南京晓庄操作系统习题册答案(上)

第一章判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正）实时系统只能应用于生产控制系统，不能应用于信息处理系统。（）并发含有“同时进行”的概念，是指两个或者是多个事件在同一时刻发生。（）操作系统虚拟机在逻辑功能上与裸机一样，具有一个物理实体。（）对用户而言，操作系统是一种人机交互的环境，对设计者而言，它是一种强功能的系统资源管理程序。（）资源的共享是以程序的并行执行为条件的，没有程序的并行执行，就没有资源的共享。（）计算机系统的资源包括程序和数据两大部分。（）若把计算机系统分为若干层次，则按由上而下顺序可分为应用系统与应用软件、操作系统、其它系统软件和裸机。（）批处理控制程序解决了作业间的自动转换，减少了时间浪费，尤其是主机CPU时间的浪费，如果一个用户的计算作业非常庞大,也不会独自一直占据CPU。（）习题解答：错；应为：实时系统能应用于生产控制系统，也能应用于信息处理系统。错；应为：……是指两个或者是多个事件在一段时间间隔内同时发生。错；应为：操作系统虚拟机在逻辑功能上与裸机不同，但只具有一个物理实体。对；错；应为：资源的共享是以程序的并发执行为条件的，没有程序的并发执行，就没有资源的共享。错；应为：计算机系统的资源包括硬件资源和软件资源两大部分。错：应为：若把计算机系统分为若干层次，则按由上而下顺序可分为应用系统与应用软件、其它系统软件、操作系统和裸机。错；应为：……，尤其是主机CPU时间的浪费，如果一个用户的计算作业非常庞大,就会独自一直占据CPU。对；填空题实时含有立即、及时之意，因而是实时系统最关键的因素。操作系统的层次结构中，与或运行频率较高的模块都安排在紧靠硬件的软件层中，这一部分通常称为，它在执行基本操作时，往往是利用操作来实现，该操作具有原子性。UNIX是一个真正的用户、任务的操作系统。如果一个操作系统兼有、和三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为通用操作系统。实现多道程序设计必须妥善解决三个问题：、和系统资源的管理和调度。批处理系统的主要优点是，资源利用率高，系统开销小，它的缺点在于作业处理的，用户交互能力较弱。操作系统是对计算机进行的程序，是计算机和的接口。提供网络通讯和网络资源共享功能的操作系统称为操作系统。对系统总体设计目标来说，批处理系统注重提高计算机的效率，尽量增加系统的，分时系统应保证用户的，而实时系统在及时响应和处理的前提下，再考虑。在主机控制下进行的输入/输出操作称为操作。在计算机系统中，是整个系统硬件的核心和基础，而在计算机软件系统中，具有同样的核心和基础作用。习题解答：响应时间；硬件紧密相关，内核，原语；多，多，网络；批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统；文件，作业；系统吞吐量大，平均周转时间较长；控制和管理，用户；网络；吞吐量，交互性，与用户的交互性；联机I/O操作；CPU，操作系统；简答题简述操作系统在计算机系统中的位置。答：操作系统OS是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间，为系统软件和用户应用软件提供了强大的支持。简述描述操作系统的虚拟机的观点和资源管理的观点。答：描述操作系统有两种主要观点，一种是虚拟机的观点——装有操作系统的计算机极大地扩展了原计算机的功能，给用户提供了一个友好的、易于操作的界面，对用户来说，好像是一个扩展了的机器，即一台虚拟机器。另一种是资源管理的观点，操作系统完成对处理机、存储器、I/O设备等硬件资源和文件等软件资源的管理。什么是操作系统？它有什么基本特征？答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序的集合。操作系统的基本特征是：并发——是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。宏观上是同时的，微观上是交替的。共享——系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。根据资源的不同属性，可分为两种资源共享方式：互斥共享和同时访问。虚拟——通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物，物理实体是实的，即实际存在，而后者是虚的，是用户的感觉。异步性——在多道程序环境下，多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，内存中的每个进程何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序需多少时间才能完成，都是不可预知的，进程以异步的方式运行。但只要运行环境相同，作业经过多次运行，都会获得完全相同的结果。多道程序设计时应注意什么问题？答：处理机管理问题——多道程序之间如何分配CPU，使CPU既能满足各程序运行的需要，又能提高处理机的利用率。内存管理问题——为每道程序分配必要的内存空间，并防止程序遭破坏。I/O设备管理——分配为多道程序共享的I/O设备，方便用户使用，提高设备利用率。文件管理问题——组织大量的程序和数据，便于用户使用，保证数据的安全和一致。作业管理问题——对系统中各种类型的作业进行组织。本章综合练习题实时操作系统必须在（）内处理来自外部的事件。A.一个机器周期B.被控制对象规定的时间C.周转时间D.时间片操作系统中最基本的两个特征是（）A.并发和不确定性B.并发和共享C.共享和虚拟D.虚拟和不确定性分时系统追求的目标是（）A.充分利用I/O设备B.快速响应用户C.提高系统吞吐量D.充分利用内存批处理系统的主要缺点是（）A.系统吞吐量小B.CPU利用率不高C.资源利用率低D.无交互能力在主机控制下进行的输入输出操作称为（）操作。如果操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于（）类型；如果系统可靠，响应及时但仅有简单交互能力则属于（）类型；如果操作系统在用户提交作业后不提供交互能力，它追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于（）类型。设内存中有三道程序A、B、C，它们按A、B、C的优先次序执行。它们的计算和I/O操作时间ABC计算操作\程序306020I/O403040计算101020如下表所示（单位：ms）。假设三道程序使用相同设备进行I/O操作，即程序以串行方式使用设备。试画出单道运行和多道运行的时间关系图（调度程序的时间忽略不计）。在两种情况下，完成三道程序各要花多少时间？试比较分时系统和实时系统。第二章判断改错题（正确的打√，错误的打×并改正。）进程由程序和数据两部分组成。（）在生产者消费者进程中，V操作的次序无关紧要，而P操作次序不能颠倒。（）操作产生死锁的原因之一是对计算机操作不当，造成计算机死机。（）原语是指操作系统中的初始化程序。（）若进程处于阻塞状态，当引起阻塞的条件被解除时，进程状态应变为运行状态。()并发进程可以同时进入临界区，交替访问临界资源。()程序的封闭性是指该程序不允许某些进程调用。（）消息通信因为它数据量较小，因而它是一种低级通信方式。（）单机系统最多允许两个进程处于运行状态。（）死锁产生，必须要满足四个必要条件，所以，为避免死锁产生，主要注意如何不让这四个必要条件成立，并打破循环等待资源的环路。（）操作系统的进程管理是整个操作系统管理中的核心，它包含了进程的调度、协调以及进程通信。（）习题解答：错；应为：进程由程序、数据和进程控制块及相关表格组成。对；错；应为：产生死锁的原因是：进程推进顺序不当或竞争资源。错；应为：原语由若干条指令所构成、用于完成一定功能的一个过程，具有原子性。错；应为：……当引起阻塞的条件被解除时，进程状态应变为就绪状态。错；应为：并发进程必须互斥进入临界区，互斥访问临界资源。错；应为：程序的封闭性是指该程序在运行独占系统资源，只有程序本身能改变系统资源。错；应为：消息通信的数据量大，它是一种高级通信方式。错；应为：单机系统只允许一个进程处于运行状态。对；对；填空题操作系统中，进程是、和管理的最小独立单位，操作系统的各种活动都与有关。消息传递系统属于级通信方式，进程间的数据交换以为单位。一个进程可以由系统创建，或者由用创建原语创建。被创建的进程开始处于等待状态。在条件成熟时，采用原语为它们分配除以外的所需资源，并被排列到队列中。一次仅允许一个进程使用的资源称为，同时把访问该资源的那段程序代码称为。轮转法是按照轮流地把处理器分配给就绪队列中的进程，该算法多用于系统中，其难点在于。信号量的物理意义是当信号量大于零时表示；当信号量小于零时，其绝对值为。死锁的检测可以通过图，利用定理来实现。进程运行过程中，因为、等待I/O操作等事件发生时，通过原语将它撤下，排入队列，并引起新的。有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对临界资源的互斥访问，则信号量值的变化范围是。对单处理机系统，处于状态的进程只能有1个，处于就绪状态的进程可以有多个，它们仅未获得控制权，按某种方式排成一队列，此队列称为队列，操作系统必须按照一定的，每次从队列中选择一个进程投入运行，这个选择过程称为。习题解答：资源分配，调度，进程；高，消息；父进程，调度，处理器，就绪；临界资源，临界区；时间片，分时，时间片的确定；资源的数目，等待该资源的进程数目；资源分配，死锁；缺乏资源，阻塞，等待，进程调度；[1-m，1]；运行，处理器，就绪，调度算法，进程调度；简答题处理机管理的主要任务是什么？具有哪些主要功能？答：处理机管理的主要任务是对处理机进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。主要功能有：进程控制、进程同步、进程通信和进程调度。程序的顺序执行和并发执行有何不同？答：程序的顺序执行具有以下特点：顺序性——处理机的操作，严格按程序所规定的顺序执行。封闭性——程序在封闭的环境下运行，独占全机资源，执行结果不受外界因素影响。可再现性——只要程序执行的环境和初始条件相同，程序多次重复执行，不论是不停顿执行，还是走走停停，都将获得相同的结果。而程序的并发执行恰好相反，具有间断性、失去封闭性和不可再现性。（展开说明）简述进程的定义，进程的基本状态以及进程状态转换的典型原因。答：进程是可并发执行的程序在一个数据集上的运行过程。进程有三种基本状态：就绪，执行和阻塞。ABCDA:进程调度B:发生某事件无法执行C:时间片到或优先级高的进程到达D:阻塞的事件消失简述进程与程序的区别。答：进程是可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程，进程有动态性、并发性、独立性和异步性、结构特征，而程序是静态的，不能并发执行，未建立进程的程序也不能作为一个独立的单位参加运行。进程的实体是什么？执行就绪阻塞答：进程通过三个部分被感知：程序、数据集合、进程控制块及相应表格，这三部分组成了进程的实体。程序是进程运行所对应的执行代码，数据集合是进程运行所必需的数据资源，进程控制块是保存进程状态，控制进程转换的标志。简述进程控制块的主要内容。答：PCB的内容进程标识符信息——外部标识符、内部标识符。处理机状态信息进程调度信息——进程状态、优先级等。进程控制信息——程序和数据地址、同步机制、资源清单等。简述进程通信的概念，最基本的通信原语有那些？答：为了进行进程协调，进程间应具有一定联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，称为进程通信。最基本的通信原语有发送原语和接收原语。简述读者——写者问题的思想。答：读者—写者问题是典型的进程同步问题。一个数据对象（数据文件或记录）可被多个进程共享，其中有些进程要求读（读者进程），而另一些进程要求对数据对象进行写或修改（写者进程）。允许多个读进程同时读一个共享对象，但绝不允许一个写进程和其它读进程或写进程同时访问共享对象。该问题常被用来测试新同步原语。什么是原语？★答：由若干条指令所构成、用于完成一定功能的一个过程，具有原子性。简述引起进程调度的原因。答：缺乏资源——正在运行的进程因某个条件不能满足，进入阻塞状态；运行进程被撤下，引起调度另一个进程进入运行。时间片到——分时系统中，每当时间片到，正在运行的进程被暂时停止，排入就绪队列，引起调度另一就绪进程进入运行外部中断——外部中断信号引起调度。进程结束——进程正常执行完毕，终止，此时系统调度另一进程运行。进程调度有何功能？有哪些常用的调度算法？答：查询、登记和更新进程控制表PCB中相应表项，并根据表项中的内容和状态作出选择决