操作系统第五版所有课后复习题中文答案

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操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

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操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考1. 习题一a) 内容描述:- 系统调用是操作系统提供给用户程序的一组接口,用于访问操作系统的功能和服务。

- 系统调用是以进程的方式运行的,通过软中断或硬中断触发,并返回一个状态值,表示系统调用的执行结果。

b) 答案:系统调用的主要目的是提供一种安全的方式,让用户程序能够访问操作系统的特权功能。

通过系统调用,用户程序可以进行文件操作、网络通信、进程管理等功能。

2. 习题二a) 内容描述:- 进程是计算机中正在运行的程序的实例。

- 进程由程序代码、相关数据和执行上下文组成。

- 进程拥有自己的虚拟内存空间、寄存器状态和资源。

- 进程可以通过操作系统的调度机制进行切换和调度。

b) 答案:进程的主要特征包括并发性、独立性和随机性。

并发性指的是多个进程可以同时存在和执行;独立性指的是进程拥有独立的资源和执行上下文;随机性指的是进程的执行顺序和时间不确定。

3. 习题三a) 内容描述:- 死锁是指两个或多个进程因为竞争有限的资源而无法继续执行的状态。

- 死锁发生的原因包括互斥、占有且等待、不可抢占和循环等待。

b) 答案:死锁的预防和避免是操作系统中重要的问题。

预防死锁的方法包括破坏死锁产生的条件,如破坏互斥条件、破坏占有且等待条件等;避免死锁的方法包括资源分配图和银行家算法。

4. 习题四a) 内容描述:- 页面置换算法是操作系统中用于管理虚拟内存的重要手段。

- 页面置换算法的目标是在有限的物理内存空间中有效地管理大量的进程和页面。

- 常见的页面置换算法有FIFO、LRU和LFU等。

b) 答案:页面置换算法的选择依赖于系统的具体需求和资源限制。

FIFO算法是最简单的页面置换算法,它总是选择最先进入内存的页面进行置换;LRU算法则是根据页面最近被访问的频率进行置换;LFU算法是根据页面被访问的次数进行置换。

5. 习题五a) 内容描述:- 文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的一组服务和数据结构。

操作系统教程第五版费翔林课后答案

操作系统教程第五版费翔林课后答案

操作系统教程第五版费翔林课后答案本文是针对操作系统教程第五版费翔林书籍中的课后题目提供的答案解析。

在这个教程中,费翔林教授详细介绍了操作系统的基本概念、原理和实践,涵盖了进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等各个方面。

通过对这些课后题目的解答,可以更好地理解和巩固操作系统的知识。

第一章:引论1.什么是操作系统?它的主要目标是什么?–答案:操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。

操作系统的主要目标是为用户提供一个方便、高效、安全的计算机环境。

2.请简要描述操作系统的角色和功能。

–答案:操作系统有几个角色和功能:•资源管理:操作系统管理计算机的各种硬件资源,包括处理器、内存、存储设备和输入输出设备。

•进程管理:操作系统创建、调度和终止进程,以及处理进程间的通信和同步。

•内存管理:操作系统分配和回收内存,管理虚拟内存,以及处理内存的保护和共享机制。

•文件系统:操作系统管理文件和目录的存储和访问,提供文件的创建、读取、写入和删除等操作。

•设备管理:操作系统管理计算机的输入输出设备,包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

•用户接口:操作系统提供了与计算机交互的界面,包括命令行界面和图形用户界面等。

第二章:进程管理1.什么是进程?进程的状态有哪些?–答案:进程是指在计算机中正在运行的程序的实例。

进程的状态包括:•就绪:进程已经准备好执行,但是还没有被分配到处理器。

•运行:进程正在处理器上执行。

•阻塞:进程由于某些原因不能继续执行,需要等待某个事件的发生。

•终止:进程已经完成或被终止,等待被操作系统回收。

2.请简要描述进程的创建、终止和状态切换的过程。

–答案:进程的创建是通过调用系统调用来完成的,系统为新进程分配资源,并设置进程的初始状态。

进程的终止可以是正常终止(调用系统调用进行退出)或异常终止(例如发生错误)。

进程状态之间的切换通过操作系统的调度算法来实现,例如从就绪状态切换到运行状态,或从运行状态切换到阻塞状态。

操作系统第五版费祥林_课后习题答案解析参考

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答:因为 I/O 繁忙型作业忙于 I/O ,所以它 CPU用得少,按调度策略能优先执行。
同样原因一个进程等待 CPU足够久时,由于它是“最近使用处理器较少的进程” ,
就能被优先调度,故不会饥饿。
3 并发进程之间有什么样的相互制约关系?下列日常生活中的活动是属哪种制
约关系: (1 )踢足球, (2 )吃自助餐, (3 )图书馆借书, (4 )电视机生产流水线
非抢占式共用去 180ms ,单道完成需要 260ms ,节省 80ms 。 2 )调度执行时间 1ms , 多道运行方式(抢占式) :
调度执行时间 ITns ,多道运行方式(非抢占式) :
4 在单 CPU和两台 I/O( I1 , 12 )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: Jobl : I2 ( 30ms )、 CPU( 10ms )、 I1 ( 30ms )、CPU( 10ms )、I2 ( 20ms)
由于任何调度方式下, S1' + S2' + S3' +, + Sn’为一个确定的数,而当 S1 ’ ≤ S2 ’≤ , ≤ S( n - 1 ) ’≤ Sn ’时才有: 0*S1+1*S2+2*S3+, ( n-1 ) Sn 的值最大,也就是说,此时 T 值最小。所以,按短作业优先调度算法调度时, 使得平均作业周转时间最短。 7、 假定执行表中所列作业, 作业号即为到达顺序, 依次在时刻 0 按次序 1 、2 、 3 、4 、 5 进入单处理器系统。 ( 1)分别用先来先服务调度算法、时间片轮转算法、短作业优先算法及非强占 优先权调度算法算出各作业的执行先后次序(注意优先权高的数值小) ; ( 2)计算每种情况下作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

操作系统精髓与设计原理第五版中文答案全

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•2.1 情况(a)和情况(b)具有相同的答案。

•假设处理器的操作不能重叠,但I/O操作可以。

•1job:时间周期=NT•处理器利用率=50%;•2jobs:时间周期=NT•处理器利用率=100%;•4jobs:时间周期=(2N-1)NT•处理器利用率=100%•2.2 I/O限制程序只用相对较少的处理时间,因此,受到短期调度算法的偏爱。

然而,如果一个处理器限制程序在一段很长的时间内被处理器时间拒绝,那同样的这个短期调度算法则会允许处理机去处理过去一段时间一直没有使用处理机的程序,所以,并不是永远不受理处理器限制程序所需的处理器时间。

•2.3 关于分时系统,我们所关注的是周转时间。

•首选的是时间片,因为它在一个很短的时间给•所有的程序一个访问权限去使用处理器。

在批•处理系统,我们所关注的是吞吐量和更少量的上•下文转换,对于进程来说获得了更多的处理时•间。

因此,最小化上下文转换的处理是有优势•的。

•2.4 应用程序运用系统调用去调用操作系统所•提供的功能。

关键的是,系统调用导致转换到•进入内核模式的系统程序。

操作系统第三章习题解答•3.1 系统和用户进程的创建和删除:在系统中进程对于信息共享,加速计算,模块性和便利性都能并发执行。

并发的执行需要进程的创建和删除机制。

进程所需要的资源在进程被创建时获得或者在其运行的时候分配。

当进程结束时,操作系统需要收回任何可重用资源。

•进程的挂起和恢复:在进程调度中,当进程在等待某些资源时,操作系统需要把进程状态改变成等待或者就绪状态。

当进程所要求的资源可用时,操作系统需要把它的状态变为运行状态恢复它的执行。

•进程同步机制:协调进程分享数据。

并发访问使用共享数据可能导致数据不一致性,操作系统不得不为其提供一种进程同步机制用来确保协作进程有序的实行,从而保证数据的一致性。

•进程通信机制:在操作系统下执行的进程要么是独立的进程要么是协作的进程。

协作进程必须使用某些方法来实现进程间的通信。

操作系统教程第五版答案

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操作系统教程第五版答案【篇一:华科操作系统教程(第五版)费祥林部分习题答案】>应用题t2、t4、第二章处理器管理应用题t1:只能在内核态运行的指令:(3)、(4)、(5)、(6)、(7)。

t11:(4)sjf调度算法t15:hrrf性能较好。

第三章同步、通信与死锁应用题:2、5(1)、38(1),t2、t5、t38(1)第四章存储管理二、应用题:3(3)、5、20、30t3(3)答:作业的物理块数为3时,fifo为9次,75%;lru为10次,83%;opt为7次,58%;作业的物理块数为4时,fifo为10次,83%,lru为8次,66%,opt为6次,50%。

其中fifo出现belady现象。

t5、【篇二:操作系统原理习题及答案(全书免费版)】、填空题1.用户与操作系统的接口有,两种。

【答案】命令接口,系统调用【解析】按用户界面的观点,操作系统是用户与计算机之间的接口。

用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。

一般操作系统提供了两类接口为用户服务,一种是程序一级的接口,即通过一组广义指令(或称系统调用)供用户程序和其他系统程序调用;另一种是作业一级的接口,提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。

2.用户程序调用操作系统有关功能的途径是。

【答案】利用系统调用命令【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的途径,一般在汇编语言和c语言中都提供了使用系统调用命令的方法。

编程人员可以在这些语言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。

3.unix系统是①操作系统,dos系统是②操作系统。

【答案】①分时(或多用户、多任务),②单用户(或单用户、单任务)【解析】 unix系统是一个可供多个用户同时操作的会话式的分时操作系统,dos系统是为个人计算机设计的一个单用户操作系统。

4.现代计算机中,cpu工作方式有目态和管态两种。

目态是指运行①程序,管态是指运行②程序。

操作系统第五版答案第8章复习题及习题解答

操作系统第五版答案第8章复习题及习题解答

虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别?简单分页:一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行,除非使用覆盖技术。

虚拟内存分页:不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行,页在需要的时候进行读取。

8.2 解释什么是抖动。

虚拟内存结构的震动现象,在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块,而不是执行指令。

8.3 为什么在使用虚拟内存时,局部性原理是至关重要的?可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。

总的来说,局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的,并由此就决定候选的替换出的页。

8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素?简单定义每个元素。

帧号:用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。

存在位(P):表示这一页是否当前在主存中。

修改位(M):表示这一页在放进主存后是否被修改过。

8.5 转移后备缓冲器的目的是什么?转移后备缓冲器(TLB)是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。

它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。

8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。

在请求式分页中,只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。

在预约式分页中,读取的并不是页错误请求的页。

8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别?驻留集管理主要关注以下两个问题:(1)给每个活动进程分配多少个页帧。

(2)被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。

页替换策略关注的是以下问题:在考虑的页集中,哪一个特殊的页应该被选择替换。

8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别?时钟算法与FIFO算法很接近,除了在时钟算法中,任何一个使用位为一的页被忽略。

8.9 页缓冲实现的是什么?(1)被替换出驻留集的页不久又被访问到时,仍在主存中,减少了一次磁盘读写。

(2)被修改的页以簇的方式被写回,而不是一次只写一个,这就大大减少了I/O操作的数目,从而减少了磁盘访问的时间。

操作系统教程第5版部分习题标准答案

操作系统教程第5版部分习题标准答案

第一章:一、3、10、15、23、27、353.什么是操作系统?操作系统在计算机系统中的主要作用是什么?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,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.主要作用(1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序(2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者(3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机(4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者10.试述系统调用与函数(过程)调用之间的区别。

(1)调用形式和实现方式不同;(2)被调用的代码位置不同;(3)提供方式不同15.什么是多道程序设计?多道程序设计有什么特点?多道程序设计是指允许多个作业(程序)同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。

从宏观上看是并行的,从微观上看是串行的。

(1)可以提高CPU、内存和设备的利用率;(2)可以提高系统的吞吐率,使单位时间内完成的作业数目增加;(3)可以充分发挥系统的并行性,使设备和设备之间,设备和CPU之间均可并行工作。

23.现代操作系统具有哪些基本功能?请简单叙述之。

(1)处理器管理;(2)存储管理;(3)设备管理;(4)文件管理;(5)联网与通信管理。

27.什么是操作系统的内核?内核是一组程序模块,作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作,通常驻留在内核空间,运行于内核态,具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限,是仅有的能够执行特权指令的程序。

35.简述操作系统资源管理的资源复用技术。

系统中相应地有多个进程竞争使用资源,由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的,操作系统让众多进程共享物理资源,这种共享称为资源复用。

(1)时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用;(2)空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。

.二、2、52、答:画出两道程序并发执行图如下:(1)(见图中有色部分)。

操作系统教程第5版部分习题答案

操作系统教程第5版部分习题答案

操作系统教程第 5 版部分习题答案第一章:一、3、10、15、23、27、353. 什么是操作系统?操作系统在计算机系统中的主要作用是什么?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,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.主要作用(1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序(2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者(3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机(4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者10. 试述系统调用与函数(过程)调用之间的区别。

1)调用形式和实现方式不同;操作系统教程第 5 版部分习题答案(2)被调用的代码位置不同;(3)提供方式不同15. 什么是多道程序设计?多道程序设计有什么特点?多道程序设计是指允许多个作业 (程序)同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。

从宏观上看是并行的,从微观上看是串行的。

(1)可以提高CPU内存和设备的利用率;( 2) 可以提高系统的吞吐率,使单位时间内完成的作业数目增加;( 3) 可以充分发挥系统的并行性,使设备和设备之间,设备和CPU 之间均可并行工作。

23. 现代操作系统具有哪些基本功能?请简单叙述之。

( 1 )处理器管理;( 2)存储管理;( 3)设备管理;操作系统教程第 5 版部分习题答案(4)文件管理;(5)联网与通信管理。

27. 什么是操作系统的内核?内核是一组程序模块,作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作,通常驻留在内核空间,运行于内核态,具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限,是仅有的能够执行特权指令的程序。

35. 简述操作系统资源管理的资源复用技术。

系统中相应地有多个进程竞争使用资源,由于计算机系统的物理资源是xx 和稀有的,操作系统让众多进程共享物理资源,这种共享称为资源复用。

(1)时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用;(2)空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。

《操作系统精髓与设计原理·第五版》复习题及答案

《操作系统精髓与设计原理·第五版》复习题及答案

第1章计算机系统概述1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。

主存储器,存储数据和程序;算术逻辑单元,能处理二进制数据;控制单元,解读存储器中的指令并且使他们得到执行;输入/输出设备,由控制单元管理。

1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。

用户可见寄存器:优先使用这些寄存器,可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。

对高级语言而言,由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。

一些高级语言,如C语言,允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。

控制和状态寄存器:用以控制处理器的操作,且主要被具有特权的操作系统例程使用,以控制程序的执行。

1.3 一般而言,一条机器指令能指定的四种不同操作是什么?处理器-寄存器:数据可以从处理器传送到存储器,或者从存储器传送到处理器。

处理器-I/O:通过处理器和I/O模块间的数据传送,数据可以输出到外部设备,或者从外部设备输入数据。

数据处理:处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。

控制:某些指令可以改变执行顺序。

1.4 什么是中断?中断:其他模块(I/O,存储器)中断处理器正常处理过程的机制。

1.5 多中断的处理方式是什么?处理多中断有两种方法。

第一种方法是当正在处理一个中断时,禁止再发生中断。

第二种方法是定义中断优先级,允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。

1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么?存储器的三个重要特性是:价格,容量和访问时间。

1.7 什么是高速缓冲存储器?高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器,用以协调主存跟处理器,作为最近储存地址的缓冲区。

1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。

可编程I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令(用以执行这个指令);在进一步的动作之前,处理器处于繁忙的等待中,直到该操作已经完成。

中断驱动I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令,并继续执行后续指令,直到后者完成,它将被I/O模块中断。

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

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第一章操作系统概论1、有一台计算机,具有IMB 内存,操作系统占用200KB ,每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ,若增加1MB 内存,则CPU 的利用率提高多少?答:设每个进程等待I/O 的百分比为P ,则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ,当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的,故CPU 的利用率为1-Pn。

由题意可知,除去操作系统,内存还能容纳4 个用户进程,由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故:CPU利用率=l-(80%)4 = 0.59若再增加1MB 内存,系统中可同时运行9 个用户进程,此时:cPu 利用率=l-(1-80%)9 = 0.87故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 %/59 %=147 %147 %-100 % = 47 %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。

程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间(见图中有色部分)3 设有三道程序,按A 、B 、C优先次序运行,其内部计算和UO操作时间由图给出。

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?比单道运行节省了多少时间?若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。

操作系统第五版所有课后复习题中文答案

操作系统第五版所有课后复习题中文答案

第1章计算机系统概述1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。

主存储器,存储数据和程序;算术逻辑单元,能处理二进制数据;控制单元,解读存储器中的指令并且使他们得到执行;输入/输出设备,由控制单元管理。

1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。

用户可见寄存器:优先使用这些寄存器,可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。

对高级语言而言,由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。

一些高级语言,如C语言,允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。

控制和状态寄存器:用以控制处理器的操作,且主要被具有特权的操作系统例程使用,以控制程序的执行。

1.3 一般而言,一条机器指令能指定的四种不同操作是什么?处理器-寄存器:数据可以从处理器传送到存储器,或者从存储器传送到处理器。

处理器-I/O:通过处理器和I/O模块间的数据传送,数据可以输出到外部设备,或者从外部设备输入数据。

数据处理:处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。

控制:某些指令可以改变执行顺序。

1.4 什么是中断?中断:其他模块(I/O,存储器)中断处理器正常处理过程的机制。

1.5 多中断的处理方式是什么?处理多中断有两种方法。

第一种方法是当正在处理一个中断时,禁止再发生中断。

第二种方法是定义中断优先级,允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。

1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么?存储器的三个重要特性是:价格,容量和访问时间。

1.7 什么是高速缓冲存储器?高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器,用以协调主存跟处理器,作为最近储存地址的缓冲区。

1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。

可编程I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令(用以执行这个指令);在进一步的动作之前,处理器处于繁忙的等待中,直到该操作已经完成。

中断驱动I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令,并继续执行后续指令,直到后者完成,它将被I/O模块中断。

操作系统精髓与设计原理(第5版)课后习题答案

操作系统精髓与设计原理(第5版)课后习题答案

操作系统精髓与设计原理(第5版)课后习题答案第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令:0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下,12位地址标识一个特殊的外部设备。

请给出以下程序的执行过程(按照图1.4的格式):1.从设备5中载入AC。

2.加上存储器单元940的内容。

3.把AC保存到设备6中。

假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。

答案:存储器(16进制内容):300:3005;301:5940;302:7006步骤1:3005->IR;步骤2:3->AC步骤3:5940->IR;步骤4:3+2=5->AC步骤5:7006->IR:步骤6:AC->设备61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况,请使用MAR 和MBR扩充这个描述。

答案:1. a. PC中包含第一条指令的地址300,该指令的内容被送入MAR中。

b. 地址为300的指令的内容(值为十六进制数1940)被送入MBR,并且PC增1。

这两个步骤是并行完成的。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

2. a. 指令寄存器IR中的地址部分(940)被送入MAR中。

b. 地址940中的值被送入MBR中。

c. MBR中的值被送入AC中。

3. a. PC中的值(301)被送入MAR中。

b. 地址为301的指令的内容(值为十六进制数5941)被送入MBR,并且PC增1。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

4. a. 指令寄存器IR中的地址部分(941)被送入MAR中。

b. 地址941中的值被送入MBR中。

c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加,结果保存到AC中。

5. a. PC中的值(302)被送入MAR中。

b. 地址为302的指令的内容(值为十六进制数2941)被送入MBR,并且PC增1。

c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

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第一章操作系统概论1、有一台计算机,具有IMB 内存,操作系统占用200KB ,每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ,若增加1MB 内存,则CPU 的利用率提高多少?答:设每个进程等待I/O 的百分比为P ,则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ,当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的,故CPU 的利用率为1-Pn。

由题意可知,除去操作系统,内存还能容纳4 个用户进程,由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故:CPU利用率=l-(80%)4 = 0.59若再增加1MB 内存,系统中可同时运行9 个用户进程,此时:cPu 利用率=l-(1-80%)9 = 0.87故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 %/59 %=147 %147 %-100 % = 47 %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。

程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间(见图中有色部分)3 设有三道程序,按A 、B 、C优先次序运行,其内部计算和UO操作时间由图给出。

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?比单道运行节省了多少时间?若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。

操作系统第五版费祥林_课后习题答案解析参考

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第一章操作系统概论1、有一台计算机,具有IMB 内存,操作系统占用200KB ,每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待I/O得时间为80 % ,若增加1MB 内存,则CPU 得利用率提高多少?ﻫ答:设每个进程等待I/O 得百分比为P ,则n 个进程同时等待刀O 得概率就是Pn ,当n个进程同时等待I/O 期间CPU 就是空闲得,故CPU 得利用率为1-Pn。

由题意可知,除去操作系统,内存还能容纳4个用户进程,由于每个用户进程等待I/O得时间为80 % , 故:CPU利用率=l-(80%)4 = 0、59若再增加1MB内存,系统中可同时运行9 个用户进程,此时:cPu 利用率=l-(1—80%)9 = 0、87 ﻫ故增加IMB 内存使CPU得利用率提高了47 %:87 %/59 %=147 %147 %-100 % = 47 %2 一个计算机系统,有一台输入机与一台打印机,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 得运行轨迹为:计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ,结束。

程序B 得运行轨迹为: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得情况?若有,指出发生等待得时刻。

答:(1)两道下:ﻫﻫ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)ﻫ(2)程序A 无等待现象,但程序B 有等待。

程序B 有等待时间段为180rns至200ms 间(见图中有色部分)ﻫ3设有三道程序,按A 、B 、C优先次序运行,其内部计算与UO操作时间由图给出.ﻫ试画出按多道运行得时间关系图(忽略调度执行时间)。

完成三道程序共花多少时间?比单道运行节省了多少时间?若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换得时间关系图。

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考

第一章操作系统概论1、有一台计算机,具有IMB 内存,操作系统占用200KB ,每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ,若增加1MB 内存,则CPU 的利用率提高多少?答:设每个进程等待I/O 的百分比为P ,则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ,当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的,故CPU 的利用率为1-Pn。

由题意可知,除去操作系统,内存还能容纳4 个用户进程,由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故:CPU利用率=l-(80%)4 = 0.59若再增加1MB 内存,系统中可同时运行9 个用户进程,此时:cPu 利用率=l-(1-80%)9 = 0.87故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 %/59 %=147 %147 %-100 % = 47 %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。

程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间(见图中有色部分)3 设有三道程序,按A 、B 、C优先次序运行,其内部计算和UO操作时间由图给出。

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?比单道运行节省了多少时间?若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。

操作系统第五版第6章习题中文解答

操作系统第五版第6章习题中文解答

可用+占有 完成 70 true 110 125 150 true true true
• b.第四个进程到达,最大需求是60,初始需求是35
进程
1
最大
70
占有
45
需要
25
可用
15
2
3 4
60
60 60
40
15 35
20
45 25
6.13 a.三个进程共享四个资源单元
进程 p1 最大 2 分配 1 需要 1 可用 1
从矩阵可以看出四个进程还需要的资源数目为2165当有一个可用资源时p2可以执行完成并释放占用资源可用资源数目为2允许p1执行完成可用资源数目为3此时p3需要6个资源p4需要5个资源既最小情况还需要2个额外资源p4执行完成释放资源后p3再执行完成
操作系统第六章习题解答
6.1 互斥:在每一时刻,只能有一辆车占用十字路 口的一个象限; 占有且等待:没有车倒退;每辆车一直在等待, 直到它前面的十字路口的象限可以使用; 非抢占:没有车辆能够强迫另一辆车给自己让 路; 循环等待:每辆车一直等待另外的车辆占用的 十字路口的象限。
6.17
• 如果至少有一个左撇子或右撇子,则当所 有哲学家都准备拿起第一根筷子时,必定 会有两个哲学家竞争一根筷子而其中一个 得不到处于等待,这样必定有一个哲学家 可以获得两根筷子,而不至于发生死锁。 • 同样也不会发生饥饿
6.2 1.Q获得B,然后获得A,然后释放B和A;当P恢复执 行的时候,它可以获得全部资源。 2.Q获得B,然后获得A;P执行并阻塞在对A的请求 上;Q释放B和A,当P恢复执行时,它可以获得全 部资源。 3.Q获得B,P获得并释放A,然后Q获得A并释放B和 A,当P恢复执行时,它可以获得B。 4.P获得A,Q获得B,P释放A,Q获得A并释放B,P 获得B并且释放B。 5.P获得并释放A,P获得B;Q执行并阻塞在对B的请 求上;P释放B,当Q恢复执行时,它可以获得全部 资源。 6.P获得A并且释放A,P获得B并且释放B,当Q恢复 执行时,他可以获得全部资源。
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第1章计算机系统概述1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。

主存储器,存储数据和程序;算术逻辑单元,能处理二进制数据;控制单元,解读存储器中的指令并且使他们得到执行;输入/输出设备,由控制单元管理。

1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。

用户可见寄存器:优先使用这些寄存器,可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。

对高级语言而言,由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。

一些高级语言,如C语言,允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。

控制和状态寄存器:用以控制处理器的操作,且主要被具有特权的操作系统例程使用,以控制程序的执行。

1.3 一般而言,一条机器指令能指定的四种不同操作是什么?处理器-寄存器:数据可以从处理器传送到存储器,或者从存储器传送到处理器。

处理器-I/O:通过处理器和I/O模块间的数据传送,数据可以输出到外部设备,或者从外部设备输入数据。

数据处理:处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。

控制:某些指令可以改变执行顺序。

1.4 什么是中断?中断:其他模块(I/O,存储器)中断处理器正常处理过程的机制。

1.5 多中断的处理方式是什么?处理多中断有两种方法。

第一种方法是当正在处理一个中断时,禁止再发生中断。

第二种方法是定义中断优先级,允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。

1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么?存储器的三个重要特性是:价格,容量和访问时间。

1.7 什么是高速缓冲存储器?高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器,用以协调主存跟处理器,作为最近储存地址的缓冲区。

1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。

可编程I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令(用以执行这个指令);在进一步的动作之前,处理器处于繁忙的等待中,直到该操作已经完成。

中断驱动I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时,它给相应的I/O模块发布命令,并继续执行后续指令,直到后者完成,它将被I/O模块中断。

如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的,可能是由于后续指令处于相同的进程中。

否则,此进程在中断之前将被挂起,其他工作将被执行。

直接存储访问:DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。

处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求,(处理器)只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。

1.9 空间局部性和临时局部性间的区别是什么?空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。

临时局部性(即时间局部性)是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。

1.10 开发空间局部性和时间局部性的策略是什么?空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。

时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据,并且定义缓冲存储的优先级。

第2章操作系统概述2.1 操作系统设计的三个目标是什么?方便:操作系统使计算机更易于使用。

有效:操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。

扩展的能力:在构造操作系统时,应该允许在不妨碍服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统功能。

2.2 什么是操作系统的内核?内核是操作系统最常使用的部分,它存在于主存中并在特权模式下运行,响应进程调度和设备中断。

2.3 什么是多道程序设计?多道程序设计是一种处理操作,它在两个或多个程序间交错处理每个进程。

2.4 什么是进程?进程是一个正在执行的程序,它被操作系统控制和选择。

2.5 操作系统是怎么使用进程上下文的?执行上下文又称为进程状态,是操作系统用来管理和控制所需的内部数据。

这种内部信息和进程是分开的,因为操作系统信息不允许被进程直接访问。

上下文包括操作系统管理进程以及处理器正确执行进程所需要的所有信息,包括各种处理器寄存器的内容,如程序计数器和数据寄存器。

它还包括操作系统使用的信息,如进程优先级以及进程是否在等待特定I/O事件的完成。

2.6 列出并简要介绍操作系统的五种典型存储管理职责。

进程隔离:操作系统必须保护独立的进程,防止互相干涉数据和存储空间。

自动分配和管理:程序应该根据需要在存储层次间动态的分配,分配对程序员是透明的。

因此,程序员无需关心与存储限制有关的问题,操作系统有效的实现分配问题,可以仅在需要时才给作业分配存储空间。

2.7 解释实地址和虚地址的区别。

虚地址指的是存在于虚拟内存中的地址,它有时候在磁盘中有时候在主存中。

实地址指的是主存中的地址。

2.8 描述轮循调度技术。

轮循调度是一种调度算法,所有的进程存放在一个环形队列中并按固定循序依次激活。

因为等待一些事件(例如:等待一个子进程或一个I/O操作)的发生而不能被处理的进程将控制权交给调度器。

2.9 解释单体内核和微内核的区别。

单体内核是一个提供操作系统应该提供的功能的大内核,包括调度、文件系统、网络、设备驱动程序、存储管理等。

内核的所有功能成分都能够访问它的内部数据结构和程序。

典型情况下,这个大内核是作为一个进程实现的,所有元素都共享相同的地址空间。

微内核是一个小的有特权的操作系统内核,只提供包括进程调度、内存管理、和进程间通信等基本功能,要依靠其他进程担当起和操作系统内核联系作用。

2.10 什么是多线程?多线程技术是指把执行一个应用程序的进程划分成可以同时运行的多个线程。

第3章进程描述和控制3.1 什么是指令跟踪?指令跟踪是指为该进程而执行的指令序列。

3.2 通常那些事件会导致创建一个进程?新的批处理作业;交互登录;操作系统因为提供一项服务而创建;由现有的进程派生。

(表3.1)3.3 对于图3.6中的进程模型,请简单定义每个状态。

运行态:该进程正在执行。

就绪态:进程做好了准备,只要有机会就开始执行。

阻塞态:进程在某些事件发生前不能执行,如I/O操作完成。

新建态:刚刚创建的进程,操作系统还没有把它加入到可执行进程组中。

退出态:操作系统从可执行进程组中释放出的进程,或者是因为它自身停止了,或者是因为某种原因被取消。

3.4 抢占一个进程是什么意思?处理器为了执行另外的进程而终止当前正在执行的进程,这就叫进程抢占。

3.5 什么是交换,其目的是什么?交换是指把主存中某个进程的一部分或者全部内容转移到磁盘。

当主存中没有处于就绪态的进程时,操作系统就把一个阻塞的进程换出到磁盘中的挂起队列,从而使另一个进程可以进入主存执行。

3.6 为什么图3.9(b)中有两个阻塞态?有两个独立的概念:进程是否在等待一个事件(阻塞与否)以及进程是否已经被换出主存(挂起与否)。

为适应这种2*2的组合,需要两个阻塞态和两个挂起态。

3.7 列出挂起态进程的4个特点。

1.进程不能立即执行。

2.进程可能是或不是正在等待一个事件。

如果是,阻塞条件不依赖于挂起条件,阻塞事件的发生不会使进程立即被执行。

3.为了阻止进程执行,可以通过代理把这个进程置于挂起态,代理可以是进程自己,也可以是父进程或操作系统。

4.除非代理显式地命令系统进行状态转换,否则进程无法从这个状态中转移。

3.8 对于哪类实体,操作系统为了管理它而维护其信息表?内存、I/O、文件和进程。

3.9 列出进程控制块中的三类信息。

进程标识,处理器状态信息,进程控制信息。

3.10 为什么需要两种模式(用户模式和内核模式)?用户模式下可以执行的指令和访问的内存区域都受到限制。

这是为了防止操作系统受到破坏或者修改。

而在内核模式下则没有这些限制,从而使它能够完成其功能。

3.11 操作系统创建一个新进程所执行的步骤是什么?1.给新进程分配一个唯一的进程标识号。

2.给进程分配空间。

3.初始化进程控制块。

4.设置正确的连接。

5.创建或扩充其他的数据结构。

3.12 中断和陷阱有什么区别?中断与当前正在运行的进程无关的某些类型的外部事件相关,如完成一次I/O操作。

陷阱与当前正在运行的进程所产生的错误或异常条件相关,如非法的文件访问。

3.13 举出中断的三个例子。

时钟终端,I/O终端,内存失效。

3.14 模式切换和进程切换有什么区别?发生模式切换可以不改变当前正处于运行态的进程的状态。

发生进程切换时,一个正在执行的进程被中断,操作系统指定另一个进程为运行态。

进程切换需要保存更多的状态信息。

第4章线程、对称多处理和微内核4.1 表3.5列出了在一个没有线程的操作系统中进程控制块的基本元素。

对于多线程系统,这些元素中那些可能属于线程控制块,那些可能属于进程控制块?这对于不同的系统来说通常是不同的,但一般来说,进程是资源的所有者,而每个线程都有它自己的执行状态。

关于表3.5中的每一项的一些结论如下:进程标识:进程必须被标识,而进程中的每一个线程也必须有自己的ID。

处理器状态信息:这些信息通常只与进程有关。

进程控制信息:调度和状态信息主要处于线程级;数据结构在两级都可出现;进程间通信和线程间通信都可以得到支持;特权在两级都可以存在;存储管理通常在进程级;资源信息通常也在进程级。

4.2 请列出线程间的模式切换比进程间的模式切换开销更低的原因。

包含的状态信息更少。

4.3 在进程概念中体现出的两个独立且无关的特点是什么?资源所有权和调度/执行。

4.4 给出在单用户多处理系统中使用线程的四个例子。

前台和后台操作,异步处理,加速执行和模块化程序结构。

4.5 哪些资源通常被一个进程中的所有线程共享?例如地址空间,文件资源,执行特权等。

4.6 列出用户级线程优于内核级线程的三个优点。

1.由于所有线程管理数据结构都在一个进程的用户地址空间中,线程切换不需要内核模式的特权,因此,进程不需要为了线程管理而切换到内核模式,这节省了在两种模式间进行切换(从用户模式到内核模式;从内核模式返回用户模式)的开销。

2.调用可以是应用程序专用的。

一个应用程序可能倾向于简单的轮询调度算法,而另一个应用程序可能倾向于基于优先级的调度算法。

调度算法可以去适应应用程序,而不会扰乱底层的操作系统调度器。

3.用户级线程可以在任何操作系统中运行,不需要对底层内核进行修改以支持用户级线程。

线程库是一组供所有应用程序共享的应用级软件包。

4.7 列出用户级线程相对于内核级线程的两个缺点。

1.在典型的操作系统中,许多系统调用都会引起阻塞。

因此,当用户级线程执行一个系统调用时,不仅这个线程会被阻塞,进程中的所有线程都会被阻塞。

2.在纯粹的用户级进程策略中,一个多线程应用程序不能利用多处理技术。

内核一次只把一个进程分配给一个处理器,因此一次进程中只能有一个线程可以执行。

4.8 定义jacketing。

Jacketing通过调用一个应用级的I/O例程来检查I/O设备的状态,从而将一个产生阻塞的系统调用转化为一个不产生阻塞的系统调用。

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