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=0full=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Available0Allocation0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Available2Allocation2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
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。
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？
一、名词解释 1、操作系统：是位于硬件层之上，所有其它软件之下的一个系统软件，是管理系统中的软硬资 源，使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合。 2、进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。 3、线程：也称轻进程，是进程内的一个相对独立的执行流。 4、设备无关性:用户在使用设备时,选用逻辑设备,而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现 逻辑设备到物理设备的映射,这就是设备无关性. 5、数组多路通道:是指连接多台设备.同时为多台设备服务,每次输入/输出一个数据块.这样的通 道叫数组多路通道. 6、死锁:一组并发进程,因争夺彼此占用的资源而无法执行下去,这种僵局叫死锁. 7、文件系统:是指与文件管理有关的那部分软件,被管理的文件及管理所需的数据结构的总体. 8、并发进程:进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程,而并发进程是可以与其它进程 并发运行的. 9、临界区:是关于临界资源访问的代码段. 10、虚拟存储器:是一种扩大内存容量的设计技术,它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援, 实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器. 11、动态重定位:在程序运行时,将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位. 12、作业：用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。 13、中断：在程序运行过程中，出现的某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转去处 理此事件，然后再恢复原来运行的程序，这个过程称为中断。 14、文件:具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。 15、进程互斥:两个或两个以上的进程，不同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能 发生与时间有关的错误，这种现象叫互斥。 16、系统开销:指运行操作系统程序，对系统进行管理而花费的时间和空间。 17、通道：由通道独立控制完成I/O操作，全部完成后向CPU发出中断，CPU执行中断处理程序。 18、系统调用：使用户或系统程序在程序以及上请求系统为之服务的一种手段。它的功能由操 作系统的一些程序段完成。 二、简答题 1、一台计算机有8台磁带机，他们由N个进程竞争使用，每个进程可能需要3台磁带机。请问 N为多少时，系统没有死锁危险。请说明其原因。 N<=3时，无死锁产生，因为资源足够 2、叙述设备分配时需要的数据结构，及其分配方法。 设备分配时，系统设备表，通道控制表，控制器控制表，设备表 分配方法：①先查找系统设备表，找到设备表，用空间设备分配无则等待；②查控制器控制表，用空间分配否则等待；③查通道控制表，有空间分配否则等待，均匀分配成功开始I/O操作 3、请你简述段页式虚拟存储系统使用的数据结构及地址变换过程。 数据结构：段表、页表、段表控制寄存器；地址变换过程：段号与段控制寄存器的段表大小比较，小于等于有效，否则出错。段号-起始地址定位，取出页表长与页号比较，小于等于有效，否则无效；在比较如该段在主存发展缺页中断，物理地址=块号*块长-单元号（块号通过页号+起始地址取得） 4、请简述SPOOLING 系统的组成及各部分的功能 SPOOLING 系统：它使用直接存取的大容量磁盘作为缓冲，将一个可共享的磁盘空间改造成若干台输入设备和输出设备，并使得I/O设备与CPU并行操作；SPOOLING 系统的组成：输入井、输出井、预输入程序、缓输出程序、井管理程序；输入井：用于存放提前输出的作业；输出井：用
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,并不是真正地同时值行多个作业；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; 6.设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 第二章作业管理和用户接口 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; 4SPOOLING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; （5）网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础,当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时, 就构成了网络输入方式;
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
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。
操作系统课后习题及答案 第一章 1.下面不属于操作系统的是（c）a、os/2b、ucdosc、wpsd、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），积极响应越慢。a、内存越大b、用户越少c、用户越多d、内存越大4.分时操作系统的及时性就是指（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采用效率高 b、并无并发性 c、并无交互性 d、都不是 第二章 1、若信号量的初值为2，当前值-3，则则表示存有（c）个进程在等候。a、1b、2c、3d、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、以下选项中，引致创进崭新进程的操作方式就是（c）i用户顺利进占ii设备分配iii启动程序执行a、仅i和iib、仅ii和iiic、仅i和iiid、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就是（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、顺序和非顺序继续执行计算机指令6、以下进程的状态变化中，（a）的变化就是不可能将出现的。 a、等待->运行 b、运行->等待 c、运行->就绪 d、等待->就绪7、能从1种状态变为3种状态的是（d） a、准备就绪 b、堵塞 c、顺利完成 d、继续执行8、以下关于进程的叙述恰当的就是（a）a、进程赢得cpu就是通过调度
第一章 1.设计现代0S 的主要目标是什么? 方便性，有效性，可扩充性和开放性. 2.OS 的作用可表现为哪几个方面? a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口； b. Os 作为计算机系统资源的管理者; c. Os 作为扩充机器. 3，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? 不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要； 4. 何谓脱机工/0 和联机工/0? a. 脱机输入输出方式（off 一Line工/0）是为了解决人机矛盾及CPU和工/0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1/0 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输入到磁带上，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需要输出时，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. b. 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 5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么? 用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人机交互，共享主机以及便于用户上机的需求. 6，试说明实时任务的类型和实时系统的类型. a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分，分为周期性实时任务和非周期性实时 任务；根据对截止时间的要求来划分，分为硬实时任务和软实时任务； b. 通常把要求进行实时控制的系统统称为实时控制系统，把要求对信息进行实时处理的系统成为实时信息处理系统. 7. 实现多道程序应解决哪些问题? a. 处理机管理问题； b. 内存管理问题； c. 1/0 设备管理问题； d. 文件管理问题； e. 作业管理问题. 8，试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点， a. 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； b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU和工/0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. 9,实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决? a. 关键问题：及时接收，及时处理； b. 对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；对于及时处理,应使所有的用户作业都直接进入内存,在不长的时间内,能使每个作业都运行一次. 1O 为什么要引入实时操作系统? 更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要. 11.0s 具有哪几大特征?它的最基本特征是什么? a.并发(Concurrence),共享(Sharing)，虚拟(Virtual)，异步性(ASynchronism).
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
操作系统概念课后习题答案操作系统是计算机系统中的一个关键组成部分，负责管理和协调计算机硬件和软件资源的分配与调度。在学习操作系统的过程中，解决课后习题是提高对操作系统概念理解的重要方法之一。本篇文章将为您提供一些常见操作系统概念课后习题的答案，并对相应的知识点进行解析。 一、选择题 1. 操作系统的主要功能是（）。 a) 调度进程 b) 管理内存 c) 控制设备 d) 以上都是 答案：d) 以上都是 解析：操作系统的主要功能包括调度进程、管理内存以及控制设备等。它扮演着协调和管理计算机系统中各种资源的角色。 2. 在多道程序环境下，（）是操作系统的核心功能。 a) 进程管理 b) 文件管理 c) 内存管理
d) 网络管理 答案：a) 进程管理 解析：在多道程序环境下，操作系统需要管理多个进程的创建、调度、同步和通信等操作。进程管理是操作系统的核心功能之一。 3. 操作系统中的分时系统是指（）。 a) 多个任务同时执行 b) 多个任务按时间片轮流执行 c) 多个任务按优先级执行 d) 多个任务按照先来先服务原则执行 答案：b) 多个任务按时间片轮流执行 解析：分时系统是一种多道程序设计方式，多个任务按照时间片的方式轮流执行。每个任务都可以获得操作系统的部分处理时间，以实现并发执行的效果。 二、填空题 1. 进程是程序的（）。 答案：执行实例或执行过程 解析：进程是程序在计算机上执行的实例或执行过程，它包括正在运行的程序的相关信息以及所需的资源。
2. 死锁是指两个或多个进程因为争夺资源而无法继续运行的状态， 具有（）、不可剥夺和循环等特性。 答案：互斥、占有并等待、不可剥夺和循环等特性 解析：死锁是指两个或多个进程因为互相争夺资源而陷入的无法继 续运行的状态。其特性包括互斥、占有并等待、不可剥夺和循环等。 三、简答题 1. 请解释进程和线程之间的区别。 答案：进程是程序在计算机上执行的实例或执行过程，拥有自己的 独立地址空间和系统资源。而线程是在进程内部运行的较小的执行单位，共享相同的地址空间和系统资源。进程是资源分配的基本单位， 而线程是CPU调度的基本单位。 2. 请解释虚拟内存的概念和作用。 答案：虚拟内存是一种计算机系统内存管理的技术，在逻辑上扩充 了计算机的实际内存容量。它将物理内存和磁盘上的存储空间结合起来，给每个进程提供了一个连续的、私有的地址空间。虚拟内存的主 要作用包括了提供了更大的地址空间给进程使用，提高了内存利用率，并且对程序员屏蔽了物理内存和磁盘存储的具体细节。 四、编程题 请编写一个简单的生产者-消费者问题的解决方案，要求使用互斥锁和条件变量实现进程之间的同步。
课后习题： 1. 什么是自由软件、开放源代码软件？它与共享软件有什么区别： 商业软件（ Commercial Software ） 由开发者出售拷贝并提供软件技 术服务，用户只有使用权，但不得进行非法拷贝、扩散和修改 共享软件（Shareware ）共享软件由开发者提供软件试用程序拷贝授 权，用户在使用该程序拷贝一段时间之后， 必须向开发者缴纳使用费， 开发者则提供相应的升级和技术服务 自由软件（ Freeware 或 Free Software ） 自由软件所指的软件，其 使用者有使用、复制、散布、研究、改写、再利用该软件的自由。 2.linux 系统有何特点？ 开放性的系统 多用户多任务的系统 具有出色的稳定性 和速度性能 提供了良好的用户界面 3. 什么是 linux 的内核版本？什么是 linux 的发行版本？常见的发行 版本有哪些？ 内核（ Kernel ）是系统的心脏，实现操作系统的基本功能。 在硬件方面：控制硬件设备，内存管理，硬件接口，基本 I/O ； 在软件方面：管理文件系统，为 程序分配内存和 CPU 寸间等。 内核版本号由三个数字组成： r.x.y r: 目前发布的 Kernel 主版本 x: 偶数：稳定版本；奇数：开发中版本 y: 错误修补的次数 常见的发行版本： （ 1） Red Hat Linux （ 2） Fedora Linux （ 3）红旗 Linux （ 4） ubuntu Linux 4. 简述 linux 的安装方式和安装类型。 有本地安装和远程安装两种：本地安装分：光盘安装和硬盘安装；远 程安装分：NFS 安装、远程FTP 安装和远程HTTP 安装。 5. 在Windows 系统和Linux 系统是如何标识磁盘分区的？ Windows 下用C 、D 、E 、F 等盘符来标识，linux 下用sda1、sda2、 sdb1等来标识。 6. 在一个实际环境中，安装 Linux 一般需要创建哪些分区？ /分区、/SWAP 分区、/boot 分区、/usr 分区、/var 分区、/home 分 区 7. 默认情况下，超级用户和普通用户的登陆提示符分别是什么？ 超级用户： # 普通用户： $ 8. Red Hat Linux 系统有哪些运行级别？其含义是什么？ 0 系统停机状态 1 单用户工作状态 2 多用户状态（没有 NFS ） 3多用户状态（有NFS 启动后进入字符界面 4 系统未使用 5 多用户模式，并且在系统启动后运行 X Window 6系统正常关闭并重新启动 提供了丰富的网络功能 具有可靠的系统安全性 良好的可移植性 设备独 立性
1.2 操作系统以什么方式组织用户使用计算机？ 答：操作系统以进程的方式组织用户使用计算机.用户所需完成的各种任务必须由相应的程序来表达出来。为了实现用户的任务，必须让相应功能的程序执行。而进程就是指程序的运行，操作系统的进程调度程序决定CPU在各进程间的切换。操作系统为用户提供进程创建和结束等的系统调用功能，使用户能够创建新进程。操作系统在初始化后，会为每个可能的系统用户创建第一个用户进程，用户的其他进程则可以由母进程通过“进程创建”系统调用进行创建。 1.4 早期监督程序（Monitor）的功能是什么？ 答：早期监督程序的功能是代替系统操作员的部分工作，自动控制作业的运行。监督程序首先把第一道作业调入主存，并启动该作业。运行结束后，再把下一道作业调入主存启动运行。它如同一个系统操作员，负责批作业的I/O，并自动根据作业控制说明书以单道串行的方式控制作业运行，同时在程序运行过程中通过提供各种系统调用，控制使用计算机资源。 1.7 试述多道程序设计技术的基本思想。为什么采用多道程序设计技术可以提高资源利用率？ 答：多道程序设计技术的基本思想是，在主存同时保持多道程序，主机以交替的方式同时处理多道程序。从宏观上看，主机内同时保持和处理若干道已开始运行但尚未结束的程序。从微观上看，某一时刻处理机只运行某道程序。 可以提高资源利用率的原因：由于任何一道作业的运行总是交替地串行使用CPU、外设等资源，即使用一段时间的CPU，然后使用一段时间的I/O设备，由于采用多道程序设计技术，加之对多道程序实施合理的运行调度，则可以实现CPU和I/O设备的高度并行，可以大大提高CPU与外设的利用率。 1.8 什么是分时系统？其主要特征是什么？适用于哪些应用？ 答：分时系统是以多道程序设计技术为基础的交互式系统，在此系统中，一台计算机与多台终端相连接，用户通过各自的终端和终端命令以交互的方式使用计算机系统。每个用户都感觉到好像是自己在独占计算机系统，而在系统内部则由操作系统以时间片轮转的方式负责协调多个用户分享CPU。主要特征是：并行性：系统能协调多个终端用户同时使用计算机系统，能控制多道程序同时运行。 共享性：对资源而言，系统在宏观上使各终端用户共享计算机系统中的各种资源，而在微观上它们则分时使用这些资源。 交互性：人与计算机以交互的方式进行工作。 独占性：使用户感觉到他在独占使用计算机。 现在的系统大部分都是分时系统，主要应用于人机交互的方面。 2.1 什么是中断？什么是异常？它们有何区别？ 答：中断是指来自CPU执行指令以外的事件发生后，处理机暂停正在运行的程序，转去执行处理该事件的程序的过程。 异常是指源自CPU执行指令内部的事件发生后，处理机暂停正在执行的程序，转去处理该事件的过程。 区别：广义的中断包括中断和异常，统一称为中断。狭义的中断和异常的区别在于是否与正在执行的指令有关，中断可以屏蔽，而异常不可屏蔽。 2.2什么是多级中断？为什么要把中断分级？试述多级中断的处理原则。 答： 中断分级是根据中断的轻重缓急来排序，把紧迫程度大致相当的中断源归并在同一级，而把紧迫程度差别较大的中断源放在不同的级别。一般来说，高速设备的中断优先级高，慢速设备的中断优先级低。这就是多级中断。这所以引入多级中断是因为：为使系统能及时的响应和处理所发生的紧迫中断，同时又不至于发生中断信号丢失，计算机发展早起在设计中断系统硬件时根据各种中断的轻重在线路上作出安排，从而使中断响应能有一个优先次序。 多级中断的处理原则：当多级中断同时发生时，CPU按照由高到低的顺序响应。高级中断可以打断低级中断处理程序的运行，转而执行高级中断处理程序。当同级中断同时到时，则按位响应。 2.6 什么是中断向量？其内容是什么？试述中断的处理过程。
第1章计算机系统概述 1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 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。 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？ 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？ 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？ 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？ 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？ 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。 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。 中断驱动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，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行。 直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。 1.9 空间局部性和临时局部性间的区别是什么？ 空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。 1.10 开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？ 空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。 第2章操作系统概述 2.1 操作系统设计的三个目标是什么？ 方便：操作系统使计算机更易于使用。
第1章概述 一、单项选择题 D、A、B、A、C、D、C、A、C、B 二、填空题 Windows、linux 用户态、内核态 PSW 中断 同步中断 系统调用 I/O设备管理、文件系统 实时性、可靠性
第2章进程管理 一、单项选择题 D、D、C、D、B、A、B、D、C、C B、B、B、D、B、A、B、A 二、填空题 PCB 运行、就像、阻塞 4、5 时间片用完 进程管理、存储管理 PCB 进程 CPU寄存器的值、栈 竞争状态 运行、就绪 I/O繁忙 SJF FCFS 短进程、I/O繁忙进程 三、简答题 1、运行状态、阻塞状态、就绪状态 运行->阻塞：如进行I/O操作、进程间同步关系； 运行->就绪：时间片用完、被高优先级进程所打断； 阻塞->就绪：等待的I/O操作、信号量等事件发生； 就绪->运行：调度程序选中该进程运行； 2、 (1)进程是资源分配单位，拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，如寄存器和栈； (2)线程能减少并发执行的时间和空间开销，包括创建时间、终止时间、切换时间； (3)线程之间可以共享同一个地址空间，可以进行不通过内核的通信，而进程不行； (4)线程＝轻量级进程； (5)线程是CPU调度单位； 3、 (1)当一个新的进程被创建时； (2)当一个进程运行完毕时； (3)当一个进程由于I/O、信号量或其他的某个原因被阻塞时； (4)当一个I/O中断发生时，表明某个I/O操作已经完成，而等待该I/O操作的进程转入就绪状态； (5)在分时系统中，当一个进程的时间片用完时；
4、 RR算法的基本思路： (1)将所有的就绪进程按照FCFS原则，排成一个队列； (2)每次调度时将处理器分派给队首进程，让其执行一小段CPU时间； (3)在一个时间片结束时，如果进程还没有执行完的话，将发生时钟中断，在时钟中断中，进程调度程序将暂停当前进程的执行，并将其送到就绪队列的末尾，然后执行当前的队首进程； (4)如果进程在它的时间片用完之前就已结束或被阻塞，那么立即让出CPU。 RR算法的主要缺点：时间片q的大小难以确定。 5、 (1)时间片用完，高优先级进程就绪 (2)不会发生切换 (3)PCB (4)不需要 (5)不能 四、应用题 1、 (1)CPU空闲：100ms～150ms (2)A无等待，B有等待，180ms～200ms 2、 (1)Job1从投入到运行完成需要110ms，Job2从投入到运行完成需要90ms，Job3从投入到运行完成需要110ms： (2)CPU的利用率：(110－30)/110 = 72.7%； (3)设备I1的利用率：(110-30)/110 = 72.7%，设备I2的利用率：(110-20)/110 = 81.8%。 3、 (1)这种机制不能实现资源的互斥访问 考虑如下的情形： (a)初始化的时候，flag数组的两个元素值均为FALSE (b)线程0先执行，在执行while循环语句的时候，由于flag[1]=FALSE，所以顺利结束，不会被卡住。假设这个时候来了一个时钟中断，打断它的运行； (c)线程1去执行，在执行while循环语句的时候，由于flag[0]=FALSE，所以顺利结束，不会被卡住，然后就进入了临界区； (d)后来当线程0再执行的时候，也进入了临界区，这样就同时有两个线程在临界区 (2)可能会出现死锁 考虑如下的情形： (a)初始化的时候，flag数组的两个元素值均为FALSE (b)线程0先执行，flag[0]=TRUE，假设这个时候来了一个时钟中断，打断它的运行； (c)线程1去执行，flag[1]=TRUE，在执行while循环语句的时候，由于flag[0]=TRUE,所以在这个地方被卡住了，直到时间片用完；