文档介绍：该【操作系统实用教程(第二版)-OS习题答案 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【20】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【操作系统实用教程(第二版)-OS习题答案 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fer(j);j:=(j+1)mod(n);V(mutexA);V(emptyA);ConsumegoodsandProducenextproductC;P(emptyC);P(mutexC);BufferC(a):=productC;a:=(a+1)mod(m);V(mutexC);V(fullC)endend;,供参考!:..consumerC;消费者C进程beginwhileturedobeginP(fullC);P(mutexC);Goods:=bufferC(b);b:=(b+1)mod(m);V(mutexC);V(emptyC);Consumeproduct;endend;beginSeminitsal(,1;,1;,n;,m;,0;,0);i:=0;j:=0;a:=0;b:=0;cobeginproduceAconsumer_procedurerB;,共有100个座位。读者进入时必须先在一张登记表上登记,该表为每一座位列一表目,包括座号和读者姓名。读者离开时要消掉登记内容。试用P、V操作描述读者进程的同步结构。答:varmutex:semaphere;信号量,用于互斥full:semaphere;信号量,用于同步table:array0..n-1ofitem;登记表procedurereader;读者进程beginP(full);P(mutex);Register_name(table);V(mutex);Reading;P(mutex);Delet_name(table);V(mutex);V(full),供参考!:..;beginseminitsal(,1;,100);初始化cobeginreader;reader;...?答:引入线程的目的是提高程序执行的并行度。9引入管程的目的是什么?答:引入管程的目的把分散的临界区集中起来管理,为每个可共享的资源设立一个专门的机构来统一管理各进程对该共享资源的访问。这样使互斥操作更安全,既便于系统管理共享资源,又能保证互斥访问。10用管程实现读者与写者关系。管程部分描述如下:monitorrw;conditionwrt;varreadcount:integer;procedureentryread_start();beginreadcount:=readcount+1;end;procedureentryread_finish();beginreadcount:=readcount-1;ifreadcount=0thensingal(wrt)end;procedureentrywrite();beginifreadcount>0thenwait(wrt);performwriting;endbeginreadcount:=0endend;主程序部分:,供参考!:..();untilfalse;endprocedurereader:();performreading;();untilfalse;endcobeginreader;writter;?答:进程通信是指进程之间的信息交换。12消息通信机制中应设置哪些基本通信原语?答:应设置send(A)(发送消息)原语,A是原语的参数,表示发送区的起始地址。receive(B)(接受消息)原语,B是接受进程提供的接收区起始地址。13何谓死锁?举例说明之。答:两个以上的进程相互等待一个永远不可能发生的条件而无法向前推进,这种僵局称为死锁。例如:如图所示的单行道上的交通阻塞。,供参考!:..?何谓地址空间?何谓存储空间?答:名字空间:程序中符号名的集合。地址空间:在目标模块中的地址的集合。存储空间:实际内存地址的集合。?答:不能,因为虚拟存储最重要的特点就是离散性,而分区分配方案只适用于连续分配方式,即全部程序都放在内存,而不允许程序运行时一部分在内存、一部分在外存。所以,无法提供内存的逻辑扩充功能。?如何实现?答:动态重定位便于程序浮动。由于在目标模块装入内存时无需对其进行任何修改,因而装入之后再搬迁也不会影响其正确执行。实现时,需要采用动态重定位硬件机构:重定位寄存器和加法器。如图所示。?1001LOAD000LOAD0111,3001,300001005678567831??,引入分页存储管理是为了满足用户哪几方面的需求?答:1、为了充分利用空闲的存储空间,采取内存的不连续分配;2、为了消除外零头,采用等分内存;3、为了程序的浮动方便,采用动态地址重定位;4、为了从逻辑上扩充内存,按照逻辑地址空间来访问程序,采用了虚拟存储管理。?答:因为分段是按照逻辑功能分段,这样在地址变换时,针对的是一个完整的逻辑功能段,所以可以在实际需要时进行动态连接。而分页则是按照物理页的大小划分所以一定要事先将,供参考!:..所有的页面联接成一个整体后才能实现地址变换。?试比较它们的优缺点。答:(1)先进先出(FIFO)(2)最近最少使用的淘汰算法(LRU)(3)最近不经常使用的淘汰算法(LFU)(4)最优算法(OPT)FIFO算法最简单,但效率不高。LRU的近似算法和LFU是较为实用的算法,效果较好,实现也不难。OPT算法是最佳算法,但并不实用,因为要跟踪各页面方可预测未来,而这种预测往往是困难的。?答:设备管理的主要目标是:1)选择和分配输入/输出设备以便进行数据传输操作;2)控制输入/输出设备和CPU(或内存)之间交换数据;3)为用户提供一个友好的透明接口,把用户和设备的硬件特性分开,使得用户在编制应用程序时不必涉及具体设备,系统按用户要求控制设备工作;4)提高设备和设备之间、CPU和设备之间以及进程和进程之间的并行操作度,以使操作系统获得最佳效率。设备管理程序的主要功能是:1)提供和进程管理系统的接口。当进程申请设备资源时,该接口将进程的请求转送给设备管理程序;2)进行设备分配;3)实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作;4)进行缓冲区管理。?试比较它们各自的优缺点。答:外部设备和内存之间的常用数据传送控制方式有四种。它们是:1)程序直接控制方式;其优点是控制简单,所需硬件支持少。其缺点是CPU和外部设备只能串行工作,CPU的利用率低;不能实现设备之间的并行工作;只适用于那些CPU执行速度较慢,而且外部设备较少的系统。2)中断控制方式;其优点是所需硬件支持较少,与程序直接控制方式相比,使CPU的利用率大大提高且能支持多道程序和设备的并行操作。其缺点是消耗的CPU处理时间较多;随着外部I/O设备的增多和速度的提高,可能会造成CPU无法响应中断和出现数据丢失现象。3)DMA方式;其优点是I/O速度较快,大大减少了CPU进行中断处理的次数;排除了因并行操作设备过多时CPU来不及处理或因速度不匹配而造成数据丢失等现象。其缺点是所需硬件较多;多个DMA控制器的同时使用会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步,供参考!:..复杂化。4)通道方式;其优点是I/O速度快,进一步减轻了CPU的工作负担和增加了计算机系统的并行工作能力。其缺点是控制较复杂,所需的硬件最复杂。?试画出通道控制方式时的CPU、通道和设备的工作流程图。答:通道是一个独立于CPU的专管输入/输出控制的处理机,它控制设备与内存直接进行数据交换。它有自己的通道指令,可由CPU执行相应指令来启动通道,并在操作结束时向CPU发中断信号。在运行的时候,通道有自己的总线控制部分,可以进行总线操作。在有了通道之后,CPU仅需发出一条I/O指令给通道,说明要执行的I/O操作和要访问的I/O设备。通道接到指令后,就启动相应的通道程序来完成I/O操作。如下图:设C指定通道接收发start指令,指到start指令明I/O操作、设备号和对应通道,允许中通道设置设备断位与启动位置1的控制寄存器当前进程等待,调数据入数据缓度程序调度其它进程冲寄存器被调度进程缓冲寄存器的内容入内存否接收改变设备控制到中断信号吗?寄存器的内容是否传送转中断处理完毕?是发中断信号,停止I/?何谓中断处理?何谓中断响应?答:中断是指计算机在执行期间,系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件,使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序,待处理完毕后,又返回原来被中断处继续执行的过程。CPU转去执行相应的事件处理程序的过程称为中断处理。CPU收到中断请求后转到相应的事件处理程序称为中断响应。,供参考!:..?何谓关中断?何谓中断屏蔽?答:尽管产生了中断源和发出了中断请求,但CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位已被清除,从而不允许CPU响应中断。这种情况称为禁止中断,也称为关中断。CPU禁止中断后只有等到PSW的中断允许位被重新设置后才能接收中断,PSW的中断允许位的设置被称为开中断。中断屏蔽是指在中断请求产生之后,系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分的中断仍能得到响应。?何谓软中断?试述中断、陷入和软中断之间异同。答:陷入是指中断指令造成中断;而由程序运算引起的各种错误,如地址非法等称为异常。软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式,它的处理过程类似于中断过程,但不需要通过硬件来产生中断请求。中断则是指外部设备发出的中断;中断与陷入除在优先级设置方面有区别之外,还有如下区别:(1)陷入通常由处理机正在执行的现行指令引起,而中断则是由与现行指令无关的中断源引起的。也即:对处理机来说,陷入是主动的,而中断是被动的。(2)陷入处理程序提供的服务为当前进程所用,而中断处理程序提供的服务则不是为了当前进程的。(3)CPU在执行完一条指令之后,下一条指令开始之前响应中断,而在一条指令执行中响应陷入。中断与陷入都可以看作是硬中断,而软中断则不然,它是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式。软中断和硬中断相同的地方是:其中断源发中断请求或软中断信号后,由接收进程在适当的时机自动进行中断处理或完成软中断信号所对应的功能。。答:CPU向设备发start命令将中断允许位置调度程序调度其他进程执行受到中断否信号了是中断处被中断程序继续执行,供参考!:..?为什么要引入缓冲?答:,减少中断次数和CPU的中断处理时间。(空缓冲区),in(输入缓冲区)和out(输出缓冲区)进行管理时,采用最近最少使用算法存取缓冲区,即在把一个缓冲区分配给进程之后,只要不是所有其它的缓冲区都在更近的时间内被使用过了,则该缓冲区不再被分配出去。试描述过程take_buf(type,number)和add_buf(type,number)。structbuffer{inttype;ess_time;type*next_element;}em,in,out;take_buf(type,number);{buffer*p,number;p=get_the_head_of_thequeue(type);while(p<>null){if(>)return*p;elsep=;}returnnumber;}add_buf(type,number);{buffer*p,number;p=get_the_head_of_thequeue(type);while(p<>null)p=;=number;}?它们之间的关系是什么?答:用于设备分配的数据结构有:设备控制表DCT、系统设备表SDT、控制器表COCT和通道控制表CHCT。,供参考!:..整个系统一张,每个设备有一张DCT,每个控制器有一张COCT,每个通道有一张CHCT。SDT中有一个DCT指针,DCT中有一个COCT指针,COCT中有一个CHCT指针。.设计一个设备分配的安全检查程序,以保证把某台设备分配给某进程是不会出现死锁。答:参见任爱华主编的“计算机操作系统”,。?它的主要任务是什么?答:I/O控制是指从用户进程提出输入/输出请求开始,到为用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作,并在I/O操作完成之后响应中断,直至善后处理为止的整个系统控制过程。主要任务就是完成进程提出的I/O请求,实现对外设的分配和控制。?各有什么优缺点?答:I/O控制过程在系统中可以按三种方式实现:1)作为请求I/O操作的进程的一部分实现。这种情况下,请求I/O进程应具有良好的实时性,且系统应能根据中断信号的内容准确地调度对应I/O请求的进程占据处理机,因为在大多数情况下,当一个进程发出I/O请求命令之后,都被阻塞睡眠。2)作为当前进程的一部分实现。作为当前进程的一部分实现时,不要求系统具有高的实时性。但由于当前进程与完成的I/O操作无关,所以当前进程不能接受I/O请求命令的处理,因此,如果让请求I/O操作的进程调用I/O操作控制部分(I/O请求处理、设备分配、缓冲区分配等),而让当前进程负责调用中断处理部分也是一种可行的I/O控制方案。3)I/O控制由专门的系统进程I/O进程完成。在用户进程发出I/O请求命令之后,系统调度I/O进程执行,控制I/O操作。同样,在外设发出中断请求之后,I/O进程也被调度执行以响应中断。I/O请求处理模块、设备分配模块以及缓冲区管理模块和中断原因分析、中断处理模块和设备驱动程序模块等都是I/O进程的一部分。?为什么要有设备驱动程序?用户进程怎样使用驱动程序?答:设备驱动程序是驱动物理设备直接进行I/O操作的控制程序。它负责设置与相应设备有关的寄存器的值,启动设备进行I/O操作,指定操作的类型和数据流向等。设备驱动程序作为输入/输出软件中的一个层次,用于把软件的设备操作指令转换为相应的设备控制的机械操作命令,以实现用户软件的设备无关性。当用户进程发出输入/输出请求时,系统把请求处理的权限放在文件系统,文件系统通过驱动程序提供的接口将任务下放到驱动程序,驱动程序对设备控制器进行操作,设备控制器再去控制设备本身。通过这种层层隔离的方式,用户不必了解设备的各种特性,使用户的操作简单易行。,供参考!:..文件系