《操作系统》第二次作业参考答案

习题与参考答案

⏹ 1.10 什么是用户态和核心态？有何作用？

答：内核态可以无限制访问系统和资源，包括对系统存储、外部设备进行访问。操作系统就工作在内核态模式下。用户态下进程的访问权限受到了限制，可正常执行普通的操作命令外，对关键资源只能通过操作系统接口访问。例如，不能直接访问外部设备，不能直接访问操作系统的内存代码和数据。其作用是保护操作系统不受用户程序的破坏，提高系统的可靠性。

⏹ 1.11 什么是微内核结构？与单内核结构相比，各有何优势和缺点？

答：微内核结构：1）有足够小的内核2）基于客户/服务器模式

微内核结构优势：1）提高了系统的可扩展性2）增强了系统的可靠性；缺点：在完成一次客户对OS提出的系统服务请求时，需要进行消息内容打包和解包，需要进行消息的多次拷贝，进行多次用户/内核模式及上下文的切换，从而使微内核OS的运行效率降低。

单内核结构优势：系统服务只需要进行两次上下文的切换，效率较高。缺点：可靠性较低，可扩展性较差；

⏹ 1.12 什么是并发？举例说明。

答：并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。如：在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行。可分为三种不同的执行情况，包括顺序执行、交替执行和并行执行。在多道分时操作系统中，如果只有一个CPU，每一时刻仅能有一道程序执行，微观上这些程序分时地交替执行，但在宏观上（一段时间内）是同时执行；在有多个处理机的系统中，多个程序便可被分配到不同处理机上，实现并行执行，是并发执行的一种特殊情况。

⏹ 1.13 什么是互斥共享？举例说明。

答：互斥访问共享是共享资源的一种形式，要求在一段时间内只允许一个进程可以访问该资源。例如：当一个进程A要访问某资源时，必须先提出请求。如果此时该资源空闲，系统便可将之分配给请求进程A使用。此后若再有其他进程B也要访问该资源时但A未用完时，则必须等待。仅当A进程访问完并释放该资源后，才允许进程B对该资源进行访问。

⏹ 1.14 什么是系统调用，与程序调用有何不同?

答：系统调用是应用程序请求OS内核完成某种功能的一种过程调用，是应用程序使用操作系统功能的入口。

与程序调用的不同：1）运行在不同的系统状态，调用程序是在用户态，被调用程序是运行在系统态2）状态的转换通过软中断进入3）返回问题，在采用了抢占式调度方式的系统中，在被调用过程执行完后，要对系统中所有要求运行的进程做优先权分

析，当调用进程仍具有最高优先级时，才返回到调用进程继续执行，否则，将引起重新调度，以便让优先权最高的进程优先执行4）嵌套调用，系统调用也可以嵌套进行，但深度都有一定的限制，但一般的调用则没有限制。

1.15 用一个例子说明基于windows的用户程序如何响应用户操作的（说明消息传

递的过程）？

答：在Windows系统中，采用的是事件驱动控制方式，用户通过动作来产生事件以驱动程序工作。例如：在word中用户存盘操作如下：首先用户鼠标点击“保持”工具图标，产生一个鼠标点击事件，该事件被windows操作系统捕获，OS经过点击位置的分析形成参数传送给word进程主函数，主函数获得该事件后再次执行分派操作，并传递给操作系统，由操作系统调用该事件的处理函数（称为回调函数，是word程序中实现的一个函数，由word进程进行注册）进行存盘操作的实际执行。