下载文档原格式
计算机操作系统教程答案计算机操作系统教程是一门介绍计算机操作系统原理和应用的课程。
它涵盖了操作系统的基本概念、设计和实现，以及操作系统在计算机系统中的角色和重要性。
这门课程通常是计算机科学或计算机工程专业的必修课程，也是理解计算机系统和软件开发的重要基础。
计算机操作系统是一种控制和协调计算机系统硬件和软件资源的系统软件，它提供了用户与计算机硬件之间的界面，以及管理和分配硬件资源的功能。
操作系统的设计和实现涉及许多重要概念和技术，包括进程管理，内存管理，文件系统，输入输出管理，以及安全和保护机制等。
在学习计算机操作系统教程时，学生将首先学习操作系统的基本概念和功能。
他们将了解操作系统的组成和体系结构，包括内核，系统调用接口和用户界面等。
他们还将学习不同类型的操作系统，例如批处理系统，多道程序系统，分时系统，实时系统和分布式系统等，并了解每种类型的特点和应用场景。
进程管理是操作系统教程中的一个重要部分。
学生将学习什么是进程，进程是如何创建和终止的，以及进程的调度和同步机制。
他们还将学习进程间通信和进程调度算法，例如先来先服务，最短作业优先，轮转调度和优先级调度等。
通过学习过程中的概念和算法，学生将能够更好地理解和掌握进程管理的原理和实践。
内存管理是另一个重要的主题。
学生将学习操作系统如何管理主存储器，并了解虚拟内存和页面置换等概念。
他们还将研究内存分配和回收算法，例如连续内存分配，分区分配和页面置换算法等。
通过学习内存管理，学生将能够优化内存使用，提高系统性能和资源利用率。
文件系统是操作系统中负责管理和组织文件的部分。
学生将学习文件的组织和访问方法，以及文件的共享和保护机制。
他们还将学习文件系统的实现和优化技术，例如索引结构和磁盘调度算法等。
通过学习文件系统，学生将能够更好地处理和管理文件数据，提高文件访问的效率和可靠性。
输入输出管理是操作系统中负责管理和控制外部设备的部分。
学生将学习输入输出设备和驱动程序的概念，以及输入输出请求的处理和调度机制。
１．控制器有哪几种控制方式？各有何特点？解：控制器的控制方式可以分为３种：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。
同步控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。
这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。
异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。
异步控制方式没有时间上的浪费，因而提高了机器的效率，但是控制比较复杂。
联合控制方式是同步控制和异步控制相结合的方式。
２．什么是三级时序系统？解：三级时序系统是指机器周期、节拍和工作脉冲。
计算机中每个指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期划分为若干个节拍，每个节拍中设置一个或几个工作脉冲。
３．控制器有哪些基本功能？它可分为哪几类？分类的依据是什么？解：控制器的基本功能有：（１）从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。
（２）对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。
（３）指挥并控制CPU 、主存和输入输出设备之间的数据流动。
控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型３类，分类的依据在于控制器的核心———微操作信号发生器（控制单元CU）的实现方法不同。
４．中央处理器有哪些功能？它由哪些基本部件所组成？解：从程序运行的角度来看，CPU 的基本功能就是对指令流和数据流在时间与空间上实施正确的控制。
对于冯? 诺依曼结构的计算机而言，数据流是根据指令流的操作而形成的，也就是说数据流是由指令流来驱动的。
５．中央处理器中有哪几个主要寄存器？试说明它们的结构和功能。
解：CPU 中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果及控制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。
通用寄存器可用来存放原始数据和运算结果，有的还可以作为变址寄存器、计数器、地址指针等。
7.1.如果使用动态分区方案，下图所示为在某个给定的时间点的内存配置：阴影部分为已经被分配的块；空白部分为空闲块。
接下来的三个内存需求分别为40MB，20MB和10MB。
分别使用如下几种放置算法，指出给这三个需求分配的块的起始地址。
a.首次适配b.最佳适配c.临近适配（假设最近添加的块位于内存的开始）d.最坏适配答：a.40M的块放入第2个洞中,起始地址是80M. 20M的块放入第一个洞中.起始地址是20M. 10M的块的起始地址是120M。
b.40M,20N,10M的起始地址分别为230M,20M和160M.c.40M,20M,10M的起始地址是80M,120160M.d.40M,20M,10M,的起始地址是80M,230M,360M.7.2.使用伙伴系统分配一个1MB的存储块。
a.利用类似于图7.6的图来说明按下列顺序请求和返回的结果：请求70；请求35；请求80；返回A；请求60；返回B；返回D；返回C。
b.给出返回B之后的二叉树表示。
答：a.b.7.3.考虑一个伙伴系统，在当前分配下的一个特定块地址为011011110000.a.如果块大小为4，它的伙伴的二进制地址为多少？b.如果块大小为16，它的伙伴的二进制地址为多少？答：a.011011110100b.0110111000007.4.令buddy k(x)为大小为2k、地址为x的块的伙伴的地址，写出buddy k(x)的通用表达式。
答：7.5.Fabonacci序列定义如下：F0=0,F1=1,F n+2=F n+1+F n,n≧0a.这个序列可以用于建立伙伴系统吗？b.该伙伴系统与本章介绍的二叉伙伴系统相比，有什么优点？答：a.是。
字区大小可以确定Fn = Fn-1 + Fn-2.。
b.这种策略能够比二叉伙伴系统提供更多不同大小的块，因而具有减少内部碎片的可能性。
但由于创建了许多没用的小块，会造成更多的外部碎片。
7.6.在程序执行期间，每次取指令后处理器把指令寄存器的内容（程序计数器）增加一个字，但如果遇到会导致在程序中其他地址继续执行的转跳或调用指令，处理器将修改这个寄存器的内容。
操作系统习题及答案操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理计算机的资源和协调用户程序的执行。
深入理解操作系统的基本原理和概念对于计算机科学和工程领域的学生和专业人士来说至关重要。
为了帮助读者更好地掌握操作系统相关知识，以下是一些操作系统习题及其答案，希望能给大家提供一定的学习参考。
1. 什么是进程？进程的状态有哪些？答案：进程是程序的一次执行过程。
它是动态的，可分为五种状态：创建、就绪、运行、阻塞和终止。
创建状态表示进程正在被创建，就绪状态表示进程已经准备好执行，运行状态表示进程正在执行，阻塞状态表示进程因为某些原因暂时无法执行，终止状态表示进程执行完成或被终止。
2. 什么是线程？线程与进程有什么区别？答案：线程是进程中的一个执行单元。
与进程相比，线程是更为轻量级的，它们共享进程的资源，可以并发执行。
一个进程可以包含多个线程，但至少会有一个主线程。
与进程相比，线程之间的切换更快，开销更小，因此线程适用于实现任务的并发执行。
3. 请描述进程同步的概念及实现方式。
答案：进程同步是指进程之间合作和互斥的机制，以确保它们可以正确、有序地访问共享资源。
实现进程同步的方式有很多，比如使用信号量、互斥锁、条件变量等。
其中，信号量是用于进程间互斥和同步的一种通用手段，互斥锁则用于保护共享资源的访问，条件变量用于线程间的等待和通知。
4. 什么是死锁？死锁产生的条件是什么？如何避免死锁？答案：死锁是指两个或多个进程互相等待对方释放所占有的资源，导致它们都无法继续执行的情况。
死锁产生的条件包括互斥、占有且等待、不可抢占和循环等待。
为了避免死锁，可以使用预防、避免、检测和恢复等方法。
预防死锁的方法包括破坏死锁产生的条件，避免死锁可以通过资源有序分配来避免，检测死锁可以使用资源分配图等方法，恢复则是通过剥夺进程资源或进行进程终止等方式解除死锁。
5. 什么是页面置换算法？请列举几种常用的页面置换算法。
答案：页面置换算法是操作系统中用于选择被换出的页面的一种策略。
7.1假设有如图7.1所示的交通死锁。
a.证明这个例子中实际上包括了死锁的四个必要条件。
b.给出一个简单的规则用来在这个系统中避免死锁。
a.死锁的四个必要条件: (1)互斥；（2）占有并等待；（3）非抢占；（4）循环等待。
互斥的条件是只有一辆车占据道路上的一个空间位置。
占有并等待表示一辆车占据道路上的位置并且等待前进。
一辆车不能从道路上当前的位置移动开（就是非抢占）。
最后就是循环等待，因为每个车正等待着随后的汽车向前发展。
循环等待的条件也很容易从图形中观察到。
b.一个简单的避免这种的交通死锁的规则是，汽车不得进入一个十字路口如果明确地规定，这样就不会产生相交。
7.2考虑如下的死锁可能发生在哲学家进餐中，哲学家在同个时间获得筷子。
讨论此种情况下死锁的四个必要条件的设置。
讨论如何在消除其中任一条件来避免死锁的发生。
死锁是可能的，因为哲学家进餐问题是以以下的方式满足四个必要条件：1）相斥所需的筷子， 2 ）哲学家守住的筷子在手，而他们等待其他筷子， 3 ）没有非抢占的筷子，一个筷子分配给一个哲学家不能被强行拿走，4 ）有可能循环等待。
死锁可避免克服的条件方式如下： 1 ）允许同时分享筷子， 2 ）有哲学家放弃第一双筷子如果他们无法获得其他筷子，3 ）允许筷子被强行拿走如果筷子已经被一位哲学家了占有了很长一段时间4 ）实施编号筷子，总是获得较低编号的筷子，之后才能获得较高的编号的筷子。
7.3一种可能以防止死锁的解决办法是要有一个单一的，优先于任何其他资源的资源。
例如，如果多个线程试图访问同步对象A•…E，那么就可能发生死锁。
（这种同步对象可能包括互斥体，信号量，条件变量等），我们可以通过增加第六个对象来防止死锁。
每当一个线程希望获得同步锁定给对象A•••E，它必须首先获得对象F的锁.该解决方案被称为遏制：对象A•••E的锁内载对象F的锁。
对比此方案的循环等待和Section7.4.4的循环等待。
这很可能不是一个好的解决办法，因为它产生过大的范围。
操作系统1.什么是计算机系统？计算机系统是怎么构成的？了解PC的组成情况，说明：1）硬件组织的基本结构，画出硬件配置图；2）主要系统软件和应用软件（若有的话）他们的作用。
答：计算机系统就是按照人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的系统。
计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。
计算机系统的构成包括：如图1.2计算机硬件系统的构成：如图1.42.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。
3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。
答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。
它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，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、有效的使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。
答：你能用用操作系统管理很多资源5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控制各种软件资源。
6.操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。
答：1.并发性2.共享性3.随机性7.试从独立性，并发性和交互性和实时性四个方面来比较批处理系统，分时系统以及实时系统。
答：分时系统：并发性是指同时有多个用户共同使用一个计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU.独占性，是指用户感觉不到计算机为他们服务，就好像整个系统为他所独占。
交互性：是指用户根据系统响应结果进一步提出新要求，用户直接干预每一步。
实时性：是指系统对用户提出的请求及时响应。
8.引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？多道程序系统的特征是什么？答：多道程序设计的基本思想在内存中保持多个作业，主机可以交替的方式同时处理多个作业，一般来说任何一道作业的运行总是要交替的使用处理器和外设子案9.多道程序设计的度是指在任一给定时刻，单个CPU所能支持的进程数目最大值。
个人资料整理仅限学习使用第一章操作系统引论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实现了对计算机资源的抽象.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：使用户能与自己的作业进行交互，即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，再将结果返回给用户。
b. 解决方法：------对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令<或数据）。
------对于及时处理，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. 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前。
b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的，因此实时系统的及时性要高于分时系统的及时性。
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。
13. OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发性、共享性、虚拟性、异步性。
b. 其中最基本特征是并发和共享。
<最重要的特征是并发性）18. 是什么原因使操作系统具有异步性特征?在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，进程的执行通常并非一气呵成，而是以走走停停的方式运行。
内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的，因此导致作业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致。
计算机操作系统练习题及答案操作系统是计算机系统中的核心组成部分，它负责管理计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个可靠、高效的计算环境。
而练习题则是对操作系统相关知识的巩固和提升，通过解答练习题，可以加深对操作系统原理和技术的理解。
以下是一些常见的计算机操作系统练习题及答案，供大家参考。
1.什么是操作系统？它的主要功能是什么？答案：操作系统是计算机系统的核心软件，它管理和控制计算机的硬件资源，为用户提供一个高效、方便的计算环境。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理等。
2.简述进程和线程的概念，并指出二者的区别。
答案：进程是程序在计算机中的执行实例，是资源分配的基本单位。
而线程是进程中的一个执行单元，是CPU调度的最小单位。
区别在于进程是独立的执行单位，拥有独立的虚拟地址空间和系统资源；而线程是共享进程的地址空间和系统资源，可以并发执行。
3.请简述死锁的定义及发生的四个必要条件。
答案：死锁是指两个或多个进程在执行过程中，由于竞争资源或彼此等待，导致的无限阻塞的状态。
死锁发生必须满足以下四个条件： - 互斥条件：资源只能被一个进程持有或使用。
- 请求与保持条件：一个进程在持有一部分资源的同时，又请求其他进程正在占有的资源。
- 不剥夺条件：进程在未使用完资源之前，不能被强行剥夺资源。
- 循环等待条件：存在一个进程的资源申请序列，使得每个进程都在等待下一个进程所持有的资源。
4.什么是页式存储管理？请简述页表的作用。
答案：页式存储管理是一种虚拟存储技术，将主存和辅存分成固定大小的页面和页框，以页为单位进行地址映射和数据传输。
页表是一种数据结构，用于存储页面和页框的映射关系。
它的作用是通过页面号将虚拟地址映射到物理地址，实现虚拟地址到物理地址的转换。
5.什么是文件系统？请简述文件系统的组织结构。
答案：文件系统是操作系统用来管理和控制文件的软件部分，提供对文件的创建、读取、写入、删除等操作。
复习题答案第1章计算机系统概述1、1 列出并简要地定义计算机得四个主要组成部分。
主存储器,存储数据与程序;算术逻辑单元,能处理二进制数据;控制单元,解读存储器中得指令并且使她们得到执行;输入/输出设备,由控制单元管理。
1、2 定义处理器寄存器得两种主要类别。
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得程序员减少对主存储器得访问次数。
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。
控制与状态寄存器:用以控制处理器得操作,且主要被具有特权得操作系统例程使用,以控制程序得执行。
1、3 一般而言,一条机器指令能指定得四种不同操作就是什么？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:通过处理器与I/O模块间得数据传送,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得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 什么就是中断？中断:其她模块(I/O,存储器)中断处理器正常处理过程得机制。
1、5 多中断得处理方式就是什么？处理多中断有两种方法。
第一种方法就是当正在处理一个中断时,禁止再发生中断。
第二种方法就是定义中断优先级,允许高优先级得中断打断低优先级得中断处理器得运行。
1、6 内存层次得各个元素间得特征就是什么？存储器得三个重要特性就是:价格,容量与访问时间。
1、7 什么就是高速缓冲存储器？高速缓冲存储器就是比主存小而快得存储器,用以协调主存跟处理器,作为最近储存地址得缓冲区。
1、8 列出并简要地定义I/O操作得三种技术。
可编程I/O:当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关得指令时,它给相应得I/O模块发布命令(用以执行这个指令);在进一步得动作之前,处理器处于繁忙得等待中,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相关得指令时,它给相应得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。
第七章参考答案1、操作系统为用户提供的接口有：作业级接口与程序级接口。
作业级接口：操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能(1) 联机接口（交互式）(2) 脱机接口程序级接口：系统为用户在程序一级提供有关服务而设置，由一组系统调用命令组成•负责管理和控制运行的程序•并在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用•用汇编语言：在程序中直接用系统调用命令•用高级语言：可在编程时使用过程调用语句2、接口包括3部分：一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序3、联机命令通常有以下几类：（1）系统访问类，包括Login、Password等命令；（2）磁盘操作类，包括Format，Diskcopy，Diskcomp，Bakeup等命令；（3）文件操作类，包括Type、Copy、Comp、Rename、Del等命令；（4）目录操作类，包括Mkdir、dir、rmdir、tree、chdir等命令；（5）通信类；（6）其它命令（见书P222-223）。
4、I/O重定向—用于I/O操作的设备可以更换（即重定向）而不必改变应用程序。
例如：我们正在调试一个应用程序，可将程序的所有输出送到屏幕；而程序调试后，如果需要将程序的结果进行打印，此时需要将I/O重定向的数据结构—逻辑设备表中的显示终端改为打印机，而不修改程序。
I/O重定向具有很大的使用价值，现已经被广泛应用在各种OS 中。
（在UNIX与DOS中有具体的实现形式，可见P230）。
5、就是把第一个命令的输出作为第二个命令的输入；类似地，又把第二个命令的输出作为第三个命令的输入；这样，就由两条已上的命令形成一条管道。
在DOS与UNIX中用“|”作为管道符号。
其格式为 command1| command2| command3|…. commandn 6、见书P22311、COPY命令13、系统调用方式与程序中一般的调用方式的相同点：（1）改变指令流程；（2）重复执行和公用；（3）改变指令流程后需要返回原处系统调用方式与程序中一般的调用方式的不同点：（1）运行在不同的系统状态：一般过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同状态（核心态或用户态）；系统调用：调用程序在用户态，被调用程序在系统态。
