操作系统教程 孙钟秀(第四版)课后习题答案

第一章1.简述现代计算机系统的组成及层次结构？硬件和软件组成,硬件是软件运行的物质基础，软件能够充分发挥硬件的潜能并扩充.硬件的功能完成各种应用任务，硬件层，系统软件层，支撑软件层，应用软件层；2.计算机系统的资源可分成哪几类，是举例说明?硬件资源和软件资源，硬件资源有处理器，存储器，外部设备；软件资源有程序和数据3.什么是操作系统？计算机配置操作系统的主要目标？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，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。

(1) 方便用户使用(2) 扩大机器功能(3) 管理系统资源(4) 提高系统效率(5) 构筑开放环境。

27.试述现代操作系统的基本特性及其所要解决的主要问题?1.并发性，实现并发的主要问题是对系统内的多个程序进行切换2共享性.实现共享的主要问题是有资源分配，信息保护，存取控制等3异步性，所要解决的主要问题是保证只要运行环境相同，多次运行同一程序，都会获得完全相同的计算结果。

4.虚拟性，主要用于解决把一个物理资源转变成逻辑上的多个对应物已达到多用户共享一套计算机物理资源的目的。

30.什么是操作系统内核？操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分。

它由操作系统中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。

第二章1.什么是PSW?其主要作用是什么？PSW即程序状态字，是用来指示处理器状态，控制指令的执行顺序，并且保留和指示与运行程序有关的各种信息的内存或硬件区域，其主要作用是实现程序状态的保护和恢复。

10.试述中断处理程序所应完成的任务？1）发现中断源2）保护现场3）转向中断/异常事件的处理程序4）恢复现场16.试述中断在操作系统中的重要性及其主要作用？中断时现代操作系统实现并行性的基础之一；作用：主机与外部设备的并行工作实现实时处理硬件故障处理实现多道程序和分时操作32.什么是进程？计算机操作系统中为什么引入进程？进程是一个可并发执行的程序在某个数据集合的一次计算活动，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。

操作系统孙钟秀答案【篇一：操作系统部分习题参考答案(孙钟秀版)】t>第一章2. 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序a先开始做，程序b后开始运行。

程序a的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。

程序b的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。

试说明(1)两道程序运行时，cpu有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？(2)程序a、b有无等待cpu 的情况？若有，指出发生等待的时刻。

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150ms 之间(见图中有色部分)。

(2) 程序a无等待现象，但程序b有等待。

程序b有等待时间段为180ms至200ms间(见图中有色部分)。

5. 在单cpu和两台i/o(i1,i2)设备的多道程序设计环境下，同时投入三个作业运行。

它们的执行轨迹如下：job1：i2(30ms)、cpu(10ms)、i1(30ms)、cpu(10ms) job2：i1(20ms)、cpu(20ms)、i2(40ms) job3：cpu(30ms)、i1(20ms)如果cpu、i1和i2都能并行工作，优先级从高到低为job1、job2和job3，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的cpu。

试求：(1)每个作业从投入到完成分别所需的时间。

(2) 从作业的投入到完成cpu的利用率。

(3)i/o 设备利用率。

答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)： (1) job1从投入到运行完成需80ms，job2从投入到运行完成需90ms，job3从投入到运行完成需90ms。

(2) cpu空闲时间段为：60ms至70ms，80ms至90ms。

所以cpu利用率为(90-20)/80=77.78%。

(3) 设备i1空闲时间段为：20ms至40ms，故i1的利用率为(90-20)/90=77.78%。

计算机操作系统第四版课后习题参考答案集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]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。

首入门学程序计算机考计算机电子书硬件知网络知专业课程答案视频教程下载页习员研下载识识下载第一章作者：佚名来源：网络1、有一台计算机，具有 IMB 内存，操作系统占用 200KB ，每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待 I/O 的时间为 80 % ，若增加 1MB 内存，则 CPU的利用率提高多少？答：设每个进程等待 I/O 的百分比为 P ，则 n 个进程同时等待刀 O 的概率是 Pn ，当 n 个进程同时等待 I/O 期间 CPU是空闲的，故 CPU 的利用率为 1-Pn。

由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳 4 个用户进程，由于每个用户进程等待 I/O 的时间为 80 % , 故：CPU利用率＝ l- （80%)4 =若再增加 1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时： cPu 利用率＝ l- （1-80%)9 =故增加 IMB 内存使 CPU 的利用率提高了47 % :87％ /59 ％ =147 %147％-100 % = 47 %2一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序 A 先开始做，程序 B 后开始运行。

程序 A 的运行轨迹为：计算 50ms 、打印100ms 、再计算 50ms 、打印 100ms ，结束。

程序 B 的运行轨迹为：计算 50ms 、输入 80ms 、再计算 100ms ，结束。

试说明（ 1 ）两道程序运行时， CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2）程序A、B有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。

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 150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序 A 无等待现象，但程序 B 有等待。

程序 B 有等待时间段为 180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3设有三道程序，按 A 、B 、 C 优先次序运行，其内部计算和 UO操作时间由图给出。

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第一章第一章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。

操作系统第四版课后习题答案操作系统第四版课后习题答案在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。

本文将为大家提供操作系统第四版课后习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握相关知识。

第一章引论1. 操作系统的定义是什么？答：操作系统是计算机系统中的一个软件，它管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个简单、一致的接口。

2. 操作系统的主要功能有哪些？答：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、设备管理和用户接口等。

3. 解释并区分多道程序和多任务操作系统。

答：多道程序操作系统是指能够同时运行多个程序的操作系统，通过时间片轮转的方式实现程序的并发执行。

而多任务操作系统是指能够同时运行多个任务的操作系统，任务之间可以是并行执行的。

第二章进程管理1. 进程和程序的区别是什么？答：进程是程序在执行过程中的实体，包括程序计数器、寄存器和栈等，而程序是存储在磁盘上的可执行文件。

2. 什么是进程控制块（PCB）？答：进程控制块是操作系统中用来管理和控制进程的数据结构，包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器和寄存器等信息。

3. 进程的状态有哪些？答：进程的状态包括就绪状态、运行状态和阻塞状态。

第三章内存管理1. 什么是虚拟内存？答：虚拟内存是一种扩展内存的技术，将磁盘空间作为辅助内存来扩展物理内存的容量。

2. 什么是页面置换算法？答：页面置换算法是用于虚拟内存管理中的一种算法，当物理内存不足时，根据一定的策略选择一个页面将其从内存中置换出去，以便为新的页面腾出空间。

3. 什么是内存分配算法？答：内存分配算法是用于管理和分配内存的一种算法，包括连续分配、非连续分配和分段分页等。

第四章文件系统管理1. 文件系统的作用是什么？答：文件系统是操作系统中用于管理和组织文件的一种机制，它提供了对文件的创建、读写、删除等操作。

2. 什么是文件控制块（FCB）？答：文件控制块是操作系统中用于管理文件的数据结构，包括文件的属性、位置、大小和权限等信息。

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。

8．为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指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。

引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。

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。

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。

文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。

18．是什么原因使操作系统具有异步性特征？答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。

20．在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式？答：C/S 模式具有独特的优点：⑴数据的分布处理和存储。

⑵便于集中管理。

⑶灵活性和可扩充性。

⑷易于改编应用软件。

21．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。

操作系统部分习题参考答案第一章2. 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。

程序A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。

程序B的运行轨迹为：计算50ms、输入80ms、再计算100ms，结束。

试说明(1)两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？(2)程序A、B有无等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。

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150ms之间(见图中有色部分)。

(2) 程序A无等待现象，但程序B有等待。

程序B有等待时间段为180ms至200ms间(见图中有色部分)。

5. 在单CPU和两台I/O(I1,I2)设备的多道程序设计环境下，同时投入三个作业运行。

它们的执行轨迹如下：Job1：I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3：CPU(30ms)、I1(20ms)如果CPU、I1和I2都能并行工作，优先级从高到低为Job1、Job2和Job3，优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU。

试求：(1)每个作业从投入到完成分别所需的时间。

(2) 从作业的投入到完成CPU 的利用率。

(3)I/O设备利用率。

答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)：(1) Job1从投入到运行完成需80ms，Job2从投入到运行完成需90ms，Job3从投入到运行完成需90ms。

(2) CPU空闲时间段为：60ms至70ms，80ms至90ms。

所以CPU利用率为(90-20)/80=77.78%。

(3) 设备I1空闲时间段为：20ms至40ms，故I1的利用率为(90-20)/90=77.78%。

第二章1. 下列指令中哪些只能在核心态运行？(l )读时钟日期；(2 )访管指令；(3 )设时钟日期；(4 )加载PSW; (5)置特殊寄存器：(6 )改变存储器映象图；(7 )启动I/O 指令。

答：( 3 ) , ( 4 ) , ( 5 ) , ( 6 ) , ( 7 ) .2 假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程” 运行，试解释这种算法对“I/O 繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。

答：因为I/O 繁忙型作业忙于I/O ，所以它CPU 用得少，按调度策略能优先执行。

同样原因一个进程等待CPU 足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程” ，就能被优先调度，故不会饥饿。

3 并发进程之间有什么样的相互制约关系？下列日常生活中的活动是属哪种制约关系：(1 )踢足球，(2 )吃自助餐，(3 )图书馆借书，(4 )电视机生产流水线工序。

答：并发进程之间的基本相互制约关系有互斥和同步两种。

其中( 1)、(3)为互斥问题．(2 )、(4 )为同步问题。

4 在按动态优先数调度进程的系统中，每个进程的优先数需定时重新计算。

在处理器不断地在进程之间交替的情况下，重新计算进程优先数的时间从何而来？答：许多操作系统重新计算进程的优先数在时钟中断处理例程中进行，由于中断是随机碰到哪个进程，就插入哪个进程中运行处理程序，并把处理时间记在这个进程的账上。

5 若后备作业队列中等待运行的同时有三个作业J1 、J2 、J3 ，已知它们各自的运行时间为 a 、b 、c，且满足 a < b <c，试证明采用短作业优先算法调度能获得最小平均作业周转时间。

答：采用短作业优先算法调度时，三个作业的总周转时间为：Tl = = a + ( a +b ) + ( a + b + c ) = 3a + 2b + c ① 若不按短作业优先算法调度，不失一般性，设调度次序为：J2 、J1 、J3 。

《操作系统教程》习题及解答习题一（操作系统概论）二．应用题有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个进程各占用200KB。

如果用户进程等待I/O的时间为80%，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少答:设每个进程等待I/O的百分比为P,则n个进程同时等待I/O的概率是n P,当n个进程同时等待I/O期间CPU是空闲的,故CPU的利用率为1-n P.由题意可知,除去操作系统,内存还能容纳4个用户进程,由于每个用户进程等待I/O的时间为80%,故:CPU利用率=1-4(=80%)若再增加1MB内存,系统中可同时运行9个用户进程,此时:CPU利用率=1-980(=%)故增加1MB内存使CPU的利用率提高了47%:87%/59%=147%147%-100%=47%一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机,现有两道程序投入运行,且程序A先开始做,程序B后开始运行.程序A的运行轨迹为:计算50ms,打印100ms,再计算50 ms,打印100 ms,结束.程序B的运行轨迹为:计算50 ms,输入80 ms,再计算100 ms,结束.试说明(1)两道程序运行时,CPU 有无空闲等待若有,在哪段时间内等待为什么会等待(2)程序A,B 有无等待CPU 的情况若有,指出发生等待的时刻.答:(1)两道程序运行期间,CPU 存在空闲等待,时间为100至150ms 之间(2)程序A 无等待现象,但程序B 有等待.程序B 有等待时间段为180ms 至200ms 间.3.设有三道程序,按A,B,C 优先次序运行,其内部计算和I/O 操作时间由图给出.A B C11C =30 ms 21C =60 ms31C =20 ms12I =40 ms 22I =30 ms32I =40 ms13C =10 ms 23C =10 ms33C =20 ms试画出按多道运行的时间关系图(忽略调度执行时间).完成三道程序共华多少时间比单道运行节省了多少时间若处理器调度程序每次进行程序转换花时1 ms,试画出各程序状态转换的时间关系图.答:(图略)1)忽略调度执行时间,多道运行方式(抢占式):抢占式共用去190 ms,单道完成时间需要260 ms,节省70 ms忽略调度执行时间,多道运行方式(非抢占式):非抢占式共用去180 ms,单道完成时间需要260 ms,节省80 ms 2)(略)7.单道时CPU的利用率为：（190－80）/190＝％多道时CPU的利用率为：（140－30）/140=%11.应时钟中断频率为60HZ，所以时钟频率为：1/60＝50/3 ms. 在每个时钟周期CPU花2ms执行中断任务。

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。