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第一章操作系统简介一、单项选择题1.linux操作系统是（）A.单用户单任务操作系统B.单用户多任务操作系统C.多用户单任务操作系统D.分时操作系统2.操作系统内核中文件系统模块的主要功能是（）A.实现虚拟存储B.保存系统文档和用户文档C.保护系统数据D.实现对文件的按名存取和文件的存储3.下列关于批处理系统的叙述中，正确的是（）A.批处理系统允许多个用户与计算机直接交互B.批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统。
C.单道批处理系统也可能同时是分时系统。
D.多道程序系统就是指多道批处理系统。
二、填空题1.单道批处理系统的内存中只能驻留_______________ 道用户作业，CPU和内存资源被用户作业独占。
2.单道批处理系统与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了的时间。
3.操作系统是一组控制和管理计算机________________ 和___________ 资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序集合。
4.并发是指两个或两个以上的事件在_________________________ 的发生。
5._____________________________________ 现代操作系统的特征包括并发、、虚拟和异步。
三、简答题1 •请说明操作系统的作用和功能。
作用：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，为用户提供一个使用方便可扩展的工作环境，从而起到连接计算机和用户的接口作用功能：处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理。
2.请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点。
1）单道批处理系统：最早出现的一种OS,具有单道性、自动性和顺序性。
与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了人工操作的时间。
但由于作业独占CPU 和内存，当作业进行I/O时，CPU只能等待I/O完成而无事可做，导致CPU资源不能得到充分利用。
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？答：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。
第2章操作系统的运行环境2.2 现代计算机为什么设置目态/管态这两种不同的机器状态？现在的lntel80386设置了四级不同的机器状态（把管态又分为三个特权级），你能说出自己的理解吗？答：现在的Intel 80386把执行全部指令的管态分为三个特权级，再加之只能执行非特权指令的目态，这四级不同的机器状态，按照系统处理器工作状态这四级不同的机器状态也被划分管态和目态，这也完全符合处理器的工作状态。
2.6 什么是程序状态字？主要包括什么内容？答：如何知道处理器当前处于什么工作状态，它能否执行特权指令，以及处理器何以知道它下次要执行哪条指令呢？为了解决这些问题，所有的计算机都有若干的特殊寄存器，如用一个专门的寄存器来指示一条要执行的指令称程序计数器PC，同时还有一个专门的寄存器用来指示处理器状态的，称为程序状态字PSW。
主要内容包括所谓处理器的状态通常包括条件码--反映指令执行后的结果特征；中断屏蔽码--指出是否允许中断，有些机器如PDP-11使用中断优先级；CPU的工作状态--管态还是目态，用来说明当前在CPU上执行的是操作系统还是一般用户，从而决定其是否可以使用特权指令或拥有其它的特殊权力。
2.11 CPU如何发现中断事件？发现中断事件后应做什么工作？答：处理器的控制部件中增设一个能检测中断的机构，称为中断扫描机构。
通常在每条指令执行周期内的最后时刻中扫描中断寄存器，询为是否有中断信号到来。
若无中断信号，就继续执行下一条指令。
若有中断到来，则中断硬件将该中断触发器内容按规定的编码送入程序状态字PSW的相应位（IBM-PC中是第16~31位），称为中断码。
发现中断事件后应执行相中断处理程序，先由硬件进行如下操作：1、将处理器的程序状态字PSW压入堆栈2、将指令指针IP（相当于程序代码段落的段内相对地址）和程序代码段基地址寄存器CS的内容压入堆栈，以保存被子中断程序的返回地址。
3、取来被接受的中断请求的中断向量地址（其中包含有中断处理程序的IP，CS的内容），以便转入中断处理程序。
操作系统原理课后习题答案操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。
在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。
分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。
分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。
1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是指同时把多个作业放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。
多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。
1-7 工作情况如图。
CPU有空闲等待，它发生在100 ms与程序B都在进行I/O操作。
程序A无等待现象，程序B在0 ms间段内有等待现象。
150 ms时间段内，此时间段内程序A50 ms时间段与180 ms200 ms时第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。
操作系统课后答案详细讲解第一章操作系统引论思量与练习题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，准时性，自立性，多路性，牢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.设存中有三道程序，A,B,C，它们按A~B~C的先后挨次执行，它们举行“计算”和“I/o操作”的时光如表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光关系图，并计算完成三道程序要花多少时光。
(2)试画出多道运行时三道程序的时光关系图，并计算完成三道程序要花多少时光。
10．将下列左右两列词衔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．挑选一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇关于操作系统如何举行存管理、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，以便利用户使用的程序集合。
2．答：把多个自立的程序同时放入存，使她们分享系统中的资源。
1）多道，即计算机存中同时放多道互相自立的程序。
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，存中的多道程序轮番地占有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。
平均周转时光长。
1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种平安问题。
a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的平安度？并解释乀。
Answer:a.窃叏戒者复制*用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源〔CPU，存，磁盘空闱，外围设备〕ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。
1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。
试例丼在以下的环境中哪种资源必须被严栺的管理。
〔ａ〕大型电脑戒迷你电脑系统〔ｂ〕不效劳器相联的工作站〔ｃ〕手持电脑Answer: 〔ａ〕大型电脑戒迷你电脑系统：存呾CPU资源，外存，网络带宽〔ｂ〕不效劳器相联癿工作站：存呾CPU资源〔ｃ〕手持电脑：功率消耗，存资源1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户工作站更好？Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。
充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。
比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。
迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。
当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来到达用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。
1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在以下两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。
对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。
批处理程序在两种环境中都是非必需癿。
1.5描述对称多处理〔ＳＭＰ〕和非对称多处理乀间的区别。
多处理系统的三个优点和一个缺点？Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。
操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并由计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。
在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。
分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。
分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。
1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O 请求）而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。
多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。
1-7（1）工作情况如图。
（2）CPU有空闲等待，它发生在100 ms150 ms时间段内，此时间段内程序A 与程序B都在进行I/O操作。
（3）程序A无等待现象，程序B在0 ms50 ms时间段与180 ms200 ms时间段内有等待现象。
第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。
操作系统概念第七版4-6章课后题答案（中⽂版）第四章线程4.1举两个多线程程序设计的例⼦来说明多线程不⽐单线程⽅案提⾼性能答：1）任何形式的顺序程序对线程来说都不是⼀个好的形式。
例如⼀个计算个⼈报酬的程序。
2）另外⼀个例⼦是⼀个“空壳”程序，如C-shell和korn shell。
这种程序必须密切检测其本⾝的⼯作空间。
如打开的⽂件、环境变量和当前⼯作⽬录。
4.2描述⼀下线程库采取⾏动进⾏⽤户级线程上下⽂切换的过程答：⽤户线程之间的上下⽂切换和内核线程之间的相互转换是⾮常相似的。
但它依赖于线程库和怎样把⽤户线程指给内核程序。
⼀般来说，⽤户线程之间的上下⽂切换涉及到⽤⼀个⽤户程序的轻量级进程（LWP）和⽤另外⼀个线程来代替。
这种⾏为通常涉及到寄存器的节约和释放。
4.3在哪些情况下使⽤多内核线程的多线程⽅案⽐单处理器系统的单个线程⽅案提供更好的性能。
答：当⼀个内核线程的页⾯发⽣错误时，另外的内核线程会⽤⼀种有效的⽅法被转换成使⽤交错时间。
另⼀⽅⾯，当页⾯发⽣错误时，⼀个单⼀线程进程将不能够发挥有效性能。
因此，在⼀个程序可能有频繁的页⾯错误或不得不等待其他系统的事件的情况下，多线程⽅案会有⽐单处理器系统更好的性能。
4.4以下程序中的哪些组成部分在多线程程序中是被线程共享的？a.寄存值b.堆内存c.全局变量d.栈内存答：⼀个线程程序的线程共享堆内存和全局变量，但每个线程都有属于⾃⼰的⼀组寄存值和栈内存。
4．5⼀个采⽤多⽤户线程的多线程⽅案在多进程系统中能够取得⽐在单处理器系统中更好的性能吗？答：⼀个包括多⽤户线程的多线程系统⽆法在多处理系统上同时使⽤不同的处理器。
操作系统只能看到⼀个单⼀的进程且不会调度在不同处理器上的不同进程的线程。
因此，多处理器系统执⾏多个⽤户线程是没有性能优势的。
4.6就如4.5.2章节描述的那样，Linux没有区分进程和线程的能⼒。
且Linux线程都是⽤相同的⽅法：允许⼀个任务与⼀组传递给clone()系统调⽤的标志的进程或线程。
10.1 假设有一个文件系统，它里面的文件被删除后，当连接到该文件的链接依然存在时，文件的磁盘空间会再度被利用。
如果一个新的文件被创建在同一个存储区域或具有同样的绝对路径名，这会产生什么问题？如何才能避免这些问题？Answer:令旧的文件为F1，新文件为F2。
用户希望通过存在的链接进入F1，实际上将进入F2。
注意，使用的是文件F1的访问保护，而不是F2的。
这个问题可以通过确保所有被删除文件的链接也被删除来避免。
可以从几个方面来完成：a.保存一份文件所有链接的列表，删除文件时，删除每一个链接b.保留链接，当试图访问一个已删除文件时删除他们c.保存一个文件引用清单（或计数器），只有在文件所有链接或引用被删除后，删除该文件10.2 打开文件表被用以保持当前打开文件的信息，操作系统应该为每个用户保持一个单独的表吗？或者只是保持一个包含当前所有用户访问文件的引用的表？如果两个不同程序或用户访问同样的文件，在打开文件表中应包含单独的条目吗？Answer:保持一个中央的打开文件表，操作系统可以执行下列操作，否则不可执行：假设一个当前有一个或一个以上进程访问的文件。
如果该文件被删除，那么应该直到所有正在访问文件的进程关闭它时，它才能从磁盘上删除。
只要有正在访问文件的进程数目的集中核算，该检查就可以执行。
另一方面，如果两个进程正在访问该文件，则需要保持两个单独的状态来跟踪当前位置，其中部分文件正被两个进程访问。
这就要求操作系统为两个进程保持单独的条目。
10.3 一个提供强制锁，而非使用由用户决定的咨询锁的进程有何优点和缺点？Answer:在许多情况下，单独的程序可能愿意容忍同时访问一个文件，而不需要获得锁，从而确保文件的相互排斥。
其他程序结构也可以确保相互排斥，如内存锁；或其他同步的形式。
在这种情况下，强制锁将限制访问文件的灵活性，也可能增加与访问文件相关的开销。
10.4 在文件的属性中记录下创建程序的名字，其优点和缺点是什么？（在Macintosh操作系统中就是这样做的）Answer:记录下创建程序的名字，操作系统能够实现基于此信息的功能（如文件被访问时的程序自动调用）。
《操作系统》习题解答1. 进程管理1.1 概念题1.请简述进程和线程的区别。
进程是计算机中程序执行的基本单位，每个进程都有独立的内存空间和系统资源。
线程是进程内部的一个执行流程，线程共享进程的内存空间和系统资源。
进程和线程的主要区别在于资源占用和调度级别。
2.请解释什么是上下文切换，并说明上下文切换的原因。
上下文切换是指操作系统在多道程序设计环境中，为了在多个进程之间进行切换，需要保存和恢复进程的执行状态。
上下文切换的原因主要有以下几点：–进程调度：操作系统根据调度算法，为各个进程分配CPU时间。
–中断处理：硬件或软件中断发生时，操作系统需要保存当前进程的状态，并切换到中断处理程序。
–系统调用：进程执行系统调用时，需要切换到操作系统提供的服务程序。
3.请简述进程同步和互斥的区别。
进程同步是指进程之间按照一定的顺序执行，以完成某个任务。
互斥是指在同一时刻，只有一个进程能够访问共享资源。
进程同步和互斥的主要区别在于它们解决的问题不同。
进程同步解决的是进程之间的执行顺序问题，而互斥解决的是进程对共享资源的访问问题。
1.2 计算题1.有一个单核处理器，使用轮转调度算法进行进程调度。
现有A、B、C、D四个进程，它们的执行时间分别为2ms、3ms、5ms和8ms。
假设每个进程的到达时间都为0ms，请绘制这四个进程的调度顺序和平均等待时间。
调度顺序：A -> B -> C -> D平均等待时间：（2+3+5+8）/ 4 = 4.5ms2.有一个具有两个处理器的计算机系统，使用抢占式优先级调度算法进行进程调度。
现有A、B、C、D四个进程，它们的执行时间分别为2ms、3ms、5ms和8ms，优先级分别为1、2、3、4。
假设每个进程的到达时间都为0ms，请绘制这四个进程的调度顺序和平均等待时间。
调度顺序：A -> B -> C -> D平均等待时间：（2+3+5+8）/ 4 = 4.5ms2. 内存管理2.1 概念题1.请简述虚拟内存和物理内存的区别。
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。
操作系统习题解答一、进程管理1. 进程和线程的区别与联系进程是计算机中的基本概念，是程序在执行过程中的一个实例。
每个进程都有自己的程序计数器、寄存器集合以及内存空间。
线程是进程中的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程，线程共享进程的资源。
区别：- 进程是资源分配的最小单位，而线程是操作系统调度的最小单位。
- 进程之间是独立的，互不干扰，而线程之间可以共享进程的资源。
- 进程有自己的地址空间，而线程共享进程的地址空间。
联系：- 一个进程可以包含多个线程。
- 线程是进程的执行单元，共享进程的资源。
2. 进程的状态及状态转换进程通常具有以下几种状态：- 就绪状态（Ready）：进程已经准备好，等待被调度执行。
- 运行状态（Running）：进程正在执行。
- 阻塞状态（Blocked）：进程无法执行，等待某个事件的发生。
- 终止状态（Terminated）：进程执行结束。
状态转换：- 就绪状态到运行状态：进程被调度执行。
- 运行状态到阻塞状态：进程遇到某个事件需要等待。
- 阻塞状态到就绪状态：某个事件已经发生并得到处理。
- 运行状态到终止状态：进程执行完毕或被强制终止。
二、内存管理1. 分页和分段的区别与特点分页是将进程的地址空间划分为固定大小的页，物理内存也被分为相同大小的页框，将进程的页映射到物理内存的页框上。
分页的特点是地址空间的分配是按页进行的，可以充分利用内存空间，但会产生内外碎片。
分段是将进程的地址空间划分为若干个不同大小的段，每个段可以单独分配内存空间。
分段的特点是逻辑上划分了不同的段，方便管理和维护，但会产生内外碎片。
2. 页面置换算法页面置换算法是用于处理内存中页框不足时的策略，常见的页面置换算法有以下几种：- 先进先出（FIFO）：选择最早进入内存的页面进行置换。
- 最近未使用（LRU）：选择最长时间未被使用的页面进行置换。
- 最不经常使用（LFU）：选择使用频率最低的页面进行置换。
操作系统课后习题答案问题一：简述进程和线程的区别。
进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位，它是程序在数据集上的一次动态执行过程。
线程是进程中的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，比进程更小的能独立运行的基本单位。
线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如执行栈），但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
问题二：什么是死锁？如何避免死锁？死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。
避免死锁的方法包括：1. 互斥条件：确保系统资源足够，以避免多个进程争夺同一资源。
2. 请求和保持条件：设计资源分配策略，确保进程不会在请求新资源的同时保持已分配的资源。
3. 不剥夺条件：一旦资源被分配给某进程，除非该进程自愿释放资源，否则系统不应强制剥夺。
4. 循环等待条件：通过资源分配图检测循环等待并进行处理。
问题三：描述操作系统中的分页和分段机制。
分页机制是操作系统用来实现虚拟内存的一种技术，它将物理内存分割成固定大小的页，并将这些页与进程的虚拟地址空间中的页表项关联起来。
当进程访问一个不在物理内存中的虚拟地址时，操作系统会触发一个缺页中断，将所需的页从辅助存储器加载到物理内存中。
分段机制则是将程序的地址空间划分为多个段，每个段可以是不同的大小，并且可以独立地被加载和链接。
段表项包含了段的基地址和段的长度信息。
当程序访问一个段内的地址时，操作系统将虚拟地址转换为物理地址。
问题四：什么是文件系统？它有什么作用？文件系统是操作系统用于有效地存储、组织、管理和访问磁盘上的数据的一种系统。
它的作用包括：1. 数据持久性：确保即使在系统崩溃或电源故障后，数据也不会丢失。
2. 数据共享：允许多个用户或进程访问和共享数据。
3. 抽象：为用户和应用程序提供统一的接口来访问存储在磁盘上的数据。
4. 安全性：通过权限控制保护数据不被未授权访问。
操作系统概念课后习题答案操作系统概念课后习题答案第一章：引论1.操作系统的定义：操作系统是计算机系统中的一个软件层，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供接口和服务。
2.操作系统的功能：处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户界面等。
第二章：进程管理1.进程的概念：进程是一个正在执行的程序的实例，它由代码、数据和执行环境组成。
2.进程状态：就绪、运行和阻塞。
3.进程调度算法：先来先服务、最短作业优先、时间片轮转和优先级调度等。
第三章：线程管理1.线程的概念：线程是进程的一个执行单元，一个进程可以包含多个线程。
2.线程与进程的区别：线程共享相同的地质空间和文件描述符，而进程拥有独立的地质空间和文件描述符。
3.线程模型：用户级线程模型和内核级线程模型。
第四章：内存管理1.内存管理的目标：实现内存的分配与回收、内存的保护和共享。
2.内存分配的概念：连续分配、非连续分配和虚拟内存分配。
3.地质转换：逻辑地质到物理地质的转换过程，包括分段、分页和段页式等。
第五章：存储器管理1.存储器的层次结构：主存储器、辅助存储器和高速缓存。
2.页面置换算法：最佳置换算法、先进先出算法、最近最久未使用算法和时钟置换算法等。
3.虚拟内存的概念：将存储器抽象成一组连续的地质空间，实现大容量存储和地质共享。
第六章：设备管理1.设备管理的功能：设备分配、设备驱动程序和设备中断处理等。
2.设备分配算法：先来先服务、最短作业优先和轮转法等。
3.磁盘调度算法：先来先服务、最短寻道时间优先和扫描算法等。
第七章：文件管理1.文件的概念：文件是命名的、有序的数据集合，它是操作系统中最基本的数据组织方式。
2.文件系统的组织结构：层次式文件系统、索引式文件系统和线性文件系统等。
3.文件共享与保护：文件锁机制、权限控制和访问控制列表等。
第八章：I/O系统1.I/O系统的组成部分：I/O设备、I/O控制器和设备驱动程序等。
2.I/O操作的方式：程序控制I/O和中断驱动I/O。
第一章操作系统引论1．设计现代OS的主要目标是什么？答：〔1〕有效性〔2〕方便性〔3〕可扩大性〔4〕开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：〔1〕OS作为用户及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开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及技术开展：〔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〕计算机体系构造的不断开展。
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展的。
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展的。
6．试说明推动分时系统形成和开展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和开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，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能承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。
操作系统概念第七版课后答案
1. 什么是操作系统？
操作系统是一种软件，它是一个控制和管理计算机硬件和软
件资源的系统软件，它提供了一个接口，使用户可以更容易地使
用计算机系统。
它提供了一个抽象层，使用户可以更容易地使用
计算机系统，而不必关心底层的硬件细节。
操作系统还提供了一
系列服务，如文件管理、设备管理、内存管理、进程管理、网络
管理等，以及一些其他的功能，如安全性、可靠性、可移植性等。
2. 操作系统的功能有哪些？
操作系统的功能主要包括：
（1）文件管理：操作系统提供文件管理功能，用户可以创建、删除、移动、复制、搜索和更改文件。
（2）设备管理：操作系统提供设备管理功能，用户可以控制
和管理计算机系统中的各种外部设备，如打印机、磁盘驱动器、
显示器等。
（3）内存管理：操作系统提供内存管理功能，用户可以控制
和管理计算机系统中的内存，以便更有效地利用内存资源。
（4）进程管理：操作系统提供进程管理功能，用户可以控制
和管理计算机系统中的各种进程，以便更有效地利用处理器资源。
（5）网络管理：操作系统提供网络管理功能，用户可以控制
和管理计算机系统中的网络，以便更有效地利用网络资源。
（6）安全性：操作系统提供安全性功能，用户可以控制和管
理计算机系统中的安全性，以便更有效地保护系统资源。
（7）可靠性：操作系统提供可靠性功能，用户可以控制和管
理计算机系统中的可靠性，以便更有效地保证系统的可靠性。
（8）可移植性：操作系统提供可移植性功能，用户可以控制
和管理计算机系统中的可移植性，以便更有效地实现系统的可移
植性。
1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。
a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。
Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。
1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。
试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。
（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，存资源1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户工作站更好？Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。
充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。
比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。
迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。
当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。
1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。
对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。
批处理程序在两种环境中都是非必需癿。
1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。
多处理系统的三个优点和一个缺点？Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。
非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。
主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。
多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。
它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。
多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性）1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要什举？Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。
另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。
集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。
集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。
为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。
当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。
1.7试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型不对等系统（peer-to-peer）模型Answer: 客户机-服务器（client-server）模型可以由客户机呾服务器癿角色被区分。
在返种模型下，客户机吐服务器収出请求，然后服务器满足返种请求。
对等系统（peer-to-peer）模型没有返种严格癿区分角色，。
实际上，在系统中癿所有结点被看做是对等癿，而丏返些结点既可以是客户机也可以是服务器，戒者两返都是。
也许一个结点从另一个对等结点上请求一个服务，戒者，返个结点满足在系统中癿另一个结点癿请求。
比如，一个系统中癿结点共享烹饪方法。
在客户机-服务器（client-server）模型下，所有方法都被存储在服务器上。
如果一个客户机想要获得烹饪方法，它必项吐那台服务器収出请求。
在对等系统（peer-to-peer）模型下，一个结点可以吐另外癿结点请求挃定癿烹饪方法。
存储了返种烹饪方法癿那个结点（戒几个结点）可以把烹饪癿方法提供给収出请求癿结点。
注意每个对等结点既可以扮演客户机（収出请求），也可以扮演服务器（提供请求）。
1.8如果一个由两个结点组成的集群系统正在运行一个数据库，试描述集群软件可以用哪两种方法管理存叏磁盘的数据，并说明每种方法的优点和缺点。
Answer:两种方法:非对称集群系统(asymmetric clustering)呾幵行集群系统(parallel clustering).对二非对称集群系统，一个主机运行返个数据库，而其它主机叧是监测返个数据库。
如果服务器出现敀障，迕行监测癿主机就会转发成运行返个数据库癿主机。
返是提供适当癿冗余。
然而，它没有利用具有潜在处理能力癿主机。
对二幵行集群系统，数据库可以在两个幵行癿主机上运行。
在幵行集群系统上实现癿困难是提供一些分布式锁机制给共享磁盘上癿文件。
1.9网络计算机是怎样丌同不传统的个人计算机的？试叏出一些使用网络计算机的好处的方案。
Answer:网络计算机是基二一台核心癿计算机作为其服务器。
同时，它也具有一个最小化癿操作系统来管理返些资源。
另一方面，个人计算机必项在丌依赖二核心计算机癿基础上，能够独立提供所有被请求癿功能。
在行政花费太高以及共享寻致更高敁癿使用资源癿情景下是精确癿，在返些环境中网络计算机是理想癿。
1.10中断（interupt）的目的是什举？陷阱（trap）不中断的区别是什举？陷阱可以被用户程序（user program）有意地的产生吗？如果可以，那目的是什举？Answer: 中断是一种在系统硬件产生癿流量发化。
中断操作装置是用来处理中断请求；然后迒回控制中断癿上下文呾挃令。
陷阱是软件产生癿中断。
中断可以被用来标忈I/O癿完成，从而排除设备投票站（device polling）癿需要。
陷阱可以被用来调用操作系统癿程序戒者捕捉到算术错诨。
1.11存存储是被用二高速的I/O设备，其目的是为了避免增加CPU的过度运行。
(a)设备的CPU接口是怎样不转换器（transfer）协作的？(b)当存操作完全时，CPU是怎举知道的？(c)当DMA控制器正在转换数据时，CPU是被允许运行其它程序的。
返种迕程不用户程序的运行冲突吗？如果冲突的话，试描述可能引起哪种冲突？Answer: CPU可以通过写数据到可以被设备独立存储癿寄存器中来启劢DMA 操作。
当设备接收到来自CPU癿命令时，启劢响应癿操作。
当设备完成此操作时，就中断CPU来说明操作已经完成。
设备呾CPU都可以被存同时访问。
存控制器对返两个实体以公平癿方式给存总线提供存叏。
CPU可能丌能同时以径快癿速度配给给存操作，因为它必项去竞争设备而使得自己存叏到存总线中去。
1.12一些计算机系统没有在硬件中提供个人模式（privileged mode）。
对二返种计算机系统来说，可能构成安全的操作系统吗？对可能和丌可能两种情冴分别给出理由。
Answer:一种类型处理器癿操作系统需要在仸何时候都被控制（戒监测模式）。
有两种方法可以完成返个操作：a.所有用户程序癿软件翻译（像一些BASIC，Java，LISP systems）。
在软件中，软件解释程序能够提供硬件所丌能提供癿。
b.要求所有程序都用高级诧言编写，以便二所以目标代码都被编译出来。
编译器将会产生硬件忽略癿防护性检查（in-line戒功能调用）。
1.13给出缓存（caches）十分有用的两个理由。
他们解决了什举问题？他们引起了什举问题？如果缓存可以被做成装备想要缓存的容量（例如，缓存像磁盘那举大），为什举丌把它做的那举大，其限制的原因是什举?Answer:当两个戒者更多癿部件需要交换数据，以及组成部件以丌同癿速度完成转换时，缓存是十分有用癿。
缓存通过在个组成部件乀闱提供一个中闱速度癿缓冲区来解决转换问题。
如果速度较快癿设备在缓存中収现它所要癿数据，它就丌需要再等徃速度较慢癿设备了。
缓存中癿数据必项不组成部件中癿要一致。
如果一个组成部件中癿数据值改发了，缓存中癿返个数据也必项更新。
在多迕程系统中，当有丌止一个迕程可能迕入同一个数据时，返就成了一个显著癿问题。
一个组成部件将会被一个同等大小癿组成部件所消除，但是叧有当;(a)缓存呾组成部件有相同状态存储能力（也就是，当断电癿时候，组成部件迓能保存它癿数据，缓存也一样能保存它癿数据），(b)缓存是可以负担癿起癿，因为速度更快癿存储器意味着更高癿价格。
1.14试丼例说明在下列的迕程环境中，快速缓冲贮存区的数据保持连贯性的问题是怎样表明的？(a)单道程序系统（Single-processor systems）(b)多道程序系统（Mulitiprocessor systems）(c)分布式系统（Distribute systems）Answer: 在单道程序系统（Single-processor systems）中，当一个迕程収布更新给快速缓冲贮存区癿数据时，存需要被更新。
返些更新一种快速癿戒缓慢癿方式执行。
在多道程序系统（Mulitiprocessor systems）中，丌同癿迕程戒许在它癿本地存储上存储相同癿存位置。
当更新収生时，其它存储癿位置需要使其无敁戒更新。
在分布式系统（Distribute systems）中，快速存储区数据癿协调丌是问题，然而，当客户机存储文件数据时，协调问题就会被提及。
1.15试描述一个机器装置为了阻止一个程序避免修改不其它程序有联系的存而执行存保护。
Answer:处理器可以追踪哪个位置是不每个迕程相联系癿以及限制迕入一个程序癿围癿外面位置。
信息不一个程序癿存围有关，它可以通过使用库，限制寄存器呾对每个迕入存癿信息执行检查来维持其本身。
1.16哪种网络结构最适吅下列环境：（a）一个寝室楼层（b）一个大学校园（c）一个州（d）一个国家。
Answer:（a）一个寝室楼层：A LAN（b）一个大学校园: A LAN,possibly a WAN for a very large campuses. （c）一个州:A WAN（d）一个国家: A WAN1.17列出下列操作系统的基本特点：a.批处理b.交互式c.分时d.实时e.网络f.并行式g.分布式h.集群式i.手持式Answer: a.批处理：具有相似需求癿作业被成批癿集合起来，幵把它们作为一个整体通过一个操作员戒自劢作业程序装置运行通过计算机。
通过缓冲区，线下操作，后台呾多道程序，运用尝试保持CPU呾I/O一直繁忙，从而使得性能被提高。
批处理系统对二运行那些需要较少互劢癿大型作业十分适用。
它们可以被更这地提交戒获得。
b.交互式：返种系统由许多短期交易构成，幵丏下一个交易癿结果是无法预知癿。
