操作系统第二章课后作业

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南通大学操作系统第2章作业参考答案 (1)

南通大学操作系统第2章作业参考答案 (1)

13简答题:简述处理机管理的主要功能。

进程控制和管理;⑵进程同步和互斥;⑶进程通信;⑷进程死锁;⑸线程控制和管理;⑹处理器调度。

(每条1分,总分4分)14简答题:简述中断和异常的区别中断是由与现行指令无关的中断信号触发的(异步的),且中断的发生与CPU处在用户模式或内核模式无关,在两条机器指令之间才可响应中断;异常是由处理器正在执行现行指令而引起的,一条指令执行期间允许响应异常。

(1分)⑵中断处理程序处理过程中是不能阻塞的,异常处理程序处理过程中是可以阻塞的。

(1分)⑶中断允许发生嵌套,但异常大多为一重。

(1分)异常处理过程中可能会产生中断,但中断处理过程中决不会被异常打断。

(1分)15简述进程的主要属性。

(1)动态性:有一定的生命周期⑵共享性:多个进程可执行同一程序,进程可以共享公共资源⑶独立性:是一个独立实体,有自己的虚存空间、程序计数器和内部状态,是资源分配、保护和调度的基本单位⑷制约性:存在制约关系(5)并发性:执行时间上会有所重叠16(每条1分,总分4分)16简答题:简述引起进程状态转换的具体原因。

(1)运行态→等待态:等待使用资源或某事件发生;(1分)⑵等待态→就绪态:资源得到满足或事件发生;(1分)⑶运行态→就绪态:运行时间片到;出现有更高优先权进程;(1分)⑷就绪态→运行态:CPU空闲时选择一个就绪进程。

(1分)17、简答题:进程的基本状态有哪些?请画出进程的状态转换图。

进程的基本状态包括:就绪态、运行态和等待态;(2分)⑵进程的状态转换图如下:(2分)18、简答题:简述进程映象的要素。

(1)进程控制块:标志信息、现场信息、控制信息;(1分)⑵进程核心栈:中断/异常现场、函数调用的参数和返回地址;(1分)⑶进程程序块:进程执行的程序;(1分)⑷进程数据块:私有地址空间,私有数据、用户栈。

(1分)19、简答题:简述引起进程调度的原因。

(1)进程终止⑵进程阻塞⑶进程时间片用完经,⑷进程创建⑸进程请求I/O操作完成⑹进程优先级改变⑺进程运行过程中发生中断或异常⑻进程执行系统调用(每条1分,总分4分)20、下列指令中,哪些是特权指令?⑴关中断;⑵访管指令;⑶设置系统时钟;⑷移位指令;⑸启动I/O;⑹读时钟日期;⑺控制中断屏蔽位(1)、⑶、⑸、⑺(每答对1个得1分,答错1个扣1分)。

操作系统第二章课后答案

操作系统第二章课后答案

第二章进程管理2、试画出下面4条语句的前趋图:S2: b:=z+1;S3: c:=a-b;S4: w:=c+1;3、程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。

4、程序并发执行时为什么会失去封闭性与可再现性?因为程序并发执行时,就是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态就是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。

而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。

5、在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制与描述,从而在操作系统中引入了进程概念。

影响: 使程序的并发执行得以实行。

6、试从动态性,并发性与独立性上比较进程与程序?a、动态性就是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只就是一组有序指令的集合,就是静态实体。

b、并发性就是进程的重要特征,同时也就是OS的重要特征。

引入进程的目的正就是为了使其程序能与其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身就是不能并发执行的。

c、独立性就是指进程实体就是一个能独立运行的基本单位,同时也就是系统中独立获得资源与独立调度的基本单位。

而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。

7、试说明PCB的作用?为什么说PCB就是进程存在的唯一标志?a、PCB就是进程实体的一部分,就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。

因而它的作用就是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能与其它进程并发执行的进程。

b、在进程的整个生命周期中,系统总就是通过其PCB对进程进行控制,系统就是根据进程的PCB而不就是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB就是进程存在的唯一标志。

操作系统第二版第二章课后习题答案

操作系统第二版第二章课后习题答案

第二章进程和线程作业答案1,2,4,6,7,10,11,12,14, 211.在操作系统中为什么要引入进程概念它与程序的差别和关系是怎样的答:由于多道程序的并发执行时共享系统资源,共同决定这些资源的状态,因此系统中各程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系,程序的执行出现“走走停停”的新状态。

用程序这个静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。

为此,人们引入“进程(Process)”这一概念来描述程序动态执行过程的性质。

进程和程序是两个完全不同的概念。

进程与程序的主要区别:进程和程序之间存在密切的关系:进程的功能是通过程序的运行得以实现的,进程活动的主体是程序,进程不能脱离开具体程序而独立存在。

2.PCB的作用是什么它是怎样描述进程的动态性质的答:PCB是进程组成中最关键的部分。

每个进程有惟一的进程控制块;操作系统根据PCB对进程实施控制和管理,进程的动态、并发特征是利用PCB表现出来的;PCB是进程存在的唯一标志。

PCB中有表明进程状态的信息,该进程的状态包括运行态、就绪态和阻塞态,它利用状态信息来描述进程的动态性质。

4. 用如图2-26所示的进程状态转换图能够说明有关处理机的大量内容。

试回答:①什么事件引起每次显着的状态变迁②下述状态变迁因果关系能否发生为什么(A)2→1 (B)3→2 (C)4→1答:(1)就绪→运行:CPU空闲,就绪态进程被调度程序选中运行→阻塞:运行态进程因某种条件未满足而放弃CPU的占用。

阻塞→就绪:阻塞态进程所等待的事件发生了。

运行→就绪:正在运行的进程用完了本次分配给它的时间片(2)下述状态变迁(A)2→1,可以。

运行进程用完了本次分配给它的时间片,让出CPU,从就绪队列中选一个进程投入运行。

(B)3→2,不可以。

任何时候一个进程只能处于一种状态,它既然由运行态变为阻塞态,就不能再变为就绪态。

(C)4→1,可以。

某一阻塞态进程等到的事件出现了,而且此时就绪队列为空,该进程进入就绪队列后马上又被调度运行。

操作系统 第二章作业本(含答案)

操作系统 第二章作业本(含答案)

第二章作业第一次作业:1.进程有哪三种基本状态?进程在三种基本状态之间转换的典型原因是什么?答:三种基本状态:就绪状态、执行状态、阻塞状态。

(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(进程调度);(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成2.在Linux系统中运行下面程序,最多可产生多少个进程?画出进程家族树。

main(){fork();fork();fork();}答:最多可以产生7个进程。

其家族树为:3.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。

答:1)动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,并存放于某种介质上,其本身并不具有运动的含义,因而是静态的;2)并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征。

引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身(没有建立PCB)是不能并发执行的;3)独立性是指进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。

凡未建立PCB的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。

4.分析下列代码的功能:答:sleep_on实现进程的睡眠过程;wake_up实现进程的唤醒过程。

第二次作业:1.同步机制应该遵循哪些基本准则?你认为整型信号量机制遵循了同步机制的哪些基本准则?答:同步机制应遵循四个基本准则:a. 空闲让进:当无进程处于临界区时,应允许一个请求进入临界区的进程立即进入自己的临界区,以有效地利用临界资源。

b. 忙则等待:当已有进程进入临界区时,其它试图进入临界区的进程必须等待,以保证对临界资源的互斥访问。

c. 有限等待:对要求访问临界资源的进程,应保证在有限时间内能进入自己的临界区,以免陷入“死等”状态。

d. 让权等待:当进程不能进入自己的临界区时,应立即释放处理机,以免进程陷入“忙等”状态。

操作系统第二版课后习题答案

操作系统第二版课后习题答案

操作系统第二版课后习题答案操作系统第二版课后习题答案操作系统是计算机科学中的重要领域,它负责管理计算机硬件和软件资源,为用户提供良好的使用体验。

在学习操作系统的过程中,课后习题是巩固和深化知识的重要方式。

本文将为大家提供操作系统第二版课后习题的答案,帮助读者更好地理解和掌握操作系统的知识。

第一章:引论1. 操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。

2. 进程是指正在执行的程序的实例。

进程控制块(PCB)是操作系统用来管理进程的数据结构,包含进程的状态、程序计数器、寄存器等信息。

3. 多道程序设计是指在内存中同时存放多个程序,通过时间片轮转等调度算法,使得多个程序交替执行。

4. 异步输入输出是指程序执行期间,可以进行输入输出操作,而不需要等待输入输出完成。

第二章:进程管理1. 进程调度的目标包括提高系统吞吐量、减少响应时间、提高公平性等。

2. 进程调度算法包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度、时间片轮转等。

3. 饥饿是指某个进程长时间得不到执行的情况,可以通过调整优先级或引入抢占机制来解决。

4. 死锁是指多个进程因为争夺资源而陷入无限等待的状态,可以通过资源预分配、避免环路等方式来避免死锁。

第三章:内存管理1. 内存管理的主要任务包括内存分配、内存保护、地址转换等。

2. 连续内存分配包括固定分区分配、可变分区分配和动态分区分配。

3. 分页和分段是常见的非连续内存分配方式,分页将进程的地址空间划分为固定大小的页,分段将进程的地址空间划分为逻辑段。

4. 页面置换算法包括最佳置换算法、先进先出(FIFO)算法、最近最久未使用(LRU)算法等。

第四章:文件系统管理1. 文件是操作系统中用来存储和组织数据的逻辑单位,可以是文本文件、图像文件、音频文件等。

2. 文件系统的主要功能包括文件的创建、删除、读取、写入等操作。

3. 文件系统的组织方式包括层次目录结构、索引结构、位图结构等。

《现代操作系统第四版》 第二章 答案

《现代操作系统第四版》 第二章 答案

现代操作系统第二章进程与线程习题1. 图2-2中给出了三个进程状态,在理论上,三个状态可以有六种转换,每个状态两个。

但是,图中只给出了四种转换。

有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个?A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。

假设某个进程在I/O上阻塞,而且I/O 结束,如果此时CPU空闲,该进程就可以从阻塞态直接转到运行态。

而另外一种转换(从阻塞态到就绪态)是不可能的。

一个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。

只有运行的进程才能被阻塞。

2.假设要设计一种先进的计算机体系结构,它使用硬件而不是中断来完成进程切换。

CPU需要哪些信息?请描述用硬件完成进程切换的工作过程。

A:应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。

当I/O结束时,CPU将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。

然后,将转到中断设备的中断向量,读取另一个过程表项的指针(服务例程),然后,就可以启动这个进程了。

3.当代计算机中,为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语言编写的?A:通常,高级语言不允许访问CPU硬件,而这种访问是必需的。

例如,中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务,或者处理进程堆栈区的数据。

另外,中断服务例程需要尽快地执行。

(补充)主要是出于效率方面的考量。

中断处理程序需要在尽量短的时间内完成所需的必要处理,尽量减少对线程/程序流造成的影响,因此大部分情况下用汇编直接编写,跳过了通用编译过程中冗余的适配部分。

4.中断或系统调用把控制转给操作系统时,为什么通常会用到与被中断进程的栈分离的内核栈?A:内核使用单独的堆栈有若干的原因。

其中两个原因如下:首先,不希望操作系统崩溃,由于某些用户程序不允许足够的堆栈空间。

第二,如果内核将数据保留在用户空间,然后从系统调用返回,那么恶意的用户可能使用这些数据找出某些关于其它进程的信息。

5.一个计算机系统的内存有足够的空间容纳5个程序。

这些程序有一半的时间处于等待I/O的空闲状态。

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考第二章处理器管理1.下列指令中哪些只能在核心态运行?(l)读时钟日期;(2)访管指令;(3)设时钟日期;(4)加载PSW; (5)置特殊寄存器:(6)改变存储器映象图;(7)启动I/O指令。

答:( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 ) , ( 6 ) , ( 7 ) .2 假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行,试解释这种算法对“I/O 繁重”型作业有利,但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。

答:因为I/O繁忙型作业忙于I/O,所以它CPU 用得少,按调度策略能优先执行。

同样原因一个进程等待CPU 足够久时,由于它是“最近使用处理器较少的进程”,就能被优先调度,故不会饥饿。

3 并发进程之间有什么样的相互制约关系?下列日常生活中的活动是属哪种制约关系:(1)踢足球,(2)吃自助餐,(3)图书馆借书,(4)电视机生产流水线工序。

答:并发进程之间的基本相互制约关系有互斥和同步两种。

其中(1)、(3)为互斥问题.(2)、(4)为同步问题。

4 在按动态优先数调度进程的系统中,每个进程的优先数需定时重新计算。

在处理器不断地在进程之间交替的情况下,重新计算进程优先数的时间从何而来?答:许多操作系统重新计算进程的优先数在时钟中断处理例程中进行,由于中断是随机碰到哪个进程,就插入哪个进程中运行处理程序,并把处理时间记在这个进程的账上。

5 若后备作业队列中等待运行的同时有三个作业J1 、J2、J3 ,已知它们各自的运行时间为a 、b 、c,且满足a < b <c,试证明采用短作业优先算法调度能获得最小平均作业周转时间。

答:采用短作业优先算法调度时,三个作业的总周转时间为:Tl = = a + ( a +b ) + ( a + b + c ) = 3a + 2b + c ①若不按短作业优先算法调度,不失一般性,设调度次序为:J2 、J1 、J3 。

则三个作业的总周转时间为:T2=b+(b+a ) +(b+a + c ) = 3b + 2a + c ②令②-①式得到:T2 - Tl = b- a> 0可见,采用短作业优先算法调度才能获得最小平均作业周转时间。

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章,精品资料

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第二章1. 什么是前趋图?为什么要引入前趋图?答:前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图,记为DAG(Directed Acyclic Graph),用于描述进程之间执行的前后关系。

2. 画出下面四条诧句的前趋图:S1=a:=x+y;S2=b:=z+1;S3=c:=a-b;S4=w:=c+1;答:其前趋图为:3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征?程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。

4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性?因为程序并发执行时,是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。

而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。

5. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制和描述,从而在操作系统中引入了进程概念。

影响: 使程序的并发执行得以实行。

6. 试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序?a. 动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,是静态实体。

b. 并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征。

引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身是不能并发执行的。

c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。

而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。

7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?a. 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。

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习题二
2.答:前趋图如下:
8.答:进程执行时的间断性决定了进程可能具有多种状态。

事实上,运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态和阻塞状态。

三个基本状态之间转换
的原因如下:
就绪状态—>执行状态:进程获得CPU资源;
执行状态—>就绪状态:分配给进程的时间片已完;
执行状态—>阻塞状态:发生某事件而使进程的执行受阻,如I/O请求;
阻塞状态—>就续状态:I/O完成。

22.答:(a)此前趋图用程序描述如下:
V ar a,b,c,d,e,f,g,h: semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0;
begin
parbegin
begin S1; signal(a); signal(b); end;
begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;
begin wait(b); S3; signal(e); end;
begin wait(c); S4; signal(f); end;
begin wait(d); S5; signal(g); end;
begin wait(e); S6; signal(h); end;
begin wait(f); wait(g);wait(h); S7; end;
parend
end
(b)此前趋图用程序描述如下:
V ar a,b,c,d,e,f,g,h,i,j: semaphore:=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
begin
parbegin
begin S1; signal(a); signal(b); end;
begin wait(a); S2; signal(c); signal(d); end;
begin wait(b); S3; signal(e); signal(f); end;
begin wait(c); S4; signal(g); end;
begin wait(d); S5; signal(h); end;
begin wait(e); S6; signal(i); end;
begin wait(f); S7; signal(j); end;
begin wait(g); wait(h); wait(i); wait(j); S8; end;
parend
end
26.答:蓝色字体为修改部分。

producer:
begin
repeat
.
.
.
produce an item in nextp;
wait(mutex);
wait(full); /*wait(full)应为wait(empty),且应与前一句
wait(mutex)置换顺序。

*/
buffer(in):=nextp;
/*缓冲池数组游标应前移,应增加in:=(in+1)mod n;
*/
signal(mutex);
/*增加signal(full); */
until false;
end
consumer:
begin
repeat
wait(mutex);
wait(empty); /*应为wait(full);且应在wait(mutex);前面*/
nextc:=buffer(out);
out:=out+1; /*缓冲池为循环缓冲池,应为
out:=(out+1)mod n; */
signal(mutex);
/*增加signal(empty); */
consume item in nextc;
until false;
end
28.答:算法如下:
V ar mutex, empty, full: semaphore:=1,1,0;
begin
parbegin
gather: begin
repeat

gather data in nextp;

wait(empty);
wait(mutex);
buffer:=nextp;
signal(mutex);
signal(full);
until false;
end
compute: begin
repeat
wait(full);
wait(mutex);
nextc:=buffer;
signal(mutex);
signal(empty);
compute the data in nextc;
until false;
end
parend
end
34.答:高级通信机制可归结为三大类:共享存储器系统,消息传递系统和管道通信体统。

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