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自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)第五章

自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)第五章
自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)第五章

第五章

5-1 已知单位反馈系统的开环传递函数,试绘制其开环频率特性的极坐标图 (1)()()

11

+=

s s s G

解:幅频特性: 2

11

)(ω

ωω+=

A

相频特性:

ωω?a r c t g --=090)(

列表取点并计算。

ω

0.5 1.0 1.5 2.0 5.0 10.0 )(ωA

1.79 0.707 0.37 0.224 0.039 0.0095 )(ω?

-116.6?

-135?

-146.3?

-153.4?

-168.7?

-174.2?

系统的极坐标图如下:

(2) ()()()

s s s G 2111

++=

解:幅频特性: 2

2

4111)(ω

ω

ω++=

A

相频特性: ωωω?2)(arctg arctg --= 列表取点并计算。

ω

0 0.2 0.5 0.8 1.0 2.0 5.0 )(ωA

1 0.91 0.63 0.414 0.317 0.17

2 0.0195 )(ω?

0?

-15.6?

-71.6?

-96.7?

-108.4?

-139.4?

-162.96?

系统的极坐标图如下:

(3) ()()()

1211

++=

s s s s G

解:幅频特性: 2

2

4111

)(ω

ω

ωω++=

A

相频特性:

ωωω?290)(0arctg arctg ---=

列表取点并计算。

ω

0.2 0.3 0.5 1 2 5 )(ωA

4.55 2.74

1.27

0.317

0.054

0.0039

)(ω?

-105.6?

-137.6?

-161?

-198.4?

-229.4?

-253?

(4) ()()()

s s s s G 2111

2++=

解:幅频特性:2

2

2

4111

)(ω

ω

ω

ω++=

A

相频特性:ωωω?2180)(0arctg arctg ---=

列表取点并计算。

ω

0.2 0.25 0.3 0.5 0.6 0.8 1 )(ωA

22.75

13.8

7.86 2.52 0.53 0.65 0.317 )(ω?

-195.6?

-220.6?

-227.6?

-251.6?

-261.6?

-276.7?

-288.4?

系统的极坐标图如下:

5-2 试绘制上题中各系统的开环对数频率特性(伯德图)。

(1)()()

11

+=

s s s G

解:系统为Ⅰ型,伯德图起始斜率为-20dB/dec ,在1

1-=s ω处与)(ωL =20K lg =0相交。

()

11+s 环节的交接频率1

11-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-40dB/de c 。 系统的伯德图如图所示:

(2) ()()()

s s s G 2111

++=

解:伯德图起始为0dB 线,

s 211+的交接频率1

121-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-20dB/de c 。 s

11+的交接频率1

21-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-40dB/de c 。 系统的伯德图如图所示。

(3)()()()

1211

++=

s s s s G

解:系统为Ⅰ型,伯德图起始斜率为-20dB/dec ,其延长线在ω=1处与)(ωL =20K lg =0相交。

s 211+的交接频率1

121-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-40dB/de c 。 s

11

+的交接频率121-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-60dB/de c 。 系统的伯德图如图所示。

(4) ()()()

s s s s G 2111

2

++=

解:系统为错误!未找到引用源。型,伯德图起始斜率为-40dB/dec ,其延长线在ω=1处与)(ωL =20K lg =0相交;

s 211+的交接频率1

121-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-60dB/de c 。 s

11+的交接频率1

21-=s ω,斜率下降20dB/dec ,变为-80dB/de c 。 系统的伯德图如图所示。

5-3设单位反馈系统的开环传递函数为

()()()

1s 5.01s 1.010

++=

s s G

试绘制系统的内奎斯特图和伯德图,并求相角裕度和增益裕度。 解:幅频特性: 2

2

)

5.0(1)

1.0(110

)(ωωωω++=

A

相频特性

ωωω?5.01.090)(0arctg arctg ---=

ω

0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 5.0 10.0 )(ωA

17.3

8.9

5.3 3.5 1.77 0.67

0.24

)(ω?

-106.89?

-122.3?

-135.4?

-146.3?

-163?

-184.76?

-213.7?

错误!未找到引用源。系统的极坐标图如图所示。

令()0

180-=ω?,解得47.4g =ω1

s -。

2.11

g g ==

(ωA K ,增益裕度: GM=58.1lg 20g =K dB 。

错误!未找到引用源。伯德图起始斜率为-20dB/dec,经过点20lg 20)(,11

===-K L s ωω。

11-=s ω处斜率下降为-40 dB/dec ,110-=s ω处斜率下将为-60dB/dec 。

系统的伯德图如下图所示。

令)(ωA =1得剪切频率

108.4-=s c ω,相角裕度PM=3.94deg 。

5-5 已知单位反馈系统的开环传递函数为

2

)

1(1

)(s s s G +=

用MATLAB 绘制系统的伯德图,确定0)(=ωL 的频率c ω,和对应的相角)(c ω?。 解:命令如下: >> s=tf('s');

>> G=1/((s*(1+s)^2)); >> margin(G2);

程序执行结果如上,可从图中直接读出所求值。

5-6 根据下列开环频率特性,用MATLAB 绘制系统的伯德图,并用奈氏稳定判据判断系统的稳定性。 (1))

12.0)(11.0)((10

)()(++=

ωωωωωj j j j H j G

解:命令如下: >> s=tf('s');

>> G=10/(s*(0.1*s+1)*(0.2*s+1)); >> margin(G);

如图,相角裕度和增益裕度都为正,系统稳定。 (2))

110)(11.0()(2

)()(2

++=

ωωωωωj j j j H j G 解:命令如下: >> s=tf('s');

>> G=2/((s^2)*(0.1*s+1)*(10*s+1)); >> margin(G);

如图,增益裕度无穷大,相角裕度-83,系统不稳定。

5-7 已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如图所示,试写出系统的开环传递函数,并汇出对应的对数相频曲线的大致图形。 (a ) 解:低频段由10lg 20=K 得,10=K

ω=21-s 处,斜率下降20dB/dec,对应惯性环节

1

5.01

+s 。

由上可得,传递函数()1

5.010

+=

s s G 。

相频特性ωω?5.0)(arctg -=。 汇出系统的相频特性曲线如下图所示。

(b ) 解:低频段斜率为-20dB/dec,对应积分环节s

1。

ω=21

-s

处,斜率下降20dB/dec,对应惯性环节

1

5.01

+s 。

在剪切频率18.2-=s c ω处,

15.012

2=+c

c K

ωω,解得8.4=K

传递函数为:)

15.0(8

.4)(G +=

s s s

(c ) 低频段斜率为-40dB/dec,为两个积分环节的叠加

21s

; 115.0-=s ω处,斜率上升20dB/dec,对应一阶微分环节12+s ; 122-=s ω处,斜率下降20dB/dec,对应一阶惯性环节

1

5.01

+s

传递函数形式为:)

15.0()

12()(2++=

s s s K s G

图中所示Bode 图的低频段可用传递函数为2

/s K 来描述,则其幅频特性为2

/ωK 。取对数,得21lg 20lg 20)(ωω-=K L 。

同理,Bode 图中斜率为-20dB/dec 的中频段可用s K /1来描述,则其对数幅频特性为

ωωlg 20lg 20)(12-=K L 。由图有,0)(2=c L ωdB,则有c K ω=1。

再看图,由)()(1211ωωL L =可解得5.01=?=c K ωω 综上,系统开环传递函数为)

15.0()

12(5.0)(2++=s s s s G

(参考李友善做法)

系统相频特性:ωωω?5.02180)(arctg arctg -+-= 曲线如下:

5-8 设系统开环频率特性的极坐标图如图5-T-2所示,试判断闭环系统的稳定性。 (a) 解:系统开环稳定,奈氏图包围(-1,0j )点一次,P ≠0,所以闭环系统不稳定。 (b) 解:正负穿越各一次,P=2(N +-N -)=0,闭环系统稳定。 (c) 闭环系统稳定。 (d) 闭环系统稳定。

5-9根据系统的开环传递函数)

5.01)(1(2()(s s s e s H s G s

++=

-τ)绘制系统的伯德图,并确定能使系统稳定之最大τ值范围。

解:0=τ时,经误差修正后的伯德图如图所示。从伯德图可见系统的剪切频率

115.1-=s c ω,在剪切频率处系统的相角为

9.1685.090)(-=---=c c c arctg arctg ωωω?

由上式,滞后环节在剪切频频处最大率可有

1.11的相角滞后,即

1.11180=τπ

解得s 1686.0=τ。因此使系统稳定的最大τ值范围为s 1686.00<≤τ。

5-10 已知系统的开环传递函数为

)

31)(1(()(s s s K

s H s G ++=

试用伯德图方法确定系统稳定的临界增益K 值。 解:由()()()()

s s s K

s H s G 311++=

知两个转折频率s rad s rad /1,/3121==ωω。令

1=K ,可绘制系统伯德图如图所示。

确定

180)(-=ω?所对应的角频率g ω。由相频特性表达式

18033.090)(-=---=g g g arctg arctg ωωω?

可得 9033.0133.12

=-g

g

arctg

ωω

解出

s rad g /732.13==ω

在伯德图中找到dB L g 5.2)(-=ω,也即对数幅频特性提高dB 5.2,系统将处于稳定的临界状态。因此

3

4

5.2lg 20=

?=K dB K 为闭环系统稳定的临界增益值。 5-11 根据图5-T-3中)(ωj G 的伯德图求传递函数)(s G 。 解:由dB L 0)1.0(=知1=K ;

由dB L 3)1(-=知1=ω是惯性环节由

1

1

+s 的转折频率; ω 从1增大到10,)(ωL 下降约dB 23,可确定斜率为dec dB /20-,知系统无其他

惯性环节、或微分环节和振荡环节。

0)1.0(=?和

83)1(-=?知系统有一串联纯滞后环节s

e

τ-。系统的开环传递函数为

()()()

1+=-s e s H s G s

τ

831801)1(-=?-

=τπ

?arctg 解得s 66.0=τ。可确定系统的传递函数为

()()()

166.0+=

-s e s H s G s

自动控制原理答案

第一章 习题答案 习 题 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ,b 与c ,d 用线连接成负反馈状态; (2) 画出系统方框图。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理,并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理,指出 被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 1-4 题1-4图是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器1P 、2 P

并联后跨接到同一电源0 E 的两端,其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结,组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵;输出轴则由直流电动机经减速后带动,电动机采用电枢控制的方式工作。 试分析系统的工作原理,指出系统的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图 1-5 采用离心调速器的蒸汽 机转速控制系统如题1-5图所示。 其工作原理是:当蒸汽机带动负载 转动的同时,通过圆锥齿轮带动一 对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链 可带动套筒上下滑动,套筒装有平 衡弹簧,套筒上下滑动时可拨动杠 杆,杠杆另一端通过连杆调节供汽 阀门的开度。在蒸汽机正常运行 时,飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡,套筒保持某个高度,使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速 ω下降,则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动,并通过杠杆增大供汽阀门的开度,从而使蒸汽机的转速回升。同理,如果由于负载减小使蒸汽机的转速 ω增加,则飞锤因离心力增加而使套筒上滑,并通过杠杆减小供汽阀门的开度,迫使蒸汽机转速回落。这样,离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响,使蒸汽机的转速 ω保持在某个期望值附近。 指出系统中的被控对象、被控量和给定量,画出系统的方框图。 1-6 摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时,摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量及给定量,画出系统方框图。 题1-5图蒸汽机转速自动控制系统

操作系统习题及答案二

习题二处理器管理 一、单项选择题 1、操作系统中的作业管理是一种()。 A.宏观的高级管理 B.宏观的低级管理 C.系统刚开始加电 D.初始化引导完成 2、进程和程序的本质区别是(). A.存储在内存和外存 B.顺序和非顺序执行机器指今 C.分时使用和独占使用计算机资源 D.动态和静态特征 3、处于后备状态的作业存放在()中。 A.外存 B.内存 C.A和B D.扩展内存 4、在操作系统中,作业处于()时,已处于进程的管理之下。 A.后备 B.阻塞 C.执行 D.完成 5、在操作系统中,JCB是指()。 A.作业控制块 B.进程控制块 C.文件控制块 D.程序控制块 6、作业调度的关键在于()。 A.选择恰当的进程管理程序 B.选择恰当的作业调度算法 C.用户作业准备充分 D.有一个较好的操作环境 7、下列作业调度算法中,最短的作业平均周转时间是()。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C. 优先数法 D. 时间片轮转法 8、按照作业到达的先后次序调度作业,排队等待时间最长的作业被优先调度,这是指() 调度算法。 A.先来先服务法 B. 短作业优先法 C.时间片轮转法 D. 优先级法 9、在批处理系统中,周转时间是()。 A.作业运行时间 B.作业等待时间和运行时间之和 C.作业的相对等待时间 D.作业被调度进入内存到运行完毕的时间 10、为了对紧急进程或重要进程进行调度,调度算法应采用()。 A.先来先服务法 B. 优先级法 C.短作业优先法 D. 时间片轮转法 11、操作系统中,()负责对进程进行调度。 A.处理机管理 B. 作业管理 C.高级调度管理 D. 存储和设备管理 12、一个进程被唤醒意味着()。 A.该进程重新占有了CPU B.进程状态变为就绪 C.它的优先权变为最大 D.其PCB移至就绪队列的队首 13、当作业进入完成状态,操作系统(). A.将删除该作业并收回其所占资源,同时输出结果 B.将该作业的控制块从当前作业队列中删除,收回其所占资源,并输出结果

操作系统教程_孙钟秀(第四版)课后习题答案

首页入门学 习 程序 员 计算机考 研 计算机电子书 下载 硬件知 识 网络知 识 专业课程答案 下载 视频教程下载 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 = 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=l-(1-80%)9 = 0.87 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

自动控制原理答案

《自动控制原理》习题参考答案 第1章 1.7.2基础部分 1.答:开环控制如:台灯灯光调节系统。 其工作原理为:输入信号为加在台灯灯泡两端的电压,输出信号为灯泡的亮度,被控对象为灯泡。当输入信号增加时,输出信号(灯泡的亮度)增加,反之亦然。 闭环控制如:水塔水位自动控制系统。 其工作原理为:输入信号为电机两端电压,输出信号为水塔水位,被控对象为电机调节装置。当水塔水位下降时,通过检测装置检测到水位下降,将此信号反馈至电机,电机为使水塔水位维持在某一固定位置增大电机两端的电压,通过调节装置调节使水塔水位升高。反之亦然。 2.答:自动控制理论发展大致经历了几个阶段: 第一阶段:本世纪40~60年代,称为“经典控制理论”时期。 第二阶段:本世纪60~70年代,称为“现代控制理论”时期。 第三阶段:本世纪70年代末至今,控制理论向“大系统理论”和“智能控制”方向发展。 3.答:开环控制:控制器与被空对象之间只有正向作用而没有反馈控制作用,即系统的输 出量与对控制量没有影响。 闭环控制:指控制装置与被空对象之间既有正向作用,又有反向联系控制的过程。 开环控制与闭环控制的优缺点比较: 对开环控制系统来说,由于被控制量和控制量之间没有任何联系,所以对干扰造成的误差系统不具备修正的能力。 对闭环控制系统来说,由于采用了负反馈,固而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感,因此,有不能采用不太精密和成本低廉的元件构成控制质量较高的系统。 4.答:10 线性定常系统;(2)非线性定常系统; (3)非线性时变系统;(4)非线时变系统; 1.7.3 提高部分 1.答:1)方框图: 2)工作原理:假定水箱在水位为给定值c(该给定值与电位器给定电信ur对应),此时浮子处于平衡位置,电动机无控制作用,水箱处于给定水位高度,水的流入量与流出量保持不变。当c增大时,由于进水量一时没变浮子上升,导致c升高,给电信计作用后,使电信计给电动机两端电压减小,电动机带动减齿轮,使控制阀开度减小,使进水量减小,待浮

操作系统课后习题答案

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 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。 12.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统不实时系统迚行比较。答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。 (2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 (3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 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。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a –b;S4=w:=c+1; 8.试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源 (2)执行状态→就绪状态:时间片用完 (3)执行状态→阻塞状态:I/O请求 (4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成

(完整版)操作系统课后题答案

2 . OS的作用可表现在哪几个方面? 答:(1)0S作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(2)0S作为计算机系统资源的管理者;(3)0S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。 11 . 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。 20 .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。 25 ?何谓微内核技术?在微内核中通常提供了哪些功能? 答:把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行,而留下一个尽 量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。在微内核 中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。 第二章进程管理 2.画出下面四条语句的前趋图: S仁a : =x+y; S2=b : =z+1; S3=c : =a - b ; S4=w : =c+1; 7 ?试说明PCB的作用,为什么说PCB是进程存在的惟一标志? 答:PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在 多道程序环境下不能独立运行的程序,成为一个能独立运行的基本单位,成为能与其它进程 并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 11 .试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答:(1)就绪状态T执行状态:进程分配到CPU资源;(2)执行状态T就绪状态:时间片用 完;(3)执行状态T阻塞状态:I/O请求;(4)阻塞状态T就绪状态:I/O完成. 19 ?为什么要在OS中引入线程? 答:在操作系统中引入线程,则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使OS具

操作系统》第章教材习题解答

第4章存储管理 “练习与思考”解答 1.基本概念和术语 逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、碎片紧缩、虚拟存储器、快表、页面抖动 用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址,这种地址称为相对地址或逻辑地址。 内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的,这种地址称为绝对地址或物理地址。 由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间,或简称为地址空间。 由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间,也称物理空间或绝对空间。 程序和数据装入内存时,需对目标程序中的地址进行修改。这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。 静态重定位是在目标程序装入内存时,由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改,即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。 动态重定位是在程序执行期间,每次访问内存之前进行重定位。这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。 内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。 为解决碎片问题,移动某些已分配区的内容,使所有进程的分区紧挨在一起,而把空闲区留在另一端。这种技术称为紧缩(或叫拼凑)。 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间,它使用户逻辑存储器与物理存储器分离,是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。 为了解决在内存中放置页表带来存取速度下降的矛盾,可以使用专用的、高速小容量的联想存储器,也称作快表。 若采用的置换算法不合适,可能出现这样的现象:刚被换出的页,很快又被访问,为把它调入而换出另一页,之后又访问刚被换出的页,……如此频繁地更换页面,以致系统的大部分时间花费在页面的调度和传输上。此时,系统好像很忙,但实际效率却很低。这种现象称为“抖动”。 2.基本原理和技术 (1)存储器一般分为哪些层次?各有何特性? 存储器一般分为寄存器、高速缓存、内存、磁盘和磁带。 CPU内部寄存器,其速度与CPU一样快,但它的成本高,容量小。 高速缓存(Cache),它们大多由硬件控制。Cache的速度很快,它们放在CPU内部或非常靠近CPU的地方。但Cache的成本很高,容量较小。 内存(或称主存),它是存储器系统的主力,也称作RAM(随机存取存储器)。CPU可以直接存取内存及寄存器和Cache中的信息。然而,内存中存放的信息是易变的,当机器电源被关闭后,内存中的信息就全部丢失了。 磁盘(即硬盘),称作辅助存储器(简称辅存或外存),它是对内存的扩展,但是CPU不能直接存取磁盘上的数据。磁盘上可以永久保留数据,而且容量特别大。磁盘上数据的存取速度低于内存存取速度。 磁带保存的数据更持久,容量更大,但它的存取速度很慢,而且不适宜进行随机存取。所以,磁带设备一般不能用做辅存。它的主要用途是作为文件系统的后备,存放不常用的信息或用做系统间传送信息的介质。 (2)装入程序的功能是什么?常用的装入方式有哪几种? 装入程序的功能是根据内存的使用情况和分配策略,将装入模块放入分配到的内存区中。 程序装入内存的方式有三种,分别是绝对装入方式、可重定位装入方式和动态运行时装入方式。

操作系统课后习题答案2知识分享

2. 进程和线程的管理 例题解析 例2.2.1 试说明进程和程序之间的区别和联系。 解进程和程序是既有区别又有联系的两个概念。 进程是动态的,程序是静态的。程序是一组有序的指令集合,是一个静态的概念;进程则是程序及其数据在计算机上的一次执行,是一个动态的集合。离开了程序,进程就失去了存在的意义,但同一程序在计算机上的每次运行将构成不同的进程。程序可看作是电影的胶片,进程可以看作电影院放电影的过程。 一个进程可以执行多个程序,如同一个电影院的一场电影可放映多部影片。 一个程序可被多个进程执行,如同多个影院同时利用一个电影的胶片放映同一部电影。 程序可以长期保存,进程只能存在于一段时间。程序是永久存在的,而进程有从被创建到消亡的生命周期。 例2.2.2 举例说明多道程序系统失去了封闭性和再现性。 解例如,有两个循环程序A和B,共享一个变量N。程序A每执行一次时,都要做N:=N+1操作;程序B则每执行一次时,都要执行print(N)操作,然后再将N的值置成“0”。程序A 和B在多道程序系统中同时运行。假定某时刻变量N的值为n,可能出现下述三种情况:N:=N+1 在print(N)和N:=0之前,此时得到N值变化过程为n+1、n+1、0; N:=N+1 在print(N)和N:=0之后,此时得到N值变化过程为n 、0 、1; N:=N+1 在print(N)之后和N:=0之前,此时得到N值变化过程为n、n+1、0。 所以,在A、B程序多次执行过程中,虽然其每次执行时的环境和初始条件都相同,但每次得到的结果却不一定相同。 例2.2.3 为什么将进程划分成执行、就绪和阻塞三个基本状态? 解根据多道程序执行的特点,进程的运行是走走停停的。因此进程的初级状态应该是执行和等待状态。处于执行状态的进程占用处理机执行程序,处于等待状态的进程正在等待处理机或者等待其它某种事件的发生。但是,当处理机空闲时,并不是所有处于等待状态的进程都能放到处理机上执行,有的进程即使分配给它处理机,它也不能执行,因为它的执行的条件没有得到满足。因此,将等待状态的进程分成两部分,一部分是放在处理机上就能立即执行,这就是就绪的进程;另一部分是仍需等某种事件发生的进程,即使放在处理机上也不能执行的进程,这就是阻塞进程。 例2.2.4 进程的挂起状态与进程的阻塞状态和就绪状态有何异同? 解相同点是它们都没有占用处理机。不同点是挂起状态的进程是处于一种静止状态,不会参与对资源的竞争,在解除挂起之前,进程不会有新的资源要求,也不会有占用处理机的机会;阻塞状态和就绪状态的进程均处于活动状态,它们都有获得处理机的机会,都可能有新的资源要求。 例2.2.5 两个并发进程P1和P2的程序代码在下面给出。其中,A、B、C、D和E均为原语。 P1: begin P2: begin A; D; B; E; C; end end 请给出P1、P2两个进程的所有可能执行的过程。

计算机操作系统教程课后答案

第一章绪论 1.什么是操作系统的基本功能? 答:操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源,合理地组织计算 机工作流程,并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括: 处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 2.什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征? 答:批处理系统(batchprocessingsystem):操作员把用户提交的作业分类,把一批作业编成一个作业执行序列,由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是:用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(timesharingoperationsystem):把处理机的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮转的方式,把处理机分配给各进程使用。其主要特征是:交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(realtimesystem):在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是:对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。 3.多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 答;多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源,并不是真正地同时执行多个作业;而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU,能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理,必须采用多道程序设计技术,而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 4.讨论操作系统可以从哪些角度出发,如何把它们统一起来? 答:讨论操作系统可以从以下角度出发: (1)操作系统是计算机资源的管理者; (2)操作系统为用户提供使用计算机的界面; (3)用进程管理观点研究操作系统,即围绕进程运行过程来讨论操作系统。

操作系统课后题及答案

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 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。 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。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。 12 .试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。 答:( 1 )及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100 微妙。 (2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 (3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度 的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 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。

计算机操作系统课后题答案(高等教育出版社)

练习题(一) Ⅰ问答题 1. 操作系统的两个主要目标是什么? 答:方便性与有效性。 2. 试说明操作系统与硬件、其它系统软件以及用户之间的关系? 答: 与硬件的关系:操作系统是位于硬件层上的第一层软件,它直接管理着计算机的硬件,合理组织计算机工作流程,并提高了硬件的利用率。。 与其他系统软件的关系:操作系统是系统软件,但它不同于其它系统软件和应用软件,它为其它系统软件和应用软件提供接口。应用软件要使用操作系统所提供的服务方可方便使用计算机。 与用户之间的关系:操作系统是为改善人机界面、提供各种服务,为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。 3. 试论述操作系统是建立在计算机硬件平台上的虚拟计算机系统。 答:没有任何软件支持的计算机称为裸机,即使其硬件功能再强,也必定是难于使用的。而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层软件改造的计算机。裸机位于最里层,它的外面是操作系统,经过操作系统提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能,将裸机改造成功能更强、使用更方便的机器,通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器,又称之为虚拟机(Virtual Machine ),这样的计算机系统是概念上和逻辑上的计算机,不是物理上的真实计算机。 4. 什么是操作系统?它有哪些基本功能与基本特征? 答:操作系统是位于硬件层之上,所有其它软件层之下的一种系统软件,它控制和管理计算机系统资源、合理组织计算机工作流程、提供用户与计算机系统之间的接口。 操作系统的基本功能有:处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。 操作系统的基本特征有:并发性、共享性、虚拟性和不确定性。 5. 请叙述并发和并行两个概念的区别? 答:并发性是指两个或多个程序在同一时间段内同时执行,是宏观上的同时。而并行性是从硬件意义上考虑,是不同硬件部件(如CPU与I/O)在同一时刻的并行,即微观上,多个程序也是同时执行的。 6. 什么是多道程序设计? 在操作系统中使用这种技术有什么好处? 答:多道程序设计是指在计算机内存中同时存放若干道已开始运行尚未结束的程序,它们交替运行,共享系统中的各种硬、软件资源,从而使处理机得到充分利用。 好处: ①提高了CPU的利用率。各道程序是轮流占用一个CPU,交替地执行。 ②改进了系统的吞吐量(系统吞吐量是指计算机系统在单位时间内完成的总工作量)。 ③充分发挥了系统的并行性,使CPU与I/O并行工作。提高CPU、设备、内存等各种资源的利用率,从而提高系统效率。

操作系统教程习题答案

《操作系统教程》习题答案

习题1 1.单项选择题 (1)大中小型计算机是以为中心的计算机系统。 A、CPU B、存储器 C、系统总线 D、通道 (2)以下关于操作系统的说法正确的是。 A、批处理系统是实现人机交互的系统 B、批处理系统具有批处理功能,但不具有交互能力 C、分时系统是实现自动控制,无须人为干预的系统 D、分时系统即具有分时交互能力,又具有批处理能力 (3)操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和。 A、为用户提供良好的工作环境和接口 B、对用户的命令作出快速响应 C、作为服务机构向其它站点提供优质服务 D、防止有人以非法手段进入系统 (4)设计实时操作系统时,首先应考虑系统的。 A、可靠性和灵活性 B、实时性和可靠性 C、优良性和分配性 D、灵活性和分配性 (5)多道程序设计是指。 A、在分布式系统中同一时刻运行多个程序 B、在一台处理器上并行运行多个程序 C、在实时系统中并发运行多个程序 D、在一台处理器上并发运行多个程序 (6)以下关于并发性和并行性的说法正确的是。 A、并发性是指两个及多个事件在同一时刻发生 B、并发性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 C、并行性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 D、并发性是指进程,并行性是指程序 (1)B (2)B (3)A (4)B (5)D (6)B 2.填空题 (1)微机是以总线为纽带构成的计算机系统。 (2)在批处理兼分时系统中,往往把由分时系统控制的作业称为前台作业,把由批处理系统控制的作业称为后台作业。 (3)在分时系统中,若时间片长度一定,则用户数越多,系统响应时间越慢。 (4)分布式操作系统能使系统中若干台计算机协同完成一个共同的任务,分解问题成为子计算并使之在系统中各台计算机上并行执行,以充分利用各计算机的优势。 (5)用户通过网络操作系统可以网络通信、资源共享,从而大大扩展了计算机的应用范围。 3.简答题 (1)什么是操作系统?现代操作系统的基本特征是什么?并发性 (2)什么是批处理系统,衡量批处理系统好坏的主要指标是什么?及时性 (3)试述分时系统的原理及其特性。时间片原则交互性同时性独立性及时性

计算机操作系统课后习题答案第二章

第二章 1. 什么是前趋图?为什么要引入前趋图? 答:前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图,记为DAG(Directed Acyclic Graph),用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a-b; S4=w:=c+1; 答:其前趋图为: 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征? 程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性? 因为程序并发执行时,是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制和描述,从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中,系统总是通过其PCB对进程进行控制,系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB是进程存在的唯一标志。 11.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成 12.为什么要引入挂起状态?该状态有哪些性质? 答:引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要,父进程需要,操作系统需要,对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10.在进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有哪些?答:进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有:(1)进程当前暂存信息(2)下一指令地址信息(3)进程状态信息(4)过程和系统调用参数及调用地址信息。13.在进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有哪些? 答:进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有: (1)进程当前暂存信息 (2)下一指令地址信息 (3)进程状态信息 (4)过程和系统调用参数及调用地址信息。 14.试说明引起进程创建的主要事件。答:引起进程创建的主要事件有:用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。 15.试说明引起进程被撤销的主要事件。答:引起进程被撤销的主要事件有:正常结束、异常结束(越界错误、保护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障)、外界干预(操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止)。 16.在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么? 答:(1)OS 发现请求创建新进程事件后,调用进程创建原语Creat();(2)申请空白PCB;(3)为新进程分配资源;(4)初始化进程控制块;(5)将新进程插入就绪队列. 17.在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么? 答:(1)根据被终止进程标识符,从PCB 集中检索出进程PCB,读出该进程状态。(2)若被终止进程处于执行状态,立即终止该进程的执行,臵调度标志真,指示该进程被终止后重新调度。(3)若该进程还有子进程,应将所有

操作系统教程第5版部分习题标准答案

第一章: 一、3、10、15、23、27、35 3.什么是操作系统?操作系统在计算机系统中的主要作用是什么? 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,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件. 主要作用 (1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序 (2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者 (3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机 (4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者 10.试述系统调用与函数(过程)调用之间的区别。 (1)调用形式和实现方式不同; (2)被调用的代码位置不同; (3)提供方式不同 15.什么是多道程序设计?多道程序设计有什么特点? 多道程序设计是指允许多个作业(程序)同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。从宏观上看是并行的,从微观上看是串行的。 (1)可以提高CPU、内存和设备的利用率; (2)可以提高系统的吞吐率,使单位时间内完成的作业数目增加; (3)可以充分发挥系统的并行性,使设备和设备之间,设备和CPU之间均可并行工作。 23.现代操作系统具有哪些基本功能?请简单叙述之。 (1)处理器管理; (2)存储管理; (3)设备管理; (4)文件管理; (5)联网与通信管理。 27.什么是操作系统的内核? 内核是一组程序模块,作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作,通常驻留在内核空间,运行于内核态,具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限,是仅有的能够执行特权指令的程序。 35.简述操作系统资源管理的资源复用技术。

系统中相应地有多个进程竞争使用资源,由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的,操作系统让众多进程共享物理资源,这种共享称为资源复用。 (1)时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用; (2)空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。 . 二、2、5 2、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)。 5、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):

计算机操作系统习题及答案

第3章处理机调度1)选择题 (1)在分时操作系统中,进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 (2)_B__ 优先权是在创建进程时确定的,确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 (3)__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 (4)设有四个作业同时到达,每个作业的执行时间均为2小时,它们在一台处理器上按单道方式运行,则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 (5)现有3个同时到达的作业J1、J2和J3,它们的执行时间分别是T1、T2和T3,且T1<T2<T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法,则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 (6)__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 (7)下述作业调度算法中,_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2)填空题 (1)进程的调度方式有两种,一种是抢占(剥夺)式,另一种是非抢占(非剥夺)式。 (2)在_FCFS_ 调度算法中,按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 (3)采用时间片轮转法时,时间片过大,就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 (4)一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤,每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 (5)作业生存期共经历四个状态,它们是提交、后备、运行和完成。 (6)既考虑作业等待时间,又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3)解答题 (1)单道批处理系统中有4个作业,其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。(运行时间为小时,按十进制计算) 表3-9 作业的提交时间和运行时间

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章 绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答:1开环系统 (1) 优点:结构简单,成本低,工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时,可得到满意的效果。 (2) 缺点:不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化,外来未知扰动存在时,控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点:不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值,都会产生控制作用去清除此偏差,所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点:主要缺点是被控量可能出现波动,严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈?为什么闭环控制系统常采用负反馈?试举例说 明之。 解答:将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如,一个温度控制系统通过热电阻(或热电偶)检测出当前炉子的温度,再与温度值相比较,去控制加热系统,以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型(线性,非 线性,定常,时变)? (1)22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ (2)()2()y t u t =+ (3)()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ (4)() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= (5)22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= (6)2() ()2() dy t y t u t dt +=

操作系统课后题答案

2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数,主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行,包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同,一类是针对用户,另一类是针对系统本身。 2.6 优点:采用同样的系统调用界面,可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件,利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码,可以支持规范定义的API。 缺点:系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能,由于设备和文件读写速度不同,若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么,机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下,每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制,这样策略的改变只需要重定义一些系统参数,而不需要改变机制,提高了系统灵活性。 3.1、短期调度:从准备执行的进程中选择进程,并为之分配CPU; 中期调度:在分时系统中使用,进程能从内存中移出,之后,进程能被重新调入内存,并从中断处继续执行,采用了交换的方案。 长期调度:从缓冲池中选择进程,并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程,而长期调度程序执行地并不频繁,只有当进程离开系统后,才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时,value值不变,A行将输出:PARENT:value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说,单线程要比多线程的功能好,比如(1)输入三角形的三边长,求三角形面积;(2)从键盘输入一个大写字母,将它改为小写字母输出。

计算机操作系统(第三版_汤小丹等)课后习题答案(全)整理后

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。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。 9.什么是硬实时任务和软实时任务?试举例说明。 答:硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。 举例来说,运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。举例:网页内容的更新、火车售票系统。 10.在8位微机和16位微机中,占据了统治地位的是什么操作系统? 答:单用户单任务操作系统,其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS。 11.试列出Windows OS 中五个主要版本,并说明它们分别较之前一个版本有何改进。 答:(1)Microsoft Windows 1.0是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。(2)Windows 95是混合的16位/32位系统,第一个支持32位。带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面,结束了桌面操作系统间的竞争。(3)Windows 98是微软公司的混合16位/32位Windows 操作系统,改良了硬件标准的支持,革新了内存管理,是多进程操作系统。(4)Windows XP是基于Windows 2000的产品,拥有新用户图形界面月神Luna。简化了用户安全特性,整合了防火墙。(5)Windows Vista 包含了上百种新功能;特别是新版图形用户界面和Windows Aero全新界面风格、加强的搜寻功能(Windows Indexing Service)、新媒体创作工具

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