《操作系统习题集_配套_答案》.doc

1．研究操作系统的主要观点有那些？ 答：（1）资源的观点：研究如何对计算机系统中的各种软、硬件资源进行管理；怎样使计算机系统协调一致地、有效地为用户服务；如何既发挥计算机系统资源的使用效率、提高计算机系统的服务质量，又确保计算机系统的安全可靠。 （2）用户观点：操作系统是一个黑盒子，配置了操作系统的计算机与原来真实的物理计算机迥然不同，因为它提供了用户使用计算机的更方便手段，构造了一台虚拟机，采用的操作命令决定了虚拟机的功能。 （3）进程观点：从进程角度分析操作系统，则所有进程的活动就构成了操作系统的当前行为，在每一个瞬间都有一棵进程家族树，它展示着操作系统行为主体的一个快照。 （4）模块分层观点：用模块分层观点讨论模块之间的关系或者说讨论如何形成操作系统的架构，如何安排连结这些程序模块才能构造一个结构简单清晰、逻辑正确、便于分析和实现的操作系统。 2．什么是操作系统？简述现代操作系统的特征。 答：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、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用。 现代操作系统具有如下特征： 并发（共行）性：指能处理多个同时性活动的能力。I/O操作和计算重叠，内存中同时存放几道用户程序，这些都是并发的例子。 共享：指多个计算任务对资源的共同享用。并发活动可能要求共享资源和信息；多个用户共享一个程序的同一个副本，而不是分别向每个用户提供一个副本可以避免重复开发，节省人力资源。 不确定性：指操作系统必须能处理任何一种事件序列，以使各个用户的算题任务正确地完成。 3．操作系统和用户程序之间的关系是什么？ 答：操作系统通过虚拟及其界面给用户程序提供各种服务，用户程序在运行过程中不断使用操作系统提供的服务来完成自己的任务。如用户程序在运行过程中需要读写磁盘，这时就要调用操作系统的服务来完成磁盘读写操作。 另一方面，用户程序不可能先于操作系统启动之前启动，因此每次启动一个用户程序，都相当于操作系统将控制转移给用户程序；而在用户程序执行完毕后，又将控制还回给操作系统。从这个角度看，操作系统是主程序，用户程序是子程序，操作系统在其生命周期内不断地调用各种应用程序。 因此操作系统和各种应用程序可以看作是互相调用，从而形成一个非常复杂的动态关系。 2．为什么要引入信号量集机制。信号量机制可以被用于何种场合？ 答：1965年，Dijkstra在讨论并发进程时指出信号量机制是一种卓有成效的进程同步机制。由于操作系统可以被看成一个并发进程集，如果提供一种能支持他们之间合作的可靠机制，用户就能很容易地使用它们。因此它现已被广泛地应用于各种类型的操作系统中。 信号量的主要含义和用途如下： 信号量的含义。信号量是一个用来实现同步的整型或记录型变量，除了初始化外，对它只能执行wait和signal这两种原子操作。 信号量的物理意义。一个信号量S通常对应于一类临界资源。 用信号量实现互斥。为了实现进程对临界资源的互斥访问，需为每类临界资源设置一初值为1的互斥信号量mutex。 用信号量实现前趋关系。为实现前趋关系Pi→Pj，可为它们设置一个初值为0的信号量S。 3．原语与广义指令的主要区别。 答：所谓原语，是由若干条指令所组成都是一个指令序列，用来实现某个特定的操作功能。这个指令序列的执行是连续的，具有不可分割性，在执行时也不可间断，直到该指令序列执行结束。原语是操作系统核心的一个组成部分。原语必须在管态下执行，并且常驻内存。 广义指令是作为机器指令的扩充而提供的，以便增加机器的功能。它是通过执行相应的程序模块来实现的，使计算机成为功能强大的虚拟计算机。现代计算机CPU的指令系统中都有一条称为“访管”的指令，用户特别是编程人员可以利用这条指令来访问操作性并向它提出要求。 6．进程的三种基本状态是什么？它们之间相互转换的主要原因是什么？就绪状态（Ready)，存在于处理机调度队列中的那些进程，它们已经准备就绪，一旦得到CPU，就立即可以运行，这些进程所处的状态为就绪状态（有多个进程处于此状态）。 运行状态(Running），当进程由调度/分派程序分派后，得到CPU控制权，它的程序正在运行，该进程所处的状态为运行状态（在系统中，总只有一个进程处于此状态）。 阻塞状态（blocked)，若一个进程正在等待某个事件的发生（如等待I/O的完成），而暂停执行，这时，即使给它CPU时间，它也无法执行，则称该进程处于阻塞状态。 进程状态转换的主要原因有： 运行(阻塞：等待某事件的发生（如请求磁盘或键盘等执行I/O操作、等待同步信号、等待消息等）。 阻塞(就绪：等待的事件已经发生（如I/O完成，消息已到达） 运行(就绪：在可剥夺调度方式中，更高优先级的到达运行的时间片到 (1)每次至多有