【正文】 程的運動變化過程。 (2) 什么是進程？為什么要在操作系統(tǒng)中引入進程？ 解： 進程是 可并發(fā)執(zhí)行且具有獨立功能的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程，它是操作系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位 。每當用戶在程序中需要操作系 統(tǒng)提供某種服務時，便可利用一條系統(tǒng)調(diào)用命令，去調(diào)用所需的系統(tǒng)過程。 操作系統(tǒng)包括三種類型的用戶接口：命令接口（具體又可分為聯(lián)機命令接口與脫機命令接口）、 程序接口及圖形化用戶接口。 解： 系統(tǒng) 的 生成 過程：當 裸機啟動后，會運行一個特殊的程序來自動進行系統(tǒng)的生成（安裝），生成系統(tǒng)之前需要先對硬件平臺狀況進行檢查，或者從指定文件處讀取硬件系統(tǒng)的配置信息，以便根據(jù)硬件選擇合適的操作系統(tǒng)模塊組，比較重要的信息通常有： CPU 類型、內(nèi)存大小、當前關聯(lián)設備的類型和數(shù)量以及操作系統(tǒng)的重要功能選項和參數(shù)。文件管理機制還要能有效管理外存空閑區(qū)域，根據(jù)文件的大小為其分配和回收空閑區(qū)。 (8) 處理機管理有哪些主要功能？請簡要描述。 (7) 試說明客戶機 /服務器結構的操作系統(tǒng)為什么獲得廣泛應用。 (5) 試比較分布式操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的異同。此外，為了給用戶提供一個統(tǒng)一、方便、有效的使用系統(tǒng)能力的手段，現(xiàn)代操作系統(tǒng)還需要提供一個友好的人機接口。 (2) 設計現(xiàn)代操作系統(tǒng)的主要目標是什么？ 解： 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的設計目標是有效性、方便性、開放性、可擴展性等特性。這兩個性質(zhì)是操作系統(tǒng)最重要的設計目標。 解： ? 交互性：分時系統(tǒng)能夠使用戶和系統(tǒng)進行人 機對話。 (6) 什么是操作系統(tǒng)虛擬機結構？它有什么好處？ 解： 虛擬機結構 OS 最初是為了滿足用戶對分時系統(tǒng)的需求而出現(xiàn)的?？蛻魴C本身均具有一定的處理能力，部分數(shù)據(jù)處理和存儲工作可由本地客戶機完成，減少了服務器機的任務量。 (9) 存儲器管理有哪些主要功能？請簡要描述。 (11) 設備管理有哪些主要功能？請簡要描述。 主要 包括初始引導、內(nèi)核初始化、全系統(tǒng)初始化。 2. 進行 I/O 操作 ： 用戶是不能直接控制設備的，只能通過操作系統(tǒng) 與外部設備進行交互，由 系統(tǒng)調(diào)用將結果顯示在 屏幕上或交給用戶。 (5) 命令解釋程序有什么作用？ 解： 命令解釋程序的主要作用是：在屏幕上產(chǎn)生提示符，請用戶輸入命令，然后讀入命令、識別命令，并轉至相應的命令處理程序入口地址，把控制權交給該處理程序去執(zhí)行，最后將有關處理結果 (包括出錯信息 )送屏幕顯示。 解： ? 并發(fā)性是進程的重要特征，同時也是 OS 的重要特征。 (5) 進程有哪些基本狀態(tài)？這些狀態(tài) 具有什么特征？ 解： 進程的三種基本狀態(tài)分別是：就緒狀態(tài)、運行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)。同時，進程的狀態(tài)也由就緒狀態(tài)轉變 為 運行狀態(tài)；在采用時間片機制的操作系統(tǒng)中，分配給當前進程的時間片用完之后，它會暫停執(zhí)行，其狀態(tài)也由運行狀態(tài)轉換到就緒狀態(tài)；如果由于某事件發(fā)生 (比如進程需要訪問某 I/O 設備，而該設備正在被別的進程訪問 )而使進程運行 受阻 ，不能再繼續(xù)向下執(zhí)行時，它的狀態(tài)會由運行狀態(tài)轉變?yōu)樽枞麪顟B(tài)； 當進程期望的某事件發(fā)生時(比如需要訪問的 I/O 設備已可用 )，進程將從阻塞狀態(tài)轉變 為 就緒狀態(tài) (8) 說明在加入了掛起狀態(tài)的操作系統(tǒng)中，進程狀態(tài)間的轉換關系及引發(fā)轉換的典型原因。 解： 引起進程撤銷的典型事件有：正常結束、異常結束、外界干預。首先根據(jù)被終止進程的 標示符 ， 從 PCB 集合中查找到該進程的 PCB，從中讀出該進程的狀態(tài)，終止該進程的執(zhí)行， 如果該進程還有子孫進程，應該將它的所有 子孫進程終止，防止它們成為不可控進程；然后回收進程所擁有的資源；最后將被終止進程 (它的 PCB)從所在隊列 (或鏈表 )中移出，等待其它程序來搜集信息。進程是擁有資源的基本單位，線程除 了一些在運行過程中必不可少的資源外，基本上不擁有系統(tǒng)資源，它可以訪問自己所在的進程的資源。當系統(tǒng)中的內(nèi)存使用情況緊張時，中級調(diào)度把內(nèi)存中暫時不能運行的進程調(diào)到外存中等待，等內(nèi)存有足夠的空閑空間時，再由中級調(diào)度決定將外存上的某些具備了運行條件的就緒進程調(diào)入內(nèi)存，把其狀態(tài) 修改為就緒狀態(tài)并掛在就緒隊列中，等待進程調(diào)度。當一個新的緊迫進程到達時，或者一個優(yōu)先級高的進程從阻塞狀態(tài)變成就緒狀態(tài)時，如果該進程的優(yōu)先級比當前進程的優(yōu)先級高， OS 就停止當前進程的執(zhí)行，將處理 器 分配給該優(yōu)先級高的進程，使之執(zhí)行。在一個時間片結束時，發(fā)生時鐘中斷。若一個時間片未能執(zhí)行完，則降低插入到隊列 2 的末尾；依此類推，降低到最后的隊列 ，則按“時間片輪轉”算法調(diào)度直到完成。 作業(yè) 到達時間 運行時間 1 2 3 4 解： 用 T 表示周轉時間，用 W 表示帶權周轉時間 FCFS 的作業(yè)調(diào)度情況如下： 作業(yè) 提交時間 運行時間 開始時間 結束時間 周轉時間 帶權周轉時間 1 2 3 4 FCFS 的 T =（ +++） / 4 = W =（ +++） / 4 = SJF 的作業(yè)調(diào)度情況如下： 作業(yè) 提交時間 運行時間 開始時間 結束時間 周轉時間 帶權周轉時間 1 2 3 4 SJF 的 T=（ +++） / 4 = W =（ +++） / 4 = 高響應比優(yōu)先的作業(yè)調(diào)度情況如下： 作業(yè) 提交時間 運行時間 開始時間 結束時間 周轉時間 帶權周轉時間 1 2 3 4 高響應比算法的 T=（ +++） / 4 = W =（ +++） / 4 = 第 4章 進程同步與死鎖 (1) 什么是進程同步？什么是進程互斥？ 解： 同步是進程間的直接制約關系，這種制約主要源于進程間的合作。 2. 忙則等待 。 (5) 在生產(chǎn)者 消費者問題中，若缺少了 V(full)或 V(empty)，對進程的執(zhí)行有什么影響？ 解： 如果缺少了 V(full)，那么表明從第一個生產(chǎn)者進程開始就沒有對信號量 full 值改變，即使緩沖池存放 的產(chǎn)品已滿了，但 full 的值還是 0，這樣消費者進程在執(zhí)行 P(full)時會認為緩沖池是空的而取不到產(chǎn)品，那么消費者進程則會一直處于等待狀態(tài)。 wait(chopstick[(i+1)%5])。 buffer: array[0,...,n1] of item。 end consumer: begin repeat Swait(full, mutex)。 int count。 if (count==N1) signal(full)。該系統(tǒng)又可進一步細分為兩種方式：基于共享數(shù)據(jù)結構的通信方式和基于共享存儲區(qū)的通信方式。 解： 死鎖的預防策略有三，說明如下 ： 1. 摒棄請求和保持條件： 為摒棄請求和保持條件，系統(tǒng)中需要使用靜態(tài)資源分配法，該方法規(guī)定每一個進程在開始運行前都必須一次性地申請其在整個運行過程中所需的全部資源。某時刻系統(tǒng)中有 5 個進程，判斷下列資源狀態(tài)是否安全？若進程 P2 申請資源 (1， 1， 1， 1)，能否為其分配？ 進程 Need A B C D Allocation A B C D P0 0 0 4 3 0 0 2 2 P1 2 6 3 0 1 1 0 0 P2 3 2 1 5 2 1 0 3 P3 4 0 2 0 2 0 0 0 P4 0 5 5 4 0 2 2 2 解： 現(xiàn)在對該時刻的狀態(tài)進行安全分析： 由于 Available 向量為（ 3， 4， 4， 1），所以 Work 向量初始化為（ 3， 4， 4， 1） 此時的 Work 小于任意的 Need[i]向量，所以系統(tǒng)處于不安全狀態(tài) 由于 Request2(1,1,1,1)Available（ 3,4,4,1）且 Request2（ 1,1,1,1） Need2（ 1,1,1,2） 所以先試著把 P2 所申請的資源分配給它， Available 變?yōu)椋?2,3,3,0）得到系統(tǒng)狀態(tài)如下表所示： Allocation Need Available A B C D A B C D A B C D P0 0 0 2 2 0 0 4 3 2 3 3 0 P1 1 1 0 0 2 6 3 0 P2 3 2 1 4 2 1 0 4 P3 2 0 0 0 4 0 2 0 P4 0 2 2 2 0 5 5 4 然后進行安全性檢測： 此時 Available 向量為（ 2,3,3,0），所以 Work 向量初始化為（ 2,3,3,0），此時的 Work 小于任意的 Need[i]向量，所以系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，所以不可以為 P2 分配資源 (13) 三個進程 P P P3 都需要 5 個同類資源才能正常執(zhí)行直到終止，且這些進程只有在需要 設備時才申請，則該系統(tǒng)中不會發(fā)生死鎖的最小資源數(shù)量是多少？請說明理由。 (16) 某車站售票廳，在任何時刻最多可以容納 20 名購票者進入，當售票廳中少于 20名購票者 時，廳外的購票者可立即進入，否則需要在外面等待。 signal(s)。 wait(empty)。 nextc:=buffer。 解： 本題中應設置三個信號量 S、 So、 Sa，信號量 S 表示盤中是否為空，其初值為 1； So表示盤中是否有桔子，其初值為 0； Sa 表示盤中是否有蘋果，其初值為 0。 解： semaphore empty1=9。水井很窄，每次只能容一個水桶取水。 // 表示水缸中水的桶數(shù) semaphore pail=3。\ wait(pail)。 由于 Request2(1,2,2,2)Available（ 1,6,2,2）且 Request2（ 1,2,2,2） Need2（ 2,3,5,6），所以先試著把 P2 所申請的資源分 配給它， Available 變?yōu)椋?0,4,0,0）得到系統(tǒng)狀態(tài)如下表所示： Allocation Need Available A B C D A B C D A B C D P0 0 0 3 2 0 0 1 2 0 4 0 0 P1 1 0 0 0 1 7 5 0 P2 2 5 7 6 1 1 3 4 P3 0 0 3 2 0 6 5 2 P4 0 0 1 4 0 6 5 6 然后進行安全性檢測，此時 Available 為（ 0,4,0,0），所以 Work 初始化為（ 0,4,0,0）。當一個進程占有 1 個資源，另一個進程占有 2 個資源時， 2 個進程都要再申請資源，但是系統(tǒng)已經(jīng)沒有資源了，所以就發(fā)生死鎖了。 2. 地址轉換，實現(xiàn)邏輯地址到物理地址的映射。一個文件的數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)在存儲系統(tǒng)的不同層次中，例如，一個文件數(shù)據(jù)通常被存儲在輔存中 (如硬盤 )，當其需要運行或被訪問時，就必須調(diào)入主存，也可以暫時存放在主存的磁盤高速緩存中。在將用戶程序部分或全部地裝入內(nèi)存空間時，要實現(xiàn)邏輯地址到物理地址的映射。每個頁都有一個編 號，叫做頁號。 分段和分頁有許多相似之處，比如，二者在內(nèi)存中都采用離散分配方式，而不是整體連續(xù)分配方式，而且都要通過地址映射機構來實現(xiàn)地址轉換。通常由編譯程序在對源碼進行編譯時，根據(jù)程序的性質(zhì)來劃分。但如果程序所要訪問的頁 (段 )不在內(nèi)存中 (稱為缺頁或缺段 )，此時程序可以利用操作系統(tǒng)提供的請求調(diào)頁 (段 )功能，將它們調(diào)入內(nèi)存，以便程序能夠繼續(xù)執(zhí)行下去。在進行內(nèi)存分配時，從空閑分區(qū)表 (鏈 )首開始順序查找，一旦找到大于或等于所要求內(nèi)存長度的分區(qū)，則結束查找。 (10) 如果內(nèi)存劃分為 100KB、 500KB、 200 KB、 300 KB 和 600 KB(按順序 )，那么，首次適應、最佳適應和最差適應算法各自將如何放置大小分別為 215 KB、 414 KB、 110 KB 和 430 KB(按順序 )的進程，哪一種算法的內(nèi)存利用率高？ 解 : 見下圖，在首次適應和最差適應算法中，最后 430KB 沒有空間分配。 解： 1. 虛擬地址為 0A5C,對應的二進制數(shù)為： 0000 1010 0101 1100。因第 2 頁存儲在 4 號塊中，其基地址為： 0001 0000 0000 0000，即十六進制的 1000H。另外，覆蓋技術中的覆蓋段由程序員設計，且要求覆蓋段中的各個覆蓋具有相對的獨立性，不存在直接聯(lián)系或相互交叉訪問；而虛擬存儲技術對用戶的程序段之間沒有這種要求。 缺頁中斷的實現(xiàn)由硬件和軟件兩 部分組成。然后修改頁表和分塊表，返回。如果有，便去響應中斷，否則，繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。程序的存儲訪問序列可轉換為如下頁面訪問序列： 4 采用 FIFO、 LRU 和 OPT 置換算法的訪問序列如下： 由圖可知 FIFO 算法的缺頁次數(shù)為 6 次， LRU 的缺頁次數(shù)為 7 次， OPT 的缺頁次數(shù)為 5次。j++) for (j