操作系统os (3)

操作系统第三版（孟庆昌）第⼀章习题答案1. 计算机系统主要由哪些部分组成？计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统主要由中央处理器、存储器、输⼊输出控制系统和各种外部设备组成。

软件分为系统软件、⽀撑软件和应⽤软件。

系统软件由操作系统、实⽤程序、编译程序等组成。

⽀撑软件有接⼝软件、⼯具软件、环境数据库等，它能⽀持⽤机的环境，提供软件研制⼯具。

⽀撑软件也可认为是系统软件的⼀部分。

应⽤软件是⽤户按其需要⾃⾏编写的专⽤程序，它借助系统软件和⽀援软件来运⾏，是软件系统的最外层。

2. 什么是操作系统（OS）？它的主要功能是什么？操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基⽯。

操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输⼊与输出设备、操作⽹络与管理⽂件系统等基本事务，提供⼀个让⽤户与系统交互的操作界⾯。

操作系统的功能有：进程管理：中央处理器，在宏内核的情况下多进程只是简单迅速地切换各进程，让每个进程都能够运⾏，在多内核或多处理器的情况下，所有进程透过许多协同技术在各处理器或内核上转换。

内存管理：有许多进程存储于记忆设备上，操作系统必须防⽌它们互相⼲扰对⽅的存储器内容，除⾮透过某些协议在可控制的范围下操作，并限制可访问的存储器范围。

⽂件系统：通常指称管理磁盘数据的系统，可将数据以⽬录或⽂件的型式存储。

每个⽂件系统都有⾃⼰的特殊格式与功能，例如⽇志管理或不需磁盘重整。

⽹络通信：操作系统都具备操作主流⽹上通信协议TCP/IP的能⼒，可以进⼊⽹上世界，并且与其他系统分享诸如⽂件、打印机与扫描仪等资源。

安全机制：操作系统提供外界直接或间接访问数种资源的管道，并有能⼒认证资源访问的请求。

⽤户界⾯：操作系统允许⽤户安装或创造任何他们喜欢的图形⽤户界⾯，改变诸如菜单风格或颜⾊配置等部分。

驱动程序：操作系统通常会主动制订每种设备该有的操作⽅式，⽽驱动程序功能则是将那些操作系统制订的⾏为描述，转译为可让设备了解的⾃定义操作⼿法。

一简单题（42分，每题6分）1．简述下列各操作系统概念的主要特征：（1）批处理操作系统（2）分时操作系统（3）实时操作系统（4）分布式操作系统2．什么是线程？为什么要引入线程？3．试比较Hanson和Hoare两种管程实现方法。

4．试述虚存管理与实存管理之间的主要区别。

5．外部设备与CPU并行工作的基础是什么？6．什么是文件的安全控制？有哪些方法可实现文件的安全控制？7.试述DES加解密的处理过程。

二在单处理器多道分时系统中，有3道作业依次提交，其提交时间、运行时间分别如下表所示。

（11分）作业作业提交时间运行时间其中I/O时间CPU时间Job1 8.0 0.36 0.18 0.18Job2 8.2 0.32 0.16 0.16Job3 8.3 0.36 0.18 0.18如果已知下列情况：（1）每道作业的I/O等待时间占各自总运行时间的一半；（2）分时运行两道作业，CPU将有20%的时机空闲；（3）除了CPU，系统有充足的资源供作业使用。

试计算各作业运行完成时间。

三假定某计算机系统有R1和R2两类可再用资源（其中R1有两个单位，R2有一个单位），它们被进程P1、P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源。

（12分）-→申请R1 -→申请R2 -→申请R1 -→释放R1 -→释放R2 -→释放R1试求出系统运行中可能到达的死锁点，并画出死锁点的进程-资源图。

四假定某请求页式虚拟存储系统中，某进程的页面走向是：1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5。

设分配给该进程的驻留集为m，分别计算m=3和m=4时，FIFO和LRU两种淘汰算法的缺页中断次数。

（13分）五假设一个录像厅有0，1和2三种不同的录像片由观众选择放映。

录像厅的放映规则为：（1）任意时刻最多只能放映一部录像片，正在放映的录像片是自动循环放映的，最后一名观众主动离开时结束当天放映。

（2）选择当前放映录像片的观众可以立即进入，允许同时有多名观众选择同一录像片观看，同时观看的人数不受限制。

1.什么是操作系统？⑴计算机硬件与用户软件之间的中间件程序集合(2)OS是一个资源管理程序(3)OS是一个控制调度程序(4)OS 一般有一个内核(kernel)程序，开机后一直运行⑸提供用户和计算机之间的接口2.现代操作系统的五大组成部分：处理器管理，内存管理，设备管理，文件管理，用户接口3.操作系统的四个基本特征：并发性，共享性，虚拟性，异步性4.分时操作系统的基本特征：交互性、多用户同时性、独立性5.操作系统的三种基本类型：批处理系统，分时系统和实时系统6.实时操作系统的特点：可靠性高、响应及时但资源利用率低7.多道程序设计的特点：多道，宏观上并行，微观上串行8.批处理操作系统的特点：用户脱机使用计算机，成批处理，多道程序运行9.进程定义，进程组成部分，进程的基本特征：定义：一个被调入内存正在执行的程序。

一个具有独立功能的程序对某个数据集在CPU处理器上的执行过程。

独立分配资源的基本单位。

进程包括：代码段，堆栈段，数据段进程具有5个特征：(1)动态性：进程是程序的执行过程，它由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停，并由撤销而死亡。

(2)并行性：多个进程实体同存于内存中，能在一段时间内同时运行。

(3)独立性：进程是一个独立获得资源和独立调度的单位。

(4)异步性：进程按各自独立的不可预知的速度向前推进。

(5)结构特征：从结构上看，进程实体由程序段、数据段和进程控制块3部分组成10.进程和程序的区别：11.进程的状态周期：初始态，执行状态，等待状态，就绪状态，终止状态12.什么是进程控制块PCB?进程控制块PCB：用来描述进程的一切静态和动态的特征，操作系统只能通过它来感知和管理进程。

每个进程都有且仅有一个进程控制块。

13.通常将处理器的执行状态分为哪两种状态？系统态（管理状态），用户态（目标状态）14.什么是线程？线程的类型有哪三种？线程定义：一个进程内的基本调度单位，也称为轻权进程。

线程既可以由操作系统内核调度，也可以由用户程序控制线程分为三种类型：内核线程、轻量级进程和用户线程15.进程调度常用的四个指标：周转时间，吞吐量，响应时间，设备利用率16.CPU调度的三级调度：高级调度（作业）、中级调度（交换）和低级调度（进程）17.作业调度和进程调度的区别。

操作系统OS课后习题答案(汤小丹著第三版)前五章操作系统引论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.为什么说OS实现了计算机资源的抽象？P3-4（略）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?不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；5. 何谓脱机I/O 和联机I/O?a. 脱机输入输出方式(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU 和I/O 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I/O 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.6. 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.7. 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.清华大学出版社,计算机操作系统课后习题解答8. 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.9.什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。

雨林木风开源操作系统 Ylmf OS 3.0 安装说明最新安装教程欢迎使用 Ylmf OS[li]欢迎使用 Ylmf OS ，雨林木风开源操作系统发布之后受到了全球的关注，这给了雨林木风开发团队极大的鼓舞，根据广大用户的反馈，我们在以前版本的基础上对此版本的系统软件进行了部分调整，进一步美化了操作界面，添加了更加人性化的脚本管理，主题依然采用精仿的 Windows 主题。

希望 Linux 老用户用着更顺手，新用户入门更容易。

[/li][li]我们坚信，经过大家的努力，Linux 也可以做得和 Windows 一样出色，给广大用户多一个选择。

[/li]Ylmf OS 3.0 可以分为多种安装方式：传统的 CD 安装方式、wubi-hd 安装方式、 wubi 安装方式以及 USB 设备如 U 盘安装方式。

下面我们对这几种安装方式做以详细的介绍。

一.传统的 CD 安装方式这种方式跟往常我们安装 Windows 有点相似，首先我们将加载的 Ylmf OS 刻录成光盘，点此查看刻录软件的操作指导将刻录好的 CD 插入光驱，设置计算机启动顺序为光盘启动，启动计算机就会看到如下画面：(图1 OS 引导界面 1)在OS的引导画面出现时，任意的键盘操作都会出现如下图所示的画面：(图2 OS 引导界面 2)这时候我们用键盘的上下键选择上图中所示的语言界面，选定的语言呈深灰色，未选定的语言呈浅灰色。

这里我们以简体中文操作系统安装为例，所以选择“中文(简体)”，这时候计算机的画面如下图所示：(图3 OS 引导界面 3)这里出现了两部分，在屏幕正中间有五个选项，在屏幕下方有六个选项，下面我们依次介绍一下这些选项1) 试用Ylmf_OS 而不安装(T) 这就是我们通常所说的 Livecd 模式，Livecd 是个体验模式，进入系统此项后可以预览整个 OS 的全貌，而且大多数的功能都能正常使用。

当然，在进入 Livecd 以后也会有安装OS 的接口，这样用户不用退出 Livecd 模式，就可以继续安装过程。

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．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。

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．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？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，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。

操作系统的运行流程及原理操作系统（Operating System，简称OS）是一种管理和控制计算机硬件与软件资源的软件系统。

它在计算机启动时加载进内存，并负责对计算机的资源进行分配和管理，为上层应用程序提供一个可靠、高效、安全和友好的使用环境。

一、引导操作系统当计算机启动时，BIOS（Basic Input/Output System，基本输入/输出系统）将控制权交给操作系统的引导加载器，它负责从硬盘或其他存储介质中找到操作系统的核心文件，并将其加载到内存中。

二、初始化系统操作系统加载到内存后，它会进行一系列的初始化工作，包括建立进程表、文件表、设备管理表等数据结构，初始化驱动程序，初始化各种服务和系统资源。

三、处理进程调度操作系统的核心任务之一是对进程进行调度和管理。

它会根据系统资源的利用情况、进程的优先级、运行时间等因素，决定应该让哪个进程获得CPU的使用权。

进程调度算法有很多种，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转等。

四、管理内存操作系统需要管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收和保护。

它会将内存划分为多个区域，如操作系统区、用户程序区、堆栈区等，并维护一个内存分配表来记录每个区的使用情况。

当有新的进程需要内存时，操作系统会根据内存分配策略为其分配足够的内存空间。

五、文件系统管理操作系统会通过文件系统来管理计算机的文件和目录。

它提供了一组API（Application Programming Interface，应用程序接口）供应用程序读取、写入和管理文件。

文件系统通常由文件控制块（FCB）和目录结构组成，用于记录文件的属性和位置信息。

六、设备管理与I/O调度操作系统还负责管理计算机的设备，如硬盘、显卡、键盘等。

它会维护一个设备管理表，记录设备的状态和使用情况。

操作系统需要根据应用程序对设备的需求，决定何时分配设备资源给进程，并通过I/O调度算法来调度设备的使用。