2024年4月17日发(作者：)
现代操作系统第四版第二章答案
现代操作系统第二章进程与线程习题
1. 图2-2中给出了三个进程状态，在理论上，三个状态可以有六
种转换，每个状态两个。但是，图中只给出了四种转换。有没有可能
发生其他两种转换中的一个或两个
A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。假设某个进程在I/O上阻
塞，而且I/O结束，如果此时CPU空闲，该进程就可以从阻塞态直接
转到运行态。而另外一种转换（从阻塞态到就绪态）是不可能的。一
个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。只
有运行的进程才能被阻塞。
2.假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中
断来完成进程切换。CPU需要哪些信息请描述用硬件完成进程切换的
工作过程。
A:应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。当I/O结束时，
CPU将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。然后，将转到中断
设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程），然后，
就可以启动这个进程了。
3.当代计算机中，为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语
言编写的
A：通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问是必需的。
例如，中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务，
或者处理进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。
（补充）主要是出于效率方面的考量。中断处理程序需要在尽量短的
时间内完成所需的必要处理，尽量减少对线程/程序流造成的影响，因
此大部分情况下用汇编直接编写，跳过了通用编译过程中冗余的适配
部分。
4.中断或系统调用把控制转给操作系统时，为什么通常会用到与
被中断进程的栈分离的内核栈
A：内核使用单独的堆栈有若干的原因。其中两个原因如下：首先，
不希望操作系统崩溃，由于某些用户程序不允许足够的堆栈空间。第
二，如果内核将数据保留在用户空间，然后从系统调用返回，那么恶
意的用户可能使用这些数据找出某些关于其它进程的信息。
5.一个计算机系统的内存有足够的空间容纳5个程序。这些程序有
一半的时间处于等待I/O的空闲状态。请问CPU时间浪费的比例是多
少
A：^5 =%
6.一个计算机的RAM有4GB，其中操作系统占512MB。所有进
程都占256MB（为了简化计算）并且特征相同。要是CPU利用率达
到99%，最大I/O等待是多少A：内存中最多可放(4GB-
512MB)/256MB=14个进程，设每个进程的I/O等待占总运行时间的
比例为p，则CPU利用率=1-p^14>99%====>p<%
7.多个作业能够并行运行，比它们顺序执行完成的要快。假设有
两个作业同时开始执行，每个需要20分钟的CPU时间。如果顺序执
行，那么最后一个作业需要多长时间可以完成如果并行执行又需要多
长时间假设I/O等待占50%。
A: 每个进程的时间为40min。顺序执行时，最后一个作业需要
80min才能完成。并行执行时，cpu利用率为1-p^n = 75%, cpu计
算时间为40min，故总时间
t=40/75%=
8.考虑一个6级多道程序系统（内存中可同时容纳6个程序）。假
设每个进程的I/O等待占40%，那么CPU利用率是多少
A：利用率=1-p^n=1-^6 = =%
9.假设要从互联网上下载一个2GB大小的文件，文件内容可以从
一组镜像服务器获得，每个服务器可以传输文件的一部分。假设每个
传输请求给定起始字节和结束字节。如何用多线程优化下载时间
A：客户端进程可以创建单独的线程; 每个线程都可以从其中一个
镜像服务器获取文件的不同部分。这有助于减少停机时间。当然，所
有线程都共享一个网络链接。这个链接可以成为一个瓶颈，因为线程
的数量变得非常大。
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