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1、 第一章1. What are the three main purposes of an operating system?答：第一，操作系统是一个资源管理器，它管理计算机硬件。第二，它是用户和计算机硬件之间的媒介。第三，操作系统为应用程序的运行提供了基础。2. What is the main advantage of multiprogramming（多道程序设计）? 答：多道程序设计通过组织作业使cpu总有一个作业可执行，从而提高了cpu的利用率。3. In a multiprogramming and time-sharing （分时系统）environment, several u
2、sers share the system simultaneously. This situation can result in various security problems.a. What are two such problems?答：第一是用户会相互窃取各自的信息和数据，第二是资源的配置可能不会合理，会影响使用。b. Can we ensure the same degree of security in a time-shared machine as we have in a dedicated machine? Explain your answer.答：不能，虽然分时系
3、统有自己的保护措施，但也不能完全确保安全。4. Define the essential properties（本质属性） of the following types of operating systems:a. Batch（批处理）答：具有相似需求的作业被成批的集合起来，并把它们作为一个整体通过一个操作员或自动作业程序装置运行通过计算机。通过缓冲区，线下操作，后台和多道程序，运用尝试保持CPU和I/O一直繁忙，从而使得性能被提高。批处理系统对于运行那些需要较少互动的大型作业十分适用。b. Interactive（交互式）答：这种系统提供用户与系统之间的直接通信。用户通过输入设备，如键盘和
4、鼠标向操作系统和程序直接发出指令，并等待输出设备立即出来的结果，通常，响应时间比较短，通常为1s左右c. Time sharing（分时）答：分时操作系统采用cpu调度和多道程序设计以提供用户分时计算机的一小部分，每个用户在内存中至少有一个程序。分时操作系统允许许多用户同时共享计算机。由于分时系统的每个动作和命令都比较短，因而每个用户只要少量cpu时间。随着系统从一个用户快速跳到另外一个用户，每个用户都会感觉到整个系统只为自己所用。d. Real time（实时）答：常用于控制特定应用的设备；有明确的和固定的时间约束，处理必须在确定的时间约束内完成否则系统就会失败；含有硬实时系统和软实时系统两
5、种：硬实时系统保证关键任务按时完成，约束比较强对系统的所有延迟都有限制；而软实时系统则限制较弱一些。e. Network（网络）答：提供给操作体统一个特征使得其进入网络，比如文件共享等f. Distributed（分布式）答：分布式系统将一组物理上分开的、各种可能异构的计算机系统通过网络链接在一起，用户提供系统所维护的各种资源的计算机资源的集合。它增加了计算速度、功能。数据可靠性及可用性。5. Describe the differences between symmetric （对称）and asymmetric multiprocessing（非对称多处理）. What are three
6、 advantages and one disadvantage of multiprocessor systems?答：对称对处理的所有处理器都对等，处理器之间没有主从关系，每个处理器都并发运行一个操作系统的拷贝，这些拷贝根据需要相互通信。非对称处理每个处理器都有各自特定的任务，一个主处理器控制系统，其他处理器或者想主处理器要任务或做预先固定的任务，主处理器为从处理器调度和安排工作。多处理系统的优点：1.增加吞吐量 2规模经济 3.增加可靠性多处理系统的缺点：软硬件更加复杂 6. thinking: what kind of features may exist in CC, IOT or
7、CPS?答：CC(云计算)的特点:1.可以提高设备计算能力,2.软硬件相互隔离减少设备依赖性,3.平台模块化,可扩展性高,4.可以为用户提供弹性服务,5.按需付费降低使用成本IOT(物联网)特点:1.可以实时互动,2.系统可扩展性强，安全性高,3.部署简单，大面积覆盖均可快速实现,4.网络结构稳定、性能完善CPS(物理网络系统)特点:1.可跨层设计,2. 可信性量化,3.可预测的、可控制的内存管理 ,4.可预测的、可控制的并发特性研究 ,5.具有混杂系统,是物理进程与计算进程的融合体 第二章 1.How does the distinction （差别）between monitor mode
8、 and user mode function as a rudimentary（基本的） form of protection (security) system?答：核模式，是操作系统的核心部分，设备驱动程序就是运行在该模式下 用户模式，操作系统的用户接口部分，所有的用户应用程序都运行在该级别2. What are the differences between a trap and an interrupt? What is the use of each function?答：中断是硬件产生的系统内的流的改变，陷阱是软件产生的“中断。”中断可以被I/O用来产生完成的信号，从而避免cpu
9、对设备的轮询。陷阱可以用来调用OS的例程或者捕获算术错误。3. Which of the following instructions should be privileged?a. Set value of timer.b. Read the clock.c. Clear memory.d. Turn off interrupts.e. Switch from user to monitor mode.答：a,b,c,d.a设置定时器的值、b读时钟、c清除内存、d关闭中断是特权指令。4. Protecting the operating system is crucial to ensuri
10、ng that the computer system operates correctly. Provision of this protection is the reason behind dual-mode operation, memory protection, and the timer. To allow maximum flexibility, however, we would also like to place minimal constraints on the user. The following is a list of operations that are
11、normally protected. What is the minimal set of instructions that must be protected?a. Change to user mode.b. Change to monitor mode.c. Read from monitor memory.d. Write into monitor memory.e. Fetch an instruction from monitor memory.f. Turn on timer interrupt.g. Turn off timer interrupt.答： b 改变到监督程序
12、模式，c 读监督程序内存区，d 写入监督程序内存区g 关闭定时器中断。 第三章1. What are the five major activities of an operating system in regard to process management（进程管理）?答：（1）创建和删除用户进程和系统进程。 （2）挂起和重启进程。 （3）提供进程同步机制。 （4）提供进程通信机制。 （5）提供死锁处理机制。2. What are the three major activities of an operating system in regard to memory managemen
13、t（内存管理）?答：（1）记录内存的哪部分正在被使用及被谁使用。（2） 当有内存空间时，决定哪些进程可以装入内存。（3） 根据需要分配和释放内存空间。3. What are the three major activities of an operating system in regard to secondary-storage （二级存储器）management?答：（1）空闲空间管理。（2） 存储空间分配。（3） 硬盘调度。4. What are the five major activities of an operating system in regard to file man
14、agement?答：（1）创建和删除文件。（2） 创建和删除目录来组织文件。（3） 提供操作文件和目录的原语。（4） 将文件映射到二级存储上。（5） 在稳定存储介质上备份文件。5. What is the purpose of the command interpreter（命令解释程序）? Why is it usually separate from the kernel?答：（1）命令解释程序的主要作用是获取并执行用户指定的下一条指令。（2）因为它是用户与操作系统的界面，相当于操作系统的外壳，故要与内核分开。6. What is the purpose of system calls?答
15、：让用户级进程可以请求操作系统所提供的服务。7. What is the purpose of system programs?答：（1）.为程序开发和运行提供了方便的环境。（2）.给用户提供基本的公共功能函数，为用户在不用自己写代码的情况下解决公用问题第四章1. Describe the differences among short-term, medium-term, and long-term scheduling.答：1.长期调度程序从缓冲池中选择进程，并将它们装入内存以执行。短期调度程序从就绪可执行的进程中选择进程，并为其分配cpu。2.短期调度程序执行的频率最高，中期调度程序次之
16、，短期调度程序的执行频率最低。2. Describe the actions a kernel takes to context switch between processes（描述一下内核在两个进程间上下切换的动作）2.3. ）.内核在两个进程间切换的图如上所示：先执行进程p0，遇到中断或者系统调用，就保存p0的状态至PCB0，然后从PCB1中获取状态，其中两者之间的时间为空置时间，之后便执行P1。其中两者之间的时间为空置实践。遇到中断或者系统调用，就保存P1的状态至pCB1.然后从PCB0获取状态，执行P0.从此循环往复。3. What are the benefits and detr
17、iments of each of the following? Consider both the systems and the programmers levels.（下面设计的好处和坏处是什么？系统层次和用户层次都要考虑到）a. Symmetric and asymmetric communication（对称和非对称通信）对称通信的一个优点是它允许发送者和接收者之间的交会。坏处：对称和非对称通信限制乐结果进程定义的模块化。改变进程的名称可能必须检查所有其他进程的定义。b. Automatic and explicit buffering（自动和显示缓冲） 自动缓冲提供了一个无限长度的
18、队列，从而保证了发送者在复制消息时不会遇到阻塞，如何提供自动缓存的规范，一个方案也许能保存足够大的内存，但许多内存被浪费缓存明确指定缓冲区的大小。在这种状况下，发送者不能在等待可用空间队列中被阻塞。然而，缓冲明确的内存不太可能被浪费。c. Send by copy and send by reference（复制发送和引用发送）复制发送不允许接收者改发参数的状态，引用发送是允许的。引用发送允许的优点之一是它允许程序员写一个分布式版本的一个集中的应用程序。Javas RMI 公司提供两种发送，但引用传递一个参数需要声明返个参数是一个远程对象。d. Fixed-sized and variable
19、-sized messages（固定大小和可变大小消息）主要与缓冲问题有关；固定大小消息，一个特定大小的缓冲可以容纳一个一支数量的消息。可变大小消息的数量就可以容纳这样一个未知大小的缓冲区。考虑Windows 2000如何处理这种情况：固定大小消息（任何256字节），从发送者的地址空间复制消息到接收者地址空间的过程。更大的消息（即可变大小消息）通过共享内存来传递消息。The correct producerconsumer algorithm in the ppt， allows only n - 1 buffers to be full at any one time. Modify the
20、 algorithm to allow all buffers to be utilized fully. 增加一个标志位a，代码如下： int a=0;While(1)While(in+1)%buffer_size)=out)&(a=1) ;bufferin=nextproduced;in=(in+1)%buffer_size;if(in=buffer_size-1)bufferin=nextproduce;a=1;While(1)While(in=out) ;nextconsumed=bufferout;out=(out+1)%buffer_size;if(out=buffer_size-
21、1)&(a=1)nextconsumed=bufferout;a=0;5. Consider the interprocess-communication scheme where mailboxes are used.a. Suppose a process P wants to wait for two messages, one from mailbox A and one from mailbox B. What sequence of send and receive should it execute?答：receive(A,m1) receive(B,m2) send(c,m3)
22、 receive(B,m1) receive(A,m2) send(c,m3)b. What sequence of send and receive should P execute if P wants to wait for one message either from mailbox A or from mailbox B (or from both)?答：receive(A,m1) receive(B,m2) send(c,m3) receive(B,m1) receive(A,m2) send(c,m3)c. A receive operation makes a process
23、 wait until the mailbox is nonempty. Either devise a scheme that allows a process to wait until a mailbox is empty, or explain why such a scheme cannot exist.答：eceive(A,m1) send(c,m3) receive(B,m2)receive(B,m1) send(c,m3) receive(A,m2) 第五章1. Provide two programming examples of multithreading giving
24、improved performance over a single-threaded solution.答：1.网页服务器为多线程程序，其接受用户关于网页、图像、声音等的要求，可以为多个客户服务。若其为单线程，只能一次对一个客户服务，这样，客户必须等待处理请求的时间可能会很大。2.字处理器是多线程程序，可能一个线程用于显示图形，另一个线程用于读用户的键盘输入，还有第三个程序在后台进行拼写和语法检查，如此，比单线程程序处理字的速度更快。2. 2. Provide two programming examples of multithreading that would not improve
25、performance over a single-threaded solution.答：1.有顺序的一些程序不宜用多线程程序，因为后者要依赖前者。 2.在多个线程读一个文件时，单线程程序也比多线程效果好。3. What are two differences between user-level threads and kernel-level threads? Under what circumstances is one type better than the other?答：1.用户线程在内核之上支持，由线程库进行线程的创建、调度和管理。而内核线程由操 作系统直接支持和管理。2.用
26、户线程通常能够快速的创建和管理，而内核线程速度比较慢。3.用户级线程容易引起整个进程阻塞，内核进程不容易引起进程阻塞。4. What resources are used when a thread is created? How do they differ from those used when a process is created? 答：创建线程时需要开辟资源来存储代码、数据、文件，需要寄存器和堆栈。创建线程时需 要分配PCB。因为线程比进程小，所以创建线程会比创建进程耗费更少的资源。5. Write a multithreaded Pthread or Java program
27、that outputs prime numbers.（素数） This program should work as follows: The user will run the program and will enter a number on the command line（命令行）. The program will then create a separate thread that outputs all the prime numbers less than or equal to the number that the user entered.int main(int a
28、rgc, char *argv)DWORD ThreadId;HANDLE ThreadHandle;int Param;if(argc != 2)couta0?FCFS调度算法。在就绪队列中的进程，优先度的变化率比较低，即优先度增大的过程比较缓慢。而正在执行中的进程，优先度的变化率比较高，优先度增大的过程比较快速。这样的结果是正在执行中的进程其优先度大于就绪队列中的进程。就绪队列中先到的进程其优先度高于后到的进程。最终进程调度的结果是，先到的进程先得到服务。所以是FCFS调度。b. What is the algorithm that results from ab0?FIFO调度算法：在就
29、绪队列中的进程，优先度的变化率比较高，即优先度减小的过程比较迅速。而正在执行中的进程，优先度的变化率比较低，优先度减小的过程比较缓慢。这样的结果是正在执行中的进程其优先度大于就绪队列中的进程。就绪队列中先到的进程其优先度小于后到的进程。最终进程调度的结果是，后到的进程先得到服务。所以是FIFO调度。6. Many CPU scheduling algorithms are parameterized. For example, the RR algorithm requires a parameter to indicate the time slice. Multilevel feedbac
30、k queues require parameters to define the number of queues, the scheduling algorithms for each queue, the criteria used to move processes between queues, and so on. These algorithms are thus really sets of algorithms (for example, the set of RR algorithms for all time slices, and so on). One set of
31、algorithms may include another (for example, the FCFS algorithm is the RR algorithm with an infinite time quantum). What (if any) relation holds between the following pairs of sets of algorithms?a. Priority and SJF答：SJF实际上是一种特殊的优先级，只不过其优先级顺序是按照区间时间长短来设定的，区间越短，优先级越高。b. Multilevel feedback queues and
32、FCFS答：在多级反馈队列调度中，最底层的一个队列使用FCFS调度算法。c. Priority and FCFS答：FCFS是一种特殊的优先级，先到的进程优先级越高。d. RR and SJF答：RR与SJF没有一定的相关性。7. Suppose that a scheduling algorithm (at the level of short-term CPU scheduling) favors those processes that have used the least processor time in the recent past. Why will this algorithm favor I/O-bound programs and yet not permanently starve CPU-bound programs?答：（1）I/O 约束程序是主要以I/O 为主的程序，cpu需求时间很短，因此使用最少处理器时间的调度算法会偏好I/O 约束程序。 （2）I/O 约束程序运行很快就会释放cpu，此时 CPU约束程序就会被调度。因此不会让CPU约束程
