操作系统课后习题

北京大学操作系统课后题参考答案

操作系统

1.什么是计算机系统？计算机系统是怎么构成的？了解PC的组成情况，说明：1）硬件组织的基本结构，画出硬件配置图；2）主要系统软件和应用软件（若有的话）他们的作用。

答：计算机系统就是按照人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的系统。

计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。

计算机系统的构成包括：如图 1.2

计算机硬件系统的构成：如图 1.4

2.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？

答：计算机系统中软件系统分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。

3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。

答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。

它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，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、有效的使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行

4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。

答：你能用用操作系统管理很多资源

5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？

答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控制各种软件资源。

6.操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。

答：1.并发性

2.共享性

3.随机性

7.试从独立性，并发性和交互性和实时性四个方面来比较批处理系统，分时系统以及实时系统。

答：

分时系统：并发性是指同时有多个用户共同使用一个计算机，宏观上看是多个人同时

使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU.

独占性，是指用户感觉不到计算机为他们服务，就好像整个系统为他所独占。

交互性：是指用户根据系统响应结果进一步提出新要求，用户直接干预每一步。

实时性：是指系统对用户提出的请求及时响应。

8.引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？多道程序系统的特征是什么？

答：多道程序设计的基本思想在内存中保持多个作业，主机可以交替的方式同时处理

多个作业，一般来说任何一道作业的运行总是要交替的使用处理器和外设子案

9.多道程序设计的度是指在任一给定时刻，单个CPU所能支持的进程数目最大值。讨论要确定一个特定系统的多道程序设计的度必须考虑的因素。可以假定批处理系统中进程数量与作业数量相同。

答：

10.描述批处理系统响应一个执行请求需要的时间（称为响应时间），描述分时系统下的响应时间，什么样的系统可能有较短的响应时间？为什么？

答： 1)就是将用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，计算机依次执行每个作业，然后输出，即为响应时间。

2）定义这个响应时间就是：系统对一个输入的反应时间

实时系统的反应时间

11.什么情况下批处理是比较好的策略？什么情况下分时是比较好的策略？现代的操作系统往往要把两者结合，请举出这样的例子，并说明它们是怎样被结合起来的，并通过这样的结合获得了什么好处。

答：常见的通用操作系统是分时系统与批处理系统结合，其原则是：分时优先，批处理再后，"前台"响应需要频繁交互的作业，如终端的要求。“后台”处理时间性要求不强的作业

。

12.操作系统的技术发展是怎样的？从这一技术演化过程可以得到什么启发？

答：操作系统的发展是根据计算机硬件发展，计算机应用软件的发展而发展的，我们发展操作系统的目标就是：充分利用硬件，提供更好的服务。

13.请作一个调查，看看各种计算机的应用领域都在使用什么样的操作系统，他们分别是什么类型的操作系统，调查的内容应该涵概现代操作系统的主要类别.

14.现有一下应用计算机的场合，请为其选择适当的操作系统。1）航天航空，核变研究；2）国家统计局数据处理中心；3）学校学生上机学习编程 4）高炉炉温控制；5）民航定票系统，6）发送电子邮件（在两个地区之间）

答：1)航天航空，核变研究：嵌入式操作系统

2）国家统计局数据处理中心：分布式操作系统

3）学校学生上机学习编程：个人计算机操作系统

4）高炉炉温控制：实时操作系统

5）民航定票系统：批处理操作系统

6）发送电子邮件（在两个地区之间）：网络操作系统。

15.什么是Spooling技术？他有什么用？你认为未来先进的个人计算机会把假脱机作为一个关键特性吗？

答：假脱机（SPOOLing.）技术的全称是同时得外部设备联机操作，这种技术的基本思想

是用磁盘设备作为主机的直接输入输出设备，，主机直接从磁盘上选取作业运行，作业

的执行结果

16.外壳程序(shell)是不是操作系统的一部分，为什么？

答：外壳程序(shell)不属于操作系统内核的一部分，它是一个应用程序。

17.如果你有一个可用得类UNIX系统，例如Linux,Minix或者BSD等，而且你有足够的权限重起或者使得系统崩溃，请编写一个shell程序作下面的实验，用该shell程序不停的产生新进程，观察发生的事情，在运行你的shell之前，请用sync命令同步硬盘和内存中的磁盘缓存，以免在程序运行过程中访问文件系统，注意，请不要在任何共享的系统中做这件事情？

答：进程数不断增多，最后导致系统崩溃了！

重要：

18.现代操作系统的设计很讲求机制与策略的分离，已经使操作系统的结构和实现能够在一定范围内适应不同的需要。例如Solaris的调度器实现了进程调度的基本机制，同时它允许通过动态调整核心参数实现不同负载下的系统性能平衡,这就是一种机制和策略的分离，请给出一个例子，说明怎样根据调度将机制和策略分开。请构造一种机制，允许父

进程控制子进程的调度策略。

19.有兴趣，可以去写一篇，记得写完了，发给我，我把你的文章贴上来！

硬件环境

1. 请简述处理器的组成和工作原理。你认为那些部分和操作系统的密切关系，为什么？答：一般的处理器由运算器，控制器，一系列的寄存器以及高速缓存构成。运算器实现任何指令中的算术和逻辑运算，是计算机计算的核心；控制器负责控制程序运行的流程，包括取指令，维护CPU状态，CPU与内存之间的交互等等。寄存器是指令在CPU内部做处理的过程中占存数据，地址一级指令信息的存储设备，在计算机的存储系统中它具有最快的访问速度。加上高速缓存以及内存管理单元(MMU)

2. 为了支持操作系统，现代处理器一般都提供哪两种工作状态，用来隔离操作系统和

普通程序？两种状态各有什么特点？

答；多数系统将处理器工作状态划分为管态和目态

管态：操作系统管理程序运行的状态，较高的特权级别，又称为特权态（特态）、系统态目态：用户程序运行时的状态，较低的特权级别，又称为普通态（普态）、用户态

3.什么是分级的存储体系结构？它主要解决什么问题？

答：容量、速度和成本

三个目标不可能同时达到最优，要作权衡

存取速度快，每比特价格高

容量大，每比特价格越低，同时存取速度也越慢

解决方案：采用层次化的存储体系结构

当沿着层次下降时