操作系统(第三版)习题答案
操作系统第三版(孟庆昌)第一章习题答案
操作系统第三版(孟庆昌)第⼀章习题答案1. 计算机系统主要由哪些部分组成?计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
硬件系统主要由中央处理器、存储器、输⼊输出控制系统和各种外部设备组成。
软件分为系统软件、⽀撑软件和应⽤软件。
系统软件由操作系统、实⽤程序、编译程序等组成。
⽀撑软件有接⼝软件、⼯具软件、环境数据库等,它能⽀持⽤机的环境,提供软件研制⼯具。
⽀撑软件也可认为是系统软件的⼀部分。
应⽤软件是⽤户按其需要⾃⾏编写的专⽤程序,它借助系统软件和⽀援软件来运⾏,是软件系统的最外层。
2. 什么是操作系统(OS)?它的主要功能是什么?操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基⽯。
操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输⼊与输出设备、操作⽹络与管理⽂件系统等基本事务,提供⼀个让⽤户与系统交互的操作界⾯。
操作系统的功能有:进程管理:中央处理器,在宏内核的情况下多进程只是简单迅速地切换各进程,让每个进程都能够运⾏,在多内核或多处理器的情况下,所有进程透过许多协同技术在各处理器或内核上转换。
内存管理:有许多进程存储于记忆设备上,操作系统必须防⽌它们互相⼲扰对⽅的存储器内容,除⾮透过某些协议在可控制的范围下操作,并限制可访问的存储器范围。
⽂件系统:通常指称管理磁盘数据的系统,可将数据以⽬录或⽂件的型式存储。
每个⽂件系统都有⾃⼰的特殊格式与功能,例如⽇志管理或不需磁盘重整。
⽹络通信:操作系统都具备操作主流⽹上通信协议TCP/IP的能⼒,可以进⼊⽹上世界,并且与其他系统分享诸如⽂件、打印机与扫描仪等资源。
安全机制:操作系统提供外界直接或间接访问数种资源的管道,并有能⼒认证资源访问的请求。
⽤户界⾯:操作系统允许⽤户安装或创造任何他们喜欢的图形⽤户界⾯,改变诸如菜单风格或颜⾊配置等部分。
驱动程序:操作系统通常会主动制订每种设备该有的操作⽅式,⽽驱动程序功能则是将那些操作系统制订的⾏为描述,转译为可让设备了解的⾃定义操作⼿法。
课后习题答案-计算机操作系统第三版
课后习题答案-计算机操作系统第三版第一章1.设计现代OS的主要目标是什么?答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS实现了对计算机资源的抽象3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机I/O是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么?答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设臵多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配臵缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
8.为什么要引入实时OS?答:实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
引入实时OS是为了满足应用的需求,更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。
操作系统第三版习题答案
输入 程序 B 打印 程序 B 打印
CPU 时间
程序 A
程序 B
程序 A
50
100
130
(2) CPU 有空闲等待,它发生在 100ms∼130ms 时间段内,此时间段内程序 A 与程序 B
200
230
280
380
ms
都在进行 I/O 操作。 (3) 程序 A 无等待现象,程序 B 在 0ms∼50ms 时间段与 200ms∼230ms 时间段内有等待 现象。 3、设三道程序,按照 A、B、C 优先次序运行,其内部计算和 I/O 操作时间由图给出。 A B C C11=30ms C21=60ms C31=20ms | | | I12=40ms I22=30ms I32=40ms | | | C13=10ms C23=10ms C33=20ms 试画出按多道运行的时间关系图(忽略调度执行时间)。完成三道程序共花多少时间?比 单道程序节省了多少时间?若处理器调度程序每次运行程序的转换时间花 1ms,试画出 各程序状态转换的时间关系图。 解答:完成三道程序抢占式花费时间是 190 ms,非抢占花费时间是 180 ms,单道花费 时间是 260 ms,抢占式比单道节省时间为 70 ms。 单道程序运行时间:260ms A:30+40+10=80 ms B:60+30+10=100 ms C:20+40+20=80 ms 4、在单 CPU 和两台 I/O(I1 和 I2)设备的多道程序设计环境下,同时投入三个作业运行。 它们的执行轨迹如下: Job1:I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)、I2(20ms) Job2:I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms) Job3:CPU(30ms)、I1(20ms) 、CPU(10ms)、I1(10ms) 如果 CPU、I1 和 I2 都能并行工作,优先级从高到低为 Job1、Job2 和 Job3,优先级高 的作业可以抢占优先级低的作业的 CPU,但是不抢占 I1 和 I2。试求: (1)每个作业从投入到完成分别需要多少时间。 (2)从投入到完成 CPU 的利用率。 (3) I/O 设备的利用率。 答:(1)JOB1,JOB2,JOB3 从投入到完成分别所需时间为 110,90,110。 (2)每个作业从投入到完成 CPU 的利用率是 72.7%。 (3)I1 的利用率是 72.7%,I2 的利用率是 81.8%。 5、在单 CPU 和两台 I/O(I1 和 I2)设备的多道程序设计环境下,同时投入三个作业运行。 它们的执行轨迹如下: Job1:I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms) Job2:I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms) Job3:CPU(30ms)、I1(20ms)
操作系统(第三版)习题答案
:第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS实现了对计算机资源的抽象3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象、答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(1)不断提高计算机资源的利用率;(2)方便用户;(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O%答:脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么应如何解决答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
计算机操作系统(第三版_汤小丹等)课后习题答案(1-6章)整理后要点
第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么?答:(1)有效性 (2)方便性 (3)可扩充性 (4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(2)OS作为计算机系统资源的管理者;(3)OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(1)不断提高计算机资源的利用率;(2)方便用户;(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
8.为什么要引入实时OS?答:实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
计算机操作系统教程第三版答案
第一章操作系统概述课后习题. 硬件将处理机划分为两种状态,即管态和目态,这样做给操作系统设计带来什么好处答:便于设计平安可靠的操作系统。
管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。
通常操作系统在管态下运行,可以执行所有机器指令;而用户程序在目态下运行,只能执行非特权指令。
如果用户程序企图在目态下执行特权指令,将会引起保护性中断,由操作系统终止该程序的执行,从而保护了操作系统。
. 何为特权指令举例说明之。
如果允许用户执行特权指令,会带来什么后果?答:只能在管态下才能执行的指令称为特权指令。
如开关中断、置程序状态存放器等。
如果允许用户执行特权指令,它将不仅影响当前运行的程序,而且还有可能影响操作系统的正常运行,甚至整个系统。
. 中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的,还是由软件确定的答:中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。
例如,在中,内存空间——为中断向量空间。
. 中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的?答:中断向量的内容是由操作系统程序确定的。
向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字〔中断处理程序运行环境〕,中断处理程序是由操作系统装入内存的,操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。
. 中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态为什么答:应当标明是管态。
该状态由系统初试化程序设置,这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。
. 中断和程序并发之间的关系是什么?答:中断是程序并发的必要条件。
如果没有中断,操作系统不能获得系统控制权,无法按调度算法对处机进展重新分配,一个程序将一直运行到完毕而不会被打断。
. 说明“栈〞和“堆〞的差异.答:栈是一块按后进先出〔〕规则访问的存储区域,用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。
而堆虽然是一块存储区域,但是对堆的访问是任意的,没有后进先出的要求,堆主要用来为动态变量分配存储空间。
操作系统课后习题答案第三版
一、名词解释1、操作系统:是位于硬件层之上,所有其它软件之下的一个系统软件,是管理系统中的软硬资源,使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合。
2、进程:具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。
3、线程:也称轻进程,是进程内的一个相对独立的执行流。
4、设备无关性:用户在使用设备时,选用逻辑设备,而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现逻辑设备到物理设备的映射,这就是设备无关性.5、数组多路通道:是指连接多台设备.同时为多台设备服务,每次输入/输出一个数据块.这样的通道叫数组多路通道.6、死锁:一组并发进程,因争夺彼此占用的资源而无法执行下去,这种僵局叫死锁.7、文件系统:是指与文件管理有关的那部分软件,被管理的文件及管理所需的数据结构的总体.8、并发进程:进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程,而并发进程是可以与其它进程并发运行的.9、临界区:是关于临界资源访问的代码段.10、虚拟存储器:是一种扩大内存容量的设计技术,它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援,实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器^11、动态重定位:在程序运行时,将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位.12、作业:用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。
13、中断:在程序运行过程中,出现的某种紧急事件,必须中止当前正在运行的程序,转去处理此事件,然后再恢复原来运行的程序,这个过程称为中断。
14、文件:具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。
15、进程互斥:两个或两个以上的进程,不同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与时间有关的错误,这种现象叫互斥。
16、系统开销:指运行操作系统程序,对系统进行管理而花费的时间和空间。
17、通道:由通道独立控制完成I/O操作,全部完成后向CPU发出中断,CPU丸行中断处理程序。
18、系统调用:使用户或系统程序在程序以及上请求系统为之服务的一种手段。
计算机操作系统习题答案(第三版)
计算机操作系统习题答案(第三版)(华仔整理)第一章os引论1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性,有效性,可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;b. OS作为计算机系统资源的管理者;c. OS作为扩充机器.3. 试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要;4. 何谓脱机I/O和联机I/O?a. 脱机输入输出方式(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间,提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下,预先从低速输入设备输入到磁带上,当CPU需要这些程序和数据时,在直接从磁带机高速输入到内存,从而大大加快了程序的输入过程,减少了CPU等待输入的时间,这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落,CPU需要输出时,无需直接把计算结果送至低速输出设备,而是高速把结果输出到磁带上,然后在外围机的控制下,把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出,这就是脱机输出技术.b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?用户的需要.即对用户来说,更好的满足了人-机交互,共享主机以及便于用户上机的需求.6. 试说明实时任务的类型和实时系统的类型.a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分,分为周期性实时任务和非周期性实时任务;---根据对截止时间的要求来划分,分为硬实时任务和软实时任务;b. 通常把要同达行实时控制的系统统称为实时控制系统,把要求对信息进行实时处理的系统成为实时信息处理系统.7. 实现多道程序应解决哪些问题?a. 处理机管理问题;b. 内存管理问题;c. I/O设备管理问题;d. 文件管理问题;e. 作业管理问题.8. 试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点.a. 单道批处理系统是最早出现的一种OS,它具有自动性,顺序性和单道性的特点;---多道批处理系统则具有调度性,无序性和多道性的特点;b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的,旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量,但是仍然不能很好的利用系统资源;---多道批处理系统是对单道批处理系统的改进,其主要优点是资源利用率高,系统吞吐量大;缺点是平均周转时间长,无交互能力.9. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题:及时接收,及时处理;b. 对于及时接收,只需在系统中设置一多路卡,多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;---对于及时处理,应使所有的用户作业都直接进入内存,在不长的时间内,能使每个作业都运行一次.10 为什么要引入实时操作系统?更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.11 OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发(Concurrence),共享(Sharing),虚拟(Virtual),异步性(Asynchronism).b. 其中最基本特征是并发和共享.12 内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?a. 主要功能: 内存分配,内存保护,地址映射和内存扩充等.b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间,提高存储器利用率,以减少不可用的内存空间,允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要.---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行,互不干扰.---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址. ---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术,从逻辑上去扩充内存容量.13 处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?a. 进程控制,进程同步,进程通信和调度.b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程,撤销已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换.---进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.---进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.---调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中,按照一定的算法选出一新进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场,是进程投入运行.14 设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等.b. 主要任务: 完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备.15 文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读,写管理以及文件的共享和保护.b. 主要任务: 对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性.16 试在交互性,及时性和可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统,主要用于运行终端用户程序,因而它具有较强的交互能力;而实时系统虽然也有交互能力,但其交互能力不及前者.b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似,都是以人所能接收的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.17 是什么原因使操作系统具有异步性特征?a. 程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.b. 每个程序在何时执行,多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.18 试说明在MS-DOS 3.X以前的版本中,其局限性表现在哪几个方面?a. 在寻址范围上,DOS只有1MB,远远不能满足用户需要.b. DOS试单用户单任务操作系统,不支持多任务并发执行,与实际应用相矛盾.19 MS-DOS由哪几部分组成?每部分的主要功能是什么?略.20 为什么Microsoft在开发OS/2时,选中了80286芯片?设计OS/2的主要目标之一是既能充分发挥80286处理器的能力,又能运行在8086处理器环境下开发的程序.因为在80286内部提供了两种工作方式: 实方式和保护方式,使得Intel 80286处理器不仅提供了多任务并发执行的硬件支持,而且还能运行所有在8086下编写的程序。
计算机操作系统(第三版_汤小丹等)课后习题答案(1-6章)整理后精编版
第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么?答:(1)有效性 (2)方便性 (3)可扩充性 (4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(2)OS作为计算机系统资源的管理者;(3)OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(1)不断提高计算机资源的利用率;(2)方便用户;(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
8.为什么要引入实时OS?答:实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
操作系统(第三版)孙钟秀主编 课后习题参考答案汇总
操作系统答案目录习题一 (1)习题二 (3)习题三 (7)习题四 (16)习题五 (23)习题六 (27)习题一一.思考题3. 什么是操作系统?计算机系统中配置操作系统的主要目标是什么?答(p1):操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
配置操作系统的主要目标可归结为:(1) 方便用户使用(2) 扩大机器功能(3) 管理系统资源(4) 提高系统效率(5) 构筑开放环境。
5. 操作系统要为用户提供哪些基本和共性的服务?答(p25):操作系统提供给程序和用户的共性服务大致有:(1) 创建程序(2) 执行程序(3) 数据I/O(4) 信息存取(5) 通信服务(6) 错误检测和处理9.试叙述系统调用的实现原理。
答(p28)系统调用的实现有以下几点:⑴编写系统调用处理程序⑵设计一张系统调用入口地址表,每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序,有的系统还包含系统调用自带参数的个数⑶陷入处理机制,需开辟现场保护,以保存发生系统调用时的处理器现场。
10.试叙述系统调用与过程调用的主要区别。
答(p29)⑴调用形式不同⑵被调用代码的位置不同⑶提供方式不同⑷调用的实现不同二.应用题2. 一个计算机系统,有一台输入机和一台打印机,现有两道程序投入运行,且程序A 先开始做,程序B后开始运行。
程序A的运行轨迹为:计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms,结束。
程序B的运行轨迹为:计算50ms、输入80ms、再计算100ms,结束。
试说明(1)两道程序运行时,CPU有无空闲等待?若有,在哪段时间内等待?为什么会等待?(2)程序A、B有无等待CPU的情况?若有,指出发生等待的时刻。
答:画出两道程序并发执行图如下:(1) 两道程序运行期间,CPU存在空闲等待,时间为100至150ms之间(见图中有色部分)。
(2) 程序A无等待现象,但程序B有等待。
操作系统第三版习题答案
操作系统第三版习题答案操作系统是计算机科学中的核心课程之一,它涉及到计算机系统的管理和协调资源分配。
第三版的习题答案通常涵盖了操作系统的基本概念、原理和实现方法。
以下是一些可能的习题答案示例:# 操作系统第三版习题答案第一章:操作系统概述1. 操作系统的定义:操作系统是一个系统软件,负责管理计算机硬件资源,并为用户和其他软件提供运行环境和控制硬件的手段。
2. 操作系统的主要功能:包括进程管理、内存管理、文件系统管理、输入/输出设备管理等。
第二章:进程管理1. 进程的概念:进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位,是程序的执行实例。
2. 进程的状态:通常包括就绪态、运行态、阻塞态和终止态。
第三章:线程1. 线程与进程的区别:线程是进程中的一个执行流,比进程更轻量级,同一进程内的线程共享进程资源。
2. 线程的创建和管理:操作系统提供了API来创建和管理线程,例如Pthread库。
第四章:内存管理1. 内存管理的作用:负责分配和回收内存资源,确保程序运行时有足够的内存空间。
2. 虚拟内存:一种内存管理技术,允许计算机通过硬盘来扩展可用的内存容量。
第五章:文件系统1. 文件系统的功能:文件系统负责存储、组织和访问文件数据。
2. 文件的属性:包括文件类型、大小、创建时间、访问权限等。
第六章:输入/输出系统1. I/O设备分类:包括块设备、字符设备、网络设备等。
2. I/O控制方式:包括程序控制方式、中断驱动方式和DMA方式。
第七章:死锁1. 死锁的条件:互斥条件、占有和等待条件、不可剥夺条件、循环等待条件。
2. 死锁的预防和避免:通过破坏死锁条件来预防死锁的发生。
第八章:操作系统安全1. 安全机制:包括用户身份验证、访问控制、数据加密等。
2. 安全策略:确定哪些用户可以访问哪些资源。
结语操作系统习题的答案不仅需要理解理论知识,还需要通过实践来加深理解。
希望这些答案能够帮助你更好地掌握操作系统的知识点。
计算机操作系统第三版习题答案
计算机操作系统第三版习题答案计算机操作系统是计算机科学中的重要课程,它涉及到操作系统的基本原理、设计和实现。
而《计算机操作系统(第三版)》是一本经典的教材,它为学习者提供了丰富的习题,帮助他们巩固所学的知识。
在这篇文章中,我将为大家提供《计算机操作系统(第三版)》习题的答案,希望能够帮助到正在学习这门课程的同学们。
1. 操作系统的基本功能是什么?它们分别是如何实现的?操作系统的基本功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。
进程管理负责创建、调度和终止进程,通过进程控制块(PCB)来实现。
内存管理负责分配和回收内存空间,通过页表和分页机制来实现。
文件系统管理负责文件的创建、读写和删除,通过目录结构和文件控制块(FCB)来实现。
设备管理负责管理各种设备的访问和控制,通过设备驱动程序和设备控制块(DCB)来实现。
2. 进程与线程的区别是什么?进程是程序的执行实例,拥有独立的地址空间和资源,是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
而线程是进程内的执行单元,共享进程的地址空间和资源,是操作系统进行调度的基本单位。
进程之间相互独立,而线程之间共享进程的资源。
线程的切换开销较小,可以提高系统的并发性和响应速度。
3. 什么是死锁?死锁的产生条件是什么?如何预防和解决死锁?死锁是指多个进程或线程因为争夺资源而陷入无限等待的状态。
死锁的产生条件包括互斥、请求和保持、不可剥夺和循环等待。
互斥指资源只能被一个进程或线程占用;请求和保持指进程或线程已经占有了部分资源,但又请求其他资源;不可剥夺指进程或线程已经占有的资源不能被强制剥夺;循环等待指进程或线程之间存在资源的循环依赖关系。
为了预防和解决死锁,可以采取以下措施:- 避免产生死锁:通过破坏死锁产生条件中的任意一条来避免死锁的发生。
例如,使用资源的有序分配、避免循环等待等方法。
- 检测和恢复死锁:通过死锁检测算法来检测死锁的发生,并采取相应的措施进行恢复。
例如,使用银行家算法、资源剥夺等方法。
计算机操作系统(第三版)课后答案
计算机操作系统答案(第一至五章)第一章os引论1. 设计现代OS的主要目标是什么方便性,有效性,可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;b. OS作为计算机系统资源的管理者;c. OS作为扩充机器.3. 试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要;4. 何谓脱机I/O和联机I/Oa. 脱机输入输出方式(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间,提高了I/O速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下,预先从低速输入设备输入到磁带上,当CPU需要这些程序和数据时,在直接从磁带机高速输入到内存,从而大大加快了程序的输入过程,减少了CPU等待输入的时间,这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落,CPU需要输出时,无需直接把计算结果送至低速输出设备,而是高速把结果输出到磁带上,然后在外围机的控制下,把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出,这就是脱机输出技术.b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么用户的需要.即对用户来说,更好的满足了人-机交互,共享主机以及便于用户上机的需求.6. 试说明实时任务的类型和实时系统的类型.a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分,分为周期性实时任务和非周期性实时任务;---根据对截止时间的要求来划分,分为硬实时任务和软实时任务;b. 通常把要同达行实时控制的系统统称为实时控制系统,把要求对信息进行实时处理的系统成为实时信息处理系统.7. 实现多道程序应解决哪些问题a. 处理机管理问题;b. 内存管理问题;c. I/O设备管理问题;d. 文件管理问题;e. 作业管理问题.8. 试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点.a. 单道批处理系统是最早出现的一种OS,它具有自动性,顺序性和单道性的特点;---多道批处理系统则具有调度性,无序性和多道性的特点;b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾中形成的,旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量,但是仍然不能很好的利用系统资源;---多道批处理系统是对单道批处理系统的改进,其主要优点是资源利用率高,系统吞吐量大;缺点是平均周转时间长,无交互能力.9. 实现分时系统的关键问题是什么应如何解决a. 关键问题:及时接收,及时处理;b. 对于及时接收,只需在系统中设置一多路卡,多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;---对于及时处理,应使所有的用户作业都直接进入内存,在不长的时间内,能使每个作业都运行一次.10 为什么要引入实时操作系统更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.11 OS具有哪几大特征它的最基本特征是什么a. 并发(Concurrence),共享(Sharing),虚拟(Virtual),异步性(Asynchronism).b. 其中最基本特征是并发和共享.12 内存管理有哪些主要功能它们的主要任务是什么a. 主要功能: 内存分配,内存保护,地址映射和内存扩充等.b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间,提高存储器利用率,以减少不可用的内存空间,允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要.---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行,互不干扰.---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址. ---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术,从逻辑上去扩充内存容量.13 处理机管理具有哪些功能它们的主要任务是什么a. 进程控制,进程同步,进程通信和调度.b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程,撤销已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换.---进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.---进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.---调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中,按照一定的算法选出一新进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场,是进程投入运行.14 设备管理有哪些主要功能其主要任务是什么a. 主要功能: 缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等.b. 主要任务: 完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备.15 文件管理有哪些主要功能其主要任务是什么a. 主要功能: 对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读,写管理以及文件的共享和保护.b. 主要任务: 对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性.16 试在交互性,及时性和可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统,主要用于运行终端用户程序,因而它具有较强的交互能力;而实时系统虽然也有交互能力,但其交互能力不及前者.b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似,都是以人所能接收的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.17 是什么原因使操作系统具有异步性特征a. 程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.b. 每个程序在何时执行,多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.18 试说明在MS-DOS 以前的版本中,其局限性表现在哪几个方面a. 在寻址范围上,DOS只有1MB,远远不能满足用户需要.b. DOS试单用户单任务操作系统,不支持多任务并发执行,与实际应用相矛盾.19 MS-DOS由哪几部分组成每部分的主要功能是什么略.20 为什么Microsoft在开发OS/2时,选中了80286芯片设计OS/2的主要目标之一是既能充分发挥80286处理器的能力,又能运行在8086处理器环境下开发的程序.因为在80286内部提供了两种工作方式: 实方式和保护方式,使得Intel 80286处理器不仅提供了多任务并发执行的硬件支持,而且还能运行所有在8086下编写的程序。
操作系统(第三版)习题答案(中国铁道出版社_刘振鹏) 2
第一章⒈什么是硬件系统?什么是软件环境?它们之间有什么联系?答:计算机硬件是指计算机系统中由电子、机械和光电组件等组成的各种计算机部件和计算机设备。
这些部件和设备依据计算机系统结构的要求构成的有机整体,称为计算机硬件系统。
软件是计算机系统中的程序和有关的文件。
程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述;文件是为了便于了解程序所需的数据说明。
硬件为软件提供具体实现的基础,软件是用户与硬件之间的接口接口。
⒉什么是操作系统?操作系统追求的主要目标是什么?答:操作系统是计算机系统中的一个系统软件,是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源,合理地组织计算器工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
操作系统追求的主要目标包括四个方面,分别是:方便性、有效性、可扩充性、开放性。
⒊在用户程序与硬件裸机之间,操作系统可以分为哪几个模块?答:***********************************************************⒋操作系统如何实现计算机操作的自动化?如何看待操作系统在计算机系统中的地位?答:**************************************************操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的第一次扩充,支持其它所有软件的运行。
⒌操作系统分成哪几类?答:单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
⒍从资源管理观点看,操作系统具有哪些功能?答:处理机管理、内存管理、I/O设备管理、檔管理。
⒎讨论操作系统可以从哪些角度出发,如何统一看待它们?答:可以从软件的观点、计算机系统资源管理的观点、进程的观点、用户与计算机硬件系统之间的观点、虚机器观点、服务提供者观点。
计算机操作系统课后习题答案
计算机操作系统(第三版)课后习题答案第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么?答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性13.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。
14.处理机管理有哪些主要功能?答:处理机管理的主要功能是:进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度;15.内存管理有哪些主要功能?答:内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、位置映射和内存扩充。
内存分配:为每道程序分配内存。
16.设备管理有哪些主要功能?答:主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。
17.文件管理有哪些主要功能?答:文件管理主要功能:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。
计算机操作系统第二章进程管理2. 画出下面四条诧句的前趋图:S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a –b;S4=w:=c+1;答:其前趋图为:8.试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。
图P38答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成16.进程在运行时存在哪两种形式的制约?答:(1)间接相互制约关系。
同处于一个系统中的进程,通常都共享着某种系统资源,也叫资源共享(2)直接相互制约关系。
这种资源于进程间的合作。
互斥:指几个并发进程若共享同一个临界资源,它们必须错开使用这个临界资源,即当一个进程正在使用临界资源且尚未使用完毕之前,其他进程不能抢夺使用该临界资源18. 同步机构应遵循哪些基本准则?答:同步机构应遵循的基本准则是空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。
19. 试从物理概念上说明记录型信号量wait 和signal。
答:wait(S):当S.value>0 时,表示目前系统中这类资源还有可用的。
操作系统第三版教材部分习题参考答案
第3章进程管理三、实训问题参考答案⑥cx程序运行时,一个父进程和两个子进程并发运行,所以多次执行的结果并不总是一样。
⑦系统中一个父进程和一个子进程并发运行,所以多次执行的结果并不总是一样。
如果注释“/*父进程line1*/”所在行和“/*父进程line2*/”所在行交换位置,程序多次运行的结果会相同,因为wait()函数的功能是:主进程暂停执行,等待子进程结束再继续执行主进程。
习题10. 答案:A: while(TRUE){ 生产消息;P(Sab);P(Sac);向缓冲区送消息;V(Sb);V(Sc); }B: while(TRUE){ P(Sb);从缓冲区取消息;V(Sab) }C: whe(TRUE){ P(Sc);从缓冲区取消息;V(Sac) }13. 答案:设置一个信号量S,代表机房内空位数目,初值为40,用来控制进入机房的上机进程数不超过40;再设置互斥信号量mutex,代表机房门这一临界资源,其初值为1,以实现多个上机进程对其互斥访问。
P(S);P(mutex);从机房门进入V(mutex);上机P(mutex);从机房门离开V(mutex);V(S);18. 答案:(1)mutex是互斥信号量,初值为1,表示开始时无进程在临界区。
SP是同步信号量,初值为n,表示开始时有n个空的缓冲区。
SC是同步信号量,初值为0,表示开始时有0个满的缓冲区。
(2)①处填 P(mutex)②处填 V(SC) ③处填 V(mutex) ④处填 V(SP)19. 死锁是计算机系统中多道程序并发执行时,两个或两个以上的进程由于竞争系统资源,而出现的一种互相等待的现象。
不是所有的进程都停止工作。
死锁的系统中并不是所有的资源都分配完毕。
20. 目前解决死锁的基本方法有以下三种:①预防死锁②避免死锁③检测和解除死锁22. 不会。
假定该系统死锁,那么就隐含其中的每一个进程已占有一个资源并正在等待另一个资源。
由于该系统只有3个进程且有4个资源,因此必有一个进程能获得其中的2个资源。
操作系统(第三版)孙钟秀主编 课后习题4应用题参考答案
CH4 应用题参考答案1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个程序运行的页面走向是:1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。
分别用FIFO、OPT和LRU算法,对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下,分别求出缺页中断次数和缺页中断率。
答:只要把表中缺页中断次数除以20,便得到缺页中断率。
2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中,一个作业共有5页,执行时其访问页面次序为:(1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。
(2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。
若分配给该作业三个页框,分别采用FIFO和LRU面替换算法,求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 采用FIFO为9次,9/12=75%。
采用LRU为8次,8/12=67%。
(2) 采用FIFO和LRU均为9次,9/13=69%。
3 一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LRU页面替换算法,如果一个作业的页面走向为:(1) 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。
(2) 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。
(3 )1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。
当分配给该作业的物理块数分别为3和4时,试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。
答:(1) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为7次,7/12=58%。
使用OPT为6次,6/12=50%。
作业的物理块数为4块,使用FIFO为6次,6/12=50%。
使用LRU为6次,6/12=50%。
使用OPT为5次,5/12=42%。
(2) 作业的物理块数为3块,使用FIFO为9次,9/12=75%。
使用LRU为10次,10/12=83%。
使用OPT为7次,7/12=58%。
作业的物理块数为4块,使用FIFO为10次,10/12=83%。
使用LRU为8次,8/12=66%。
计算机操作系统教程(第三版)_答案
1 第一章绪论1什么是操作系统的基本功能答操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源合理地组织计算机工作流程并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
操作系统的基本功能包括处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理文件系统管理和用户接口等。
2什么是批处理、分时和实时系统各有什么特征答批处理系统batchprocessingsystem操作员把用户提交的作业分类把一批作业编成一个作业执行序列由专门编制的监督程序monitor自动依次处理。
其主要特征是用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。
分时系统timesharingoperationsystem把处理机的运行时间分成很短的时间片按时间片轮转的方式把处理机分配给各进程使用。
其主要特征是交互性、多用户同时性、独立性。
实时系统realtimesystem在被控对象允许时间范围内作出响应。
其主要特征是对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。
3多道程序multiprogramming和多重处理multiprocessing有何区别答多道程序multiprogramming是作业之间自动调度执行、共享系统资源并不是真正地同时值行多个作业而多重处理multiprocessing系统配置多个CPU能真正同时执行多道程序。
要有效使用多重处理必须采用多道程序设计技术而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。
4讨论操作系统可以从哪些角度出发如何把它们统一起来答讨论操作系统可以从以下角度出发1操作系统是计算机资源的管理者2操作系统为用户提供使用计算机的界面3用进程管理观点研究操作系统即围绕进程运行过程来讨论操作系统。
上述这些观点彼此并不矛盾只不过代表了同一事物操作系统站在不同的角度来看待。
每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。
第二章作业管理和用户接口1. 什么是作业作业步答把在一次应用业务处理过程中从输入开始到输出结束用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。
计算机操作系统第三版课后答案(整理)
计算机操作系统课后答案计算机操作系统【第一章】1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性,有效性,可扩充性和开放性.1 OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;b. OS作为计算机系统资源的管理者;c. OS作为扩充机器.1. 试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要;平均周转时间长,无交互能力.1实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题:及时接收,及时处理;b. 对于及时接收,只需在系统中设置一多路卡,多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;---对于及时处理,应使所有的用户作业都直接进入内存,在不长的时间内,能使每个作业都运行一次.1为什么要引入实时操作系统?更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.1OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发(Concurrence),共享(Sharing),虚拟(Virtual),异步性(Asynchronism).b. 其中最基本特征是并发和共享.1内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?a. 主要功能: 内存分配,内存保护,地址映射和内存扩充等.b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间,提高存储器利用率,以减少不可用的内存空间,允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要.---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行,互不干扰.---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址. ---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术,从逻辑上去扩充内存容量.1处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?a. 进程控制,进程同步,进程通信和调度.b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程,撤销已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换.---进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.---进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.---调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中,按照一定的算法选出一新进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场,是进程投入运行.1设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等.b. 主要任务: 完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备.1文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读,写管理以及文件的共享和保护.b. 主要任务: 对用户文件和系统文件进行管理,以方便用户使用,并保证文件的安全性. 1试在交互性,及时性和可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统,主要用于运行终端用户程序,因而它具有较强的交互能力;而实时系统虽然也有交互能力,但其交互能力不及前者.b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似,都是以人所能接收的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高.1是什么原因使操作系统具有异步性特征?a. 程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.b. 每个程序在何时执行,多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.1何为微内核技术?在为内核中通常提供了哪些功能?1、足够小的内核2、基于客户?服务器模式3、应用“机制与策略分离”原理4、采用面向对象技术2、功能:进程管理低级存储器管理中断和陷入处理2. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制和描述,而引入了进程概念.2计算机操作系统第三版课后答案(汤子瀛等著)影响: 使程序的并发执行得以实行.2. 试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序?a. 动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,是静态实体.b. 并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行,而程序是不能并发执行的.c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位参加运行.2.试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?a. 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.因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能和其它进程并发执行的进程.b. 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,所以说,PCB是进程存在的唯一标志.2. 试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因.a. 处于就绪状态的进程,当进程调度程序为之分配了处理机后,该进程便由就绪状态变为执行状态.b. 当前进程因发生某事件而无法执行,如访问已被占用的临界资源,就会使进程由执行状态转变为阻塞状态.c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行,该进程便由执行状态转变为就绪状态.2. 在创建一个进程时,需完成的主要工作是什么?a. 操作系统发现请求创建新进程事件后,调用进程创建原语Creat();b. 申请空白PCB;c. 为新进程分配资源;d. 初始化进程控制块;e. 将新进程插入就绪队列.2.在撤消一个进程时,需完成的主要工作是什么?a. OS调用进程终止原语;b. 根据被终止进程的标志符,从PCB集合中检索出该进程的PCB,从中读出该进程的状态;c. 若被终止进程正处于执行状态,应立即中止该进程的执行,并设置调度标志为真;d. 若该进程还有子孙进程,还应将其所有子孙进程予以终止;第 3 页共16 页e. 将该进程所拥有的全部资源,或者归还给其父进程,或者归还给系统;f. 将被终止进程(它的PCB)从所在队列(或链表)中移出,等待其它程序来搜集信息. .2. 试从调度性,并发性,拥有资源及系统开销几个方面,对进程和线程进行比较.a. 在引入线程的OS中,把线程作为调度和分派的基本单位,而把进程作为资源拥有的基本单位;b. 在引入线程的OS中,不仅进程之间可以并发执行,而且在一个进程中的多个线程之间,亦可并发执行,因而使OS具有更好的并发性;c. 进程始终是拥有资源的一个独立单位,线程自己不拥有系统资源,但它可以访问其隶属进程的资源;d. 在创建,撤消和切换进程方面,进程的开销远远大于线程的开销.2. 什么是用户级线程和内核级线程?.a. 内核级线程是依赖于内核的,它存在于用户进程和系统进程中,它们的创建,撤消和切换都由内核实现;---用户级线程仅存在于用户级中,它们的创建,撤消和切换不利用系统调用来实现,因而与内核无关,内核并不知道用户级线程的存在.b. 内核级线程的调度和切换与进程十分相似,调度方式采用抢占式和非抢占式,调度算法采用时间轮转法和优先权算法等,当由线程调度选中一个线程后,再将处理器分配给它;而用户级线程通常发生在一个应用程序的诸线程之间,无需终端进入OS内核,切换规则也较简单,因而,用户级线程的切换速度较快.---用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时,内核把它们看作是整个进程的行为,内核级线程调用是以线程为单位,内核把系统调用看作是该线程的行为.---对于用户级线程调用,进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低,对于内核级线程则相反..为什么要在OS中引入线程使多个程序能够并发执行,以提高资源利用率和系统吞吐量,减少程序在并发执行时所付出的时空开销,是OS系统具有更好的并发性!当前有哪几种高级通信机制?共享存储器系统、消息传递系统、管道通信系统进程在运行存在哪两种形式的制约,并举例2.为什么进程在进入临界区之前应先执行“进入去”代码?推出前又要执行“退出区”代码?用于将临界区正被访问的标志恢复为未被访问的标志同步机构应遵循哪些基本准则?为什么?空闲让进忙则等待有限等待让权等待4计算机操作系统第三版课后答案(汤子瀛等著)2.. 什么是临界资源和临界区?a. 一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源.b. 在每个进程中,访问临界资源的那段程序称为临界区.2. 为什么进程在进入临界区之前,应先执行"进入区"代码,在退出临界区后又执行"退出区"代码?为了实现多个进程对临界资源的互斥访问,必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访问的代码,如果未被访问,该进程便可进入临界区对资源进行访问,并设置正被访问标志,如果正被访问,则本进程不能进入临界区,实现这一功能的代码成为"进入区"代码;在退出临界区后,必须执行"退出区"代码,用于恢复未被访问标志. 2. 在生产者-消费者问题中,如果缺少了signal(full)或signal(empty),对执行结果会有何影响?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;beginparbeginproducer: beginrepeat..produce an item in nextp;..wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;signal(mutex);/* ************** */signal(full);/* ************** */until false;endconsumer: beginrepeatwait(full);wait(mutex);nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);第 5 页共16 页/* ************** */signal(empty);/* ************** */consume the item in nextc;until false;endparendend可见,生产者可以不断地往缓冲池送消息,如果缓冲池满,就会覆盖原有数据,造成数据混乱.而消费者始终因wait(full)操作将消费进程直接送入进程链表进行等待,无法访问缓冲池,造成无限等待.2.. 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;或者是将signal(mutex)与signal(full)互换位置结果会如何?var mutex,empty,full: semaphore:=1,n,0;buffer: array[0,...,n-1] of item;in,out: integer:=0,0;beginparbeginproducer: beginrepeat..produce an item in nextp;..wait(empty);wait(mutex);buffer(in):=nextp;in:=(in+1) mod n;/* ***************** */signal(full);signal(mutex);/* ***************** */until false;endconsumer: beginrepeat/* **************** */wait(mutex);wait(full);/* **************** */6计算机操作系统第三版课后答案(汤子瀛等著)nextc:=buffer(out);out:=(out+1) mod n;signal(mutex);signal(empty);consume the item in nextc;until false;endparendenda. wait(full)和wait(mutex)互换位置后,因为mutex在这儿是全局变量,执行完wait(mutex),则mutex赋值为0,倘若full也为0,则该生产者进程就会转入进程链表进行等待,而生产者进程会因全局变量mutex为0而进行等待,使full始终为0,这样就形成了死锁.b. 而signal(mutex)与signal(full)互换位置后,从逻辑上来说应该是一样的.2. 试修改下面生产者-消费者问题解法中的错误:producer:beginrepeat..producer an item in nextp;wait(mutex);wait(full); /* 应为wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面*/buffer(in):=nextp;/* 缓冲池数组游标应前移: in:=(in+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(full); */until false;endconsumer:beginrepeatwait(mutex);wait(empty); /* 应为wait(full),而且还应该在wait(mutex)的前面*/nextc:=buffer(out);out:=out+1; /* 考虑循环,应改为: out:=(out+1) mod n; */signal(mutex);/* signal(empty); */consumer item in nextc;until false;end第7 页共16 页2. 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题的算法.设初始值为1的信号量c[I]表示I号筷子被拿(I=1,2,3,4,...,2n),其中n为自然数.send(I):Beginif I mod 2==1 then{P(c[I]);P(c[I-1 mod 5]);Eat;V(c[I-1 mod 5]);V(c[I]);}else{P(c[I-1 mod 5]);P(c[I]);Eat;V(c[I]);V(c[I-1 mod 5]);}End答:FCFS进程调度算法:一种最简单的调度算法,比较有利于长作业(进程),而不利于短作业(进程)SPF进程调度算法:对短作业或短进程优先调度的算法。
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第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作用可表现在哪几个方面答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS实现了对计算机资源的抽象3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(1)不断提高计算机资源的利用率;(2)方便用户;(3)器件的不断更新换代;(4)计算机体系结构的不断发展。
5.何谓脱机I/O和联机I/O答:脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么应如何解决答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。
针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
8.为什么要引入实时OS答:实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
引入实时OS 是为了满足应用的需求,更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。
9.什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。
答:硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。
举例来说,运载火箭的控制等。
软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。
举例:网页内容的更新、火车售票系统。
10.在8位微机和16位微机中,占据了统治地位的是什么操作系统答:单用户单任务操作系统,其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS.11.试列出Windows OS 中五个主要版本,并说明它们分别较之前一个版本有何改进。
答:(1)Microsoft Windows 是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。
(2)Windows 95是混合的16位/32位系统,第一个支持32位。
带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面,结束了桌面操作系统间的竞争。
(3)Windows 98是微软公司的混合16位/32位Windows 操作系统,改良了硬件标准的支持,革新了内存管理,是多进程操作系统。
(4)Windows XP是基于Windows 2000的产品,拥有新用户图形界面月神Luna。
简化了用户安全特性,整合了防火墙。
(5)Windows Vista 包含了上百种新功能;特别是新版图形用户界面和Windows Aero全新界面风格、加强的搜寻功能(Windows Indexing Service)、新媒体创作工具以及重新设计的网络、音频、输出(打印)和显示子系统。
12.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统不实时系统进行比较。
答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。
(2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。
(3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。
因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。
13.OS有哪几大特征其最基本的特征是什么答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。
14.处理机管理有哪些主要功能它们的主要任务是什么答:处理机管理的主要功能是:进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度;进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步:为多个进程(含线程)的运行进行协调。
通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度:(1)作业调度。
从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为他们分配运行所需的资源(首选是分配内存)。
(2)进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程,把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。
15.内存管理有哪些主要功能他们的主要任务是什么答:内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。
内存分配:为每道程序分配内存。
内存保护:确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行,彼此互不干扰。
地址映射:将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。
内存扩充:用于实现请求调用功能,置换功能等。
16.设备管理有哪些主要功能其主要任务是什么答:主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。
主要任务: 完成用户提出的I/O 请求,为用户分配I/O 设备;提高CPU 和I/O 设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备.17.文件管理有哪些主要功能其主要任务是什么答:文件管理主要功能:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。
文件管理的主要任务:管理用户文件和系统文件,方便用户使用,保证文件安全性。
18.是什么原因使操作系统具有异步性特征答:操作系统的异步性体现在三个方面:一是进程的异步性,进程以人们不可预知的速度向前推进,二是程序的不可再现性,即程序执行的结果有时是不确定的,三是程序执行时间的不可预知性,即每个程序何时执行,执行顺序以及完成时间是不确定的。
19.模块接口法存在哪些问题可通过什么样的途径来解决答:(1)模块接口法存在的问题:①在OS设计时,各模块间的接口规定很难满足在模块完成后对接口的实际需求。
②在OS 设计阶段,设计者必须做出一系列的决定,每一个决定必须建立在上一个决定的基础上。
但模块化结构设计的各模块设计齐头并进,无法寻找可靠的顺序,造成各种决定的无序性,使程序设计人员很难做到设计中的每一步决定都建立在可靠的基础上,因此模块接口法被称为“无序模块法”。
(2)解决途径:将模块接口法的决定顺序无序变有序,引入有序分层法。
20.在微内核OS中,为什么要采用客户/服务器模式答:C/S 模式具有独特的优点:⑴数据的分布处理和存储。
⑵便于集中管理。
⑶灵活性和可扩充性。
⑷易于改编应用软件。
21.试描述什么是微内核OS。
答:1)足够小的内核2)基于客户/服务器模式3)应用机制与策略分离原理4)采用面向对象技术。
22.在基亍微内核结构的OS中,应用了哪些新技术答:在基于微内核结构的OS 中,采用面向对象的程序设汁技术。
23.何谓微内核技术在微内核中通常提供了哪些功能答:把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行,而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。
在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。
24.微内核操作系统具有哪些优点它为何能有这些优点答:1)提高了系统的可扩展性2)增强了系统的可靠性3)可移植性4)提供了对分布式系统的支持5)融入了面向对象技术第二章进程管理1. 什么是前趋图为什么要引入前趋图答:前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图,记为DAG(Directed Acyclic Graph),用于描述进程之间执行的前后关系。
2. 试画出下面4条语句的前趋图:S2: b:=z+1;S3: c:=a-b;S4: w:=c+1;3. 什么程序并发执行会产生间断性特征答:程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,为完成同一项任务需要相互合作,致使这些并发执行的进程之间,形成了相互制约关系,从而使得进程在执行期间出现间断性。
4.程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性答:程序并发执行时,多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态由多个程序改变,致使程序运行失去了封闭性,也会导致其失去可再现性。
5.在操作系统中为什么要引入进程概念它会产生什么样的影响答:为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并对并发执行的程序加以控制和描述,在操作系统中引入了进程概念。
影响: 使程序的并发执行得以实行。
6.试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序答:(1)动态性是进程最基本的特性,表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,由撤销而消亡。
进程有一定的生命期,而程序只是一组有序的指令集合,是静态实体。
(2)并发性是进程的重要特征,同时也是OS 的重要特征。
引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行,而程序是不能并发执行的。
(3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。
对于未建立任何进程的程序,不能作为独立单位参加运行。
7.试说明PCB 的作用,为什么说PCB 是进程存在的唯一标志答: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。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序,成为一个能独立运行的基本单位,成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。
8.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
答:(1)进程的三个基本状态是:执行状态、就绪状态和阻塞状态。
就绪状态:该进程运行所需的除CPU以外一切条件都得到满足,只要获得CPU 资源,便立即执行。
执行状态:进程已获得CPU,程序正在执行。