計算機(jī)操作系統(tǒng)第三版湯小丹等課后習(xí)題答案1-6章整理后要點

1、1第一章操作系統(tǒng)引論1設(shè)計現(xiàn)代OS的主要目標(biāo)是什么？答：(1)有效性(2)方便性(3)可擴(kuò)充性(4)開放性2OS的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？答：(1)OS作為用戶與計算機(jī)硬件系統(tǒng)之間的接口；(2)OS作為計算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者；(3)OS實現(xiàn)了對計算機(jī)資源的抽象。3為什么說OS實現(xiàn)了對計算機(jī)資源的抽象？答：OS首先在裸機(jī)上覆蓋一層IO設(shè)備管理軟件，實現(xiàn)了對計算機(jī)硬件操作的第一層次抽象；在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實現(xiàn)了對硬件資源操作

2、的第二層次抽象。OS通過在計算機(jī)硬件上安裝多層系統(tǒng)軟件，增強(qiáng)了系統(tǒng)功能，隱藏了對硬件操作的細(xì)節(jié)，由它們共同實現(xiàn)了對計算機(jī)資源的抽象。4試說明推動多道批處理系統(tǒng)形成和發(fā)展的主要動力是什么？答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術(shù)發(fā)展：(1)不斷提高計算機(jī)資源的利用率；(2)方便用戶；(3)器件的不斷更新?lián)Q代；(4)計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。5何謂脫機(jī)IO和聯(lián)機(jī)IO？答：脫機(jī)IO是指事先將裝有用戶程序和數(shù)據(jù)的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機(jī)或卡片

3、機(jī)，在外圍機(jī)的控制下，把紙帶或卡片上的數(shù)據(jù)或程序輸入到磁帶上。該方式下的輸入輸出由外圍機(jī)控制完成，是在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行的。而聯(lián)機(jī)IO方式是指程序和數(shù)據(jù)的輸入輸出都是在主機(jī)的直接控制下進(jìn)行的。7實現(xiàn)分時系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是什么？應(yīng)如何解決？答：關(guān)鍵問題是當(dāng)用戶在自己的終端上鍵入命令時，系統(tǒng)應(yīng)能及時接收并及時處理該命令，在用戶能接受的時延內(nèi)將結(jié)果返回給用戶。解決方法：針對及時接收問題，可以在系統(tǒng)中設(shè)置多路卡，使主機(jī)能同時接收用戶從各個終端上

4、輸入的數(shù)據(jù)；為每個終端配置緩沖區(qū)，暫存用戶鍵入的命令或數(shù)據(jù)。針對及時處理問題，應(yīng)使所有的用戶作業(yè)都直接進(jìn)入內(nèi)存，并且為每個作業(yè)分配一個時間片，允許作業(yè)只在自己的時間片內(nèi)運行，這樣在不長的時間內(nèi)，能使每個作業(yè)都運行一次。8為什么要引入實時OS？答：實時操作系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時響應(yīng)外部事件的請求，在規(guī)定的時間內(nèi)完成對該事件的處理，并控制所有實時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運行。引入實時OS是為了滿足應(yīng)用的需求，更好地滿足實時控制領(lǐng)域和實時信息處理領(lǐng)域的需要

5、。9什么是硬實時任務(wù)和軟實時任務(wù)？試舉例說明。答：硬實時任務(wù)是指系統(tǒng)必須滿足任務(wù)對截止時間的要求，否則可能出現(xiàn)難以預(yù)測的結(jié)果。舉例來說，運載火箭的控制等。軟實時任務(wù)是指它的截止時間并不嚴(yán)格，偶爾錯過了任務(wù)的截止時間，對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不大。舉例：網(wǎng)頁內(nèi)容的更新、火車售票系統(tǒng)。12試從交互性、及時性以及可靠性方面，將分時系統(tǒng)與實時系統(tǒng)進(jìn)行比較。答：(1)及時性：實時信息處理系統(tǒng)對實時性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人所能接受的等待時間來確定；

6、而實時控制系統(tǒng)的及時性，是以控制對象所要求的開始截止時間或完成截止時間來確定的，一般為秒級到毫秒級，甚至有的要低于100微妙。(2)交互性：實時信息處理系統(tǒng)具有交互性，但人與系統(tǒng)的交互僅限于訪問系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)和資源共享等服務(wù)。(3)可靠性：分時系統(tǒng)也要求系統(tǒng)可靠，但相比之下，實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)具有高度的可靠性。因為任何差錯都可能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是災(zāi)難性后果，所以在實時系統(tǒng)中，往

7、往都采取了多級容錯措施保障系統(tǒng)的安全性及數(shù)據(jù)的安全性。13OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。14處理機(jī)管理有哪些主要功能？它們的主要任務(wù)是什么？答：處理機(jī)管理的主要功能是：進(jìn)程管理、進(jìn)程同步、進(jìn)程通信和處理機(jī)調(diào)度；進(jìn)程管理：為作業(yè)創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷已結(jié)束進(jìn)程，控制進(jìn)程在運行過程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程同步：為多個進(jìn)程(含線程)的運行進(jìn)行協(xié)3進(jìn)程之間，形成了相互制約關(guān)系，從

8、而使得進(jìn)程在執(zhí)行期間出現(xiàn)間斷性。4程序并發(fā)執(zhí)行時為什么會失去封閉性和可再現(xiàn)性？答：程序并發(fā)執(zhí)行時，多個程序共享系統(tǒng)中的各種資源，因而這些資源的狀態(tài)由多個程序改變，致使程序運行失去了封閉性，也會導(dǎo)致其失去可再現(xiàn)性。5在操作系統(tǒng)中為什么要引入進(jìn)程概念？它會產(chǎn)生什么樣的影響答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進(jìn)程概念。影響:使程序的并發(fā)執(zhí)行得以實行。6試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨立性上比較進(jìn)

9、程和程序答：(1)動態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性，表現(xiàn)為由創(chuàng)建而產(chǎn)生，由調(diào)度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷而消亡。進(jìn)程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實體。(2)并發(fā)性是進(jìn)程的重要特征，同時也是OS的重要特征。引入進(jìn)程的目的正是為了使其程序能和其它進(jìn)程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。(3)獨立性是指進(jìn)程實體是一個能獨立運行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨立獲得資源和獨立調(diào)度的基本單位。對于未建立任何進(jìn)程的程序，不能

10、作為獨立單位參加運行。7試說明PCB的作用，為什么說PCB是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志？答：PCB是進(jìn)程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序，成為一個能獨立運行的基本單位，成為能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。OS是根據(jù)PCB對并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。8試說明進(jìn)程在三個基本狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的典型原因。答：(1)就緒狀態(tài)→執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程分配到CPU資源(2)執(zhí)行狀態(tài)→就緒狀態(tài)：時間片用完(

11、3)執(zhí)行狀態(tài)→阻塞狀態(tài)：IO請求(4)阻塞狀態(tài)→就緒狀態(tài)：IO完成.9為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質(zhì)？答：引入掛起狀態(tài)處于五種不同的需要:終端用戶需要，父進(jìn)程需要，操作系統(tǒng)需要，對換需要和負(fù)荷調(diào)節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進(jìn)程不能接收處理機(jī)調(diào)度。10在進(jìn)行進(jìn)程切換時，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有哪些？答：進(jìn)行進(jìn)程切換時，所要保存的處理機(jī)狀態(tài)信息有：(1)進(jìn)程當(dāng)前暫存信息(2)下一指令地址信息(3)進(jìn)程狀態(tài)信息(4)過程和系統(tǒng)調(diào)用參數(shù)及調(diào)

12、用地址信息。11試說明引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件。答：引起進(jìn)程創(chuàng)建的主要事件有：用戶登錄、作業(yè)調(diào)度、提供服務(wù)、應(yīng)用請求。12試說明引起進(jìn)程被撤銷的主要事件。答：引起進(jìn)程被撤銷的主要事件有：正常結(jié)束、異常結(jié)束(越界錯誤、保護(hù)錯、非法指令、特權(quán)指令錯、運行超時、等待超時、算術(shù)運算錯、IO故障)、外界干預(yù)(操作員或操作系統(tǒng)干預(yù)、父進(jìn)程請求、父進(jìn)程終止)。13在創(chuàng)建一個進(jìn)程時所要完成的主要工作是什么？答：(1)OS發(fā)現(xiàn)請求創(chuàng)建新進(jìn)程事件后，調(diào)用進(jìn)程

13、創(chuàng)建原語Creat()；(2)申請空白PCB；(3)為新進(jìn)程分配資源；(4)初始化進(jìn)程控制塊；(5)將新進(jìn)程插入就緒隊列.14在撤銷一個進(jìn)程時所要完成的主要工作是什么？答：(1)根據(jù)被終止進(jìn)程標(biāo)識符，從PCB集中檢索出進(jìn)程PCB，讀出該進(jìn)程狀態(tài)。(2)若被終止進(jìn)程處于執(zhí)行狀態(tài)，立即終止該進(jìn)程的執(zhí)行，置調(diào)度標(biāo)志真，指示該進(jìn)程被終止后重新調(diào)度。(3)若該進(jìn)程還有子進(jìn)程，應(yīng)將所有子孫進(jìn)程終止，以防它們成為不可控進(jìn)程。(4)將被終止進(jìn)程擁有的全