《計算機操作系統(tǒng)教程》第三版答案作者左萬歷+周長林

1、第一章第一章操作系統(tǒng)概述課后習題操作系統(tǒng)概述課后習題1.1.硬件將處理機劃分為兩種狀態(tài)，即管態(tài)和目態(tài)，這樣做給操作系統(tǒng)設計帶來什么好處硬件將處理機劃分為兩種狀態(tài)，即管態(tài)和目態(tài)，這樣做給操作系統(tǒng)設計帶來什么好處答：便于設計安全可靠的操作系統(tǒng)。管態(tài)和目態(tài)是計算機硬件為保護操作系統(tǒng)免受用戶程序的答：便于設計安全可靠的操作系統(tǒng)。管態(tài)和目態(tài)是計算機硬件為保護操作系統(tǒng)免受用戶程序的干擾和破壞而引入的兩種狀態(tài)。通常操作系統(tǒng)在管態(tài)下運行，可以執(zhí)行所有機

2、器指令；而用戶干擾和破壞而引入的兩種狀態(tài)。通常操作系統(tǒng)在管態(tài)下運行，可以執(zhí)行所有機器指令；而用戶程序在目態(tài)下運行，只能執(zhí)行非特權指令。如果用戶程序企圖在目態(tài)下執(zhí)行特權指令，將會引程序在目態(tài)下運行，只能執(zhí)行非特權指令。如果用戶程序企圖在目態(tài)下執(zhí)行特權指令，將會引起保護性中斷，由操作系統(tǒng)終止該程序的執(zhí)行，從而保護了操作系統(tǒng)。起保護性中斷，由操作系統(tǒng)終止該程序的執(zhí)行，從而保護了操作系統(tǒng)。2.2.何為特權指令何為特權指令舉例說明之。如果允明之。

3、如果允許用戶執(zhí)戶執(zhí)行特行特權指令，會指令，會帶來什么后果？來什么后果？答：只能在答：只能在管態(tài)下才能執(zhí)行的指令稱為特權指令。如開關中斷、置程序狀態(tài)寄存器等。如果允許用戶執(zhí)行管態(tài)下才能執(zhí)行的指令稱為特權指令。如開關中斷、置程序狀態(tài)寄存器等。如果允許用戶執(zhí)行特權指令，它將不僅影響當前運行的程序，而且還有可能影響操作系統(tǒng)的正常運行，甚至整個特權指令，它將不僅影響當前運行的程序，而且還有可能影響操作系統(tǒng)的正常運行，甚至整個系統(tǒng)。系統(tǒng)。3.3.中

4、斷向量在機器中的存儲位置是由硬件確定的，還是由軟件確定的中斷向量在機器中的存儲位置是由硬件確定的，還是由軟件確定的答：中斷向量在機器答：中斷向量在機器中的位置是由硬件確定的。例如，在中的位置是由硬件確定的。例如，在INTELINTEL80x8680x86CPUCPU中，內存空中，內存空間0x00000——0x003ff為中斷向量空斷向量空間。4.4.中斷向量的內容是由操作系統(tǒng)程序確定的還是由用戶程序確定的？中斷向量的內容是由操作系統(tǒng)程序

5、確定的還是由用戶程序確定的？答：中斷向量的內容是答：中斷向量的內容是由操作系統(tǒng)程序確定的。向量的內容包括中斷處理程序的入口地址和程序狀態(tài)字（中斷處理程由操作系統(tǒng)程序確定的。向量的內容包括中斷處理程序的入口地址和程序狀態(tài)字（中斷處理程序運行環(huán)境）序運行環(huán)境），中斷處理程序是由操作系統(tǒng)裝入內存的，操作系統(tǒng)將根據裝入的實際地址和該，中斷處理程序是由操作系統(tǒng)裝入內存的，操作系統(tǒng)將根據裝入的實際地址和該中斷處理程序的運行環(huán)境來填寫中斷向量。中斷處

6、理程序的運行環(huán)境來填寫中斷向量。5.5.中斷向量內的處理機狀態(tài)位應當標明是管態(tài)還是目態(tài)中斷向量內的處理機狀態(tài)位應當標明是管態(tài)還是目態(tài)為什么什么答：應當標明是管態(tài)。答：應當標明是管態(tài)。該狀態(tài)由系統(tǒng)初試化程序設置，這樣才能保證中斷發(fā)生后進入操作系統(tǒng)規(guī)定的中斷處理程序。狀態(tài)由系統(tǒng)初試化程序設置，這樣才能保證中斷發(fā)生后進入操作系統(tǒng)規(guī)定的中斷處理程序。6.6.中斷和程序并發(fā)之間的關系是什么？中斷和程序并發(fā)之間的關系是什么？答：中斷是程序并發(fā)的必要

7、條件。如果沒有中答：中斷是程序并發(fā)的必要條件。如果沒有中斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權，無法按調度算法對處機進行重新分配，一個程斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權，無法按調度算法對處機進行重新分配，一個程序將一直運行到結束而不會被打斷。序將一直運行到結束而不會被打斷。7.7.說明“說明“?！焙汀岸选钡牟畹牟顒e答：棧是一塊按后進先出（答：棧是一塊按后進先出（FIFOFIFO）規(guī)則訪問規(guī)則訪問的存的存儲區(qū)域，用來區(qū)域，用來實現(xiàn)實現(xiàn)中斷嵌套和子程

8、序中斷嵌套和子程序調用的參數和返回斷點。而堆用的參數和返回斷點。而堆雖然是一然是一塊存儲區(qū)域，但是區(qū)域，但是對堆的堆的訪問訪問是任意的，沒有后任意的，沒有后進先出的要求，堆主要用來先出的要求，堆主要用來為動態(tài)變?yōu)閯討B(tài)變量分配存量分配存儲空間。8.8.何為系統(tǒng)棧？何為用戶棧？系統(tǒng)棧有何用途？用戶棧有何用途何為系統(tǒng)棧？何為用戶棧？系統(tǒng)棧有何用途？用戶棧有何用途答：答：系統(tǒng)棧系統(tǒng)棧是內存中操作是內存中操作系統(tǒng)空間的一個固定區(qū)域；系統(tǒng)空間的一個

9、固定區(qū)域；用戶棧用戶棧是內存中用戶空間的一個區(qū)域。是內存中用戶空間的一個區(qū)域。系統(tǒng)棧的作用系統(tǒng)棧的作用：(1)(1)保存中保存中斷現(xiàn)場現(xiàn)場，對于嵌套中斷，被中斷程序的于嵌套中斷，被中斷程序的現(xiàn)場現(xiàn)場信息依次信息依次壓入系入系統(tǒng)棧統(tǒng)棧，中斷返回，中斷返回時逆序逆序彈出；出；(2)保存操作系保存操作系統(tǒng)子程序子程序間相互相互調用的參數、返回用的參數、返回值、返回點、以及子程序的局部、返回點、以及子程序的局部變量。量。用戶棧的用戶棧的作用作用

10、：用于保存用戶進程的子程序間相互調用的參數、返回值、返回點、以及子程序的局部變：用于保存用戶進程的子程序間相互調用的參數、返回值、返回點、以及子程序的局部變量。量。9.9.用戶堆棧段的長度為何無法確定用戶堆棧段的長度為何無法確定答：用戶堆棧段的長度主要取決于兩個因素：（答：用戶堆棧段的長度主要取決于兩個因素：（1）用）用戶第二章第二章進程、線程與作業(yè)課后習題進程、線程與作業(yè)課后習題1.1.為何引入多道程序設計為何引入多道程序設計在多道程

11、序系統(tǒng)中，內存中作業(yè)的道數是否越多越好在多道程序系統(tǒng)中，內存中作業(yè)的道數是否越多越好請說明原請說明原因。因。答：引入多道程序設計技術是為了提高計算機系統(tǒng)資源的利用率。在多道程序系統(tǒng)中，答：引入多道程序設計技術是為了提高計算機系統(tǒng)資源的利用率。在多道程序系統(tǒng)中，內存中作業(yè)的道數并非越多越好。一個計算機系統(tǒng)中的內存、外設等資源是有限的，只能容納內存中作業(yè)的道數并非越多越好。一個計算機系統(tǒng)中的內存、外設等資源是有限的，只能容納適當數量的作業(yè)，

12、當作業(yè)道數增加時，將導致對資源的競爭激烈，系統(tǒng)開銷增大，從而導致作適當數量的作業(yè)，當作業(yè)道數增加時，將導致對資源的競爭激烈，系統(tǒng)開銷增大，從而導致作業(yè)的執(zhí)行緩慢，系統(tǒng)效率下降。業(yè)的執(zhí)行緩慢，系統(tǒng)效率下降。2.2.什么是進程什么是進程進程具有那些主要特性進程具有那些主要特性比較進程與程序之間相同點與不同點答：進程是比較進程與程序之間相同點與不同點答：進程是具有一定獨立功能的程序關于一個數據集合的一次執(zhí)行活動。特性：并發(fā)性、動態(tài)性、獨立具有

13、一定獨立功能的程序關于一個數據集合的一次執(zhí)行活動。特性：并發(fā)性、動態(tài)性、獨立性、交往性、異步性和結構性。聯(lián)系：程序是進程的組成部分，一個進程存在的目的就是執(zhí)行性、交往性、異步性和結構性。聯(lián)系：程序是進程的組成部分，一個進程存在的目的就是執(zhí)行其所對應的程序。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，而進程是動態(tài)的；進程是有生存期的，而程序沒有；其所對應的程序。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，而進程是動態(tài)的；進程是有生存期的，而程序沒有；一個程序可對應多個進程，而一個進程只

14、能對應一個程序。一個程序可對應多個進程，而一個進程只能對應一個程序。3.3.有人說，用戶進程所執(zhí)行的程序一定是用戶自己編寫的。有人說，用戶進程所執(zhí)行的程序一定是用戶自己編寫的。這種說法對嗎？如不對舉例說明這種說法對嗎？如不對舉例說明之。之。答：這種說法不對。例如，答：這種說法不對。例如，C編譯程序以用戶進程身份運行，但編譯程序以用戶進程身份運行，但C編譯程序并不是用戶自編譯程序并不是用戶自己編寫的。此外還有字處理程序等工具軟件。己編寫的

15、。此外還有字處理程序等工具軟件。4.4.什么是進程上下文？進程上下文包括那些成分？那些成分對目態(tài)程序是可見的？什么是進程上下文？進程上下文包括那些成分？那些成分對目態(tài)程序是可見的？答：答：在UNIXUNIXSystemSystemV中，將進程的物理實體與支持進程運行的物理環(huán)境合稱為進程上下文中，將進程的物理實體與支持進程運行的物理環(huán)境合稱為進程上下文(process(processcontext)context)，進程上下文包括三個組成

16、部分：用戶級上下文。是由用戶進程的程序塊、用戶數，進程上下文包括三個組成部分：用戶級上下文。是由用戶進程的程序塊、用戶數據塊（含共享數據塊）和用戶堆棧組成的進程地址空間。據塊（含共享數據塊）和用戶堆棧組成的進程地址空間。系統(tǒng)級上下文。包括進程控制系統(tǒng)級上下文。包括進程控制塊、內存管理信息、進程環(huán)境塊，以及系統(tǒng)堆棧等組成的進程地址空間塊、內存管理信息、進程環(huán)境塊，以及系統(tǒng)堆棧等組成的進程地址空間寄存器上寄存器上下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各

17、類控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用戶堆下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各類控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用戶堆棧指針等組成。其中用戶級上下文及部分寄存器上下文對目態(tài)程序是可見得。棧指針等組成。其中用戶級上下文及部分寄存器上下文對目態(tài)程序是可見得。5.5.進程一般具有哪三個主要狀態(tài)？舉例說明狀態(tài)轉換的原因。進程一般具有哪三個主要狀態(tài)？舉例說明狀態(tài)轉換的原因。答：進程在其生存期內可能處答：進程在其生存期內可能處于如下三種基本狀態(tài)之一于

18、如下三種基本狀態(tài)之一:(1)(1)運行態(tài)運行態(tài)(RunRun):):進程占有處理機資源，正在運行。進程占有處理機資源，正在運行。顯然，在單顯然，在單處理機系統(tǒng)中任一時刻只能有一個進程處于此種狀態(tài)處理機系統(tǒng)中任一時刻只能有一個進程處于此種狀態(tài)(2)(2)就緒態(tài)就緒態(tài)(ReadyReady):):進程本身具備運進程本身具備運行條件，但由于處理機的個數少于可運行進程的個數，暫未投入運行。即相當于等待處理機資行條件，但由于處理機的個數少于可運行

19、進程的個數，暫未投入運行。即相當于等待處理機資源(3)(3)等待態(tài)等待態(tài)(WaitWait):):也稱掛起態(tài)也稱掛起態(tài)(SuspendedSuspended)、封鎖態(tài)、封鎖態(tài)(BlockedBlocked)、睡眠態(tài)、睡眠態(tài)(SleepSleep)。進程本身不具備運行條件，即使分給它處理機也不能運行。進程本身不具備運行條件，即使分給它處理機也不能運行。進程正等待某一個事件的發(fā)生，進程正等待某一個事件的發(fā)生，如等待某一資源被釋放，等待與該進

20、程相關的如等待某一資源被釋放，等待與該進程相關的IOIO傳輸的完成信號等。傳輸的完成信號等。進程的三個基本狀態(tài)進程的三個基本狀態(tài)之間是可以相互轉換的。具體地說，當一個就緒進程獲得處理機時，其狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\行之間是可以相互轉換的。具體地說，當一個就緒進程獲得處理機時，其狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\行當一個運行進程被剝奪處理機時，如用完系統(tǒng)分給它的時間片，或出現(xiàn)高優(yōu)先級別的其它進當一個運行進程被剝奪處理機時，如用完系統(tǒng)分給它的時間片，或出現(xiàn)高優(yōu)先級別

21、的其它進程，其狀態(tài)由運行變?yōu)榫途w程，其狀態(tài)由運行變?yōu)榫途w當一個運行進程因某事件受阻時，如所申請資源被占用，啟動當一個運行進程因某事件受阻時，如所申請資源被占用，啟動IOIO傳輸未完成，其狀態(tài)由運行變?yōu)榈却齻鬏斘赐瓿?，其狀態(tài)由運行變?yōu)榈却斔却录l(fā)生時，如得到申請資源，當所等待事件發(fā)生時，如得到申請資源，IOIO傳輸傳輸完成，其狀態(tài)由等待變?yōu)榫途w。完成，其狀態(tài)由等待變?yōu)榫途w。6.6.有幾種類型進程隊列？每類各應設置幾個隊列？有幾種類型