操作系統(tǒng)概念第七版習(xí)題答案中文版完整版

1、1.1在多道程序和分時(shí)環(huán)境中，多個(gè)用戶同時(shí)共享一個(gè)系統(tǒng)，這種情況導(dǎo)致多種安全問(wèn)題。a.列出此類(lèi)的問(wèn)題b.在一個(gè)分時(shí)機(jī)器中，能否確保像在專(zhuān)用機(jī)器上一樣的安全度？并解釋之。Answer:a.竊取或者復(fù)制某用戶的程序或數(shù)據(jù)；沒(méi)有合理的預(yù)算來(lái)使用資源（CPU，內(nèi)存，磁盤(pán)空間，外圍設(shè)備）ｂ應(yīng)該不行，因?yàn)槿祟?lèi)設(shè)計(jì)的任何保護(hù)機(jī)制都會(huì)不可避免的被另外的人所破譯，而且很自信的認(rèn)為程序本身的實(shí)現(xiàn)是正確的是一件困難的事。1.2資源的利用問(wèn)題在各種各樣的操作系

2、統(tǒng)中出現(xiàn)。試?yán)e在下列的環(huán)境中哪種資源必須被嚴(yán)格的管理。（ａ）大型電腦或迷你電腦系統(tǒng)（ｂ）與服務(wù)器相聯(lián)的工作站（ｃ）手持電腦Answer:（ａ）大型電腦或迷你電腦系統(tǒng)：內(nèi)存和CPU資源，外存，網(wǎng)絡(luò)帶寬（ｂ）與服務(wù)器相聯(lián)的工作站：內(nèi)存和CPU資源（ｃ）手持電腦：功率消耗，內(nèi)存資源1.3在什么情況下一個(gè)用戶使用一個(gè)分時(shí)系統(tǒng)比使用一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)或單用戶工作站更好？Answer:當(dāng)另外使用分時(shí)系統(tǒng)的用戶較少時(shí)，任務(wù)十分巨大，硬件速度很快，分時(shí)系

3、統(tǒng)有意義。充分利用該系統(tǒng)可以對(duì)用戶的問(wèn)題產(chǎn)生影響。比起個(gè)人電腦，問(wèn)題可以被更快的解決。還有一種可能發(fā)生的情況是在同一時(shí)間有許多另外的用戶在同一時(shí)間使用資源。當(dāng)作業(yè)足夠小，且能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上合理的運(yùn)行時(shí)，以及當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能能夠充分的運(yùn)行程序來(lái)達(dá)到用戶的滿意時(shí)，個(gè)人計(jì)算機(jī)是最好的，。1.4在下面舉出的三個(gè)功能中，哪個(gè)功能在下列兩種環(huán)境下，(a)手持裝置(b)實(shí)時(shí)系統(tǒng)需要操作系統(tǒng)的支持？(a)批處理程序(b)虛擬存儲(chǔ)器(c)分時(shí)Answe

4、r:對(duì)于實(shí)時(shí)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)需要以一種公平的方式支持虛擬存儲(chǔ)器和分時(shí)系統(tǒng)。對(duì)于手持系統(tǒng)，操作系統(tǒng)需要提供虛擬存儲(chǔ)器，但是不需要提供分時(shí)系統(tǒng)。批處理程序在兩種環(huán)境中都是非必需的。1.5描述對(duì)稱多處理（ＳＭＰ）和非對(duì)稱多處理之間的區(qū)別。多處理系統(tǒng)的三個(gè)優(yōu)點(diǎn)和一個(gè)缺點(diǎn)？Answer:ＳＭＰ意味著所以處理器都對(duì)等，而且IO可以在任何處理器上運(yùn)行。非對(duì)稱多處理有一個(gè)主處理器控制系統(tǒng)，與剩下的處理器是隨從關(guān)系。主處理器為從處理器安排工作，而且IO

5、也只在主處理器上運(yùn)行。多處理器系統(tǒng)能比單處理器系統(tǒng)節(jié)省資金，這是因?yàn)樗麄兡芄蚕硗庠O(shè)，大容量存儲(chǔ)和電源供給。它們可以更快速的運(yùn)行程序和增加可靠性。多處理器系統(tǒng)能比單處理器系統(tǒng)在軟、硬件上也更復(fù)雜（增加計(jì)算量、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、增加可靠性）1.6集群系統(tǒng)與多道程序系統(tǒng)的區(qū)別是什么？?jī)膳_(tái)機(jī)器屬于一個(gè)集群來(lái)協(xié)作提供一個(gè)高可靠性的服務(wù)器的要求是什么？Answer:集群系統(tǒng)是由多個(gè)計(jì)算機(jī)耦合成單一系統(tǒng)并分布于整個(gè)集群來(lái)完成計(jì)算任務(wù)。另一方面，多道程序系統(tǒng)可

6、以被看做是一個(gè)有多個(gè)CPU組成的單一的物理實(shí)體。集群系統(tǒng)的耦合度比多道程序系統(tǒng)的要低。集群系統(tǒng)通過(guò)消息進(jìn)行通信，而多道程序系統(tǒng)是通過(guò)共享的存儲(chǔ)空間。為了兩臺(tái)處理器提供較高的可靠性服務(wù)，兩臺(tái)機(jī)器上的狀態(tài)必須被復(fù)制，并且要持續(xù)的更新。當(dāng)一臺(tái)處理器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)處理器能夠接管故障處理的功能。此操作時(shí)，就中斷CPU來(lái)說(shuō)明操作已經(jīng)完成。設(shè)備和CPU都可以被內(nèi)存同時(shí)訪問(wèn)。內(nèi)存控制器對(duì)這兩個(gè)實(shí)體以公平的方式給內(nèi)存總線提供存取。CPU可能不能同時(shí)以

7、很快的速度配給給內(nèi)存操作，因?yàn)樗仨毴ジ?jìng)爭(zhēng)設(shè)備而使得自己存取到內(nèi)存總線中去。1.12一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)沒(méi)有在硬件中提供個(gè)人模式（privilegedmode）。對(duì)于這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可能構(gòu)成安全的操作系統(tǒng)嗎？對(duì)可能和不可能兩種情況分別給出理由。Answer:一種類(lèi)型處理器的操作系統(tǒng)需要在任何時(shí)候都被控制（或監(jiān)測(cè)模式）。有兩種方法可以完成這個(gè)操作：a.所有用戶程序的軟件翻譯（像一些BASIC，Java，LISPsystems）。在軟件中，軟

8、件解釋程序能夠提供硬件所不能提供的。b.要求所有程序都用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)，以便于所以目標(biāo)代碼都被編譯出來(lái)。編譯器將會(huì)產(chǎn)生硬件忽略的防護(hù)性檢查（inline或功能調(diào)用）。1.13給出緩存（caches）十分有用的兩個(gè)理由。他們解決了什么問(wèn)題？他們引起了什么問(wèn)題？如果緩存可以被做成裝備想要緩存的容量（例如，緩存像磁盤(pán)那么大），為什么不把它做的那么大，其限制的原因是什么Answer:當(dāng)兩個(gè)或者更多的部件需要交換數(shù)據(jù)，以及組成部件以不同的速度完成轉(zhuǎn)

9、換時(shí)，緩存是十分有用的。緩存通過(guò)在個(gè)組成部件之間提供一個(gè)中間速度的緩沖區(qū)來(lái)解決轉(zhuǎn)換問(wèn)題。如果速度較快的設(shè)備在緩存中發(fā)現(xiàn)它所要的數(shù)據(jù)，它就不需要再等待速度較慢的設(shè)備了。緩存中的數(shù)據(jù)必須與組成部件中的要一致。如果一個(gè)組成部件中的數(shù)據(jù)值改變了，緩存中的這個(gè)數(shù)據(jù)也必須更新。在多進(jìn)程系統(tǒng)中，當(dāng)有不止一個(gè)進(jìn)程可能進(jìn)入同一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，這就成了一個(gè)顯著的問(wèn)題。一個(gè)組成部件將會(huì)被一個(gè)同等大小的組成部件所消除，但是只有當(dāng)(a)緩存和組成部件有相同狀態(tài)存儲(chǔ)能力

10、（也就是，當(dāng)斷電的時(shí)候，組成部件還能保存它的數(shù)據(jù)，緩存也一樣能保存它的數(shù)據(jù)），(b)緩存是可以負(fù)擔(dān)的起的，因?yàn)樗俣雀斓拇鎯?chǔ)器意味著更高的價(jià)格。1.14試舉例說(shuō)明在下列的進(jìn)程環(huán)境中，快速緩沖貯存區(qū)的數(shù)據(jù)保持連貫性的問(wèn)題是怎樣表明的？(a)單道程序系統(tǒng)（Singleprocesssystems）(b)多道程序系統(tǒng)（Mulitiprocesssystems）(c)分布式系統(tǒng)（Distributesystems）Answer:在單道程序系統(tǒng)（

11、Singleprocesssystems）中，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程發(fā)布更新給快速緩沖貯存區(qū)的數(shù)據(jù)時(shí)，內(nèi)存需要被更新。這些更新一種快速的或緩慢的方式執(zhí)行。在多道程序系統(tǒng)（Mulitiprocesssystems）中，不同的進(jìn)程或許在它的本地存儲(chǔ)上存儲(chǔ)相同的內(nèi)存位置。當(dāng)更新發(fā)生時(shí)，其它存儲(chǔ)的位置需要使其無(wú)效或更新。在分布式系統(tǒng)（Distributesystems）中，快速存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)不是問(wèn)題，然而，當(dāng)客戶機(jī)存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)時(shí)，協(xié)調(diào)問(wèn)題就會(huì)被提及。1.