第8章 操作系统(答案)

操作系统--精髓与设计原理（第⼋版）第⼋章复习题答案8.操作系统--精髓与设计原理（第⼋版）第⼋章复习题答案8.1 简单分页与虚拟内存分页有何区别?进程运⾏时，简单分页的所有页必须都在内存中，除⾮使⽤了覆盖技术，虚存分页并⾮所有页都须在内存页框中，仅在需要时才读⼊页，把⼀页读⼊内存可能需要把另⼀页写出到磁盘。

8.2 什么是抖动?当操作系统读取⼀块内存时，它必须把另⼀块换出。

如果⼀块正好在将要⽤到之前换出，操作系统就不得不很快地把它取回。

这类操作通常会导致⼀种称为系统抖动( thrashing)的情况。

这样会使处理器的⼤部分时间都⽤于交换块⽽⾮执⾏指令。

8.3 为何在使⽤虚拟内存时，局部性原理⾄关重要?局部性原理描述了⼀个进程中程序和数据引⽤的集簇倾向。

因此，假设在很短的时间内仅需要进程的⼀部分块是合理的。

同时，还可以对将来可能会访问的块进⾏猜测，从⽽避免系统抖动。

局部性原理表明虚拟内存⽅案是可⾏的。

8.4 哪些元素是页表项中能找到的典型元素?简单定义每个元素。

页号: 虚拟地址的页号部分。

进程标志符:使⽤该页的进程。

页号和进程标志符共同标志-个特定进程的虚拟地址空间的⼀页。

控制位: 该域包含⼀些标记，⽐如有效、访问和修改，以及保护和锁定信息。

链指针: 若某项没有链项，则该域为空(或⽤⼀个单独的位来表⽰)。

否则，该域包含链中下⼀项的索引值(0~2^m -1之间的数字)。

8.5 转换检测缓冲区的⽬的是什么?原则上，每次虚存访问都可能会引起两次物理内存访问：⼀次取相应的页表项，另⼀次取需要的数据。

因此，简单的虚拟内存⽅案会导致内存访问时间加倍。

为克服这个问题，⼤多数虚拟内存⽅案都为页表项使⽤了⼀个特殊的⾼速缓存，通常称为转换检测缓冲区(TranslationLookaside Buffer, TLB)。

8.6 简单定义两种可供选择的页⾯读取策略。

请求分页，只有当访问到某页中的⼀个单元时才将该页取⼊内存。

第1章一、填空1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。

2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。

3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。

4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。

5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。

6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。

7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。

8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。

9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。

10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。

二、选择1．操作系统是一种B 。

A．通用软件B．系统软件C．应用软件D．软件包2．操作系统是对C 进行管理的软件。

A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A 。

A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的B 和方便用户使用。

A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5．C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。

A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么D ，响应时间越长。

A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多三、问答1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。

第一章操作系统概述课后习题1. 硬件将处理机划分为两种状态，即管态和目态，这样做给操作系统设计带来什么好处 ? 答：便于设计安全可靠的操作系统。

管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。

通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能执行非特权指令。

如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。

2. 何为特权指令?举例说明之。

如果允许用户执行特权指令，会带来什么后果？答：只能在态下才能执行的指令称为特权指令。

如开关中断、置程序状态寄存器等。

如果允许用户执行特权指令，它将不仅影响当前运行的程序，而且还有可能影响操作系统的正常运行，甚至整个系统。

3. 中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的，还是由软件确定的 ? 答：中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。

例如，在 INTEL 80x86 CPU 中，内存空间0x00000——0x003ff为中断向量空间。

4. 中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的？答：中断向量的内容是由操作系统程序确定的。

向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字（中断处理程序运行环境），中断处理程序是由操作系统装入内存的，操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。

5. 中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态 ? 为什么? 答：应当标明是管态。

该状态由系统初试化程序设置，这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。

6. 中断和程序并发之间的关系是什么？答：中断是程序并发的必要条件。

如果没有中断，操作系统不能获得系统控制权，无法按调度算法对处机进行重新分配，一个程序将一直运行到结束而不会被打断。

7. 说明“栈”和“堆”的差别．答：栈是一块按后进先出（FIFO）规则访问的存储区域，用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。

操作系统课后复习题答案第一章一、简答题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？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,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.主要作用(1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序(2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者(3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机(4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者15.什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。

从宏观上看是并行的，在一个时间段，它们都在同时执行，都处于执行的开始点和结束点之间；从微观上看是串行的，在某一时刻，他们在同一台计算机上交替、轮流、穿插地执行。

（1）可以提高CPU、内存和设备的利用率；（2）可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加；（3）可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU 之间均可并行工作。

19.分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？分时系统的响应时间是指用户从终端发出一个命令到系统处理完这个命令并做出回答所需要的时间。

这个时间受时间片长度、终端用户个数、命令本身功能、硬件特性、主存与辅存的交换速度等影响。

23.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。

（1）处理器管理；（2）存储管理；（3）设备管理；（4）文件管理；（5）联网与通信管理。

/某tip某/简述操作系统资源管理的资源复用技术。

系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。

（1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用；（2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。

二、应用题2、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150m之间(见图中有色部分)。

第一章：操作系统引论1.什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，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、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。

作用：控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。

2、简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。

答：批处理操作系统：通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带（磁盘）上，并在系统中配上监督程序（Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直到磁带（磁盘）上所有的作业全部完成。

其特点：（1）自动性；（2）顺序性。

分时操作系统：是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。

其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性。

实时操作系统：是指系统及时（或即时）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。

其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性；（5）可靠性。

3操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答：硬件资源：CPU，打印机等，软件资源：数据，程序等4操作系统对外提供了哪些接口？答：（1）操作系统的命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行，用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能，它包括了键盘操作命令和作业控制命令，称为作业一级的用户接口。

命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命令方式（命令行）和间接命令方式（命令文件）。

（2）操作系统的程序接口它是用户程序和操作系统之间的接口，用户程序通过它们使用系统资源及系统服务，这种接口方式通常采用若干系统调用组成。

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件，它管理着计算机系统的硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供接口，以方便他们的使用。

2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能：- 进程管理：负责创建、执行和终止进程，并管理它们的资源分配。

- 存储管理：管理计算机系统的内存资源，包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。

- 文件系统管理：管理计算机系统中的文件和文件夹，包括文件的存储、读写和保护等。

- 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，如打印机、键盘和鼠标等。

- 用户接口：提供用户与计算机系统进行交互的接口，如命令行界面和图形用户界面。

3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型：- 批处理操作系统：按照一系列预先定义的指令集来运行任务。

- 分时操作系统：多个用户可以同时使用计算机系统。

- 实时操作系统：对任务的响应时间要求非常高，用于控制系统和嵌入式系统。

- 网络操作系统：支持多台计算机之间的通信和资源共享。

- 分布式操作系统：在多台计算机上分布式地管理和调度任务。

第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例，而线程是进程内的一个执行单元。

进程拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。

多个线程可以在同一进程内并发执行，从而提高系统的效率和资源利用率。

2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态：- 创建状态：进程正在被创建。

- 就绪状态：进程准备好执行，等待分配CPU资源。

- 运行状态：进程占用CPU资源执行。

- 阻塞状态：进程等待某种事件发生。

- 终止状态：进程完成执行或被终止。

3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。

常见的调度算法有：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度。

- 最短作业优先（SJF）调度算法：选择运行时间最短的进程进行调度。

第8章测试题及答案整理注：不保证全部正确，如有错误自行更改一.选择题1.假脱机技术是指。

A.联机同时外围设备操作技术B.对换技术和覆盖技术C.SPOOLing技术D.A和C2.缓冲技术中的缓冲池在中。

A.主存B.外存C.ROMD.寄存器3.引入缓冲的主要目的是。

A.改善CPU和I/O设备之间速度不匹配B.节省内存C.提高的CPU利用率D.高I/O设备的效率4.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用。

A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术5.为了使多个进程能同时处理输入和输出，最好使用结构的缓冲技术。

A.缓冲池B.闭缓冲区环C.单缓冲区D.双缓冲区6.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为。

A.存储设备B.系统设备C.用户设备D.虚拟设备7.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是。

A.程序查询B.中断C.DMAD.无条件存取8.中断发生后，应保留。

A.缓冲区指针B.关键寄存器内容C.被中断的程序D.页表9.下面的不属于设备管理机构。

A.JCBB.DCTC.COCTD.CHCT解析：JCB作业控制块、DCT设备控制表、COCT控制器控制表、CHCT通道控制表10.大多数低速设备都属于设备。

A.独享B.共享C.虚拟D.Spool11. 是直接存取的存储设备。

A.磁盘B.磁带C.打印机D.键盘显示终端12.以下叙述中正确的为。

A.在现代计算机中，只有I/O设备才是有效的中断源B.在中断处理过程中必须屏蔽中断C.同一用户所使用的I/O设备也可能并行工作D.Spooling是脱机I/O系统13. 是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。

A.SpoolingB.虚存技术C.覆盖与交换D.通道解析：时间->空间（虚存）、空间->时间（Spooling）14.Spooling技术，实质是将转化为共享设备的技术。

1.1：存储程序式计算机的主要特点是：集中顺序过程控制（1）过程性：模拟人们手工操作（2）集中控制：由CPU集中管理（3)顺序性：程序计数器1.2：a:批处理系统的特点：早期批处理有个监督程序，作业自动过渡直到全部处理完，而脱机批处理的特点：主机与卫星机并行操作。

b:分时系统的特点：（1）：并行性。

共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。

（2）：独占性。

分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务，每个用户的感觉是自己独占计算机。

操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。

（3）：交互性。

用户与计算机之间可以进行“交互会话”，用户从终端输入命令，系统通过屏幕（或打印机）将信息反馈给用户，用户与系统这样一问一答，直到全部工作完成。

c：分时系统的响应比较快的原因：因为批量操作系统的作业周转时间较长，而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法，一台计算机与许多终端设备连接，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。

1.3：实时信息处理系统和分时系统的本质区别：实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。

其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。

此外，实时操作系统应有较强的容错能力，分时操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。

用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。

用户根据上步结果发出下道命。

分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段，称为时间片。

操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。

每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。

分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。

第八章一. 单项选择题1. UNIX是当今世界上广为使用的_________.A. 小型计算机操作系统B. 多用户多任务操作系统C. 大型计算机操作系统D. 实时多任务操作系统2. UNIX是____操作系统.A. 分时B. 批处理C. 单道D. 实时3. UNIX操作系统的SHELL是负责_____的模块.A. 解释并执行来自终端的命令B. 解释并执行来自终端的内部命令C. 解释并执行来自终端的外部命令D. 进行功能调用4. 在UNIX系统中,用户通过____读取磁盘文件中的数据.A. 作业申请表B. 原语C. 系统调用D. 软中断5. UNIX System V的调度原理其于_____.A. 先来先服务B. 短作业优先C. 时间片轮转D. 时间片+优先级6. UNIX System V的存储管理策略基于_____.A. 单一连续分配B. 固定式分区分配C. 可变式分区分配D. 请求分页7. 在UNIX System V中,系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是____.A. readB. forkC. pipeD. exit8. 当进行中断处理和系统调用时,都将涉及到进程上下文的保存和恢复,此时系统所保存和恢复的是_____的上下文.A. 系统进程B. 同一个进程C. 不同的进程D. 其他进程9. 所谓管道是指能连接某些读进程和写进程的、专门用于进程通信的共享文件.它允许读/写进程按____的方式传送数据.A. 后进先出B. 先进先出C. 任意10. UNLX操作系统的文件系统是_____.A. 一级目录结构B. 二级目录结构C. 分级树形结构D. 链表结构11. 下列4个操作系统中,是分时系统的是_____.A. CP/MB. MS-DOSC. UNLXD. UCDOS12. 下列4个操作系统中,_______没有多道程序设计的特点.A. OS/2B. MS-DOSC. UNLXD. Windows NT13. 下列4个操作系统中,_____具有多道程序设计的特点,但不是分时系统.A. OS/2B. Windows 3.1C. UNLXD. Windows NT14. UNIX操作系统中使用全屏幕编辑的命令是______.A. viB. editC. edlinD. ed15. UNIX把外部设备当作特殊的文件,它们都放在一级目录______中.A. /includeB. /binC. /libD. /dev16. 用ls命令以长格式列目录信息时,若某一文件的特征在文件列表中按如下顺序显示在屏幕上:8234 drwxrw-r- 2user gk 3564 COT 1999 /user/asd.h则同组人的访问权限是____.A. 读和执行B. 读或执行C. 写和执行D. 读和写17. UNIX系统中,把输入/输出设备看作是_____.A. 普通文件B. 特殊文件C. 索引文件D. 目录文件18. UNIX系统中,_____用于把一个进程的输出连接到另一进程的输入.A. 普通文件B. 特殊文件C. 目录文件D. 管道文件19. 在UNIX中文件可分为三类:_____、______和_______.A. 系统文件B. 普通文件C. 数据文件D. 目录文件E. 特殊文件F. 临时文件20. 在UNIX系统的多用户环境下,各个用户都是通过口令在各自的注册账号下行使自己的系统权限.系统对每个文件实行了____三级保护和______三种权限,从而大大加强了文件的保密性和安全性.A. 文件的系统、隐含及私有B. 文件的所有者、同组用户及其他人C. 读、写及执行D. 读、写、执行及拷贝21. UNIX中显示文件内容用_____命令.A. typeB. catC. dirD. more22. 指出下列左边的命令与右边所列的哪个功能相匹配.(1)who (______)(2)passwd (______)(3)date (______)(4)cal (_______)(5)su (_______)A. 显示日期B. 显示日历C. 使自己成为特权用户D. 显示哪些用户在使用系统E. 修改口令23. 下列命令执行的结果是(以字母形式):(1)chmod 755 file1 (____)(2)chmod 664 file2 (_____)(3)chmod 700 file3 (_____)(4)chmod 644 file4 (_____)A. rwxr-xr-xB. rw-rw-r-C. rwx-----D. rw-r-r-24. 下列功能和右边哪个命令相匹配.(1)改变工作目录(______)(2)建立目录(______)(3)删除目录(______)(4)列目录(______)(5)复制(______)(6)显于当前的工作目录(______)(7)目录改名或移动目录(______)A. pwdB. mvC. cpD. cdE. mkdirF. rmdirG. ls25. 假设当前目录为HOME目录,选择命令完成下列操作.(1)列出该目录中所有文件和目录(______)(2)读名为file2的文件(_____)(3)建立file2的一个副本,名为file5 (______)](4)建立一个子目录D2 (____________)(5)转到子目录D2 (______)(6)把file2移到D2 (_____)(7)列出HOME中的所有文件夹(_______)(8)建立与D2同级的子目录D3 (______)(9)在D3中为file2建立一个链接,名为file4 (_______)(10)删除子目录D3 (_____)A. rm*;cd..;rmdir D3B. cd D3;ln;;/D2/file2 file4C. cd..;mkdir D3D. ls-la;;/*E. mv../file2F. cd D2G. mkdir D2H. cp file2 file5I. cat file2或more file2J. ls-la26. 下列关于UNIX的叙述中,______是不正确的.A. UNIX是一个多道的分时操作系统B. PIPE机制是UNIX贡献之一C. 提供可动态装卸的文件卷是UNIX的特色之一D. 路径名是UNIX独有的实现文件共享的机制单项选择题答案******************************************一. 单项选择题1. B2. A3. A4. C5. D6. D7. B8. B9. B10. C11. C12. B13. B14. A15. D16. D17. B18. D19. B D E20. B C21. B22. E F A B C23. A B C D24. D E F G C A B25. J I H G F E D C B A26. D填空题1．UNIX系统为用户提供了面向操作的接口___和面向___的接口____.2．在UNIX System V中,将PCB分成进程表项和U区.除进程表项和U区外,管理进程的数据结构还有_____和___.3．UNIX把执行状态分为两种:一种是_____执行;另一种是核心态执行.4．软中断信号是一种实现______的实施,用于同志对方发生了异常事件.5．在UNIX系统中,为实现请求调页,核心配置了四种数据结构:_____、______、_______和_______.6．在UNIX系统中有两种读方式:一般读方式和______方式. 7．UNIX系统中的每个目录项由______及其相应的_____组成.8．用户在第一次访问任何文件之前,都必须先使用系统调用______来打开指定文件,然后才能对该文件执行读,写和修改等操作.9．在UNIX系统中,键盘,中断,打印机等以_____为单位组织和处理信息的设备称为_____;而磁盘,磁带等以_____为单位组织和处理信息的设备称为________10．. .通往一个文件的路径数目称为此文件的_____.11．用户当前目录下有一子目录temp,在该子目录下有文件test.c 和clock,给出完成以下操作的命令_____,______,_______,______.(1).用MV命令将test.c文件更名为同一目录下的para.c(2). 用MV命令将test.c文件更名为当前目录下的para.c(3).用cp命令完成(1)的操作(4).用cp命令完成(2)的操作12.一个UNIX系统中文件目录如图8.24所示,设当前目录是根目录,给出删除liu的manu子目录的两个命令______,_______.图8.24 一个UNIX系统中文件目录13.一个UNIX系统中文件目录如图8.25所示,设工作目录是u1,给出实现以下功能的UNIX命令________,_________,_______.(1) 显示test.txt文件的内容(2) 在当前目录中查找名为test.txt的文件(3) 将test.txt文件拷贝到temp子目录下,命名为temp1图8.25 一个UNIX系统中文件目录14.缓冲区可分为_____,______,______和______.15.一个进程只有在获得_____,_____和所需设备三者之后,才具备进行______的物质条件.填空题答案****************************1.Shell 程序系统调用2．本进程区表系统区表3．用户态4．进程间简单通信5.页表磁盘块描述表页面数据表对换使用表6.提前读7.文件名索引接点号8.open9.字符字符设备块块设备10.联结计数11. 1)$cd temp$mv test.c para.c2)$cd..$mv temp/test.c para.c3) $cd temp$cp test.c para.c$rm test.c4) $cd.$cp temp/test.c para.c$rm temp/test.c12.1)$cd/usr/liu/manu$rm chap1 chap2$cd..$rmdir manu2) $rm-r manu13.1)$cd text$cat test.txt2)$ find -name test.txt3)$cp test.txt/usr/u1/temp/temp114.单缓冲区双缓冲区多缓冲区缓冲池15.通道控制块I/O操作解析题8 *****************************************1 试利用UNIX 的进程状态说明一个进程在其生命周期内的变化过程.解一个进程从被创建开始到被释放为止的整个生命周期内的变化过程.状态之间的转化有些是通过系统原语或核心函数完成(如唤醒或调度等),有些则由外部事件的发生而导致状态转换(如陷入或中断).下面我们参照图8.2讨论一个进程可能的状态变迁过程,其中的事件说明了各种可能的转换原因,但进程不一定总是要经历这些事件.首先,当父进程执行调用FORK时,被创建进程进入创建状态(图中状态1).当被创建进程处于该状态时,核心为该进程分配U 区以及必要的内存工作集.内存管理分配程序如果能为该进程分配足够的内存,则进程状态发生,由创建状态变为内存中的就绪状态(图中状态2) .此时，由于该进程一分得存放U 区.各种页表和堆栈以及部分正文段和数据段等的内存空间,因此，该进程可以经调度选中后占有CPU.如果内存分配程序不能为该进程分配足够的内存,则该进程的进程上下文被存放到外存交换区中,进程由创建状态变为就绪且换出状态(图中状态3).如果进程处于就绪且换出状态,则只有在交换程序将进程上下文换入内存成为状态2(内存中就绪)之后,才有可能被调度执行.当进程进入内存中就绪状态后,进程调度程序将会在适当时机选择该进程去执行.折实,该进程在核心态下执行(图中状态4) ,以装配该进程的进程上下文.在这个状态下,该进程完成它的FORK 部分的工作.当进程完成FORK 系统调用后,它可能返回用户态下执行用户程序,这时该进程进入状态5, 即用户态下执行状态.另外,UNIX System V 调度策略规定,在进程完成系统调用后返回用户态之前,若此时有优先级高于当前进程的进程存在,则系统将调度优先级高的进程去占据处理机,从而使当前运行进程进入状态8(被剥夺状态).进程进入被剥夺状态后,所出的状态与内存中就绪状态相同,几要等到再一次进程调度时才能返回用户态执行.当进程处于用户态执行时,拥护程序中由于使用系统调用或输入/输出数据等而发生陷入或中断.这样,进程又进入状态4而变为在核心态执行.进程在核心态执行时,因为等待谋事件发生,如等待输入/输出完成等,调用SLEEP原语进入内存中睡眠状态(图中状态6).处于内存中睡眠状态的进程因为内存的限制,将在睡眠一段时间后被交换程序换出内存而进入睡眠且换出状态(图中状态7),知道时间发生后被唤醒原语唤醒而进入状态3,即就绪且换出状态.当进程完成时,将士用系统调用EXIT,从而似的进程进入僵死状态.2.(中国科学技术大学1996年试题)在UNIX System V 中，当一贯进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,该页面可能在什么地方?存储管理模块是如何把它调入内存的?解:在UNIX System V 中,一个进程所访问的页面或者正在内存中,或者在文件系统中,或者在对换设备上.因此,当一个进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,改页面可能在对换设备上.此时有核心调用有效性错误处理程序加以处理.当所缺页面在对换设备上但不在内存时,则说明该页曾一度在内存中,但已被偷页进程换出.为从对换设备上调入该页面,核心从磁盘块描述项中找到存放该页面的对换设备和块号,然后为缺页分配一内存页,修改此进程的相应页表项,使之指向该内存页,并将页面数据表放入相应散列队列中,再把该页从对换设备上调入内存.3.(中国科学技术大学1998年试题)在UNIX System V K ,如果一个盘块的大小为 1 KB,每个盘块号4个字节,那么,一个进程要访部偏移量为263168字节处的数据时,需要经过几次间接?解:偏移量度263168的逻辑性块号为:363168/1024=257块内偏移量为:263168-1024 *257=0因为10 <257 <266,所以偏听偏信移地址263168的块号在一次间接块内,故一个进程要访问偏移量为263168 字节处的数据时,只需要经过一次间接.4.在UNIX 系统中运行下面程序,最多可产生多少个进程?画出进程家族树.MAIN(){fork();fork();fork();}分析:系统调用fork的功能是一个创建新进程,新进程运行与其创建者一样的程序,新创建的进程称为子进程,调用fork的进程成为父进程,父子进程都从fork调用后的那条语句开始执行.当程序执行时,若所有进程都能成功地执行系统调用fork ,则会产生最多数目的进程.为了描述方便,将开始执行的进程称为 A 进程,此时程序PC 指向第一个fork 调用.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}当进程 A. B 成功地执行完第二个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别成为进程C .D .此时,进程A . B .C .D 的程序计数器PC指向第三个fork 调用,进程A 派生了3个子孙进程. main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程C*/fork();}main(){fork();fork();}当进程A . B .C .D 成功地执行完第三个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别称为进程E.F.G.H .此时,进程A . B .C .D.E.F.G.H 的程序计数器PC 指向程序结束处,进程A 派生了7个子孙进程.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程D*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程E*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程F*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程G*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程H*/fork();}进程家族树是一棵有向树,有向树的节点代表进程,由进程P 指向Q 的边表示由进程P创建了进程Q .我们称进程P是进程Q的父进程,进程Q 是进程P的子进程,这样便形成了进程树.解:从上面的分析过程可以看出,执行第一个fork 调用时,进程 A 创建了进程B;执行第二个fork 调用时,进程A 创建了进程C,进程B 创建了进程D;执行第一个fork 调用时,进程A 创建了进程E,进程B 创建了进程F,进程C 创建了进程G,进程D 创建了进程H.因此,在UNIX 系统中运行题目中的程序,最多可产生7 个进程,其进程家族树如图8.26 所示.5.UNIX 采用一般写.异步写和延迟写三种方式将缓冲中的内容写回磁盘。

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。

虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别？简单分页：一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行，除非使用覆盖技术。

虚拟内存分页：不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行，页在需要的时候进行读取。

8.2 解释什么是抖动。

虚拟内存结构的震动现象，在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块，而不是执行指令。

8.3 为什么在使用虚拟内存时，局部性原理是至关重要的？可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。

总的来说，局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的，并由此就决定候选的替换出的页。

8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素？简单定义每个元素。

帧号：用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。

存在位（P）：表示这一页是否当前在主存中。

修改位（M）：表示这一页在放进主存后是否被修改过。

8.5 转移后备缓冲器的目的是什么？转移后备缓冲器（TLB）是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。

它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。

8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。

在请求式分页中，只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。

在预约式分页中，读取的并不是页错误请求的页。

8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别？驻留集管理主要关注以下两个问题：（1）给每个活动进程分配多少个页帧。

（2）被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。

页替换策略关注的是以下问题：在考虑的页集中，哪一个特殊的页应该被选择替换。

8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别？时钟算法与FIFO算法很接近，除了在时钟算法中，任何一个使用位为一的页被忽略。

8.9 页缓冲实现的是什么？（1）被替换出驻留集的页不久又被访问到时，仍在主存中，减少了一次磁盘读写。

（2）被修改的页以簇的方式被写回，而不是一次只写一个，这就大大减少了I/O操作的数目，从而减少了磁盘访问的时间。

1.目前常用的外存有哪几种组织方式?答；(1)连续组织方式。

为每一个文件分配--组位置相邻接的盘块，由此形成的文件物理结构是顺序式的文件结构。

(2)链接组织方式。

为每个文件分配一组位置离散的盘块，通过给每个盘块设置一个指针，将属于同-一个文件的盘块链接在一起，链接的顺序和文件的逻辑页的顺序一致。

由此形成的文件物理结构是链接文件。

(3)索引组织方式。

为每个文件分配--组位置离散的盘块，为每个文件建立一个物理结构的索引表，记录分配给该文件的物理盘块，以及这些盘块和文件逻辑页顺序的对应关系。

由此形成的文件物理结构是索引文件。

2 •山连续组织方式所形成的顺序文件的主要优缺点是什么？它主要应用于何种场合？(1)连续组织方式所形成的顺序文件的主要优点①顺序访问容易②顺序访问速度快(2)连续组织方式所形成的顺序文件的主要缺点①要求为一个文件分配连续的存储空间②必须事先知道文件的长度;③不能灵活地删除和插入记录④对于那些动态增长的文件，山于事先很难知道文件的最终大小，因而很难为分配空间，而即使事先知道文件的最终大小，在采用预分配存储空间的方法时也会使大量的存储空间长期空闲。

(3)主要适用场合:连续组织方式所形成的顺序文件是一种最简单、最常用的文件组织方法，它适用于许多资料处理的场合，如磁带文件，打印文件都是常用的顺序文件。

3.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U录的每U 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。

显式链接贝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。

4•在文件分配表中为什么要引入“簇”的概念？以“簇"为基本的分配单位有什么好处？(1)引入“簇”的原因：为了适应磁盘容量不断增大的需要，在进行盘块分配时不再以盘块而是以簇(Cluster)为基本单位。

一个簇应包含扇区的数量与磁盘量的大小直接有关。

国家开放大学《操作系统》章节测试参考答案第1章操作系统概述一、单项选择题1．操作系统的基本职能是（）。

A. 提供用户界面，方便用户使用B. 提供方便的可视化编辑程序C. 提供功能强大的网络管理工具D. 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行2．按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。

A. 应用软件B. 系统软件C. 支撑软件D. 用户软件3．在计算机系统中，操作系统是（）。

A. 处于裸机之上的第一层软件B. 处于系统软件之上的用户软件C. 处于应用软件之上的系统软件D. 处于硬件之下的低层软件4．现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和操作的异步性。

A. 程序的并发执行B. 实现分时与实时处理C. 多道程序设计D. 中断处理5．以下不属于操作系统具备的主要功能的是（）。

A. 中断处理B. CPU调度C. 内存管理D. 文档编辑6．为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。

这属于（）。

A. 存储管理B. 作业管理C. 文件管理D. 处理器管理7．操作系统对缓冲区的管理属于（）的功能。

A. 设备管理B. 存储器管理C. 文件管理D. 处理器管理8．操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。

A. shell命令B. C语言函数C. 图形界面D. 系统调用9．系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）。

A. 与系统的命令一样B. 直接通过键盘交互方式使用C. 是命令接口中的命令D. 只能通过用户程序间接使用10．在下列操作系统中，强调吞吐能力的是（）。

A. 多道批处理系统B. 实时系统C. 网络系统D. 分时系统11．批处理系统的主要缺点是（）。

A. CPU的利用率不高B. 系统吞吐量小C. 不具备并行性D. 失去了交互性12．为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。

A. 分时系统B. 网络系统C. 实时系统D. 多道批处理系统13．下面不属于分时系统特征的是（）。

习题及参考答案
第1章习题及参考答案
3．简述操作系统的五大管理的主要功能。 简述操作系统的五大管理的主要功能。
存储器管理的主要功能包括：内存分配、地址映射、内存 保护和内存扩充。处理机管理的功能包括：作业和进程调度、 进程控制和进程通信。设备管理的主要功能包括：缓冲区管理、 设备分配、设备驱动和设备无关性。文件功能应包括：文件存 储空间的管理、文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写 管理和存取控制。现代操作系统向用户提供图形界面、命令界 面、程序界面三种类型的界面。
习题及参考答案
第1章习题及参考答案
5．什么是批处理系统、分时系统和实时系统？它们 什么是批处理系统、分时系统和实时系统？ 各自有什么特征？ 各自有什么特征？
批处理系统：操作员把用户提交的作业进行分类， 批处理系统：操作员把用户提交的作业进行分类 ， 把一批 作业编成一个作业执行序列， 作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序自动一次 处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、 处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道 程序执行。 程序执行。 分时系统：把处理机的运行时间分成很短的时间片， 分时系统：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，把处理机分给各进程使用。 间片轮转的方式，把处理机分给各进程使用。其主要特征是： 交互性、多用户同时性、独立性和及时性。 交互性、多用户同时性、独立性和及时性。 实时系统：在被控对象允许（ 规定） 实时系统：在被控对象允许 （ 规定 ） 的时间范围内做出响 应。其主要特征是：除具备分时系统的四大特征外，还具备实 其主要特征是：除具备分时系统的四大特征外， 时时钟管理、高可靠性、连续的人机对话和过载保护。 时时钟管理、高可靠性、连续的人机对话和过载保护。

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。

课本课后题部分答案第一章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13．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。

14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？答：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；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。

进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。

通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。

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？北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48答：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？答：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？答：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。