动某种操作； c. 新数据尚未到达； d. 无新工作可做 . 16迚程在运行时存在哪两种形式的制约？并丼例说明之；答：（1）间接相互制约关系；举例：有两进程 统已把唯独的A 和 B,假如 A 提出打印恳求,系一台

19、打印机安排给了进程 B,就进程 A 只能堵塞；一旦 B 释放打印机, A 才由堵塞改为就绪；（2）直接相互制约关系； 举例：有输入进程 A 通过单缓冲向进程 B 供应数据；当缓冲空时,运算进程因不能获得所需数据而堵塞,当进程 进程 B；反A 把数据输入缓冲区后,便唤醒之,当缓冲区已满时,进程 A 因没有缓冲区放数据而堵塞,进程 B 将缓冲区数据取走后便唤醒 A；17为什么迚程在迚入临界区之前应先执行“ 迚入区”代码？而在退出前又要执行“ 退出区” 代码？答：为了实现多个进程对临界资源的互斥拜访,必需在临界区前面增加一段用于检查欲拜访的临界资源是否正被拜访的代码,假如未被拜访, 该进程便可进入临

20、界区对资源进行拜访, 并设臵正被拜访标志, 假如正被拜访, 就本进程不能进入 临界区,实现这一功能的代码为 在退出临界区后, 必需执行 退出区 代码,用 于复原未被拜访标志,使其它进程能再拜访此临界资源；18. 同步机构应遵循哪些基本准就？为什么？答：同步机构应遵循的基本准就是：闲暇让进、忙就等待、有限等待、让权等待 缘由：为实现进程互斥进入自己的临界区； 19. 试从物理概念上说明记录型信号量wait 和 signal ；答： waitS ：当 S.value0 时,表示目前系统中这类资源仍有可用的；执行一次 wait 操作,意味着进程恳求一个单位的该类资源,使系统中可供安排的该类资源削减一

21、个,因此描述为 S.value:=S.value-1；当 S.value1 then blockW, L unlockW: W:=W-1; ifW0 then wakeupW, L 例子：Var W:semaphore:=0 ；begin repeat lockW; critical section unlockW; remainder section until false; end 26试修改下面生产者消费者问题解法中的错诨 : 答： producer: begin repeat producer an item in nextp; waitmutex; waitfull; /* 应为 w

22、aitempty,而且仍应当在 waitmutex 的前面 */ bufferin:=nextp; /* 缓冲池数组游标应前移 : in:=in+1 mod n; */ signalmutex; /* signalfull; */ until false; end consumer: begin repeat waitmutex; waitempty; /* nextc:=bufferout; out:=out+1; /* 应为 waitfull,而且仍应当在 waitmutex 的前面 */ 考虑循环,应改为 : out:=out+1 mod n; */ signalmutex;/* sig

23、nalempty; */ consumer item in nextc; until false; end 27试利用记录型信号量写出一个丌会显现死锁的哲学家迚餐问题的算法 . 答： Var chopstick:array0, ,4 of semaphore; 1,第 i 位哲学家的活动可描述为：全部信号量均被初始化为 Repeat Waitchopsticki; Wait. chopsticki+1 mod 5; Ea.t ; Signalchopsticki; Signalchopsticki+1 mod 5 Ea.t ; Think; 11 Until false; 28在测量掌握系统中

24、的数据采集仸务,把所采集的数据送一单缓冲区；运算仸务从该单缓冲中叏出数据迚行运算 法；. 试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算答：a. Var mutex, empty, full: semaphore:=1, 1, 0; gather: begin repeat gather data in nextp; waitempty; waitmutex; buffer:=nextp; signalmutex; signalfull; until false; end compute: begin repeat waitfull; waitmutex; nextc:=buffer; sig

25、nalmutex; signalempty; compute data in nextc; until false; end b. Var empty, full: semaphore:=1, 0; gather: begin repeat gather data in nextp; waitempty; buffer:=nextp; signalfull; until false; end compute: begin repeat waitfull; nextc:=buffer; signalempty; compute data in nextc; until false; end 29

26、画图说明管程由哪几部分组成,为什么要引入条件发量？答：管程由四部分组成： 管程的名称；局部于管程内部的共享数据结构说明；对该数据结构进行操作的一组过程；值的语句；对局部于管程内部的共享数据设臵初始当一个进程调用了管程, 在管程中时被堵塞或挂起, 直到堵塞或挂起的缘由解除,而在此期间, 假如该进程不释放管程, 就其它进程无法进入管程, 被迫长时间地等待；为明白决这个问题,引入了条件变量 condition ；30如何利用管程来解决生产者不消费者问题？答：第一建立一个管程,命名为 ProclucerConsumer ,包括两个过程：（1）Put（item ）过程；生产者利用该过程将自己生产的产品放

27、到缓冲池,用整 型变 量 count 表示在缓冲池中已有的产品数目, 当 count n 时,表示缓冲池已满,生产者须等待；（2）get（item ）过程；消费者利用该过程从缓冲池中取出一个产品,当count0 时,表示缓冲池中已无可取的产品,消费者应等待；PC 管程可描述如下：type producer-consumer =monitor Var in,out,count:integer; buffer:array0, ,n-1of item; notfull,notempty:condition; procedure entry dotitem begin if count=n then

28、not full.wait; bufferin:=nextp; in:=in+1mod n; count:=count+1; if notempty.queue then notempty.signal; end procedure entry getitem begin if count=0 then not full.wait; nextc:=bufferout; out:=out+1mod n; count:=count-1; if notfull.quene then notfull.signal; end begin in:=out:=0; count:=0 end 在利用管程解决生

29、产者一消费者问题时,其中的生产者和消费者可描述为：producer: begin pepeat produce an inem in nestp PC.putitem; until false; end consumer: begin repeat PC.getitem; consume the item in enxtc; until false; end 31什么是 AND信号量？试利用 AND信号量写诞生产者一消费者问题的解法；答：为解决并行带来的死锁问题,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全部临界资源,一次性释放；解决生产者消费者问题可描

30、述如下 : var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0; buffer: array0,.,n-1 of item; in,out: integer:=0,0; begin parbegin 14 producer: begin repeat produce an item in nextp; waitempty; 一次性地全部安排给进程, 用完后waits1,s2,s3,.,sn; /s1,s2,.,sn为执行生产者进程除empty 外其余的条件 waitmutex; bufferin:=nextp; in:=in+1 mod n; signalmutex;

31、 signalfull; signals1,s2,s3,.,sn; until false; end consumer: begin repeat waitfull; waitk1,k2,k3,.,kn; /k1,k2,.,kn 为执行消费者进程除full 外其余的条件waitmutex; nextc:=bufferout; out:=out+1 mod n; signalmutex; signalempty; signalk1,k2,k3,.,kn; consume the item in nextc; until false; end parend end 32什么是信号量集？试利用信号量

32、集写出读者一写者问题的解法；答：对 AND信号量加以扩充,形成的信号量集合的读写机制；解法： Var RN integer; L,mx: semaphore:=RN,1; begin parbegin reader:begin repeat SwaitL,1,1; Swaitmx,1,1; perform read operation; SsignalL,1; until false end writer:begin repeat Swaitmx,1,1;L,RN,0; perform write operation; Ssignalmx,1; until false end parend e

33、nd 33试比较迚程间的低级不高级通信工具；答：用户用低级通信工具实现进程通信很不便利,效率低,通信对用户不透亮,全部操作都 必需由程序员来实现,而高级通信工具补偿了这些缺陷,用户直接利用操作系统供应的一组通信命令,高效地传送大量的数据；34当前有哪几种高级通信机制？答：共享储备器系统、消息传递系统以及管道通信系统；35消息队列通信机制有哪几方面的功能？答：（1）构成消息（ 2）发送消息（ 3）接收梢息（ 4）互斥与同步；36为什么要在 OS 中引入线程？答：在操作系统中引入线程, 就是为了削减程序在并发执行时所付出的时空开销,使 OS具 有更好的并发性,提高CPU的利用率；进程是安排资源的基

34、本单位, 而线程就是系统调度的基本单位；37试说明线程具有哪些属性？答：（1 轻型实体（ 2）独立调度和分派的基本单位（程资源；3）可并发执行（ 4）共享进38. 试从调度性,并収性,拥有资源及系统开销方面对迚程和线程迚行比较；答：（1）调度性；线程在 OS 中作为调度和分派的基本单位,进程只作为资源拥有 的基本单位；（2）并发性；进程可以并发执行,一个进程的多个线程也可并发执行；（3）拥有资源；进程始终是拥有资源的基本单位,线程只拥有运行时必不行少 的资源,本身基本不拥有系统资源,但可以拜访隶属进程的资源；（4）系统开销；操作系统在创建、 撤消和切换进程时付出的开销显著大于线程；39. 为了

35、在多线程 OS 中实现迚程之间的同步不通信,机制？通常供应了哪几种同步答：同步功能可以掌握程序流并拜访共享数据,从而并发执行多个线程； 共有四 种同步模型：互斥锁、读写锁、条件变量和信号；40用亍实现线程同步的私用信号量和公用信号量之间有何差别？答：（1）私用信号量；当某线程需利用信号量实现同一进程中各线程之间的同步时,可调用创建信号量的命令来创建一个私用信号量,中；其数据结构存放在应用程序的地址空间（2）公用信号量；公用信号量是为实现不同进程间或不同进程中各线程之间的 同步而设臵的；其数据结构是存放在受爱护的系统储备区中,由 理；41何谓用户级线程和内核支持线程？答：OS为它安排空间并进行管

36、（1）用户级线程：仅存在于用户空间中的线程,无须内核支持；这种线程的创 建、撤销、线程间的同步与通信等功能, 都无需利用系统调用实现； 用户级线程的切换通常 发生在一个 应用进程的诸多线程之间,同样无需内核支持；（2）内核支持线程：在内核支持下运行的线程；无论是用户进程中的线程,仍 是系统线程 程,其创建、撤销和切换等都是依靠内核,在内核空间中实现的；在内 中的线 核空间里仍为每个内核支持线程设臵了线程掌握块,实施掌握；42试说明用户级线程的实现方法；内核依据该掌握块感知某线程的存在并答：用户级线程是在用户空间中的实现的,运行在“ 运行时系统” 与“ 内核掌握 线程” 的中 间系统上； 运行时

37、系统用于治理和掌握线程的函数的集合；内核掌握线程或轻型 进程 LWP 可通过系统调用获得内核供应服务,利用 43试说明内核支持线程的实现方法；LWP进程作为中间系统；答：系统在创建新进程时,安排一个任务数据区 PTDA,其中包括如干个线程控制块 TCB 空间；创建一个线程安排一个当 PTDA TCB,有关信息写入 TCB,为之安排必要的资源；中的 TCB 用完,而进程又有新线程时,只要所创建的线程数目未超过系统答应 值,系统可 在为之安排新的 TCB；在撤销一个线程时,也应回收线程的全部资源和 TCB；第三章 1高级调度不低级调度的主要仸务是什么？为什么要引入中级调度？答：高级调度的主要任务是

38、依据某种算法,把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存； 低级调度是储存处理机的现场信息,按某种算法先取进程, 再把处理 器安排给进程；引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量；使那些临时不能运行的进程 不再占用内存资源, 将它们调至外存等待, 把进程状态改为就绪驻外存状态或挂 起状态；2何谓作业、作业步和作业流？答：作业包含通常的程序和数据,仍配有作业说明书； 系统依据该说明书对程序的运行进行掌握；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需经过如干个相对独立相互关联的次序加工 的步骤；作业流是指如干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作

39、业流；在操作 系统的掌握下,逐个作业进程处理,于是形成了处理作业流；3在什么情冴下需要使用作业掌握块 JCB？其中包含了哪些内容？答：每当作业进入系统时,系统便为每个作业建立一个作业掌握块 JCB,依据作 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 开头处理时间 10 作业完成时间 11 作业退出时间 12 资源使用情形等 4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？答: 作业

40、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, 取决于采纳的调度算法； 最简洁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；5试说明低级调度的主要功能；答：（1）储存处理机的现场信息（ 2）按某种算法选取进程（ 3）把处理机安排给 进程；6在抢占调度方式中,抢占的原就是什么？答：抢占的原就有：时间片原就、优先权原就、短作业优先权原就等；7在挑选调度方式和调度算法时,应遵循的准就是什么？答：（1）面对用户的准就：周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准 就；（2）面对系统的准就： 系统吞吐量高、 处理机利用率好、 各类资源

41、的平稳利用；8在批处理系统、分时系统和实时系统中,各采纳哪几种迚程（作业）调度算 法？答：批处理系统的调度算法：短作业优先、优先权、高响应比优先、多级反馈队 列调度算法；分时系统的调度算法：时间片轮转法；实时系统的调度算法：最早截止时间优先即EDF、最低放松度优先即LLF 算法；9何谓静态和劢态优先级？确定静态优先级的依据是什么？答：静态优先级是指在创建进程时确定且在进程的整个运行期间保持不变的优先级；动态优先级是指在创建进程时给予的优先权,可以随进程推动或随其等待时间增加而转变的优先级,可以获得更好的调度性能；确定进程优先级的依据：进程类型、进程对资源的需求和用户要求；10试比较 FCFS和

42、 SPF两种迚程调度算法；答：相同点：两种调度算法都可以用于作业调度和进程调度；不同点： FCFS调度算法每次都从后备队列中挑选一个或多个最先进入该队列的 作业,将它们调入内存、安排资源、创建进程、插入到就绪队列；该算法有利于 长作业 / 进程,不利于短作业 / 进程； SPF算法每次调度都从后备队列中挑选一个 / 进 或如干个估量运行时间最短的作业,调入内存中运行；该算法有利于短作业 程,不利于长作业 / 进程； 11 在时间片轮转法中,应如何确定时间片的大小？答：时间片应略大于一次典型的交互需要的时间；一般应考虑三个因素： 系统对相应时间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理才能；12通

43、过一个例子来说明通常的优先级调度算法丌能适用亍实时系统？答：实时系统的调度算法很多,主要是基于任务的开头截止时间和任务紧急 / 松 弛程度的任务优先级调度算法, 通常的优先级调度算法不能满意实时系统的调度 实时性要求而不适用；13为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满意各方面用户的需求？15. 按调度方式可将实时调度算法分为哪几种？按调度方式不同,可分为非抢占调度算法和抢占调度算法两种；18. 何谓死锁？产生死锁的缘由和必要条件是什么？a. 死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,都将永久不能再向前推动；如无外力作用, 这些进程b. 产生死锁的缘由有二,一是竞争资源,二是进程推动次序非法；

44、c. 必要条件是 : 互斥条件,恳求和保持条件,不剥夺条件和环路等待条件；19在解决死锁问题的几个方法中, 哪种方法最易于实现？哪种方法是资源利用 率最高？解决 / 处理死锁的方法有预防死锁、防止死锁、检测和解除死锁,其中预防 死锁方法最简洁实现, 但由于所施加的限制条件过于严格,会导致系统资源利用 率和系统吞吐量降低； 而检测和解除死锁方法可是系统获得较好的资源利用率和 系统吞吐量；20. 请具体说明可通过哪些途径预防死锁. 都必需一次性地a. 摒弃 恳求和保持 条件：系统规定全部进程开头运行之前,申请其在整个运行过程所需的全部资源,但在安排资源时, 只要有一种资源不能满意某进程的要求, 即

45、使其它所需的各资源都闲暇, 也不安排给该进程,而让该进程等待；b. 摒弃 不剥夺 条件：系统规定, 进程是逐个地提出对资源的要求的；当一个已经保持了某些资源的进程,再提出新的资源恳求而不能立刻得到满意时,必需释放它已经保持了的全部资源,待以后需要时再重新申请；c. 摒弃 环路等待 条件：系统将全部资源按类型进行线性排序,并给予不同的序号,且全部进程对资源的恳求必需严格按序号递增的次序提出,这样,在所形成的资源安排图中,不行能再显现环路,因而摒弃了 环路等待 条件；22. 在银行家算法中,如显现下述资源安排情：Process Allocation Need Available P0 0032 0

46、012 1622 P1 1000 1750 P2 1354 2356 P3 0332 0652 P4 0014 0656 试问： 该状态是否安全？ 如进程 P2提出恳求 Request1 ,2,2,2 后,系统能否将资源安排给它？该状态是安全的,由于存在一个安全序列 ；下表为该时刻的安全序列表；资源Work Need Allocation Work+Allocation Finish 情形进程P01 6 2 2 0 0 1 2 0 0 3 2 1 6 5 4 true P31 6 5 4 0 6 5 2 0 3 3 3 1 9 8 7 true P41 9 8 7 0 6 5 6 0 0 1

47、4 1 9 9 11 true P11 9 9 1 7 5 0 1 0 0 0 2 9 9 11 true P211 2 3 5 6 1 3 5 4 3 12 14 17 true 2 9 9 11 如进程 P2 提出恳求 Request1 ,2,2,2 后,系统不能将资源安排给它,如安排给进程P2,系统仍剩的资源情形为（0,4,0,0）,此时系统中的资源将无法满意任何一个进程的资源恳求,简洁引起死锁的发生；从而导致系统进入担心全状态,第四章 储备器治理 1. 为什么要配置层次式储备器？这是由于：a. 设置多个储备器可以使储备器两端的硬件能并行工作；b. 采纳多级储备系统,特殊是 Cache技

48、术,这是一种减轻储备器带宽对系统 性能影响的正确结构方案；c. 在微处理机内部设置各种缓冲储备器,以减轻对储备器存取的压力；增加 CPU中寄存器的数量,也可大大缓解对储备器的压力；2. 可采纳哪几种方式将程序装入内存？它们分别适用于何种场合？将程序装入内存可采纳的方式有：肯定装入方式、重定位装入方式、动 态运行时装入方式；肯定装入方式适用于单道程序环境中,重定位装入方式 和动态运行时装入方式适用于多道程序环境中；3. 何为静态链接？何谓装入时动态链接和运行时动态链接？a. 静态链接是指在程序运行之前,先将各自目标模块及它们所需的库函数,链接成一个完整的装配模块,以后不再拆开的链接方式；b. 装

49、入时动态链接是指将用户源程序编译后所得到的一组目标模块,在装入 内存时,采纳边装入边链接的一种链接方式,即在装入一个目标模块时,如发生一个外部模块调用大事, 将引起装入程序去找相应的外部目标模块,把它装入内存中,并修改目标模块中的相对地址；c. 运行时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行链接,也 就是,在执行过程中,当发觉一个被调用模块尚未装入内存时,立刻由 OS 去找到该模块并将之装入内存,把它链接到调用者模块上；4. 在进行程序链接时,应完成哪些工作 . a. 对相对地址进行修改 b. 变换外部调用符号 6. 为什么要引入动态重定位 .如何实现 . a. 程序在运行过程中常常

50、要在内存中移动位置,为了保证这些被移动了的程 序仍能正常执行,必需对程序和数据的地址加以修改,即重定位；引入重 定位的目的就是为了满意程序的这种需要；b. 要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换,必需有硬件地址变换机构 的支持,即须在系统中增设一个重定位寄存器,用它来存放程序在内存中 的起始地址；程序在执行时,真正拜访的内存地址是相对地址与重定位寄 存器中的地址相加而形成的；9. 分区储备治理中常采纳哪些安排策略？比较它们的优缺点；分区储备治理中常采纳的安排策略有：首次适应算法、循环首次适应算 法、正确适应算法、最坏适应算法；a. 首次适应算法的优缺点：保留了高址部分的大闲暇区,有利于后到来

51、的大 型作业的安排； 低址部分不断被划分, 留下很多难以利用的、 小的闲暇区,且每次分区安排查找时都是从低址部分开头,会增加查找时的系统开销；b. 循环首次适应算法的优缺点：使内存中的闲暇分区分布得更为匀称,削减 了查找时的系统开销；缺乏大的闲暇分区,从而导致不能装入大型作业；c. 正确适应算法的优缺点： 每次安排给文件的都是最适合该文件大小的分区；内存中留下很多难以利用的小的闲暇区；d. 最坏适应算法的优缺点：给文件安排分区后剩下的的闲暇区不至于太小,产生碎片的几率最小,对中小型文件安排分区操作有利；使储备器中缺乏大的闲暇区,对大型文件的分区安排不利；10. 在系统中引入对换后可带来哪些好处

52、？能将内存中临时不运行的进程或临时不用的程序和数据,换到外存上,以腾出足够的内存空间, 把已具备运行条件的进程或进程所需的程序和数据 换入内存,从而大大地提高了内存的利用率；12. 在以进程为单位进行对换时,每次是否将整个进程换出？为什么？在以进程为单位进行对换时,并非每次将整个进程换出；这是由于：其中进程控 a. 从结构上讲, 进程是由程序段、 数据段和进程掌握块组成的,制块总有部分或全部常驻内存,不被换出；b. 程序段和数据段可能正被如干进程共享,此时它们也不能被换出；13. 为实现分页储备治理,需要哪些硬件支持？需要有页表机制、地址变换机构的硬件支持；16. 为什么说分段系统较之分页系统

53、更易于实现信息共享和爱护 . a. 对于分页系统, 每个页面是分散储备的, 为了实现信息共享和爱护, 就页 面之间需要一一对应起来,为此需要建立大量的页表项；b. 而对于分段系统,每个段都从 0 开头编址,并采纳一段连续的地址空间,这样在实现共享和爱护时, 只需为所要共享和爱护的程序设置一个段表项,将其中的基址与内存地址一一对应起来即可；17. 分页和分段有何区分 . a. 分页和分段都采纳离散安排的方式, 且都要通过地址映射机构来实现地址 变换,这是它们的共同点；b. 对于它们的不同点有三,第一,从功能上看,页是信息的物理单位,分页 是为实现离散安排方式, 以消减内存的外零头, 提高内存的利

54、用率, 即满 足系统治理的需要, 而不是用户的需要； 而段是信息的规律单位, 它含有一组其意义相对完整的信息, 目的是为了能更好地满意用户的需要；其次 页的大小固定且由系统确定, 而段的长度却不固定, 打算于用户所编写的程序；第三分页的作业地址空间是一维的,的；而分段的作业地址空间是二维18. 试全面比较连续安排和离散安排方式；a. 连续安排是指为一个用户程序安排一个连续的地址空间,包括单一连续分配方式和分区式安排方式, 前者将内存分为系统区和用户区, 系统区供操 作系统使用, 用户区供用户使用, 是最简洁的一种储备方式, 但只能用于 单用户单任务的操作系统中；分区式安排方式分为固定分区和动态

55、分区,固定分区是最简洁的多道程序的储备治理方式,由于每个分区的大小固定,必定会造成储备空间的铺张； 动态分区是依据进程的实际需要, 动态地为 之安排连续的内存空间, 常用三种安排算法 : 首次适应算法, 该法简洁留 下很多难以利用的小闲暇分区,加大查找开销； 循环首次适应算法, 该算法能使内存中的闲暇分区分布匀称,但会致使缺少大的闲暇分区； 正确适应算法,该算法也易留下很多难以利用的小闲暇区；b. 离散安排方式基于将一个进程直接分散地安排到很多不相邻的分区中的 思想,分为分页式储备治理, 分段储备治理和段页式储备治理 . 分页式存 储治理旨在提高内存利用率, 满意系统治理的需要, 分段式储备治

56、理就旨在满意用户 程序员 的需要,在实现共享和爱护方面优于分页式储备治理,而段页式储备治理就是将两者结合起来,取长补短,即具有分段系统便于实现,可共享, 易于爱护,可动态链接等优点,又能像分页系统那样很好的解决外部碎片的问题, 以及为各个分段可离散安排内存等问题,明显是一种比较有效的储备治理方式；c. 综上可见, 连续安排方式和离散安排方式各有各自的特点,应依据实际情 况加以改进和利用 . 19. 虚拟储备器有哪些特点 .其中最本质的特点是什么？特点：离散性、多次性、对换性、虚拟性；最本质的特点：离散性；最重要的特点：虚拟性；20. 实现虚拟储备器需要哪些硬件支持？a. 对于为实现恳求分页储备

57、治理方式的系统,除了需要一台具有肯定容量的内存及外存的运算机外, 仍需要有页表机制, 缺页中断机构以及地址变换机构；b. 对于为实现恳求分段储备治理方式的系统,除了需要一台具有肯定容量的内存及外存的运算机外, 仍需要有段表机制, 缺段中断机构以及地址变换 机构；21. 实现虚拟储备器需要哪几个关键技术？a. 分页和分段都采纳离散安排的方式, 且都要通过地址映射机构来实现地址 变换,这是它们的共同点；25. 在恳求分页系统中,通常采纳哪种页面安排方式物理块安排策略？三种安排方式：固定安排局部置换、可变安排全局置换、可变安排局部置换；26. 在一个恳求分页系统中,采纳FIFO 页面置换算法时,假如

58、一个作业的页面走向为 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当安排给该作业的物理块数 M分别为 3 和 4 时,试运算在拜访过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得结果；4 3 2 1 4 3 5 4 3 2 1 5 4 4 4 1 1 1 5 5 5 M=3 3 3 3 4 4 4 2 2 2 2 2 3 3 3 1 4 4 4 4 5 5 5 5 1 1 M=4 3 3 3 3 4 4 4 4 5 2 2 2 2 3 3 3 3 1 1 1 1 2 2 2 M=3时,采纳 FIFO 页面置换算法的缺页次数为 9 次,缺页率为 75%；M=4时,采纳 FIFO 页面置换算法的缺页

59、次数为 10 次,缺页率为 83%；由此可见,增加安排给作业的内存块数,反而增加了缺页次数,提高了缺页率,这种现象被称为是 Belady 现象；28. 试说明改进型 Clock 置换算法的基本原理；基本原理：在将一个页面换出时, 假如该页已被修改过, 便须将该页重新写回到磁盘上；但假如该页未被修改过,就不必将它写回磁盘上；在改进型算法中,除需考虑页面的使用情形外,仍须再增加一个因素,即置换代价,这样,挑选页面换出时,既要是未使用过的页面,又要是未被修改过的页面；15 什么是抖动 . 产生抖动的缘由是什么 . a. 抖动 Thrashing 就是指当内存中已无闲暇空间而又发生缺页中断时,需 要从

60、内存中调出一页程序或数据送磁盘的对换区中,假如算法不适当,刚 被换出的页很快被拜访,需重新调入,因此需再选一页调出,而此时被换 出的页很快又要被拜访,因而又需将它调入,如此频繁更换页面,使得系统把大部分时间用在了页面的调进换出上,而几乎不能完成任何有效的工作,我们称这种现象为 抖动 ；b. 产生抖动的缘由是由于 CPU的利用率和多道程序度的对立统一冲突关系引起的,为了提高 CPU利用率,可提高多道程序度,但单纯提高多道程序度又会造成缺页率的急剧上升,导致 CPU的利用率下降,而系统的调度程序 又会为了提高 CPU利用率而连续提高多道程序度,形成恶性循环,我们称这时的进程是处于 抖动 状态；第五