操作系统习题答案.pdf

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1、1.2定义处理器寄存器的两种主要类别。用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器，哪些分配给寄存器。一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。1.8多处理器系统和多核系统的区别是什么？多处理器系统（MultiprocessorSystems）是指包含两台或多台功能相近的处理器，处理器之间彼此可以交换数据，所有处理器共

2、享内存，I/O设备，控制器，及外部设备，整个硬件系统由统一的操作系统控制，在处理器和程序之间实现作业、任务、程序、数组极其元素各级的全面并行。多内核（multicorechips）是指在一枚处理器（chip）中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。2.3什么是多道程序设计？是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态。这就称为多道程序设计。多道程序技术运行的特征：多道、宏观上并行、微观上串行。2.7解释实地址和虚地址的区别。实地址指的是主存中的地址，实际

3、的主存储器的地址，对应主存空间，亦称物理空间。虚地址：虚拟存储器的辅助存储部分也能让用户像内存一样使用，用户编程时指令地址允许涉及辅存大小的空间范围。虚地址指的是存在于虚拟内存中的地址，它有时候在磁盘中有时候在主存中。3.5什么是交换，其目的是什么？交换是指把主存中某个进程的一部分或者全部内容转移到磁盘。当主存中没有处于就绪态的进程时，操作系统就把一个阻塞的进程换出到磁盘中的挂起队列，即：暂时保存从内存中被驱逐出来的进程队列。从而使另一个进程可以进入主存执行。3.12中断和陷阱有什么区别？在程序运行过程中，系统出现了一个必须由CPU立即处理的情况，此时

4、，CPU暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。中断与当前正在运行的进程无关的某些类型的外部事件相关，如完成一次I/O操作。陷阱指的是当异常或者中断发生时，处理器捕捉到一个执行线程，并且将控制权转移到操作系统中某一个固定地址的机制。陷阱与当前正在运行的进程所产生的错误或异常条件相关，如非法的文件访问。4.2请列出线程间的模式切换比进程间的模式切换开销更低的原因。进程间切换的步骤：1，保存程序计数其以及其他寄存器。2，更新当前处于“运行态”的进程的进程控制块，把进程状态改为相应状态，更新其他相关域3，把被切换进程的进程控制块移到相关状态的

5、队列4，选择另外一个进程开始执行，把该进程进程控制块的状态改为“运行态”5，恢复被选择进程的处理器在最近一次被切换出运行态时的上下文，比如载入程序计数器以及其他处理器的值进程间切换伴随着两次模式切换（用户--内核，内核--用户）。（同一进程内）线程间切换的步骤：线程分两种，用户级线程和内核级线程。在用户级线程中，有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，内核没有意识到线程的存在。（同一进程内）用户级线程间切换时，只需要保存用户寄存器的内容，程序计数器，栈指针，不需要模式切换。在内核级线程中，有关线程的管理工作都是由内核完成的，应用程序部分没有线程管理的权

6、限，只有一个接口（API)。（同一进程内）内核级线程间切换时，除了保存上下文，还要进行模式切换。4.7列出用户级线程相对于内核级线程的两个缺点。1.在典型的操作系统中，许多系统调用都会引起阻塞。因此，当用户级线程执行一个系统调用时，不仅这个线程会被阻塞，进程中的所有线程都会被阻塞。2.在纯粹的用户级进程策略中，一个多线程应用程序不能利用多处理技术。内核一次只把一个进程分配给一个处理器，因此一次进程中只能有一个线程可以执行。5.3执行并发进程的最基本要求是什么？并发进程的最基本要求是增加进程间的互斥能力。5.7列出对互斥的要求。1.必须强制实施互斥：在具

7、有关于相同资源或共享对象的临界区的所有进程中，一次只允许一个进程进入临界区。2.一个在临界区停止的进程必须不干涉其他进程。3.绝不允许出现一个需要访问临界区的进程被无限延迟的情况，即不会饿死或饥饿。4.当没有进程在临界区中时，任何需要进入临界区的进程必须能够立即进入。5.对相关进程的速度和处理器的数目没有任何要求和限制。6.一个进程驻留在临界区中的时间是有限的。6.2可能发生死锁所必须的三个条件是什么？互斥，请求与保持，不剥夺。（产生死锁的第４个条件是循环等待。）6.6如何防止循环等待条件？将系统中的所有资源统一编号，通过定义资源类型的线性顺序，进程可

8、在任何时刻提出资源申请，但所有申请必须按照资源的编号顺序（升序）提出。这样做就能保证系统不出现