吉林大学22春3月《操作系统》作业考核-00024
试卷总分:100 得分:0
一、论述题 (共 2 道试题,共 20 分)
1.系统中有5个资源被4个进程所共享，如果每个进程最多需要2个这种资源，试问系统是否会产生锁死？
答案:

2.现代操作系统一般都提供多任务的环境，试回答以下问题。 （1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？ （2）为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控制原语？ （3）当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？
答案:（1）进程的阻塞与唤醒原语和进程的挂起与激活原语。（2）系统必须建立进程控制块（ProcessControlBlock，PCB）。（3）会根据状态的变迁发生相应的变化。例如将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进程从阻塞队列摘下，投入到就绪队列中

二、简答题 (共 10 道试题,共 80 分)
3.设备中断处理程序通常需完成哪些工作？
答案:答：设备中断处理程序通常需完成如下工作： (1) 唤醒被阻塞的驱动程序进程； (2) 保护被中断进程的CPU环境； (3) 分析中断原因、转入相应的设备中断处理程序； (4) 进行中断处理； (5) 恢复被中断进程。

4.在选择调度方式和调度算法时，应遵循的原则是什么？
答案:（1）面向用户准则。对于用户的紧迫性作业，系统能够及时地处理，不至于运行延误；批处理系统追求作业的周转时间短；分时系统追求作业的响应时间快；实时系统中作业的截止时间要有保证。（2）面向系统准则。系统的吞吐量要高，处理机的利用率要高，各类系统资源能够得到平衡利用。

5.试说明改进型Clock置换算法的基本原理.
答案:

6.简述死锁的防止与死锁的避免的区别。
答案:

7.什么是 AND信号量？试利用AND信号量写出生产者-消费者问题的解法。
答案:答：为解决并行带来的死锁问题，在wait操作中引入AND条件，其基本思想是将进程在整个运行过程中所需要的所有临界资源，一次性地全部分配给进程，用完后一次性释放。解决生产者－消费者问题可描述如下: var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0; buffer: array[0,...,n-1] of item; in,out: integer:=0,0; begin parbegin producer: begin repeat produce an item in nextp; wait(empty); wait(s1,s2,s3,...,sn); //s1,s2,...,sn为执行生产者进程除empty外其余的条件 wait(mutex); buffer(in):=nextp; in:=(in+1) mod n; signal(mutex); signal(full); signal(s1,s2,s3,...,sn); until false; end consumer: begin repeat wait(full); wait(k1,k2,k3,...,kn); //k1,k2,...,kn为执行消费者进程除full外其余的条件 wait(mutex); nextc:=buffer(out); out:=(out+1) mod n; signal(mutex); signal(empty); signal(k1,k2,k3,...,kn); consume the item in nextc; until false; end parend end

8.解释下列名词：地址空间与存储空间。
答案:答：目标程序所在的空间称为地址空间，即程序员用来访问信息所用的一系列地址单元的集合；存储空间是指主存中一系列存储信息的物理单元的集合。

9.实现虚拟设备的硬件条件是什么？操作系统应设计哪些功能程序？
答案:答：硬件条件是：配置大容量的磁盘，要有中断装置和通道。操作系统应设计好“预输入”程序，“井管理”程序，“缓输出”程序。

10.何谓设备虚拟？实现设备虚拟时所依赖的关键技术是什么？
答案:答：设备虚拟是指把独占设备经过某种技术处理改造成虚拟设备。可虚拟设备是指一台物理设备在采用虚拟技术后，可变成多台逻辑上的虚拟设备，则可虚拟设备是可共享的设备，将它同时分配给多个进程使用，并对这些访问该物理设备的先后次序进行控制。

11.如何检索盘块号的一致性？检查时可能出现哪几种情况？
答案:答：为了保证盘块号的一致性，先将计数器表中的所有表项初始化为0，用N个空闲盘块号计数器组成的第一组计数器对从空闲盘块表中读出的盘块号计数，用N个数据盘块号计数器组成的第二组计数器对从文件分配表中读出的已分配给文件使用的盘快号计数。如果两组计数中的对应数据互补则数据一致，反之则发生错误。 (1) 检查时可能出现的情况：两组计数器中盘块K的计数值均为0，应在空闲盘块表中增加盘块号K； (2) 空闲盘块号计数器中盘块K的计数值为2，应删除一个空闲盘块号K； (3) 空闲盘块号计数器中盘块号K的计数值为0，而数据盘块号计数器中盘块号K的计数值大于1，则错误严重，存在数据丢失等事件，必须立即报告系统加以处理。

12.为什么中断机构对于多道操作系统是必不可少的？
答案:很多进程的切换是由中断引起的，如时钟中断，尤其是分时系统。用户程序进行系统调用时通过软中断来实现，如TRAP。通道和外设的操作也要向操作系统发送中断
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