操作系统Operating System第1~3章 习题讲解 2010 年春

Chap1 操作系统引论1. OS的主要目标是什么？ (P33) 解答：1)方便性：方便用户、程序员； 2)有效性：提高软硬件资源利用率； 3)可扩充性：便于扩充功能和性能； 4)开放性：增加系统兼容性和互操作 性。

Chap1 操作系统引论2. OS的作用可表现在哪几个方面？ (P33) 解答：1)从一般用户的观点，可把OS看作 是用户与计算机硬件系统之间的接口； 2)从资源管理角度看，可把OS视为 计算机系统资源的管理者； 3)OS作为系统软件覆盖在裸机之上 后，便可获得一台功能显著增强的虚拟机 器，因此，OS还有扩充机器的作用。

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13. OS有那几大特征？最基本的特征是什 么？(P33) 解答：基本特征是：并发、共享、虚拟、 异步。最基本的特征是:并发性和共享性

Chap1 操作系统引论18. 什么原因使OS具有异步性？ (P33) 解答：1)程序执行结果是不确定的，即程序 运行结果是不可再现的。 2)每个程序在何时执行，多个程序 间的执行次序以及完成每个程序的时间都 是不确定的，即不可预知性。

Chap1 操作系统引论22. 基于微内核的OS中，应用了哪些新技 术？ (P33) 解答：客户/服务器技术、面向对象技术。

Chap1 操作系统引论补充1:什么是多道程序设计? 实现多道 程序设计的计算机需要那些必不可少的硬 件支持? 采用多道程序设计会带来什么好 处? 解答：在计算机内存中同时存放几道相互独 立的程序，它们在管理程序的控制下相互 穿插地运行，共享CPU和外设等资源。 硬件支持：中断技术 优点：资源的利用率、系统吞吐量大。

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补充2:操作系统是如何从单道批处理， 发展到多道批处理，再到分时系统的，随 之出现了哪些技术。 解答：1)单道 多道批处理：提高资源利 用里，产生了多道程序设计技术、通道、 中断、作业管理、处理机管理、存储管理、 文件系统。 2)批处理 分时系统：提高系统的交 互能力，产生了时钟技术。

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补充3:分时系统的出现让用户感受到了 什么好处？典型的分时系统是什么？

解答：1)同时性或多路性：多用户同时操作、使 用计算机 2)独占性：各终端用户感觉到自己独占了 计算机； 3)及时性：用户请求在较短时间内相应； 4)交互性：用户能计算机进行人机对话。 典型的分时系统：UNIX

Chap2 进程管理6:从动态性、并发性和独立性上比较进程和 程序.(P81)答案见P37-38 7:说明PCB作用，为什么PCB是进程存在唯一 标志.(P81) 解答：1)PCB 是进程实体的一部分，是操作系统 中最

重要的记录型数据结构。PCB 中记录了操 作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运 行所需的全部信息。 2)在进程的整个生命周期中，系统总是 通过其PCB 对进程进行控制，系统是根据进程 的PCB 而不是任何别的什么而感知到该进程的 存在的。

Chap2 进程管理10:进程切换时保存CPU状态信息包含哪 些？(P81) 解答：1)通用寄存器 2)指令计数器 3)程序状态字 4)用户栈指针 注意：处理机状态是PCB的一部分，它描 述了进程在处理机上执行时的各种信息； 当进行进程切换时，处理机中的这些信息 统统要被其它进程覆盖，所以必须保存。

Chap2 进程管理

18:同步应该遵循的基本原则？(P82) 答案见P50 19:记录型信号量的wait和signal 的物 理含义(P82) 1) 只答出wait、signal操作的原子性。 2)只答出wait表示申请一个资源， signal表示释放一个资源。

作业问题：

Chap2 进程管理Cont.解答： 1)wait操作意味着请求一个单位的资源； 若减1后S.value<0时，表示资源已分配完 毕，故进程调用block原语进行自我阻塞， 并被插入到等待队列中。 2)signal操作意味着释放一个单位的资源； 若加1后S.value<=0,表示等待队列中仍有 进程等待该资源，故进程调用wakeup原 语唤醒一个等待进程。

Chap2 进程管理21:如何使用信号量机制实现多个进程 对临界资源的互斥访问？(P82) 解答： 1)设臵记录型信号量mutex,初值为1。 2)将访问临界资源的代码放臵于 wait(mutex); 和 signal(mutex)之间。

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23:在生产者—消费者问题中，如果缺 少了signal(full)和signal(empty),对执行 结果有何影响？ (P82)

作业问题： 1)认为缓冲区满后会溢出(或缓冲区中原有 数据被覆盖)。 2)认为消费者(或生产者)阻塞就是死锁。 3)只下结论，缺少分析过程。

Chap2 进程管理Producer: (2)Wait(empty) 成功，继续 repeat (当缓冲区放 wait(empty) 满后，生产者 进程也阻塞) wait(mutex) … signal(mutex) signal(mutex) until false Consumer: (1)Wait(full)不成 repeat 功，消费者进程 阻塞 wait(full) wait(mutex) … signal(mutex) signal(empty) until false