操作系统课后习题问答.doc

1．1什么是操作系统？ 答：计算机操作系统使方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）；操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。 1．3多道程序设计技术的概念是什么？ 答：多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互交替地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时（如等待外部设备传输数据），管理程序便将内存中的另一道程序投入运行，这样可以使CPU及各外部设备尽量处于忙碌状态，从而大大提高了计算机的使用效率。 1．5操作系统的主要功能是什么？ 答：操作系统的主要功能相应地就有理机管理（进程管理）、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口。 进程管理主要包括： ① 进程控制。为多道程序并发执行而创建进程，并为之分配必要的资源。当进程运行结束时，撤消该进程，回收该进程所占用的资源，同时，控制进程在运行过程中的状态转换。 ② 进程同步。为使系统中的进程有条不紊地运行，系统要设置进程同步机制，为多个进程的运行进行协调。 ③ 进程通信。系统中的各进程之间有时需要合作，需要交换信息，为此需要进行进程通信。 ④ 进程调度。从进程的就绪队列中，按照一定的算法选择一个进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使之投入运行。 2．1现代操作系统中为什么要引入“进程”概念？它与程序有什么区别？ 答：正是因为在这些可以并发执行的程序段之间，存在着某种相互制约的关系，所以每个程序段的运行都与运行环境密切相关，它不仅要受到其它程序段活动的制约，而且还要依赖当时系统资源的分配情况。因此，每个可以并发执行的程序段，都可能会因外界条件的限制而不能运行，被迫处于阻塞状态。这样，对于这些可以并发执行的程序段，只用“程序”这一概念就不能说明问题的本质。使用程序这一概念只能是简单、孤立、静止地研究分析它们，而不能深刻地揭示它们之间的内在活动、相互联系及状态变化。因此，必须从变化的角度，动态地分析研究这些可以并发执行的程序段，真实地反映出系统的独立性、并发性、动态性和相互制约性。为了准确地描述程序的执行过程，设计出高质量的操作系统，就不能再用静态的观点，而应该用动态的观点来刻画程序。为此，在操作系统中引入了“进程”的概念。 在多道程序的环境下，程序的并发执行代替了程序的顺序执行，它破坏了程序的封闭性和可再现性，使得程序和计算不再一一对应，而且由于资源共享和程序的并发执行导致在各个程序活动之间可能存在相互制约关系。总之，程序活动不再处于一个封闭系统中，而出现了许多新的特征，即：独立性、并发性、动态性和相互制约性。在这种情况下，程序这个静态概念已经不能如实地反映程序活动的这些特征。为此，20世纪60年代中期MULTICS系统的设计者和以E.W.Dijkstra为首的T.H.E系统的设计者开始广泛使用“进程”（process） 这一新概念来描述系统和用户的程序活动。进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 2．3进程的含义是什么？试简述进程的组成。 ：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 有了进程的概念，就可以用动态的观点分析进程的状态变化及相互制约关系。由于进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。运行中的进程具有三种基本状态：运行、阻塞、就绪，这三种状态构成了最简单的进程生命周期模型，进程在其生命周期内处于这三种状态之一，其状态将随着自身的推进和外界环境的变化而变化，由一种状态变迁到另一种状态。 2．4什么叫临界资源？什么叫临界区？ 答：系统中同时存在有许多进程，它们共享各种资源，然而有许多资源在某一时刻只能允许一个进程使用。例如打印机、磁带机等硬件设备和变量、队列等数据结构，如果有多个进程同时去使用这类资源就会造成混乱。因此必须保护这些资源，避免两个或多个进程同时访问这类资源。我们把某段时间内只能允许一个进程使用的资源称为临界资源。 几个进程若共享同一临界资源，它们必须以互相排斥的方式使用这个临界资源，即当一个进程正在使用某个临界资源且尚未使用完毕时，其它进程必须延迟对该资源的操作，当使用该资源的进程释放该资源时，其它进程才可使用该资源，任何进程不能从中插进去使用这个临界资源，否则将会造成信息混乱和操作出错。我们把访问临界资源的代码段称为临界区。 2．15为何引入线程？线程与进程的关系是什么？ 答：在操作系统中引入进程的目的，是为了使多个程序并发执行，以改善资源利用率及提高系统的吞吐量；那么，在操作系统中再引入线程则是为了减少程序并发执行时所付出的时空开销，使操作系统具有更好的并发性。 线程具有许多传统进程所具有的特征