操作系统(第三版)孙钟秀主编 课后习题4应用题参考答案

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。

CH1 应用题参考答案1有一台计算机，具有1MB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I/O的概率是P n ，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-P n 。

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-(80%)4 =0.59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-(80%)9 =0.87故增加1MB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)(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)。

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 CC11＝30ms C21=60ms C31=20ms∣∣∣I12＝40ms I22=30ms I32=40ms∣∣∣C13＝10ms C23=10ms C33=20ms 试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。

完成三道程序共花多少时间？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化时1ms，试画出各程序状态转换的时间关系图。

1．设计现代OS的主要目标是什么？（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？（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。

第三版操作系统课后习题答案西安电子科技大学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。

计算机操作系统第三版课后习题答案第一章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的促进作用可以整体表现在哪几个方面？答：（1）os作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）os做为计算机系统资源的管理者（3）os同时实现了对计算机资源的抽象化3．为什么说os实现了对计算机资源的抽象？请问：os首先在裸机上全面覆盖一层i/o设备管理软件，同时实现了对计算机硬件操作方式的第一层次抽象化；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，同时实现了对硬件资源操作方式的第二层次抽象化。

os通过在计算机硬件上加装多层系统软件，进一步增强了系统功能，暗藏了对硬件操作方式的细节，由它们共同同时实现了对计算机资源的抽象化。

4．试说明推动多道批处理系统形成和д沟闹饕动力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提升计算机资源的利用率；（2）便利用户；（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？请问：脱机i/o就是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片放入纸带输出机或卡片机，在外围机的掌控下，把纸带或卡片上的数据或程序输出至磁带上。

该方式下的输入输出由外围机掌控顺利完成，就是在瓦解主机的情况下展开的。

而联机i/o方式就是指程序和数据的输入输出都就是在主机的轻易掌控下展开的。

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．同时实现分时系统的关键问题就是什么？应当如何化解？请问：关键问题就是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应当能够及时发送并及时处理该命令，在用户能够拒绝接受的时延内将结果回到给用户。

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%。

操作系统答案目录习题一1习题二3习题三7习题四16习题五23习题六27习题一一．思考题3. 什么是操作系统？计算机系统中配置操作系统的主要目标是什么？答(p1>：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。

b5E2RGbCAP配置操作系统的主要目标可归结为：(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。

p1EanqFDPw5. 操作系统要为用户提供哪些基本和共性的服务？答(p25>：操作系统提供给程序和用户的共性服务大致有：(1> 创建程序(2> 执行程序(3> 数据I/O(4> 信息存取(5> 通信服务(6> 错误检测和处理DXDiTa9E3d9．试叙述系统调用的实现原理。

答<p28）系统调用的实现有以下几点：⑴编写系统调用处理程序⑵设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数⑶陷入处理机制，需开辟现场保护，以保存发生系统调用时的处理器现场。

RTCrpUDGiT10.试叙述系统调用与过程调用的主要区别。

答<p29）⑴调用形式不同⑵被调用代码的位置不同⑶提供方式不同⑷调用的实现不同二．应用题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。

一、F or personal use only in study and research; not for commercial use二、三、名词解释1、操作系统：是位于硬件层之上，所有其它软件之下的一个系统软件，是管理系统中的软硬资源，使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合。

2、进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。

3、线程：也称轻进程，是进程内的一个相对独立的执行流。

4、设备无关性:用户在使用设备时,选用逻辑设备,而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现逻辑设备到物理设备的映射,这就是设备无关性.5、数组多路通道:是指连接多台设备.同时为多台设备服务,每次输入/输出一个数据块.这样的通道叫数组多路通道.6、死锁:一组并发进程,因争夺彼此占用的资源而无法执行下去,这种僵局叫死锁.7、文件系统:是指与文件管理有关的那部分软件,被管理的文件及管理所需的数据结构的总体.8、并发进程:进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程,而并发进程是可以与其它进程并发运行的.9、临界区:是关于临界资源访问的代码段.10、虚拟存储器:是一种扩大内存容量的设计技术,它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援,实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器.11、动态重定位:在程序运行时,将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位.12、作业：用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。

13、中断：在程序运行过程中，出现的某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转去处理此事件，然后再恢复原来运行的程序，这个过程称为中断。

14、文件:具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。

15、进程互斥:两个或两个以上的进程，不同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能发生与时间有关的错误，这种现象叫互斥。

16、系统开销:指运行操作系统程序，对系统进行管理而花费的时间和空间。

17、通道：由通道独立控制完成I/O操作，全部完成后向CPU发出中断，CPU执行中断处理程序。

：第一章操作系统引论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。

1.这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。

为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。

按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0开始运行。

5.rename 调用不会改变文件的创建时间和最后的修改时间，但是创建一个新的文件，其创建时间和最后的修改时间都会改为当前的系统时间。

另外，如果磁盘满，复制可能会失败。

10.由于这些被浪费的空间在分配单元(文件)之间，而不是在它们内部，因此，这是外部碎片。

这类似于交换系统或者纯分段系统中出现的外部碎片。

11.传输前的延迟是9ms,传输速率是2^23Bytes/s,文件大小是2^13Bytes,故从内存读取或写回磁盘的时间都是9+2^13/2^23=9.977ms,总共复制一个文件需要9.977*2=19.954ms。

为了压缩8G磁盘，也就是2^20个文件，每个需要19.954ms,总共就需要20,923 秒。

因此，在每个文件删除后都压缩磁盘不是一个好办法。

12.因为在系统删除的所有文件都会以碎片的形式存在磁盘中，当碎片到达一定量磁盘就不能再装文件了，必须进行外部清理，所以紧缩磁盘会释放更多的存储空间，但在每个文件删除后都压缩磁盘不是一个好办法。

15.由于1024KB = 2^20B, 所以可以容纳的磁盘地址个数是2^20/4 = 2^18个磁盘地址,间接块可以保存2^18个磁盘地址。

与 10 个直接的磁盘地址一道，最大文件有 262154 块。

由于每块为 1 MB，最大的文件是262154 MB。

19.每个磁盘地址需要D位，且有F个空闲块，故需要空闲表为DF位，采用位图法则需要B位，当DF<B时，空闲表采用的空间少于位图，当D=16时，得F/B<1/D=6.25%,即空闲空间的百分比少于6.25%.20.a)1111 1111 1111 0000b)1000 0001 1111 0000c)1111 1111 1111 1100d)1111 1110 0000 110027.平均时间T = 1*h + 40*(1-h)=-39h+40ms28.1500rpm（每分钟1500转），60s/1500=0.004s=4ms,即每转需要4ms,平均旋转延迟为2ms;读取一个k个字节的块所需要的时间T是平均寻道时间，平均旋转延迟和传送时间之和。

计算机操作系统第三版课后习题答案第一章1.设计现代操作系统的主要目标是什么？回答：（1）有效性（2）便利性（3）可扩展性（4）开放性2．os的作用可表现在哪几个方面？答：（1）操作系统是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.为什么操作系统实现了计算机资源的抽象？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.多通道形成和试加工系统的描述？勾心斗角的驱动力是什么？答：主要动力来自四个方面的社会需求和技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）不断升级设备；（4）计算机体系结构的不断发展。

5.什么是离线I/O和在线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.试图解释推动分时制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求。

主要表现为：CPU分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互的能力使用户能够直接控制自己的操作；主机共享使多个用户能够同时使用同一台计算机，并独立处理他们的工作。

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。

操作系统答案目录目录习题一...................................................................... ................................................................. 1 习题二...................................................................... ................................................................. 3 习题三...................................................................... ................................................................. 7 习题四...................................................................... ............................................................... 16 习题五...................................................................... ............................................................... 23 习题六...................................................................... (27)I习题一习题一一(思考题3. 什么是操作系统,计算机系统中配置操作系统的主要目标是什么, (p1):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，合答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。

第1章1．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。

基于这种考虑，计算机科学家开始把CPU、存储器、外部设备以及各种软件都视为计算机系统的“资源”，并逐步设计出一种软件来管理这些资源，不仅使它们能够得到合理地使用，而且还要高效地使用。

具有这种功能的软件就是“操作系统”。

所以，“多道程序设计”的出现，加快了操作系统的诞生。

2．答：拿操作系统来说，它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。

从用户的角度看，计算机配置了操作系统后，由于操作系统隐蔽了硬件的复杂细节，用户会感到机器使用起来更方便、容易了。

这样，通过操作系统的作用使展现在用户面前的是一台功能经过扩展了的机器。

这台“机器”不是硬件搭建成的，现实生活中并不存在具有这种功能的真实机器，它只是用户的一种感觉而已。

所以，就把这样的机器称为“虚拟机”。

3．答：在分时系统中，系统把CPU时间划分成许多时间片，每个终端用户可以使用由一个时间片规定的CPU时间，多个用户终端就轮流地使用CPU。

这样的效果是每个终端都开始了自己的工作，得到了及时的响应。

也就是说，“从宏观上看，多个用户同时工作，共享系统的资源”。

但实际上，CPU在每一时刻只为一个终端服务，即“从微观上看，各终端程序是轮流运行一个时间片”。

4.答：由于分布式系统的处理和控制功能是分布的，任何站点发生的故障都不会给整个系统造成太大的影响。

另外，当系统中的设备出现故障时，可以通过容错技术实现系统的重构，以保证系统的正常运行。

这一切都表明分布式系统具有健壮性。

5.答：基于嵌入式应用的多样化，嵌入式操作系统应该面向用户、面向产品、面向应用。

它必须有很强的适应能力，能够根据应用系统的特点和要求，灵活配置，方便剪裁，伸缩自如。

CH4 应用题参考答案1 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个程序运行的页面走向是：1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6。

分别用FIFO、OPT和LRU算法，对分配给程序3个页框、4个页框、5个页框和6个页框的情况下，分别求出缺页中断次数和缺页中断率。

答：只要把表中缺页中断次数除以20，便得到缺页中断率。

2 在一个请求分页虚拟存储管理系统中，一个作业共有5页，执行时其访问页面次序为：(1) 1、4、3、1、2、5、1、4、2、1、4、5。

(2) 3、2、1、4、4、5、5、3、4、3、2、1、5。

若分配给该作业三个页框，分别采用FIFO和LRU面替换算法，求出各自的缺页中断次数和缺页中断率。

答：(1) 采用FIFO为9次，9/12=75%。

采用LRU为8次，8/12=67%。

(2) 采用FIFO和LRU均为9次，9/13=69%。

3 一个页式存储管理系统使用FIFO、OPT和LRU页面替换算法，如果一个作业的页面走向为：(1) 2、3、2、1、5、2、4、5、3、2、5、2。

(2) 4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5。

(3 )1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5。

当分配给该作业的物理块数分别为3和4时，试计算访问过程中发生的缺页中断次数和缺页中断率。

答：(1) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。

使用LRU为7次，7/12=58%。

使用OPT为6次，6/12=50%。

作业的物理块数为4块，使用FIFO为6次，6/12=50%。

使用LRU为6次，6/12=50%。

使用OPT为5次，5/12=42%。

(2) 作业的物理块数为3块，使用FIFO为9次，9/12=75%。

使用LRU为10次，10/12=83%。

使用OPT为7次，7/12=58%。

作业的物理块数为4块，使用FIFO为10次，10/12=83%。

使用LRU为8次，8/12=66%。

第七章习题及解答8-1 什么是设备独立性？引入这一概念有什么好处？答：所谓设备独立性是指，用户在编制程序时所使用的设备同实际使用的设备无关，也就是在用户程序中仅使用逻辑设备。

引入设备独立性，可使应用程序独立于物理设备。

此时，用户编程只需用逻辑设备去请求使用某类设备。

当系统中有多台该类设备时，系统将其中的任一台备分配给请求进程，而不必局限于某一指定设备。

这样，可以显著地提高资源的利用率和可适应性。

独立性还可以使用户程序独立于设备类型。

例如，在进行输出时，既可以利用显示终端进行输出，也可以利用打印机进行输出。

有了这种适应性，就可以很方便地实现输出重定向，类似地可以实现输入重定向。

8-4 什么是缓冲？引入缓冲的原因是什么？答：缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。

引入缓冲技术的原因有如下几点。

(1) 缓和CPU 和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。

(2) 减少中断次数和CPU 的中断处理时间。

如果没有缓冲，慢速I/O设备每传一个字节就要产生一个中断，CPU 必须处理该中断；如果采用了缓冲，则慢速I/O 设备将缓冲填满时，才向CPU发出中断，减少了中断次数和CPU 的中断处理时间。

(3) 解决DMA 或通道方式下数据传输的瓶颈问题。

DMA或通道方式都用于成批数据传输，在无缓冲的情况下，慢速I/O设备只能一个字节一个字节的传输信息，成了DMA 或通道方式数据传输的瓶颈。

缓冲的设置适应了DMA 或通道方式的成批数据传输方式，解决了数据传输的瓶颈问题。

8-5 常用的缓冲技术有哪些？答：常用的缓冲技术有双缓冲、环形缓冲和缓冲池。

引入双缓冲以提高处理机与I/O设备之间的并行操作程度，例如，输入设备备先将第一个缓冲装满数据，在输入设备向第二个缓冲装数据时，处理机就可以从第一个缓冲中取出数据进行处理。

第一个缓冲的数据处理完毕，若第二个缓冲已经装满数据，则处理机又可以从第二个缓冲中取出数据进行行处理，而输入设备又向第一个缓冲装填数据。

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収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。