操作系统教程第5版课后标准答案
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。
操作系统第五版习题中文解答-精共18页PPT
操作系统第五版习题中文解答-精
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽· Nhomakorabea蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
操作系统第五版答案第4章线程_对称多处理和微内核
操作系统第五版答案第4章线程_对称多处理和微内核第四章线程、对称多处理和微内核复习题：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？答：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。
答：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？答：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。
答：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？答：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。
答：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。
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--精髓与设计概要第7章课后习题答案2
7.1.如果使用动态分区方案，下图所示为在某个给定的时间点的内存配置：阴影部分为已经被分配的块；空白部分为空闲块。
接下来的三个内存需求分别为40MB，20MB和10MB。
分别使用如下几种放置算法，指出给这三个需求分配的块的起始地址。
a.首次适配b.最佳适配c.临近适配（假设最近添加的块位于内存的开始）d.最坏适配答：a.40M的块放入第2个洞中,起始地址是80M. 20M的块放入第一个洞中.起始地址是20M. 10M的块的起始地址是120M。
b.40M,20N,10M的起始地址分别为230M,20M和160M.c.40M,20M,10M的起始地址是80M,120160M.d.40M,20M,10M,的起始地址是80M,230M,360M.7.2.使用伙伴系统分配一个1MB的存储块。
a.利用类似于图7.6的图来说明按下列顺序请求和返回的结果：请求70；请求35；请求80；返回A；请求60；返回B；返回D；返回C。
b.给出返回B之后的二叉树表示。
答：a.b.7.3.考虑一个伙伴系统，在当前分配下的一个特定块地址为011011110000.a.如果块大小为4，它的伙伴的二进制地址为多少？b.如果块大小为16，它的伙伴的二进制地址为多少？答：a.011011110100b.0110111000007.4.令buddy k(x)为大小为2k、地址为x的块的伙伴的地址，写出buddy k(x)的通用表达式。
答：7.5.Fabonacci序列定义如下：F0=0,F1=1,F n+2=F n+1+F n,n≧0a.这个序列可以用于建立伙伴系统吗？b.该伙伴系统与本章介绍的二叉伙伴系统相比，有什么优点？答：a.是。
字区大小可以确定Fn = Fn-1 + Fn-2.。
b.这种策略能够比二叉伙伴系统提供更多不同大小的块，因而具有减少内部碎片的可能性。
但由于创建了许多没用的小块，会造成更多的外部碎片。
7.6.在程序执行期间，每次取指令后处理器把指令寄存器的内容（程序计数器）增加一个字，但如果遇到会导致在程序中其他地址继续执行的转跳或调用指令，处理器将修改这个寄存器的内容。
(完整版)操作系统教程第5版课后标准答案
操作系统教程第5版课后答案费祥林、骆斌编著第一章操作系统概论习题一一、思考题1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。
答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。
硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。
软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。
其中系统软件是最靠近硬件的。
2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。
答：包括两大类，硬件资源和信息资源。
硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。
3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。
（1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序（2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者（3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机（4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。
操作系统教程第5版部分习题答案(1)
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)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)。
操作系统教程第五版答案
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。
(完整word版)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；（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)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)。
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。
操作系统第五版1-12章课后题中文答案
复习题：1.1、列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。
答：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。
答：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？答：这些动作分为四类：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？答：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？答：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？答：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？答：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。
答：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。
操作系统第五版答案-费翔林
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。
(完整版)操作系统第五版费祥林_课后习题答案解析参考(可编辑修改word版)
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）。
第五版操作系统答案
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？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。
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操作系统教程第5版课后答案费祥林、骆斌编著第一章操作系统概论习题一一、思考题1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。
答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。
硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。
软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。
其中系统软件是最靠近硬件的。
2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。
答：包括两大类，硬件资源和信息资源。
硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。
3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。
（1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序（2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者（3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机（4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。
为了保证高效率、高质量的工作，使得多个应用程序能够有效的共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备一些其他的功能：资源分配，统计，保护等。
6.试述操作系统所提供的各种用户接口。
答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。
程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或）作业控制语言组成，是操作系统为用户提2 3供的组织和控制作业执行的手段。
7.什么是系统调用？可分为哪些类型？答：操作系统为了达到为应用程序的运行提供良好的环境， 系统内核提供了一 系列具备预定功能的内核函数， 这一组特殊接口被称为系统调用。
操作系统所 提供的系统调用按功能可分为六类： 1) 进程管理； ）文件操作； ）设备管理； 4）主存管理；5) 进程通信；6) 信息维护。
8.什么是实用程序，可分为哪些类型？答：实用程序又称支撑程序，是为应用程序的开发、调试、执行和维护解决共性 问题或执行公共操作提供的一组程序。
按功能可分为：1）文件管理；2）语言支 持；3) 状态修改；4）支持程序执行；5）通信等。
9.试述系统调用的实现原理。
操作系统实现系统调用功能的机制称为陷阱或异常处理机制。
其实现原理是： 首 先编写系统调用函数并且设计系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系 统调用的内核函数，有些还包含系统调用自带参数的个数。
然后开辟现场保护区， 用以保存发生系统调用时的处理器现场。
10.试述系统调用与函数过程调用之间的主要区别。
答：在程序执行系统调用或过程调用中两者的主要区别是： 1）调用的形式和实 现的方式不同；2）被调用的代码的位置不同；3）提供方式不同。
11.试述 API(Application program interface)、库函数与系统调用之间的关系. 答：API 是由同名的封装把系统调用封装成应用程序能够直接使用的应用接口。
所以，一个库函数就是一种 API ，一个 API 的实现可能会用到一个系统调用或多 个系统调用，也可能若干 API 封装相同的系统调用，即使完全不使用系统调用， 也不存在任何问题。
12.试解释脱机 I/O 和假脱机 I/O 。
答：1）脱机输入输出方式（ Off-Line I/O ）是为了解决人机矛盾 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。
2）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。
13.为什么对作业进行批处理可以提高系统效率？答：多道程序系统可以利用 CPU 的等待时间来运行其它程序。
14.举例说明计算机体系结构的不断改进是操作系统发展的主要动力之一。
答：计算机体系的基本结构遵循冯诺依曼体系结构，主要由运算器、控制器、存 储器、输入设备、输出设备五部分组成。
随着CPU 不断升级，存储器的容量不断 增大，计算机体系结构不断的改进，从而，要求计算机的操作系统不断的更新， 由原来的 DOS 到后来的 Windows98,Windows 2000,Windows XP,UNIX,LINIX 和 Windows 2003 等。
15.什么是多道程序设计？多道程序设计技术有什么特点？答。
多道程序设计是指允许多个作业同时进入计算机系统的主存并启动交替计算 的方法。
其特点是： 1）CPU 、主存和设备的利用率高。
2）系统的吞吐率提高,3单位时间内完成的作业数增加。
）充分发挥了系统的并行性，设备与设备之间、CPU与设备之间均可并行工作。
16.简述实现多道程序设计所必须解决的基本问题。
答：实现多道程序设计所必须解决的三个问题：1）存储保护和地址重定位；2）处理机管理和调度；3）资源的管理和分配。
17.计算机系统采用通道部件后，已实现处理器与外部设备的并行工作，为什么还要引入多道程序设计技术？答：引入多道程序设计技术的根本目的是提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性，一些应用问题也只有靠多道程序设计技术才能有效解决。
18．什么是实时操作系统？试述实时操作系统的分类。
答：实时操作系统（Real Time Operating System）指当外界事件或数据产生时，能接收并足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对任务协调一致运行的操作系统。
分类：1）过程控制系统：如生产过程控制系统、导弹制导系统、飞机自动驾驶系统、火炮自动控制系统。
2）信息查询系统：计算机同时从成百上千的终端接受服务请求和提问，并在短时间内作出回答和响应。
如情报检索系统。
3）事务处理系统：计算机不仅要对终端用户及时作出响应，还要频繁更新系统中的文件或数据库。
如银行业务系统。
19.在分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？答：分时系统的响应时间是指用户从终端发出一个命令到系统处理完这个命令并做出回答所需要的时间。
这个时间受时间片长度、终端用户个数、命令本身功能、硬件特性、主存与辅存的交换速度等影响。
20.试比较批处理操作系统与分时操作系统的不同点。
答：分时操作系统与批处理操作系统的区别：1）追求目标不同：批处理操作系统以提高系统资源利用率和作业吞吐能力为目标，分时操作系统强调公平性对于联机用户的立即执行命令需要快速响应。
2）适应作业不同：批处理操作系统适应已调试好的大型作业，分时操作系统适应正在调试的小型作业。
3）资源利用率不同：批处理操作系统可合理安排不同负载的作业，使资源利用率达到最佳；在分时操作系统中，多个终端的作业使用同类型的系统运行系统和共同子程序使系统的高度开销小，能公平的调配CPU和存储资源。
4）作业控制方式不同：批处理操作系统由用户通过（JCL）书写作业控制流，预先提交脱机作业；分时操作系统交互作业由用户从键盘输入控制命令以交互方式联机工作。
21.试比较实时操作系统与分时操作系统的不同点。
答：分时操作系统是指在一个系统中多个用户分时地使用同一台计算机；实时操作系统是指计算机及时响应外部事件地请求并在规定时限内完成对该事件的处理，控制所有实时高备和实时任务协调一致地运行。
实时操作系统和分时操作系统的主要区别有两点：1）分时操作系统的目标是提供一种通用性很强的系统，有较强的交互能力。
而实时操作系统则大都是具有特殊用途的专用系统，交互能力略差。
2）分时操作系统对响应时间虽有要求，但一般来说，响应时间由人所能承受的等待时间来确定；而实时操作系统对响应时间要求很高，一般由控制系统或信息处理磁头所能接受的延迟时间来决定。
22.试比较单道和多道批处理系统。
答：1）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。
2）单道批处理系统是在解决要人机矛盾及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。
23.现代操作系统具有哪些基本的功能，请简单叙述之。
答：现代操作系统的功能：管理计算机的软硬件资源（包括：处理机管理，作业管理，存储管理，设备管理，文件管理）、提高资源的利用率、方便用户。
24.试述现代操作系统的基本特性及所要解决的主要问题。
答：操作系统的四个基本特征：1）并发性（concurrence），2）共享性（sharing），3）虚拟性（virtual），4）异步性（asynchronism）。
所要解决的主要问题是：提高计算机系统的效率；增强系统的处理能力；方便用户使用。
25.为什么操作系统会有随机性特性？答：在多道程序环境中允许多个程序并发执行，并发活动会导致随机事件的发生。
操作系统中的随机事件处处可见，不可预见。
所以操作系统必须能够及时捕捉并正确处理。
26.组成操作系统的构件有哪些？请简单叙述之。
答：操作系统的结构设计有：单体式、层次式、虚拟机和微内核结构。
Linux采用单体式的结构设计，主要构件有内核、shell、应用程序。