《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程》第三版答案作者左萬(wàn)歷+周長(zhǎng)林

1、第一章第一章操作系統(tǒng)概述課后習(xí)題操作系統(tǒng)概述課后習(xí)題1.1.硬件將處理機(jī)劃分為兩種狀態(tài)，即管態(tài)和目態(tài)，這樣做給操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)什么好處硬件將處理機(jī)劃分為兩種狀態(tài)，即管態(tài)和目態(tài)，這樣做給操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)什么好處答：便于設(shè)計(jì)安全可靠的操作系統(tǒng)。管態(tài)和目態(tài)是計(jì)算機(jī)硬件為保護(hù)操作系統(tǒng)免受用戶程序的答：便于設(shè)計(jì)安全可靠的操作系統(tǒng)。管態(tài)和目態(tài)是計(jì)算機(jī)硬件為保護(hù)操作系統(tǒng)免受用戶程序的干擾和破壞而引入的兩種狀態(tài)。通常操作系統(tǒng)在管態(tài)下運(yùn)行，可以執(zhí)行所有機(jī)

2、器指令；而用戶干擾和破壞而引入的兩種狀態(tài)。通常操作系統(tǒng)在管態(tài)下運(yùn)行，可以執(zhí)行所有機(jī)器指令；而用戶程序在目態(tài)下運(yùn)行，只能執(zhí)行非特權(quán)指令。如果用戶程序企圖在目態(tài)下執(zhí)行特權(quán)指令，將會(huì)引程序在目態(tài)下運(yùn)行，只能執(zhí)行非特權(quán)指令。如果用戶程序企圖在目態(tài)下執(zhí)行特權(quán)指令，將會(huì)引起保護(hù)性中斷，由操作系統(tǒng)終止該程序的執(zhí)行，從而保護(hù)了操作系統(tǒng)。起保護(hù)性中斷，由操作系統(tǒng)終止該程序的執(zhí)行，從而保護(hù)了操作系統(tǒng)。2.2.何為特權(quán)指令何為特權(quán)指令舉例說(shuō)明之。如果允明之。

3、如果允許用戶執(zhí)戶執(zhí)行特行特權(quán)指令，會(huì)指令，會(huì)帶來(lái)什么后果？來(lái)什么后果？答：只能在答：只能在管態(tài)下才能執(zhí)行的指令稱為特權(quán)指令。如開(kāi)關(guān)中斷、置程序狀態(tài)寄存器等。如果允許用戶執(zhí)行管態(tài)下才能執(zhí)行的指令稱為特權(quán)指令。如開(kāi)關(guān)中斷、置程序狀態(tài)寄存器等。如果允許用戶執(zhí)行特權(quán)指令，它將不僅影響當(dāng)前運(yùn)行的程序，而且還有可能影響操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至整個(gè)特權(quán)指令，它將不僅影響當(dāng)前運(yùn)行的程序，而且還有可能影響操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至整個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)。3.3.中

4、斷向量在機(jī)器中的存儲(chǔ)位置是由硬件確定的，還是由軟件確定的中斷向量在機(jī)器中的存儲(chǔ)位置是由硬件確定的，還是由軟件確定的答：中斷向量在機(jī)器答：中斷向量在機(jī)器中的位置是由硬件確定的。例如，在中的位置是由硬件確定的。例如，在INTELINTEL80x8680x86CPUCPU中，內(nèi)存空中，內(nèi)存空間0x00000——0x003ff為中斷向量空斷向量空間。4.4.中斷向量的內(nèi)容是由操作系統(tǒng)程序確定的還是由用戶程序確定的？中斷向量的內(nèi)容是由操作系統(tǒng)程序

5、確定的還是由用戶程序確定的？答：中斷向量的內(nèi)容是答：中斷向量的內(nèi)容是由操作系統(tǒng)程序確定的。向量的內(nèi)容包括中斷處理程序的入口地址和程序狀態(tài)字（中斷處理程由操作系統(tǒng)程序確定的。向量的內(nèi)容包括中斷處理程序的入口地址和程序狀態(tài)字（中斷處理程序運(yùn)行環(huán)境）序運(yùn)行環(huán)境），中斷處理程序是由操作系統(tǒng)裝入內(nèi)存的，操作系統(tǒng)將根據(jù)裝入的實(shí)際地址和該，中斷處理程序是由操作系統(tǒng)裝入內(nèi)存的，操作系統(tǒng)將根據(jù)裝入的實(shí)際地址和該中斷處理程序的運(yùn)行環(huán)境來(lái)填寫(xiě)中斷向量。中斷處

6、理程序的運(yùn)行環(huán)境來(lái)填寫(xiě)中斷向量。5.5.中斷向量?jī)?nèi)的處理機(jī)狀態(tài)位應(yīng)當(dāng)標(biāo)明是管態(tài)還是目態(tài)中斷向量?jī)?nèi)的處理機(jī)狀態(tài)位應(yīng)當(dāng)標(biāo)明是管態(tài)還是目態(tài)為什么什么答：應(yīng)當(dāng)標(biāo)明是管態(tài)。答：應(yīng)當(dāng)標(biāo)明是管態(tài)。該狀態(tài)由系統(tǒng)初試化程序設(shè)置，這樣才能保證中斷發(fā)生后進(jìn)入操作系統(tǒng)規(guī)定的中斷處理程序。狀態(tài)由系統(tǒng)初試化程序設(shè)置，這樣才能保證中斷發(fā)生后進(jìn)入操作系統(tǒng)規(guī)定的中斷處理程序。6.6.中斷和程序并發(fā)之間的關(guān)系是什么？中斷和程序并發(fā)之間的關(guān)系是什么？答：中斷是程序并發(fā)的必要

7、條件。如果沒(méi)有中答：中斷是程序并發(fā)的必要條件。如果沒(méi)有中斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權(quán)，無(wú)法按調(diào)度算法對(duì)處機(jī)進(jìn)行重新分配，一個(gè)程斷，操作系統(tǒng)不能獲得系統(tǒng)控制權(quán)，無(wú)法按調(diào)度算法對(duì)處機(jī)進(jìn)行重新分配，一個(gè)程序?qū)⒁恢边\(yùn)行到結(jié)束而不會(huì)被打斷。序?qū)⒁恢边\(yùn)行到結(jié)束而不會(huì)被打斷。7.7.說(shuō)明“說(shuō)明“?！焙汀岸选钡牟畹牟顒e答：棧是一塊按后進(jìn)先出（答：棧是一塊按后進(jìn)先出（FIFOFIFO）規(guī)則訪問(wèn)規(guī)則訪問(wèn)的存的存儲(chǔ)區(qū)域，用來(lái)區(qū)域，用來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)中斷嵌套和子程

8、序中斷嵌套和子程序調(diào)用的參數(shù)和返回?cái)帱c(diǎn)。而堆用的參數(shù)和返回?cái)帱c(diǎn)。而堆雖然是一然是一塊存儲(chǔ)區(qū)域，但是區(qū)域，但是對(duì)堆的堆的訪問(wèn)訪問(wèn)是任意的，沒(méi)有后任意的，沒(méi)有后進(jìn)先出的要求，堆主要用來(lái)先出的要求，堆主要用來(lái)為動(dòng)態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)變量分配存量分配存儲(chǔ)空間。8.8.何為系統(tǒng)棧？何為用戶棧？系統(tǒng)棧有何用途？用戶棧有何用途何為系統(tǒng)棧？何為用戶棧？系統(tǒng)棧有何用途？用戶棧有何用途答：答：系統(tǒng)棧系統(tǒng)棧是內(nèi)存中操作是內(nèi)存中操作系統(tǒng)空間的一個(gè)固定區(qū)域；系統(tǒng)空間的一個(gè)

9、固定區(qū)域；用戶棧用戶棧是內(nèi)存中用戶空間的一個(gè)區(qū)域。是內(nèi)存中用戶空間的一個(gè)區(qū)域。系統(tǒng)棧的作用系統(tǒng)棧的作用：(1)(1)保存中保存中斷現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于嵌套中斷，被中斷程序的于嵌套中斷，被中斷程序的現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)信息依次信息依次壓入系入系統(tǒng)棧統(tǒng)棧，中斷返回，中斷返回時(shí)逆序逆序彈出；出；(2)保存操作系保存操作系統(tǒng)子程序子程序間相互相互調(diào)用的參數(shù)、返回用的參數(shù)、返回值、返回點(diǎn)、以及子程序的局部、返回點(diǎn)、以及子程序的局部變量。量。用戶棧的用戶棧的作用作用

10、：用于保存用戶進(jìn)程的子程序間相互調(diào)用的參數(shù)、返回值、返回點(diǎn)、以及子程序的局部變：用于保存用戶進(jìn)程的子程序間相互調(diào)用的參數(shù)、返回值、返回點(diǎn)、以及子程序的局部變量。量。9.9.用戶堆棧段的長(zhǎng)度為何無(wú)法確定用戶堆棧段的長(zhǎng)度為何無(wú)法確定答：用戶堆棧段的長(zhǎng)度主要取決于兩個(gè)因素：（答：用戶堆棧段的長(zhǎng)度主要取決于兩個(gè)因素：（1）用）用戶第二章第二章進(jìn)程、線程與作業(yè)課后習(xí)題進(jìn)程、線程與作業(yè)課后習(xí)題1.1.為何引入多道程序設(shè)計(jì)為何引入多道程序設(shè)計(jì)在多道程

11、序系統(tǒng)中，內(nèi)存中作業(yè)的道數(shù)是否越多越好在多道程序系統(tǒng)中，內(nèi)存中作業(yè)的道數(shù)是否越多越好請(qǐng)說(shuō)明原請(qǐng)說(shuō)明原因。因。答：引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的利用率。在多道程序系統(tǒng)中，答：引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)是為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的利用率。在多道程序系統(tǒng)中，內(nèi)存中作業(yè)的道數(shù)并非越多越好。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)存、外設(shè)等資源是有限的，只能容納內(nèi)存中作業(yè)的道數(shù)并非越多越好。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)存、外設(shè)等資源是有限的，只能容納適當(dāng)數(shù)量的作業(yè)，

12、當(dāng)作業(yè)道數(shù)增加時(shí)，將導(dǎo)致對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)激烈，系統(tǒng)開(kāi)銷增大，從而導(dǎo)致作適當(dāng)數(shù)量的作業(yè)，當(dāng)作業(yè)道數(shù)增加時(shí)，將導(dǎo)致對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)激烈，系統(tǒng)開(kāi)銷增大，從而導(dǎo)致作業(yè)的執(zhí)行緩慢，系統(tǒng)效率下降。業(yè)的執(zhí)行緩慢，系統(tǒng)效率下降。2.2.什么是進(jìn)程什么是進(jìn)程進(jìn)程具有那些主要特性進(jìn)程具有那些主要特性比較進(jìn)程與程序之間相同點(diǎn)與不同點(diǎn)答：進(jìn)程是比較進(jìn)程與程序之間相同點(diǎn)與不同點(diǎn)答：進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于一個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行活動(dòng)。特性：并發(fā)性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立具有

13、一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于一個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次執(zhí)行活動(dòng)。特性：并發(fā)性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性、交往性、異步性和結(jié)構(gòu)性。聯(lián)系：程序是進(jìn)程的組成部分，一個(gè)進(jìn)程存在的目的就是執(zhí)行性、交往性、異步性和結(jié)構(gòu)性。聯(lián)系：程序是進(jìn)程的組成部分，一個(gè)進(jìn)程存在的目的就是執(zhí)行其所對(duì)應(yīng)的程序。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，而進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的；進(jìn)程是有生存期的，而程序沒(méi)有；其所對(duì)應(yīng)的程序。區(qū)別：程序是靜態(tài)的，而進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的；進(jìn)程是有生存期的，而程序沒(méi)有；一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程只

14、能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。3.3.有人說(shuō)，用戶進(jìn)程所執(zhí)行的程序一定是用戶自己編寫(xiě)的。有人說(shuō)，用戶進(jìn)程所執(zhí)行的程序一定是用戶自己編寫(xiě)的。這種說(shuō)法對(duì)嗎？如不對(duì)舉例說(shuō)明這種說(shuō)法對(duì)嗎？如不對(duì)舉例說(shuō)明之。之。答：這種說(shuō)法不對(duì)。例如，答：這種說(shuō)法不對(duì)。例如，C編譯程序以用戶進(jìn)程身份運(yùn)行，但編譯程序以用戶進(jìn)程身份運(yùn)行，但C編譯程序并不是用戶自編譯程序并不是用戶自己編寫(xiě)的。此外還有字處理程序等工具軟件。己編寫(xiě)的

15、。此外還有字處理程序等工具軟件。4.4.什么是進(jìn)程上下文？進(jìn)程上下文包括那些成分？那些成分對(duì)目態(tài)程序是可見(jiàn)的？什么是進(jìn)程上下文？進(jìn)程上下文包括那些成分？那些成分對(duì)目態(tài)程序是可見(jiàn)的？答：答：在UNIXUNIXSystemSystemV中，將進(jìn)程的物理實(shí)體與支持進(jìn)程運(yùn)行的物理環(huán)境合稱為進(jìn)程上下文中，將進(jìn)程的物理實(shí)體與支持進(jìn)程運(yùn)行的物理環(huán)境合稱為進(jìn)程上下文(process(processcontext)context)，進(jìn)程上下文包括三個(gè)組成

16、部分：用戶級(jí)上下文。是由用戶進(jìn)程的程序塊、用戶數(shù)，進(jìn)程上下文包括三個(gè)組成部分：用戶級(jí)上下文。是由用戶進(jìn)程的程序塊、用戶數(shù)據(jù)塊（含共享數(shù)據(jù)塊）和用戶堆棧組成的進(jìn)程地址空間。據(jù)塊（含共享數(shù)據(jù)塊）和用戶堆棧組成的進(jìn)程地址空間。系統(tǒng)級(jí)上下文。包括進(jìn)程控制系統(tǒng)級(jí)上下文。包括進(jìn)程控制塊、內(nèi)存管理信息、進(jìn)程環(huán)境塊，以及系統(tǒng)堆棧等組成的進(jìn)程地址空間塊、內(nèi)存管理信息、進(jìn)程環(huán)境塊，以及系統(tǒng)堆棧等組成的進(jìn)程地址空間寄存器上寄存器上下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各

17、類控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用戶堆下文。由程序狀態(tài)字寄存器、各類控制寄存器、地址寄存器、通用寄存器、用戶堆棧指針等組成。其中用戶級(jí)上下文及部分寄存器上下文對(duì)目態(tài)程序是可見(jiàn)得。棧指針等組成。其中用戶級(jí)上下文及部分寄存器上下文對(duì)目態(tài)程序是可見(jiàn)得。5.5.進(jìn)程一般具有哪三個(gè)主要狀態(tài)？舉例說(shuō)明狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因。進(jìn)程一般具有哪三個(gè)主要狀態(tài)？舉例說(shuō)明狀態(tài)轉(zhuǎn)換的原因。答：進(jìn)程在其生存期內(nèi)可能處答：進(jìn)程在其生存期內(nèi)可能處于如下三種基本狀態(tài)之一于

18、如下三種基本狀態(tài)之一:(1)(1)運(yùn)行態(tài)運(yùn)行態(tài)(RunRun):):進(jìn)程占有處理機(jī)資源，正在運(yùn)行。進(jìn)程占有處理機(jī)資源，正在運(yùn)行。顯然，在單顯然，在單處理機(jī)系統(tǒng)中任一時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程處于此種狀態(tài)處理機(jī)系統(tǒng)中任一時(shí)刻只能有一個(gè)進(jìn)程處于此種狀態(tài)(2)(2)就緒態(tài)就緒態(tài)(ReadyReady):):進(jìn)程本身具備運(yùn)進(jìn)程本身具備運(yùn)行條件，但由于處理機(jī)的個(gè)數(shù)少于可運(yùn)行進(jìn)程的個(gè)數(shù)，暫未投入運(yùn)行。即相當(dāng)于等待處理機(jī)資行條件，但由于處理機(jī)的個(gè)數(shù)少于可運(yùn)行

19、進(jìn)程的個(gè)數(shù)，暫未投入運(yùn)行。即相當(dāng)于等待處理機(jī)資源(3)(3)等待態(tài)等待態(tài)(WaitWait):):也稱掛起態(tài)也稱掛起態(tài)(SuspendedSuspended)、封鎖態(tài)、封鎖態(tài)(BlockedBlocked)、睡眠態(tài)、睡眠態(tài)(SleepSleep)。進(jìn)程本身不具備運(yùn)行條件，即使分給它處理機(jī)也不能運(yùn)行。進(jìn)程本身不具備運(yùn)行條件，即使分給它處理機(jī)也不能運(yùn)行。進(jìn)程正等待某一個(gè)事件的發(fā)生，進(jìn)程正等待某一個(gè)事件的發(fā)生，如等待某一資源被釋放，等待與該進(jìn)

20、程相關(guān)的如等待某一資源被釋放，等待與該進(jìn)程相關(guān)的IOIO傳輸?shù)耐瓿尚盘?hào)等。傳輸?shù)耐瓿尚盘?hào)等。進(jìn)程的三個(gè)基本狀態(tài)進(jìn)程的三個(gè)基本狀態(tài)之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。具體地說(shuō)，當(dāng)一個(gè)就緒進(jìn)程獲得處理機(jī)時(shí)，其狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\(yùn)行之間是可以相互轉(zhuǎn)換的。具體地說(shuō)，當(dāng)一個(gè)就緒進(jìn)程獲得處理機(jī)時(shí)，其狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\(yùn)行當(dāng)一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程被剝奪處理機(jī)時(shí)，如用完系統(tǒng)分給它的時(shí)間片，或出現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)別的其它進(jìn)當(dāng)一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程被剝奪處理機(jī)時(shí)，如用完系統(tǒng)分給它的時(shí)間片，或出現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)別

21、的其它進(jìn)程，其狀態(tài)由運(yùn)行變?yōu)榫途w程，其狀態(tài)由運(yùn)行變?yōu)榫途w當(dāng)一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程因某事件受阻時(shí)，如所申請(qǐng)資源被占用，啟動(dòng)當(dāng)一個(gè)運(yùn)行進(jìn)程因某事件受阻時(shí)，如所申請(qǐng)資源被占用，啟動(dòng)IOIO傳輸未完成，其狀態(tài)由運(yùn)行變?yōu)榈却齻鬏斘赐瓿?，其狀態(tài)由運(yùn)行變?yōu)榈却?dāng)所等待事件發(fā)生時(shí)，如得到申請(qǐng)資源，當(dāng)所等待事件發(fā)生時(shí)，如得到申請(qǐng)資源，IOIO傳輸傳輸完成，其狀態(tài)由等待變?yōu)榫途w。完成，其狀態(tài)由等待變?yōu)榫途w。6.6.有幾種類型進(jìn)程隊(duì)列？每類各應(yīng)設(shè)置幾個(gè)隊(duì)列？有幾種類型