操作系統(tǒng)練習(xí)題及答案

1、一、填空P15填空題1.設(shè)計(jì)現(xiàn)代OS的主要目的是提高資源利用率和方便用戶。2.單道批處理系統(tǒng)是在解決人機(jī)矛盾和CPU與IO設(shè)備速度不匹配的矛盾中發(fā)展起來的。3.在單處理機(jī)環(huán)境下的多道程序設(shè)計(jì)具有多道、宏觀上同時(shí)運(yùn)行和微觀上交替運(yùn)行的特點(diǎn)。4.現(xiàn)在操作系統(tǒng)的兩個(gè)最基本的特征是并發(fā)和資源共享，除此之外，它還具有虛擬性和異步性的特征。5.從資源管理的角度看，操作系統(tǒng)具有四大功能：處理機(jī)管理、存儲器管理、設(shè)備管理和文件管理；為了方便用戶，操作系

2、統(tǒng)還必須提供友好的用戶接口。6.操作系統(tǒng)的基本類型主要有批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)。7.批處理系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是資源利用率高和系統(tǒng)吞吐量大；主要缺點(diǎn)是無交互作用能力和作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長。8.實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵問題他是人機(jī)交互，為此必須引入時(shí)間片的概念，并采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。9.分時(shí)系統(tǒng)的基本特征是多路性、獨(dú)立性、交互性和及時(shí)性。10.若干事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生稱為并發(fā)；若干事件在同一時(shí)刻發(fā)生稱為并行。11.實(shí)時(shí)系統(tǒng)可分為實(shí)時(shí)信息

3、處理系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)兩種類型；民航銷售系統(tǒng)屬于實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)；而導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)則屬于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。12.為了使實(shí)時(shí)系統(tǒng)高度可靠和安全，通常不強(qiáng)求資源利用率。13.當(dāng)前比較流行的微內(nèi)核的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是建立在層次化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，而且還采用了客戶機(jī)服務(wù)器模式和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)。P56填空題1.在單用戶單任務(wù)環(huán)境下，用戶獨(dú)占全機(jī)，此時(shí)機(jī)內(nèi)資源的狀態(tài)，只能由運(yùn)行程序的操作加以改變，此時(shí)的程序執(zhí)行具有封閉性和可再現(xiàn)性特征。2.并發(fā)程序

4、之間的相互制約，是由于它們的共享資源和相互合作而產(chǎn)生的，因而導(dǎo)致程序在并發(fā)執(zhí)行時(shí)具有間斷性或異步性特征。3.程序并發(fā)執(zhí)行與順序執(zhí)行時(shí)相比產(chǎn)生了一些新特征，分別是間斷性、失去封閉性和不可再現(xiàn)性。4.引入進(jìn)程的目的是使程序能正確地并發(fā)執(zhí)行，以提高資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，而引入線程的目的是減少并發(fā)執(zhí)行的開銷，提高程序執(zhí)行的并發(fā)程度。5.進(jìn)程是由進(jìn)程控制塊、程序段和數(shù)據(jù)段組成，其中進(jìn)程控制塊是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志6.進(jìn)程的最基本特征是動(dòng)態(tài)性和并發(fā)

5、性，除此之外，它還有獨(dú)立特征、異步性和結(jié)構(gòu)特征。7.由于進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)是程序的一次執(zhí)行，所以進(jìn)程有動(dòng)態(tài)性的基本特征，該特征還表現(xiàn)在進(jìn)程由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，由撤銷（終止）而消亡，即進(jìn)程具有一定的生命期。8.引入進(jìn)程帶來的好處是提高資源利用率和增加系統(tǒng)吞吐量。9.當(dāng)前正在執(zhí)行的進(jìn)程由于時(shí)間片用完而暫停執(zhí)行時(shí)，該進(jìn)程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)；若因發(fā)生某種事件而不能繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)為阻塞狀態(tài)；若終端用戶的請求而暫停執(zhí)行時(shí)，它應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止就緒狀態(tài)。1

6、0.用戶為阻止進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)利用掛起原語；若進(jìn)程正在執(zhí)行，應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止就緒狀態(tài)；以后，若用戶要恢復(fù)其運(yùn)行，應(yīng)利用激活原語，此時(shí)進(jìn)程應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)就緒狀態(tài)。11.系統(tǒng)中共有5個(gè)用戶進(jìn)程，且當(dāng)前CPU在用戶態(tài)下執(zhí)行，則最多可有4個(gè)用戶進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，最多可有4個(gè)用戶處于阻塞狀態(tài)。12.同步機(jī)制應(yīng)遵循的準(zhǔn)則有空閑讓進(jìn)、忙則等待、有限等待和讓權(quán)等待。13.在記錄型信號量機(jī)制中，S.value0時(shí)的值表示可用的臨界資源數(shù)量；每次wait操作意味

7、著申請一個(gè)臨界資源，因此應(yīng)將S.value減1，當(dāng)S.value小于0時(shí)，進(jìn)程應(yīng)阻塞。14.在記錄型信號量機(jī)制中，每次signal操作意味著釋放一個(gè)臨界資源，因此應(yīng)將S.value加1，當(dāng)S.value≤0時(shí)，表示仍有請求該資源的進(jìn)程被阻塞，此時(shí)應(yīng)喚醒相應(yīng)阻塞隊(duì)列中的首進(jìn)程。15.在利用信號量實(shí)現(xiàn)進(jìn)程互斥時(shí)，應(yīng)將臨界區(qū)置于wait操作和signal操作之間。16.在每個(gè)進(jìn)程中訪問臨界資源的那段代碼稱為臨界區(qū)。為實(shí)現(xiàn)對它的共享，應(yīng)保證進(jìn)程

8、互斥進(jìn)入自己的臨界區(qū)，為此，在每個(gè)進(jìn)程的臨界區(qū)前應(yīng)設(shè)置進(jìn)入?yún)^(qū)，臨界區(qū)后應(yīng)設(shè)置退出區(qū)。17.進(jìn)程通信的類型有共享存儲器、消息系統(tǒng)、管道通信三類，其中管道通信利用共享文件進(jìn)行通信。18.為實(shí)現(xiàn)消息緩沖隊(duì)列通信，應(yīng)在PCB中增加消息隊(duì)列首指針mq、消息隊(duì)列互斥信號量mutex、消息隊(duì)列資源信號量Sm三個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。1.進(jìn)程的三種基本狀態(tài)①就緒狀態(tài)。進(jìn)程已獲得除CPU以外的所有必要資源，只要得到CPU，便可立即執(zhí)行。②執(zhí)行狀態(tài)。進(jìn)程已得到CPU，其

9、程序正在CPU上執(zhí)行。③阻塞狀態(tài)。正在執(zhí)行的進(jìn)程因某種時(shí)間（如IO請求）的發(fā)生而暫時(shí)無法繼續(xù)執(zhí)行，只有相應(yīng)事件完成后，才能去競爭CPU。2.進(jìn)程的掛起狀態(tài)“掛起”的實(shí)質(zhì)是使進(jìn)程不能繼續(xù)執(zhí)行，即使掛起后的進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，它也不能參與CPU的競爭。因此，稱被掛起的進(jìn)程處于靜止?fàn)顟B(tài)；沒被掛起的進(jìn)程則處于活動(dòng)狀態(tài)。處于靜止?fàn)顟B(tài)的進(jìn)程，只有通過“激活”動(dòng)作，才能轉(zhuǎn)換成活動(dòng)狀態(tài)P34例1在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程的概念？它會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？在

10、操作系統(tǒng)中引入進(jìn)程的概念，是為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)程序的并發(fā)執(zhí)行。傳統(tǒng)的程序不能與其他程序并發(fā)執(zhí)行，只有在為其創(chuàng)建進(jìn)程后，才能與其他程序（進(jìn)程）并發(fā)執(zhí)行。這是因?yàn)椴l(fā)執(zhí)行的程序（即進(jìn)程）是“停停走走”地執(zhí)行，只有在為它創(chuàng)建進(jìn)程后，在它停下時(shí)，方能將其現(xiàn)場信息保存在它的PCB中，待下次被調(diào)度執(zhí)行時(shí)，再從PCB中恢復(fù)CPU現(xiàn)場并繼續(xù)執(zhí)行，而傳統(tǒng)的程序卻無法滿足上述要求。建立進(jìn)程所帶來的好處是使多個(gè)進(jìn)程能并發(fā)執(zhí)行，這極大地提高了資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。

11、但管理進(jìn)程也需付出一定的代價(jià)，包括進(jìn)程控制塊及協(xié)調(diào)各個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)所占用的內(nèi)存空間開銷，以及為進(jìn)行進(jìn)程間的切換、同步及通信所付出的時(shí)間開銷。P36例4PCB的作用是什么？進(jìn)程控制塊的作用，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，即一個(gè)能與其他進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。P58處理機(jī)調(diào)度的三個(gè)級別1.高級調(diào)度2.低級調(diào)度分兩種方式：①非搶占方式②搶占方式搶占的原則有：優(yōu)先權(quán)原則、短作業(yè)優(yōu)先原則、時(shí)間片原則3.中級調(diào)度

12、P59調(diào)度算法1.先來先服務(wù)算法（FCFS）2.短作業(yè)（進(jìn)程）有限（SJFSPF）3.高優(yōu)先權(quán)有限（HPF）進(jìn)程優(yōu)先權(quán)的設(shè)置通常分成靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種：①靜態(tài)優(yōu)先權(quán)②動(dòng)態(tài)優(yōu)先權(quán)4.高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法（HRRN）5.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法（RR）6.多級反饋隊(duì)列調(diào)度算法（FB）P66例2試說明低級調(diào)度的主要功能低級調(diào)度用于決定就緒隊(duì)列中的哪個(gè)進(jìn)程應(yīng)獲得處理機(jī)，并由分派程序把處理機(jī)分配給該進(jìn)程。其主要功能有：①保存當(dāng)前進(jìn)程的處理機(jī)現(xiàn)場信息②按某種算法選