操作系統(tǒng)概念第七版習題答案中文版完整版

1、1.1在多道程序和分時環(huán)境中，多個用戶同時共享一個系統(tǒng)，這種情況導致多種安全問題。a.列出此類的問題b.在一個分時機器中，能否確保像在專用機器上一樣的安全度？并解釋之。Answer:a.竊取或者復制某用戶的程序或數(shù)據(jù)；沒有合理的預算來使用資源（CPU，內(nèi)存，磁盤空間，外圍設(shè)備）ｂ應(yīng)該不行，因為人類設(shè)計的任何保護機制都會不可避免的被另外的人所破譯，而且很自信的認為程序本身的實現(xiàn)是正確的是一件困難的事。1.2資源的利用問題在各種各樣的操作系

2、統(tǒng)中出現(xiàn)。試例舉在下列的環(huán)境中哪種資源必須被嚴格的管理。（ａ）大型電腦或迷你電腦系統(tǒng)（ｂ）與服務(wù)器相聯(lián)的工作站（ｃ）手持電腦Answer:（ａ）大型電腦或迷你電腦系統(tǒng)：內(nèi)存和CPU資源，外存，網(wǎng)絡(luò)帶寬（ｂ）與服務(wù)器相聯(lián)的工作站：內(nèi)存和CPU資源（ｃ）手持電腦：功率消耗，內(nèi)存資源1.3在什么情況下一個用戶使用一個分時系統(tǒng)比使用一臺個人計算機或單用戶工作站更好？Answer:當另外使用分時系統(tǒng)的用戶較少時，任務(wù)十分巨大，硬件速度很快，分時系

3、統(tǒng)有意義。充分利用該系統(tǒng)可以對用戶的問題產(chǎn)生影響。比起個人電腦，問題可以被更快的解決。還有一種可能發(fā)生的情況是在同一時間有許多另外的用戶在同一時間使用資源。當作業(yè)足夠小，且能在個人計算機上合理的運行時，以及當個人計算機的性能能夠充分的運行程序來達到用戶的滿意時，個人計算機是最好的，。1.4在下面舉出的三個功能中，哪個功能在下列兩種環(huán)境下，(a)手持裝置(b)實時系統(tǒng)需要操作系統(tǒng)的支持？(a)批處理程序(b)虛擬存儲器(c)分時Answe

4、r:對于實時系統(tǒng)來說，操作系統(tǒng)需要以一種公平的方式支持虛擬存儲器和分時系統(tǒng)。對于手持系統(tǒng)，操作系統(tǒng)需要提供虛擬存儲器，但是不需要提供分時系統(tǒng)。批處理程序在兩種環(huán)境中都是非必需的。1.5描述對稱多處理（ＳＭＰ）和非對稱多處理之間的區(qū)別。多處理系統(tǒng)的三個優(yōu)點和一個缺點？Answer:ＳＭＰ意味著所以處理器都對等，而且IO可以在任何處理器上運行。非對稱多處理有一個主處理器控制系統(tǒng)，與剩下的處理器是隨從關(guān)系。主處理器為從處理器安排工作，而且IO

5、也只在主處理器上運行。多處理器系統(tǒng)能比單處理器系統(tǒng)節(jié)省資金，這是因為他們能共享外設(shè)，大容量存儲和電源供給。它們可以更快速的運行程序和增加可靠性。多處理器系統(tǒng)能比單處理器系統(tǒng)在軟、硬件上也更復雜（增加計算量、規(guī)模經(jīng)濟、增加可靠性）1.6集群系統(tǒng)與多道程序系統(tǒng)的區(qū)別是什么？兩臺機器屬于一個集群來協(xié)作提供一個高可靠性的服務(wù)器的要求是什么？Answer:集群系統(tǒng)是由多個計算機耦合成單一系統(tǒng)并分布于整個集群來完成計算任務(wù)。另一方面，多道程序系統(tǒng)可

6、以被看做是一個有多個CPU組成的單一的物理實體。集群系統(tǒng)的耦合度比多道程序系統(tǒng)的要低。集群系統(tǒng)通過消息進行通信，而多道程序系統(tǒng)是通過共享的存儲空間。為了兩臺處理器提供較高的可靠性服務(wù)，兩臺機器上的狀態(tài)必須被復制，并且要持續(xù)的更新。當一臺處理器出現(xiàn)故障時，另一臺處理器能夠接管故障處理的功能。此操作時，就中斷CPU來說明操作已經(jīng)完成。設(shè)備和CPU都可以被內(nèi)存同時訪問。內(nèi)存控制器對這兩個實體以公平的方式給內(nèi)存總線提供存取。CPU可能不能同時以

7、很快的速度配給給內(nèi)存操作，因為它必須去競爭設(shè)備而使得自己存取到內(nèi)存總線中去。1.12一些計算機系統(tǒng)沒有在硬件中提供個人模式（privilegedmode）。對于這種計算機系統(tǒng)來說，可能構(gòu)成安全的操作系統(tǒng)嗎？對可能和不可能兩種情況分別給出理由。Answer:一種類型處理器的操作系統(tǒng)需要在任何時候都被控制（或監(jiān)測模式）。有兩種方法可以完成這個操作：a.所有用戶程序的軟件翻譯（像一些BASIC，Java，LISPsystems）。在軟件中，軟

8、件解釋程序能夠提供硬件所不能提供的。b.要求所有程序都用高級語言編寫，以便于所以目標代碼都被編譯出來。編譯器將會產(chǎn)生硬件忽略的防護性檢查（inline或功能調(diào)用）。1.13給出緩存（caches）十分有用的兩個理由。他們解決了什么問題？他們引起了什么問題？如果緩存可以被做成裝備想要緩存的容量（例如，緩存像磁盤那么大），為什么不把它做的那么大，其限制的原因是什么Answer:當兩個或者更多的部件需要交換數(shù)據(jù)，以及組成部件以不同的速度完成轉(zhuǎn)

9、換時，緩存是十分有用的。緩存通過在個組成部件之間提供一個中間速度的緩沖區(qū)來解決轉(zhuǎn)換問題。如果速度較快的設(shè)備在緩存中發(fā)現(xiàn)它所要的數(shù)據(jù)，它就不需要再等待速度較慢的設(shè)備了。緩存中的數(shù)據(jù)必須與組成部件中的要一致。如果一個組成部件中的數(shù)據(jù)值改變了，緩存中的這個數(shù)據(jù)也必須更新。在多進程系統(tǒng)中，當有不止一個進程可能進入同一個數(shù)據(jù)時，這就成了一個顯著的問題。一個組成部件將會被一個同等大小的組成部件所消除，但是只有當(a)緩存和組成部件有相同狀態(tài)存儲能力

10、（也就是，當斷電的時候，組成部件還能保存它的數(shù)據(jù)，緩存也一樣能保存它的數(shù)據(jù)），(b)緩存是可以負擔的起的，因為速度更快的存儲器意味著更高的價格。1.14試舉例說明在下列的進程環(huán)境中，快速緩沖貯存區(qū)的數(shù)據(jù)保持連貫性的問題是怎樣表明的？(a)單道程序系統(tǒng)（Singleprocesssystems）(b)多道程序系統(tǒng)（Mulitiprocesssystems）(c)分布式系統(tǒng)（Distributesystems）Answer:在單道程序系統(tǒng)（

11、Singleprocesssystems）中，當一個進程發(fā)布更新給快速緩沖貯存區(qū)的數(shù)據(jù)時，內(nèi)存需要被更新。這些更新一種快速的或緩慢的方式執(zhí)行。在多道程序系統(tǒng)（Mulitiprocesssystems）中，不同的進程或許在它的本地存儲上存儲相同的內(nèi)存位置。當更新發(fā)生時，其它存儲的位置需要使其無效或更新。在分布式系統(tǒng)（Distributesystems）中，快速存儲區(qū)數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)不是問題，然而，當客戶機存儲文件數(shù)據(jù)時，協(xié)調(diào)問題就會被提及。1.