操作系统原理 庞丽萍 答案 习题六答案

（一）选择题第一章1.操作系统是计算机系统的一种﹎﹎A﹎﹎。

A：(1)应用软件(2)系统软件(3)通用软件(4)工具软件2. 操作系统是一种系统软件，它﹎﹎A﹎﹎。

A：(1)控制程序的执行 (2)管理计算机系统的资源(3)方便用户使用计算机 (4)管理计算机系统的资源和控制程序的执行3.下列选择中，﹎﹎A﹎﹎不是操作系统关心的主要问题，A：(1)管理计算机裸机 (2)设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面(3)管理计算机系统资源 (4)高级程序设计语言的编译器4. 操作系统的主要功能是管理计算机系统中的资源，其中包括﹎﹎A﹎﹎管理和存储器管理，以及设备管理和文件管理。

这里的﹎﹎A﹎﹎管理主要是对进程进行管理。

A:(1)存储器 (2)虚拟存储器 (3)运算器（4）处理机 (5)控制器5. 实现不同的作业处理方式（如：批处理、分时处理、实时处理等），主要是基于操作系统对 A 管理采用了不同的策略。

A: (1)处理机 (2)存储器 (3)设备 (4)文件6. 在操作系统中采用多道程序设计方式能提高CPU和外部设备的﹎﹎﹎﹎。

A: (1)利用效率 (2)可靠性 (3)稳定性 (4)兼容性7. 为了实现多道程序设计，计算机需要有﹎﹎A﹎﹎。

A: (1)更大的内存 (2)更快的外部设备 (3)更快的CPU (4)更先进的终端8. 多道程序设计系统中，让多个计算问题同时装入计算机系统的主存储器﹎﹎A﹎﹎。

A：(1)并发执行 (2)顺序执行(3)并行执行 (4)同时执行9.从总体上说，多道程序设计技术可﹎﹎A﹎﹎单位时间的算题量。

A： (1)增加 (2)减少 (3)维持10.为了提高计算机的处理机和外部设备的利用率，把多个程序同时放入主存储器，在宏观上并行运行是﹎﹎A﹎﹎。

A:(1)分时操作系统 (2)实时操作系统 (3)批处理系统(4)多道程序设计 (5)并发程序设计11. 有一类操作系统的系统响应时间的重要性超过系统资源的利用率，它被广泛地应用于卫星控制、导弹发射、飞机飞行控制、飞机订票业务等领域是﹎﹎A﹎﹎。

操作系统原理复习题答案解析<<操作系统原理复习题答案>>第一部分名词解释答案第一章概论计算机系统: 计算机系统由硬件和软件两大部分组成. 硬件(即物理计算机)是系统的基本资源, 在硬件基础上配置的软件是对硬件功能的扩充和完善.裸机: 即不附加任何软件的物理计算机.虚拟机: 所谓虚拟是指逻辑的而非物理的计算机, 是指在物理计算机上加上若干层软件上构成的比裸机功能更强的、使用更方便的``虚拟计算机''. 操作系统是加在裸机上的第一层软件. 它是对裸机的首次扩充.操作系统: 从结构上看, 操作系统是用户程序及系统应用, 应用程序, 单道程序系统, 多道程序系统,中断, 通道, 异步事件, 批处理, 脱机方式, 批处理系统, 分时, 时间片, 响应时间,分时系统, 实时, 单用户交互式系统, 实时系统, 网络操作系统, 管态, 目态,特权指令, 非特权指令, 系统调用, 访管指令, 访管中断, 程序级接口, 人-机接口,脱机级接口, 联机级接口, 前台作业, 后台作业, 并发性, 共享性, 不确定性, 并发,并行, 顺序共享, 并发共享, 中断机构, 中断源, 中断请求, 断点, 中断响应,中断处理程序, 中断处理, 中断返回, 输入输出中断, 故障中断, 程序状态字,外部中断, 时钟, 界限寄存器, 存储保护键, 冷启动, 热启动.2. 顺序性, 封闭性, 确定性, 可再现性, 竞争性, 制约性, 与速度无关,进程概念,执行状态, 就绪状态, 等待状态, 死锁状态, 挂起状态, 进程控制块, 纯代码,可再入程序, 用户进程, 系统进程, 进程模块, 非进程模块, 原语, 内核,进程控制, 互斥, 同步, 广义同步, 临界资源, 临界区, 同类临界区, 信号量,忙等待方式, 让权等待方式, P V 操作, 生产者与消费者, 公用信号量,私用信号量, 消息缓冲, 消息队列, 管道, 作业, 脱机作业, 联机作业, 作业控制,作业控制块.3. 高级调度, 中断调度, 低级调度, 进程调度, 调度方式, CPU 周期, 剥夺方式,非剥夺方式, 吞吐量, 平均周时间, 平均带权周转时间, 平均等待时间, 响应比,先来先服务, 短作业优先, 最高响应比优先, 轮转法, 高优先级优先, 静态优先数,动态优先数, 多级反馈队列, 调度程序, 系统开销, 系统颠簸.4. 存储空间, 地址空间, 物理地址, 逻辑地址, 绝对地址, 相对地址, 名空间,虚空间, 地址映射, 静态映射, 动态映射, 静态分配, 动态分配, 内存保护,内存扩充, 分区, 碎片, 内碎片, 首次适应法, 最佳适应法, 最坏适应法,固定分区, 可变分区, 地址越界, 越界中断, 覆盖, 交换, 整体交换, 部分交换,交换时间, 分页, 分块, 页表控制寄存器, 快表, 直接映射, 间接映射, 段,实存管理, 整体性, 驻留性, 连续性, 虚拟空间, 局部性, 交换性, 时间局部性,空间局部性, 请求颁, 实页, 虚页, 最近最少未使用法, 最近最少使用法,访问寄存器法, 缺页中断, 抖动, 页的淘汰, 动态链接.5. 块设备, 字符设备, 中断处理方式, DMA方式, 设备无关性, 独享设备, 共享设备,中断向量设备驱动程序, 专用缓冲区, 公用缓冲区, 单缓冲池, 多缓冲区, 缓冲池, 静态分配, 动态分配, 打开, 关闭, 假脱机, 虚拟设备驱动进程, 拄面号, 盘面号, 扇区号.6. 文件, 记录式文件, 流式文件, 文件卷, 文件控制块, 文件目录, 目录树, 路径名,相对路径名, FCB表, FCB目录项, 名号目录项, 文件共享, 连续文件, 链接文件, 索引文件, 位示表, 存取控制表, 打开文件, 关闭文件, 活动文件控制块表,系统打开文件表, 文件连接表.7. 死锁, 预防死锁, 避免死锁, 检测死锁, 解除死锁, 银行家算法.8. 单体结构, 模块分层结构, 顾客-服务员模式, 分布式系统, 网络拓扑, 网络类型,集中控制模式, 对称控制模式, 远程资源共享, 数据迁移, 计算迁移, 远程进程通信.第二部分回答问题一、概论1. 什么是裸机、虚拟机? 它们之间的关系是什么?2. 操作系统与用户程序的关系是什么?3. 冯. 诺伊曼机的主要特点是什么?4. 单道程序系统与多道程序系统各有什么特点和区别?5. 实现多道程序系统需要哪些硬件和软件的支持? 简述多道程序运行的特征.6. 什么是资源管理观点? 按此观点, 如何对计算机系统资源分类? 操作系统由哪几部分组成?7. 对你所熟悉的某个计算机系统, 说明其:(1)硬件组织的基本结构, 画出硬件配置图;(2)主要系统软件及它们的作用.8. 操作系统在计算机系统中的地位和作用是什么?9. 引入多道程序设计技术的起因和目的是什么?10. 操作系统有哪些基本类型? 它们的各自的主要特点是什么?11. 单道批处理和多道批处理的区别何在?12. 分时系统与实时系统有什么联系和区别? 它们各有哪些特点?13. 操作系统的主要特性是什么?14. 批处理和分时系统各具有什么特点? 为什么分时系统的响应速度比较快?15. 实时系统的特点是什么? 一个实时系统和分时系统看起来很相似, 它们有什么本质的区别?16. 什么是管态, 目态? 为什么要区分CPU的两种执行状态?17. 操作系统提供哪些接口? 它们的作用是什么?18. 并行操作与并发执行有什么区别?19. 联机方式与脱机方式有什么区别? 各适用于什么类型的操作系统?20. 通道与CPU 之间以什么方式通信? 简述中断技术和缓冲机构的作用.21. 网络操作系统与基本操作系统有何不同?22. 什么是操作系统? 它的主要功能是什么?二、进程与作业管理和调度1. 什么是进程? 进程与程序的主要区别是什么?2. 程序的顺序执行与并发执行各有什么特性?3. 什么是进程? 说明进程的特性. 基本状态及物理表示.4. 为什么说PCB 是操作系统感知进程存在的唯一标志?5. 什么是与时间有关的错误? 试举例说明.6. 如图2-11所示的进程状态, 图中标上的数字分别表示一种形式的状态变迁. 现设分别有进程处于执行态. 就绪态和等待态, 试判别下列诸条件式是否成立? 为什么?1→2, 1→3, 2→1, 2→4, 3→1, 3→4, 4→1, 4→2, 4→3, 5→1条件式"X→Y"表示, 若一进程产生状态变迁X, 则导致另一进程产生状态变迁Y.7. 操作系统的内核是什么?8. 原语和非内核程序在执行方式上有什么不同?9. 用户进程是通过什么方式访问内核原语的?10. 内核通常完成哪些功能? 经内核扩充后形成的虚拟机有哪些属性?11. 原语是什么? 原语和广义指令(系统调用命令)有何区别?12. 建立进程的实质是什么? 撤销原语完成哪些工作?13. 系统进程与用户进程的什么区别? 在产生和消亡过程方面的什么差别?14. 正在等待某事件的进程处于什么状态? 何时它能变为就绪状态参与调度?由谁负责这两个状态之间的转化?15. 进入内核的方式有哪几种? 谁可以直接访问内核原语?16. 进程模块与非进程模块有什么区别和联系?17. 怎样理解原语在执行过程中的不可分割性? 怎样实现不可分割性?18. 什么是进程控制? 进程控制操作的哪些?19. 第一个用户进程由操作系统的哪个机构建立? 由什么原因引起? 用户进程被建立以后处于什么状态?20. 一个进程在正常结束后怎样进入停止状态? 一个进程停止后, 由谁将另一个进程启动运行?21. 进程的阻塞是怎样实现的? 一个进程能否阻塞另一个进程? 引起阻塞的原因是有哪些?22. 一个进程阻塞后, 为什么另一个进程会变为运行态? 这是怎样转换的? 谁负责?23. 进程的唤醒是怎样实现的? 由谁唤醒? 由什么原因引起?24. 阻塞与就绪有什么区别? 为什么要区分这两种状态?25. 由谁负责进程由运行态变为就绪态转换过程? 由什么原因引起?26. 为什么进程不能由阻塞态直接变为运行态?27. 什么是进程调度? 由谁负责进程调度? 为什么要进行进程调度?28. 有哪些原因可以引起进程调度程序的执行?29. 什么是挂起状态? 为什么要引入挂起状态?30. 引起进程挂起的原因有哪些?31. 阻塞状态与挂起状态有什么区别?32. 操作系统的哪一个机构负责进程的挂起和解除挂起? 设置该机构的目的是什么?何时实施挂起和解挂?33. 把等待状态下的进程按优先级排序有无意义? 为什么?34. 一进程被阻塞后其断点落在何处? 当它被唤醒后从何处继续执行?35. 什么是同步. 互斥. 广义同步? 互斥与同步有什么区别和联系?36. 什么是临界资源? 临界资源与非临界资源有什么区别?37. 什么是临界区? 临界区与非临界区有什么区别?38. 什么是同类临界区? 不同类的临界区之间是否必须互斥执行?39. 操作系统的同步机构对解决临界区互斥问题应遵循哪些准则?40. 什么是进程同步? 什么情况下进程之间需要同步?41. 进程的忙等待方式与让权等待方式有何区别? 让权等待方式比忙等待方式有什么优越性? 怎样实现让权等待方式?42. 什么是信号量? 其物理意义是什么? 初值怎样设置?43. 什么是公用信号量与私用信号量? 各有什么用途?44. 为什么P. V操作各自是不可分割的? 怎样理解其不可分割性?45. 在生产者与消费者关系的算法中, 交换两个V操作的次序会有什么结果?交换两个P操作的次序呢? 说明理由.46. N 个并发程序共用一个公用变量Q, 写出用信号量实现N个进程互斥时的程序描述, 并说明信号量取值范围.47. 有三个进程GET, COPY, PUT, 共用二个缓冲区, S. D(其大小为每次存放一个记录), GET进程负责不断的把输入记录送入缓冲区S中, COPY进程负责从缓冲区S中取出记录复制到缓冲区T中, 而PUT进程负责把记录从缓冲区T中取出打印. 试用P. V操作实现这三个进程之间的同步.48. 在生产者-消费者问题中, 我们设置三个信号灯, 一个用于互斥的信号灯MUTEX,其初值为1;另外两个信号灯是:FULL(初值为0, 用以指示缓冲区内是否有物品) 和EMPTY(初值为N, 表示可利用的缓冲区数目). 试写出此时的生产者-消费者问题的描述.49. 在生产者-消费者问题中若生产者和消费者进程的数目分别是M和N, 就上一题目中给出的各信号量讨论FULL和EMPTY的取值范围.50. 有一个阅览室, 共100 个座位, 读者进入时必须在一张登记表上登记, 对应每个座位列有一表目, 包括座号和读者姓名, 读者离开时要消掉登记信息.试问为描述读者的活动, 应设置几个进程? 试用类PASCAL语言和P. V操作写出这些进程间的同步算法.51. 设某航空公司有N个售票处, 它们通过终端远程讨问设在公司总部的航空订票系统, 并要查询或修改系统中记录所有班机当前订票数的数据库B. 设R(I) 和W(I)分别为各售票处的查询或修改进程, 各个售票处的各个进程R(I)和W(I) 均可并发执行, 试用类PASCAL语言和P. V操作写出这些进程间的同步算法. 52. 设有三个进程P1, P2, P3, 它们有如图所示的并发关系, 试用P. V操作实现进程间的同步.53. 若上题中P1与P2有一段互斥临界区, 试修改上题中进程间的同步关系.54. 设有六个进程P1, P2, ... , P6, 它们有如图所示的并发关系, 试用P. V操作实现这些进程的同步.55. 若P2与P3是互斥进程, 试修改上题中的同步关系.56. 信息缓冲通讯与管道通讯各有什么特点?57. 何为作业? 用户提交的作业由哪几部分组成?58. 说明进程与作业和进程的联系与区别?59. 何为JCB? 其作用是什么? 由谁建立? 在何时建立和撤消? 通常含有哪些内容?60. 注销一个作业通常要做哪些工作? 由谁执行?61. 作业控制包括哪些内容? 分时系统与批处理上有何不同?62. 处理机调度一般分几个级别? 说明每级调度的含义.63. 作业调度一般功能是什么? 批处理系统与分时系统的作业调度有何区别?64. 导致进程调度的时机是什么?65. 导致作业调度的时机是什么?66. 导致中级调度的时机是什么? 为什么要进行中级调度?67. 剥夺式进程调度是指系统能够强制性的使执行进程放弃处理机. 试问: 分时系统采用的是剥夺式还是非剥夺式进程调度? 实时系统呢?68. 试述进程调度的主要任务, 为什么说它把一台处理机变为多台逻辑上的处理机?69. 如果进程调度采用剥夺式HPF算法, 那么正文中给出的进程唤醒机构(V操作原语和wakeup原语)是否需要修改? 若要修改, 应怎样修改? 用类PASCAL语言描述. 70. 如果某调度算法使得平均等待时间和平均周转时间为最小, 那么该算法是最隹的. 该结论是否成立? 说明你的理由.71. 证明SF算法导致最短的平均周转时间.72. HRN算法(最高响应比优先)是如何防止作业或进程的无限延迟的?73. 假定RR算法调度一个进程所需的CPU 时间的平均值为A, 各进程的CPU 周期的平均时值为T(T>=A), 讨论下述时间片S的不同设置将导致什么结果或产生什么影响?(1) S=∝(2) S 稍大于0 (3) S=A (4) A<sT</s74. 在采用HPF调度中:(1) 在某一时刻系统中既无执行态进程又无就绪态进程, 是否可能? 若可能, 在什么情况下会发生?(2) 执行态进程的优先级是否一定不低于任一个就绪态进程?75. 多级反馈队列是如何实现下述目标的?(1) 短者优先;(2) I/O型进程优先.76. 简述平均周转时间, 平均带权周转时间和平均等待时间的含义, 并指出这三种估评标准对作业或进程调度性能的评估各侧重哪一方面.77. 什么是CPU周期? 进程调度方式与CPU周期有何联系?三、存储器管理1. 存储器管理的对象、目的及任务是什么?2. 什么是碎片? 内碎片和外碎片的区别是什么?3. 说覆盖管理扩充了内存, 这是从什么意义上说的? 实现覆盖的困难是什么?4. 对采用可变分区的交换系统和采用固定分区的交换系统, 讨论前者比后者的优越性.5. 说覆盖管理括充了内存, 这是从什么意义上说的? 实现覆盖的困难是什么?6. 对采用可变分区的交换系统和采用固定分区的交换系统, 讨论前者比后者的优越性.7. 考虑一个由8页且每页1K组成的地址空间, 如果内存被分成32块, 试问:(1) 逻辑地址的有效位数是多少?(2) 物理地址需多少位?8. 考虑下面的段表:段号基地址段长0 219 6001 2300 142 90 1003 1327 5804 1952 96给出下列各逻辑地址所对应的物理地址:(0,430), (1,10), (2,88), (3,444), (4,112).9. 分页管理与分段管理的主要区别是什么?10. 对于共享一个纯代码程序, 采用分页管理还是分段更容易实现? 说明理由.11. 在利用快表的段页式系统中, 完成一次地址映射需经过几个映射环节?12. 对于一个利用快表且页表存于内存的分页系统, 假定CPU一次访内时间为1微秒, 访问快表的时间可忽略不计. 如果85%的地址映射可直接通过快表完成, 那么进程完成一次内存读写的平均有效时间是多少?13. 什么是虚拟存储器? 你根据什么说一个计算机系统肯定支持虚拟存储器?14. 虚拟存储管理的基本思想是什么? 其核心是什么?15. 考虑一个进程的访内序列如下: 10, 11, 104, 170, 73, 309, 185, 245, 246, 434,458, 364.(1) 若页尺寸为100, 给出访页踪迹.(2) 若该进程的内存空间为200, 采用FIFO淘汰算法, 那么缺页率是多少?(3) 若采用LRU淘汰算法, 给出缺页率.16. 假定某进程访页踪迹如下:1, 2, 3, 4, 2, 1, 5, 6, 2, 1, 2, 3, 7, 6, 3, 2, 1, 2, 3, 6在下表的空格中填上相应的缺页中断数:---------------------------------------------------分得的实页数 1 2 3 4 5 6---------------------------------------------------FIFO算法LRU算法---------------------------------------------------17. 考虑一个请求分页系统, 测得如下的时间利用率:CPU: 20%, 分页磁盘: 97.7%, 其他外设: 5%下列措施中, 哪个(些)可改善CPU的利用率? 说明理由.(1) 更换速度更快的CPU;(2) 更换更大容量的分页磁盘;(3) 增加内存中的用户进程数;(4) 挂起内存中的某个(些)进程.18. 什么是动态连接? 为什么说分段虚拟系统有利于动态连接?三、设备管理1. 什么是快设备和字符设备? 各自的特点是什么?2. 什么是通道? 通道与CPU是如何通信的?3. 在总线结构的计算机系统中, 为什么要引入DMA输入/出方式?4. 在层次结构上看, I/O系统可大致分为几个层次? 各层次软件的任务是什么?5. I/O系统需要设置哪些数据结构? 各自的作用是什么?6. 为什么要设置内存I/O缓冲区? 有哪几种缓冲区形式? 各自的作用是什么?7. 对于专用缓冲区的生产者与消费者, 若生产者的生产速度始终快于消费者的消费速度,或者反过来, 消费速度始终快于生产速度. 试问: 对这两种情况应分别采用哪种缓冲区技术较为适宜?8. 基于缓冲池管理方案, 使用类PASCAL言语描述过程getbuf.9. 打开一个特别文件的含义及效果是什么?10. 为什么要引入SPOOLING系统? SPOOLING系统可带来哪些好处?11. SPOOLING进程处于I/O系统层次结构中的哪一层? 它与哪些进程有通讯关系?12. 设备驱动程序有哪几种运行方式?13. 设备驱动程序是系统进程还是用户进程? 何时建立? 何时工作? 何时进入等待状态?14. 访盘时间由哪几部分组成? 其中哪一个是磁盘调度的主要目标? 为什么?15. 说明FCFS、SSTF、SCAN三种磁盘调度算法的优缺点.16. 设某移动头磁盘有200个柱面, 编号为0--199, 磁头当前正处在143柱面, 对于如下请求序列: 86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130 求在FCFS、SSTF和SCAN调度算法下的磁头移动顺序及移动总量(以柱面数计).17. 基于某种I/O系统结构及数据结构, 举例说明从用户进程请求某I/O操作开始, 到该I/O操作完成的全过程.四、文件管理1. 什么是文件和文件目录?2. 文件卷是什么? 卷超级块应包含哪些内容?3. 为什么说文件系统是操作系统与用户关系最密切的部分?4. 什么是FCB? 一个FCB通常应包含哪些内容?5. 文件目录的作用是什么? 有哪几种基本的目录结构?6. 在读写一个文件前需要进行检索, 文件检索包括两个步骤: 一是目录检索, 二是寻址. 它们的任务分别是什么?7. 在目录树结构中, 目录项可如何组成?8. 为什么说名号目录树可以加快目录检索?9. 为什么说名号目录树有利于实现文件共享?10. 设一个文件占据了100个物理块, 对于连续、链接和索引文件, 试问如果要将一块信息:(1) 加在文件的首部;(2) 插入文件的中间;(3) 加在文件的尾部;(4) 从文件的首部删去;(5) 从文件的中间删去;(6) 从文件的尾部删去;那么分别需要启动多少次I/O操作?11. 某文件系统使用1K字节的物理块和16位的盘地址, FCB中含有8个物理块号以及一个一重间接索引指针和一个二重间接索引块指针, 那么一个文件的尺寸最大可达多少?12. 在UNIX系统中, 打开路径game/zapper需放盘多少次?13. 为什么要在FCB中设置连接计数器?14. 为什么要引入``打开''和``关闭''操作?15. 说明``关闭''操作的执行过程.16. 有的系统在一文件首次被引用时由操作系统自动隐式地将它打开, 当一作业运行结束时, 又由系统自动关闭该作业的所有打开文件; 有些系统则要求用户必须显式执行文件的打开和关闭命令. 试比较这两种方案的优缺点.17. 对于一个你熟悉的操作系统, 列出与文件目录操作有关的键盘命令.五、死锁1. 产生死锁的四个必要条件是否都是独立的? 能否给出一个必要条件的最小集合?2. 在一个死锁中, 只包含一个进程是否可能?3. 如果三个进程共享四个同类资源, 且每个进程至少需要两个资源, 那么这三个进程是否会陷入死锁? 为什么?4. 假定系统中有ｍ个同类资源, 并被ｎ个进程所共享, 进程每次只申请或释放一个资源.如果:(1) 每个进程至少需要一个资源, 且最多不超过ｍ个资源;(2) 所有进程的需求总和少于ｍ＋ｎ;证明概系统不会发生死锁.5. 设有四个进程p1、p2、p3、p4共享一组资源r1、r2、r3、r4, 假定在某个时刻它们的资源分配状态如下所示:｜1 1 1 0｜｜1 0 0 1｜｜｜｜｜｜1 0 0 1｜｜0 0 1 0｜Ａ＝( 0, 0, 0, 1 ) Ｕ＝｜｜Ｒ＝｜｜｜0 0 1 0｜｜0 0 0 1｜｜｜｜｜｜0 0 1 0｜｜0 1 0 1｜(1) 给出该状态的资源分配图RAG;(2) 给出该RAG的化简过程;(3) 该状态是死锁状态吗?6. 考虑如下资源分配状态:｜0 0 1 2｜｜0 0 0 0｜｜｜｜｜｜1 0 0 0｜｜0 7 5 0｜｜｜｜｜Ａ＝( 1, 5, 2, 0 ) Ｕ＝｜1 3 5 4｜Ｒ＝｜1 0 0 2｜｜｜｜｜｜0 6 3 2｜｜0 0 2 0｜｜｜｜｜｜0 0 1 4｜｜0 6 4 2｜(1) 该状态是安全状态吗?(2) 如果进程p2提出资源请求( 0, 4, 2, 0 ), 能否立即给予满足?。

操作系统原理第四版庞丽萍习题八答案习题八参考答案（P192）8-1什么是“设备独立性”？引入这一概念有什么好处？解答：所谓设备独立性是指，用户在编制程序时所使用的设备与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名。

引入设备独立性，可使应用程序独立于物理设备。

独立性可使用户程序独立于某一特定的物理设备。

此时，进程只需用逻辑设备名去请求使用某类设备。

当系统中有多台该类设备时，系统可将其中的任一台设备分配给请求进程，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？解答：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。

引入了缓冲技术的原因有：（1）为了进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。

（2）为了减少中断次数和CPU的中断处理时间。

如果没有缓冲，慢速I/O设备每传送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设备将缓冲区填满时，才向CPU 发出中断，从而减少了中断次数和CPU的中断处理时间。

（3）为了解决DMA或通道方式下数据传输的瓶颈问题。

DMA 或通道方式都适用于成批数据传输，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送信息，这造成了DMA或通道方式数据传输的瓶颈。

缓冲区的设置适应了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？解答：常用的缓冲技术有双缓冲、环形缓冲和缓冲池。

引入双缓冲可以提高处理机与设备之间的并行操作程度。

例如，输入设备先将第一个缓冲区装满数据，在输入设备向第二个缓冲区装数据时，处理机就可以从第一个缓冲区中取出数据进行处理；当第一个缓冲区的数据处理完毕，若第二个缓冲区已经装满数据，则处理机又可以从第二个缓冲区中取出数据进行处理，而输入设备又可向第一个缓冲区装填数据。

第一章习题及答案一、填空题1．用户与操作系统的接口有，两种。

【答案】命令接口，系统调用【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。

用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。

一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。

2．用户程序调用操作系统有关功能的途径是。

【答案】利用系统调用命令【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的途径，一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。

编程人员可以在这些语言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。

3．UNIX系统是①操作系统，DOS系统是②操作系统。

【答案】①分时（或多用户、多任务），②单用户（或单用户、单任务）【解析】 UNIX系统是一个可供多个用户同时操作的会话式的分时操作系统，DOS系统是为个人计算机设计的一个单用户操作系统。

4．现代计算机中，CPU工作方式有目态和管态两种。

目态是指运行①程序，管态是指运行②程序。

执行编译程序时，CPU处于③。

【答案】①用户，②操作系统，③目态【解析】 CPU工作方式分为目态和管态，主要是为了把用户程序和操作系统程序区分开，以利于程序的共享和保护。

5．从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为处理机、、和。

操作系统相应的组成部分是、、和。

【答案】处理机、存储器、输入／输出设备和文件资源；处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。

硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。

而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。

从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。

对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。

操作系统原理课后习题答案操作系统原理课后习题答案操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。

在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。

分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。

分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。

1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。

答：多道程序设计技术是指同时把多个作业放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。

多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。

宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。

微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。

1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。

1-7 工作情况如图。

CPU有空闲等待，它发生在100 ms与程序B都在进行I/O操作。

程序A无等待现象，程序B在0 ms间段内有等待现象。

150 ms时间段内，此时间段内程序A50 ms时间段与180 ms200 ms时第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。

操作系统教程课后习题参考答案习题一习题二习题三习题四习题五习题六习题一1．设计操作系统的主要目的是什么？设计操作系统的目的是：（1）从系统管理人员的观点来看，设计操作系统是为了合理地去组织计算机工作流程，管理和分配计算机系统硬件及软件资源，使之能为多个用户所共享。

因此，操作系统是计算机资源的管理者。

（2）从用户的观点来看，设计操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面，以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节，就能方便灵活地使用计算机。

2．操作系统的作用可表现在哪几个方面？(1) 方便用户使用：操作系统通过提供用户与计算机之间的友好界面来方便用户使用。

(2) 扩展机器功能：操作系统通过扩充硬件功能和提供新的服务来扩展机器功能。

(3) 管理系统资源：操作系统有效地管理系统中的所有硬件和软件资源，使之得到充分利用。

(4) 提高系统效率：操作系统合理组织计算机的工作流程，以改进系统性能和提高系统效率。

(5)构筑开放环境：操作系统遵循国际标准来设计和构造一个开放环境。

其含义主要是指：遵循有关国际工业标准和开放系统标准，支持体系结构的可伸缩性和可扩展性；支持应用程序在不同平台上的可移植性和互操作性。

3．试叙述脱机批处理和联机批处理工作过程（1）联机批处理工作过程用户上机前，需向机房的操作员提交程序、数据和一个作业说明书，后者提供了用户标识、用户想使用的编译程序以及所需的系统资源等基本信息。

这些资料必须变成穿孔信息，（例如穿成卡片的形式），操作员把各用户提交的一批作业装到输入设备上（若输入设备是读卡机，则该批作业是一叠卡片），然后由监督程序控制送到磁带上。

之后，监督程序自动输入第一个作业的说明记录，若系统资源能满足其要求，则将该作业的程序、数据调入主存，并从磁带上调入所需要的编译程序。

编译程序将用户源程序翻译成目标代码，然后由连接装配程序把编译后的目标代码及所需的子程序装配成一个可执行的程序，接着启动执行。

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〕可扩大性〔4〕开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：〔1〕OS作为用户及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开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及技术开展：〔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〕计算机体系构造的不断开展。

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展的。

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展的。

6．试说明推动分时系统形成和开展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和开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，在用户能承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。

习题七参考答案（P167）7-7如图7.39所示，主存中有两个空白区。

现有这样一个作业序列：78KB120KB作业1 作业2 作业31需求，分割后还剩8KB 的空白区。

因此首次适应法可以吞吐此作业序列。

用最佳适应法，则先分配78KB 的空白区给作业1，还剩28KB 的空白区，不能满足作业2的需求，因此分配120KB 的空白区给作业2，还剩60KB 的空白区。

此时系统中有大小为28KB 和60KB 的两个空白区，它们均不能满足作业3的需求。

因此最佳适应法不能吞吐此作业序列。

7-8已知主存有256KB容量，其中OS占用低址20KB，可以有这样一个作业序列：作业1 要求80KB作业2 要求16KB作业3 要求 140KB作业1 完成作业3 完成作业4 要求80KB作业5 要求 120KB试用首次适应算法和最佳适应算法分别处理上述作业序列（在存储分配时，从空白区高址处分割作为已分配区），并完成以下各步：（1） 画出作业1、2、3进入主存后，主存的分配情况。

（2） 作业1、3完成后，画出主存分配情况。

（3） 画出两种算法中空白区的分区描述器信息（假定分区描述器所需占用的字节数已包含在作业所要求的主存容量中）及空白区链接情况。

（4） 哪种算法对该作业序列而言是合适的？答：（1）作业1、2、3进入主存后，主存的分配情况如下图所示：（2）作业1、19KB（3）首次适应法中空白区的分区描述器信息及空白区链接情况如下所示：m_rib（4）若采用首次适应法，则应将起始地址为19KB的空白区（大小为140KB）分配给作业4，还剩下96KB空白区。

此时系统中有两个空白区，它们的大小分别为96KB和80KB，都不能满足作业5的需求。

所以这种方法对该作业序列是不合适的。

若采用最佳适应法，则应先将起始地址为176KB 的空白区（大小为80KB ）分配给作业4。

此时系统中还有一个空白区，即起始地址为19KB ，大小为140KB 的空白区，它可以满足作业5的需求（120KB ）。

《操作系统原理》课程试卷答案班级_______________ 学号_____________ 姓名______________一、选择题（本大题共40分，每小题2分）1、在现代操作系统中引入了（ D ），从而使并发和共享成为可能。

A.单道程序B. 磁盘C. 对象D.多道程序2、( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。

A.网络B.分布式C.分时D.实时3、从用户的观点看，操作系统是（A ）。

A. 用户与计算机硬件之间的接口B.控制和管理计算机资源的软件C. 合理组织计算机工作流程的软件D.计算机资源的的管理者4、当CPU处于管态时，它可以执行的指令是（A ）。

A. 计算机系统中的全部指令B. 仅限于非特权指令C. 仅限于访管指令D. 仅限于特权指令5、用户在程序中试图读取某文件的第100个逻辑块时，使用操作系统提供的（ A ）接口。

A. 系统调用B.图形用户接口C.原语D.键盘命令6、下列几种关于进程的叙述，（ A ）最不符合操作系统对进程的理解？A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序。

B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。

C.线程是一种特殊的进程。

D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

7、当一个进程处于（ B ）状态时，称其为等待（或阻塞）状态。

A. 它正等待中央处理机B. 它正等待合作进程的一个消息C. 它正等待分给它一个时间片D. 它正等待进入内存8、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（ D ）。

A.由就绪变运行B.由运行变就绪C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪9、下面关于线程的叙述中，正确的是（ C ）。

A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。

B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。

C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。

D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。

操作系统原理答案(总20页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第2章习题答案2-9.(1)x<=3 运行顺序为 Px，P3，P5，P6，P9T=(x+(x+3)+(x+3+5)+(x+3+5+6)+(x+3+5+6+9))/5=x+(2)3<x<=5 运行顺序为 P3，Px，P5，P6，P9T=(3+(3+x)+(3+x+5)+(3+x+5+6)+(3+x+5+6+9))/5=+(3)5<x<=6 T=+(4)6<x<=9 T=+(5)9<x T=+2-12．计算采用FCFS、SJN、RHN的平均周转时间和平均带权周转时间：各作业的周转时间Ti和平均周转时间T：T1= T2= T4=各个作业的平均带权周转时间W计算如下：W=(2/2+++=(1+++6)/4=2) SJN 作业运行顺序：1，3，4，2T1= T2==3T3= T4=各个作业的平均带权周转时间W计算如下：W=(2/2+3/+1/+/4=3) HRN 作业运行顺序：1，3，2，4先选择作业1 从。

当作业1完成时，究竟选谁运行，只有通过计算,选择响应比高者运行：作业2的响应比=( +/=作业3的响应比=(+ /=作业4还未到，只能选作业3运行。

作业3运行到结束，再计算剩余的作业2和4：作业2的响应比=（（）+）/=作业4的响应比=( /=2 选作业2运行。

作业2到完成。

最后运行作业4。

运行到,全部结束。

各个作业的周转时间计算如下：t1=2 t2== t3= t4==各个作业的平均周转时间计算如下：T==(2++1+/4=各个作业的平均带权周转时间计算如下：W=(2/2++1/+/4=2-13．已知作业A,B,C,D,E需要的运行时间分别为10,6,2,4,8分钟，优先级分别为3,5,2,1,4。