操作系统教程第5版部分习题答案
第一章：
一、3、10、15、23、27、35
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？
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、5
2、答：画出两道程序并发执行图如下：
(1)
(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、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)/90=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%。
第二章：
一、9、18、20、26、48
9.什么是系统调用？试述API、库函数和系统调用之间的关系.叙述系统调用执行流程. 18.什么是进程?计算机操作系统为什么要引入进程?
进程是具有独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动,是计算机操作系统进行资源分配和保护的基本单位.
(1)刻画程序的并发性;
(2)解决资源的共享性.
20.进程的最基本状态有哪些?哪些事件可以引起不同状态间的转换?
运行态
就绪态
阻塞态
26.何谓进程控制块（PCB）？它包含哪些基本信息？
进程控制块是进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及环境信息的数据结构，是进程动态特征的汇集，也是操作系统掌握进程的唯一资料结构和管理进程的主要依据。
（1）标识信息；
（2）现场信息；
（3）控制信息。
48.处理器调度分为哪几种类型？简述各类调度的主要任务。
高级调度，中级调度，低级调度。
高级调度，创建就绪进程和做进程完成后的善后工作。
中级调度，根据内存资源情况决定内存中所能容纳进程的数目，并完成内存和外存中进程的对换。
低级调度，根据某种原则决定就绪队列中哪个进程/线程获得处理器，并将处理器出让给它使用。
二、5、10、12、16、20、21、25、28
5、答：采用短作业优先算法调度时，三个作业的总周转时间为：
T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c ①
若不按短作业优先算法调度，不失一般性，设调度次序为：J2、J1、J3。则三个作业的总周转时间为：
T2=b+(b+a)+(b+a+c)=3b+2a+c ②
令②-①式得到：
T2-T1=b-a>0
可见，采用短作业优先算法调度才能获得最小平均作业周转时间。
10、答：5个待运行的作业同时到达，按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论：
1）x≤3 次序为：x，3，5，6，9
2）3 3）5 4）6 5）9 12、答： (1)FCFS调度算法 (3)优先级调度算法 (3)时间片轮转法(每个作业获得相同的2分钟长的时间片) 按次序A B C D E A B D E A B E A E A轮转执行。 16、答： 20、答： 注意，J1被调度运行后，直到它执行结束，才会引出作业调度程序工作。所以，J2至J6虽在J1执行期间进入，但未被调度，均在等待。当J1撤离后，作业调度程序工作，按SJF算法，显然有执行次序：J5、J6、J3、J4、和J2。 答：如下表所示 平均周转时间=(160+30+80+130+80+50)/6=88.88 平均带权周转时间=(4+1+4/3+13/2+4+5)/6=3.64 25、答： 每个作业运行将经过两个阶段：作业调度(SJF算法)和进程调度(优先数抢占式)。另外，批处理最多容纳2道作业，更多的作业将在后备队列等待。 (1)10:00，作业A到达并投入运行。 (2)10:20，作业B到达且优先权高于作业A，故作业B投入运行而作业A在就绪队 列等待。 (3)10:30，作业C到达，因内存中已有两道作业，故作业C进入作业后备队列等待。 (4)10:50，作业B运行结束，作业D到达，按SJF短作业优先算法，作业D被装入 内存进入就绪队列。而由于作业A的优先级高于作业D，故作业A投入运行。 (5)11:10，作业A运行结束，作业C被调入内存，且作业C的优先级高于作业D， 故作业C投入运行。 (6)12:00，作业C运行结束，作业D投入运行。 (7)12:20，作业D运行结束。 各作业周转时间为：作业A 70，作业B 30，作业C 90，作业D 90。平均作业周转时间为70分钟。 28、答： (1) FIFO算法选中作业执行的次序为：A、B、D、C和E。作业平均周转时间为63分钟。 (2) SJF算法选中作业执行的次序为：A、B、D、E和C。作业平均周转时间为58分钟。 第三章： 一、9、13、15、25 9.什么是临界区和临界资源？临界区管理的基本原则是什么？ 并发进程中与共享变量有关的程序段称为临界区。共享变量所代表的资源叫做临界资源，即一次仅供一个进程使用的资源。 （1）一次至多有一个进程进入临界区内执行； （2）如果已有进程在临界区内，试图进入此临界区的其它进程应等待； （3）进入临界区的进程应在有限时间内退出，以便让进程等待队列中的一个进程进入。 13.什么是信号量？如何对其进行分类？ 信号量是物理资源的实体，它是一个与队列有关的整型变量。 按用途分 （1）公用信号量； （2）私有信号量。 按取值分 （1）二值信号量； （2）一般信号量。 15.何谓管程？它有哪些属性？ 管程是由局部于自己的若干公共变量及其声明和所有访问这些公共变量的过程所组成的软件模块，它提供一种互斥机制，进程可以互斥地调用管程的过程。 （1）共享性； （2）安全性； （3）互斥性。 25.试述产生死锁的必要条件、死锁产生的原因及预防死锁的方法。 (1)互斥条件； (2)占有和等待条件； (3)不剥夺条件； (4)循环等待条件。 进程推进顺序不当、PV操作使用不妥、同类资源分配不均或对某些资源的使用未加限制等，不仅与系统拥有的资源数量有关，而且与资源分配策略、进程对资源的使用要求以及并发进程的推进顺序有关。 （1）破坏条件1（互斥条件）； （2）破坏条件2（占有和等待条件）； （3）破坏条件3（不剥夺条件）； （4）破坏条件4（循环等待条件）。 二、 2、 答：不同 （1）:初值为1，范围为[-n+1,1]；（2）：初值为m，范围为[-n+m,m]。 5、答：1)使用信号量和P、V操作： var name: array[1..100] of A; A=record number:integer; name:string; end for i:=1 to 100 do {A[i].number:=i; A[i].name:=null;} mutex,seatcount:semaphore; i:integer;mutex:=1;seatcount:=100; cobegin { process readeri(varreadername:string)(i=1,2,…) { P(seatcount); P(mutex); for i:=1 to 100 do i++ if A[i].name=null then A[i].name:=readername; reader get the seat number =i; /*A[i].number V(mutex) 进入阅览室，座位号i，座下读书; P(mutex); A[i] name:=null; V(mutex); V(seatcount); 离开阅览室; } } coend. 2) 使用管程操作： TYPE readbook=monitor VAR R:condition; Interface Module IM; i,seatcount:integer; name:array[1..100] of string; DEFINE readercome,readerleave; USE check,wait,signal,release; procedure readercome(readername) begin check(IM); if seatcount≥100 wait(R,IM) seatcount:=seatcount+1; for i=1 to 100 do i++ if name[i]==null then name[i]:=readername; get the seat number=i; release(IM); end procedure readerleave(readername) begin check(IM); seatcount--; for i=1 to 100 do i++ if name[i]==readername then name[i]:=null; release(IM); end begin seatcount:=100;name:=null; end cobegin process readeri(i=1,2.…) begin readercome(readername); read the book; readerleave(readername); leave the readroom; end coend. 6、答：实质上是两个进程的同步问题，设信号量S1和S2分别表示可拣白子和黑子，不失一般性，若令先拣白子。 var S1,S2:semaphore; S1:=1;S2:=0; cobegin { process P1 begin repeat P(S1); 拣白子 V(S2); until false; end process P2 begin repeat P(S2); 拣黑子 V(S1); until false; end } coend. 16、答：(1)用信号量和P、V操作。 var S,S1,S2,S3;semaphore; S:=1;S1:=S2:=S3:=0; flag1,flag2,flag3:Boolean; flag1:=flag2:=flag3:=true; cobegin { process 供应者 begin repeat P(S); 取两样香烟原料放桌上，由flagi标记; /*flage1、flage2、flage3代表烟草、纸、火柴if flag2&flag3 then V(S1); /*供纸和火柴 else if flag1&flag3 then V(S2); /*供烟草和火柴 else V(S3); /*供烟草和纸 untile false; end process 吸烟者1 begin repeat P(S1); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟; untile false; process 吸烟者2 begin repeat P(S2); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟; untile false; process 吸烟者3 begin repeat P(S3); 取原料; 做香烟; V(S); 吸香烟; untile false; } coend. 23、 答：(1) P1，P2，P3，P4的Cki-Aki分别为：(2，2，2)、(1，0，2)、(1，0，3)、(4，2，0) (1)系统处于安全状态，存在安全序：P2，P1，P3，P4 (2)可以分配，存在安全序列：P2，P1，P3，P4。 (3)不可以分配。 24、 答：(1)系统处于安全状态，存在安全序列：P0，P3，P4，P1，P2。 (2)不能分配，否则系统会处于不安全状态。 25、 答：(1)此时可以找出进程安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。故系统处于安全状态。 (2)可以分配，存在安全序列：P4，P1，P5，P2，P3。 (3)不可分配，系统进入不安全状态。 31、答： semaphore wait，mutex1，mutex2； mutex1=mutex2=1；wait=1； int counter1，counter2； count1=count2=0； Cobegin { Process p1 { P(mutex1)； counter1++； if (counter1==1) then P(wait)； V(mutex1)； 过独木桥； P(mutex1)； counter1--； if (counter1==0) then V(wait)； V(mutex1)； } Process p2 { P(mutex2)； Counter2++； if (counter2==1) then P(wait)； V(mutex2)； 过独木桥； P(mutex2)； counter2--； if (counter2==0) then V(wait)； V(mutex2)； } } coend 50、答: 答：semaphore mutex1，mutex2；semaphore empty，full，count； mutex1=mutex2=1；count=3；empty=10；full=0；cobegin process youngmonki(i=1，2…) { While(true){ P(empty)； P(count)； P(mutex1)； 从井中取水； V(mutex1)； P(mutex2)； 倒入水缸； V(mutex2)； V(count)； V(full)； } } process oldmonki(i=1，2…) { while(true){ P(full)； P(count)； P(mutex2)； 从缸中取水； V(mutex2)； V(count)； V(empty)； } } coend 第四章： 一、 1、试述存储管理的基本功能。 答： （1）存储分配； （2）地址映射； （3）存储保护； （4）存储共享； （5）存储扩充。 4、何谓地址转换（重定位）？哪些方法可以实现地址转换？ 答： 逻辑地址转换为物理地址的过程称为地址转换（重定位）。 （1）静态地址重定位； （2）动态地址重定位； （3）运行时链接地址重定位。 18、试述实现虚拟存储器的基本原理。有哪几种实现方法？ 答： 虚拟存储器是指在具有层次结构存储器的计算机系统中，自动实现部分装入和部分替换功能，能从逻辑上为用户提供一个比物理内存容量大得多的、可寻址的“内存储器”。是一种具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。 虚拟存储器的实现方式有两种：请求分页系统和请求分段系统。请求分页系统允许只装入少数页面的程序(及数据)，便启动运行，以后，再通过调页功能及页面置换功能，陆续地把即将要运行的页面调入内存，同时把暂不运行的页面换出到外存上；请求分段系统允许只装入少数段(而非所有的段)的用户程序和数据，即可启动运行。以后再通过调段功能和段的置换功能将暂不运行的段调出，同时调入即将运行的段。 二、 1、答： （1）当有3个物理页面时： 使用FIFO算法：缺页16次，缺页中断率16/20=80%； 使用OPT算法：缺页11次，缺页率11/20=55%。 使用LRU算法：缺页12次，缺页率12/20=60%。 （2）当使用4个物理页面时： （2）当使用5个物理页面时： （2）当使用6个物理页面时： 3、答：(1) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。使用LRU为7次， 7/12=58%。使用OPT为6次，6/12=50%。 作业的物理块数为4块，使用FIFO为6次，6/12=50%。使用LRU为6次，6/12=50%。 使用OPT为5次，5/12=42%。 (2) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。使用LRU为10次， 10/12=83%。使用OPT为7次，7/12=58%。 作业的物理块数为4块，使用FIFO为10次，10/12=83%。使用LRU为8次，8/12=66%。使用OPT为6次，6/12=50%。 其中，出现了Belady现象，增加分给作业的内存块数，反使缺页中断率上升。 29、 答：1)680 2)915 3)904 4)越界5)1750 6) 越界。 30、 答：1) 1) 页面访问序列为0，0，1，1，0，3，1，2，2，4，4，3。 2)FIFO为5次，缺页中断率为5/12=41.6%。LRU为6次，缺页中断率为6/12=50%。LRU反比FIFO缺页中断率高。 第五章： 一、 1、试述设备管理的基本功能。 答：P255 （1）设备中断处理； （2）缓冲区管理； （3）设备分配与去分配； （4）设备驱动调度； （5）实现虚拟设备。 12、为什么要引入缓冲技术？其基本思想是什么？ 答P265 为了解决CPU与设备之间速度不匹配的矛盾及逻辑记录和物理记录大小不一致的问题，提高CPU与设备的并行性，减少I/o操作对CPU的中断次数，放宽对CPU中断响应时间的要求，人们为操作系统引入了缓冲技术。 当进程执行写操作输出数据时，先向系统申请一个输出缓冲区，然后将数据送至缓冲区，如果是顺序写请求，则不断地把数据填入缓冲区，直至装满为止，此后进程可以继续进行计算，同时系统将缓冲区数据写入设备。当进程执行读操作输入数据时，先向系统申请一个输入缓冲区，然后系统将设备的一条物理记录读至缓冲区，期间进程继续计算，送至完成之后系统根据要求将当前进程所需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程。 21、什么是虚拟设备？实现虚拟设备的主要条件是什么？ 答： 虚拟设备：为了提高独占设备的利用率，采用SPOOLING技术，用可共享的设备模拟独占设备，使独占设备成为共享设备，使每个作业感到自己分到了速度极高的独占设备。这种模拟的独占设备称为虚拟设备。 (1)预输入程序； (2)井管理程序； (3)缓输出程序。 28、为什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？ 答： 设备独立性：用户不指定物理设备，而是指定逻辑设备，使得用户作业和物理设备之间分离开来，再通过其他途径建立逻辑设备和物理设备之间的映射，设备的这种特性就是“设备无关性”。 应用程序与具体物理设备无关，系统增减或变更设备时对源程序不必加以修改；易于应对I/O设备故障，提高系统可靠性；增加设备分配的灵活性，更有效地利用逻辑设备资源，实现多道程序设计。 为了实现设备独立性，必须在设备驱动程序之上设置一层设备独立性软件，用来执行所有I/O 设备的公用操作，并向用户层软件提供统一接口。关键是系统中必须设置一张逻辑设备表LUT 用来进行逻辑设备到物理设备的映射，其中每个表目中包含了逻辑设备名、物理设备名和设备驱动程序入口地址三项；当应用程序用逻辑设备名请求分配I/O 设备时，系统必须为它分配相应的物理设备，并在LUT 中建立一个表目，以后进程利用该逻辑设备名请求I/O 操作时，便可从LUT 中得到物理设备名和驱动程序入口地址。 30、目前常用的磁盘驱动调度算法有哪几种？分别适用于何种数据应用场合？ 答：只需回答几处算法。 (1)电梯I/o调度算法； (2)时限i/o调度和预期i/o调度算法； (3)公平排队i/o调度算法。 （1）先来先服务调度算法； （2）最短寻道时间调度算法； （3）扫描算法； （4）循环扫描算法。 二、 2、 答：处理次序为：100-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移动的总柱面数：264。7、 答：(1)先来先服务算法FCFS为565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。 (2)最短查找时间优先算法SSTF为162，依次为 143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。 (3)扫描算法SCAN为169，依次为143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。 (4)电梯调度为125(先向地址大的方向)，依次为143-147-150-175-177-102-94-91-86。 为148(先向地址小的方向) 依次为143-130-102-94-91-86-147-150-175-177。 10 答：采用先来先服务处理次序为：100-23-376-205-132-19-61-190-398-29-4-18-40，总柱面数为：1596。 采用SSTF处理次序为：100-132-190-205-61-40-29-23-19-18-4-376-398，总柱面数为：700。 采用SCAN处理次序为：100-132-190-205-376-398-61-40-29-23-19-18-4，总柱面数为：692。 第六章： 一、4、什么是文件的逻辑结构？它有哪几种组织方式？ 文件的数据独立于物理环境构造，这样的文件结构称为文件的逻辑结构。 （1）流失文件； （2）记录式文件 A．记录式顺序文件 B．记录式索引顺序文件 5、什么是文件的物理结构？它有哪几种组织方式？ 答： 逻辑文件在物理存储空间中映射的文件结构称为文件的物理结构。 组织方式 （1）顺序文件 （2）连接文件 （3）直接文件 （4）索引文件 16、什么是文件共享？介绍文件共享的分类和实现方法。 答：文件共享是指不同进程共同使用同一个文件。 文件共享分类及实现方法： 静态共享：操作系统允许一个文件同时属于多个目录，但实际上文件仅有一处物理存储 动态共享：系统中不同的应用进程或同一用户的不同进程并发的访问通一个文件，共享关系在进程存在时出现。进程消亡时消亡 符号链接共享：符号链接只有文件名，不指向inode链接，通过名称来引用文件。 二、 3、 答：(1) 位示图占用字数为500/32=16(向上取整)个字。 (2) 第i字第j位对应的块号N=32×i+j。 (3)申请时自上至下、自左至有扫描位示图跳过为1的位，找到第一个迁到的0 位，根据它是第i字第j位算出对应块号，并分配出去。归还时已知块号，块号/32算出第i字第j位并把位示图相应位清0。 8、 答：1569/512得到商为：3，余数为：33。所以，访问的是80磁盘块的第33个字节。 16、 由于索引节点为128B，而状态信息占用68B，故索引节点中用于磁盘指针的空间大小为：128-68=60字节。 一次间接、二次间接和三次间接指针占用三个指针项，因而直接指针项数为：60/4-3=12个。每块大小为8KB。所以，直接指针时：12×8192=98304B。 一次间接指针时：8192/4=2048，即一个磁盘块可装2048个盘块指针，2048×8192=16MB。 二次间接指针时：2048×2048=4M，即二次间接可装4M个盘块指针，4M×8192=32GB。 三次间接指针时：2048×2048×2048=8G，即三次间接可装8G个盘块指针，8G×8192=16TB。 首页入门学 习 程序 员 计算机考 研 计算机电子书 下载 硬件知 识 网络知 识 专业课程答案 下载 视频教程下载 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 操作系统练习题 第一章引言 (一单项选择题 1操作系统是计算机系统的一种( 。A.应用软件 B.系统软件c.通用软件D.工具软件 2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 4.下列系统中( 是实时系统。A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统 5.操作系统是一种系统软件,它( 。A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理 B.作业管理 C.资源管理 D.设备管理 7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 8.分时操作系统适用于( 。A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。A.由批量单道系统控制的作业 B.由批量多道系统控制的作业 c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业 10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 c.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源 c.满足较大规模的应用 D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务 13.SPOOL技术用于( 。A.存储管理B.设备管理C.文件管理 D.作业管理 14.( 为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 A处理器管理 B.存储管理 c.文件管理 D.作业管理 (二填空题 1. 计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2.计算机是由硬件系统和_______系统组成。 3.软件系统由各种_______和数据组成。 4.计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 5.操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 6.使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 7.批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 8.用户要求计算机系统中进行处理的一个计算机问题称为_______。 《操作系统教程》习题答案 习题1 1．单项选择题 （1）大中小型计算机是以为中心的计算机系统。 A、CPU B、存储器 C、系统总线 D、通道 （2）以下关于操作系统的说法正确的是。 A、批处理系统是实现人机交互的系统 B、批处理系统具有批处理功能，但不具有交互能力 C、分时系统是实现自动控制，无须人为干预的系统 D、分时系统即具有分时交互能力，又具有批处理能力 （3）操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和。 A、为用户提供良好的工作环境和接口 B、对用户的命令作出快速响应 C、作为服务机构向其它站点提供优质服务 D、防止有人以非法手段进入系统 （4）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、优良性和分配性 D、灵活性和分配性 （5）多道程序设计是指。 A、在分布式系统中同一时刻运行多个程序 B、在一台处理器上并行运行多个程序 C、在实时系统中并发运行多个程序 D、在一台处理器上并发运行多个程序 （6）以下关于并发性和并行性的说法正确的是。 A、并发性是指两个及多个事件在同一时刻发生 B、并发性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 C、并行性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 D、并发性是指进程，并行性是指程序 （1）B （2）B （3）A （4）B （5）D （6）B 2．填空题 （1）微机是以总线为纽带构成的计算机系统。 （2）在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为前台作业，把由批处理系统控制的作业称为后台作业。 （3）在分时系统中，若时间片长度一定，则用户数越多，系统响应时间越慢。 （4）分布式操作系统能使系统中若干台计算机协同完成一个共同的任务，分解问题成为子计算并使之在系统中各台计算机上并行执行，以充分利用各计算机的优势。 （5）用户通过网络操作系统可以网络通信、资源共享，从而大大扩展了计算机的应用范围。 3．简答题 （1）什么是操作系统？现代操作系统的基本特征是什么？并发性 （2）什么是批处理系统，衡量批处理系统好坏的主要指标是什么？及时性 （3）试述分时系统的原理及其特性。时间片原则交互性同时性独立性及时性 第5章死锁 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的_C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用_B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏_A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏__D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在__C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于_B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是_C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是_A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图_ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。 A. 一定死锁 B. 不一定死锁 C. 不死锁 D. 以上说法都不对 （12）设有4个可用的某类资源，由3个进程共享，每个进程最多可申请 B 个资源而使系统不会死锁。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2）填空题 （1）在有m（m>=2）个进程的系统中出现死锁时，处于死锁状态中的进程个数k应该满足的条件是_2<=k<=m____ 。 （2）银行家算法中，当一个进程提出的资源请求将导致系统从安全状态进入不安全状态时，系统就拒绝它的资源请求。 （3）对待死锁，一般应考虑死锁的预防、避免、检测和解除四个问题。典型的银行家算法是属于避免死锁，破坏环路等待条件是属于预防死锁，而剥夺资源是检测和解除死锁的基本方法。 （4）死锁检测方法要解决两个问题，一是判断系统是否出现了死锁，二是当有死锁发生时怎样去解除死锁。 3）判断题 （1）在发生死锁的四个必要条件中，要四个同时不具备才不会发生死锁。 解：错。在发生死锁的四个必要条件中，只要有一个条件不具备，就不会发生死锁。 （2）若系统处于不安全状态，则一定产生了死锁。 解：错。若系统处于不安全状态，不一定产生死锁。 （3）如果系统处于安全状态，则安全序列一定是唯一的。 解：错。如果系统处于安全状态，则安全序列不一定唯一。 （4）在对系统资源分配图进行简化时，不同的简化次序会得到相同的简化结果。 解：对。 （5）计算机产生死锁的根本原因是资源有限和操作次序不当。 解：对。 第一章习题及答案 一、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。执行编译程序时，CPU处于③。 【答案】①用户，②操作系统，③目态 【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主要是为了把用户程序和操作系统程序区分开，以利于程序的共享和保护。 5．从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为处理机、、和。操作系统相应的组成部分是、、和。 【答案】处理机、存储器、输入／输出设备和文件资源；处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统 【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。 6．根据服务对象不同，常用的单处理机OS可以分为如下三种类型： 允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机的OS称为①，它通常采用②策略为用户服务； 允许用户把若干个作业提交计算机系统集中处理的OS，称为③，衡量这种系统性能的一个主要指标是系统的④； 在⑤的控制下，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。设计这种系统时，应首先考虑系统的⑥。 【答案】①分时OS，②时间片轮转，③批处理OS，④吞吐率，⑤实时OS，⑥实时性和可靠性 【解析】分时操作系统、批处理操作系统和实时操作系统是操作系统的三种基本类型。分时系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力；批处理系统则是把用户提交的作业（包括程序、数据和处理步骤）成批输入计算机，然后由作业调度程序自动选择作业运行，从而缩短了作业之间的交接时间，减少了处理机的空闲等待，提高了系统效率；实时系统是操作系统的另一种类型，要求对外部输入的信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许的时间范围内作出快速响应，其响应时间要求特别高。由于实时系统大部分是为特殊的实时任务设计的，这类任务对系统的可靠性和安全性要求很高。 第2章习题答案 2-9. (1)x<=3 运行顺序为Px，P3，P5，P6，P9 T=(x+(x+3)+(x+3+5)+(x+3+5+6)+(x+3+5+6+9))/5=x+ (2)3 作业4还未到，只能选作业3运行。 作业3运行到结束，再计算剩余的作业2和4： 作业2的响应比=（（）+）/= 作业4的响应比=( /=2 选作业2运行。 作业2到完成。最后运行作业4。运行到,全部结束。 各个作业的周转时间计算如下： t1=2 t2== t3= t4== 各个作业的平均周转时间计算如下： T==(2++1+/4= 各个作业的平均带权周转时间计算如下： W=(2/2++1/+/4= 2-13．已知作业A,B,C,D,E需要的运行时间分别为10,6,2,4,8分钟，优先级分别为3,5,2,1,4。 （1）轮转法（假定时间片=2分钟） 作业完成的顺序为C,D,B,E,A 开始作业轮转一周需10分钟， 作业C的周转时间：Tc=10分钟（6分） C完成后，剩下四个作业，轮转一周需8分钟, 作业D的周转时间：Td=10+8×(4-2)/2=18分钟（16分） D完成后，剩下三个作业，轮转一周需6分钟, 作业B的周转时间：Tb=18+6×(6-2-2)/2=24分钟（22分） B完成后，剩下两个作业，轮转一周需4分钟, 作业E的周转时间：Te=24+4=28分钟（28分） E完成后，只剩下作业A, 作业A的周转时间：Ta=28+2=30分钟（30分） 平均周转时间：T=(10+18+24+28+30)/5=22分（分） （2）优先级调度法 作业完成顺序为：B,E,A,C,D Tb=6分，Te=6+8=14分，Ta=14+10=24分，Tc=24+2=26分， Td=26+4=30分。 平均周转时间：T=(6+14+24+26+30)/5=20分 第3章习题答案 3-7. 系统中有n+1个进程。其中A1、A2、…、An分别通过缓冲区向进程B发送消息。相互之间的制约关系为：发送进程A1、A2、…、An要互 习题五设备管理 一、单项选择题 1、在操作系统中，用户在使用I/O设备时，通常采用（）。 A.物理设备名 B.逻辑设备名 C.虚拟设备名 D.设备牌号 2、操作系统中采用缓冲技术的目的是为了增强系统（）的能力。 A.串行操作 B. 控制操作 C.重执操作 D.并行操作 3、操作系统采用缓冲技术，能够减少对CPU的（）次数，从而提高资源的利用率。 A. 中断 B.访问 C. 控制 D. 依赖 4、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（）。 A.并行技术 B.通道技术 C.缓冲技术 D.虚存技术 5、引入缓冲技术是为了（）． A.提高设备利用率 B.提高内存接口 C.扩充相对地址空间 D.提高CPU和I/O设备之间交换信息的速度 6、通道是一种（）。 A.I/O端口 B.数据通道 C.I/O专用处理机 D.软件工具 7、设备管理的主要程序之一是设备分配程序，当进程请求在内存和外设之间传送信息时， 设备分配程序分配设备的过程通常是（）。 A、先分配设备，再分配控制器，最后分配通道 B、先分配控制器，再分配设备，最后分配通道 C、先分配通道，再分配设备，最后分配控制器 D、先分配通道，再分配控制器，最后分配设备 8、下列描述中，不是设备管理的功能的是（）。 A．实现外围设备的分配与回收B．缓冲管理与地址转换 C．实现按名存取D．实现I/O操作 9、用户编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（）功能实现的。 A．设备分配B．设备驱动C．虚拟设备D．设备独立性 10、SPOOLing技术利用于（）。 A.外设概念 B.虚拟设备概念 C.磁带概念 D.存储概念 11、通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种 设备称为（）。 A．存储设备B．系统设备 C．用户设备D．虚拟设备 12、采用SPOOLing技术的目的是（）。 A、提高外设和主机的利用率 B、提高内存和主机效率 C、减轻用户编程负担 D、提高程序的运行速度 13、假脱机技术一般不适用于（）。 A、分时系统 B、多道批处理系统 C、网络操作系统 D、多处理机系统 《操作系统原理》练习题 一、填空题 1. 每个进程都有一个生命周期，这个周期从__(1)__开始，到__(2)__而结束。 2. 当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：__(3)__和可再现性。 3. 并发进程中与共享变量有关的程序段称为__(4)__。 4. 一个进程或者由系统创建，或者由__(5)__创建。 5. 一个进程的静态描述是处理机的一个执行环境，被称为__(6)__。 6. 信号量的物理意义是：信号量大于0，其值为__(7)__；信号量小于0，其绝对值为__(8)__。 7. 系统有某类资源5个，供3个进程共享，如果每个进程最多申请__(9)__个该类资源，则系统是安全的。 8. 不可中断的过程称为__(10)__。 9. 操作系统中，进程可以分为__(11)__进程和__(12)__进程两类。 10. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口，它们是__(13)__接口和__(14)__接口。 11. 批处理操作系统中，操作员根据作业需要把一批作业的有关信息输入计算机系统，操作系统选择作业并根据__(15)__的要求自动控制作业的执行。 12. 在批处理兼分时的系统中，往往由分时系统控制的作业称为前台作业，而由批处理系统控制的作业称为__(16)__作业。 13. 采用SPOOL技术的计算机系统中，操作员只要启动__(17)__程序工作，就可以把作业存放到__(18)__中等待处理。 14. 作业控制方式有__(19)__方式和__(20)__方式二种。 15. 对资源采用抢夺式分配可以防止死锁，能对处理器进行抢夺式分配的算法有__(21)__算法和__(22)__算法。 16. 因争用资源产生死锁的必要条件是互斥、__(23)__、不可抢占和__(24)__。 17. 死锁的形成，除了与资源的__(25)__有关外，也与并发进程的__(26)__有关。 18. 为破坏进程循环等待条件，从而防止死锁，通常采用的方法是把系统中所有资源类进行__(27)__，当任何一个进程申请两个以上资源时，总是要求按对应资源号__(28)__次序申请这些资源。 19. 内存管理的核心问题是如何实现__(29)__的统一，以及它们之间的__(30)__问题。 20. 页式存储管理中，处理器设置的地址转换机构是__(31)__寄存器。 21. 在页式和段式存储管理中，__(32)__存储管理提供的逻辑地址是连续的。 22. 实现地址重定位或地址映射的方法有两种：__(33)__和__(34)__。 23. 在响应比最高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，__(35)__的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行的时间相同时，__(36)__的作业得到优先调度。 24. 确定作业调度算法时应注意系统资源的均衡使用，即使CPU繁忙的作业和__(37)__的作业搭配使用。 25. 按照组织形式分类文件，可以将文件分为普通文件、目录文件和__(38)__。 26. 文件系统为用户提供了__(39)__的功能，以使得用户能透明地存储访问文件。 27. 文件名或记录名与物理地址之间的转换通过__(40)__实现。 28. 文件的__(41)__与文件共享、保护和保密紧密相关。 《操作系统原理》期末考试题 班级学号姓名 一、单项选择题（每题2分，共26分） 1.操作系统是一种()。 A. 系统软件 B. 系统硬件 C. 应用软件 D. 支援软件 2.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（）。 A.实现各台计算机这间的通信 B.共享网络中的资源 C.满足较在规模的应用 D.系统中多台计算机协作完成同一任务 3.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.进程是指令的集合 D. 进程是有生命期的 4.临界区是指并发进程中访问共享变量的（）段。 A.管理信息 B.信息存储 C.数据 D.程序 5.要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条（）。 A.互斥 B.请求与保持 C.不剥夺 D.循环等待 6.以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 D. 段式存储管理 C.可变分区存储管理7.在可变式分区存储管理 中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 1 / 8 相邻空闲区合并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 情况是（）。 A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 B.有上邻空闲区但无下邻空闲区 C.有下邻空闲区但无上邻空闲区 D.有上邻空闲区也有下邻空闲 区 8.系统“抖动”现象的发生不是由（）引起的。 A.置换算法选择不当 B.交换的信息量过大 C.主存容量不足 D.请求页式管理方案 9.在进程获得所需全部资源，唯却CPU时，进程处于（）状态。 A.运行 B.阻塞 C.就绪 D.新建 10.要页式存储管理系统中，将主存等分成（）。 A.块 B.页 C.段长 D.段 11.系统利用SPOOLING技术实现（）。 A.对换手段 B.虚拟设备 C.系统调用 D.虚拟存储 12.设备从磁盘驱动器中读出一块数据的总时间为（）。 A.等待时间+ 传输时间 B.传输时间 D.延迟时间+ 查找时间+ 传输时间 C.查找时间+ 传输时间 13.如果允许不同用户的文件可以具有相同的文件名，通常采用（） 第一章： 一、3、10、15、23、27、35 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？ 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、5 2、答：画出两道程序并发执行图如下： (1) (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、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)： 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件 D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A.把源程序代码转换为标准代码 B.实现计算机用户之间的相互交流 C.完成计算机硬件与软件之间的转换 D.控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数越少 5．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 6. 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 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D.并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机. A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 12. 分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. 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 第六章文件系统 6.3习题 6.3.1 单项选择题 1．操作系统对文件实行统一管理，最基本的是为用户提供( )功能。 A．按名存取 B．文件共享 C．文件保护 D．提高文件的存取速度 2．按文件用途分类，编译程序是( )。 A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件 3．( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。 A．库文件 B．档案文件 C．系统文件 D．临时文件 4．把一个文件保存在多个卷上称为( )。 A．单文件卷 B．多文件卷 C．多卷文件 D．多卷多文件 5．采取哪种文件存取方式，主要取决于( )。 A．用户的使用要求 B．存储介质的特性 C．用户的使用要求和存储介质的特性 D．文件的逻辑结构 6．文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。 A．存储空间管理 B．目录管理 C．文件安全性管理 D．文件读写管理7．文件管理实际上是对( )的管理。 A．主存空间 B．辅助存储空间 C．逻辑地址空间 D．物理地址空间8．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用( )结构。 A．一级目录 B．二级目录 C．树形目录 D．一级目录和二级目录9．树形目录中的主文件目录称为( )。 A．父目录 B．子目录 C．根目录 D．用户文件目录 10．绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。 A．用户文件目录 B．根目录 C．当前目录 D．父目录 11．逻辑文件可分为流式文件和( )两类。 A．索引文件 B．链接文件 C．记录式文件 D．只读文件 12．由一串信息组成，文件内信息不再划分可独立的单位，这是指( )。A．流式文件 B．记录式文件 C．连续文件 D．串联文件 13．记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。 A．字 B．字节 C．数据项 D．物理块 14．在随机存储方式中，用户以( )为单位对文件进行存取和检索。 A．字符串 B．数据项 C．字节 D．逻辑记录 操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编着 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 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。 第2章操作系统的界面 (1) 请说明系统生成和系统引导的过程。 解： 系统的生成过程：当裸机启动后，会运行一个特殊的程序来自动进行系统的生成（安装），生成系统之前需要先对硬件平台状况进行检查，或者从指定文件处读取硬件系统的配置信息，以便根据硬件选择合适的操作系统模块组，比较重要的信息通常有：CPU类型、内存大小、当前关联设备的类型和数量以及操作系统的重要功能选项和参数。按照这些信息的指示，系统生成程序就可以正确地生成所需的操作系统。 系统引导的过程：系统引导指的是将操作系统内核装入内存并启动系统的过程。主要包括初始引导、内核初始化、全系统初始化。初始引导工作由BIOS完成，主要完成上电自检，初始化基本输入输出设备，载入操作系统内核代码等工作。内核被载入内存后，引导程序将CPU控制权交给内核，内核将首先完成初始化功能，包括对硬件、电路逻辑等的初始化，以及对内核数据结构的初始化，如页表(段表)等。全系统初始化阶段要做的就是启动用户接口程序，对系统进行必要的初始化，使系统处于等待命令输入状态。 (2) 操作系统具有哪些接口？这些接口的作用是什么？ 解： 操作系统为用户提供的接口有图形接口、命令接口和程序接口几种形式。 操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（具体又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接口。其中，命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，而程序接口则提供给用户在编制程序时使用。 (3) 请说明操作系统具有的共性服务有哪些不同类别，这些类别分别用于完成什么功能？ 解：所有的操作系统都通过一些基本服务来帮助用户简单便捷地使用计算机各类资源，它们包括以下几个类别： 1.控制程序运行：系统通过服务将用户程序装入内存并运行该程序，并且要控制程序 在规定时间内结束。 2.进行I/O操作：用户是不能直接控制设备的，只能通过操作系统与外部设备进行交 互，由系统调用将结果显示在屏幕上或交给用户。 3.操作文件系统：为了保证实现“按名存取”，文件系统应该为用户提供根据文件名 来创建、访问、修改、删除文件的方法，以确保文件数据的安全可靠以及正确存取。 4.实现通信：操作系统需要提供多个程序之间进行通讯的机制，来控制程序的执行顺 序。 5.错误处理：操作系统通过错误处理机制，以便及时发现错误并采取正确的处理步骤， 避免损害系统的正确性和统一性。 (4) 系统调用的用途是什么？ 解： 通常，在操作系统内核设置有一组用于实现各种系统功能的子程序(过程)，并将它们提供给用户程序调用。每当用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，便可利用一条系统调用命令，去调用所需的系统过程。这即所谓的系统调用。系统调用的主要类型包括： 1.进程控制类，主要用于进程的创建和终止、对子进程结束的等待、进程映像的替换、 进程数据段大小的改变以及关于进程标识符或指定进程属性的获得等； 2.文件操纵类，主要用于文件的创建、打开、关闭、读/写及文件读写指针的移动和 <<操作系统原理复习题答案>> 第一部分名词解释答案 第一章概论 计算机系统: 计算机系统由硬件和软件两大部分组成. 硬件(即物理计算机)是系统 的基本资源, 在硬件基础上配置的软件是对硬件功能的扩充和完善. 裸机: 即不附加任何软件的物理计算机. 虚拟机: 所谓虚拟是指逻辑的而非物理的计算机, 是指在物理计算机上加上若干层 软件上构成的比裸机功能更强的、使用更方便的``虚拟计算机''. 操作系统是加在裸机 上的第一层软件. 它是对裸机的首次扩充. 操作系统: 从结构上看, 操作系统是用户程序及系统应用, 应用程序, 单道程序系统, 多道程序系统, 中断, 通道, 异步事件, 批处理, 脱机方式, 批处理系统, 分时, 时间片, 响应时间, 分时系统, 实时, 单用户交互式系统, 实时系统, 网络操作系统, 管态, 目态, 特权指令, 非特权指令, 系统调用, 访管指令, 访管中断, 程序级接口, 人-机接口, 脱机级接口, 联机级接口, 前台作业, 后台作业, 并发性, 共享性, 不确定性, 并发, 并行, 顺序共享, 并发共享, 中断机构, 中断源, 中断请求, 断点, 中断响应, 中断处理程序, 中断处理, 中断返回, 输入输出中断, 故障中断, 程序状态字, 外部中断, 时钟, 界限寄存器, 存储保护键, 冷启动, 热启动. 2. 顺序性, 封闭性, 确定性, 可再现性, 竞争性, 制约性, 与速度无关, 进程概念, 执行状态, 就绪状态, 等待状态, 死锁状态, 挂起状态, 进程控制块, 纯代码, 可再入程序, 用户进程, 系统进程, 进程模块, 非进程模块, 原语, 内核, 进程控制, 互斥, 同步, 广义同步, 临界资源, 临界区, 同类临界区, 信号量, 忙等待方式, 让权等待方式, P V 操作, 生产者与消费者, 公用信号量, 私用信号量, 消息缓冲, 消息队列, 管道, 作业, 脱机作业, 联机作业, 作业控制, 作业控制块. 3. 高级调度, 中断调度, 低级调度, 进程调度, 调度方式, CPU 周期, 剥夺方式, 非剥夺方式, 吞吐量, 平均周时间, 平均带权周转时间, 平均等待时间, 响应比, 先来先服务, 短作业优先, 最高响应比优先, 轮转法, 高优先级优先, 静态优先数, 动态优先数, 多级反馈队列, 调度程序, 系统开销, 系统颠簸. 4. 存储空间, 地址空间, 物理地址, 逻辑地址, 绝对地址, 相对地址, 名空间, 虚空间, 地址映射, 静态映射, 动态映射, 静态分配, 动态分配, 内存保护, 内存扩充, 分区, 碎片, 内碎片, 首次适应法, 最佳适应法, 最坏适应法, 固定分区, 可变分区, 地址越界, 越界中断, 覆盖, 交换, 整体交换, 部分交换, 习题六参考答案（P132） 6-2某系统进程调度状态变迁图如图6.5所示（设调度方式为非剥夺方式），请说明： （1）什么原因将引起发生变迁2、变迁3、变迁4？ （2）当观察系统中所有进程时，能够看到某一进程产生的一次状态 变迁能引起另一进程作一次状态变迁，在什么情况下，一个进程的变 迁3能立即引起另一个进程发生变迁1？ （3 生？ （a ） 图6.5 解答：（1）当运行进程在分得的时间片内未完成，时间片到将发生变 迁2； 当运行进程在执行过程中，需要等待某事件的发生才能继续向下执行，此时会发生变迁3； 当等待进程等待的事件发生了，将会发生变迁4。 o m P D F d T r i a l （2）正在运行的进程因等待某事件的发生而变为等待状态的变迁3，在就绪队列非空时会立即引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 （3）a .3->1的因果变迁可能发生 正在运行的进程因等待某事件的发生而变为等待状态的变迁3，在就绪队列非空时必然引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 b.3->2的因果变迁不可能发生。 c.2->1的因果变迁必然发生 正运行的进程因时间片到变为就绪状态的变迁2，必然引起一个就绪进程被调度执行的变迁1。 6-3若题2中所采用的调度为可剥夺式，请回答题2中提出的问题： （1）什么原因将引起发生变迁2、变迁3、变迁4？ （2）当观察系统中所有进程时，能够看到某一进程产生的一次状态变迁能引起另一进程作一次状态变迁，在什么情况下，一个进程的变迁3能立即引起另一个进程发生变迁1？ （3）下述因果变迁是否可能发生？如果可能的话，在什么情况下发 生？ （a ）3->1；（b ）3->2；（c ）2->1 解答：（1）当运行进程在分得的时间片内未完成，时间片到将发生变 迁2；或者新创建一个进程或一个等待进程变成就绪，它具有比当前进程更高的优先级，也将发生变迁2。 h t t p ://w w w .p d f d o .c o m P D F d o P a s s w o r d R e m o v e r T r i a l 第五章 7.试比较缺页中断机构与一般的中断，他们之间有何明显的区别？ 答：缺页中断作为中断，同样需要经历保护CPU现场、分析中断原因、转缺页中断处理程序进行处理、恢复CPU现场等步骤。但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断的主要区别是： （ 1）在指令执行期间产生和处理中断信号。通常，CPU都是在一条指令执行完后去检查是否有中断请求到达。若有便去响应中断；否则继续执行下一条指令。而缺页中断是在指令执行期间，发现所要访问的指令或数据不在内存时产生和处理的。 (2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断。例如，对于一条读取数据的多字节指令，指令本身跨越两个页面，假定指令后一部分所在页面和数据所在页面均不在内存，则该指令的执行至少产生两次缺页中断。 8.试说明请求分页系统中的页面调入过程。 答：请求分页系统中的缺页从何处调入内存分三种情况： （1）系统拥有足够对换区空间时，可以全部从对换区调入所需页面，提高调页速度。在进程运行前将与该进程有关的文件从文件区拷贝到对换区。 （2）系统缺少足够对换区空间时，不被修改的文件直接从文件区调入；当换出这些页面时，未被修改的不必换出，再调入时，仍从文件区直接调入。对于可能修改的，在换出时便调到对换区，以后需要时再从对换区调入。 （3）UNIX 方式。未运行页面从文件区调入。曾经运行过但被换出页面，下次从对换区调入。UNIX 系统允许页面共享，某进程请求的页面有可能已调入内存，直接使用不再调入。 19.何谓工作集？它是基于什么原理确定的？ 答：工作集：在某段时间间隔里，进程实际所要访问页面的集合。 原理：用程序的过去某段时间内的行为作为程序在将来某段时间内行为的近似。 24.说明请求分段式系统中的缺页中断处理过程。 答：在请求分段系统中，每当发现运行进程所要访问的段尚未调入内存时，便由缺段中断机构产生一缺段中断信号，进入操作系统后由缺段中断处理程序将所需的段调入内存。缺段中断机构与缺页中断机构类似，它同样需要在一条指令的执行期间，产生和处理中断，以及在一条指令执行期间，可能产生多次缺段中断。操作系统教程_孙钟秀(第四版)课后习题答案
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