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.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么

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。

7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决

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。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行。这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。

12.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。

（1）及时性。实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定，而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，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访问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

供数据和资源共享等服务。（3）可靠性。分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。

13.OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？

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。14.处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？

处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度 （1）进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换（2）进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调（3）进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换（4）处理机调度：①作业调度：从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源，首选是分配内存②进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。

15.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么

内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。

内存分配：为每道程序分配内存。

内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。

地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。

内存扩充：用于实现请求调用功能、置换功能等。

16.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？

主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。

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？

文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件、方便用户使用、保证文件安全性。

18.是什么原因使操作系统具有异步性特征

操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进。二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的。三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。

23.何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能

把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次，即用户模式中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程、线程管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。

第二章

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，并对并发执行的程序加以控制和描述，在操作系统中引入了进程概念。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?

(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，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。

7.试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？

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。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。

8.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

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

13.在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么

（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()（2）申请空白PCB（3）为新进程分配资源（4）初始化进程控制块（5）将新进程插入就绪队列。

14.在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么

（1）根据被终止进程标识符，从PCB集中检索出进程PCB读出该进程状

态。（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，置调度标志真指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所有子孙进程终止，以防它们成为不可控进程。（4）将被终止进程拥有的全部资源，归还给父进程，或归还给系统。（5）将被终止进程PCB 从所在队列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。

15.试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么

16.进程在运行时存在哪两种形式的制约？并举例说明之。

（1）间接相互制约关系。举例：有两进程A和B，如果A 提出打印请求，系统已把唯一的一台打印机分配给了进程B，则进程A只能阻塞，一旦B释放打印机，A才由阻塞改为就绪。（2）直接相互制约关系。举例：有输入进程A 通过单缓冲向进程B提供数据。当缓冲空时，计算进程因不能获得所需数据而阻塞，当进程A把数据输入缓冲区后，便唤醒进程B，反之，当缓冲区已满时，进程A因没有缓冲区放数据而阻塞，进程B将缓冲区数据取走后便唤醒A。17.为什么进程在进入临界区之前应先执行“进入区”代码，而在退出前又要执行“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，使其它进程能再访问此临界资源。

18. 同步机构应遵循哪些基本准则？为什么

同步机构应遵循的基本准则是：空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待原

因，为实现进程互斥进入自己的临界区。

23.在生产者消费者问题中，如果缺少了signal(full)或signal(empty),对执行结果有何影响？

如果缺少signal(full)，那么表明从第一个生产者进程开始就没有改变信号量full 值，即使缓冲池产品已满，但full值还是0，这样消费者进程执行wait(full)时认为缓冲池是空而取不到产品，消费者进程一直处于等待状态。如果缺少signal(empty)，在生产者进程向n个缓冲区投满产品后消费者进程才开始从中取产品，这时empty=0 full=n，那么每当消费者进程取走一个产品empty 值并不改变，直到缓冲池取空了，empty值也是0，即使目前缓冲池有n个空缓冲区，生产者进程要想再往缓冲池中投放产品也会因为申请不到空缓冲区被阻塞。

24.在生产消费者问题中，如果将两个wait操作即wait(full)和wait(mutex)互换位置，或者将signal(mutex)与signal（full）互换位置，结果如何？

将wait(full)和wait(mutex)互换位置后，可能引起死锁。考虑系统中缓冲区全满时，若一生产者进程先执行了wait(mutex)操作并获得成功，则当再执行wait(empty)操作时，它将因失败而进入阻塞状态，它期待消费者进程执行signal(empty)来唤醒自己，在此之前，它不可能执行signal(mutex)操作，从而使试图通过执行wait(mutex)操作而进入自己的临界区的其他生产者和所有消费者进程全部进入阻塞状态，这样容易引起系统死锁。若signal(mutex)和signal(full)互换位置后只是影响进程对临界资源的释放次序，而不会引起系统死锁，因此可以互换位置。

26.试修改下面生产者 消费者问题解法中的错误:

producer:

begin

repeat

...

producer an item in nextp;

wait(mutex);

wait(full); /* 应为wait(empty),而且还应该在wait(mutex)的前面*/ buffer(in):=nextp;

/* 缓冲池数组游标应前移: in:=(in+1) mod n; */

signal(mutex);

/* signal(full); */

until false;

end

consumer:

begin

repeat

wait(mutex);

wait(empty); /* 应为wait(full),而且还应该在wait(mutex)的前面*/ nextc:=buffer(out);

out:=out+1; /* 考虑循环 应改为: out:=(out+1) mod n; */ signal(mutex);/* signal(empty); */

consumer item in nextc;

until false; end

27.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.

Var chopstick:array[0,…,4] of semaphore;

所有信号量均被初始化为1 第i 位哲学家的活动可描述为

Repeat

Wait(chopstick[i]);

Wait(. chopstick[(i+1) mod 5]);

...

Ea.t ;

...

Signal(chopstick[i]);

Signal(chopstick[(i+1) mod 5])

Ea.t ;

...

Think;

Until false;

28.在测量控制系统中的数据采集任务时，把所采集的数据送往一单缓冲区；计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享单缓冲区的同步算法。

34.当前有哪几种高级通信机制

共享存储器系统、消息传递系统以及管道通信系统。

36.为什么要在OS 中引入线程

在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具有更好的并发性，提高CPU的利用率。进程是分配资源的基本单位,而线程则是系统调度的基本单位。

38. 试从调度性、并发性、拥有资源及系统开销方面对进程和线程进行比较。（1）调度性。线程在OS 中作为调度和分派的基本单位，进程只作为资源拥有的基本单位。（2）并发性。进程可以并发执行，一个进程的多个线程也可并发执行。（3）拥有资源。进程始终是拥有资源的基本单位，线程只拥有运行时必不可少的资源，本身基本不拥有系统资源，但可以访问隶属进程的资源。（4）系统开销。操作系统在创建、撤消和切换进程时付出的开销显著大于线程。41.何谓用户级线程和内核支持线程

（1）用户级线程。仅存在于用户空间中的线程，无须内核支持。这种线程的创建、撤销、线程间的同步与通信等功能，都无需利用系统调用实现。用户级线程的切换通常发生在一个应用进程的诸多线程之间，同样无需内核支持。（2）内核支持线程。在内核支持下运行的线程，无论是用户进程中的线程，还是系统线程中的线程，其创建、撤销和切换等都是依靠内核，在内核空间中实现的。在内核空间里还为每个内核支持线程设置了线程控制块，内核根据该控制块感知某线程的存在并实施控制。

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

高级调度的主要任务是根据某种算法 把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存。低级调度是保存处理机的现场信息 按某种算法先取进程 再把处理器分配给进程。引入中级调度的主要目的是为了提高内存利用率和系统吞吐量。使

那些暂时不能运行的进程不再占用内存资源 将它们调至外存等待 把进程状态改为就绪驻外存状态或挂起状态。

5 试说明低级调度的主要功能。

（1）保存处理机的现场信息（2）按某种算法选取进程（3）把处理机分配给进程。

6 在抢占调度方式中 抢占的原则是什么

抢占的原则有 时间片原则、优先权原则、短作业优先权原则等。

7 在选择调度方式和调度算法时 应遵循的准则是什么

（1）面向用户的准则 周转时间短、响应时间快、截止时间的保证、优先权准则（2）面向系统的准则 系统吞吐量高、处理机利用率好、各类资源的平衡利用。

18 何谓死锁 产生死锁的原因和必要条件是什么

死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局 当进程处于这种僵持状态时 若无外力作用 它们都将无法再向前推进。产生死锁的原因为竞争资源和进程间推进顺序非法。其必要条件是 互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件。

19 在解决死锁问题的几个方法中 哪种方法最易于实现 哪种方法使资源利用率最高

解决死锁的四种方法即预防、避免、检测和解除死锁中 预防死锁最容易实现 避免死锁使资源的利用率最高。

20 请详细说明可通过哪些途径预防死锁。

（1）摈弃“请求和保持”条件 就是如果系统有足够资源 便一次性把进

程需要的所有资源分配给它（2）摈弃“不剥夺”条件 就是已经拥有资源的进程 当它提出新资源请求而不能立即满足时 必须释放它已保持的所有资源 待以后需要时再重新申请（3）摈弃“环路等待”条件 就是将所有资源按类型排序标号 所有进程对资源的请求必须严格按序号递增的次序提出。

21 在银行家算法的例子中 如果P0发出请求向量由Request(0,2,0)改为Request(0,1,0) 问系统可否将资源分配给它 (此答案有点问题 需重新考虑)

（1）可以。银行家算法各种资源数量分别为10、5、7 在T0时刻的资源分配如图所示

（2）具体分析如下

①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);

②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);

系统先假定可为P0分配资源 并修改Available0 Allocation0和Need0向量 由此形成的资源变化情况如下图所示

（3）P0请求资源 P0发出请求向量Requst0(0,1,0),系统按银行家算法进行检查

①Requst0(0,1,0)<=Need0(7,4,3);

②Requst0(0,1,0)<=Available(2,3,0);

③系统暂时先假定可为P0分配资源 并修改______________有关数据 如下图所示

综上所述系统可以将资源分配给它。

22 银行家算法中出现以下资源分配 试问（1）该状态是否安全？（2）若进程P2 提出Request(1,2,2,2)后 系统能否将资源分配给它

（1）安全 因为存在安全序列{P0,P3,P4,P1,P2}

（2）系统能分配资源 分析如下。

①Request(1,2,2,2) <= Need2(2,3,5,6);

②Request(1,2,2,2) <= Available2(1,3,5,4)改成Available2(1,6,2,2)

③系统先假定可为P2分配资源 并修改Available2 Allocation2和Need2 向量

由此形成的资源变化情况如下图所示

④再利用安全性算法检查此时系统是否安全。如下图

由此进行的安全性检查得知 可以找到一个安全序列{P2,P0,P1,P3,P4}。

第四章

2 可采用哪几种方式将程序装入内存 它们分别适用于何种场合

1 绝对装入方式 只适用于单道程序环境。

2 可重定位装入方式 适用于多道程序环境。

3 动态运行时装入方式 用于多道程序环境，不允许程序运行时在内存中移

位置。

5 在动态分区分配方式中 应如何将各空闲分区链接成空闲分区链

在每个分区的起始部分 设置一些控制分区分配的信息 以及用于链接各分区所用的前向指针 在分区尾部设置一个后向指针 通过前后向链接指针 将所有空闲分区链成一个双向链。当分区分配出去后 把状态位由“0”改为“1”。

7 在采用首次适应算法回收内存时，可能出现哪几种情况？应怎样处理这些情况？

在采用首次适应算法回收内存时可能出现4种情况

（1）回收区前邻空闲区。将回收区与前邻空闲区合并 将前邻空闲区大小修改为两者之和。（2）回收区后邻空闲区。将两区合并 改后邻空闲区始址为回收区始址 大小为两者之和。（3）回收区前后均邻空闲区。将三个分区合并 修改前邻空闲区大小为三者之和。（4）回收区前后均不邻空闲区。为回收区设置空闲区表项 填入回收区始址和大小并插入空闲区队列。

17 分段和分页存储管理有何区别

（1）页是信息的物理单位 分页是为了实现离散分配方式 以消减内存的外部零头 提高内存利用率。段则是信息的逻辑单位 它含有一组相对完整的信息。（2）页的大小固定且由系统决定 由系统把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分 是由机械硬件实现的,因而在系统中只能有一种大小的的页面;而段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编译程序在对原程序进行编译时,根据信息的性质来划分。（3）分页的作业地址空间是一维的,而分段作业地址空间则是二维的。

19 虚拟存储器有哪些特征 其中最本质的特征是什么

答 虚拟存储器有多次性、对换性、虚拟性三大特征。最本质的特征是虚拟性。

22 在请求分页系统中 页表应包括哪些数据项 每项的作用是什么

页表应包括页号、物理块号、状态位P、访问字段A、修改位M和外存地址。其中状态位P 指示该页是否调入内存 供程序访问时参考 访问字段A 用于记录本页在一段时间内被访问的次数 或最近已有多长时间未被访问 提供给置换算法选择换出页面时参考 修改位M表示该页在调入内存后是否被修改过 外存地址用于指出该页在外存上的地址 通常是物理块号，供调入该页时使用。

26 在一个请求分页系统中 采用LRU 页面置换算法时 假如一个作业的页面走向为4 , 3 , 2 ,1 , 4 , 3 , 5 , 4 ,3 , 2 , 1 ,5 当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时 试计算访问过程中所发生的缺页次数和缺页率? 比较所得结果?

当分配给该作业的物理块数M为3时 缺页9次 缺页率: 9/12=3/4

当分配给该作业的物理块数M为4时 缺页10次 缺页率: 10/12=5/6

第五章

3 什么是字节多路通道 什么是数组选择通道和数组多路通道

（1）字节多路通道。按字节交叉方式工作的通道。通常含有许多非分配型子通道 数量从几十到数百个 每个子通道连接一台I/O 设备 控制其I/O 操作。子通道按时间片轮转方式共享主通道。（2）数组选择通道。按数组方式传送数据 传输速率很高 每次只允许一个设备数据。（3）数组多路通道。将数组选择通道传输速率高和字节多路通道的各子通道分时并行操作的优点结合而成。含有多个非分配型子通道 具有很高的数据传输率和通道利用率。

4 如何解决因通道不足而产生的瓶颈问题

答 解决问题的有效方法是增加设备到主机间的通路而不增加通道 把一个设备连到多个控制器上 控制器又连到多个通道上 这种多通路方式解决了“瓶颈”问题 提高了系统可靠性 个别通道或控制器的故障不会使设备和存储器之间没有通路。

7 有哪几种I/O控制方式 各适用于何种场合

共有四种I/O 控制方式。

（1）程序I/O 方式 早期计算机无中断机构 处理机对I/O设备的控制采用程序I/O方式或称忙等的方式。（2）中断驱动I/O 控制方式 适用于有中断机构的计算机系统中。（3）直接存储器访问 DMA I/O 控制方式 适用于具有DMA控制器的计算机系统中。（4）I/O 通道控制方式 具有通道程序的计算机系统中。

9 引入缓冲的主要原因是什么

引入缓冲的主要原因是（1）缓和CPU与I/O 设备间速度不匹配的矛盾（2）减少对CPU的中断频率 放宽对中断响应时间的限制（3）提高CPU与I/O 设备之间的并行性

15 为何要引入设备独立性 如何实现设备独立性

现代操作系统为了提高系统的可适应性和可扩展性 都实现了设备独立性或设备无关性。基本含义是应用程序独立于具体使用的物理设备 应用程序以逻辑设备名请求使用某类设备。实现了设备独立性功能可带来两方面的好处（1）设备分配时的灵活性（2）易于实现I/O 重定向。为了实现设备的独立性 应引入逻辑设备和物理设备概念。在应用程序中 使用逻辑设备名请求使用某类设备

系统执行时是使用物理设备名。鉴于驱动程序是与硬件或设备紧密相关的软件 必须在驱动程序之上设置一层设备独立性软件 执行所有设备的公有操作、完成逻辑设备名到物理设备名的转换 为此应设置一张逻辑设备表 并向用户层 或文件层 软件提供统一接口 从而实现设备的独立性。

17 何谓设备虚拟 实现设备虚拟时所依赖的关键技术是什么

设备虚拟是指把独占设备经过某种技术处理改造成虚拟设备。可虚拟设备是指一台物理设备在采用虚拟技术后 可变成多台逻辑上的虚拟设备 则可虚拟设备是可共享的设备 将它同时分配给多个进程使用 并对这些访问该物理设备的先后次序进行控制。

18 试说明SPOOLing 系统的组成。

答 SPOOLing 系统由输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程SPi 和输出进程SPo 三部分组成。

19 在实现后台打印时 SPOOLing 系统应为请求I/O 的进程提供哪些服务 在实现后台打印时 SPOOLing 系统应为请求I/O的进程提供以下服务 （1）由输出进程在输出井中申请一空闲盘块区 并将要打印的数据送入其中 （2）输出进程为用户进程申请空白用户打印表 填入打印要求 将该表挂到请求打印队列。（3）一旦打印机空闲 输出进程便从请求打印队列的队首取出一张请求打印表根据表中要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区 再由打印机进行打印。

21 试说明设备驱动程序应具有哪些功能

答 设备驱动程序的主要功能包括（1）将接收到的抽象要求转为具体要求（2）

检查用户I/O请求合法性 了解I/O 设备状态 传递有关参数 设置设备

工作方式（3）发出I/O 命令 启动分配到的I/O设备 完成指定I/O 操作（4）及时响应由控制器或通道发来的中断请求 根据中断类型调用相应中断处理程序处理（5）对于有通道的计算机 驱动程序还应该根据用户I/O 请求自动构成通道程序。

23.磁盘访问时间由哪几部分组成 每部分时间应如何计算

磁盘访问时间由寻道时间Ts、旋转延迟时间Tr、传输时间Tt 三部分组成。（1）Ts 是启动磁臂时间s 与磁头移动n条磁道的时间和 即Ts = m ×n + s。（2）Tr是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。硬盘15000r/min时Tr为2ms;软盘300或600r/min时Tr为50~100ms。

（3）Tt 是指数据从磁盘读出或向磁盘写入经历的时间。Tt 的大小与每次读/ 写的字节数b和旋转速度有关 Tt = b/rN。

24.目前常用的磁盘调度算法有哪几种 每种算法优先考虑的问题是什么

答 目前常用的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先及扫描等算法。

(1) 先来先服务算法优先考虑进程请求访问磁盘的先后次序

(2) 最短寻道时间优先算法优先考虑要求访问的磁道与当前磁头所在磁道距离是否最近

(3) 扫描算法考虑欲访问的磁道与当前磁道间的距离 更优先考虑磁头当前的移动方向。

25.为什么要引入磁盘高速缓冲 何谓磁盘高速缓冲

答 目前磁盘的I/O速度远低于内存的访问速度 通常低上4-6个数量级。因此 磁盘I/O已成为计算机系统的瓶颈。为提高磁盘I/O的速度 便引入了磁盘

高速缓冲。磁盘高速缓冲是指利用内存中的存储空间 暂存从磁盘中读出的一系列盘块中的信息。

27 何谓提前读、延迟写和虚拟盘

提前读是指在读当前盘块的同时 将下一个可能要访问的盘块数据读入缓冲区 以便需要时直接从缓冲区中读取 无需启动磁盘。延迟写是指在写盘块时，将对应缓冲区中的立即写数据暂时不立即写以备不久之后再被访问 只将它置上“延迟写”标志并挂到空闲缓冲队列的末尾。当移到空闲缓冲队首并被分配出去时 才写缓冲区中的数据。只要延迟写块仍在空闲缓冲队列中 任何要求访问都可直接从其中读出数据或将数据写入其中 而不必去访问磁盘。虚拟盘又称RAM盘 是利用内存空间仿真磁盘。其设备驱动程序可以接受所有标准的磁盘操作 但这些操作不是在磁盘上而是在内存中 因此速度更快。

第六章

1 何谓数据项、记录和文件

①数据项分为基本数据项和组合数据项。基本数据项描述一个对象某种属性的字符集 具有数据名、数据类型及数据值三个特性。组合数据项由若干数据项构成。②记录是一组相关数据项的集合 用于描述一个对象某方面的属性。

③文件是具有文件名的一组相关信息的集合。

4 何谓逻辑文件 何谓物理文件

逻辑文件是物理文件中存储的数据的一种视图方式 不包含具体数据 仅包含物理文件中数据的索引。物理文件又称文件存储结构 是指文件在外存上的存储组织形式。

7 试从检索速度和存储费用两方面对索引文件和索引顺序文件进行比较。

索引文件的主文件每条记录配置一个索引项 存储开销N 检索到具有指定关键字的记录 平均查找N/2 条记录。对于索引顺序文件 每个记录分组配置一个索引项 存储开销为N 检索到具有指定关键字的记录 平均需要查找N /2次。

9 在链接式文件中常用哪种链接方式 为什么

答 链接方式分为隐式链接和显式链接两种形式。隐式链接是在文件目录的每个目录项中 都含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。显式链接则把用于链接文件各物理块的指针 显式地存放在内存的一张链接表中。

10 在MS-DOS中有两个文件A 和B A占用11、12、16和14 四个盘块 B 占用13、18和20三个盘块。试画出在文件A和B中各盘块间的链接情况及FAT的情况。

答 如下图所示。

15 什么是索引文件 为什么要引入多级索引

答 索引文件是指当记录为可变长度时 通常为之建立一张索引表 并为每个记录设置一个表项构成的文件。通常将索引非顺序文件简称为索引文件。索引是为了是用户的访问速度更快 多级索引结构可以有效的管理索引文件 可根据用户的访问情况多级处理。

操作系统第四版-课后习题答案

操作系统第四版-课后习题答案

第一章 作者：佚名来源：网络 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。

操作系统部分习题参考答案孙钟秀版

操作系统部分习题参考答案 第一章 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180ms至200ms间(见图中 有色部分)。 5. 在单CPU和两台I/O(I1,I2)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： Job1：I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms) Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms) Job3：CPU(30ms)、I1(20ms) 如果CPU、I1和I2都能并行工作，优先级从高到低为Job1、Job2和Job3，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU。试求：(1)每个作业从投入到完成分别所需的时间。(2) 从作业的投入到完成CPU的利用率。(3)I/O设备利用率。 答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)： (1) Job1从投入到运行完成需80ms，Job2从投入到运行完成需90ms，Job3从投入到运行完成需90ms。 (2) CPU空闲时间段为：60ms至70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率为(90-20)/80=77.78%。 (3) 设备I1空闲时间段为：20ms至40ms，故I1的利用率为(90-20)/90=77.78%。设备I2 空闲时间段为：30ms至50ms，故I2的利用率为(90-20)/90=77.78%。

操作系统习题答案

内存1通常情况下，在下列存储管理方式中，（）支持多道程序设计、管理最简单，但存储碎片多；（）使内存碎片尽可能少，而且使内存利用率最高。 Ⅰ．段式；Ⅱ．页式；Ⅲ．段页式；Ⅳ．固定分区；Ⅴ．可变分区 正确答案：Ⅳ；Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是（）。正确答案：该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的，内存分配的基本任务是为每道程序（）。使每道程序能在不受干扰的环境下运行，主要是通过（）功能实现的。Ⅰ．分配内存；Ⅱ．内存保护；Ⅲ．地址映射；Ⅳ．对换；Ⅴ．内存扩充；Ⅵ．逻辑地址到物理地址的变换；Ⅶ．内存到外存间交换；Ⅷ．允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案：Ⅰ；Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中，存储保护是 正确答案：为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接（）？ 正确答案：分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项，其中状态位供（）参考。 正确答案：程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中，选出一条正确的叙述（）。 正确答案：分段的尺寸受内存空间的限制，但作业总的尺寸不受内存空间的限制

8虚拟存储器的特征是基于（）。 正确答案：局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是（）。 正确答案：请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由（）引起的。 正确答案：置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项，其中修改位供（）参考。 正确答案：换出页面 12 虚拟存储器是正确答案：程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：减少运行的进程数 14在请求调页系统中，若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度，则会引起（）。 正确答案：越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为：CPU利用率20％，用于对换空间的硬盘的利用率97.7％，其他设备的利用率5％。由此断定系统出现异常。此种情况下（）能提高CPU的利用率。 正确答案：加内存条，增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以（）为主要目标，对外存文件区的管理应以（）

操作系统课后答案

第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统它的主要功能是什么 2.什么是多道程序设计技术多道程序设计技术的主要特点是什么 3.批处理系统是怎样的一种操作系统它的特点是什么 4.什么是分时系统什么是实时系统试从交互性，及时性，独立性，多路性，可靠性等几个 方面比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型 6.操作系统主要特征是什么 7.操作系统也用户的接口有几种它们各自用在什么场合 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗为什么 9.设内存中有三道程序，A,B,C，它们按A~B~C的先后顺序执行，它们进行“计算”和“I/o 操作”的时间如表1-2所示，假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。10．将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件

UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计 C语言 11．选择一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。 答案 1．答：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合。 2．答：把多个独立的程序同时放入内存，使她们共享系统中的资源。 1）多道，即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2）宏观上并行，是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3）微观上串行，是指在单道处理机环境下，内存中的多道程序轮流地占有CPU，交替执行。 3．答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动的执行。 特点是：资源利用率高。系统吞吐量大。平均周转时间长。无交互能力。 4．答：分时系统：允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。实时系统：对外输入出信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。 1）多路性：分时系统是为多个终端用户提供服务，实时系统的多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及多多个对象或多个执行机构进行控制。 2）独立性：每个终端向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。

操作系统课后习题答案

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 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 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。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，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访问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和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．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。 第二章 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; 8．试说明迚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

操作系统习题(带部分答案)

第一章： 1 操作系统是对（C）进行管理的软件。A软件 B 硬件 C 计算机资源D 应用程序 2 操作系统的基本类型包括：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统 3 分时操作系统的特点是：交互性，多用户同时性，独立性 4 实时操作系统的特点是：提供即时响应，高可靠性 5 操作系统的功能。 答：操作系统的功能○1处理机管理○2存储管理○3设备管理○4信息管理（文件系统管理）○5用户接口。 6操作系统的概念。 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合——他们管理和控制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，以便有效地利用这些资源为用户提供一个具有足够的功能、使用方便、可扩展、安全和可管理的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。 7 分时操作系统的概念。 答：一台主机连有多个终端，多用户通过个字的终端共享主机资源，每个用户都感觉自己在独占整个计算机系统。 第二章： 1、作业的概念。 答：作业的定义：○1在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。○2从系统的角度看，作业则是一个比程序更广的概念，它由程序、数据和作业说明书组成。 2、作业的组织。 答：程序、数据和作业说明书组成。 3、系统感知作业存在的唯一标识是（JCB）。 第三章： 1、进程由三部分组成，它们是（PCB）（有关程序段）（数据集）。 2、操作系统通过（D）管理计算机内的进程。A 程序B 作业 C 作业控制块 D PCB 3、PCB 与（B）是一一对应的关系。A程序B进程 C 文件D页表 4、一个进程基本状态可以从其他两种基本状态转变过来，这个基本状态一定是（B） A执行态B 就绪态C阻塞态D撤销态 5、在分时系统中，当一个用户进程完成一个时间片后，系统需要将该进程的状态由“运行态”改为（就绪态）。 6、信号量的初值为3，当前值为-1，表示该信号量上有（1）个等待进程。 7、对进程的管理和控制使用（B）。A 指令 B 原语 C 信号量D 信箱通信 8、下述的进程状态转换，（B）是不可能的。 A 运行->就绪 B 等待-> 运行 C 等待-> 就绪 D 运行->等待 9、在分时系统中，当一个用户进程完成一个时间片后，系统需要将该进程的状态由“运行态”转为（A）。A 内存就绪态B 外存就绪态 C 内存等待态D 外存等待态 10、画出进程状态转换图，并注明转换条件。 11、某单处理器计算机系统中若同时存在5个进程，则处于执行态的进程最多有（B）个。 A 0 B 1 C 2 D 3 12、简述进程和程序的区别。 答：进程与程序的区别○1程序是静态，进程是动态。○2程序无并发性，进程可以并发执行。

操作系统(第二版)习题答案

第1章 一、填空 1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。 2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。 3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。 4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。 5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。 6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。 7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。 8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。 9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。 10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。 二、选择 1．操作系统是一种 B 。 A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对 C 进行管理的软件。 A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A。 A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的 B 和方便用户使用。 A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5． C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。 A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么 D ，响应时间越长。 A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多 三、问答 1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？ 答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中

操作系统课后答案

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，并不是真正地同时执行多个作业；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。 4．讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来? 答：讨论操作系统可以从以下角度出发： (1)操作系统是计算机资源的管理者； (2)操作系统为用户提供使用计算机的界面； (3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。 上述这些观点彼此并不矛盾，只不过代表了同一事物(操作系统)站在不同的角度来看待。 每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。 第二章作业管理和用户接口 1. 什么是作业?作业步? 答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的顺序相连的作业步组成。作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。如，编辑输入是一个作业步，它产生源程序文件；编译也是一个作业步，它产生目标代码文件。 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。 (4)SPOOLING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。

(完整版)操作系统课后题答案

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。 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。 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。 20．试描述什么是微内核OS。 答：(1)足够小的内核;(2)基于客户/服务器模式;(3)应用机制与策略分离原理;(4)采用面向对象技术。 25．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？ 答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。 第二章进程管理 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b；S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：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。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 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. 19．为什么要在OS 中引入线程？

操作系统课后题答案

2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。

操作系统第九版部分课后作业习题答案分析解析

CHAPTER 9 Virtual Memory Practice Exercises 9.1 Under what circumstances do page faults occur? Describe the actions taken by the operating system when a page fault occurs. Answer: A page fault occurs when an access to a page that has not been brought into main memory takes place. The operating system veri?es the memory access, aborting the program if it is invalid. If it is valid, a free frame is located and I/O is requested to read the needed page into the free frame. Upon completion of I/O, the process table and page table are updated and the instruction is restarted. 9.2 Assume that you have a page-reference string for a process with m frames (initially all empty). The page-reference string has length p; n distinct page numbers occur in it. Answer these questions for any page-replacement algorithms: a. What is a lower bound on the number of page faults? b. What is an upper bound on the number of page faults? Answer: a. n b. p 9.3 Consider the page table shown in Figure 9.30 for a system with 12-bit virtual and physical addresses and with 256-byte pages. The list of free

操作系统课后题及答案

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 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。 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。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 12 ．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：（ 1 ）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，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访问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和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度 的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13 ．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。

操作系统课后习题答案

第一章操作系统引论 一、填空题 1~5 BCABA 6~8BCB 、填空题 处理机管理 计算机硬件 分时系统 单道批处理系统 、简答题 1. 什么叫多道程序？试述多道程序设计技术的基本思想 及特征。为什么对作业 进行多道批处理可以提高系统效率？ 多道程序设计技术是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序， 使它 们在管理程序控制下，相互穿插运行。 基本思想：在计算机的内存中同时存放多道相互独立的程序， 当某道程序因 某种原因不能继续运行下去时候，管理程序就将另一道程序投入运行，这样使几 道程序在系统内并行工作，可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态， 从而大大 提高计算机使用效率。 特征：多道性；无序性；调度性 在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统， 多个作业成批送入 计算机，由作业调度程序自动选择作业运行，这样提高了系统效率。 2. 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点？各适合应用于哪些方面？ 批处 理系统得特征：资源利用率高；系统吞吐量大；平均周转时间长；无交 互能力。适用于那些需要较长时间才能完成的大作业。 分时系统的特征：多路性；独立性；及时性；交互性。适合进行各种事务处 理，并为进行软件开发提供了一个良好的环境。 实时系统的特征：多路性；独立性；实时性；可靠性；交互性。适合对随机发生 的外部事件能做出及时地响应和处理的系统， 如实时控制系统，实时信息处理系 统。1、 2、 存储器管理 设备管理 计算机软件 实时系统 批处理系统 多道批处理系统 文件管理

第二章进程管理 一、填空题 1~6 CBABBB 7 ① A ② C ③ B ④ D 8 ① D ② B 9 ~10 CA 11~15 CBBDB 16~18 DDC 20~21 BB 22 ① B ② D ③ F 25 B 26~30 BDACB 31~32 AD 二、填空题 1、动态性并发性 2、可用资源的数量等待使用资源的进程数 3、一次只允许一个进程使用的共享资源每个进程中访问临界资源的那段代码 4、执行态就绪态等待态 5、程序数据进程控制块进程控制块 &同步关系 7、等待 8、进程控制块 9、P V 11、同步互斥同步互斥 12、P V P V P V 13、封闭性 14、-（m-1）~1 15、② 16、动静 17、4 0 18、s-1<0 19、①③ 三、简答题 1.在操作系统中为什么要引入进程的概念？进程和程序的关系？ 现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。 进程和程序关系类似生活中的炒菜与菜谱。菜谱相同，而各人炒出来的菜的味道却差别很大。原因是菜谱基本上是一种静态描述，它不可能把所有执行的动态过程中，涉及的时空、环境等因素一一用指令描述清楚。 2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。 动态性：进程的实质是进程实体的一次执行过程。动态性是进程的基本特征。而程序只是一组有序指令的集合，其本身不具有动态的含义，因而是静态的。 并发性：并发性是进程的重要特征，引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其他进程实体并发执行，而程序是不能并发执行的。 独立性：进程的独立性表现在进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而程序不能做为一个独立的单位参与运行。 3.何谓进程，进程由哪些部分组成？ 进程是进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位进程由程序段，数据段，进程控制块三部分组成。

《Linux操作系统》部分习题答案

第一章Linux系统简介 一、思考题 1.UNIX的大部分代码是用一种流行的程序设计语言编写的，该语言是什么？ C语言 2.UNIX系统的特点有哪些？ ·多任务 ·多用户 ·并行处理能力 ·设备无关性 ·工具 ·错误处理 ·强大的网络功能 ·开放性 3.什么是Linux？其创始人是谁？ Linux是一个功能强大的操作系统，同时它也是一个自由软件，是免费的、源代码开放的、可以自由使用的UNIX兼容产品。其创始人是Linus 4.Linux操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖者的重要支柱都有哪些？ ·UNIX操作系统 ·MINIX操作系统 ·GNU计划 ·POSIX标准 ·Internet 5.简述Linux系统的特点。 ·自由软件 ·良好的兼容性 ·多用户、多任务 ·良好的界面 ·丰富的网络功能 ·可靠地安全性、稳定性 ·支持多种平台 6.常见的Linux的发行版本有哪些？ ·Red Hat Linux ·Caldera OpenLinux ·SuSE Linux ·TurboLinux ·红旗Linux ·中软Linux 二、选择题 1.Linux最初是以MINIX 操作系统为模板而开发出来的。 2.关于Linux内核版本的说法，下列选项中错误的是（C）。 A．表示为主版本号.次版本号.修正号B．1.2.3表示稳定的发行版 C．1.3.3表示稳定的发行版D．2.2.5表示对内核2.2的第5次修正 （补充：次版本号为偶数的是稳定版本；为奇数的则是测试版本。）

3.Linux属于自由软件。 4.自由软件的含义是软件可以自由修改和发布。 5.一下不具有多任务性的操作系统是DOS 第二章Linux系统入门 一、思考题 1.Linux系统有哪些运行级别？其含义是什么？ 可用级别为0~6，其中0：关闭系统；6：重新启动，其他略。 2.Linux系统下经常使用的两种桌面环境是什么？ GNOME和KDE 3.什么是X-Window系统？它有什么特点？ 图形界面（X-Window）是在Linux操作系统中提供的图形化用户界面（GUI），其支持的视窗系统也称为X，它的特点有：它采用了“客户端-服务器”模式；它是一个跨平台的操作环境。 7.默认情况下，超级用户和普通用户的登录提示符分别是什么？ # 和$ 二、选择题 1.系统引导的过程一般包括如下的几步：①MBR中的引导装载程序启动。②用户登录。③Linux内核运行。④BIOS自检。正确的顺序是④①③②。 2.Linux中使用Ctrl+Alt+BackSpace 组合键可以关闭X-Window图形用户界面。 3.字符界面下使用init命令关机所用的参数是0 。（参数6是重新启动） 4.字符界面下使用shutdown命令重启计算机时所用的参数是–r 。 5.使用man命令调阅相关的帮助信息时，用于逐页地下翻的功能键是Space 。 第三章shell与shell命令 一、思考题 1.shell的基本功能有哪些？ 命令解释执行、文件名替换、输入/输出重定向、连同管道建立、系统环境设置和shell编程。 2.Linux系统中的主要目录有哪些？ /：系统的根目录 /dev：系统的设备目录 /home：用户主目录 /root：root用户主目录 /boot：Linux的启动目录 /usr：用户级目录 3.工作目录及其父目录课分别用什么表示？ . 和.. 5.常用的shell环境变量有哪些？ ·HOME：用户家目录的完全路径名 ·LOGNAME：登录用户名 ·IFS：命令行内部域分割符 ·PATH：由冒号分隔的目录路径名

操作系统课后部分答案分析

考核试题模板 湖南师范大学2006—2007学年第2学期2005年级期末课程 操作系统 考核试题 (计算机专业) 课程代码： 考核方式:闭卷 考试时量：120分钟 试卷类型：A 一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1、从资源管理的观点出发，可以把整个操作系统分成 ( )、存储管理、( )和文件系统。 10、按用途可以将文件分为：系统文件、( )和( )。 二、判断题（下列各题，你认为正确的，请在 题干的括号内打“√”，错的打“×”。）(每题1 分，共 10 分) 1、在现代操作系统中，线程是一个执行单位，它总是隶属于进程的……………………………………………………………………( ) 10、顺序文件在顺序存取时，其存贮速度较慢……………………( ) 三、单选题（在本题的每一小题备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确的答案的题号填入题干括号内。多选不给分。每题 2 分，共 30 分） ………………….. ( ) ①硬件 ②操作系统 ③编译系统 ④应用程序 15、通常不采用下面哪种方法来解除死锁……………………( ) ① 终止一个死锁进程 ② 终止所有死锁进程 ③ 从死锁进程处抢夺资源 ④ 从非死锁进程处抢夺资源 四、简答题（每题 4 分，共 12 分） 1、进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？

五、综合应用题（第1题8分，第2、3题10 分，共28 分） 0~199，当前移动臂的位置在53号柱面上，并刚刚完成58号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是98，183，37，122，14，124，65，67。请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共需要的磁头移动量，并写出磁头的移动顺序。 （1）最短寻找时间优先算法(SSTF)； （2）扫描算法(SCAN)。 湖南师范大学2006—2007学年第2学期2005年级期末课程 操作系统考核试题标准答案及评分细则(计算机专业) 课程代码：考核方式:闭卷考试时量：120分钟试卷类型：C 一、填空题(每空1分,共20分) 1、处理机管理、设备管理 二、判断题(每题1分，共10分) 1、√ 三、单项选择题（每题2分，共30分） 1、② 四、简答题（每题4分，共12分） 1、答：可抢占式会引起系统的开销更大。 可抢占式调度是严格保证任何时刻，让具有最高优先权(级)的进程占有处理机运行，因此增加了处理机调度的时机，引起为退出处理机的进程保留现场，为占有处理机的进程恢复现场等时间(和空间)开销增大。(注：不写空间开销也可) 五、综合应用题（第1题8分，第2、3题10分，共28 分） 2、（10分） SSTF：总量：236 移动顺序：53->65->67->37->14->98->122->124->183 SCAN：总量：236 移动顺序：53->37->14->0->65->67->98->122->124->183 第一章 1.1 什么是操作系统？它有哪些基本功能？

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？ 方便性,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、试说明推动多道批处理系统形成与发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。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。针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行。这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。 12、试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。 (1)及时性。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间来确定,而实时控制系统的及时性,就是以控制对象所要求的

开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,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访问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共享等服务。(3)可靠性。分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至就是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13、OS有哪几大特征？其最基本的特征就是什么？ 并发性、共享性、虚拟性与异步性四个基本特征。最基本的特征就是并发性。 14、处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务就是什么？ 处理机管理的主要功能就是:进程管理、进程同步、进程通信与处理机调度 (1)进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换(2)进程同步:为多个进程(含线程)的运行进行协调(3)进程通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换(4)处理机调度:①作业调度:从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为她们分配运行所需的资源,首选就是分配内存②进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。 15、内存管理有哪些主要功能?她们的主要任务就是什么 内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射与内存扩充。 内存分配:为每道程序分配内存。

操作系统部分课后复习题答案

第一章 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.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 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。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决 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。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片运行。这样在不长的时间，能使每个作业都运行一次。 12.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 （1）及时性。实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定，而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，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访问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和资源共享等服务。（3）可靠性。分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13.OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 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。 14.处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度

操作系统课后习题答案

5.1为什么对调度程序而言，区分CPU约束程序和I/O约束程序很重要？ 答：在运行I/O操作前，I/0限制的程序只运行很少数量的计算机操作。而CPU约束程序一般来说不会使用很多的CPU。另一方面，CPU约束程序会利用整个时间片，且不做任何阻碍I/O操作的工作。因此，通过给I/O约束程序优先权和允许在CPU 约束程序之前运行，可以很好的利用计算机资源。 5.3考虑用于预测下一个CPU区间长度的指数平均公式。将下面的值赋给算法中的参数的含义是什么？ A.a=0 且t0=100 ms B.a=0.99 且t0=10 ms 答：当a=0且t0=100ms时，公式总是会预测下一次的CPU区间为100毫秒。当a=0.99且t0=10毫秒时，进程将给予更高的重量以便能和过去相比。因此，调度算法几乎是无记忆的，且简单预测未来区间的长度为下一次的CPU执行的时间片。 5.4考虑下面一组进程，进程占用的CPU区间长度以毫秒来计算： 进程区间时间优先级 P110 3 P2 1 1 P3 2 3 P4 1 4 P5 5 2 假设在0时刻进程以P1、P2、P3、P4、P5的顺序到达。 a.画出4 个Gantt 图分别演示用FCFS、SJF、非抢占优先级（数字小代表优先级高）和RR（时间片＝1）算法调度时进程的执行过程。 b.每个进程在每种调度算法下的周转时间是多少？ c.每个进程在每种调度算法下的等待时间是多少？ d.哪一种调度算法的平均等待时间最小？ 答a.

FCFS： SJF： 非抢占优先级： RR： b.周转时间： c.等待时间： d.从上表中可以看出SJF的等待时间最小。