【正文】 網(wǎng)絡中的共享資源（硬件與軟件）實施有效的管理，協(xié)調(diào)各用戶對共享資源的使用，保證數(shù)據(jù)的安全性和一致性。很可能是先進入主存的作業(yè)后完成，而后進入主存的作業(yè)先完成。在及時性方面，實時系統(tǒng)要求快速響應而及時性強，分時系統(tǒng)相比較及時性較差。13．文件管理的主要任務是什么？有哪些主要功能？文件管理的主要任務是對用戶文件和系統(tǒng)文件進行有效管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。對處理器的管理和調(diào)度可歸結(jié)為對進程和線程的管理和調(diào)度。盡管如此，但只要運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運行，都會獲得完全相同的結(jié)果，因此，異步運行方式是允許的。另一方面，若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效管理，則也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。（2）共享 所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供主存中多個并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用。實時系統(tǒng)是較少有人為干預的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，僅當計算機系統(tǒng)識別到了違反系統(tǒng)規(guī)定的限制或本身發(fā)生故障時，才需要人為干預。8．為什么要引入實時操作系統(tǒng)？60年代中期計算機進入第三代，計算機的性能和可靠性有了很大提高，造價亦大幅度下降，導致計算機越來越廣泛應用于工業(yè)過程控制、軍事實時控制、信息實時處理等領域，需要保證及時響應、快速處理、高可靠性和安全性，而不強求系統(tǒng)資源的利用率。其缺點是：CPU、主存和I/O設備資源利用率低；系統(tǒng)吞吐量低；多道程批處理系統(tǒng)的特征是：（1）多道：即計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序。磁帶上的各道作業(yè)是順序地進入主存，各道作業(yè)完成的順序與它們進入主存的順序之間，在正常情況下應當完全相同，亦即先調(diào)入主存的作業(yè)先完成。7．試比較單道與多道批處理系統(tǒng)的特點及優(yōu)缺點。因此同步與互斥機制成為系統(tǒng)設計中的重要問題。在單處理器系統(tǒng)中，多道程序運行的特征是：（1）多道：即計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序。5．何謂多道程序設計？敘述它的主要特征和優(yōu)點。用戶的請求能在很短時間內(nèi)獲得響應，此時間隔是以人們所能接受的等待時間來確定的，通常為23秒鐘。（2）獨立性。輸出帶輸出帶讀卡機穿卡機衛(wèi)星機輸入帶輸入帶主機4．分時系統(tǒng)的特征是什么？（1）同時性。衛(wèi)星機又稱外圍計算機，它不與主機直接連接，只與外部設備打交道。計算完成后輸出該作業(yè)的計算結(jié)果。3．試敘述脫機批處理和聯(lián)機批處理工作過程（1）聯(lián)機批處理工作過程 用戶上機前，需向機房的操作員提交程序、數(shù)據(jù)和一個作業(yè)說明書，后者提供了用戶標識、用戶想使用的編譯程序以及所需的系統(tǒng)資源等基本信息。(3) 管理系統(tǒng)資源：操作系統(tǒng)有效地管理系統(tǒng)中的所有硬件和軟件資源，使之得到充分利用。因此，操作系統(tǒng)是計算機資源的管理者。 （2）從用戶的觀點來看，設計操作系統(tǒng)是為了給用戶使用計算機提供一個良好的界面，以使用戶無需了解許多有關硬件和系統(tǒng)軟件的細節(jié)，就能方便靈活地使用計算機。(4) 提高系統(tǒng)效率：操作系統(tǒng)合理組織計算機的工作流程，以改進系統(tǒng)性能和提高系統(tǒng)效率。這些資料必須變成穿孔信息，（例如穿成卡片的形式），操作員把各用戶提交的一批作業(yè)裝到輸入設備上（若輸入設備是讀卡機，則該批作業(yè)是一疊卡片），然后由監(jiān)督程序控制送到磁帶上。一個作業(yè)處理完畢后，監(jiān)督程序又可以自動地調(diào)下一個作業(yè)處理。衛(wèi)星機負責把輸入機上的作業(yè)逐個轉(zhuǎn)輸?shù)捷斎氪艓希斨鳈C需要輸入作業(yè)時，就把輸入帶與主機連上。允許在一臺主機上同時聯(lián)接多臺聯(lián)機終端，系統(tǒng)按分時原則為每個用戶服務。每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作，互不干擾。（4）交互性。多道程序設計是一種軟件技術，該技術使同時進入計算機主存的幾個相互獨立的程序在管理程序控制之下相互交替地運行。（2）宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。（2）多道程序的增加，出現(xiàn)了主存不夠用的問題，提高主存的使用效率也成為關鍵。單道批處理系統(tǒng)的特征是：（1）自動性。 （3）單道性。（2）宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。一般操作系統(tǒng)不能達到這些要求。9．操作系統(tǒng)具有哪幾大特征？雖然不同的操作系統(tǒng)各有自己的特征，但它們也都具有以下四個基本特征：（1）并發(fā) 并發(fā)性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。由于資源的屬性不同，故多個進程對資源的共享方式也不同。（3）虛擬 操作系統(tǒng)中的所謂“虛擬”是指通過某種技術把一個物理實體變成若干個邏輯上的對應物。10．主存管理的主要任務是什么？有哪些主要功能？ 存儲管理的主要任務是為多道程序的運行提供良好的環(huán)境，方便用戶使用存儲器，提高存儲器的利用率，以及能從邏輯上來擴充主存。它包括以下幾方面功能：（1）進程控制和管理；（2）進程同步和互斥；（3）進程通信；（4）進程死鎖；（5）線程控制和管理；（6）處理器調(diào)度。為此，文件管理應具有以下主要功能：（1）提供文件的邏輯組織方法；（2）提供文件的物理組織方法；（3）提供文件的存取和使用方法；（4）提供文件的目錄管理；（5）實現(xiàn)文件的共享和保護；（6）實現(xiàn)文件的存儲空間管理。在可靠性方面，實時系統(tǒng)要求高可靠性而可靠性強，分時系統(tǒng)相比較可靠性較差。16．試說明網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的主要功能。 （3）網(wǎng)絡服務 這是在前兩個功能的基礎上，為了方便用戶而直接向用戶提供的多種有效服務。此外，還應能對網(wǎng)絡性能進行監(jiān)視，對使用情況進行統(tǒng)計，以便為提高網(wǎng)絡性能、進行網(wǎng)絡維護和記帳等提供必要的信息。計算機網(wǎng)絡是通過通信設施將物理上分散的、具有自治功能的多個計算機系統(tǒng)互連起來的，實現(xiàn)信息交換、資源共享、可互操作和協(xié)作處理的系統(tǒng)。為此，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)除了具備一般操作系統(tǒng)應具有的功能模塊之外，還要增加網(wǎng)絡功能模塊，主要應具有網(wǎng)絡通信、網(wǎng)絡資源管理、網(wǎng)絡服務、.網(wǎng)絡管理、互操作能力等。在這個系統(tǒng)中各計算機可以并行操作且有多個控制中心，即具有并行處理和分布控制的功能。習題二1． 解釋程序的順序執(zhí)行和并發(fā)執(zhí)行。只要給定相同的輸入條件，程序重復執(zhí)行一定會得到相同的結(jié)果。一旦使某程序暫停的因素消失，則程序便可恢復執(zhí)行。例如，當處理器資源被其它程序占有時，某程序必須等待。進程有就緒、執(zhí)行、等待三個基本狀態(tài)。正在執(zhí)行的進程，如因時間片用完而被暫停執(zhí)行，該進程便由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。進程具有以下五個基本特征： （1）動態(tài)性 進程既然是進程實體的執(zhí)行過程，因此，動態(tài)性是進程最基本的特性。 （2）并發(fā)性 并發(fā)性是指多個進程實體，同存于主存中，能在一段時間內(nèi)同時運行。凡未建立進程的程序，都不能作為一個獨立的單位參加運行。因此，在操作系統(tǒng)中必須采取某種措施來保證各程序之間能協(xié)調(diào)運行。在進程的整個生命周期中，系統(tǒng)總是通過其PCB對進程進行控制和管理的，亦即，系統(tǒng)是根據(jù)進程的PCB而不是任何別的什么而感知到該進程的存在的，所以說，PCB是進程存在的唯一標志。進程控制的基本功能之一是能創(chuàng)建各種新的進程，這些新進程是一個與現(xiàn)有進程不同的實體。一個進程可能因為它完成了所指派的工作而正常終止需撤銷，或由于一個錯誤而非正常終止需撤銷；一個進程也可能由于其祖先進程的要求被終止需撤銷。例如，由“執(zhí)行”轉(zhuǎn)換為“等待”，由“等待”轉(zhuǎn)換為“就緒”，需要通過使用“阻塞原語”和“喚醒原語”來實現(xiàn)。比如，某進程正在等待輸入輸出操作完成或等待別的進程發(fā)消息給它，只有當該進程所期待的事件出現(xiàn)時，才由“發(fā)現(xiàn)者”進程用喚醒原語叫醒它。對于較復雜的PCB結(jié)構，還需提供資源清單等。并且，根據(jù)各進程的狀態(tài)特征和資源需求等，進程管理模塊還將各進程的進程控制塊排成相應的隊列并進行動態(tài)隊列轉(zhuǎn)換。（3）把處理器分配給進程，即進行進程上下文切換把選中進程的進程控制塊內(nèi)有關現(xiàn)場的信息如程序狀態(tài)字、通用寄存器等內(nèi)容送入處理器相應的寄存器，從而讓它占用處理器運行。（4）收回處理器將處理器有關寄存器內(nèi)容送入該進程的進程控制塊內(nèi)的相應單元，從而使進程讓出處理器。（3）執(zhí)行中的進程調(diào)用了P原語操作，從而因資源不足而被阻塞；或調(diào)用了V原語操作激活了等待資源的進程隊列。（7）在可剝奪CPU執(zhí)行方式時，當就緒隊列中某進程的優(yōu)先級變得高于當前執(zhí)行進程的優(yōu)先級時，也將引發(fā)進程調(diào)度。解：（1）采用“先來先服務”調(diào)度算法時，其調(diào)度順序是P1,P2,P3,P4,P5。 進程P4的等待時間是13。 進程P1的等待時間是1。 平均等待時間為（0+1+11+13+18）/5=16．假定一個處理器正執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計算為主，另一道以輸入輸出為主，你將怎樣賦予它們占有處理器的優(yōu)先級？為什么？假定一個處理器正執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計算為主，另一道以輸入輸出為主，將賦予它們以輸入輸出為主的作業(yè)更高的優(yōu)先級。18．何謂線程？為什么要引入線程的的概念？線程（Thread）是進程中的一個實體，是可獨立參與調(diào)度的基本單位。當然，其間也會釋放已經(jīng)使用完畢的資源。為了保持系統(tǒng)的并發(fā)性，同時降低系統(tǒng)為此付出的額外開銷，現(xiàn)代操作系統(tǒng)將傳統(tǒng)意義的進程進行分離，即將資源申請與調(diào)度執(zhí)行分開，進程作為資源的申請與擁有單位，線程作為調(diào)度的基本單位。相應地，線程也同樣有就緒、等待和執(zhí)行三種基本狀態(tài)，有的系統(tǒng)中線程還有終止狀態(tài)等。一個進程可以有一個或多個線程，它們共享所屬進程所擁有的資源。當然，它可以訪問其所屬進程的資源（注意：資源仍然是分給進程的）。（3）并發(fā)性方面在引入線程的操作系統(tǒng)中，不僅不同進程的線程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在同一個進程的多個線程間亦可并發(fā)執(zhí)行，因而使系統(tǒng)具有更好的并發(fā)性。20．線程有哪些屬性？線程具有如下屬性：（1）多個線程可以并發(fā)執(zhí)行。（4）每個線程同樣有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構即線程控制塊（Thread Controlling Block, TCB）,其中記錄了該線程的標識符、線程執(zhí)行時的寄存器和棧等現(xiàn)場狀態(tài)信息。21．試說明線程的分類。 （2）用戶級線程用戶級線程是指線程的管理由應用程序完成，在用戶空間中實現(xiàn)，內(nèi)核無須感知線程的存在。線程的實現(xiàn)分為兩個層次：用戶層和內(nèi)核層。進程按異步方式執(zhí)行，對于有交往的并發(fā)進程來說，可能有若干并發(fā)進程同時使用共享資源，即一個進程一次使用未結(jié)束，另一進程已開始使用，形成交替使用共享資源的現(xiàn)象。 有交往的并發(fā)進程執(zhí)行時出現(xiàn)與時間有關的錯誤，其根本原因是對共享資源（變量）的使用不加限制，當進程交叉使用了共享資源(變量)就可能造成了錯誤。多個并發(fā)進程中涉及相同共享資源（變量）的那些程序段稱為“相關臨界區(qū)”24．什么是進程的互斥？什么是進程的同步？進程的互斥是指當有若干進程都要使用某一共享資源時，任何時刻最多只允許一個進程去使用，其他要使用該資源的進程必須等待，直到占用資源者釋放該資源。27．有三個并發(fā)進程，R負責從輸入設備讀入信息并傳送給M，M將信息加工后并傳送給P，P把加工后的信息打印輸出。 S2=0。 P()。信息加工得到新數(shù)據(jù)Y；P(S1)。假設有一個可以存放1件產(chǎn)品的緩沖器；有m個生產(chǎn)者，每個生產(chǎn)者每次生產(chǎn)一件產(chǎn)品放入緩沖器中，有n個消費者，每個消費者每次從緩沖器中取出一件產(chǎn)品。 Sp,Sg: integer。 P(Sp)。 End。 [consume]。系統(tǒng)有輸入機和行式打印機各一臺，有兩個進程都要使用它們，采用PV操作實現(xiàn)請求使用和歸還釋放后，不會產(chǎn)生死鎖。為保證乘客的安全，司機和售票員應密切配合協(xié)調(diào)工作。 S2=1。啟動車輛；正常行車；到站停車；V(S2)。開車門；；關車門；V(S1) }}。S2:=0。S6:=0。V(S4)。 ……V(S6)。 ……V(S5)。 ……V(S6)。 ……V(S6)。P(S6)。管程的引入可以讓我們按資源管理的觀點，將共享資源和一般資源的管理區(qū)分開來，使進程同步機制的操作相對集中。(3)安全性：管程內(nèi)的數(shù)據(jù)和過程都局限于管程本身。34．試說明管程與PV操作的區(qū)別。管程把分散在各個進程中互斥地訪問公共變量的那些臨界區(qū)集中在一起，提供對它們的保護。寫出能使爸爸、媽媽、兒子、女兒正確同步工作的管程。Procedure put( var fruit:(apple,orange)) //放水果{ if (count=1) then else {plate=fruit。}。}Procedure father() //父親｛ While(1) { 準備蘋果； (apple)。Procedure son() //兒子｛ While(1) { (orange, y)。36．何謂進程通信？通信機制中應設置哪些基本通信原語？在計算機系統(tǒng)中，進程之間要交換大量的信息，這種大量信息的傳遞要有專門的通信機制來實現(xiàn)。37．簡述兩種通信方式。當兩個以上的進程有一個共享的信箱時，它們就能進行間接通信。 （2）進程推進順序非法。 （3）不剝奪條件：任一進程不能從另一進程那里搶奪資源，即已被占用的資源，只能由占用進程自己來釋放。操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進程分配資源，當進程首次申請資源時，要測試該進程對資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量則按當前的申請量分配資源，否則就推遲分配。于是，保證了所有進程都能在有限的時間內(nèi)得到需要的全部資源。破壞第一個條件（互斥條件）和破壞第三個條件（不剝奪條件）不能對所有資源可行，因此可破壞第二個條件（占有且等待條件）和第四個條件（循環(huán)等待條件）。 （2）層次分配策略 層次分配策略將阻止第四個條件（循環(huán)等待條件）的出現(xiàn)。任何一個作業(yè)都要經(jīng)過若干加工步驟才能得到結(jié)果，我們把作業(yè)的每一個加工步