李建伟版实用操作系统第二版最新习题 1 操作系统概述精编版

李建伟版实用操作系统第二版最新习题 1 操作系统概述

一、选择题

题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

答案B D C D C D A C D D

题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

答案B C C C B D B B B A

二、综合题

1、答：

并发性和并行性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻

发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。、

在单处理器系统中只有一条指令流水线，一个多功能的操作部件，某时刻处理机只能执行一个进程，进程与进程之间不能并行执行，只能并发执行。但在各种I/O 控制技术的帮助下，处理机、通道和设备之间都能进行并发。

（1）处理机和设备之间的并行，能够发生。

（2）处理机和通道之间的并行，能够发生。

（3）通道和通道之间的并行，能够发生。

（4）设备和设备之间的并行，能够发生。

2、答：

以多道程序技术为基础的现代操作系统具有4 个基本特征：

（1）并发性：多个程序并发执行，宏观并行，微观串行。

（2）共享性：多个程序共享系统中的所有资源

（3）虚拟性：操作系统为每个进程都虚拟出了一整套其所需的软硬件资源，让进程所属的用户感觉到自己独占整个系统。操作系统通过进程状态转换实现虚拟性。当进程被切换出去运行态时，它的运行环境被操作系统保存，当把再次被调度程序选中切换到运行态时恢复其运行环境继续上次运行状态继续运行。

（4）异步性：并发执行的各个进程之间运行时间、运行顺序具有不确定性，即异步性，程序执行已经失去的封闭性和可再现性。操作系统通过同步机制保证多个进程能够正确的执行。

3、答：

多道程序设计技术是指同时把多个程序放入内存并允许交替执行和共享系统中的各类

资源，当一个程序因某种原因（如I/O 请求）而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一个程序。操作系统在引入多道程序设计技术后，使得系统内有了多个程序（进程），它们宏观上看同时执行，微观上看仍然是串行。

多道程序设计技术的优点：多道程序交替穿插执行，提高了CPU、内存和I/O 设备的利

用率；在保持CPU、I/O 设备不断工作的同时，导致系统吞吐量的上升。

4、答：

推动批处理系统形成和发展的主要动力是“不断提高系统资源利用率”和“提高系统吞

吐量”。这主要表现在：脱机输入/输出技术的应用和作业的自动过渡大大地提高了I/O 的速

实用操作系统教程（第2 版）课后习题参考答案

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度及I/O 设备与CPU 并行工作的程度，减少了主机CPU 的空闲时间;多道程序设计技术的应用更进一步提高了CPU、内存和I/O 设备的利用率及系统的吞吐率。

推动分时系统形成和发展的主要动力是“为了更好地满足用户的需要”。这主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力的提高使用户能方便地直接控制

自己的作业；主机的共享使多个用户（包括远程用户）能同时使用同一台计算机独立地、互补干扰地处理自己的作业。

5、答：

不确定性指在多道程序设计环境下，系统中每道程序的推进时间、顺序以及完成时间由

于受其运行环境的影响是不确定的、不可预知的。程序的执行是以“走走停停”的方式运行。不确定性增加了操作系统的设计与实现难度，操作系统设计者必须采取一定的措施保证

系统不出现结果随机性。

6、答：

按层次结构的原则从内到外排列为：裸机、CPU 调度，进程同步操作，内存管理，作业

管理，设备管理，文件管理、命令管理和用户。

7、答：

（1）批处理系统的特点：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，交互能力差。

（2）分时系统的特点：多个用户同时使用计算机，人机交互性强，具有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。

（3）实时系统的特点：实时性、可靠性，但系统资源利用率较低。

8、答：

顺序执行时，CPU 运行时间为（10+5+10）+（10+5）=40s，两个程序运行总时间为：

40+40=80s，故利用率是40/80=50%

多道程序环境下，如下图所示，CPU 的运行时间为40s，两个程序运行总时间为45s，故

利用率是40/45=88.9%

9、答：进程运行情况

（1）CPU 在100-150ms 时间段内空闲，利用率为250/300=83.3%

（2）进程A 无等待现象。

（3）进程B 有等待现象，0-50ms 和180-200ms。

10、答：便于设计安全可靠的操作系统。核心态和用户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设置的两种状态。通常操作系统在核心态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在用户态下运行，只能执行非特权指令。如果用户程序企图在核心态下运行，只能执行非特权指令。如果用户程序企图在核心态下执行特权指令，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。如果允许用户执行特权指令，就有可能干扰操作系统的正常运行，甚至有可能使整个系统崩溃。

11、答：库函数是语言或应用程序的一部分，可以运行在用户空间中。而系统调用是操作系统的一部分，是内核提供给用户的程序接口，运行在内核空间中，而且许多库函数都会使用系统调用来实现其功能。没有使用系统调用的库函数，执行效率通常比系统调用高，因为使用系统调用时，需要上下文的切换以及状态的转换（从用户态转为核心态）。

12、答：从操作系统结构设计观点看，早期的操作系统主要是单处理机操作系统，在结构设计方法上主要采用整体结构设计模式和层次式结构设计模式。

传统的整体式、层次式结构设计法对计算机系统（如网络系统、分布式系统及多处理机

系统）而言则有较大缺陷，不能满足需求。后来出现了虚拟机结构操作系统、微内核结构操作系统，对称多处理系统操作系统等。

13、答：