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计算机操作系统-课后习题答案-张尧学名师优质资料第一章绪论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。
计算机操作系统（第四版）课后习题答案（完整版）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？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。
第二章之相礼和热创作1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描绘进程之间执行的前后关系.2. 画出上面四条诧句的前趋图:S1=a：=x+y;S2=b：=z+1;S3=c：=a-b；S4=w：=c+1;答：其前趋图为：3. 为什么程序并发执行会发生间断性特征？程序在并发执行时，由于它们共享零碎资源，以及为完成同一项义务而互相合作，致使在这些并发执行的进程之间，构成了互相限制的关系，从而也就使得进程在执行时期出现间断性.4. 程序并发执行时为什么会失往封闭性和可再现性？由于程序并发执行时，是多个程序共享零碎中的各种资源，因此这些资源的形态是由多个程序来改变，致使程序的运转失往了封闭性.而程序一旦失往了封闭性也会导致其再失往可再现性.5. 在操纵零碎中为什么要引入进程概念？它会发生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以操纵和描绘，从而在操纵零碎中引入了进程概念. 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?a. 动态性是进程最基本的特性，可表示为由创建而发生，由调度而执行，因得不到资源而停息执行，以及由撤消而消亡，因此进程由肯定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体.b. 并发性是进程的紧张特征，同时也是OS的紧张特征.引入进程的目的正是为了使其程序能和别的建立了进程的程序并发执行，而程序本人是不克不及并发执行的. c. 独立性是指进程实体是一个能独立运转的基本单位，同时也是零碎中独立获得资源和独立调度的基本单位.而对于未建立任何进程的程序，都不克不及作为一个独立的单位来运转.7. 试阐明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的独一标记?a. PCB是进程实体的一部分，是操纵零碎中最紧张的记录型数据结构.PCB中记录了操纵零碎所需的用于描绘进程状况及操纵进程运转所需的全部信息.因此它的作用是使一个在多道程序环境下不克不及独立运转的程序(含数据)，成为一个能独立运转的基本单位，一个能和别的进程并发执行的进程.b. 在进程的整个生命周期中，零碎总是经过其PCB对进程进行操纵，零碎是根据进程的PCB而不是任何此外什么而感知到该进程的存在的，以是说，PCB 是进程存在的独一标记.11．试阐明进程在三个基本形态之间转换的典型缘故原由.答：（1）就绪形态→执行形态：进程分配到CPU资源（2）执行形态→就绪形态：工夫片用完（3）执行形态→壅闭形态：I/O恳求（4）壅闭形态→就绪形态：I/O完成12．为什么要引入挂起形态？该形态有哪些性子？答：引入挂起形态处于五种分歧的必要: 终端用户必要，父进程必要，操纵零碎必要，对换必要和负荷调理必要.处于挂起形态的进程不克不及接收处理机调度. 10．在进行进程切换时，所要保管的处理机形态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保管的处理机形态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程形态信息（4）过程和零碎调用参数及调用地址信息. 13．在进行进程切换时，所要保管的处理机形态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保管的处理机形态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程形态信息（4）过程和零碎调用参数及调用地址信息.14．试阐明惹起进程创建的次要变乱. 答：惹起进程创建的次要变乱有：用户登录、作业调度、提供服务、使用恳求.15．试阐明惹起进程被撤消的次要变乱. 答：惹起进程被撤消的次要变乱有：正常结束、异常结束（越界错误、呵护错、非法指令、特权指令错、运转超时、等待超时、算术运算错、I/O 毛病）、外界干涉（操纵员或操纵零碎干涉、父进程恳求、父进程停止）.16．在创建一个进程时所要完成的次要工作是什么？答：（1）OS 发现恳求创建新进程变乱后，调用进程创建原语Creat()；（2）恳求空白PCB；（3）为新进程分配资源；（4）初始化进程操纵块；（5）将新进程拔出就绪队列.17．在撤消一个进程时所要完成的次要工作是什么？答：（1）根据被停止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程形态. （2）若被停止进程处于执行形态，马上停止该进程的执行，臵调度标记真，指示该进程被停止后重新调度. （3）若该进程还有子进程，应将全部子孙进程停止，以防它们成为不成控进程. （4）将被停止进程拥有的全部资源，回还给父进程，或回还给零碎. （5）将被停止进程PCB 从所在队列或列表中移出，等待别的程序搜集信息.18．试阐明惹起进程壅闭或被唤醒的次要变乱是什么？答：a. 恳求零碎服务；b. 启动某种操纵；c. 新数据尚未到达；d. 无新工作可做.19. 为什么要在OS中引入线程？在OS中引入进程的目的，是为了使多个程序能并发执行，以进步资源利用率和系统吞吐量.在OS中再引入线程，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.20．试阐明线程具有哪些属性？答：（1)轻型实体（2）独立调度和分派的基本单位（3）可并发执行（4）共享进程资源.21. 试从调度性，并发性，拥有资源及零碎开销方面对进程和线程进行比较. a. 调度性.在传统的操纵零碎中，拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程，在引入线程的OS中，则把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位； b. 并发性.在引入线程的OS中，不但进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发执行，因此使OS具有更好的并发性； c. 拥有资源.无论是传统的操纵零碎，还是引入了线程的操纵零碎，进程一直是拥有资源的一个基本单位，而线程除了拥有一点在运转时必不成少的资源外，本人基本不拥有零碎资源，但它可以访问其隶属进程的资源； d. 开销.由于创建或撤消进程时，零碎都要为之分配和回收资源，如内存空间等，进程切换时所要保管和设置的现场信息也要分明地多于线程，因此，操纵零碎在创建、裁撤和切换进程时所付出的开销将分明地大于线程.。
第三章处理机调度与死锁31处3.1处理机调度的层次和调度算法的目标32理机调3.2作业与调度算法3.3进程调度度与3.4 实时调度死锁3.5 死锁概述3.6 预防死锁3.7避免死锁383.8死锁的检测与解除3.13.1处理机调度的层次处311P85理机调 3.1.1 高级调度312度与 3.1.2 低级调度313死锁 3.1.3中级调度❑高级调度(High-Level Scheduling)又称作业调度，决定后备作业中谁调入内存运行处❑低级调度(Low-Level Scheduling)理机调又称进程调度，决定就绪队列中哪个进程获得度与CPU ；死锁❑中级调度(Intermediate-Level Scheduling)又称在虚拟存储器中引入，在内、外存对换区进行进程对换行进程对换。
高级调度(High Level Scheduling)又称作业调度或长程调度处 功能：按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些并为它们创建进程理机调作业调入内存，并为它们创建进程、分配资源，再将进程插入就绪队列，准备执行。
度与死锁 作业和作业步作业控制块 作业调度作业和作业步(1)作业(Job)比程序更为广的概念含：程序+数据+作业说明书处比程序更为广的概念，含：程序+数据+作业说明书根据说明书，对程序进行控制。
批处理系统中，以作业为基本单位从外存调入内存理机调作业为基本单位从外存调入内存。
(2)作业步(Job Step)，Demo run作的行过若个相独立相关联的序加步度与作业的运行经过若干个相对独立、又相互关联的顺序加工步骤，每个加工步骤称为一个作业步。
“编译”作业步，死锁例如，典型的作业可分成三个作业步：①编译作业步，②“连结装配”作业步；③“运行”作业步(3)作业流()作流若干个作业进入系统后，依次存放，形成输入的作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进行处理，形成处理作业流。
事物都需操控指挥中心事物都需操控、指挥中心，so is the 作业处理机调度与死锁为管理和调度作业，多道批处理系统为每个作业设置个作业控制块是作业在系统中处置一个作业控制块JCB，JCB是作业在系统中存在的标志，保存系统对作业进行管理和调度所需的全部信息理机调信息。
计算机操作系统第四版课件contents •计算机操作系统概述•进程管理•内存管理•文件系统•设备管理•操作系统安全与保护目录01计算机操作系统概述存储器管理处理机管理程控制、进程同步、进程通信和定义设备管理设备，包括设备驱动、设备无关性、缓冲管理和虚拟设备等。
文件管理早期操作系统批处理系统分时系统030201实时系统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。
网络操作系统和分布式操作系统网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用；分布式操作系统是管理分布式系统资源的软件，它负责分布式系统中全部软、硬件资源的分配与调度，保证系统高效、可靠地运行，并提供各种系统服务。
计算机硬件与软件的关系硬件是计算机系统的物质基础，软件是计算机系统的灵魂。
没有软件的计算机被称为“裸机”，裸机是无法工作的。
硬件和软件相互依存，缺一不可。
硬件和软件协同发展，共同推动计算机技术的进步。
随着半导体技术、集成电路技术和微处理器技术的发展，计算机硬件的性能不断提高，成本不断降低，使得计算机软件的开发和应用得以广泛普及。
同时，软件技术的不断发展也促进了硬件技术的不断进步，例如操作系统的发展推动了计算机体系结构的变革，数据库技术的发展促进了存储技术的进步等。
02进程管理进程的概念与特性010203进程的状态与转换进程的状态就绪状态、执行状态、阻塞状态。
进程的状态转换就绪->执行、执行->阻塞、阻塞->就绪。
进程状态转换的原因时间片到、等待事件发生、资源分配等。
进程控制块PCB PCB包含的信息PCB的作用1 2 3进程同步进程通信实现进程同步与通信的机制进程同步与通信03内存管理位于CPU 内部，速度最快，容量最小，用于存放指令和数据。
寄存器高速缓存（Cache ）主存（内存）磁盘（外存）位于CPU 和主存之间，速度较快，容量较小，用于存放CPU 近期可能用到的数据和指令。
