1.1 存儲程序式的計算機的主要特點是什么?答：是集中順序過程控制，即控制部件根據程序對整個計算機的活動實行集中過程控制，并根據程序規定的順序依次執行每一個操作。 集中控制：由CPU集中管理順序性：程序計數器控制過程性：模擬人們手工操作過程1.2 批處理系統和分時系統各具有什么特點?為什么分時系統的響應比較快?答:在批處理系統中操作人員將作業成批裝入計算機并由計算機管理運行，在程序的運行期間用戶不能干預，因此批處理系統的特點是:用戶脫機使用計算機，作業成批處理，系統內多道程序并發執行以及交互能力差。在分時系統中不同用戶通過各自的終端以及交互方式共同使用一臺計算機，以計算機“分時”的方法輪流為每個用戶服務。分時系統的主要特點是：多個用戶使用計算機的同時性，人機問答方式的交互性，每個用戶獨立使用計算機的獨占性以及系統響應的及時性。分時系統一般采用時間輪轉的方法，使一臺計算機同時為多個終端用戶服務，因此分時系統的響應比較快。1.4 什么是多道程序設計技術？試論述多道程序運行的特征。答：多道程序設計技術是指同時把多個作業（程序）放入內存并允許它們交替執行和共享系統中的各類資源；當一道程序因為某種原因（如I/O請求）而暫停執行時，CPU立即轉去執行另一道程序。多道程序運行具有如下特征： 多道：計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序、 宏觀上并行：同時進入系統的幾道程序都處于運行過程中，它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。 微觀上串行：從微觀上看，內存中的多道程序輪流或分時地占有處理機，交替執行。1.6 操作系統的主要特征是什么？為什么會具有這樣的特征？答：操作系統具備的主要特征就是并發和共享。另外，由于操作系統要隨時處理各種事件，所以它也具備不確定性。具有這樣的特性是因為為了充分利用計算機系統的資源，一般采用多個同時性用戶分用的策略。以順序計算為基礎的計算機系統要完成并處理的功能，必將導致順序計算模型與并行計算模型的矛盾，必須解決資源共享和多任務并發執行的問題。2.1 什么是操作系統虛擬機？答:配置了操作系統的裸機稱為操作系統虛擬機。2.3 什么是處理機的態？為什么要區分處理機的態？答：是中央處理機的工作狀態，當前它正在執行哪些程序。為了保護操作系統和進行正確地管理和控制，其本身是不能被破壞的。為此，系統應建立一個保護環境，采用的辦法就是區分處理機的工作狀態。至少需要區分兩種狀態：管態和用戶態。2.4 什么是管態？什么是用戶態？兩者有何區別？答：管態（系統態）是操作系統管理程序執行時機器所處的狀態。用戶態（目的態）是用戶程序執行時機器所處的狀態。這需要計算機硬件的支持，在計算機狀態寄存器下中需設置一個系統狀態位（模式位）。若有了系統狀態位就可以區分當前正在執行的是系統程序還是用戶程序。2.5 什么是中斷？在計算機系統中為什么要引進中斷？答：是指某個事件（如電源掉電、定點加法溢出或I/O傳輸結束等）發生時，系統中止現行程序的運行、引出處理事件程序對該事件進行處理，處理完畢后返回斷點，繼續執行。引進中斷是為了實現并并發活動，為了實現計算機系統的自動化工作。2.8中斷和俘獲有什么不同？答：由處理機外部事件引起的中斷稱為外中斷，又稱中斷。由處理機內部事件引起的中斷稱為俘獲。終端和俘獲的來源和響應的先后次序不同.2-9 什么是中斷響應，其實質是什么？答：中斷響應是當處理機發現已有中斷請求時，中止現行的程序執行，并自動引出中斷處理程序的過程。其實質是交換指令執行地址和處理機狀態。2.10 什么是程序狀態字，在微機中它一般由哪兩部分組成？答：是反映程序執行時機器所處的現行狀態的代碼。在微機中它一般是由指令計數器（PC）和處理機狀態寄存器（PS）組成。2.11 什么是向量中斷？什么是中斷向量？答：向量中斷是指當中斷發生時，由中斷源自己引導處理機進入中斷服務程序的中斷過程。中斷向量就是存儲該類型中斷服務例行程序的入口地址和處理機狀態字的存儲單元。2.12 以trap指令為例，用圖說明自陷處理的一般過程。3.2系統引導的主要任務是什么？答：將操作系統的必要部分裝入主存并使系統運行，最終處于命令接受狀態。3.3 處理應用程序分哪幾個作業步？答：用某種預言編制一個程序，該程序被稱為源程序。將源程序和初始數據記錄在某種輸入介質上，一般在終端設備上直接編輯源程序。按照一定的要求控制計算機工作，并經過加工，最終計算出結果。3.4 靜態連接和動態鏈接有什么區別？答：靜態連接是將所需的外部調用函數連接到目標文件中形成一個完整的主存映像文件。動態鏈接是將這一連接工作延遲到程序運行的時候進行，它需要的支持是動態鏈接庫。3.6 什么是系統調用？簡述系統調用的執行過程。答：1、系統調用是操作系統提供給編程人員的唯一接口。是利用訪管指令定義的指令。2、用戶在程序中使用系統調用，給出系統調用名和函數后，即產生一條相應的陷入指令，通過陷入處理機制調用服務，引起處理機中斷，然后保護處理機現場，取系統調用功能號并尋找子程序入口，通過入口地址表來調用系統子程序，然后返回用戶程序繼續執行。4.1 試解釋下列名詞：程序的順序執行一個計算由若干操作組成，而這些操作必須按照某種先后次序來執行，以保證操作的結果是正確的，則這類計算過程就是程序的順序執行過程。程序的并發執行若干個程序段同時在系統中運行，這些程序段的執行在時間上是重疊的，一個程序段的執行尚未結束，另一個程序段的執行已經開始，即使這種重疊是很小的一部分，也稱這幾個程序段是并發執行的。4.3 什么是進程？進程與程序的主要區別是什么？答：進程是指一個具有一定獨立功能的程序關于某個數據集合的一次運行活動。進程是動態的，程序的靜態的，進程是程序的動態執行過程。4-6 進程有哪幾種基本狀態？在一個系統中為什么必須區分出這幾種狀態？答：進程有三種基本狀態，即運行狀態，就緒狀態，等待狀態。如果系統能為每個進程提供一臺處理機，則系統中所有進程都可以同時執行，但實際上處理機的數目總是小于進程數，因此往往只有少數幾個進程可真正獲得處理機控制權。4.7 某系統進程狀態變遷圖如圖4.31所示，所采用的調度方法為非剝奪方法，回答以下問題：發生變遷2、變遷3、變遷4、的原因是什么？答:當運行進程在分得的時間片內未完成，時間片到將發生變遷2.當運行進程在執行過程中，需要等待某時間的發生才能繼續向下執行，此時會發生變遷3.當等待進程等待的事件發生了，將會發生變遷4.下述因果變遷是否可能發生？如果可能的話，在什么情況下發生？ 31 21 32 41 答:正在運行的進程因等待某事件的發生而變為等待狀態的變遷3，在就緒隊列非空時必然引起一個就緒進程被調度執行的變遷1。正運行的進程因時間片到變為就緒狀態的變遷2，必然引起一個就緒進程被調度執行的變遷1.4.8 什么是進程控制塊？它有什么作用？答：為了描述一個進程和其他進程以及系統資源的關系，為了刻畫一個進程在各個不同時期所處的狀態，人們采用一了個與進程相聯系的數據塊，稱為進程控制塊 PCB (process control block) 或稱為進程描述器（process descriptor）。 其作用是描述進程的動態特征，進程與其他進程和系統資源的關系。S4-11在下圖所示的進程流程圖中，有五個進程合作完成某一任務。說明這五個進程之間的同步關系，并用p，v操作實現之，要求寫出程序描述。答：main( ) int s2,s3,s4,s5=0; /*表示進程p2，p3，p4,p5能否執行*/ cobegin P1( ); P2( );P3( ); P4( );見P116圖4.33F P5( ); coend P1( ) P2( ) P3( ) P4( ) P5( ) . p(s2); p(s3); p(s4); p(s5); . . . . . v(s2); . . . . v(s3); v(s5); v(s5); v(s4); 4-18 用于進程控制的原語主要有哪幾個？答：主要有：創建原語，撤銷原語，阻塞原語，喚醒原語。5.2什么是死鎖？試舉例說明？答：死鎖是兩個或多個進程被無限期地阻塞、相互等待的一種狀態。設一個具有3個磁帶驅動器的系統，現有3個進程，某時某刻，每個進程都占用了一個磁帶驅動器。如果每個進程都不釋放自己已占用的磁帶驅動器，而且還需要另一個磁帶驅動器，那么這3個進程就會處于互相死等的狀態，這種狀態稱為死鎖。5-6 下圖表示一帶閘門的運河，其上有兩架吊橋。吊橋坐落在一條公路上，為使該公路避開一塊沼澤地而令其橫跨運河兩次。運河和公路的交通都是單方向的。運河上的基本運輸由駁船擔負。在一艘駁船接近吊橋A時就拉汽笛警告，若橋上無車輛，吊橋就吊起，直到駁船尾部通過此橋為止。對吊橋 B 也按同樣次序處理。 （1） 一艘典型駁船的長度為200米，當它在河上航行時是否會產生死鎖？若會，其理由是什么？ （2） 如何能克服一個可能的死鎖？請提出一個防止死鎖的辦法。 （3） 如何利用信號燈上的P，V操作實現車輛和駁船的同步？答:（1）駁船長 200 米，當駁船通過了A橋，其船頭到達B橋，請求B橋吊起，而此時它的尾部仍占據 A 橋。若這個時候 B 橋上及 B 橋到 A 橋之間的公路上都被汽車占據，而汽車又要求通過 A 橋。這樣駁船和汽車都無法前進，形成死鎖的局面。 （2）可以有以下兩種方法： c資源的靜態分配。即進程把它所需要的所有資源在運行前提前申請，系統把它所需要的全部資源一次性都分配給它。也就是說，這時把 A 橋和 B 橋看成一個資源。打破了產生死鎖的四個必要條件之一的部分分配條件。 d可以規定資源按序申請和分配，從而破壞了死鎖的循環等待條件，防止死鎖的發生。規定如下：B 橋的序號小于 A 橋的序號，駁船和汽車都必須先申請序號小的資源 B 橋，申請得到滿足后，再申請序號大的資源 A 橋。（3）算法如下： c設置兩個互斥信號量 mutexa，mutexb，用來實現駁船和汽車對 A 橋和對 B 橋的互斥使用；設置一個共享變量 count，用來記錄當前占用 A 橋和 B 橋的汽車數并設置互斥信號量 mutex，用來實現汽車對共享變量 count 的互斥訪問。 Main( ) int mutexa, mutexb, mutex, count mutexa=1; mutexb=1; mutex=1; count=0; cobegin bargei; /i=1,2,.,m carj; /j=1,2,.,n coend bargei() . P(mutexb); P(mutexa); 吊起 B 橋; 吊起 A 橋; 駁船通過 A 橋； 放下 A 橋; 駁船通過 B 橋; 放下 B 橋; V(mutexa); V(mutexb); . carj() . P(mutex); count+; if(count=1) P(mutexb); P(mutexa); V(mutex); 汽車通過 B 橋; 汽車通過 AB 段公路; 汽車通過 A 橋； P(mutex); count-; if(count=0) V(mutexb); V(mutexa); V(mutex); . d設置兩個互斥信號量mutexa，mutexb，用來實現駁船和汽車對A橋和對B橋的互斥使用；設置兩個共享變量counta和countb，分別用來記錄A橋和B橋上的汽車數并設置互斥信號量mutex1和mutex2，用來實現汽車對共享變量counta和countb的互斥訪問。Main( ) int mutexa, mutexb, mutex1, mutex2, counta, countb; mutexa=1; mutexb=1; mutex1=mutex2=1; counta=countb=0; cobegin bargei; /i=1,2,.,m carj; /j=1,2,.,n Coendbargei() . P(mutexb); 吊起 B 橋; P(mutexa); 吊起 A 橋; 駁船通過 A 橋； 放下 A 橋; V(mutexa); 駁船通過 B 橋; 放下 B 橋; V(mutexb); . carj() . P(mutex2); countb+; if(countb=1) P(mutexb); V(mutex2); 汽車通過 B 橋; P(mutex2); countb-; if(countb=0) V(mutexb); V(mutex2); 汽車通過 AB 段公路; P(mutex1); counta+; if(counta=1) P(mutexa); V(mutex1); 汽車通過 A 橋； P(mutex1); counta-; if(counta=0) V(mutexa); V(mutex1); . 5-7 討論圖 5.8 描述的交通死鎖的例子（設各方向上的汽車是單線、直線行駛）： （1）對于產生死鎖的四個必要條件中的哪些條件在此例中是適用的？ （2）提出一個簡單的原則，它能避免死鎖。 （3）若用計算機實現交通自動管理，請用信號燈上的P、V操作來實現各方向上汽車行駛的同步。答：（1）路口是共享資源。 c 互斥條件：路口必須互斥使用，即汽車對它所需要的路口是排他性控制的。 d 不剝奪