操作系统自编作业手册.pdf

《操作系统》自编作业手册 翟高寿 北京交通大学计算机学院 2009 年 2 月 编修说明 《操作系统》自编作业手册综合根据自制电子课件旧版、汤子瀛教科书旧版、汤子瀛教 科书新版、自编《系统程式》、参编《操作系统原理》等完成。 第 2 页 共 11 页 第一章 操作系统引论 习题 1.1 什么是操作系统？用自己的话谈谈你对操作系统概念的认识与理解。 1.2 设想由你自己负责组织一个项目团队来构建操作系统，你应当要求项目成员 事先学习和掌握哪些硬件基础知识？并给出你对相关知识的理解与总结。 1.3 什么是输入输出重定向？什么是管道联接？分别加以举例说明。 1.4 试阐述程序接口与用户交互接口（即命令接口和图形化接口）之间的关系？ 并给出你对系统调用实现机制及处理过程的完整理解与总结。 1.5 谈谈你对脱机 I/O 和联机 I/O 的认识与理解。 1.6 试从多个角度来阐述单道/ 多道批处理系统与分时系统及实时系统的区别。 1.7 谈谈你对操作系统应当具备的资源管理功能（包括所引入的核心概念）的认 识与理解。为保证资源的有效管理与控制，操作系统于是体现出哪些特征？ 1.8 操作系统的基本设计原则有哪些？谈谈你对操作系统发展历程中所采用的 几种结构的认识与理解。 自选实验1 编程和替换 Linux 命令解释程序 Shell I. 自己选取和设计一组联机命令，可通过调用系统内核过程加以实现或仅仅在 屏幕上显示命令自身（算是虚化实现），至少一条命令如文件拷贝的处理牵 涉到系统调用； II. 设计和构建命令解释程序并替换原Linux 命令解释程序 Shell 启动系统和运行 测试； III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、 关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。 自选实验2 利用 C 和汇编混合编程实现最简操作系统 I. 实现二次装入引导过程； II. 以嵌入式汇编指令实现的C 程序内核可非常简单（注意可执行程序格式）； III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、 关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。 第 3 页 共 11 页 第二章 进程管理 习题 2.1 比较程序的顺序执行和并发执行。 2.2 比较程序和进程。 2.3 试对进程的状态及状态转换进行总结，注意状态转换的物理含义及转化条 件。 2.4 试举例说明引起进程创建、撤消、阻塞或被唤醒的主要事件分别有哪些？ 2.5 试根据你自己的理解，采用类 C 语言设计和描述操作系统关于进程控制块的 数据结构、组织方式及管理机制。在此基础上，给出进程的创建、终止、阻 塞、唤醒、挂起与激活等函数原型及函数代码。注意，对于过于复杂的功能 或你无法解决的细节可采用指定功能的函数模块如处理机调度 scheduler()来 替代。 2.6 什么是临界资源和临界区？试举例说明。并谈谈你对进程同步机制准则的理 解。 2.7 试阐述你对整型信号量机制与记录型信号量机制的完整理解以及 AND 型信 号量机制与一般信号量集机制的基本思想。 2.8 在生产者—消费者问题中，如果缺少了 signal(full)或 signal(empty)，对执行 结果会有何影响？ 2.9 在生产者—消费者问题中，如果将两个 wait 操作即 wait(full)和 wait(mutex) 互换位置；或者是将 signal(mutex)与 signal(full)互换位置，结果会如何？ 2.10 我们为某临界资源设置一把锁 W ，当 W=1 时，表示关锁；W=0 时，表示 锁已打开。试写出开锁原语与关锁原语，并利用它们去实现互斥。 2.11 试修改下面生产者—消费者问题解法中的错误： producer: consumer: begin begin rep