计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)

第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。0s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·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0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，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。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。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸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，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便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，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。9.什么是硬实时任务和款实时任务？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是。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.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未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了多级容结措施保障系统的安全性及数据的安全性。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；景基本的特征是并发性12.在多道程序技术的OS环境下的资源共享与一般情况下的资源共享有何不同？对独占资源应采取何种共享方式？答：一般情况下的资源共享只是说明某种资源能被大家使用，只要经过适当的安排，用户之间并不会产生对资源的竞争，因此资源管理是比较简单的。而os环境下的资源共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用，这里在宏观上既限定了时间，也限定了地点，其管理要复杂的多，因为系统中的资源远少于多道程序需求的总和，会形成对共享资源的争夺。对独占资源应该采取互斥共享方式。13·什么是时分复用技和举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么？答：时分复用技术：将资源在不同的时间片内分配给各进程以使该资源被重复利用，从而提高资源的利用率。如采用时分复用技术的虚拟处理机，能够在不同的时间片内处理多个用户的请求，从而使得用户感觉自己独占主机，而处理机在这期间也被充分的利用。14.是什么原因使操作系统具有异步性特征？答：在多道、单处理机环境下，内存中的每个进程在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，等等，都是不可预知的。或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。操作系统在单处理机环境下通过处理机管理而实现多道功能，这就造成了操作系统的异步性特征。15.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（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：0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。16.内存管理有哪些主要功能？他们的主要任务是什么？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。17.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1/0请求、为用户分配1/0设备、提高CPU和1/0设备的利用率、提高I/O速度以及方便用户使用1/0设备。18.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。19.试说明推动传统OS演变为现代OS的主要因素是什么？答：系统安全、网络的功能和服务、支持多媒体。20.什么是微内核OS答：足够小的内核；基于客户\服务器模式；应用机制与策略分离原理；采用面向对象技术。21.微内核的操作系统有哪些优点？它为何能有这些优点？答；a提高了系统的可扩展性；b增强了系統的可靠性；c可移植性；d易子改編应用軟件。22.现代操作系統较之传统操作系統又增强了哪些功能和特征？答：进程管理、低級存储器管理。中斷和陷入处理。23.在微内核OS中，为什么要采用客户\服务器模式？答：C\S有独特的优点：数据的分布和存储；便于集中管理；灵活性和叮扩充性；易于改编应用软件。24.在基于微内核结构的OS中，应用了哪些技术？答：在基于微内核的OS中采用了面向对象的程序设计技术。25.何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？答：把操作系統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管理，低級存储器管理，中斯和陷入处理等功能。第二章进程的描述与控制1.什么是前趋图？为什么要引入前趋图？答：前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图，记为DAG(DirectedAcyclicGraph)，用于描述进程之间执行的前后关系。2.试画出下面四条语句的前驱图：S1:2=x+;s2:b=z+1;s3:c=a-b;S4:w=c+1:3.什么程序并发执行会产生间断性特征？答：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，为完成同一项任务需要相互合作，致使这些并发执行的进程之间，形成了相互制约关系，从而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？答：程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态由多个程序改变，致使程序运行失去了封闭性，也会导致其失去可再现性。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?答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程加以控制和描述，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?答：(1)动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。(2)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进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。(3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。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。8.PCB提供了进程管理和进程调度所需要的哪些信息?答：进程标识符、处理机状态、进程调度信息、进程控制信息。9.进程控制块的组织方式有哪几种?答：组织方式有三种：线性方式，链接方式，索引方式。10.何谓操作系统内核?内核的主要功能是什么?答：操作系统内核是指大多数操作系统的核心部分。它由操作系统中用于管理存储器、文件外设和系统资源的那些部分组成。操作系统内核通常运行进程，并提供进程间的通信。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。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，置调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所有子孙进程终止，以防它们成为不可控进程。（4）将被终止进程拥有的全部资源，归还给父进程，或归还给系统。（5）将被终止进程PCB从所在队列或列表中移出，等待其它程序搜集信息。1