操作系统习题课-(1)

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计算机操作系统课后习题答案张尧学

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;6.设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备第二章作业管理和用户接口2．作业由哪几部分组成各有什么功能答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书;程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,作业说明书则体现用户的控制意图;3．作业的输入方式有哪几种各有何特点答：作业的输入方式有5种：联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING Simultaneous Peripheral OperationsOnline系统和网络输入方式,各有如下特点：1联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业;2脱机输入方式：又称预输入方式,利用低档个人计算机作为外围处理机进行输入处理,存储在后备存储器上,然后将此后援存储器连接到高速外围设备上和主机相连,从而在较短的时间内完成作业的输入工作;3直接耦合方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来,从而省去了在脱机输入中那种依靠人工干预宋传递后援存储器的过程;4SPOOLING系统：可译为外围设备同时联机操作;在SPOOLING系统中,多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来,作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制;（5）网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础,当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时,就构成了网络输入方式;4.试述spooling系统的工作原理6．操作系统为用户提供哪些接口它们的区别是什么答：操作系统为用户提供两个接口,一个是系统为用户提供的各种命令接口,用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统;另一个接口是系统调用,编程人员使用系统调用来请求操作系统提供服务,例如申请和释放外设等类资源、控制程序的执行速度等;8．什么是系统调用系统调用与一般用户程序有什么区别与库函数和实用程序又有什么区别答：系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口;编程人员利用系统调用,在源程序一级动态请求和释放系统资源,调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等;因此,系统调用像一个黑箱子那样,对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能;它与一般用户程序、库函数和实用程序的区别是：系统调用程序是在核心态执行,调用它们需要一个类似于硬件中断处理的中断处理机制来提供系统服务;9．简述系统调用的实现过程;答；用户在程序中使用系统调用,给出系统凋用名和函数后,即产生一条相应的陷入指令,通过陷入处理机制调用服务,引起处理机中断,然后保护处理机现场,取系统调用功能号并寻找子程序入口,通过入口地址表来调用系统子程序,然后返回用户程序继续执行;第三章用户管理和配置管理2．试比较进程和程序的区别;答：1进程是一个动态概念,而程序是一个静态概念,程序是指令的有序集合,无执行含义,进程则强调执行的过程;2进程具有并行特征独立性,异步性,程序则没有;3不同的进程可以包含同一个程序,同一程序在执行中也可以产生多个进程;4．试比较作业和进程的区别;答：一个进程是一个程序对某个数据集的执行过程,是分配资源的基本单位;作业是用于需要计算机完成某项任务,而要求计算机所做工作的集合; 一个作业的完成要经过作业提交,作业收容、作业执行和作业完成4个阶段;而进程是已提交完毕的程序所执行过程的描述,足资源分配的基本单位;其主要区别关系如下：1作业是用户向计算机提交任务的任务实体;在用户向计算机提交作业之后,系统将存储在外存中的作业等待队列中等待执行;而进程则是完成用户任务的执行实体,是向系统申请分配资源的基本单位;任一进程,只要它被创建,总有相应的部分存在于内存中;2一个作业可由多个进程组成;且必须至少由一个进程组成,但反过来不成立;3作业的概念主要用在批处理系统中;像Unix这样的分时系统中,则没有作业概念;而进程的概念则用在几乎所有的多道程序系统中;6．什么是临界区试举一临界区的例子;答：临界区是指不允许多个并发进程交叉执行的一段程序;它是由于不同并发进程的程序段共享公用数据或公用数据变量而引起的;所以它又被称为访问公用数据的那段程序;例如：getspace：Begin local gtop＝top－1Endreleasead：Begintop’top十1stacktop＝adEnd8．什么是进程间的互斥什么是进程间同步答：进程间的互斥是指：一组并发进程中的一个或多个程序段,因共享某一公有资源而导致它们必须以一个不许交叉执行的单位执行,即不允许两个以上的共享该资源的并发进程同时进入临界区;进程间的同步是指：异步环境下的一组并发进程因直接制约互相发送消息而进行互相合作、互相等待,各进程按一定的速度执行的过程;15．什么是线程试述线程与进程的区别,答；线程是在进程内用于调度和占有处理机的基本单位,它由线程控制表、存储线程上下文的用户栈以及核心栈组成;线程可分为用户级线程、核心级线程以及用户／核心混合型线程等类型;其中用户级线程在用户态下执行,CPU调度算法和各线程优先级都由用户设置,与操作系统内核无关;核心级线程的调度算法及线程优先级的控制权在操作系统内核;混合型线程的控制权则在用户和操作系统内核二者;线程与进程的主要区别有：1进程是资源管理的基本单位,它拥有自己的地址空间和各种资源,例如内存空间、外部设备等；线程只是处理机调度的基本单位,它只和其他线程一起共享进程资源,但自己没有任何资源;2以进程为单位进行处理机切换和调度时,由于涉及到资源转移以及现场保护等问题,将导致处理机切换时间变长,资源利用率降低;以线程为单位进行处理机切换和调度时,由于不发生资源变化,特别是地址空间的变化,处理机切换的时间较短,从而处理机效率也较高;3对用户来说,多线程可减少用户的等待时间;提高系统的响应速度;例如,当一个进程需要对两个不同的服务器进行远程过程凋用时,对于无线程系统的操作系统来说需要顺序等待两个不同调用返回结果后才能继续执行,且在等待中容易发生进程调度;对于多线程系统而言,则可以在同一进程中使用不同的线程同时进行远程过程调用,从而缩短进程的等待时间;4线程和进程一样,都有自己的状态．也有相应的同步机制,不过,由于线程没有单独的数据和程序空间,因此,线程不能像进程的数据与程序那样,交换到外存存储空间;从而线程没有挂起状态; 5进程的调度、同步等控制大多由操作系统内核完成,而线程的控制既可以由操作系统内核进行,也可以由用户控制进行;第四章进程管理2．试述作业调度的主要功能;答: 作业调度的主要功能是：按一定的原则对外存输入井上的大量后备作业进行选择,给选出的作业分配内存、输入输出设备等必要的资源,并建立相应进程,使该作业的相关进程获得竞争处理机的权利;另外,当作业执行完毕时,还负责回收系统资源; 3．作业调度的性能评价标准有哪些这些性能评价标准在任何情况下都能反映调度策略的优劣吗答：对于批处理系统,由于主要用于计算,因而对于作业的周转时间要求较高;从而作业的平均周转时间或平均带权周转时间被用来衡量调度程序的优劣;但对于分时系统来说,平均响应时间又被用来衡量调度策略的优劣;对于分时系统, 除了要保证系统吞吐量大、资源利用率高之外,还应保证用户能够容忍的响应时间;因此,在分时系统中,仅仅用周转时间或带权周转时间来衡量调度性能是不够的;对于实时系统, 衡量调度算法优劣的主要标志则是满足用户要求的时限时间;4．进程调度的功能有哪些答：进程调度的功能有：1记录和保存系统中所有进程的执行情况；2选择占有处理机的进程；3进行进程上下文切换;5．进程调度的时机有哪几种答：进程调度的时机有：1正在执行的进程执行完毕;这时如果不选择新的就绪进程执行,将浪费处理机资源;2执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态;3执行中进程调用了P原语操作,从而因资源不足而被阻塞：或调用了V原语操作激活了等待资源的进程队列;4执行中进程提出I/O请求后被阻塞;5在分时系统中时间片已经用完;6在执行完系统调用等系统程序后返回用户程序时,可看做系统进程执行完毕,从而调度选择一新的用户进程执行;7在CPU执行方式是可剥夺时,还有：就绪队列中的某进程的优先级变得高于当前执行进程的优先级,从而也将引发进程调度;6．进程上下文切换由哪几部分组成描述进程上下文切换过程;答：进程上下文切换由以下4个步骤组成；1决定是否作上下文切换以及是否允许作上下文切换;包括对进程调度原因的检查分析,以及当前执行进程的资格和CPU执行方式的检查等;在操作系统中,上下文切换程序并不是每时每刻都在检查和分析是否可作上下文切换,它们设置有适当的时机;2保存当前执行进程的上下文;这里所说的当前执行进程,实际上是指调用上下文切换程序之前的执行进程;如果上下文切换不是被那个当前执行进程所调用,且不属于该进程,则所保存的上下文应是先前执行进程的上下文,或称为“老”进程上下文;显然,上下文切换程序不能破坏“老”进程的上下文结构;3使用进程调度算法,选择一处于就绪状态的进程;4恢复或装配所选进程的上下文,将CPU控制权交到所选进程手中;第五章处理器管理2．什么是虚拟存储器其特点是什么答：由进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间称为虚拟存储器;虚拟存储器不考虑物理存储器的大小和信息存放的实际位置,只规定每个进程中相互关联信息的相对位置;每个进程都拥有自己的虚拟存储器,且虚拟存储器的容量是由计算机的地址结构和寻址方式来确定;实现虚拟存储器要求有相应的地址转换机构,以便把指令的虚拟地址变换为实际物理地址；另外,由于内存空间较小,进程只有部分内容存放于内存中,待执行时根据需要再调指令入内存;3．实现地址重定位的方法有哪几类答：实现地址重定位的方法有两种：静态地址重定位和动态地址重定位;1静态地址重定位是在虚空间程序执行之前由装配程序完成地址映射工作;静态重定位的优点是不需要硬件支持,但是用静态地址重定位方法进行地址变换无法实现虚拟存储器;静态重定位的另一个缺点是必须占用连续的内存空间和难以做到程序和数据的共享;2动态地址重定位是在程序执行过程中,在CPU访问内存之前由硬件地址变换机构将要访问的程序或数据地址转换成内存地址;动态地址重定位的主要优点有：①可以对内存进行非连续分配;②动态重定位提供了实现虚拟存储器的基础;③动态重定位有利于程序段的共享;形式化描述：略;6．动态分区式管理的常用内存分配算法有哪几种比较它们各自的优缺点;答：动态分区式管理的常用内存分配算法有最先适应法FF、最佳适应法BF和最坏适应法WF;优缺点比较：①从搜索速度上看最先适应法最佳,最佳适应法和最坏适应法都要求把不同大小的空闲区按大小进行排队;②从回收过程来看,最先适应法也是最佳,因为最佳适应法和最坏适应法都必须重新调整空闲区的位置;③最佳适应法找到的空闲区是最佳的,但是会造成内存碎片较多,影响了内存利用率,而最坏适应法的内存碎片最少,但是对内存的请求较多的进程有可能分配失败;总之,三种算法各有所长,针对不同的请求队列,它们的效率和功能是不一样的7．节讨论的分区式管理可以实现虚存吗如果不能,需要怎样修改试设计一个分区式管理实现虚存的程序流程图;如果能,试说明理由;答：节讨论的分区式管理不能实现虚存;如果要实现虚存,可以在分区的基础之上对每个分区内部进行请求调页式管理;8．简述什么是覆盖什么是交换覆盖和交换的区别是什么答：将程序划分为若干个功能上相对独立的程序段,按照程序的逻辑结构让那些不会同时执行的程序段共享同一块内存区的内存扩充技术就是覆盖; 交换是指先将内存某部分的程序或数据写入外存交换区,再从外存交换区中调入指定的程序或数据到内存中来,并让其执行的一种内存扩充技术;与覆盖技术相比, 交换不要求程序员给出程序段之间的覆盖结构,而且,交换主要是在进程或作业之间进行,而覆盖则主要在同一个作业或同一个进程内进行;另外,覆盖只能覆盖那些与覆盖程序段无关的程序段;9．什么是页式管理静态页式管理可以实现虚存吗答：页式管理就是把各进程的虚拟空间划分为若干长度相等的页面,把指令按页面大小划分后存放在内存中执行或只在内存中存放那些经常被执行或即将被执行的页面,而那些不被经常执行以及在近期内不可能被执行的页面则存放于外存中,按一定规则调入的一种内存管理方式;静态页式管理不能实现虚存,这是因为静态页式管理要求进程或作业在执行前全部被装入内存,作业或进程的大小仍受内存可用页面数的限制;11．请求页式管理中有哪几种常用的页面置换算法试比较它们的优缺点;答：比较常用的页面置换算法有：1随机淘汰算法randomglongram;即随机地选择某个用户页面并将其换出;2轮转法RRroundrobin;轮转法循回换出内存可用区内一个可以被换出的页,无论该页是刚被换进或已经换进内存很长时间;3先进先出法FIFOfirstinfirstout;FIFO算法选择在内存驻留时间最长的一页将其淘汰;4最近最久未使用页面置换算法I．RU1east recently unused;该算法的基本思想是：当需要淘汰某一页时,选择离当前时间最近的一段时间内最久没有使用过的页面先淘汰;5理想型淘汰算法OPToptimalreplacementalgorithm;该算法淘汰在访问串中将来再也不出现的或是在离当前最远的位置上出现的页面;15.段式管理可以实现虚存吗如果可以,简述实现方法;答：段式管理可以实现虚存;段式管理把程序按照内容或过程函数关系分成段,每段拥有自己的名字;一个用户作业或进程所包含的段对应于—个二维线性虚拟空间段号s与段内相对地址w,也就是一个二维虚拟存储器;段式管理以段为单位分配内存,然后通过地址映射机构把段式虚拟地址转换成实际的内存物理地址;只把那些经常访问的段驻留内存,而把那些在将来一段时间内不被访问的段放入外存,待需要时产生缺段中断,自动调入;18.段页式管理的主要缺点是什么有什么改进办法答：段页式管理的主要缺点是对内存中指令或数据进行存取时,至少需要对内存进行三次以上的访问;第一次是由段表地址寄存器取段表始址后访问段表,由此取出对应段的页表在内存中的地址;第二次则是访问页表得到所要访问的指令或数据的物理地址;只有在访问了段表和页表之后,第三次才能访问真正需要访问的物理单元;显然;这将大大降低CPU执行指令的速度;改进办法是设置快速联想寄存器;在快速联想寄存器中．存放当前最常用的段号s,页号p和对应的内存页面地址与其他控制项;当需要访问内存空间某一单元时,可在通过段表、页表进行内存地址查找的同时,根据快速联想寄存器查找其段号和页号;如果所要访问的段或页的地址在快速联想寄存器中,则系统不再访问内存中的段表、页表而直接把快速联想寄存器中的值与页内相对地址d拼接起来得到内存地址;19.什么是局部性原理什么是抖动你有什么办法减少系统的抖动现象答：局部性原理是指在几乎所有程序的执行过程中,在一段时间内,CPU总是集中地访问程序中的某—个部分而不是对程序的所有部分具有平均的访问概率;抖动是指当给进程分配的内存小于所要求的工作区时,由于内存外存之间交换频繁,访问外存的时间和输入输出处理时间大大增加,反而造成CPU因等待数据而空转,使得整个系统性能大大下降;在物理系统中,为防止抖动的产生,在进行淘汰或替换时,—般总是把缺页进程锁住,不让其换出,从而防止抖动发生;防止抖动发生的另一个办法是设置较大的内存工作区;第八章文件系统1.什么是文件、文件系统文件系统有哪些功能答：在计算机系统中,文件被解释为一组赋名的相关字符流的集合,或者是相关记录的集合;文件系统是操作系统中与管理文件有关的软件和数据;文件系统的功能是用户建立文件,撤销、读写修改和复制文件,以及完成对文件的按名存取和进行存取控制;2.文件系统一般按什么分类可以分为哪几类答：文件系统一般按性质、用途、组织形式、文件中的信息流向或文件的保护级别等分类;按文件的性质与用途可以分为系统文件、库文件和用户文件;按文件的组织形式可以分为普通文件、目录文件和特殊文件;按文件中的信息流向可以分为输入文件、输出文件和输入/输出文件;按文件的保护级别可以分为只读文件、读写文件、可执行文件和不保护文件;3.什么是文件的逻辑结构什么是记录答：文件的逻辑结构就是用户可见的结构,可分为字符流式的无结构文件和记录式的有结构文件两大类;记录是一个具有特定意义的信息单位,它由该记录在文件中的逻辑地址相对地址与记录名所对应的一组关键字、属性及其属性值所组成;7.文件的物理结构有哪几种为什么说串联文件结构不适于随机存取答：文件的物理结构是指文件在存储设备上的存放方法;常用的文件物理结构有连续文件、串联文件和索引文件3种;串联文件结构用非连续的物理块来存放文件信息,这些非连续的物理块之间没有顺序关系,链接成一个串联队列,搜索时只能按队列中的串联指针顺序搜索,存取方法应该是顺序存取的;否则,为了读取某个信息块而造成的磁头大幅度移动将花去较多的时间;因此,串联文件结构不适于随机存取11.什么是文件目录文件目录中包含哪些信息答:一个文件的文件名和对该文件实施控制管理的说明信息称为该文件的说明信息,又称为该文件的目录;文件目录中包含文件名、与文件名相对应的文件内部标识以及文件信息在文件存储设备上第一个物理块的地址等信息;另外还可能包含关于文件逻辑结构、物理结构、存取控制和管理等信息;第九章外部设备管理1. 设备管理的目标和功能是什么答：设备管理的目标是：选择和分配输入／输出设备以便进行数据传输操作；控制输入／输出设备和CPU或内存之间交换数据,为用户提供一个友好的透明接口,提高设备和设备之间、CPU和设备之间,以及进程和进程之间的并行操作,以使操作系统获得最佳效率;设备管理的功能是：提供和进程管理系统的接口；进行设备分配；实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作；进行缓冲区管理;4．什么是中断什么叫中断处理什么叫中断响应答：中断是指计算机在执行期间,系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件,使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序,待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行的过程;CPU转去执行相应的事件处理程序的过程称为中断处理;CPU收到中断请求后转到相应的事件处理程序称为中断响应;5．什么叫关中断什么叫开中断什么叫中断屏蔽答：把CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位清除从而不允许CPU响应中断叫做关中断;设置CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位从而允许CPU响应中断叫做开中断;中断屏蔽是指在中断请求产生之后,系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其余部分的中断仍能得到响应;6．什么是陷阱什么是软中断试述中断、陷阱和软中断之间异同;答：陷阱指处理机和内存内部产生的中断,它包括程序运算引起的各种错误,如地址非法、校验错、页面失效;存取访问控制错、从用户态到核心态的切换等都是陷阱的例子;软中断是通信进程之间用来模拟硬中断的一种信号通信方式;7．描述中断控制方式时的CPU动作过程;答：1首先,CPU检查响应中断的条件是否满足;如果中断响应条件不满足,则中断处理无法进行;2如果CPU响应中断,则CPU关中断; 3保存被中断进程现场;4分析中断原因,调用中断处理子程序;5执行中断处理子程序;6退出中断,恢复被中断进程的现场或调度新进程占据处理机;7开中断,CPU继续执行;8．什么是缓冲为什么要引入缓冲答：缓冲即是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个区域用来暂时存放输入输出数据的器件;引入缓冲是为了匹配外设和CPU之间的处理速度,减少中断次数和CPU的中断处理时间,同时解决DMA或通道方式时的数据传输瓶颈问题;。

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。

操作系统习题 (1)

虚拟存储器所具有的基本特征是虚、拟__扩__充__________、 ___部__分__装__入_ 和 ____离__散__分__配____ 。
系统调用
10
填空3
在存储器管理中，页面是信
息的
物单理位，分段是信息的
单位。页面逻大小辑由确定系，统分段大小由
____________确定。
5
计算5 某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存16KB。假定某时刻一用户页表中已调入内存的页面的页号和物理块号的对照表如下：
6
页号物理块号
0
3
1
7
2
11
3
8
则逻辑地址ห้องสมุดไป่ตู้A5C(H)所对应的物理地址是什么？
7
解答： 0A5C(H)： 0000 1010 0101 1100
解答：逻辑地址： 211╳24，为15位内存大小为： 23╳211=214 B=16KB
4
计算4
• 一个有快表的请页式虚存系统，设内存访问周期为1微秒，内外存传送一个页面的平均时间为5毫秒，如果快表命中率为75%，缺页中断率为10%。忽略快表访问时间，试求内存的有效存取时间。
解答：内存命中率15% 内存的有效存取时间： 1╳75%+2╳15%+(5000+2)╳10%=501.25微秒
用户程序
11
判断对错并改正
虚拟存储器不是物理上扩大内存空间，而是逻辑上扩充了
内存容量。（）
12
习题课（2）
存储管理
1
计算1
• 一个32位地址的计算机系统使用二级页表，虚地址被分为9位顶级页表，11位二级页表和偏移。试问：页面长度是多少？虚地址空间共有多少个页面？

操作系统原理课后习题答案

操作系统原理课后习题答案操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。

在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。

分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。

分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。

1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。

答：多道程序设计技术是指同时把多个作业放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。

多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。

宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。

微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。

1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。

1-7 工作情况如图。

CPU有空闲等待，它发生在100 ms与程序B都在进行I/O操作。

程序A无等待现象，程序B在0 ms间段内有等待现象。

150 ms时间段内，此时间段内程序A50 ms时间段与180 ms200 ms时第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。

操作系统习题课1 答案

【分析】考虑一下理发师 (barber) 重复的下列活动：①睡觉 ②为顾客理发；顾客 (customers) 重复的下列活动 : ③在椅子上等候；④理发；离开；显然 , 理发师在①处要考查是否有顾客等候理发 ,如果没有,理发师睡觉；在②处理发师等待最先进入理发店的顾客唤醒 , 开始理发。顾客在③处先看是否有座位 ,没有则离开；等候理发的顾客在④处被理发师唤醒 ( 最先理发的顾客要唤醒理发师 )；理发结束后离开。
(2) 用类Pascal语言和Wait, Signal操作写出这些进
程间的同步算法。
答：(1) 应编写1个程序；设置2个进程；
进程与程序间的对应关系是：多对1。
(2) begin
S1:=100 (有100个座位) S2:=0 (没有阅读者) mutex: =1 cobegin P1: repeat Wait(S1); wait(mutex); 登记信息; Signal(muetx); Signal(S2)
习题课1 答案
•习题课：
Wait.Signal 操作必须成对出现，有一个Wait 操作就一定有一个Signal 操作当为互斥操作时，它们同处于同一进程当为同步操作时，则不在同一进程中出现如果Wait(S1) 和 Wait(S2)两个操作在一起，那么Wait 操作的顺序至关重要,一个同步Wait 操作与一个互斥Wait 操作在一起时同步Wait 操作在互斥 Wait 操作前而两个Signal 操作无关紧要
为防止死锁发生可采取的措施： • 最多允许4个哲学家同时就餐； • 仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时，才允许他拿筷子（）； • 给所有哲学家编号，奇数号的哲学家必须首先拿左边的筷子，偶数号的哲学家则反之为了避免死锁，把哲学家分为三种状态，思考，饥饿，进食，并且一次拿到两只筷子，否则不拿

西安交大操作系统第一次习题课

•请将以下描述这两个活动的PV操作补充完整：
Semaphore s1=0; Semaphore s2=0; main() {cobegin driver(); conductor(); Coend; }
driver() {while(1) {p(s1); 启动车辆；正常行车；到站停00个座位。读者进入时必须先在一张登记表上登记，该表为每一座位列一表目，包括座号和读者姓名。读者离开时要消掉登记内容。试用P／v操作描述读者进程的同步结构。解析：定义信号量以及相应变量 mutex: semaphore; 互斥信号量 full: semaphore; 同步信号量 table: array 0.. n-1 of item ;
• 解答： • 首先分析两个进程之间的同步关系。汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为： – 售票员关车门后，向司机发开车信号 – 司机接到开车信号后起动车辆 – 在汽车正常行驶过程中售票员售票 – 到站时司机停车 – 售票员在车停后开车门让乘客下车 • 定义两个信号量s1：表示是否允许司机起动车辆， s2：表示是否允许售票员开门。初值为0。
begin
seminitial (mutex,1 ; barbers, 0; customers,0); waiting=0; chairs=10; cobegin barber; customer; ….. customer; coend end
Assignment: Extra problem 1
consumer:
p(product);
p(mutex); //remove product
p(mutex);
p(product); //remove product

操作系统-课后习题

5．何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机I/O:程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的在脱离主机的情况下进行的。

联机I/O: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。

了解：【假脱机：在联机情况下实现的同时操作的技术。

】11．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。

13. 什么是时分复用技术?举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么。

答:时分复用技术：将资源在不同的时间片内分配给各进程以使该资源被重复利用，从而提高资源的利用率。

原因: 如采用时分复用技术的虚拟处理机，能够在不同的时间片内处理多个用户的请求，从而使得用户感觉自己独占主机，而处理机在这期间也被充分的利用。

了解:空分复用技术：让同一个频段在不同的空间内得到重复利用，称之为空分复用。

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;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。

11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

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 完成了解:三个基本状态是什么:(1)就绪状态 (2)执行状态 (3)阻塞状态第三章1．高级调度不低级调度的主要仸务是什么？为什么要引入中级调度？答:高级调度的主要任务：用于决定把外存上处于后备队列中的哪些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后，再将新创建的进程插入就绪队列上，准备执行。

《操作系统》习题集：第1章引论

第1章引论习题集一、选择题1.操作系统是对（）进程管理的软件。

【＊，联考1.1】A. 软件B. 硬件C. 计算机资源D. 应用程序2.操作系统是提供了处理机管理、（）管理、设备管理和文件管理的软件。

【＊，★，联考1.1】A. 存储器B. 用户C. 软件D. 数据3.从用户的观点看，操作系统是（）。

【＊，联考】A. 用户与计算机之间的接口B. 控制和管理计算机资源的软件C. 合理地组织计算机工作流程的软件D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体4.以下选项中，（）不是操作系统关心的主要问题。

【＊，★，联考1.1】A. 管理计算机裸机B. 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C. 管理计算机系统资源D. 高级程序设计语言的编译器5.以下不属于操作系统管理范畴的是（）。

【＊，联考1.1】A. CPUB. 编写程序C. 主存D. 中断6.配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强的计算机，这样的一台计算机只是一台逻辑上的计算机，称为（）计算机。

【＊＊，★，联考】A. 并行B. 真实C. 虚拟D. 共享7.在操作系统中，对系统中的信息进行管理的部分通常称为（）。

【＊，联考1.1】A. 数据库系统B. 软件系统C. 文件系统D. 检索系统8.在操作系统中，并发性是指若干事件（）发生。

【＊＊，★，联考】A. 在同一时刻B. 一定在不同时刻C. 某一时间间隔内D. 依次在不同时间间隔内9.下面（）不是程序在并发系统内执行的特点。

【＊＊，联考1.1】A. 程序执行的间断性B. 相互通信的可能性C. 产生死锁的必然性D. 资源分配的动态性10.操作系统的不确定性是指（）。

【＊＊，★，联考】A. 程序运行结果的不确定性B. 程序运行次序的不确定性C. 程序多次运行时间的不确定性D. B和C11.在操作系统中，（）负责对进程的调度。

【＊，联考】A. 处理机管理B. 作业管理C. 高级调度管理D. 存储和设备管理12.以下不属于衡量操作系统性能指标的是（）。

《操作系统》课后题

习题一1、什么是操作系统？操作系统与普通的程序工作方式有何不同？操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户借口，使用户获得良好的工作环境。

操作系统资源管理的目标是提高系统资源的利用率和方便用户使用。

操作系统实际上是一组计算机程序，与普通的程序工作方式相同。

主要区别在于程序的意图和运行模式不同。

操作系统控制CPU和其它系统资源的使用，并调度CPU运行普通程序的时间。

OS的程序在核心态(kernel mode)下运行，硬件保护它免受用户程序的破坏；而应用程序都在用户态(user mode)下运行，它们不受硬件保护。

2、批处理系统与分时系统各有那些特点？为什么一般而言分时系统对交互式用户的响应比较快？批处理系统：先将程序加载到内存中然后再由CPU执行。

时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。

分时系统由于是时间片轮转来运行程序，所以比多道处理系统响应更快。

3、操作系统的主要特征是什么？操作系统的特征有：并发性，共享性，不确定性，虚拟性。

4、操作系统的主要功能是什么？存储器管理的功能处理机管理的功能设备管理的功能文件管理的功能5、多道程序执行时的特征是什么？需要多道程序设计的主要原因是什么？特征：(1)多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。

(2)宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。

(3)微观上串行：从微观上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占有处理机，交替执行(单处理机情况)原因：改善了输入输出量少，外围设备空闲、主机空闲6、何谓脱机I/O和联机I/O？（I/O输入输出）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。

操作系统课后习题1-9答案

操作系统课后习题1-9答案练习11.1-1.10题解见书1.11 有⼀台输⼊设备和⼀台输出设备的计算机系统上，运⾏有两道程序。

两道程序投⼊运⾏情况如下：程序1先开始运⾏，其运⾏轨迹为：计算50ms、输出100ms、计算50ms、输出100ms，结束；程序2后开始运⾏，其运⾏轨迹为：计算50ms、输⼊100ms、计算100ms、结束。

1. 忽略调度时间，指出两道程序运⾏时，CPU是否有空闲？在哪部分空闲？指出程序1和程序2. 有⽆等待CPU的情况？如果有，发⽣在哪部分？题解:由题画出CPU利⽤图如下：由图可知，1.CPU有空闲，在100ms~150ms时间段是空闲的。

2.程序1⽆等待时间，⽽程序2在⼀开始的0ms~50ms时间段会等待。

1.12 在计算机系统上运⾏三道程序，运⾏次序为程序1、程序2、程序3。

程序3的运⾏轨迹为：计算60ms、输⼊30ms、计算20ms。

忽略调度时间，画出三道程序运⾏的时间关系图；完成三道程序共花多少时间？与单道程序⽐较，节省了多少时间？解答：三道程序运⾏，完成三道程序共花170ms。

与单道程序（260ms）⽐较，节省了90ms。

（始终按照1-2-3的次序，即程序1→程序2→程序3→程序1→程序2→（在程序3运⾏前会停10ms等待输⼊完成）程序3。

（如果不是按照程序1、2、3的次序完成则会有多种情况。

）1.13 在计算机系统上有两台输⼊/输出设备，运⾏两道程序。

程序1的运⾏轨迹为：计算10ms、输⼊5ms、计算5ms、输出10ms、计算10ms。

程序2的运⾏轨迹为：输⼊10ms、计算10ms、输出5ms、计算5ms、输出10ms。

在顺序环境下，先执⾏程序1，再执⾏程序2，求总的CPU利⽤率为多少？题解：由题画出CPU利⽤图如下：由图可知，在总共80ms的时间⾥，CPU空闲时间为40ms，即：CPU利⽤率=40ms/80ms*100%=50%1.14 ⼀个计算机系统有⾜够的内存空间存放3道程序，这些程序有⼀半的时间在空闲等待I/O操作。

操作系统课后练习(第1、2章)

课后练习（第1、2章）一、选择1.操作系统是一种（）A.通用软件B.系统软件C.应用软件D.软件包2．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度A.主存储器B.控制器C.运算器D.处理机3．操作系统是对（）进行管理的软件A.软件B.硬件C.计算机资源D.应用程序4．从用户的观点看，操作系统是（）A.用户与计算机之间的接口B.控制和管理计算机资源的软件C.合理的组织计算机工作流程的软件D.由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体5．操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及文件管理A.进程B.存储器C.硬件D.软件6．操作系统利用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的（）A.利用率B.可靠性C.稳定性D.兼容性7．（）操作系统允许在一台主机上同时链接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互使用计算机A.网络B.分布式C.分时D.实时8．如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长A.用户数越少B.用户数越多C.内存越少D.内存越多9．分时操作系统通常采用（）为用户服务A.可靠性和灵活性B.时间片轮转C.时间片加权分配D.短作业优先10．在（）操作系统控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应A.实时B.分时C.分布式D.单用户11．设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）A.可靠性和灵活性B.实时性和可靠性C.灵活性和可靠性D.优良性和分配性12.若把操作系统看作计算机系统资源的管理者，下列的（）不属于操作系统所管理的资源。

A．程序 B.内存C。

cpu D.中断13.在下列操作系统的各个功能组成部分中，（）不需要硬件的支持。

A．进程调度 B.时钟管理C。

地址映射D。

中断系统14.在进程管理中，当（）时，进程从阻塞状态变为就绪状态A.进程被进程调度程序选中B.等待某一事件C.等待的事件发生D.时间片用完15.分配到必要的资源并获得处理机时的进程状态是（）A.就绪状态B.执行状态C,阻塞状态 D.撤销状态16.P、V操作是（）A.两条低级进程通信原语B.两组不同的机器指令C.两条系统调用命令D.两条高级进程通信原语17.对进程的管理和控制使用（）A.指令B.原语C.信号量D.信箱通信18.进程的并发执行是指若干个进程（）A.同时执行B.在执行的时间上是重叠的C.在执行的时间上是不可重叠的D.共享系统资源19.若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为－1，则表示有（）等待进程A．0 B.1 C.2 D.320.下列的进程状态变化中，（）变化是不可能发生的A.运行－就绪B.运行－等待C.等待－运行D.等待－就绪21.一个运行的进程用完了分配给它的时间片后，它的状态变为（）A.就绪B.等待C.运行D.由用户自己确定22.用P、V操作管理临界区时，信号量的初值应定义为（）A.－1B.0C.1D.任意值23.用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒的进程状态变为（）A.等待B.就绪C.运行D.完成24.进程间的同步指进程间在逻辑上的相互（）关系A.联结B.制约C.继续D.调用25.（）是一种只能进行P操作和V操作的特殊变量A.调度B.进程C.同步D.信号量26.（）是解决进程间同步和互斥的一对低级通信原语A．lock和unlock B.P和V C.W和S D.Send和Receive27.下面对进程的描述中，错误的是（）A.进程是动态的概念B.进程执行需要处理机C.进程是有生命期的D.进程是指令的集合28.进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理，通过使用（）、进程撤销、进程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现A.进程运行B.进程管理C.进程创建D.进程同步29.信箱通信是一种（）通信方式A.直接B.间接C.低级D.信号量30.操作系统通过（）对进程进行管理A.进程B.进程控制块C.进程启动程序D.进程控制区31.通常，用户进程被建立后，（）A.便一直存在于系统中，直到被操作人员撤销B.随着作业运行正常或不正常结束而撤销C.随着时间片轮转而撤销与建立D.随着进程的阻塞或唤醒而撤销与建立32.在操作系统中，进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次（）A．等待活动B。

计算机操作系统习题1

计科技专业计算机操作系统资料一、选择题（选择最确切的一个答案，将其代码填入括号中，每空2分，共20分）1．某进程在运行过程中需要等待从磁盘上读人数据，此时该进程的状态是（）。

A. 从就绪变为运行B. 从运行变为就绪C. 从运行变为阻塞D. 从阻塞变为就绪2．可重定位内存分区分配目的为（）。

A.解决碎片问题B.便于多作业共享内存C.回收空白区方便D. 摆脱用户干预3．原语是（）。

A.一条机器指令B. 若干条机器指令组成C.一条特定指令D. 中途能打断的指令4. 设备I/O方式有如下三种：（）、（）和（）。

A.假脱机B. 询问C.联机D. 中断E.通道F. 脱机5．文件目录的主要作用是（）。

A. 按名存取B. 提高速度C. 节省空间D. 提高外存利用率6．单机操作系统的共享资源是指（）。

A. 内存、CPU、打印机B. 内存C. CPUD. 打印机7．操作系统负责为方便用户管理计算机系统的（）。

A. 程序B. 文档资料C.资源D. 进程8．没有下列设备计算机无法工作（）。

A. 软盘B. 硬盘C. 内存D. 打印机二、是非题（正确的划√，错误的划×，20分）（T）1．进程的互斥和同步的相互制约一般不会同时发生。

（T ）2．多用户操作系统在单一硬件终端硬件支持下仍然可以工作。

（T）3，作业同步面向用户而进程同步面向计算机内部资源管理控制。

（F）4．实时操作系统的响应系数最小，设备利用率最低。

（T）5．UNIX或Linux操作系统的最大特点是分时、多用户、多任务和倒树型文件结构。

（T）6．常用的缓冲技术是解决慢速设备与快速CPU处理之间协调工作。

（T ）7．死锁是指两个或多个进程都处于互等状态而无法继续工作。

（T ）8. 多用户操作系统一定是具有多道功能的操作系统。

（T）9．一般的分时操作系统无法做实时控制用。

（T）10．一个物理硬盘可以分成多个逻辑硬盘分区进行面向用户文件系统的管理。

三、填空题（40分）1．按资源分配，设备类型分为以下三类：独享设备、共享设备和虚拟设备。

操作系统课后习题答案

操作系统课后习题答案第一章o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.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不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；5.何谓脱机I/O和联机I/Oa.脱机输入输出方式(Off-LineI/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.6.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.7.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.8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.12试从交互性，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.13OS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(Aynchronim).b.其中最基本特征是并发和共享.14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.15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.16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.17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.18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.第二章2.试画出下面条语句的前趋图:S1:a=5-某;S2:b=a某某;S3:c=4某某;S4:d=b+c;S5:e=d+3.S1->S2->S4->S5......../......S33.程序并发执行为什么会产生间断性因为程序在并发执行过程中存在相互制约性.4.程序并发执行为什么会失去封闭性和可再现性因为程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，资源状态需要多个程序来改变，即存在资源共享性使程序失去封闭性；而失去了封闭性导致程序失去可再现性.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.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.7.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.8.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.9.为什么要引入挂起状态该状态具有哪些性质a.引入挂起状态处于5中需要:终端用户的需要，父进程的需要，操作系统的需要，对换的需要和负荷调节的需要.b.处于挂起状态的进程不能接收处理机调度.10在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些a.进程当前暂存信息；b.下一条指令地址信息；c.进程状态信息；d.过程和系统调用参数及调用地址信息.11试说明引起进程创建的主要事件.a.用户登陆；b.作业调度；c.提供服务；d.应用请求.12试说明引起进程撤消的主要事件.a.正常结束；b.异常结束；c.外界干预；13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.14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；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.15试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么a.请求系统服务；b.启动某种操作；c.新数据尚未到达；d.无新工作可做.17.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.18.同步机构应遵循哪些基本准则为什么a.空闲让进.b.忙则等待.c.有限等待.d.让权等待.20.你认为整型信号量机制和记录型信号量机制，是否完全遵循了同步机构的四条准则a.在整型信号量机制中，未遵循"让权等待"的准则.b.记录型信号量机制完全遵循了同步机构的"空闲让进,忙则等待,有限等待,让权等待"四条准则.23.在生产者－消费者问题中，如果缺少了ignal(full)或ignal(empty),对执行结果会有何影响生产者－消费者问题可描述如下: varmute某,empty,full:emaphore:=1,n,0;buffer:array[0,...,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeat.produceaniteminne某tp;..wait(empty);wait(mute某);buffer(in):=ne某tp;in:=(in+1)modn;ignal(mute某);/某某某某某某某某某某某某某某某某/ ignal(full);/某某某某某某某某某某某某某某某某/ untilfale;endconumer:beginrepeatwait(full);wait(mute某);ne某tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;ignal(mute某);/某某某某某某某某某某某某某某某某/ ignal(empty);/某某某某某某某某某某某某某某某某/conumetheiteminne某tc;untilfale;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.24.在生产者－消费者问题中，如果将两个wait操作即wait(full)和wait(mute某)互换位置；或者是将ignal(mute某)与ignal(full)互换位置结果会如何varmute某,empty,full:emaphore:=1,n,0;buffer:array[0,...,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeat..produceaniteminne某tp;.wait(empty);wait(mute某);buffer(in):=ne某tp;in:=(in+1)modn;/某某某某某某某某某某某某某某某某某某某/ ignal(full);ignal(mute某);/某某某某某某某某某某某某某某某某某某某/ untilfale;endconumer:beginrepeat/某某某某某某某某某某某某某某某某某某/ wait(mute某);wait(full);/某某某某某某某某某某某某某某某某某某/ne某tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;ignal(mute某);ignal(empty);conumetheiteminne某tc;untilfale;endparendendwait(full)和wait(mute某)互换位置后，因为mute某在这儿是全局变量，执行完wait(mute某)，则mute某赋值为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mute某为0而进行等待，使full始终为0，这样就形成了死锁.而ignal(mute某)与ignal(full)互换位置后，从逻辑上来说应该是一样的.25.我们为某临界区设置一把锁W，当W=1时，表示关锁；W=0时，表示锁已打开.试写出开锁原语和关锁原语，并利用它们去实现互斥.开锁原语:unlock(W):W=0;关锁原语:lock(W);if(W==1)dono_op;W=1;利用开关锁原语实现互斥:varW:emaphore:=0;beginparbeginproce:repeatlock(W);criticalectionunlock(W);remainderectionuntilfale;endparend26.试修改下面生产者－消费者问题解法中的错误: producer:beginrepeat..produceraniteminne某tp;wait(mute某);wait(full);/某应为wait(empty),而且还应该在wait(mute某)的前面某/buffer(in):=ne某tp;/某缓冲池数组游标应前移:in:=(in+1)modn;某/ignal(mute某);/某ignal(full);某/untilfale;endconumer:beginrepeatwait(mute某);wait(empty);/某应为wait(full),而且还应该在wait(mute某)的前面某/ne某tc:=buffer(out);out:=out+1;/某考虑循环，应改为:out:=(out+1)modn;某/ignal(mute某);/某ignal(empty);某/conumeriteminne某tc;untilfale;end27.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.end(I):BeginifImod2==1then{P(c[I]);P(c[I-1mod5]);V(c[I-1mod5]);}ele{P(c[I-1mod5]);P(c[I]);Eat;V(c[I]);V(c[I-1mod5]);}End28.在测量控制系统中的数据采集任务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务从该单缓冲中取出数据进行计算.试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲的同步算法.intmute某=1;intempty=n;intfull=0;intin=0;intout=0;{cobeginend();obtain();coend}end(){while(1){..collectdatainne某tp; ..wait(empty);wait(mute某);buffer(in)=ne某tp;in=(in+1)modn;ignal(mute某);ignal(full);}}//endobtain(){while(1){wait(full);wait(mute某);ne某tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;ignal(mute某);ignal(empty);culculatethedatainne某tc;}//while}//obtain29画图说明管程由哪几部分组成为什么要引入条件变量管程由三部分组成:局部于管程的共享变量说明；对该数据结构进行操作的一组过程；对局部于管程的数据设置初始值的语句.(图见P59)因为调用wait原语后，使进程等待的原因有多种，为了区别它们，引入了条件变量.30.如何利用管程来解决生产者－消费者问题(见P60)31.什么是AND信号量试利用AND信号量写出生产者－消费者问题的解法.为解决并行所带来的死锁问题，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:varmute某,empty,full:emaphore:=1,n,0;buffer:array[0,...,n-1]ofitem;in,out:integer:=0,0;beginparbeginproducer:beginrepeat..produceaniteminne某tp;..wait(empty);wait(1,2,3,...,n);//1,2,...,n为执行生产者进程除empty外其余的条件wait(mute某);buffer(in):=ne某tp;in:=(in+1)modn;ignal(mute某);ignal(full);ignal(1,2,3,...,n);untilfale;endconumer:beginrepeatwait(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(mute某);ne某tc:=buffer(out);out:=(out+1)modn;ignal(mute某);ignal(empty);ignal(k1,k2,k3,...,kn);conumetheiteminne某tc;untilfale;endparendend33.试比较进程间的低级通信工具与高级通信工具.用户用低级通信工具实现进程通信很不方便，因为其效率低，通信对用户不透明，所有的操作都必须由程序员来实现.而高级通信工具则可弥补这些缺陷，用户可直接利用操作系统所提供的一组通信命令，高效地传送大量的数据.第三章1.高级调度与低级调度的主要任务是什么为什么要引入中级调度a.作业调度又称宏观调度或高级调度，其主要任务是按一定的原则对外存上处于后备状态的作业进行选择，给选中的作业分配内存，输入输出设备等必要的资源，并建立相应的进程，以使该作业的进程获得竞争处理机的权利.b.进程调度又称微观调度或低级调度，其主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程，将处理机分配给它.c.为了提高内存利用7.选择调度方式和调度算法时，应遵循的准则是什么a.面向用户的准则有周转时间短，响应时间快，截止时间的保证，以及优先权准则.b.面向系统的准则有系统吞吐量高，处理机利用率好，各类资源的平衡利用.11.在时间片轮转法中，应如何确定时间片的大小？a．系统对响应时间的要求；b．就绪队列中进程的数目；c．系统的处理能力。

操作系统教程课后习题参考答案

操作系统教程课后习题参考答案习题一习题二习题三习题四习题五习题六习题一1．设计操作系统的主要目的是什么？设计操作系统的目的是：（1）从系统管理人员的观点来看，设计操作系统是为了合理地去组织计算机工作流程，管理和分配计算机系统硬件及软件资源，使之能为多个用户所共享。

因此，操作系统是计算机资源的管理者。

（2）从用户的观点来看，设计操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面，以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节，就能方便灵活地使用计算机。

2．操作系统的作用可表现在哪几个方面？(1) 方便用户使用：操作系统通过提供用户与计算机之间的友好界面来方便用户使用。

(2) 扩展机器功能：操作系统通过扩充硬件功能和提供新的服务来扩展机器功能。

(3) 管理系统资源：操作系统有效地管理系统中的所有硬件和软件资源，使之得到充分利用。

(4) 提高系统效率：操作系统合理组织计算机的工作流程，以改进系统性能和提高系统效率。

(5)构筑开放环境：操作系统遵循国际标准来设计和构造一个开放环境。

其含义主要是指：遵循有关国际工业标准和开放系统标准，支持体系结构的可伸缩性和可扩展性；支持应用程序在不同平台上的可移植性和互操作性。

3．试叙述脱机批处理和联机批处理工作过程（1）联机批处理工作过程用户上机前，需向机房的操作员提交程序、数据和一个作业说明书，后者提供了用户标识、用户想使用的编译程序以及所需的系统资源等基本信息。

这些资料必须变成穿孔信息，（例如穿成卡片的形式），操作员把各用户提交的一批作业装到输入设备上（若输入设备是读卡机，则该批作业是一叠卡片），然后由监督程序控制送到磁带上。

之后，监督程序自动输入第一个作业的说明记录，若系统资源能满足其要求，则将该作业的程序、数据调入主存，并从磁带上调入所需要的编译程序。

编译程序将用户源程序翻译成目标代码，然后由连接装配程序把编译后的目标代码及所需的子程序装配成一个可执行的程序，接着启动执行。

操作系统部分课后习题答案

操作系统部分课后习题答案第一章1、设计现代OS的主要目标就是什么？便利性,有效性,可扩充性与开放性。

2、OS的作用可表现在哪几个方面？(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。

4、试说明推进多道批处理系统形成与进展的主要动力就是什么主要动力来源于四个方面的社会需求与技术进展(1)不断提高计算机资源的利用率(2)便利用户(3)器件的不断更新换代(4)计算机体系结构的不断进展。

7、实现分时系统的关键问题就是什么？应如何解决关键问题就是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能准时接收并准时处理该命令。

在用户能接受的时延内将结果返回给用户。

解决办法:针对准时接收问题,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。

针对准时处理问题,应使全部的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时光片,允许作业只在自己的时光片内运行。

这样在不长的时光内,能使每个作业都运行一次。

12、试从交互性、准时性以及牢靠性方面,将分时系统与实时系统举行比较。

(1)准时性。

实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都就是以人所能接受的等待时光来确定,而实时控制系统的准时性,就是以控制对象所要求的开头截止时光或完成截止时光来确定的,普通为秒级到毫秒级,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拜访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与资源分享等服务。

(3)牢靠性。

分时系统也要求系统牢靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的牢靠性。

由于任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至就是灾害性后果,所以在实时系统中,往往都实行了多级容错措施保障系统的平安性及数据的平安性。

13、OS有哪几大特征？其最基本的特征就是什么？并发性、分享性、虚拟性与异步性四个基本特征。

计算机操作系统习题课

13. 在虚存系统中, 只要磁盘空间无限大, 作业就能拥有任意大的编址空间. ╳ 17. 大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率. ╳ 19. 文件的索引表全部存放在文件控制块中. ╳ 20. 打印机是一类典型的块设备. ╳ 21. 当一个进程从等待态变成就绪态, 则一定有一个进程从就绪态变成运行态. ╳ 22. 执行系统调用时可以被中断. √ 23. 在作业调度时, 采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间. ╳ 24. 在请求页式存储管理中, 页面淘汰所花费的时间不属于系统开销. ╳ 25. 进程优先数是进程调度的重要依据, 必须根据进程运行情况动态改变. ╳ 26. 流式文件是指无结构的文件. √ 27. 参与死锁的所有进程都占有资源. ╳(死锁的某个进程可能没有拿到任何资源) 28. 页式存储管理中, 用户应将自己的程序划分成若干相等的页. ╳（页式由系统决定）
答案：（）答案：（1）：（最大需求量已分配资源量剩余资源量尚需要量
P1 P2 P3 P4 P5 A B 8 6 4 3 10 1 3 3 5 4 C 4 3 3 3 6 A 1 3 4 3 1 B 2 1 1 2 1 C 1 1 3 2 3 A 2 1 6 0 4 B 1 2 0 1 3 C A B C 1 7 4 3 2 0 1 3
2. 设系统中有三类资源A、B和C，又设系统中有5个进程P1， P2，P3，P4和P5.在T0时刻系统状态如下：最大需求量已分配资源量剩余资源量 A B C A B C A B C P1 8 6 4 1 2 1 2 1 1 P2 4 3 3 3 1 1 P3 10 1 3 4 1 3 P4 3 3 3 3 2 2 P5 5 4 6 1 1 3 (1) 系统是否处于安全状态？如是，则给出进程安全序列. (2) 如果进程P5申请1个资源类A、1个资源类B和1个资源类C，能否实施分配？为什么？

操作系统课后习题答案第1到2章

操作系统课后习题答案第1到2章第一章习题1.什么是计算机系统？计算机系统是怎样构成的？（p.1）计算机系统是一种可以按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。

计算机系统包括硬件子系统和软件子系统。

2.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。

（p.2）操作系统是计算机系统中的一个系统软件，该软件由若干程序模块组成，它的作用是有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，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、方便地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。

操作系统是计算机系统中的一个极为重要的部分，是系统软件中首要和必不可少的部分。

3.操作系统管理计算机系统的哪些资源？（p.5）操作系统管理计算机系统的硬件资源和软件资源，前者包括中央处理器、内存、外存及其他外部设备、文件和数据；后者包括各种系统软件、支撑软件和应用软件。

4.请从资源管理的角度说明操作系统的主要功能。

（p.5）从资源管理的角度看，操作系统的主要功能是提供一些机制去协调程序间的竞争、对资源进行合理使用、施加保护，以及采取虚拟技术来“扩充”资源等。

5.操作系统有哪些基本特征？（p p.3~4）操作系统的主要特征有以下3各方面：⑴并发性指在计算机系统中同时存在若干个运行着的程序，从宏观上看，这些程序在同时镶嵌推进。

⑵共享性指操作系统程序与多个用户程序共用系统中的各种资源。

⑶随机性操作系统是在一种随机的环境下运行的，操作系统不能对所运行的程序的行为以及硬件设备的情况作出任何事先的假定。

6.请叙述各类操作系统的工作方式及特点。

⑴批处理操作系统的工作方式是用户将作业交给系统操作员，后者在收到作业后成批输入到计算机中，形成一个连续的、自动转接的作业流，系统自动、依次执行每个作业。

最后由操作员将执行完毕的作业结果交给用户。

该操作系统的特点是成批处理，用户不能干预自己作业的远行。

操作系统习题课

22 在下述4段描述中，( )是错误的。 A若进程1和进程2在临界区上互斥，那么当进程1处于该临界段时，它不能被进程2打断 B虚拟存储器管理中采用对换策略后，用户进程可使用的存储空间似乎增加了 C虚拟存储管理中的颠簸现象是指用于页面置换的时间远多于执行程序的时间 D进程可以由程序、数据和进程控制块描述
25 某系统有R1，R2，R3共3种资源，在T0 时刻，P1，P2，P3和P4这4个进程对资源的占有和需求情况见下表，此刻系统可用资源向量为（2，1，2），问：若此时 P1，P2均发出资源请求向量Request（1， 0，1）为保持系统安全性，应该如何分配资源给这两个进程？说明所采用的原因。
页号起始地址 0 1
页号 2 3
起始地址
31 某分页系统的逻辑地址为16位，其中高6位为页号，低10位为页内地址。请问：（1）这样的地址结构一页有多少字节？逻辑地址可有多少页？一个作业最大的使用空间是多少？（2）逻辑地址2318、4096、850对应的页号、页内地址分别是多少？
32 分页式存储管理采用的地址转换公式是（）。 A）绝对地址＝界限寄存器值＋逻辑地址 B）绝对地址＝下限寄存器值＋逻辑地址 C）绝对地址＝基址寄存器值＋逻辑地址 D）绝对地址＝块号×块长＋逻辑地址
27 动态重定位需要由( )实现。 A系统管理员 B软件 C硬件 D软件和硬件相互配合 28 最容易形成很多小碎片的可变分区算法是( )。 A最先适应算法 B最优适应算法 C最坏适应算法 D以上都不是
29 在采用页式管理的系统中，某作业的页表如图，页面大小为1k，逻辑地址2049对应的物理地址是（）
12 设有进程A、B、C、D依次进入就绪队列(相隔一个时间单位)，它们的优先级(优先数大的优先级较高)如表所示，若采用非抢占式静态优先数调度算法，则进程的执行顺序是（）