操作系统教程孙钟秀（第四版）课后习题答案操作系统教程-孙钟秀（第四版）课后习题答案
第一章
作者：佚名来源：网络
1.有一台带有IMB内存的计算机，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。
如果用户进程等待80%的I/O，那么如果添加1MB内存，CPU利用率会增加多少？
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
如果再添加1MB内存，系统中可以同时运行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%
计算机系统有一台输入机和一台打印机。两个现有程序投入运行，程序a先启动，程
序B后启动。程序a的运行轨迹是：计算50ms，打印100ms，再次计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹是：计算50ms，输入80ms，然后计算100ms，结束。尝试解释（1）当两个程序运行时，CPU是否空闲并等待？如果是，在什么时间？为什么要等？（2）程序a和B正在等待CPU吗？如果是，请说明等待时间。答：绘制两个程序的并发执行图
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不等待，但程序B等待。程序B的等待时间在180rns到200ms之间
（见图中彩色部分）
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。
尝试绘制多通道操作的时间关系图（忽略调度执行时间）。完成这三个程序需要多长
时间？比单通道操作节省了多少时间？如果处理器调度器每次执行程序转换时都使用LMS，请尝试绘制每个程序状态转换的时间关系图。答复:
1）忽略调度执行时间,多道运行方式（抢占式）:
抢占式共用去190ms，单道完成需要260ms，节省70ms。忽略调度执行时间，多道运
行方式（非抢占式）:
非抢占式共享需要180ms，完成一个通道需要260ms，节省80ms。2）调度执行时间
1ms，多通道运行模式（抢占）：
调度执行时间itns，多道运行方式（非抢占式）:
4在单CPU和两个I/O（i1,12）设备的多通道编程环境中，三个作业同时投入运行。
它们的执行轨迹如下：jobl:I2（30ms）、CPU（10ms）、I1（30ms）、CPU（10ms）、I2（20ms）
job2:i1(20ms）、cpu(20ms）、i2(40ms)
作业3:cpu（30毫秒）、i1（20毫秒）、cpu（10毫秒）、i1（10毫秒）
如果cpu、i1和i2都能并行工作，优先级从高到低为jobl、job2和job3，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的cpu，但不抢占i1和i2。试求：(l）每个作业从投入
到完成分别所需的时间。（2）从投入到完成cpu的利用率。（3）i2设备利用率。
答：画三个作业的平行工作图如下（图中彩色部分为作业等待时间）：，
(1)job1从投入到运行完成需110ms,job2从投入到运行完成需90ms,job3从投入到运行完成需110ms.cpu空闲时间段为：60ms至70ms,80ms至90ms,100ms至110ms。所以cpu 利用率为（110-30）/10=72.7％。
设备I1的空闲时间为：20ms至40ms，90ms至100ms，因此I1的利用率为（110-30）/L10=72.7%。
设备i2空闲时间段为：30ms至50ms，故i2的利用率为(110-20)/110=81.8％。
5在单CPU和两个I/O（i1,12）设备的多通道编程环境中，三个作业同时投入运行。
他们的执行轨迹如下：
jobl:i2(30ms）、cpu(10rns）、i1(30ms）、cpu(10ms)job2:i1(20ms）、
cpu(20ms）、i2(40ms)job3:cpu(30ms）、i1(20ms)
如果CPU、I1和I2可以并行工作，则优先级从高到低依次为job1、job2和job3。高优先级作业会占用低优先级作业的CPU。试着找出：（1）每项工作从输入到完成所需的时间。（2）从输入到完成每项工作的CPU利用率。（3） I/0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）作业1投入运行80ms，作业2投入运行90ms，作业3投入运行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％。
6.如果存储器中有三个程序a、B和C，它们按a、B和C的优先顺序运行。每个程序的计算轨迹为：
a：计算（20）、i/o(30）、计算（10)b：计算（40）、i/o(20）、计算（10)c：计算（10）、i/o(30）、计算（20)
如果所有三个程序都使用相同的设备进行I/O（也就是说，该程序在串行模式下使用该设备，并且忽略调度开销）。尝试分别绘制单通道和多通道运行的时间关系图。在这两种情况下，平均CPU利用率是多少？
答：分别画出单道和多道运行的时间图(1）单道运行时间关系图
单个通道的总运行时间为190ms。CPU利用率为（190-80）/190=57.9%，单通道运行时间
多道总运行时间为140ms。cpu利用率为（140-30)/140=78.6%
7如果内存中有三个程序a、B和C，从高到低的优先级为a、B和C，单独运行时CPU 和I/O占用时间为：
如果三道程序同时并发执行，调度开销忽略不计，但优先级高的程序可中断优先级低的程序，优先级与i/o设备无关。试画出多道运行的时间关系图，并问最早与最迟结束的程序是哪个？每道程序执行到结束分别用了多少时间？计算三个程序全部运算结束时的cpu利用率？答：画出三个作业并发执行的时间图：
（l）最早的程序是B，最后一个程序是C。
(2）程序a为250ms。程序b为220ms。程序c为310ms。(3)cpu利用率为（310-120)/310=61.3%有两个程序，a程序按顺序使用：(cpu)10秒、（设备甲）5秒、（cpu）5秒、（设备乙）10秒、（cpu）10秒。b程序按顺序使用：（设备甲）10秒、（cpu）10秒、（设备乙）5秒、(cpu)5秒、（设备乙）10秒。在顺序环境下先执行
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：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）分布式操作系统 3）个人计算机操作系统 4）实时操作系统 5）批处理操作系统 6）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？
《计算机操作系统》课后习题答案 注：课本为《计算机操作系统（第四版）》，汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛编著，西安电子科技大学出版社出版 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？
操作系统教程孙钟秀（第四版）课后习题答案操作系统教程-孙钟秀（第四版）课后习题答案 第一章 作者：佚名来源：网络 1.有一台带有IMB内存的计算机，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。 如果用户进程等待80%的I/O，那么如果添加1MB内存，CPU利用率会增加多少？ 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 如果再添加1MB内存，系统中可以同时运行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% 计算机系统有一台输入机和一台打印机。两个现有程序投入运行，程序a先启动，程 序B后启动。程序a的运行轨迹是：计算50ms，打印100ms，再次计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹是：计算50ms，输入80ms，然后计算100ms，结束。尝试解释（1）当两个程序运行时，CPU是否空闲并等待？如果是，在什么时间？为什么要等？（2）程序a和B正在等待CPU吗？如果是，请说明等待时间。答：绘制两个程序的并发执行图 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不等待，但程序B等待。程序B的等待时间在180rns到200ms之间 （见图中彩色部分） 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。 尝试绘制多通道操作的时间关系图（忽略调度执行时间）。完成这三个程序需要多长 时间？比单通道操作节省了多少时间？如果处理器调度器每次执行程序转换时都使用LMS，请尝试绘制每个程序状态转换的时间关系图。答复: 1）忽略调度执行时间,多道运行方式（抢占式）:
《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
CH4 应用题参考答案 1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是： 1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。 分别用FIFO、OPT和LRU算法，对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。 答： 页框数FIFO LRU OPT 3 16 15 11 4 14 10 8 5 12 8 7 6 9 7 7 只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。 2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有5页，执行时其访问页面次序为：(1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。 (2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。 若分配给该作业三个页框，分别采用FIFO和LRU面替换算法，求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。 答：(1) 采用FIFO为9次，9/12=75%。采用LRU为8次，8/12=67%。 (2) 采用FIFO和LRU均为9次，9/13=69%。 3 一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LRU页面替换算法，如果一个作业的页面走向为： (1) 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。 (2) 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。 (3 )1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。 当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。 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%。
CH6 应用题参考答案 1.磁带卷上记录了若干文件，假定当前磁头停在第j个文件的文件头标前，现要按名 读出文件i，试给出读出文件i的步骤。 答：由于磁带卷上的文件用“带标”隔开，每个文件的文件头标前后都使用了三个带标。 正常情况磁头应停在文件头标的前面，所以，只要计算带标的个数，就可找到所要文件。 1)当i≧j时，要正走磁带， 步1 组织通道程序正走磁带，走过“带标”个数为3×(i-j)个。 步2 组织通道程序读文件i的文件头标。 步3 根据文件i的文件头标信息，组织读文件信息。 2)当i 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？ … 第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 的作用可表现在哪几个方面答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。0s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·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O答：脱机1/0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，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。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。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸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，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便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。 】 8.为什么要引入实时OS答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.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未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了多级容结措施保障系统的安全性及数据的安全性。 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；景基本的特征是并发性 12.在多道程序技术的OS环境下的资源共享与一般情况下的资源共享有何不同对独占资源应采取何种共享方式答：一般情况 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 在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。本文将为大家提供操作系统第四版课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握相关知识。第一章引论 1. 操作系统的定义是什么？ 答：操作系统是计算机系统中的一个软件，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个简单、一致的接口。 2. 操作系统的主要功能有哪些？ 答：操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户接口等。 3. 解释并区分多道程序和多任务操作系统。 答：多道程序操作系统是指能够同时运行多个程序的操作系统，通过时间片轮转的方式实现程序的并发执行。而多任务操作系统是指能够同时运行多个任务的操作系统，任务之间可以是并行执行的。 第二章进程管理 1. 进程和程序的区别是什么？ 答：进程是程序在执行过程中的实体，包括程序计数器、寄存器和栈等，而程序是存储在磁盘上的可执行文件。 2. 什么是进程控制块（PCB）？ 答：进程控制块是操作系统中用来管理和控制进程的数据结构，包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器和寄存器等信息。 3. 进程的状态有哪些？ 答：进程的状态包括就绪状态、运行状态和阻塞状态。 第三章内存管理 1. 什么是虚拟内存？ 答：虚拟内存是一种扩展内存的技术，将磁盘空间作为辅助内存来扩展物理内 存的容量。 2. 什么是页面置换算法？ 答：页面置换算法是用于虚拟内存管理中的一种算法，当物理内存不足时，根 据一定的策略选择一个页面将其从内存中置换出去，以便为新的页面腾出空间。 3. 什么是内存分配算法？ 答：内存分配算法是用于管理和分配内存的一种算法，包括连续分配、非连续 分配和分段分页等。 第四章文件系统管理 1. 文件系统的作用是什么？ 答：文件系统是操作系统中用于管理和组织文件的一种机制，它提供了对文件 的创建、读写、删除等操作。 2. 什么是文件控制块（FCB）？ 答：文件控制块是操作系统中用于管理文件的数据结构，包括文件的属性、位置、大小和权限等信息。 3. 解释并区分文件的逻辑结构和物理结构。 答：文件的逻辑结构是指文件中数据之间的逻辑关系，如顺序结构、索引结构 和链式结构等。而文件的物理结构是指文件在存储介质上的存储方式，如连续 第一章1.简述现代计算机系统的组成及层次结构？硬件和软件组成,硬件是软件运行的物质基础，软件能够充分发挥硬件的潜能并扩充.硬件的功能完成各种应用任务，硬件层，系统软件层，支撑软件层，应用软件层；2.计算机系统的资源可分成哪几类，是举例说明?硬件资源和软件资源，硬件资源有处理器，存储器，外部设备；软件资源有程序和数据3.什么是操作系统？计算机配置操作系统的主要目标？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，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。(1) 方便用户使用(2) 扩大机器功能(3) 管理系统资源(4) 提高系统效率(5) 构筑开放环境。27.试述现代操作系统的基本特性及其所要解决的主要问题?1.并发性，实现并发的主要问题是对系统内的多个程序进行切换2共享性.实现共享的主要问题是有资源分配，信息保护，存取控制等3异步性，所要解决的主要问题是保证只要运行环境相同，多次运行同一程序，都会获得完全相同的计算结果。4.虚拟性，主要用于解决把一个物理资源转变成逻辑上的多个对应物已达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。30.什么是操作系统内核？操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分。它由操作系统中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。第二章1.什么是PSW?其主要作用是什么？PSW即程序状态字，是用来指示处理器状态，控制指令的执行顺序，并且保留和指示与运行程序有关的各种信息的内存或硬件区域，其主要作用是实现程序状态的保护和恢复。10.试述中断处理程序所应完成的任务？1）发现中断源2）保护现场3）转向中断/异常事件的处理程序4）恢复现场16.试述中断在操作系统中的重要性及其主要作用？中断时现代操作系统实现并行性的基础之一；作用：主机与外部设备的并行工作实现实时处理硬件故障处理实现多道程序和分时操作32.什么是进程？计算机操作系统中为什么引入进程？进程是一个可并发执行的程序在某个数据集合的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。引入原因：刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，从而提高资源利用率；解决共享性，正确描述程序的执行状态。34.进程最基本的状态有哪些？哪些事件可能引起不同状态之间的转换？运行态：进程占有处理器正在运行。就绪态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。等待态：又称为阻塞态或睡眠态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。进程状态转换的具体原因：运行态--等待态；运行态--就绪态；等待态--就绪态；就绪态--运行态40. 叙述组成进程的基本要素，并说明它的作用。A控制块、B程序块、C核心栈、D数据块作用：A用来储存进程的标志信息B规定进程的一次运行所应完成的功能C用来保存中断/异常现场，保存函数调用的参数和返回地址D存放各种私有数据41.何为进程控（PCB）？它包含哪些基本信息？进程控制块(PCB)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有关信息的数据结构，是进程动态的一种汇集，也是操作系统掌握进程的唯一资料和管理进程的主要依据。三类信息1.标识信息2现场信息3控制信息。45. 什么是进程的上下文？简述其主要内容。操作系统中把进程物理实体和支持进程运行的环境合称为进程上下文。内容：用户级上下文；系统级上下文；寄存器上下文46.什么是进程切换？试述其主要步骤进行进程切换是从正在运行的进程中收回处理器，然后再使待运行进程来占用处理器。其主要步骤有1.保存被中断进程的处理器现场信息2.修改被中断进程的PCB的有关信息3.把被中断进程的PCB加入相关队列4.选择占用处理器运行的另一个进程5修改被选中进程的PCB的有关信息6设置被选中进程的地址空间，恢复存储管理信息7.根据被选中进程的上下文信息来恢复处理器现场。47.什么是模式切换？它与进程切换之间有何区别？当发生中断或系统调用时，暂停正在运行的进程，把处理器状态从用户态切换到核心态，执行操作系统服务程序；模式切换不同与进程切换，它不一定会引起进程状态的转换，也不一定引起进程切换，在完成系统调用服务或中断处理之后，可通过逆向模式切换来恢复被中断进程的运行。73、处理器调度分为哪几种类型？试述各类调度的主要任务1）高级调度：在多道处理操作系统中，从输入系统的一批作业中按照预定的调度策略挑选若干作业进入主存，为其分配所需资源，并创建作业的相应用户进程后便完成启动阶段的高级调度任务，已经为进程做好运行前的准备工作，等待进程调度挑选进程运行，在作业完成后还要作结束阶段的善后工作。2）中级调度：根据主存资源决定主存中所能容纳的进程数目，并根据进程的当前状态来决定辅存和主存中的进程的对换；3）低级调度：根据某种原则决定就绪队列中的哪个进程/内核级线程获得处理器，并将处理器出让给它使用。第三章9．试说明进程的互斥和同步两个概念之间的异同。进程的互斥是解决进程间竞争关系的手段，进程互斥是指若干个进程因相互争夺独占性资源而产生的竞争制约关系；进程的同步是解决进程间协作关系的手段。进程同步指为完成共同任务的并发进程基于某个条件来协调它们的活动。10．什么是临界区和临界资源？对临界区管理的基本原则是什么？临界区：并发进程中与共享变量有关的程序段。临界资源：共享变量代表的资源。原则:互斥使用，有空让进忙则等待，有限等待择一而行，算法可行14.什么是信号量？如何对其分类？一个进程在某一关键点上被迫停止执行直至接受到对应的特殊变量值，通过这一措施，任何复杂的进程交互要求均可得到满足，这种特殊的变量就是信号量。按用途分：公用信号量私有信号量。按取值分：二元信号量一般信号量。29．叙述产生死锁的必要条件。互斥条件占有和等待条件不剥夺条件程剥循环等待条件第四章什么是虚拟存储器？列举采用虚拟存储技术的必要性和可能性。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贮存容量大得多，可寻址的“主存储器。必要性：计算机系统的空间局部性和时间局部性可能性：部分装入和部分替换能够实现，那么当主存空间小于进程的需求量时进程也可运行。更进一步地，当多个进程的总长超出主存总容量时也可将进程全部装入主存，实现多道程序运行。12分页虚拟存储器管理中有哪几种常见的页面淘汰算法？1>最佳页面替换算法2>先进先出页面替换算法 3.>最近最少使用页面替换算法4>第二次机会页面替换算法5>时钟页面替换算法18实现虚拟存储器的基本原理?虚拟存储器是基于程序局部性原理的一种假想，而非物理存在的存储器，它的主要任务：基于程序的局部性特点，当进程使用某部分地址空间时保证将相应部分加载到主存中。第五章15.外部设备分为哪些类 操作系统教程第二版课后答案【篇一：《操作系统教程》(第四版)课后答案】 目录 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 操作系统概述处理器管理并发进程存储管理设备管理文件管理 操作系统的安全与保护网络和分布式操作系统1 7 26 93 103 108 113 115 【篇二：操作系统教程(第四版)课后习题答案】 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？ 第二章 1.下列指令中哪些只能在核心态运行？ (l）读时钟日期；(2）访管指令；(3）设时钟日期；(4）加载PSW; (5）置特殊寄存器：(6）改变存储器映象图；(7）启动I/O指令。 答：( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 ) , ( 6 ) , ( 7 ) . 2 假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O 繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU 用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU 足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 3 并发进程之间有什么样的相互制约关系？下列日常生活中的活动是属哪种制约关系：(1）踢足球，(2）吃自助餐，(3）图书馆借书，(4）电视机生产流水线工序。 答：并发进程之间的基本相互制约关系有互斥和同步两种。其中（1）、（3）为互斥问题．(2）、(4）为同步问题。 4 在按动态优先数调度进程的系统中，每个进程的优先数需定时重新计算。在处理器不断地在进程之间交替的情况下，重新计算进程优先数的时间从何而来？答：许多操作系统重新计算进程的优先数在时钟中断处理例程中进行，由于中断是随机碰到哪个进程，就插入哪个进程中运行处理程序，并把处理时间记在这个进程的账上。 5 若后备作业队列中等待运行的同时有三个作业J1 、J2、J3 ，已知它们各自的运行时间为a 、b 、c，且满足a < b ＜c，试证明采用短作业优先算法调度能获得最小平均作业周转时间。 答：采用短作业优先算法调度时，三个作业的总周转时间为： Tl = = 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 - Tl = 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。 6、若有一组作业J1 ，…，Jn ，其执行时间依次为S1 ，…, Sn 。如果这些作业同时到试找出一种作业调度算法到达系统，并在一台单CPU 处理器上按单道方式执行。使得平均作业周转时间最短。答：首先，对n 个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n 个作业：J1 ' ，…，Jn , 创门的运行时间满足：S1≤S2 ≤….≤S (n-l ) ≤ Sn ’。那么有： 第一章 1.下面不属于操作系统的是（C ） A、OS/2 B、UCDOS C、WPS D、FEDORA 2.操作系统的功能不包括（B ） A、CPU管理 B、用户管理 C、作业管理 D、文件管理 3.在分时系统中，当时间片一定时，（B ），响应越快。 A、内存越大 B、用户越少 C、用户越多 D、内存越小 4.分时操作系统的及时性是指（ B ） A、周转时间 B、响应时间 C、延迟时间 D、A、B和C 5.用户在程序设计的过程中，若要得到系统功能，必须通过（D ） A、进程调度 B、作业调度 C、键盘命令 D、系统调用 6.批处理系统的主要缺点是（ C ） A、CPU使用效率低 B、无并发性 C、无交互性 D、都不是 第二章 1、若信号量的初值为2，当前值为-3，则表示有（C ）个进程在等待。 A、1 B、2 C、3 D、5 2、在操作系统中，要对并发进程进行同步的原因是（B ） A、进程必须在有限的时间内完成 B、进程具有动态性 C、并发进程是异步的 D、进程具有结构性 3、下列选项中，导致创进新进程的操作是（C ） I用户成功登陆II设备分配III启动程序执行 A、仅I和II B、仅II和III C、仅I和III D、I，II，III 4、在多进程系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。所谓的临界区是指（D ） A、一个缓冲区 B、一个数据区 C、一种同步机构 D、一段程序 5、进程和程序的本质区别是（B ） A、内存和外存 B、动态和静态特征 C、共享和独占计算机资源 D、顺序和非顺序执行计算机指令 6、下列进程的状态变化中，（A ）的变化是不可能发生的。(完整版)操作系统部分课后习题答案
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