【正文】 網(wǎng)絡(luò)中的共享資源（硬件與軟件）實(shí)施有效的管理，協(xié)調(diào)各用戶對(duì)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(jìn)入主存的作業(yè)后完成，而后進(jìn)入主存的作業(yè)先完成。在及時(shí)性方面，實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求快速響應(yīng)而及時(shí)性強(qiáng)，分時(shí)系統(tǒng)相比較及時(shí)性較差。13．文件管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？文件管理的主要任務(wù)是對(duì)用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行有效管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。對(duì)處理器的管理和調(diào)度可歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程和線程的管理和調(diào)度。盡管如此，但只要運(yùn)行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運(yùn)行，都會(huì)獲得完全相同的結(jié)果，因此，異步運(yùn)行方式是允許的。另一方面，若系統(tǒng)不能對(duì)資源共享實(shí)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(wú)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(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程共同使用。實(shí)時(shí)系統(tǒng)是較少有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，僅當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別到了違反系統(tǒng)規(guī)定的限制或本身發(fā)生故障時(shí)，才需要人為干預(yù)。8．為什么要引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？60年代中期計(jì)算機(jī)進(jìn)入第三代，計(jì)算機(jī)的性能和可靠性有了很大提高，造價(jià)亦大幅度下降，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)越來(lái)越廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、軍事實(shí)時(shí)控制、信息實(shí)時(shí)處理等領(lǐng)域，需要保證及時(shí)響應(yīng)、快速處理、高可靠性和安全性，而不強(qiáng)求系統(tǒng)資源的利用率。其缺點(diǎn)是：CPU、主存和I/O設(shè)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(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。磁帶上的各道作業(yè)是順序地進(jìn)入主存，各道作業(yè)完成的順序與它們進(jìn)入主存的順序之間，在正常情況下應(yīng)當(dāng)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(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)。因此同步與互斥機(jī)制成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。在單處理器系統(tǒng)中，多道程序運(yùn)行的特征是：（1）多道：即計(jì)算機(jī)主存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序。5．何謂多道程序設(shè)計(jì)？敘述它的主要特征和優(yōu)點(diǎn)。用戶的請(qǐng)求能在很短時(shí)間內(nèi)獲得響應(yīng)，此時(shí)間隔是以人們所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定的，通常為23秒鐘。（2）獨(dú)立性。輸出帶輸出帶讀卡機(jī)穿卡機(jī)衛(wèi)星機(jī)輸入帶輸入帶主機(jī)4．分時(shí)系統(tǒng)的特征是什么？（1）同時(shí)性。衛(wèi)星機(jī)又稱外圍計(jì)算機(jī)，它不與主機(jī)直接連接，只與外部設(shè)備打交道。計(jì)算完成后輸出該作業(yè)的計(jì)算結(jié)果。3．試敘述脫機(jī)批處理和聯(lián)機(jī)批處理工作過(guò)程（1）聯(lián)機(jī)批處理工作過(guò)程 用戶上機(jī)前，需向機(jī)房的操作員提交程序、數(shù)據(jù)和一個(gè)作業(yè)說(shuō)明書(shū)，后者提供了用戶標(biāo)識(shí)、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(jì)算機(jī)資源的管理者。 （2）從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看，設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)是為了給用戶使用計(jì)算機(jī)提供一個(gè)良好的界面，以使用戶無(wú)需了解許多有關(guān)硬件和系統(tǒng)軟件的細(xì)節(jié)，就能方便靈活地使用計(jì)算機(jī)。(4) 提高系統(tǒng)效率：操作系統(tǒng)合理組織計(jì)算機(jī)的工作流程，以改進(jìn)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(shè)備上（若輸入設(shè)備是讀卡機(jī)，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(gè)作業(yè)處理完畢后，監(jiān)督程序又可以自動(dòng)地調(diào)下一個(gè)作業(yè)處理。衛(wèi)星機(jī)負(fù)責(zé)把輸入機(jī)上的作業(yè)逐個(gè)轉(zhuǎn)輸?shù)捷斎氪艓?，?dāng)主機(jī)需要輸入作業(yè)時(shí)，就把輸入帶與主機(jī)連上。允許在一臺(tái)主機(jī)上同時(shí)聯(lián)接多臺(tái)聯(lián)機(jī)終端，系統(tǒng)按分時(shí)原則為每個(gè)用戶服務(wù)。每個(gè)用戶各占一個(gè)終端，彼此獨(dú)立操作，互不干擾。（4）交互性。多道程序設(shè)計(jì)是一種軟件技術(shù)，該技術(shù)使同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)主存的幾個(gè)相互獨(dú)立的程序在管理程序控制之下相互交替地運(yùn)行。（2）宏觀上并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。（2）多道程序的增加，出現(xiàn)了主存不夠用的問(wèn)題，提高主存的使用效率也成為關(guān)鍵。單道批處理系統(tǒng)的特征是：（1）自動(dòng)性。 （3）單道性。（2）宏觀上并行：同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的幾道程序都處于運(yùn)行過(guò)程中，即它們先后開(kāi)始了各自的運(yùn)行，但都未運(yùn)行完畢。一般操作系統(tǒng)不能達(dá)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(gè)基本特征：（1）并發(fā) 并發(fā)性是指兩個(gè)或多個(gè)事件在同一時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。由于資源的屬性不同，故多個(gè)進(jìn)程對(duì)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(guò)某種技術(shù)把一個(gè)物理實(shí)體變成若干個(gè)邏輯上的對(duì)應(yīng)物。10．主存管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？ 存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境，方便用戶使用存儲(chǔ)器，提高存儲(chǔ)器的利用率，以及能從邏輯上來(lái)擴(kuò)充主存。它包括以下幾方面功能：（1）進(jìn)程控制和管理；（2）進(jìn)程同步和互斥；（3）進(jìn)程通信；（4）進(jìn)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(yīng)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(shí)現(xiàn)文件的共享和保護(hù)；（6）實(shí)現(xiàn)文件的存儲(chǔ)空間管理。在可靠性方面，實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求高可靠性而可靠性強(qiáng)，分時(shí)系統(tǒng)相比較可靠性較差。16．試說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能。 （3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 這是在前兩個(gè)功能的基礎(chǔ)上，為了方便用戶而直接向用戶提供的多種有效服務(wù)。此外，還應(yīng)能對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以便為提高網(wǎng)絡(luò)性能、進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和記帳等提供必要的信息。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)通信設(shè)施將物理上分散的、具有自治功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來(lái)的，實(shí)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(luò)操作系統(tǒng)除了具備一般操作系統(tǒng)應(yīng)具有的功能模塊之外，還要增加網(wǎng)絡(luò)功能模塊，主要應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)通信、網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、.網(wǎng)絡(luò)管理、互操作能力等。在這個(gè)系統(tǒng)中各計(jì)算機(jī)可以并行操作且有多個(gè)控制中心，即具有并行處理和分布控制的功能。習(xí)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(fù)執(zhí)行一定會(huì)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(fù)執(zhí)行。例如，當(dāng)處理器資源被其它程序占有時(shí)，某程序必須等待。進(jìn)程有就緒、執(zhí)行、等待三個(gè)基本狀態(tài)。正在執(zhí)行的進(jìn)程，如因時(shí)間片用完而被暫停執(zhí)行，該進(jìn)程便由執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。進(jìn)程具有以下五個(gè)基本特征： （1）動(dòng)態(tài)性 進(jìn)程既然是進(jìn)程實(shí)體的執(zhí)行過(guò)程，因此，動(dòng)態(tài)性是進(jìn)程最基本的特性。 （2）并發(fā)性 并發(fā)性是指多個(gè)進(jìn)程實(shí)體，同存于主存中，能在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行。凡未建立進(jìn)程的程序，都不能作為一個(gè)獨(dú)立的單位參加運(yùn)行。因此，在操作系統(tǒng)中必須采取某種措施來(lái)保證各程序之間能協(xié)調(diào)運(yùn)行。在進(jìn)程的整個(gè)生命周期中，系統(tǒng)總是通過(guò)其PCB對(duì)進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的，亦即，系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)程的PCB而不是任何別的什么而感知到該進(jìn)程的存在的，所以說(shuō)，PCB是進(jìn)程存在的唯一標(biāo)志。進(jìn)程控制的基本功能之一是能創(chuàng)建各種新的進(jìn)程，這些新進(jìn)程是一個(gè)與現(xiàn)有進(jìn)程不同的實(shí)體。一個(gè)進(jìn)程可能因?yàn)樗瓿闪怂概傻墓ぷ鞫＝K止需撤銷，或由于一個(gè)錯(cuò)誤而非正常終止需撤銷；一個(gè)進(jìn)程也可能由于其祖先進(jìn)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(guò)使用“阻塞原語(yǔ)”和“喚醒原語(yǔ)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，某進(jìn)程正在等待輸入輸出操作完成或等待別的進(jìn)程發(fā)消息給它，只有當(dāng)該進(jìn)程所期待的事件出現(xiàn)時(shí)，才由“發(fā)現(xiàn)者”進(jìn)程用喚醒原語(yǔ)叫醒它。對(duì)于較復(fù)雜的PCB結(jié)構(gòu)，還需提供資源清單等。并且，根據(jù)各進(jìn)程的狀態(tài)特征和資源需求等，進(jìn)程管理模塊還將各進(jìn)程的進(jìn)程控制塊排成相應(yīng)的隊(duì)列并進(jìn)行動(dòng)態(tài)隊(duì)列轉(zhuǎn)換。（3）把處理器分配給進(jìn)程，即進(jìn)行進(jìn)程上下文切換把選中進(jìn)程的進(jìn)程控制塊內(nèi)有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)的寄存器，從而讓它占用處理器運(yùn)行。（4）收回處理器將處理器有關(guān)寄存器內(nèi)容送入該進(jìn)程的進(jìn)程控制塊內(nèi)的相應(yīng)單元，從而使進(jìn)程讓出處理器。（3）執(zhí)行中的進(jìn)程調(diào)用了P原語(yǔ)操作，從而因資源不足而被阻塞；或調(diào)用了V原語(yǔ)操作激活了等待資源的進(jìn)程隊(duì)列。（7）在可剝奪CPU執(zhí)行方式時(shí)，當(dāng)就緒隊(duì)列中某進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)變得高于當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)時(shí)，也將引發(fā)進(jìn)程調(diào)度。解：（1）采用“先來(lái)先服務(wù)”調(diào)度算法時(shí)，其調(diào)度順序是P1,P2,P3,P4,P5。 進(jìn)程P4的等待時(shí)間是13。 進(jìn)程P1的等待時(shí)間是1。 平均等待時(shí)間為（0+1+11+13+18）/5=16．假定一個(gè)處理器正執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計(jì)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(jí)？為什么？假定一個(gè)處理器正執(zhí)行兩道作業(yè)，一道以計(jì)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(jí)。18．何謂線程？為什么要引入線程的的概念？線程（Thread）是進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體，是可獨(dú)立參與調(diào)度的基本單位。當(dāng)然，其間也會(huì)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(shí)降低系統(tǒng)為此付出的額外開(kāi)銷，現(xiàn)代操作系統(tǒng)將傳統(tǒng)意義的進(jìn)程進(jìn)行分離，即將資源申請(qǐng)與調(diào)度執(zhí)行分開(kāi)，進(jìn)程作為資源的申請(qǐng)與擁有單位，線程作為調(diào)度的基本單位。相應(yīng)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?fàn)顟B(tài)等。一個(gè)進(jìn)程可以有一個(gè)或多個(gè)線程，它們共享所屬進(jìn)程所擁有的資源。當(dāng)然，它可以訪問(wèn)其所屬進(jìn)程的資源（注意：資源仍然是分給進(jìn)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(jìn)程的線程之間可以并發(fā)執(zhí)行，而且在同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)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(gè)線程可以并發(fā)執(zhí)行。（4）每個(gè)線程同樣有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即線程控制塊（Thread Controlling Block, TCB）,其中記錄了該線程的標(biāo)識(shí)符、線程執(zhí)行時(shí)的寄存器和棧等現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)信息。21．試說(shuō)明線程的分類。 （2）用戶級(jí)線程用戶級(jí)線程是指線程的管理由應(yīng)用程序完成，在用戶空間中實(shí)現(xiàn)，內(nèi)核無(wú)須感知線程的存在。線程的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)層次：用戶層和內(nèi)核層。進(jìn)程按異步方式執(zhí)行，對(duì)于有交往的并發(fā)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，可能有若干并發(fā)進(jìn)程同時(shí)使用共享資源，即一個(gè)進(jìn)程一次使用未結(jié)束，另一進(jìn)程已開(kāi)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(jìn)程執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)與時(shí)間有關(guān)的錯(cuò)誤，其根本原因是對(duì)共享資源（變量）的使用不加限制，當(dāng)進(jìn)程交叉使用了共享資源(變量)就可能造成了錯(cuò)誤。多個(gè)并發(fā)進(jìn)程中涉及相同共享資源（變量）的那些程序段稱為“相關(guān)臨界區(qū)”24．什么是進(jìn)程的互斥？什么是進(jìn)程的同步？進(jìn)程的互斥是指當(dāng)有若干進(jìn)程都要使用某一共享資源時(shí)，任何時(shí)刻最多只允許一個(gè)進(jìn)程去使用，其他要使用該資源的進(jìn)程必須等待，直到占用資源者釋放該資源。27．有三個(gè)并發(fā)進(jìn)程，R負(fù)責(zé)從輸入設(shè)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(shè)有一個(gè)可以存放1件產(chǎn)品的緩沖器；有m個(gè)生產(chǎn)者，每個(gè)生產(chǎn)者每次生產(chǎn)一件產(chǎn)品放入緩沖器中，有n個(gè)消費(fèi)者，每個(gè)消費(fèi)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(jī)和行式打印機(jī)各一臺(tái)，有兩個(gè)進(jìn)程都要使用它們，采用PV操作實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求使用和歸還釋放后，不會(huì)產(chǎn)生死鎖。為保證乘客的安全，司機(jī)和售票員應(yīng)密切配合協(xié)調(diào)工作。 S2=1。啟動(dòng)車輛；正常行車；到站停車；V(S2)。開(kāi)車門；；關(guān)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(diǎn)，將共享資源和一般資源的管理區(qū)分開(kāi)來(lái)，使進(jìn)程同步機(jī)制的操作相對(duì)集中。(3)安全性：管程內(nèi)的數(shù)據(jù)和過(guò)程都局限于管程本身。34．試說(shuō)明管程與PV操作的區(qū)別。管程把分散在各個(gè)進(jìn)程中互斥地訪問(wèn)公共變量的那些臨界區(qū)集中在一起，提供對(duì)它們的保護(hù)。寫(xiě)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(zhǔn)備蘋(píng)果； (apple)。Procedure son() //兒子｛ While(1) { (orange, y)。36．何謂進(jìn)程通信？通信機(jī)制中應(yīng)設(shè)置哪些基本通信原語(yǔ)？在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)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(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。37．簡(jiǎn)述兩種通信方式。當(dāng)兩個(gè)以上的進(jìn)程有一個(gè)共享的信箱時(shí)，它們就能進(jìn)行間接通信。 （2）進(jìn)程推進(jìn)順序非法。 （3）不剝奪條件：任一進(jìn)程不能從另一進(jìn)程那里搶奪資源，即已被占用的資源，只能由占用進(jìn)程自己來(lái)釋放。操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進(jìn)程分配資源，當(dāng)進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)，要測(cè)試該進(jìn)程對(duì)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(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則就推遲分配。于是，保證了所有進(jìn)程都能在有限的時(shí)間內(nèi)得到需要的全部資源。破壞第一個(gè)條件（互斥條件）和破壞第三個(gè)條件（不剝奪條件）不能對(duì)所有資源可行，因此可破壞第二個(gè)條件（占有且等待條件）和第四個(gè)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(gè)條件（循環(huán)等待條件）的出現(xiàn)。任何一個(gè)作業(yè)都要經(jīng)過(guò)若干加工步驟才能得到結(jié)果，我們把作業(yè)的每一個(gè)加工步