实用操作系统教程答案.docx
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实用操作系统教程答案
实用操作系统教程答案
【篇一：
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、cpub、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？
操作系统是直接控制和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，便于用户使用的程序集合。
操作系统的基本特征：
并发性，共享性，虚拟性，异步性
（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？
批处理系统：
批处理指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预，由操作系统控制它们自动运行。
这种采用批量处理作业技术的操作系统称为批处理系统。
衡量批处理系统主要指标是系统的吞吐率。
（3）试述分时系统的原理及其特性。
分时系统将多个用户分享同一台计算机。
采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上显示结果。
特性：
交互性同时性独立性及时性
（4）操作系统有哪几大特征？
它的最基本特征是什么？
特征：
并发性虚拟性共享性异步性最基本特征并发性
（5）网络操作系统与分布式操作系统的关键区别是什么？
（1）分布性。
分布式操作系统的处理和控制功能均为分布式的；而网络操作系统虽具分布处理功能，但其控制功能却是集中在某个或某些主机或网络服务器中，即集中式控制方式。
（2）并行性。
分布式操作系统具有任务分配功能，可将多个任务分配到多个处理单元上，使这些任务并行执行，从而加速了任务的执行；而网络操作系统通常无任务分配功能，网络中每个用户的一个或多个任务通常都在本地计算机上处理。
（3）透明性。
分布式操作系统通常能很好地隐藏系统内部的实现细节。
包括对象的物理位置、并发控制和系统故障等对用户都是透明的。
例如，当用户要访问某个文件时，只需提供文件名而无须知道（所要访问的对象）它是驻留在那个站点上，即可对它进行访问，以即具有物理位置的透明性。
网络操作系统的透明性则主要指操作实现上的透明性。
例如，当用户要访问服务器上的文件时，只需发出相应的文件存取命令，而无需了解对该文件的存取是如何实现的。
（4）共享性。
分布式操作系统支持系统中所有用户对分布在各个站点上的软硬件资源的共享和透明方式访问。
而网络操作系统所提供的资源共享功能仅局限于主机或网络服务器中资源，对于其它机器上的资源通常仅有使用该机的用户独占。
（5）健壮性。
分布式操作系统由于处理和控制功能的分布性而具有较好的可用性和可靠性，即健壮性。
而网络操作系统由于控制功能的集中式特点而使系统重构功能较弱，且具有潜在的不可靠性。
4．综合应用题
有3个程序a、b、c在系统中单独处理占用的cpu时间和i/o设备时间如下表所示：
假定在具有2个cpu为x和y的多机系统中，以多道程序设计方式，按如下条件执行上述3个程序，条件如下：
（1）x和y运算速度相同，整个系统可以同时执行2个程序，并且在并行处理程序时速度也不下降。
（2）x的优先级比y高，即当x、y均能执行程序时，由x去执行。
（3）当多个程序同时请求cpu或i/o设备时，按程序a、b、c的次序分配所请求的资源。
（4）除非请求输入输出，否则执行中的程序不会被打断，也不会把控制转给别的cpu。
而且因输入输出而中断的程序再重新执行时，不一定仍在同一cpu上执行。
（5）控制程序的介入时间可忽略不计。
（6）程序a、b、c同时开始执行。
求：
（1）程序a、b、c同时开始执行到执行完毕为止的时间。
（2）x和y的使用时间。
程序运行情况如下图所示：
由上图可以看出
（1）a170msb150msc180ms
（2）x的使用时间120msy的使用时间90ms
题2
1．单项选择题
（1）用户使用操作系统通常有3种手段，它们是终端命令、系统调用命令和。
a、计算机高级指令b、作业控制语言
c、宏命令d、汇编语言
（2）系统调用的目的是。
a、请求系统服务b、终止系统服务
c、申请系统资源d、释放系统资源
（3）在批处理系统中，用户使用对作业的各种可能的控制要求进行控制。
a、命令驱动b、访管指令
c、系统调用d、作业说明书
（4）适合于交互式终端用户来说明作业加工步骤的手段是。
a、汇编语言b、高级语言
c、作业控制语言d、系统功能调用
e、操作控制命令
（1）b
（2）a（3）d（4）e
2．填空题
（1）操作系统代码在核心态下运行，用户一般程序在用户态下运行。
（2）当用户程序要调用系统服务时，需要通过一条专门的指令来完成从用户态到核心态的切换，这条指令称为访管指令。
（3）操作系统为批处理用户提供作业控制语言，为分时用户提供联机命令来说明作业加工步骤。
（4）作业控制语言是由一些的语句组成的。
（5）批处理控制方式也可以称为脱机控制方式，交互式控制方式也可以称为联机控制方式。
（6）在批处理系统中，用户提交作业时必须同时提交用作业控制语言编写的作业说明书
来说明对作业的控制意图。
3．名词解释
（1）作业控制级接口。
用户通过键盘命令或作业控制命令，对程序进行控制
（2）程序级接口。
系统调用或称应用程序接口
（3）用户态。
用户程序工作的状态
（4）核心态。
把系统程序工作的状态
（5）特权指令。
只允许在核心态下使用的指令
（6）访管指令。
用户要使用i/o设备，必须在核心态下使用
（7）系统调用。
用户在程序中调用操作系统所提示的一些子功能
4．简答题
（1）在用户和操作系统之间，通常提供了哪几种类型的接口？
它们的主要功能是什么？
控制级接口：
用户通过键盘命令或作业控制命令对程序进行控制
程序级接口：
系统调用
（2）什么是作业、作业步、作业流？
作业：
用户一次请求计算机系统为其完成任务所进行工作的总和
作业步：
作业的每一步骤称为作业步
作业流：
作业步控制流程
（3）命令驱动方式中命令的一般格式是什么？
主要有哪几种命令类型？
一般格式：
commandarg1,arg2…….,argn[option1,option2,….,optionm]
类型：
1.系统访问命令2.编辑和文件管理命令3.编译，汇编和连续指令4.调试命令5.维护管理命令6.其它命令
（4）什么是特权指令？
为什么要把指令分为特权指令和非特权指令？
特权指令：
只允许在核心态下使用的指令称为特权指令
非特权指令：
特权指令以外的指令，它们的执行不影响其它用户及系统
（5）说明以下各条指令是特权指令还是非特权指令。
1）启动打印机；2）结束进程；
3）计算e的n次方；4）清内存
5）读时钟6）修改指令地址寄存器内容。
12456特权指令3非特权指令
（6）系统调用分为哪几类？
它们各有什么作用？
一部分功能是系统自身所需要的，另一部分功能是作为服务提供给用户的
（7）一个图形窗口通常由哪几部分组成？
程序图标，组图标和应用程序项图标
【篇二：
实用操作系统教程答案第一章】
题
二、综合题
1、答：
并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
、
（1）处理机和设备之间的并行，能够发生。
（2）处理机和通道之间的并行，能够发生。
（3）通道和通道之间的并行，能够发生。
（4）设备和设备之间的并行，能够发生。
2、答：
以多道程序技术为基础的现代操作系统具有4个基本特征：
（1）并发性
（2）共享性（3）虚拟性（4）异步性3、答：
多道程序设计技术是指同时把多个程序放入内存并允许交替执行和共享系统中的各类资源，当一个程序因某种原因（如i/o请求）而暂停执行时，cpu立即转去执行另一个程序。
多道程序设计技术的优点：
多道程序交替穿插执行，提高了cpu、内存和i/o设备的利用率；在保持cpu、i/o设备不断工作的同时，导致系统吞吐量的上升。
4、答：
多道程序并发执行是指cpu操作与外设传输在时间上重叠，要实现这点必须有中断和通道技术支持，因为：
（1）通道是一种控制一台或多台外部设备的硬件机构，它一旦被启动就独立于cpu运行，因而做到了输入/输出操作与cpu并行工作。
（2）在硬件上引入了中断技术。
因此，通道技术和中断技术结合起来就可实现cpu与i/o设备并行工作，实现多道程序技术。
5、答：
不确定性指在多道程序设计环境下，系统中每道程序的推进时间、顺序以及完成时间由于受其运行环境的影响是不确定的、不可预知的。
6、答：
按层次结构的原则从内到外排列为：
裸机、cpu调度，进程同步操作，内存管理，作业管理，设备管理，文件管理、命令管理和用户。
7、答：
（1）批处理系统的特点：
用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行，交互能力差。
（2）分时系统的特点：
多个用户同时使用计算机，人机交互性强，具有每个用户独立使用计算机的独占性，以及系统响应的及时性。
（3）实时系统的特点：
实时性、可靠性，但系统资源利用率较低。
8、答：
顺序执行时，cpu运行时间为（10+5+10）+（10+5）=40s，两个程序运行总时间为：
40+40=80s，故利用率是40/80=50%
多道程序环境下，cpu的运行时间为40s，两个程序运行总时间为45s，故利用率是40/45=88.9%9、答：
单道程序方式：
总的运行时间为：
20+30+10+40+20+10+10+30+20=190ms
多道程序方式：
程序a先执行20ms的计算，再完成30ms的i/o操作（与此同时程序b进行30ms的计算），最后再进行10ms的计算（此时程序b等待，因还需要进行10ms的计算）；程序b先执行10ms的计算，再完成20ms的i/o操作（与此同时程序c进行10ms的计算，然后等待i/o设备），最后再进行10ms的计算（此时程序c执行i/o操作10ms）；然后程序c先执行20ms的i/o操作，最后再进行20ms的计算。
至此，3道程序全部运行完毕。
总的运行时间为：
20+30+10+10+20+10+20+20=140ms。
10、答：
（1）cpu在100-150ms时间段内空闲，利用率为250/300=83.3%
（2）进程a无等待现象。
（3）进程b有等待现象，0-50ms和180-200ms。
11、答：
微内核结构操作系统的内核尽量简单，仅存放最基本、最主要的核心功能模块；其他服务和应用建立在内核之上，作为系统进程或用户进程运行。
微内核结构操作系统有以下三个主要优点。
①良好扩充性。
②可靠性高③便于网络服务和分布式处理。
12、答：
从操作系统结构设计观点看，早期的操作系统主要是单处理机操作系统，在结构设计方法上主要采用整体结构设计模式和层次式结构设计模式。
传统的整体式、层次式结构设计法对计算机系统（如网络系统、分布式系统及多处理机系统）而言则有较大缺陷，不能满足需求。
后来出现了虚拟机结构操作系统、微内核结构操作系统，对称多处理系统操作系统等。
13、答：
便于设计安全可靠的操作系统。
核心态和用户态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而设置的两种状态。
通常操作系统在核心态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在用户态下运行，只能执行非特权指令。
如果用户程序企图在核心态下运行，只能执行非特权指令。
如果用户程序企图在核心态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。
如果允许用户执行特权指令，就有可能干扰操作系统的正常运行，甚至有可能使整个系统崩溃。
【篇三：
操作系统教程习题解答】
class=txt>习题四?
习题五?
习题六
习题一
1．设计操作系统的主要目的是什么？
设计操作系统的目的是：
（1）从系统管理人员的观点来看，设计操作系统是为了合理地去组织计算机工作流程，管理和分配计算机系统硬件及软件资源，使之能为多个用户所共享。
因此，操作系统是计算机资源的管理者。
（2）从用户的观点来看，设计操作系统是为了给用户使用计算机提供一个良好的界面，以使用户无需了解许多有关硬件和系统软件的细节，就能方便灵活地使用计算机。
2．操作系统的作用可表现在哪几个方面？
（1）方便用户使用：
操作系统通过提供用户与计算机之间的友好界面来方便用户使用。
（2）扩展机器功能：
操作系统通过扩充硬件功能和提供新的服务来扩展机器功能。
（3）管理系统资源：
操作系统有效地管理系统中的所有硬件和软件资源，使之得到充分利用。
（4）提高系统效率：
操作系统合理组织计算机的工作流程，以改进系统性能和提高系统效率。
（5）构筑开放环境：
操作系统遵循国际标准来设计和构造一个开放环境。
其含义主要是指：
遵循有关国际工业标准和开放系统标准，支持体系结构的可伸缩性和可扩展性；支持应用程序在不同平台上的可移植性和互操作性。
3．试叙述脱机批处理和联机批处理工作过程
（1）联机批处理工作过程
用户上机前，需向机房的操作员提交程序、数据和一个作业说明书，后者提供了用户标识、用户想使用的编译程序以及所需的系统资源等基本信息。
这些资料必须变成穿孔信息，（例如穿成卡片的形式），操作员把各用户提交的一批作业装到输入设备上（若输入设备是读卡机，则该批作业是一叠卡片），然后由监督程序控制送到磁带上。
之后，监督程序自动输入第一个作业的说明记录，若系统资源能满足其要求，则将该作业的程序、数据调入主存，并从磁带上调入所需要的编译程序。
编译程序将用户源程序翻译成目标代码，然后由连接装配程序把编译后的目标代码及所需的子程序装配成一个可执行的程序，接着启动执行。
计算完成后输出该作业的计算结果。
一个作业处理完毕后，监督程序又可以自动地调下一个作业处理。
重复上述过程，直到该批作业全部处理完毕。
（2）脱机批处理系统
脱机批处理系统由主机和卫星机组成，如下图所示。
卫星机又称外围计算机，它不与主机直接连接，只与外部设备打交道。
卫星机负责把输入机上的作业逐个转输到输入磁带上，当主机需要输入作业时，就把输入带与主机连上。
主机从输入带上调入作业并运行，计算完成后，输出结果到输出磁带上，再由卫星机
负责把输出带上的信息进行输出。
在这样的系统中，主机和卫星机可以并行操作，二者分工明确，可以充分发挥主机的高速计算能力。
4．分时系统的特征是什么？
（1）同时性。
允许在一台主机上同时联接多台联机终端，系统按分时原则为每个用户服务。
宏观上，是多个用户同时工作，共享系统资源；而微观上，则是每个用户作业轮流运行一个时间片。
它提高了资源利用率，从而促进了计算机更广泛的应用。
（2）独立性。
每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰。
因此，用户会感觉到就像他一人独占主机。
（3）及时性。
用户的请求能在很短时间内获得响应，此时间隔是以人们所能接受的等待时间来确定的，通常为2--3秒钟。
（4）交互性。
用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话。
其广泛性表现在：
用户可以请求系统提供多方面的服务，如文件编辑、数据处理和资源共享等。
5．何谓多道程序设计？
叙述它的主要特征和优点。
多道程序设计是一种软件技术，该技术使同时进入计算机主存的几个相互独立的程序在管理程序控制之下相互交替地运行。
当某道程序因某种原因不能继续运行下去时（如等待外部设备传输数据），管理程序便将另一道程序投入运行。
这样可以使中央处理器及各外部设备尽量处于忙碌状态，从而大大提高计算机的使用效率。
在单处理器系统中，多道程序运行的特征是：
（1）多道：
即计算机主存中同时存放几道相互独立的程序。
（2）宏观上并行：
同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。
（3）微观上串行：
从微观上看，主存中的多道程序轮流地或分时地占用处理器，即多道程序交替执行。
引入多道程序设计的优点是：
（1）可提高cpu的利用率；
（2）可提高主存和i/o设备利用率；
（3）可增加系统吞吐量；
6．实现多道程序应解决哪些问题？
为使系统中的多道程序能协调地运行，必须解决以下一些问题：
（1）并行运行的程序要共享计算机系统的硬件和软件资源，既有对资源的竞争，但又必须相互同步。
因此同步与互斥机制成为系统设计中的重要问题。
（2）多道程序的增加，出现了主存不够用的问题，提高主存的使用效率也成为关键。
因此出现了诸如覆盖技术、对换技术和虚拟存储技术等主存管理技术。
（3）多道程序存在于主存，为了保证系统程序存储区和各用户程序存储区的安全可靠，提出了主存保护的要求。
7．试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点。
单道批处理系统的特征是：
（1）自动性。
在顺利的情况下，在磁带上的一批作业能自动地逐个作业依次运行，而
无须人工干预。
（2）顺序性。
磁带上的各道作业是顺序地进入主存，各道作业完成的顺序与它们进入主存的顺序之间，在正常情况下应当完全相同，亦即先调入主存的作业先完成。
（3）单道性。
主存中仅有一道程序并使之运行，即监督程序每次从磁带上只调入一道程序进入主存运行，仅当该程序完成或发生异常情况时，才调入其后继程序进入主存运行。
其优点是：
作业运行期间占有所有资源，运算速度较快。
其缺点是：
cpu、主存和i/o设备资源利用率低；系统吞吐量低；
多道程批处理系统的特征是：
（1）多道：
即计算机主存中同时存放几道相互独立的程序。
（2）宏观上并行：
同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。
（3）微观上串行：
从微观上看，主存中的多道程序轮流地或分时地占用处理器，即多道程序交替执行。
其优点是：
可提高cpu、主存和i/o设备利用率；可增加系统吞吐量；
其缺点是：
每个作业占用内存相对减少；作业交替运行需要时间切换；竞争资源会导致死锁和安全问题，等。
8．为什么要引入实时操作系统？
60年代中期计算机进入第三代，计算机的性能和可靠性有了很大提高，造价亦大幅度下降，导致计算机越来越广泛应用于工业过程控制、军事实时控制、信息实时处理等领域，需要保证及时响应、快速处理、高可靠性和安全性，而不强求系统资源的利用率。
一般操作系统不能达到这些要求。
而针对实时处理的实时操作系统是以在允许的时间范围之内做出响应为特征的并具有高可靠性和安全性。
它要求计算机对于外来信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许时间范围内作出快速响应，其响应时间要求在秒级、毫秒级甚至微秒级或更小。
实时系统是较少有人为干预的监督和控制系统，仅当计算机系统识别到了违反系统规定的限制或本身发生故障时，才需要人为干预。
9．操作系统具有哪几大特征？
虽然不同的操作系统各有自己的特征，但它们也都具有以下四个基本特征：
（1）并发
并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
在多道程序环境下，并发性是指宏观上在一段时间内多道程序在同时运行。
但在单处理器系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上这些程序是在交替执行的。
（2）共享
所谓共享是指系统中的资源可供主存中多个并发执行的进程共同使用。
由于资源的属性不同，故多个进程对资源的共享方式也不同。
并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，它们又是互为存在条件。
一方面，资源共享是以程序（进程）的并发执行为条件；若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题。
另一方面，若系统不能对资源共享实施有效管理，则也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。
（3）虚拟
操作系统中的所谓“虚拟”是指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（前者）是实的，即实际存在的，而后者是虚的，是用户感觉上的东西。
（4）异步性
在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，通常进程的执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行，即进程是以异步方式运行的。
尽管如此，但只要运行环境相同，作业经多次运行，都会获得完全相同的结果，因此，异步运行方式是允许的。
10．主存管理的主要任务是什么？
有哪些主要功能？
存储管理的主要任务是为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率，以及能从逻辑上来扩充主存。
为此，存储管理应具有以下功能：
（1）主存分配与回收；
（2）地址转换和存储保护；
（2）主存的共享与保护；
（3）主存扩充。
11．处理器管理的主要任务是什么？
有哪些主要功能？
处理器管理的主要任务是对处理器进行分配，并对其运行进行有效的控制和管理。
对处理器的管理和调度可归结为对进程和线程的管理和调度。
它包括以下几方面功能：
（1）进程控制和管理；
（2）进程同步和互斥；
（3）进程通信；
（4）进程死锁；
（5）线程控制和管理；
（6）处理器调度。
12．设备管理的主要任务是什么？
有哪些主要功能？
设备管理的主要任务是管理各种外部设备，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；方便用户使用i/o设备。
为实现上述任务，设备管理应具有以下主要功能：
（1）提供设备控制处理；
（2）提供缓冲区管理；
（3）提供设备独立性；
（4）实现设备的分配与回收；
（5）实现共享设备的驱动调度；
（6）实现虚拟设备。
13．文件管理的主要任务是什么？
有哪些主要功能？
文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行有效管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。
为此，文
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