计算机操作系统教程-第三版-(张尧学-张高-史美林-著)-清华大学出版社-课后答案

第一章绪论I.什么是操作系统的幕本功能?答:操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软们资源，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u.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(文们骡统管理)和用户接Ii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收分类.把一批作收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(timcsharingopcrationsystcm):把处理机的运行时(fnJ分成很短的时fFIJ片，按ItfnJ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(rcaltimcsystcm):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)和多爪处理(multiprocessing)有何区别?答:多道程序(multiprogramming)是作收之间自动调度执行、共享系统资源.并不是真正地同时俏行多个作业:而多熏处W..(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.第二章作业管理和用户接口1.什么是作业?.作业步？答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务的处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的顺序相连的作业步组成。作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。如.编辑愉入是一个作业步.它产生源程序文件:编译也是一个作业步.它产生目标代码文件.2.作业山几部分组成?各有什么功能?荞:作业山三部分组成:程序、数据和作业说明书.程序和数据完成用户所要求的业务处理工作.作业说明书则体现用户的控制愈图.3.作业的愉入方式有哪JL种?各有何特点谷:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机袖入方式、直接棍合方式、SPOOLING(SimultancousPeripheralOperationsOnlinc)系统和网络愉入方式.各有如卜特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来怕入作业.(2)脱机输入方式，又称预输入方式，利用低档个人计甘机作为外幽处理极进行钧入处理，存储在后备存储器I:.然后将此后援存储器连接到高速外围设备1二和上机相连。从而在较短的时间内完成作业的愉入工作。(3)直接祸合方式:把上机和外围低档机通过一个公用的人容量外存六接祸合起来，从而省去了在脱机愉入中那种依靠人工干预末传递后援存储雄的过程.(4)SPOOLING系统nl译为外田设备同时联机摊作。在SPOOLING系统中.多台外团设备通好道或DMA器件和主机与外存连接起来作业的愉入愉出过程由土机中的掩作系统控翻。(5)网络怕入方式:网络愉入方式以上述几仲泊入方式为赞拙.当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另台主机上进行摊作成执行时.就构成了网络输入方式。4.试述SPOOLING系统的_I-作原理。答:在s阳OLIN6系统巾，多台外围设备通过通逝或DMA器件和主机与外存连接起来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制.操作系统中的输入程序包一含两个独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区，另一个过程是写过程，负责把缓冲区中的信息送入到外存输入井巾。在系统输入模块收到作业输入请求后，输入管理模块中的读过积负责将信息从愉入装置读入缓冲区。当缓冲V满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存输入井中。读过程和写过程反复循环.直到一个作业愉入完毕。当读过程读到一个硬件结束标志后，系统再次驱动写过程把最后一批信息写入外存并调用中断处理程序结束该次输入。然后系统为该作业建立作业控制块JCB，从而使输入井中的作业进入作业等待队列，等待作业调度程序选中后进入内存。5.作业说明书和作业控制块有何异同?答:作业说明书主要包含三方面内容:作业的基本描述、作业控制描述和资源要求描述.作业基本描述主要包括用户名、作业名、使用的编程语言名、允许的最大处理时间等，而作业控制描述则大致包括作业在执行过程中的控制方式，例如是脱机控制还是联机控制、各作业步的操作顺序以及作业不能正常执行时的处理等.资源要求描述包括要求内存大小、外设种类和台数、处理机优先级、所需处理时间、所需库A数或实用程序等.而作业控制块是作业说明书在系统中生成的一张表格，该表格迁记该作业所要求的资源情况、预计执行时间和执行优先级等。从而，操作系统通过该表了解到作业要求，并分配资源和控制作业中R序和数据的编译、链接、装入和执行等.6.操作系统为用户提供哪些接门?它们的区别是什么?答:操作系统为用户提供两个接l]，一个是系统为用户提供的各种命令接口.用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统，另一个接门是系统调用，编程人员使用系统调用来请求a作系统提供服务。例如申请和释放外设等类资源、控制程序的执行速度等.。7.作业控制方式有哪几种?调查你周围的计算机的作业控制方式。答:作业控制的主要方式有两种:脱机方式和联机方式。脱机控制方式利用作业控制语言来编写表示用户控制意图的作业控制程序，也就是作业说明书。作业控制语言的语句就是作业控制命令。不同的批处理系统提供不同的作业控制语言。联机控制方式不同于脱机控制方式，它不要求用户填写作业说明书，系统只为用户提供一组键盘或其他操作方式的命令。用户使用操作系统提供的操作命令和系统会话，交互地控制程序执行和管理计算机系统。8.什么是系统调用?系统调用与一般用户程序有什么区别?与库函数和实用程序又有什么区别?答:系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中己有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。它与一般用户程序、库函数和实用程序的区别是:系统调用程序是在核心态执行，调用它们需要一个类似于硬件中断处理的I一卜断处理机制来提供系统服务。9.简述系统调用的实现过程。答:用户在程序中使用系统调用，给出系统凋用名和函数后，即产生一条相应的陷入指令，通过陷入处理机制调用服务，引起处理机中断，然后保护处理机现场，取系统调用功能号并寻找子程序入口，通过入口地址表来调用系统子程序，然后返回用户程序继续执行。10.为什么说分时系统没有作业的概念?答:因为在分时系统中，每个用户得到的时问片有限，用户的程序和数据信息直接输入到内存工作区中和其他程序一起抢占系统资源投入执行，而不必i序选择.因此，分时系统没有作业控制表，也没有作业调度存输入并等待作业调度程11.试述UNIX的主要特点.答:UNIX的主要特点是:(1)UNIX系统是一个可供多用户同时操作的交互式分时操作系统，(2)为了向用厂’提供交互式功能和使得用)”可以利用UNIX系统的功能，UNIX系统向用户提供了两种友好的界面或接口:系统调用和命令;(3)UNIX系统具有一个可装卸的分层树型结构文件系统，该文件系统使用方便、搜索简单，(4)UNIX系统把所有外部设备都当成文件，并分别赋予它们对应的文件名。从而，用厂’可以像使用文件那样使用任一设备而不必了解该设备的内部特性，这既简化了系统设计，又方便了用)”，(5)UNIX系统核心程序的绝大部分源代码和系统_L的支持软件都用C语言编写。且UNIX系统是一个开放式系统，即具有统一的用户接口，使得UNIX用户的应用程序可在不同的执行环境下运行。正是由于UNIX具有.上述这些特点，使得UNIX系统得到了广泛的应用和发展.12.UNIX操作系统为用户提供哪些接口?试举例说明.答;UNIX系统为用户提供两个接口，即面向操作命令的接口Shell和面向编程用户的接口:系统调用。常见的Shell命令如:login,logout,vi,ernacs.印，rm,Is,cc，link,adducer,chown,dbx,date等;常见的系统调用如:ioctl,read,write,open,close,crest,excel,flock,stat,mount,fork,wait,exit,socket等.13·在你周围装有UNIX系统的计算机上，练习使用后台命令，管道命令等Shell的基木命令。吞甘k，二答:例1:用Shell谱言编制一Shell程序.该程序在用户输入年、月之后，自动打印输出该年该月的日历:echoPleaseinputthemonth:”readmonthecho'Pleaseinputtheyear:”readyear第三章用户V理和配置份理1.有A说，一个进程是山伪处理机执行的一个程序，这话对吗?为什么?答:对。因为伪处理机的概念只有在执行时刁存在，它表示多个进程在单处理机上并发执行的二个调度单位。因此，尽V进程是动态概念，是程序的执行过程，但是，在多个进程并行执行时，仍然只有一个进程占据处理机执行，而其他并发进程则处于就绪或等待状态。这些并发进程就相当干由伪处理机执行的程序。2.试比较进程和程序的区别。答:(1)进程是一个动态概念。而程序是一个静态概念.积序是指令的有序集介.无执行含义.进程则强调执行的过程(2)进程具有并行特征(独立性，异步性).程序则没有.(3)不同的进程可以包含同一个程序，同一程序在执行中也可以产生多个进程。3.我们说程序的并发执行将导致最终结果失去封闭性广这话对所有的程序都成立吗?举例说明.答:并非所有程序均成立。如:BeginlocalZK::10print(x)End上述程序中x是内部变量，不可能被外部程序访问，因此这段程序的运行不会受外部环境影晌.4.试比较作业和进程的区别。答:一个进程是一个程序对某个数据集的执行过程，是分配资源的摹本单位。作业是用于需要计算机完成某项任务，而要求计算机所做工作的集合。一个作业的完成要经过作业提交，作业收容、作业执行和作业完成4个阶段。而进程是己提交完毕的程序所执行过程的描述，足资源分配的4本单位.其主要区别关系如下:(I)作业是用户向计算机提交任务的任务实体.在用户向计算机提交作业之后，系统将存储在外存中的作业等待队列中等待执行。而进程则是完成用户任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位。任一进积.只要它被创建，总有相应的部分存在于内存巾(2)一个作业可由多个进程组成.且必须至少由一个进积组成.但反过来不成立.(3)作业的概念主要用在批处理系统中.像Unix这样的分时系统中，则没有作」日而进程的概念则用在几乎所有的多道程序系统巾。5.UNIXSystcmV中.系统程序所对应的正文段未被考虑成进程一上下文的一部分，为什么?答:因为系统程序的代码被用户程序所共享，因此如果每个进程在保存进程I下文时，都将系统程序代码放到其进程上下文中.则大大浪费了资源.因此系统程序的代码不放在进程上下文中，而是统一放在核心程序所处的内存中.6.什么是临界区?试举一临界区的例子.答:临界区是指不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。它是由于不同并发进程的程序段共享公用数据或公用数据变量而引起的.所以它又被称为访问公用数据的那段程序。例如:getspace:Beginlocalgtop=top-IEndrelease(ad):Begintop-top+1stack[top]=adEnd7.并发进程间的制约有哪两种?引起制约的原因是什么?答:并发进程所受的制约有两种:直接制约和间接制约。直接制约是由并发进程互相共享对方的私有资源所引起的。间接制约是由竞争共有资源而引起的。8.什么是进程间的互斥?什么是进程间同步?答:进程间的互斥是指:一组并发