操作系統(tǒng)精髓與設計原理課后答案

1、1操作系統(tǒng)精髓與設計原理課后答案操作系統(tǒng)精髓與設計原理課后答案第1章計算機系統(tǒng)概述計算機系統(tǒng)概述1.1列出并簡要地定義計算機的四個主要組成部分。主存儲器，存儲數(shù)據(jù)和程序；算術邏輯單元，能處理二進制數(shù)據(jù)；控制單元，解讀存儲器中的指令并且使他們得到執(zhí)行；輸入輸出設備，由控制單元管理。1.2定義處理器寄存器的兩種主要類別。用戶可見寄存器：優(yōu)先使用這些寄存器，可以使機器語言或者匯編語言的程序員減少對主存儲器的訪問次數(shù)。對高級語言而言，由優(yōu)化編譯

2、器負責決定把哪些變量應該分配給主存儲器。一些高級語言，如C語言，允許程序言建議編譯器把哪些變量保存在寄存器中?？刂坪蜖顟B(tài)寄存器：用以控制處理器的操作，且主要被具有特權的操作系統(tǒng)例程使用，以控制程序的執(zhí)行。1.3一般而言，一條機器指令能指定的四種不同操作是什么？處理器－寄存器：數(shù)據(jù)可以從處理器傳送到存儲器，或者從存儲器傳送到處理器。處理器－IO：通過處理器和IO模塊間的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)可以輸出到外部設備，或者從外部設備輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理：處

3、理器可以執(zhí)行很多關于數(shù)據(jù)的算術操作或邏輯操作?？刂疲耗承┲噶羁梢愿淖儓?zhí)行順序。1.4什么是中斷？中斷：其他模塊（IO，存儲器）中斷處理器正常處理過程的機制。1.5多中斷的處理方式是什么？處理多中斷有兩種方法。第一種方法是當正在處理一個中斷時，禁止再發(fā)生中斷。第二種方法是定義中斷優(yōu)先級，允許高優(yōu)先級的中斷打斷低優(yōu)先級的中斷處理器的運行。1.6內(nèi)存層次的各個元素間的特征是什么？存儲器的三個重要特性是：價格，容量和訪問時間。1.7什么是高速緩

4、沖存儲器？高速緩沖存儲器是比主存小而快的存儲器，用以協(xié)調(diào)主存跟處理器，作為最近儲存地址的緩沖區(qū)。1.8列出并簡要地定義IO操作的三種技術?？删幊蘄O：當處理器正在執(zhí)行程序并遇到與IO相關的指令時，它給相應的IO模塊發(fā)布命令（用以執(zhí)行這個指令）；在進一步的動作之前，處理器處于繁忙的等待中，直到該操作已經(jīng)完成。中斷驅(qū)動IO：當處理器正在執(zhí)行程序并遇到與IO相關的指令時，它給相應的IO模塊發(fā)布命令，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)指令，直到后者完成，它將被IO

5、模塊中斷。如果它對于進程等待IO的完成來說是不必要的，可能是由于后續(xù)指令處于相同的進程中。否則，此進程在中斷之前將被掛起，其他工作將被執(zhí)行。直接存儲訪問：DMA模塊控制主存與IO模塊間的數(shù)據(jù)交換。處理器向DMA模塊發(fā)送一個傳送數(shù)據(jù)塊的請求，（處理器）只有當整個數(shù)據(jù)塊傳送完畢后才會被中斷。1.9空間局部性和臨時局部性間的區(qū)別是什么？空間局部性是指最近被訪問的元素的周圍的元素在不久的將來可能會被訪問。臨時局部性（即時間局部性）是指最近被訪問

6、的元素在不久的將來可能會被再次訪問。1.10開發(fā)空間局部性和時間局部性的策略是什么？空間局部性的開發(fā)是利用更大的緩沖塊并且在存儲器控制邏輯中加入預處理機制。時間局部性的開發(fā)是利用在高速緩沖存儲器中保留最近使用的指令及數(shù)據(jù)，并且定義緩沖存儲的優(yōu)先級。第2章操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)概述3新建態(tài)：剛剛創(chuàng)建的進程，操作系統(tǒng)還沒有把它加入到可執(zhí)行進程組中。退出態(tài)：操作系統(tǒng)從可執(zhí)行進程組中釋放出的進程，或者是因為它自身停止了，或者是因為某種原因被取消。

7、3.4搶占一個進程是什么意思？處理器為了執(zhí)行另外的進程而終止當前正在執(zhí)行的進程，這就叫進程搶占。3.5什么是交換，其目的是什么？交換是指把主存中某個進程的一部分或者全部內(nèi)容轉(zhuǎn)移到磁盤。當主存中沒有處于就緒態(tài)的進程時，操作系統(tǒng)就把一個阻塞的進程換出到磁盤中的掛起隊列，從而使另一個進程可以進入主存執(zhí)行。3.6為什么圖3.9（b）中有兩個阻塞態(tài)？有兩個獨立的概念：進程是否在等待一個事件（阻塞與否）以及進程是否已經(jīng)被換出主存（掛起與否）。為適應

8、這種22的組合，需要兩個阻塞態(tài)和兩個掛起態(tài)。3.7列出掛起態(tài)進程的4個特點。1.進程不能立即執(zhí)行。2.進程可能是或不是正在等待一個事件。如果是，阻塞條件不依賴于掛起條件，阻塞事件的發(fā)生不會使進程立即被執(zhí)行。3.為了阻止進程執(zhí)行，可以通過代理把這個進程置于掛起態(tài)，代理可以是進程自己，也可以是父進程或操作系統(tǒng)。4.除非代理顯式地命令系統(tǒng)進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，否則進程無法從這個狀態(tài)中轉(zhuǎn)移。3.8對于哪類實體，操作系統(tǒng)為了管理它而維護其信息表？內(nèi)存、I

9、O、文件和進程。3.9列出進程控制塊中的三類信息。進程標識，處理器狀態(tài)信息，進程控制信息。3.10為什么需要兩種模式（用戶模式和內(nèi)核模式）？用戶模式下可以執(zhí)行的指令和訪問的內(nèi)存區(qū)域都受到限制。這是為了防止操作系統(tǒng)受到破壞或者修改。而在內(nèi)核模式下則沒有這些限制，從而使它能夠完成其功能。3.11操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個新進程所執(zhí)行的步驟是什么？1.給新進程分配一個唯一的進程標識號。2.給進程分配空間。3.初始化進程控制塊。4.設置正確的連接。5.創(chuàng)

10、建或擴充其他的數(shù)據(jù)結構。3.12中斷和陷阱有什么區(qū)別？中斷與當前正在運行的進程無關的某些類型的外部事件相關，如完成一次IO操作。陷阱與當前正在運行的進程所產(chǎn)生的錯誤或異常條件相關，如非法的文件訪問。3.13舉出中斷的三個例子。時鐘終端，IO終端，內(nèi)存失效。3.14模式切換和進程切換有什么區(qū)別？發(fā)生模式切換可以不改變當前正處于運行態(tài)的進程的狀態(tài)。發(fā)生進程切換時，一個正在執(zhí)行的進程被中斷，操作系統(tǒng)指定另一個進程為運行態(tài)。進程切換需要保存更多

11、的狀態(tài)信息。第4章線程、對稱多處理和微內(nèi)核線程、對稱多處理和微內(nèi)核4.1表3.5列出了在一個沒有線程的操作系統(tǒng)中進程控制塊的基本元素。對于多線程系統(tǒng)，這些元素中那些可能屬于線程控制塊，那些可能屬于進程控制塊？這對于不同的系統(tǒng)來說通常是不同的，但一般來說，進程是資源的所有者，而每個線程都有它自己的執(zhí)行狀態(tài)。關于表3.5中的每一項的一些結論如下：進程標識：進程必須被標識，而進程中的每一個線程也必須有自己的ID。處理器狀態(tài)信息：這些信息通常只