第1～3章习题讲解2010年春1.OS的主要目标是什么？(P33)解答：1）方便性：方便用户、程序员；2）有效性：提高软硬件资源利用率；3）可扩充性：便于扩充功能和性能；4）开放性：增加系统兼容性和互操作性。2.OS的作用可表现在哪几个方面？(P33)解答：1）从一般用户的观点，可把OS看作是用户与计算机硬件系统之间的接口；2）从资源管理角度看，可把OS视为计算机系统资源的管理者；3）OS作为系统软件覆盖在裸机之上后，便可获得一台功能显著增强的虚拟机器，因此，OS还有扩充机器的作用。13.OS有那几大特征？最基本的特征是什么？（P33）解答：基本特征是：并发、共享、虚拟、异步。最基本的特征是:并发性和共享性18.什么原因使OS具有异步性？(P33)解答：1）程序执行结果是不确定的，即程序运行结果是不可再现的。2）每个程序在何时执行，多个程序间的执行次序以及完成每个程序的时间都是不确定的，即不可预知性。22.基于微内核的OS中，应用了哪些新技术？(P33)解答：客户/服务器技术、面向对象技术。补充1：什么是多道程序设计?实现多道程序设计的计算机需要那些必不可少的硬件支持?采用多道程序设计会带来什么好处?解答：在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序的控制下相互穿插地运行，共享CPU和外设等资源。硬件支持：中断技术优点：资源的利用率、系统吞吐量大。补充2：操作系统是如何从单道批处理，发展到多道批处理，再到分时系统的，随之出现了哪些技术。解答：1）单道多道批处理：提高资源利用里，产生了多道程序设计技术、通道、中断、作业管理、处理机管理、存储管理、文件系统。2）批处理分时系统：提高系统的交互能力，产生了时钟技术。补充3：分时系统的出现让用户感受到了什么好处？典型的分时系统是什么？解答：1）同时性或多路性：多用户同时操作、使用计算机2）独占性：各终端用户感觉到自己独占了计算机；3）及时性：用户请求在较短时间内相应；4）交互性：用户能计算机进行人机对话。典型的分时系统：UNIX6：从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序.（P81）答案见P37-387：说明PCB作用，为什么PCB是进程存在唯一标志.（P81）解答：1）PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。2）在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的。10：进程切换时保存CPU状态信息包含哪些？（P81）解答：1）通用寄存器2）指令计数器3）程序状态字4）用户栈指针注意：处理机状态是PCB的一部分，它描述了进程在处理机上执行时的各种信息；当进行进程切换时，处理机中的这些信息统统要被其它进程覆盖，所以必须保存。18：同步应该遵循的基本原则？（P82）答案见P5019：记录型信号量的wait和signal的物理含义（P82）作业问题：1）只答出wait、signal操作的原子性。2）只答出wait表示申请一个资源，signal表示释放一个资源。解答：1）wait操作意味着请求一个单位的资源；若减1后S.value<0时，表示资源已分配完毕，故进程调用block原语进行自我阻塞，并被插入到等待队列中。2）signal操作意味着释放一个单位的资源；若加1后S.value<=0,表示等待队列中仍有进程等待该资源，故进程调用wakeup原语唤醒一个等待进程。21：如何使用信号量机制实现多个进程对临界资源的互斥访问？（P82）解答：1）设置记录型信号量mutex，初值为1。2）将访问临界资源的代码放置于wait(mutex);和signal(mutex)之间。23：在生产者—消费者问题中，如果缺少了signal(full)和signal(empty)，对执行结果有何影响？（P82）作业问题：1）认为缓冲区满后会溢出（或缓冲区中原有数据被覆盖）。2）认为消费者（或生产者）阻塞就是死锁。3）只下结论，缺少分析过程。Producer：repeatwait(empty)wait(mutex)…signal(mutex)signal(mutex)untilfalse24：在生产者—消费者问题中，如果将两个wait操作即wait(full)和wait(mutex)互换位置，或者将signal(mutex)与signal(full)互换位置，结果会如何？（P82）作业问题：1）认为signal互换会引起死锁。2）缺少分析过程。Producer：repeatwait(empty)wait(mutex)