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操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考1. 习题一a) 内容描述:- 系统调用是操作系统提供给用户程序的一组接口，用于访问操作系统的功能和服务。
- 系统调用是以进程的方式运行的，通过软中断或硬中断触发，并返回一个状态值，表示系统调用的执行结果。
b) 答案:系统调用的主要目的是提供一种安全的方式，让用户程序能够访问操作系统的特权功能。
通过系统调用，用户程序可以进行文件操作、网络通信、进程管理等功能。
2. 习题二a) 内容描述:- 进程是计算机中正在运行的程序的实例。
- 进程由程序代码、相关数据和执行上下文组成。
- 进程拥有自己的虚拟内存空间、寄存器状态和资源。
- 进程可以通过操作系统的调度机制进行切换和调度。
b) 答案:进程的主要特征包括并发性、独立性和随机性。
并发性指的是多个进程可以同时存在和执行；独立性指的是进程拥有独立的资源和执行上下文；随机性指的是进程的执行顺序和时间不确定。
3. 习题三a) 内容描述:- 死锁是指两个或多个进程因为竞争有限的资源而无法继续执行的状态。
- 死锁发生的原因包括互斥、占有且等待、不可抢占和循环等待。
b) 答案:死锁的预防和避免是操作系统中重要的问题。
预防死锁的方法包括破坏死锁产生的条件，如破坏互斥条件、破坏占有且等待条件等；避免死锁的方法包括资源分配图和银行家算法。
4. 习题四a) 内容描述:- 页面置换算法是操作系统中用于管理虚拟内存的重要手段。
- 页面置换算法的目标是在有限的物理内存空间中有效地管理大量的进程和页面。
- 常见的页面置换算法有FIFO、LRU和LFU等。
b) 答案:页面置换算法的选择依赖于系统的具体需求和资源限制。
FIFO算法是最简单的页面置换算法，它总是选择最先进入内存的页面进行置换；LRU算法则是根据页面最近被访问的频率进行置换；LFU算法是根据页面被访问的次数进行置换。
5. 习题五a) 内容描述:- 文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的一组服务和数据结构。
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。
操作系统第五版费祥林-课后习题答案参考第二章处理器管理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 。
则三个作业的总周转时间为：T2=b＋(b＋a ) ＋(b＋a + c ) = 3b + 2a + c ②令②-①式得到：T2 - Tl = b- a> 0可见，采用短作业优先算法调度才能获得最小平均作业周转时间。
第2章操作系统的运行环境2.2 现代计算机为什么设置目态/管态这两种不同的机器状态？现在的lntel80386设置了四级不同的机器状态（把管态又分为三个特权级），你能说出自己的理解吗？答：现在的Intel 80386把执行全部指令的管态分为三个特权级，再加之只能执行非特权指令的目态，这四级不同的机器状态，按照系统处理器工作状态这四级不同的机器状态也被划分管态和目态，这也完全符合处理器的工作状态。
2.6 什么是程序状态字？主要包括什么内容？答：如何知道处理器当前处于什么工作状态，它能否执行特权指令，以及处理器何以知道它下次要执行哪条指令呢？为了解决这些问题，所有的计算机都有若干的特殊寄存器，如用一个专门的寄存器来指示一条要执行的指令称程序计数器PC，同时还有一个专门的寄存器用来指示处理器状态的，称为程序状态字PSW。
主要内容包括所谓处理器的状态通常包括条件码--反映指令执行后的结果特征；中断屏蔽码--指出是否允许中断，有些机器如PDP-11使用中断优先级；CPU的工作状态--管态还是目态，用来说明当前在CPU上执行的是操作系统还是一般用户，从而决定其是否可以使用特权指令或拥有其它的特殊权力。
2.11 CPU如何发现中断事件？发现中断事件后应做什么工作？答：处理器的控制部件中增设一个能检测中断的机构，称为中断扫描机构。
通常在每条指令执行周期内的最后时刻中扫描中断寄存器，询为是否有中断信号到来。
若无中断信号，就继续执行下一条指令。
若有中断到来，则中断硬件将该中断触发器内容按规定的编码送入程序状态字PSW的相应位（IBM-PC中是第16~31位），称为中断码。
发现中断事件后应执行相中断处理程序，先由硬件进行如下操作：1、将处理器的程序状态字PSW压入堆栈2、将指令指针IP（相当于程序代码段落的段内相对地址）和程序代码段基地址寄存器CS的内容压入堆栈，以保存被子中断程序的返回地址。
3、取来被接受的中断请求的中断向量地址（其中包含有中断处理程序的IP，CS的内容），以便转入中断处理程序。
课后习题答案-计算机操作系统第三版第一章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？（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。
针对及时处理问题，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。
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。
3.1论述长期、中期、短期调度之间的区别。
答：短期调度：在内存作业中选择准备执行的作业，并未他们分配CPU。
中期调度：被用于分时系统，一个交换方案的实施，将部分运行程序移出内存，之后，从中断处继续执行。
长期调度：确定哪些作业调入内存以执行。
区别：它们区别在于执行频率。
短期调度必须经常调用一个新进程，由于在系统中，长期调度处理移动的作业时，并不频繁被调用，可能在进程离开系统时才被唤起。
3.2描述内核在两个进程间进行上下文切换的过程。
答：进程关联是由进程的PCB来表示的，它包括CPU寄存器的值和内存管理信息等。
当发生上下文切换时，内核会将旧进程的关联状态保存在其PCB中，然后装入经调度要执行的新进程的已保存的关联状态。
上下文切换还必须执行一些确切体系结构的操作，包括刷新数据和指令缓存。
3.4使用图3.24所示的程序，说明LINE A可能输出什么。
答：输出：PARENT:value=5;父进程中value初始值为5，,value+=15发生在子进程，输出发生在父进程中，故输出value 的值为5。
3.5下面设计的优点和缺点分别是什么？系统层次和用户层次都要考虑。
a.同步和异步通信b．自动和显式缓冲c.复制传送和引用传送d.固定大小和可变大小信息答：a.同步和异步通信：同步通信的影响是它允许发送者和接收者之间有一个集合点。
缺点是阻塞发送时，不需要集合点，而消息不能异步传递。
因此，消息传递系统，往往提供两种形式的同步。
b．自动和显式缓冲：自动缓冲提供了一个无限长度的队列，从而保证了发送者在复制消息时不会遇到阻塞，如何提供自动缓存的规范，一个方案也许能保存足够大的内存，但许多内存被浪费缓存明确指定缓冲区的大小。
在这种状况下，发送者不能在等待可用空间队列中被阻塞。
然而，缓冲明确的内存不太可能被浪费。
c.复制发送和引用发送：复制发送不允许接收者改变参数的状态，引用发送是允许的。
引用发送允许的优点之一是它允许程序员写一个分布式版本的一个集中的应用程序。
《 Linux 操作系统（第 2 版）》课后习题答案1.6练习题一、选择题1. Linux 最早是由计算机爱好者B开发的。
A. Richard PetersenB. Linus TorvaldsC. Rob PickD. Linux Sarwar2.下列 C 是自由软件。
A. Windows XPB. UNIXC. LinuxD. Windows 20003.下列B不是 Linux的特点。
A. 多任务B.单用户C. 设备独立性D. 开放性4.Linux 的内核版本 2.3.20 是A的版本。
A. 不稳定B. 稳定的C. 第三次修订D. 第二次修订5.Linux 安装过程中的硬盘分区工具是D。
A. PQmagicB. FDISKC. FIPSD. Disk Druid6.Linux 的根分区系统类型是 C 。
A. FATl6B. FAT32C. ext4D. NTFS二、填空题1. GNU 的含义是： GNU's Not UNIX 。
2.Linux 一般有 3 个主要部分：内核（ kernel）、命令解释层（ Shell 或其他操作环境）、实用工具。
3.安装 Linux 最少需要两个分区，分别是swap 交换分区和 /（根）分区。
4.Linux 默认的系统管理员账号是root。
三、简答题（略）1．简述 Red Hat Linux 系统的特点，简述一些较为知名的Linux 发行版本。
2．Linux 有哪些安装方式?安装 Red Hat Linux 系统要做哪些准备工作?3．安装 Red Hat Linux 系统的基本磁盘分区有哪些?4．Red Hat Linux 系统支持的文件类型有哪些？2.6练习题一、选择题1.C命令能用来查找在文件TESTFILE中包含四个字符的行？A. grep ’????’TESTFILEB. grep’⋯.’TESTFILEC. grep’^????$’TESTFILED. grep’^⋯ .$’TESTFILE2.B命令用来显示/home及其子目录下的文件名。
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。
.专业整理. .学习帮手. 1.什么是操作系统？其主要功能是什么？ 操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源,有效组织多道程序运行的系统软件(或程序集合),是用户和计算机直接的程序接口. 2.在某个计算机系统中，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，程序A、B同时运行，A略早于B。A的运行轨迹为：计算50ms、打印100ms、再计算50ms、打印100ms，结束。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是否空闲等待？若是，在那段时间段等待？ （2）程序A、B是否有等待CPU的情况？若有，指出发生等待的时刻。
0 50 100 150 200 250 300 50 100 50 100 50 100 20 100 (1) cpu有空闲等待,在100ms~150ms的时候. (2) 程序A没有等待cpu,程序B发生等待的时间是180ms~200ms. 1.设公共汽车上，司机和售票员的活动如下： 司机的活动：启动车辆；正常行车；到站停车。 售票员的活动：关车门；售票；开车门。 在汽车不断的到站、停车、行驶过程中，用信号量和P、V操作实现这两个活动的同步.专业整理. .学习帮手. 关系。 semaphore s1,s2; s1=0;s2=0; cobegin 司机();售票员(); coend process 司机() ｛ while(true) { P(s1) ; 启动车辆; 正常行车; 到站停车; V(s2); } ｝ process 售票员() { while(true) { 关车门; .专业整理. .学习帮手. V(s1); 售票; P(s2); 开车门; 上下乘客; } } 2.设有三个进程P、Q、R共享一个缓冲区，该缓冲区一次只能存放一个数据，P进程负责循环地从磁带机读入数据并放入缓冲区，Q进程负责循环地从缓冲区取出P进程放入的数据进行加工处理，并把结果放入缓冲区，R进程负责循环地从缓冲区读出Q进程放入的数据并在打印机上打印。请用信号量和P、V操作，写出能够正确执行的程序。 semaphore sp,sq,sr; int buf;sp=1;sq=0;sr=0; cobegin process P() { while(true) { 从磁带读入数据; P(sp); Buf=data; V(sq); .专业整理. .学习帮手. } } process Q() { while(true) { P(sq); data=buf; 加工data; buf=data; V(sr); } } process R() { while(true) { P(sr); data=buf; V(sp); 打印数据; } .专业整理. .学习帮手. } coend. 3.简述计数信号量的值与资源使用情况的关系。 当计数信号量大于0时,表示可用资源的数量;当它的值小于0时,其绝对值表示等待使用该资源的进程个数.
1． 假定某计算机系统有R1、R2两类可再用资源（其中R1有两个单位，R2有一个单位），
它们被进程P1、P2所共享，且已知两个进程均以下列顺序使用两类资源： →申请R1→申请R2→申请R1→释放R1→释放R2→释放R1→ 试求出系统运行过程中可能到达的死锁点，并画出死锁点的资源分配图。 ①进程P1占有一个R1,一个R2,进程P2占有一个R1.
②进程P1占用一个R1,进程P2占有一个R1,一个R2 R1
P1 P2
R2
R1 .专业整理.
.学习帮手. 2． 系统有同类资源m个，被n个进程共享，问：当m>n和m≤n时，每个进程最多可以请求多少个这类资源，使系统一定不会发生死锁？ m≤n时，每个进程最多请求1个这类资源时不会死锁；当m>n时，如果 m/n商为k, 余数为t：若t为0，每个进程最多请求k个，若t不为0，每个进程最多请求k+1个，则系 统不会发生死锁。 3． 设当前的系统状态如下，此时Available=(1,1,2).
进程 Max Allocation R1 R2 R3 R1 R2 R3 P1 3 2 2 1 0 0 P2 6 1 3 5 1 1 P3 3 1 4 2 1 1 P4 4 2 2 0 0 2
P1 P2
R2 .专业整理.
.学习帮手. (1)、计算各个进程还需要的资源数 （2）、系统是否处于安全状态？为什么？ （3）、进程P2发出请求向量request2=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （4）、若在进程P2申请资源后，P1发出请求向量request1=(1,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ （5）、若在进程P1申请资源后，P3发出请求向量request3=(0,0,1)，系统能把资源分配给它吗？ (1) R1 R2 R3 P1 2 2 2 P2 1 0 2 P3 1 0 3 P4 4 2 0 (2)系统处于安全状态,存在安全序列:P2→P1→P3→P4. (3)系统能把资源分配给它,存在安全序列:P2→P1→P3→P4. request1=(1,0,1)available=(1,1,2)>request2
假分配后 allocation= 1 112
211
2
available=(1,1,2)-(1,0,1)=(0,1,1)
need= 222
11 3
42 .专业整理. .学习帮手. (4)不能,因为资源不足. (5)不能,因为这样做会让系统处于不安全状态.
1． 有5个批处理作业A~E均已到达计算中心，其运行时间分别为2min、4min、6min、8min、10min。若采用时间片轮转算法，时间片为2min，计算出平均作业周转时间。 作业 执行时间 等待时间 周转时间 A 2 0 2 B 4 8 12 C 6 14 20 D 8 18 26 E 10 20 30
2． 若有如下表所示的4个作业进入系统，分别计算在FCFS、SJF、HRRF算法下平均周转时间和平均带权周转时间。
作业 提交时间 估计运行时间/min 1 8:00 120 2 8:50 50 3 9:00 10 4 9:50 20 .专业整理. .学习帮手. ① FCFS(先来先服务法) 作业 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 1 8:00 120min 8:00 10:00 120min 1 2 8:50 50min 10:00 10:50 120min 2.4 3 9:00 10min 10:50 11:00 120min 12 4 9:50 20min 11:00 11:20 90min 4.5 平均周转时间T =112.5min,平均带权周转时间W=4.975
② SJF(短作业优先法) 作业 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 1 8:00 120min 8:00 10:00 120min 1 2 8:50 50min 10:30 11:20 150min 3 3 9:00 10min 10:00 10:10 70min 7 4 9:50 20min 11:10 10:30 40min 2 平均周转时间T =95min,平均带权周转时间W=3.25 ③ HRRF(高响应比优先法)
作业 到达时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 1 8:00 120min 8:00 10:00 120min 1 2 8:50 50min 10:10 11:00 130min 2.06 3 9:00 10min 10:00 10:10 70min 7 4 9:50 20min 11:00 11:20 90min 4.5 平均周转时间T =102.5min,平均带权周转时间W=3.775 .专业整理. .学习帮手. 3． 多道批处理系统中有一台处理器和两台外部设备（I1和I2），用户存储空间为100MB。已知系统的作业调度及进程调度采用可抢占的高优先级调度算法(优先数越大优先级别越高)，主存采用不可移动的可变分区分配策略，设备分配遵循动态分配原则。现有4个作业同时提交给系统，如下表所示。求作业的平均周转时间。
作业名 优先数 运行时间及顺序/min 主存需求/MB A 7 CPU:1 I1:2 I2:2 50 B 3 CPU:3 I1:1 10 C 9 CPU:2 I1:3 CPU:2 60 D 4 CPU:4 I1:1 20 如下图 2 3 2 1 1 1 2 2 3 1
故有 作业 周转时间/min A 12 B 13 C 7
