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（2）及时性：
实时系统对及时性的要求与分时系统类似，都以人们能够接受的等待时间来确定。
而及时系统则对及时性要求更高。
（3）独立性：
实时系统与分时系统一样具有独立性。
每个终端用户提出请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。
（4）多路性：
实时系统与分时一样具有多路性。
操作系统按分时原则为多个终端用户提供服务，而对于实时系统，其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。
（5）可靠性：
分时系统虽然也要求可靠性，但相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。
5.实时系统分为哪两种类型？
实时控制系统、实时信息处理系统。
6.操作系统的主要特征是什么？
并发性、共享性、虚拟性、不确定性。
7.操作系统与用户的接口有几种？
他们各自用在什么场合？
有两种：
命令接口、程序接口；
命令接口：
分为联机命令接口、脱机命令接口和图形用户界面接口，它是为方便用户控制自己的作业。
程序接口：
又称系统调用，是为用户在程序一级访问操作系统功能而设置的，是用户程序取得操作系统服务的唯一途径，它由一组系统调用构成，每个系统调用完成一个特定的功能。
8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗？
为什么？
不正确，操作系统不仅仅在控制硬件，同时它还控制着计算机的软件。
所以说操作系统是控制硬件的软件是不正确的。
9.设内存中有三道程序，A，B，C，他们按A→B→C的先后次序执行，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。
表1-2三道程序的操作时间
（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。
计算ABBCC
A
I/O操作BC
总时间=20+30+10+30+50+20+10+20+10=200
（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
长时间。
程序A
程序B
程序CABABC
I/O操作C
C
总时间=130
10.将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。
DOS
OS/2
UNIX
LINUX
WindowsNT多任务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，写一篇该操作系统如何运行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。
习题二
1．操作系统中为什么要引入进程的概念？
为了实现并发进程之间的合作和协
调，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？
（1）为了从变化的角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实地反应系统的独立性、并发性、动态性和相互制约，操作系统中就不得不引入“进程”的概念；
（2）为了防止操作系统及其关键的数据结构，受到用户程序有意或无意的破坏，通常将处理机的执行状态分成核心态和用户态；
对系统中的全部进程实行有效地管理，其主要表现是对一个进程进行创建、撤销以及在某些进程状态之间的转换控制，
2．试描述当前正在运行的进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。
（1）就绪状态→运行状态。
处于就绪状态的进程，具备了运行的条件，但由于未能获得处理机，故没有运行。
（2）运行状态→就绪状态。
正在运行的进程，由于规定的时间片用完而被暂停执行，该进程就会从运行状态转变为就绪状态。
（3）运行状态→阻塞状态。
处于运行状态的进程，除了因为时间片用完而暂停执行外还有可能由于系统中的其他因素的影响而不能继续执行下去。
3．现代操作系统一般都提供多任务的环境，试回答以下问题。
（1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？
为支持进程的并发执行，系统必须建立“进程控制块（PCB）”，PCB的组织方式常用的是链接方式。
（2）为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控制原语？
进程的阻塞与唤醒原语和进程的挂起与激活原语。
（3）当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？
创建原语：
建立进程的PCB，并将进程投入就绪队列。
；
撤销原语：
删除进程的PCB，并将进程在其队列中摘除；
阻塞原语：
将进程PCB中进程的状态从运行状态改为阻塞状态，并将进
程投入阻塞队列；
唤醒原语：
将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进
程从则色队列摘下，投入到就绪队列中。
4.什么是进程控制块？
从进程管理、中断处理、进程通信、文件管理、设备管
理及存储管理的角度设计进程控制块应该包含的内容。
（1）进程控制块是用来描述进程本身的特性、进程的状态、进程的调度信息及对资源的占有情况等的一个数据结构；
（2）为了进程管理，进程控制块包括以下几方面。
a）进程的描述信息，包括进程标识符、进程名等。
b）进程的当前状况。
c）当前队列链接指针。
d）进程的家族关系。
为了中断处理，进程控制块的内容应该包括处理机状态信息和各种寄存
器的内容。
为了内存管理的需要，进程控制块的内容应该包括进程使用的信号量、
消息队列指针等。
为了设备管理，进程控制块的内容应该包括进程占有资源的情况。
5．假设系统就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每隔300ms轮换一次，CPU在进程切换时所花费的时间是10ms，试问系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是多少？
因为每隔300ms换一次进程，且每个进程切换时所花费的时间是10ms，则系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是10/（300+10）=3.2%
6．试述线程的特点及其与进程之间的关系。
（1）特点：
线程之间的通信要比进程之间的通信方便的多；
同一进程内的线程切换也因为线程的轻装而方便的多。
同时线程也是被独立调度的分配的；
（2）线程与进程的关系：
线程和进程是两个密切相关的概念，一个进程至少拥有一个线程，进程根据需要可以创建若干个线程。
线程自己基本上不拥有资源，只拥有少量必不可少的资源（线程控制块和堆栈）
7．根据图2-18，回答以下问题。
（1）进程发生状态变迁1、3、4、6、7的原因。
1表示操作系统把处于创建状态的进程移入就绪队列；
3表示进程请求I/O或等待某事件；
4表示进程用行的时间片用完；
6表示I/O完成或事件完成；
7表示进程完成。
（2）系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状态变迁，
这种变迁称为因果变迁。
下述变迁是否为因果变迁：
3~2,4~5,7~2,3~6，是说明原因。
3→2是因果变迁，当一个进程从运行态变为阻塞态时，此时CPU空闲，系统首先到高优先级队列中选择一个进程。
4→5是因果变迁，当一个进程运行完毕时，此时CPU空闲，系统首先到高优先级队列中选择进程，但如果高优先级队列为空，则从低优先队列中选择一个进程。
7→2是因果变迁，当一个进程运行完毕时，CPU空闲，系统首先到高优先级队列中选择一个进程。
3→6不是因果变迁。
一个进程阻塞时由于自身的原因而发生的，和另一个进程等待的时间到达没有因果关系。
（3）根据此进程状态转换图，说明该系统CPU调度的策略和效果。
当进程调度时，首先从高优先级就绪队列选择一个进程，赋予它的时间片为100ms。
如果高优先级就绪队列为空，则从低优先级就绪队列选择进程，并且赋予该进程的时间片为500ms。
这种策略一方面照顾了短进程，一个进程如果在100ms运行完毕它将退出系统，更主要的是照顾了I/O量大的进程，进程因I/O进入阻塞队列，当I/O完成后它就进入了高优先级就绪队列，在高优先级就绪队列等待的进程总是优于低优先级就绪队列的进程。
而对于计算量较大的进程，它的计算如果在100ms的时间内不能完成，它将进入低优先级就绪队列，在这个队列的进程被选中的机会要少，只有当高优先级就绪队列为空，才从低优先级就绪队列选择进程，但对于计算量大的进程，系统给予的适当照顾时间片增大为500ms。
8．回答以下问题。
（1）若系统中没有运行进程，是否一定没有就绪进程？
是，因为当CPU空闲时，系统就会在就绪队列里调度进程，只有当就绪队列为空时，系统中才没有运行程序。
（2）若系统中既没有运行进程，也没有就绪进程，系统中是否就没有阻塞
进程？
解释。
不一定，当运行的程序都因为请求I/O或等待事件时而进入阻塞，
篇二：
计算机操作系统第三版答案完整版
第一章
1．设计现代OS的主要目标是什么？
（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？
（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？
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？
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？
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？
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？
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，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；
为每个终端配臵缓冲区，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？
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。
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？
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WindowsOS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）MicrosoftWindows1.0是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。
（2）Windows95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）Windows98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）WindowsXP是基于Windows201X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）WindowsVista包含了上百种新功能；
特别是新版图形用户界面和WindowsAero全新界面风格、加强的搜寻功能（WindowsIndexingService）、新媒体创作工具以及重新设计的网络、音频、输出（打印）和显示子系统。
。
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？
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？
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，并设臵运行现场，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
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，臵换功能等。
16．设备管理有哪些主要功能？
其主要任务是什么？
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？
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。
18．是什么原因使操作系统具有异步性特征？
操作系统的异步性体现在三个方面：
一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。
19．模块接口法存在哪些问题？
可通过什么样的途径来解决？
（1）模块接口法存在的问题：
①在OS设计时，各模块间的接口规定很难满足在模块完成后对接口的实际需求。
②在OS设计阶段，设计者必须做出一系列的决定，每一个决定必须建立在上一个决定的基础上。
但模块化结构设计的各模块设计齐头并进，无法寻找可靠的顺序，造成各种决定的无序性，使程序设计人员很难做到设计中的每一步决定都建立在可靠的基础上，因此模块接口法被称为“无序模块法”。
（2）解决途径：
将模块接口法的决定顺序无序变有序，引入有序分层法。
20．在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式？
C/S模式具有独特的优点：
⑴数据的分布处理和存储。
⑵便于集中管理。
⑶灵活性和可扩充性。
⑷易于改编应用软件。
21．试描述什么是微内核OS。
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。
22．在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术？
在基于微内核结构的OS中，采用面向对象的程序设汁技术。
23．何谓微内核技术？
在微内核中通常提供了哪些功能？
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。
24．微内核操作系统具有哪些优点？
它为何能有这些优点？
1）提高了系统的可扩展性
2）增强了系统的可靠性
3）可移植性
4）提供了对分布式系统的支持
5）融入了面向对象技术
第二章
1.什么是前趋图？
为什么要引入前趋图？
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.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;
其前趋图为：
3.什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，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？
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?
为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，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?
（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，因得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？
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．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
（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
9．为什么要引入挂起状态？
该状态有哪些性质？
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，对换北京石油化工学院信息工程学院计算机系5/48
《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5/48
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？
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。
11．试说明引起进程创建的主要事件。
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。
12．试说明引起进程被撤销的主要事件。
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）。
13．在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？
（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.
14．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？
（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。
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