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最新操作系统第九版部分课后作业习题答案分析解析

最新操作系统第九版部分课后作业习题答案分析解析
最新操作系统第九版部分课后作业习题答案分析解析

CHAPTER 9 Virtual Memory Practice Exercises

9.1 Under what circumstances do page faults occur? Describe the actions taken by the operating system when a page fault occurs.

Answer:

A page fault occurs when an access to a page that has not been

brought into main memory takes place. The operating system veri?es

the memory access, aborting the program if it is invalid. If it is valid, a free frame is located and I/O is requested to read the needed page into the free frame. Upon completion of I/O, the process table and page table are updated and the instruction is restarted.

9.2 Assume that you have a page-reference string for a process with m frames (initially all empty). The page-reference string has length p;

n distinct page numbers occur in it. Answer these questions for any page-replacement algorithms:

a. What is a lower bound on the number of page faults?

b. What is an upper bound on the number of page faults?

Answer:

a. n

b. p

9.3 Consider the page table shown in Figure 9.30 for a system with 12-bit virtual and physical addresses and with 256-byte pages. The list of free

page frames is D, E, F (that is, D is at the head of the list, E is second, and F is last).

Convert the following virtual addresses to their equivalent physical addresses in hexadecimal. All numbers are given in hexadecimal. (A dash for a page frame indicates that the page is not in memory.)

? 9EF

? 111

2930 Chapter 9 Virtual Memory

? 700

? 0FF

Answer:

? 9E F - 0E F

? 111 - 211

? 700 - D00

? 0F F - EFF

9.4 Consider the following page-replacement algorithms. Rank these algorithms on a ?ve-point scale from “bad” to “perfect” according to their page-fault rate. Separate those algorithms that suffer from Belady’s anomaly from those that do not.

a. LRU replacement

b. FIFO replacement

c. Optimal replacement

d. Second-chance replacement

Answer:

Rank Algorithm Suffer from Belady’s anomaly

1 Optimal no

2 LRU no

3 Second-chance yes

4 FIFO yes

9.5 Discuss the hardware support required to support demand paging. Answer:

For every memory-access operation, the page table needs to be consulted to check whether the corresponding page is resident or not and whether the program has read or write privileges for accessing the page. These checks have to be performed in hardware. A TLB could serve as a cache and improve the performance of the lookup operation.

9.6 An operating system supports a paged virtual memory, using a central processor with a cycle time of 1 microsecond. It costs an additional 1 microsecond to access a page other than the current one. Pages have 1000 words, and the paging device is a drum that rotates at 3000 revolutions per minute and transfers 1 million words per second. The following statistical measurements were obtained from the system:

? 1 percent of all instructions executed accessed a page other than the current page.

?

Of the instructions that accessed another page, 80 percent accessed

a page already in memory.Practice Exercises 31

?

When a new page was required, the replaced page was modi?ed 50 percent of the time.

Calculate the effective instruction time on this system, assuming that the system is running one process only and that the processor is idle during drum transfers.

Answer:

effective access time = 0.99 × (1 sec + 0.008 × (2 sec)

+ 0.002 × (10,000 sec + 1,000 sec)

+ 0.001 × (10,000 sec + 1,000 sec)

= (0.99 + 0.016 + 22.0 + 11.0) sec

= 34.0 sec

9.7 Consider the two-dimensional array A:

int A[][] = new int[100][100];

where A[0][0] is at location 200 in a paged memory system with pages of size 200. A small process that manipulates the matrix resides in page 0 (locations 0 to 199). Thus, every instruction fetch will be from page 0. For three page frames, how many page faults are generated by

the following array-initialization loops, using LRU replacement and

assuming that page frame 1 contains the process and the other two

are initially empty?

a. for (int j = 0; j < 100; j++)

for (int i = 0; i < 100; i++)

A[i][j] = 0;

b. for (int i = 0; i < 100; i++)

for (int j = 0; j < 100; j++)

A[i][j] = 0;

Answer:

a. 5,000

b. 50

9.8 Consider the following page reference string:

1, 2, 3, 4, 2, 1, 5, 6, 2, 1, 2, 3, 7, 6, 3, 2, 1, 2, 3, 6.

How many page faults would occur for the following replacement algorithms, assuming one, two, three, four, ?ve, six, or seven frames? Remember all frames are initially empty, so your ?rst unique pages will all cost one fault each.

?

LRU replacement

? FIFO replacement

?

Optimal replacement32 Chapter 9 Virtual Memory

Answer:

Number of frames LRU FIFO Optimal

1 20 20 20

2 18 18 15

3 15 16 11

4 10 14 8

5 8 10 7

6 7 10 7

7 77 7

9.9 Suppose that you want to use a paging algorithm that requires a reference

bit (such as second-chance replacement or working-set model), but

the hardware does not provide one. Sketch how you could simulate a reference bit even if one were not provided by the hardware, or explain why it is not possible to do so. If it is possible, calculate what the cost would be.

Answer:

You can use the valid/invalid bit supported in hardware to simulate the reference bit. Initially set the bit to invalid. O n ?rst reference a trap to the operating system is generated. The operating system will set a software bit to 1 and reset the valid/invalid bit to valid.

9.10 You have devised a new page-replacement algorithm that you think

may

be optimal. In some contorte d test cases, Belady’s anomaly occurs. Is the new algorithm optimal? Explain your answer.

Answer:

No. An optimal algorithm will not suffer from Belady’s anomaly because —by de?nition—an optimal algorithm replaces the page that will not

be used for the long est time. Belady’s anomaly occurs when a pagereplacement algorithm evicts a page that will be needed in the immediate

future. An optimal algorithm would not have selected such a page.

9.11 Segmentation is similar to paging but uses variable-sized“pages.”De?ne

two segment-replacement algorithms based on FIFO and LRU pagereplacement schemes. Remember that since segments are not the same

size, the segment that is chosen to be replaced may not be big enough

to leave enough consecutive locations for the needed segment. Consider strategies for systems where segments cannot be relocated, and those

for systems where they can.

Answer:

a. FIFO. Find the ?rst segment large enough to accommodate the incoming segment. If relocation is not possible and no one segment

is large enough, select a combination of segments whose memories

are contiguous, which are “closest to the ?rst of the list” and

which can accommodate the new segment. If relocation is possible, rearrange the memory so that the ?rstNsegments large enough for

the incoming segment are contiguous in memory. Add any leftover space to the free-space list in both cases.Practice Exercises 33

b. LRU. Select the segment that has not been used for the longest

period of time and that is large enough, adding any leftover space

to the free space list. If no one segment is large enough, select

a combination of the “oldest” segments that are contiguous in

memory (if relocation is not available) and that are large enough.

If relocation is available, rearrange the oldest N segments to be contiguous in memory and replace those with the new segment.

9.12 Consider a demand-paged computer system where the degree of multiprogramming is currently ?xed at four. The system was recently measured to determine utilization of CPU and the paging disk. The results are one of the following alternatives. For each case, what is happening? Can the degree of multiprogramming be increased to increase the CPU utilization? Is the paging helping?

a. CPU utilization 13 percent; disk utilization 97 percent

b. CPU utilization 87 percent; disk utilization 3 percent

c. CPU utilization 13 percent; disk utilization 3 percent

Answer:

a. Thrashing is occurring.

b. CPU utilization is suf?ciently high to leave things alone, and increase degree of multiprogramming.

c. Increase the degree of multiprogramming.

9.13 We have an operating system for a machine that uses base and limit registers, but we have modi?ed the machine to provide a page table.

Can the page tables be set up to simulate base and limit registers? How can they be, or why can they not be?

Answer:

The page table can be set up to simulate base and limit registers provided that the memory is allocated in ?xed-size segments. In this way, the base of a segment can be entered into the page table and the valid/invalid bit used to indicate that portion of the segment as resident in the memory. There will be some problem with internal fragmentation.

9.27.Consider a demand-paging system with the following time-measured utilizations:

CPU utilization 20%

Paging disk 97.7%

Other I/O devices 5%

Which (if any) of the following will (probably) improve CPU utilization? Explain your answer.

a. Install a faster CPU.

b. Install a bigger paging disk.

c. Increase the degree of multiprogramming.

d. Decrease the degree of multiprogramming.

e. Install more main memory.

f. Install a faster hard disk or multiple controllers with multiple hard disks.

g. Add prepaging to the page fetch algorithms.

h. Increase the page size.

Answer: The system obviously is spending most of its time paging, indicating over-allocation

of memory. If the level of multiprogramming is reduced resident processes

would page fault less frequently and the CPU utilization would improve. Another way to

improve performance would be to get more physical memory or a faster paging drum.

a. Get a faster CPU—No.

b. Get a bigger paging drum—No.

c. Increase the degree of multiprogramming—No.

d. Decrease the degree of multiprogramming—Yes.

e. Install more main memory—Likely to improve CPU utilization as more pages can

remain resident and not require paging to or from the disks.

f. Install a faster hard disk, or multiple controllers with multiple hard disks—Also an

improvement, for as the disk bottleneck is removed by faster response and more

throughput to the disks, the CPU will get more data more quickly.

g. Add prepaging to the page fetch algorithms—Again, the CPU will get more data

faster, so it will be more in use. This is only the case if the paging action is amenable

to prefetching (i.e., some of the access is sequential).

h. Increase the page size—Increasing the page size will result in fewer page faults if

data is being accessed sequentially. If data access is more or less random, more

paging action could ensue because fewer pages can be kept in memory and more

data is transferred per page fault. So this change is as likely to decrease utilization

as it is to increase it.

10.1、Is disk scheduling, other than FCFS scheduling, useful in a

single-user

environment? Explain your answer.

Answer: In a single-user environment, the I/O queue usually is empty. Requests generally arrive from a single process for one block or for a sequence of consecutive blocks. In these cases, FCFS is an economical method of disk scheduling. But LOOK is nearly as easy to program and will give much better performance when multiple processes are performing concurrent I/O, such as when aWeb browser retrieves data in the background while the operating system is paging and another application is active in the foreground.

10.2.Explain why SSTF scheduling tends to favor middle cylinders

over the

innermost and outermost cylinders.

The center of the disk is the location having the smallest average distance to all other tracks.Thus the disk head tends to move away from the edges of the disk.Here is another way to think of it.The current location of the head divides the cylinders into two groups.If the head is not in the center of the disk and a new request arrives,the new request is more likely to be in the group that includes the center of the disk;thus,the head is more likely to move in that direction.

10.11、Suppose that a disk drive has 5000 cylinders, numbered 0 to 4999. The drive is currently serving a request at cylinder 143, and the previous request was at cylinder 125. The queue of pending requests, in FIFO order, is

86, 1470, 913, 1774, 948, 1509, 1022, 1750, 130

Starting from the current head position, what is the total distance (in cylinders) that the disk arm moves to satisfy all the pending requests, for each of the following disk-scheduling algorithms?

a. FCFS

b. SSTF

c. SCAN

d. LOOK

e. C-SCAN

Answer:

a. The FCFS schedule is 143, 86, 1470, 913, 1774, 948, 1509, 1022, 1750, 130. The total seek distance is 7081.

b. The SSTF schedule is 143, 130, 86, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774. The total seek distance is 1745.

c. The SCAN schedule is 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 4999, 130, 86. The total seek distance is 9769.

d. The LOOK schedule is 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 130, 86. The total seek distance is 3319.

e. The C-SCAN schedule is 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 4999, 86, 130. The total seek distance is 9813.

f. (Bonus.) The C-LOOK schedule is 143, 913, 948, 1022, 1470, 1509, 1750, 1774, 86, 130. The total seek distance is 3363.

12CHAPTER

File-System

Implementation

Practice Exercises

12.1 Consider a ?le currently consisting of 100 blocks. Assume that the ?lecontrol block (and the index block, in the case of indexed allocation) is already in memory. Calculate how many disk I/O operations are required for contiguous, linked, and indexed (single-level) allocation strategies, if, for one block, the following conditions hold. In the contiguous-allocation case, assume that there is no room to grow at

the beginning but there is room to grow at the end. Also assume that

the block information to be added is stored in memory.

a. The block is added at the beginning.

b. The block is added in the middle.

c. The block is added at the en

d.

d. The block is removed from the beginning.

e. The block is removed from the middle.

f. The block is removed from the end.

Answer:

The results are:

Contiguous Linked Indexed

a. 201 1 1

b. 101 52 1

c. 1 3 1

d. 198 1 0

e. 98 52 0

f. 0 100 0

12.2 What problems could occur if a system allowed a ?le system to be mounted simultaneously at more than one location?

Answer:

4344 Chapter 12 File-System Implementation

There would be multiple paths to the same ?le, which could confuse users or encourage mistakes (deleting a ?le with one path deletes the

?le in all the other paths).

12.3 Wh y must the bit map for ?le allocation be kept on mass storage, rather

than in main memory?

Answer:

In case of system crash (memory failure) the free-space list would not

be lost as it would be if the bit map had been stored in main memory.

12.4 Consider a system that supports the strategies of contiguous, linked, and indexed allocation. What criteria should be used in deciding which strategy is best utilized for a particular ?le?

Answer:

?

Contiguous—if ?le is usually accessed sequentially, if ?le is

relatively small.

?

Linked—if ?le is large and usually accessed sequentially.

? Indexed—if ?le is large and usually accessed randomly.

12.5 One problem with contiguous allocation is that the user must preallocate enough space for each ?le. If the ?le grows to be larger than the

space allocated for it, special actions must be taken. One solution to this problem is to de?ne a ?le structure consisting of an initial contiguous area (of a speci?ed size). If this area is ?lled, the operating system automatically de?nes an over?ow area that is linked to the initial contiguous area. If the over?ow area is ?lled, another over?ow area

is allocated. Compare this implementation of a ?le with the standard contiguous and linked implementations.

Answer:

This method requires more overhead then the standard contiguous

allocation. It requires less overheadthan the standard linked allocation. 12.6 How do caches help improve performance? Why do systems not use more or larger caches if they are so useful?

Answer:

Caches allow components of differing speeds to communicate more

ef?ciently by storing data from the slower device, temporarily, in

a faster device (the cache). Caches are, almost by de?nition, more expensive than the device they are caching for, so increasing the number

or size of caches would increase system cost.

12.7 Why is it advantageous for the user for an operating system to

dynamically allocate its internal tables? What are the penalties to the operating system for doing so?

Answer:

Dynamic tables allow more ?exibility in system use growth — tables

are never exceeded, avoiding arti?cial use limits. Unfortunately, kernel

structures and code are more complicated, so there is more potential

for bugs. The use of one resource can take away more system resources (by growing to accommodate the requests) than with static tables.Practice Exercises 45

12.8 Explain how the VFS layer allows an operating system to support multiple types of ?le systems easily.

Answer:

VFS introduces a layer of indirection in the ?le system implementation.

In many ways, it is similar to object-oriented programming techniques. System calls can be made generically (independent of ?le system type). Each ?le system type provides its function calls and data structures

to the VFS layer. A system call is translated into the proper speci?c functions for the target ?le system at the VFS layer. The calling program has no ?le-system-speci?c code, and the upper levels of the system call

st ructures likewise are ?le system-independent. The translation at the VFS layer turns these generic calls into ?le-system-speci?c operations.

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

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。

操作系统课后答案

第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统它的主要功能是什么 2.什么是多道程序设计技术多道程序设计技术的主要特点是什么 3.批处理系统是怎样的一种操作系统它的特点是什么 4.什么是分时系统什么是实时系统试从交互性,及时性,独立性,多路性,可靠性等几个 方面比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型 6.操作系统主要特征是什么 7.操作系统也用户的接口有几种它们各自用在什么场合 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗为什么 9.设内存中有三道程序,A,B,C,它们按A~B~C的先后顺序执行,它们进行“计算”和“I/o 操作”的时间如表1-2所示,假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图,并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图,并计算完成三道程序要花多少时间。10.将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件

UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计 C语言 11.选择一个现代操作系统,查找和阅读相关的技术资料,写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。 答案 1.答:操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源,合理地组织计算机的工作流程,以方便用户使用的程序集合。 2.答:把多个独立的程序同时放入内存,使她们共享系统中的资源。 1)多道,即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2)宏观上并行,是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3)微观上串行,是指在单道处理机环境下,内存中的多道程序轮流地占有CPU,交替执行。 3.答:批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中,然后在操作系统的控制下,用户的作业自动的执行。 特点是:资源利用率高。系统吞吐量大。平均周转时间长。无交互能力。 4.答:分时系统:允许多个终端用户同时使用计算机,在这样的系统中,用户感觉不到其他用户的存在,好像独占计算机一样。实时系统:对外输入出信息,实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。 1)多路性:分时系统是为多个终端用户提供服务,实时系统的多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及多多个对象或多个执行机构进行控制。 2)独立性:每个终端向实时系统提出服务请求时,是彼此独立的工作、互不干扰。

现代操作系统(第三版)答案

MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m

SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m

操作系统习题答案

内存1通常情况下,在下列存储管理方式中,()支持多道程序设计、管理最简单,但存储碎片多;()使内存碎片尽可能少,而且使内存利用率最高。 Ⅰ.段式;Ⅱ.页式;Ⅲ.段页式;Ⅳ.固定分区;Ⅴ.可变分区 正确答案:Ⅳ;Ⅰ 2为使虚存系统有效地发挥其预期的作用,所运行的程序应具有的特性是()。正确答案:该程序应具有较好的局部性(Locality) 3提高内存利用率主要是通过内存分配功能实现的,内存分配的基本任务是为每道程序()。使每道程序能在不受干扰的环境下运行,主要是通过()功能实现的。Ⅰ.分配内存;Ⅱ.内存保护;Ⅲ.地址映射;Ⅳ.对换;Ⅴ.内存扩充;Ⅵ.逻辑地址到物理地址的变换;Ⅶ.内存到外存间交换;Ⅷ.允许用户程序的地址空间大于内存空间。 正确答案:Ⅰ;Ⅱ 4适合多道程序运行的存储管理中,存储保护是 正确答案:为了防止各道作业相互干扰 5下面哪种内存管理方法有利于程序的动态链接()? 正确答案:分段存储管理 6在请求分页系统的页表增加了若干项,其中状态位供()参考。 正确答案:程序访问 7从下面关于请求分段存储管理的叙述中,选出一条正确的叙述()。 正确答案:分段的尺寸受内存空间的限制,但作业总的尺寸不受内存空间的限制

8虚拟存储器的特征是基于()。 正确答案:局部性原理 9实现虚拟存储器最关键的技术是()。 正确答案:请求调页(段) 10“抖动”现象的发生是由()引起的。 正确答案:置换算法选择不当 11 在请求分页系统的页表增加了若干项,其中修改位供()参考。 正确答案:换出页面 12 虚拟存储器是正确答案:程序访问比内存更大的地址空间 13测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为:CPU利用率20%,用于对换空间的硬盘的利用率97.7%,其他设备的利用率5%。由此断定系统出现异常。此种情况下()能提高CPU的利用率。 正确答案:减少运行的进程数 14在请求调页系统中,若逻辑地址中的页号超过页表控制寄存器中的页表长度,则会引起()。 正确答案:越界中断 15 测得某个请求调页的计算机系统部分状态数据为:CPU利用率20%,用于对换空间的硬盘的利用率97.7%,其他设备的利用率5%。由此断定系统出现异常。此种情况下()能提高CPU的利用率。 正确答案:加内存条,增加物理空间容量 16 对外存对换区的管理应以()为主要目标,对外存文件区的管理应以()

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

操作系统课后题答案 (1)

课本课后题部分答案 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 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。14.处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么? 答:处理机管理的主要功能是:进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度; 进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步:为多个进程(含线程)的运行______________进行协调。 通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度: (1)作业调度。从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为他们分配运行所需的资源(首选是分配内存)。 (2)进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程,把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。 15.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么? 北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48 答:内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配:为每道程序分配内存。 内存保护:确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行,彼此互不干扰。 地址映射:将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充:用于实现请求调用功能,置换功能等。 16.设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么? 答:主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求,为用户分配I/O 设备;提高CPU 和I/O 设 备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备. 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。 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。

《现代操作系统第四版》第三章答案

第三章内存管理习题 1.IBM360有一个设计,为了对2KB大小的块进行加锁,会对每个块分配一个4bit的密钥,这个密钥存在PSW(程序状态字)中,每次内存引用时,CPU都会进行密钥比较。但该设计有诸多缺陷,除了描述中所言,请另外提出至少两条缺点。 A:密钥只有四位,故内存只能同时容纳最多十六个进程;需要用特殊硬件进行比较,同时保证操作迅速。 2.在图3-3中基址和界限寄存器含有相同的值16384,这是巧合,还是它们总是相等?如果这只是巧合,为什么在这个例子里它们是相等的? A:巧合。基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址;界限寄存器指示存储区的长度。 3.交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布,并且读或写32位长的字需要10ns的时间,紧缩128MB大概需要多长时间?为了简单起见,假设空闲区中含有字0,内存中最高地址处含有有效数据。 A:32bit=4Byte===>每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个字节既要读又要写,22.5*2^27=671ms 4.在一个交换系统中,按内存地址排列的空闲区大小是10MB,4MB,20MB,18MB,7MB,9MB,12MB,和15MB。对于连续的段请求: (a) 12MB (b) 10MB (c) 9MB

使用首次适配算法,将找出哪个空闲区?使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢? A:首次适配算法:20MB,10MB,18MB;最佳适配算法:12MB,10MB,9MB;最差适配算法:20MB;18MB;15MB;下次适配算法:20MB;18MB;9MB; 5.物理地址和虚拟地址有什么区别? A:实际内存使用物理地址。这些是存储器芯片在总线上反应的数字。虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。因此,具有32位字的机器可以生成高达4GB的虚拟地址,而不管机器的内存是否多于或少于4GB。 6.对下面的每个十进制虚拟地址,分別使用4KB页面和8KB页面计算虚拟页号和偏移量:20000,32768,60000。 A:转换为二进制分别为:0100111000100000 虚拟地址应该是16位1000000000000000 1110101001100000 4KB页面偏移量范围0~4027,需要12位来存储偏移量,剩下4位作为页号;同理8KB页面需要13位来存储偏移量,剩下3位作为页号;所以,4KB | 8KB 页号| 偏移量| 页号| 偏移量20000 | 0100 111000100000 | 010 0111000100000 32768 | 1000 000000000000 | 100 0000000000000 60000 | 1110 101001100000 | 111 0101001100000 7. 使用图3-9的页表,给出下面每个虚拟地址对应的物理地址:

操作系统概念第七版习题答案(中文版)完整版

1.1 在多道程序和分时环境中,多个用户同时共享一个系统,这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中,能否确保像在专用机器上一样的安全度?并解释之。 Answer:a.窃取或者复制某用户的程序或数据;没有合理的预算来使用资源(CPU,内存,磁盘空间,外围设备)b.应该不行,因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译,而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。 1.2 资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。(a)大型电脑或迷你电脑系统(b)与服务器相联的工作站(c)手持电脑 Answer: (a)大型电脑或迷你电脑系统:内存和CPU 资源,外存,网络带宽(b)与服务器相联的工作站:内存和CPU 资源(c)手持电脑:功率消耗,内存资源 1.3 在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好? Answer:当另外使用分时系统的用户较少时,任务十分巨大,硬件速度很快,分时系统有意义。充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。比起个人电脑,问题可以被更快的解决。还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。当作业足够小,且能在个人计算机上合理的运行时,以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时,个人计算机是最好的,。 1.4 在下面举出的三个功能中,哪个功能在下列两种环境下,(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持?(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对于实时系统来说,操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。对于手持系统,操作系统需要提供虚拟存储器,但是不需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需的。 1.5 描述对称多处理(SMP)和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点? Answer:SMP意味着所以处理器都对等,而且I/O 可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统,与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作,而且I/O 也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金,这是因为他们能共享外设,大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂(增加计算量、规模经济、增加可靠性) 1.6 集群系统与多道程序系统的区别是什么?两台机器属于一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什么? Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。另一方面,多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU 组成的单一的物理实体。集群系统的耦合度比多道程序系统的要低。集群系统通过消息进行通信,而多道程序系统是通过共享的存储空间。为了两台处理器提供较高的可靠性服务,两台机器上的状态必须被复制,并且要持续的更新。当一台处理器出现故障时,另一台处理器能够接管故障处理的功能。

《现代操作系统第四版》 第六章 答案

第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。(提示:考虑目录项”.”和”…”。) A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2:在Windows中,当用户双击资源管理器中列出的一个文件时,就会运行一个程序,并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序,请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件,并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。

Q3:在早期的UNIX系统中,可执行文件(a.out)以一个非常特別的魔数开始,这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头,后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数,而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数? A: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。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗?如果没有会产生什么结果? A: open调用的目的是:把文件属性和磁盘地址表装入内存,便与后续调用的快速访问。 首先,如果没有open系统调用,每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点,虽然可以缓存它,但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘,虽然这有点笨拙,但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作,支持随机存取

(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)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。 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: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a – b;S4=w:=c+1; 答:其前趋图为: 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→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. 19.为什么要在OS 中引入线程?

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。

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

操作系统课后习题答案

第一章操作系统引论 一、填空题 1~5 BCABA 6~8BCB 、填空题 处理机管理 计算机硬件 分时系统 单道批处理系统 、简答题 1. 什么叫多道程序?试述多道程序设计技术的基本思想 及特征。为什么对作业 进行多道批处理可以提高系统效率? 多道程序设计技术是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序, 使它 们在管理程序控制下,相互穿插运行。 基本思想:在计算机的内存中同时存放多道相互独立的程序, 当某道程序因 某种原因不能继续运行下去时候,管理程序就将另一道程序投入运行,这样使几 道程序在系统内并行工作,可使中央处理机及外设尽量处于忙碌状态, 从而大大 提高计算机使用效率。 特征:多道性;无序性;调度性 在批处理系统中采用多道程序设计技术形成多道批处理系统, 多个作业成批送入 计算机,由作业调度程序自动选择作业运行,这样提高了系统效率。 2. 批处理系统、分时系统和实时系统各有什么特点?各适合应用于哪些方面? 批处 理系统得特征:资源利用率高;系统吞吐量大;平均周转时间长;无交 互能力。适用于那些需要较长时间才能完成的大作业。 分时系统的特征:多路性;独立性;及时性;交互性。适合进行各种事务处 理,并为进行软件开发提供了一个良好的环境。 实时系统的特征:多路性;独立性;实时性;可靠性;交互性。适合对随机发生 的外部事件能做出及时地响应和处理的系统, 如实时控制系统,实时信息处理系 统。1、 2、 存储器管理 设备管理 计算机软件 实时系统 批处理系统 多道批处理系统 文件管理

第二章进程管理 一、填空题 1~6 CBABBB 7 ① A ② C ③ B ④ D 8 ① D ② B 9 ~10 CA 11~15 CBBDB 16~18 DDC 20~21 BB 22 ① B ② D ③ F 25 B 26~30 BDACB 31~32 AD 二、填空题 1、动态性并发性 2、可用资源的数量等待使用资源的进程数 3、一次只允许一个进程使用的共享资源每个进程中访问临界资源的那段代码 4、执行态就绪态等待态 5、程序数据进程控制块进程控制块 &同步关系 7、等待 8、进程控制块 9、P V 11、同步互斥同步互斥 12、P V P V P V 13、封闭性 14、-(m-1)~1 15、② 16、动静 17、4 0 18、s-1<0 19、①③ 三、简答题 1.在操作系统中为什么要引入进程的概念?进程和程序的关系? 现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要,使得系统的工作情况变得非常复杂,而程序作为机器指令集合,这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性,因此,引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。 进程和程序关系类似生活中的炒菜与菜谱。菜谱相同,而各人炒出来的菜的味道却差别很大。原因是菜谱基本上是一种静态描述,它不可能把所有执行的动态过程中,涉及的时空、环境等因素一一用指令描述清楚。 2.试从动态性、并发性和独立性上比较进程和程序。 动态性:进程的实质是进程实体的一次执行过程。动态性是进程的基本特征。而程序只是一组有序指令的集合,其本身不具有动态的含义,因而是静态的。 并发性:并发性是进程的重要特征,引入进程的目的也正是为了使其进程实体能和其他进程实体并发执行,而程序是不能并发执行的。 独立性:进程的独立性表现在进程实体是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而程序不能做为一个独立的单位参与运行。 3.何谓进程,进程由哪些部分组成? 进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位进程由程序段,数据段,进程控制块三部分组成。

操作系统教程第5版课后答案

操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编著 第一章操作系统概论 习题一 一、思考题 1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。 答:现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。是硬件和软件相互交织形成的集合体,构成一个解决计算问题的工具。硬件层提供基本可计算的资源,包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。其中系统软件是最靠近硬件的。 2、计算机系统的资源可分成哪几类?试举例说明。 答:包括两大类,硬件资源和信息资源。硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等;信息资源分为程序和数据等。 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? 答:操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序的集合。 操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。 (1)服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序 (2)进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者 (3)系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机 (4)资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化? 答:大致可以把操作系统分为以下几类:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行,实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行,多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器,中央处理器轮流地执行各个作业,各个作业可以同时使用各自所需的外围设备,这样可以充分利用计算机系统的资源,缩短作业时间,提高系统的吞吐率 5.操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务? 答:(1)创建程序和执行程序;(2)数据I/O和信息存取;(3)通信服务;(4)差错检测和处理。为了保证高效率、高质量的工作,使得多个应用程序能够有效的共享系统资源,提高系统效率,操作系统还具备一些其他的功能:资源分配,统计,保护等。 6.试述操作系统所提供的各种用户接口。 答:操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。程序接口由一组系统调用组成,在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务,访问或使用系统管理的各种软硬件资源,是操作系统对外提供服务和功能的手段;操作接口由一组命令和(或)作业控制语言组成,是操作系统为用户提

操作系统部分课后习题答案

第一章 1、设计现代OS的主要目标就是什么? 方便性,有效性,可扩充性与开放性。 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。 4、试说明推动多道批处理系统形成与发展的主要动力就是什么 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就是什么?应如何解决 关键问题就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。 (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,都就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,就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与资源共享等服务。(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,甚至就是灾难性后果,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?其最基本的特征就是什么? 并发性、共享性、虚拟性与异步性四个基本特征。最基本的特征就是并发性。 14、处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务就是什么? 处理机管理的主要功能就是:进程管理、进程同步、进程通信与处理机调度 (1)进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换(2)进程同步:为多个进程(含线程)的运行进行协调(3)进程通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换(4)处理机调度:①作业调度:从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为她们分配运行所需的资源,首选就是分配内存②进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。 15、内存管理有哪些主要功能?她们的主要任务就是什么 内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射与内存扩充。 内存分配:为每道程序分配内存。

操作系统课后习题答案

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; 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); } } 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; } }

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