操作系统习题答案.doc

习题一(前三章) 系统如何由目态转为管态？如何由管态转为目态？ 目态到管态的转换(中断，trap)：修改处理机状态字指令属于特权指令，只能在管态执行，目态程序无法直接控制处理机状态的转换。处理机状态由目态转换为管态的唯一途径是中断，中断发生时，中断向量中的PSW标识处于管态，这个标识一般由操作系统初始化程序设置的。 管态到目态的转换(置程序状态字)：通过修改程序状态字(置PSW)来实现，操作系统运行于管态，该状态转换伴随着由操作系统程序到用户程序的转换。 为什么有硬件时钟，有时还要设置软件时钟？ 解：硬件时钟由硬件提供，保存在硬件寄存器中，开机由电源供电，关机由机内电池供电，可由程序设定和修改，一般通过特权指令完成，应用程序可读取该值。不发生中断。 间隔时钟：定时发生中断，一般间隔单位为“毫秒”。中断发生后，操作系统获得系统的控制权，以便运行系统管理和实现程序并发。是实现多道程序的基础—保证操作系统获得控制权。 软件时钟：利用间隔时钟实现，主要用于定时启动一些服务，如定时备份，软件时钟通过赋内存的一个单元一个初值，通过间隔时钟中断，对该单元值减一，减到0就启动相应的服务，这是间隔时钟做不到的。 通过一个案例分析进程的状态转换过程。 比如用播放器播放音乐，当启动播放器，产生播放器进程，进入挂起就绪状态，当用户点击播放按钮时，进入就绪状态，当被处理机调度时，处于运行态，当需要听歌曲，且歌曲还在外存时，该进程启动磁盘读进程，然后自己进入等待态，当磁盘读进程将相应歌曲读进内存时，向处理机发出中断，该中断进程将播放器进程送入就绪队列，当被处理机调度时，开始播放歌曲，处于运行态，如此反复，直到关闭播放器，进程结束。 单击暂停键，进入挂起就绪队列 通过一个案例描述可以由用户处理的中断的处理过程。 比如在一个C语言程序中发生除零错误 （1）发生出除零中断 （2）保存旧PSW和PC(入系统栈) （3）取中断向量 （4）转到中断处理程序 （5）访问中断续元表（假定非0） （6）系统栈中现场转移到用户栈 （7）中断续元入口送寄存器（OS中断处理完成） （8）执行中断续元 中断续元的执行同目态子程序 （9）用户栈PSW和PC送寄存器 （10）中断执行完，遇RET指令由用户栈弹出现场信息送入处理机 （11）返回中断断点 5、下表列出了四个进程到达时间和执行时间，使用先来先服务算法、循环（时间片2）、短作业优先、响应比高者优先的调度算法的调度过程，分别计算每个调度算法的周转时间、平均周转时间、带权周转时间、带权平均周转时间. 画出相应的Gantt图． 进程 到达时间 执行时间 A 0 3 B 1 6 C 4 4 D 6 2 解：先来先服务算法 0 3 9 13 15 进程 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 A 0 3 0 3 3 1 B 1 6 3 9 8 8/6 =1.33 C 4 4 9 13 9 9/4 =2.25 D 6 2 13 15 9 9/2=4.5 平均周转时间 =(3+8+9+9)/4=7.25 平均带权周转时间 =(1+1.33+2.25+4.5)/4=2.27  循环（时间片2） 0 2 4 6 8 9 11 13 15 周转时间: 由就绪开始时刻到处理完毕时刻的时间 带权周转时间：周转时间/运行时间 等待时间(waiting time)：周转时间与处理时间之差 进程 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 等待时间 带权周转时间 A 0 3 0 9 9 6 9/3=3 B 1 6 2 15 14 8 14/6 =2.33 C 4 4 4 13 9 5 9/4 =2.25 D 6 2 6 8 2 0 2/2=1 平均周转时间 =(9+14+9+2)/4=8.5 平均等待时间 = (6+8+5+0)/4=4.75 平均带权周转时间 =(3+2.33+2.25+1)/4=2.145 短作业优先 进程 到达时间 执行时间 A 0 3 B 1 6 C 4 4 D 6 2 3 9 11 15 进程 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 A 0 3 0 3 3 3/3=1 B 1 6 3 9 8 8/6 =1.33 C 4 4 11 15 11 11/4 =2.75 D 6 2 9 11 5