《操作系统》作业部分参考答案2

第10章：Shell程序设计

1、说明shell程序(脚本)的用途，及执行shell脚本的方法

Shell程序广泛地应用于实现系统初启、配置和系统管理维护等工作

执行shell脚本的方法有3种

将脚本文件作为可执行文件：$ ./hello # hello是脚本文件

启动一个子Shell来执行脚本：$ bash hello # hello是脚本文件

由当前shell进程执行脚本：$ . Hello # hello是脚本文件

2、shell变量的分哪几类、什么是导出变量？

三类

1）用户变量：用户为实现某种应用目的而定义的变量。

2）环境变量：由系统预定义的变量，用于为Shell提供有关运行环境的信息。3）特殊变量：由Shell自定义的变量，用于记录Shell当前的运行状态的一些信息。

导出变量：可被任何子Shell引用的变量

3、分别说明题10-6中两条命令的不同之处

第1个命令，显示单引号``中的全部内容

第2个命令，显示双引号“”中的$LOGNAME，会替换成登录的用户名

4、说明命令执行后的可能结果

A) $ rm myfile

$ echo $?

若当前目录存在myfile文件，将被删除，显示为0；否则为1

B) $ expr 5 \& 0

$ echo $?

显示为0，和1

C) 已知$ date的结果：三10月28 12:08:05 CST 1998

$ set `date`

$ echo $6 $2 $3 $1

显示为1998 10月28 三

5、编写一个脚本，检查student用户是否登录，若登录即发送一个“hello！”信息。参考本章PPT例2，或例10.51

第11章：Linux系统管理

1、系统用户分分几类？

三类：超级用户：用户名为root，UID=0。普通用户：UID>=1000。特殊用户：UID=1-999，不能登录使用。

2、如何切换系统的单/多用户模式？

init 1单用户模式。init 3多用户模式

3、如何创建新用户及如何修改口令？

增加一个用户命令useradd[用户名]，口令命令：passwd [用户名]

4、如何切换用户？

口令命令：su [用户名]

5、如何终止前台进程？

用Ctrl+c键

6、如何查看磁盘空间占用情况？

用df 和du命令

补充：应用题：

1、某车站售票厅，任何时刻最多可容纳20名购票者进入，当售票厅中少于20名购票者时，厅外的购票者可立即进入，否则需要在外面等待。每个购票者可看成一个进程。问：

（1）进程之间是什么关系？

互斥

（2）使用P,V原语实现以上关系，请在以下空格填入相关原语。？

P、V操作表达购票者的工作过程如下：(`4’)

empty,mutex:semaphore;

empty:=100; mutex:=1;

begin

p(empty)

p(mutex)

进入厅内购票,购票后退出

v(empty)

v(mutex)

end.

2、设在公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：

司机：启动车辆，正常行车，到站停车。

售票员：上乘客，关车门，售票，开车门，下乘客。

问：

（1）设司机工作为一个进程，售票员工作为另一个进程，这两个进程之间是什

么关系？同步

（2）使用P,V原语实现以上关系，请在以下空格填入相关原语。

及其值。由于司机与售票员之间要互通消息，司机进程设置一个私有信号量run，用于判断是否关车门，司机能否启动车辆，初值为1。售票员进程设置一个私有信号量stop，用于判断是否停车，售票员是否能够开车门，初值为0

第三步：确定P（wait）、V（signal）操作的位置

司机操作中，是否关门？没关则等待，这是一个P操作，P(run)；

司机操作中，设立停车标志，这是一个V操作，V(stop)；

售票员操作中，是否停车？没停则等待，这是一个P操作，P(stop)；

售票员操作中，设立关门标志，这是一个V 操作，V(run)

lstop ,run:semaphore

run:=1; //是否关车门

stop:=0; //是否停车

Driver：begin cobegin

driver: begin

L1: P(run);

启动车辆；

正常行车；

到站停车；

V(stop);

goto L1;

end;

Conductor:begin

L2:上乘客；

关车门；

V(run);

售票；

P(stop);

问答题：

1、操作系统功能？

1、微处理器管理功能

在大型操作系统中．可存在多个微处理器，并同时可管理多个作业。怎样选出其中一个作业进入主存储器难备运行，怎样为这个作业分配微处理器等等，都由微处理器管理模块负责。微处理器管理模块，要对系统中各个微处理器的状态进行登记，还要登记各个作业对微处理器的要求。管理模块还要用一个优化算法实现最佳调度规则。把所有的微处理器分配给各个用户作业使用。最终日的是提高微处理器的利用率。这就是操作系统的微处理器管理功能。

2、内存管理功能

内存储器的管理，主要由内存管理模块来完成。内存管理模块对内存的管理分三步。首先为各个用户作业分配内存空间；其次是保护已占内存空间的作业不被破坏；最后，是结合硬件实现信息的物理地址至逻辑地址的变换。使用户在操作中不必担心信息究竟在四个具体空间――即实际物理地址，就可以操作，这样就方便了用户对计算机的使用和操作。内存管理模块对内存的管理是使用一种优化算法对内存管理进行优化处理，以提高内存的利用率。这就是操作系统的内存管理功能。

3、外部设备管理功能

由于计算机的不断发展，其应用领域越来越广泛，应用技术越来越提高，应用方法越来越简便，与用户的界面越来越友好，随之外部设备的种类也日益增多，功能不断提高，档次日渐升级，因此，操作系统的设备管理模块的功能也必须跟上外部设备的发展而不断发展、不断升级以适应外部设备的日益发展的需要。设备管理模块的任务是当用户要求某种设备时，应马亡分配给用户所要求的设备，并技用户要求驱动外部设备以供用户应用。并且对外部设备的中断请求，设备管理模块要给以响应并处理。这就是操作系统的外部设备管理功能。

4、文件管理功能

操作系统对文件的管理主要是通过文件管理模块来实现的。文件管理模块管理的范围包括文件目录、文件组织、文件操作和文件保护。

5、进程管理功能

进程管理也称作业管理，用户交给计算机处理的工作称为作业。作业管理是由进程管理模块来控制的，进程管理模块对作业执行的全过程进行管理和控制。

操作系统的微处理器管理功能、内存管理功能、外部设备管理功能、文件管理功能和进程管理功能简称操作系统的五大功能。这五大功能是较完整的操作系统的共性。）

2、操作系统分类？

1. 批处理操作系统

批处理(Batch Processing)操作系统的工作方式是：用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交给用户。

批处理操作系统的特点是：多道和成批处理。

2．分时操作系统

分时(Time Sharing)操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命令。分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。分

时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。多路性指，同时有多个用户使用一台计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU。交互性是指，用户根据系统响应结果进一步提出新请求(用户直接干预每一步)。“独占”性是指，用户感觉不到计算机为其他人服务，就像整个系统为他所独占。及时性指，系统对用户提出的请求及时响应。

常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统的结合。其原则是：分时优先，批处理在后。“前台”响应需频繁交互的作业，如终端的要求；“后台”处理时间性要求不强的作业。

3．实时操作系统

实时操作系统(RealTimeOperatingSystem，RTOS)是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。

4．嵌入式操作系统

嵌入式操作系统(EmbeddedOperating System)是运行在嵌入式系统环境中，对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的各种部件装置等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件。并使整个系统能高效地运行。

5. 个人计算机操作系统

个人计算机操作系统是一种单用户多任务的操作系统。个人计算机操作系统主要供个人使用，功能强、价格便宜，可以在几乎任何地方安装使用。它能满足一般人操作、学习、游戏等方面的需求。个人计算机操作系统的主要特点是计算机在某一时间内为单个用户服务；采用图形界面人机交互的工作方式，界面友好；使用方便，用户无需专门学习，也能熟练操纵机器。

6．网络操作系统

网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资源共享。特点：多用户多任务操作系统 UNIX、NETWARE、WINDOWS NT LINUX等

7．分布式操作系统

大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享

）

3. 什么是进程？什么是线程？进程与线程有何区别？

答：进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于：

线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性搞。

另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。

线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程（Process）是最初定义在Unix等多用户、多任务操作系统环境下用于表示应用程序在内存环境中基本执行单元的概念。以Unix操作系统为例，进程是Unix操作系统环境中的基本成分、是系统资源分配的基本单位。Unix操作系统中完成的几乎所有用户管理和资源分配等工作都是通过操作系统对应用程序进程的控制来实现的。

5．设备管理中的数据传送控制方式有哪几种？分别简述如何实现的。

答：程序直接控制；由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。中断方式:进程通过CPU发出指令启动外设，该进程阻塞。当输入完成时，I\O 控制器通过中断请求线向CPU发出中断信号，CPU进行中断处理。

DMA方式:在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路。

通道控制方式：CPU发出启动指令，指出通道相对应的操作和I/O设备，该指令就可启动通道并使该通过从内存中调出相应的通道指令执行。

6、什么是符号链接，什么是硬链接？符号链接与硬链接的区别是什么？

答：链接分硬链接和符号链接。

符号链接可以建立对于文件和目录的链接。符号链接可以跨文件系统，即可以跨磁盘分区。符号链接的文件类型位是l，链接文件具有新的i节点。

硬链接不可以跨文件系统。它只能建立对文件的链接，硬链接的文件类型位是－，且硬链接文件的i节点同被链接文件的i节点相同。

7. 进程的基本状态有哪些？这些状态之间是如何转换的？

答：

进程的基本状态有：就绪，阻塞，执行三种。

就绪到执行：进程调度

执行到就绪：时间片完

执行到阻塞：I/O请求或等待事件发生

阻塞到就绪：I/O完成或事件已发生

8．什么是设备独立性，它是如何实现的？

答：设备独立性即应用程序独立于使用的物理设备，在应用程序中使用逻辑设备

名称来请求使用某类设备。系统在执行时，是使用物理设备名称

要实现设备独立性必须由设备独立性软件来完成，包括执行所有设备的公有操作

系统提供统一的接口，其中逻辑设备到物理设备的映射是由逻辑设备表LUT完成的。

9．解释i节点在文件系统中的作用。

答：

链接分硬链接和符号链接。

符号链接可以建立对于文件和目录的链接。符号链接可以跨文件系统，即可以跨磁盘分区。符号链接的文件类型位是l，链接文件具有新的i节点。

硬链接不可以跨文件系统。它只能建立对文件的链接，硬链接的文件类型位是－，且硬链接文件的i节点同被链接文件的i节点相同。。

10、分页和分段的主要区别是什么？

答：（需要详细说明，此处略去细节）

（1）页是信息的物理单位，如2kB；而段是信息的逻辑单位，段的内容具有完

整的逻辑意义。分页是静态分区技术，而分段是动态分区技术。

（2）页的大小固定且由操作系统决定；而段的长度不固定，决定于用户所写的

程序；。

（3）分页的作业地址空间是一维线性的；而分段的作业地址空间是二维的。