操作系统作业一及答案

第一章：操作系统引论

1.什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？

答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。

作用：控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。

2.简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。

3.从交互性、及时性和和可靠性方面将分时系统和实时系统比较。

答：（1）分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者。

（2）实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的。（3）实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。

4.当代操作系统的四大基本特征是什么？其最基本的特征是什么？

答：操作系统的特征有：并发性，共享性，虚拟性，异步性。其中并发性和共享性是其主要特征。

5.操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？

答：硬件资源：CPU，打印机等，软件资源：数据，程序等

6.操作系统对外提供了哪些接口？

答：（1）操作系统的命令接口

通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行，用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能，它包括了键盘操作命令和作业控制命令，称为作业一级的用户接口。命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命令方式（命令行）和间接命令方式（命令文件）。

（2）操作系统的程序接口

它是用户程序和操作系统之间的接口，用户程序通过它们使用系统资源及系统服务，这种接口方式通常采用若干系统调用组成。系统调用是操作系统对外提供的一批系统子功能，是一类特殊的过程调用，由机器指令完成。

（3）操作系统的交互界面

它直接支持界面和程序界面，提供一个易用性的操作平台，使用户非常方便地寻找和使用各种命令、执行各类程序，完成各种操作。

例：菜单驱动、视窗操作环境等

交互界面要求是友好的，设计时应考虑简化命令、用户响应（提示、求助）和系统后援（命

令重呼、确认）等问题

第二章：进程管理

1．试画出下面四条语句的前趋图：

S1：a=x+y

S2: b=Z+1

S3: c=a-b

S4: w=c+1

2．进程有什么特征？

答：进程的主要特征是：

动态性：它由“创建”而产生，由”调用“而执行，因得不到执行而暂停执行，最后”撤销“而消亡。具有一定的生命周期

并发性：进程的多个实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行

独立性：进程实体是能独立运行的单位，是系统独立获得资源，独立调度的基本单位

异步性：进程间是以各自独立的，不可与之的速度向前颓景的

结构性特征：进程实体有结构，它由程序段，数据观和进程控制块三部分组成。

3．PCB有什么作用？PCB中主要包括什么信息？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？

答: 操作系统管理的进程是多种多样的，要对这些进程实施有效的管理，必须对进程进行抽象。为了便于系统控制和描述进程的活动，在操作系统核心为进程定义了一个进程控制块PCB。PCB用于描述进程的基本情况以及进程运行和变化的过程，它与进程一一对应。当系统创建进程时，为进程分配一个PCB；在进程运行过程中，系统通过PCB对进程实施管理和控制；进程结束时，系统将收回PCB。

PCB中的内容主要包括调度信息和现场信息两大部分。调度信息包括进程名、进程号、优先级、当前状态、资源信息、程序和数据的位置信息、隶属关系和各种队列指针信息等。现场信息主要包括程序状态字、时钟寄存器和界限寄存器等描述进程运行情况的信息。

在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB 对进程进行控制，系统是根据进程的PCB 而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB 是进程存在的唯一标志. 4．请画出完整的进程状态转换图并说出在什么情况下进程会出生何种状态转换。答：进程状态转换图如下：

5．进程的三种基本状态是什么？请说明进程在三种基本状态之间转换的典型原因。

答：三种基本状态是：就绪、执行和阻塞状态。

进程三种状态的转换：

a. 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态.

b. 当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻塞

状态.

c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态.

6．进程在运行时存在那两种制约关系？并举例说明。

答：1、间接相互制约；2、直接制约关系；

7．进程同步应遵守哪些基本准则？常用的同步机制有哪些？

答：a. 空闲让进.当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲状态，允许一个请求进入临界区的进程立即进入临界区，以有效利用临界资源

b. 忙则等待.当已有进程处于临界区时，表面临界资源正在被访问，因而其他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

8．用信号量(signal和wait操作)实现下图所示前趋关系：

9．试比较进程间低级和高级通信工具。当前有哪几种进程间高级通信工具？答：用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程序员来实现，而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作