计算机操作系统1-4章课后经典习题参考答案

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答:( 1 )有效性 ( 2 )方便性

2 . OS 的作用可表现在哪几个方面?

答:( 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

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, 可以在系统中设置多路卡, 使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据; 为每个终端配置缓冲区, 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。 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。

(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。

11 . OS 有哪几大特征?其最基本的特征是什么?

(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。

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

100 微

截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于 妙。 (3 ) OS 实现了对计算机资源的抽象

3 .为什么OS 实现了对计算机资源的抽象?

答: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。

7 .实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?

(3 )可扩充性

( 4 )开放性

第一章

1 .设计现代 OS 的主要目标是什么?

课后习题

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答: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。

13 .什么是时分复用技术 ? 举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么 ?

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。

6 .试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序 ?

8 . PCB 提供了进程管理和进程调度所需要的哪些信息 ?

答:进程管理:通用寄存器、指令寄存器、程序状态字、用户栈指针

进程调度:进程状态、进程优先级、事件、其他信息

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

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, 态实体。

是静

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:其前趋图为:

3. 什么程序并发执行会产生间断性特征? 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;

答:前趋图 (Precedence Graph) 是一个有向无循环图,记为 DAG(DirectedAcyclic Graph) ,用于描述进程之间执行的前后关系。

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

第二章

1. 什么是前趋图?为什么要引入前趋图?

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(4 )阻塞状态→就绪状态: I/O 完成 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。

答: 共同目标 : 资源利用率 , 公平性 , 平衡性 , 策略强制执行。 批处理系统的调度目标:平均周转时间短,系统吞吐量高,处理机利用率高。 5 .在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业? 第三章

2 .处理机调度算法的共同目标是什么 ? 批处理系统的调度目标又是什么 ?

(5 )将被终止进程从所在队列或列表中移出,等待其它程序搜集信息。 PCB

19 .为什么要OS 中引入线程?

答:在操作系统中引入线程, 具 则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销, 使 OS 有更好的并发性, 提高 CPU 的利用率。 进程是分配资源的基本单位 ,而线程则是系统调度

的 基本单位。 (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

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答: 作业调度每次接纳进入内存的作业数,取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入内 存,取决于采用的调度算法。 最简单的是先来服务调度算法, 较常用的是短作业优先调度算法和基于作业优先级的调度算法。

6 .为什么要引入高响应比优先调度?它有何优?

算法 点 答: 在批处理系统中 ,FCFS 算法所考虑的只是作业的等待时间 , 而忽视了作业的运行时间。

而 SJF 算法正好与之相反 , 只考虑作业的运行时间 ,而忽视了作业的等待时间。 高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间 ,又考虑作业运行时间的调度算法 , 因此既照顾了短作业,又不致使长作业的等待时间过长,从而改善了处理机调度的性能。 6 .在抢占调度方式中,抢占的原则是什么?

答:时间片应略大于一次典型的交互需要的时间。 一般应考虑三个因素: 系统对相应时间的要求、就绪队列中进程的数目和系统的处理能力。

21 .什么是最早截止时间优先调度算法?举例说明。

例。该例中具有四个非周期任务,它们先后到达。系统首先调度任务

答:根据任务的开始截止时间确定的任务优先级调度算法。 截止时间越早则优先级越高。 该 算法要求在系统中保持一个实时任务就绪队列,该队列按各任务截止时间的先后排序。

答:抢占的原则有:时间片原则、优先权原则、短作业优先权原则等。 13 .在时间片轮转法中,应如何确定时间片的大小?

举例:非抢占式调度方式用于非周期实时任务。图 3-9 是将该算法用于非抢占调度方式之

1 执行,在任务 1 执

行期间,任务 2 、3 又先后到达。由于任务 3 的开始截止时间早于任务 2 ,故系统在任务 1 后将调度任务 3 执行。在此期间又到达作业 4 ,其开始截止时间仍是早于任务 2 的,故在 任务 3 执行完后,系统又调度任务 4 执行,最后才调度任务 2 执行。 25. 试举例说明竞争不可抢占资源所引起的死锁。

答:例如 ,系统中有两个进P1 和 P2, 它们都准备写两个文程 件

P1 先打开 F1, 然后再打开重用和不可抢占性资源。进

程 文件 后打开 F1

两个进程 P1 和 P2 在并发执行时 ,如果 P1 先打开 F1 和 F2, 然后 P2 才去打开 F1( 或 F2), 由于文件 F1(F2) 已被 P1 打开 , 故 P2 会被阻塞。当 P1 写完文件 F1( 或 F2) 而关闭 F1(F2)

时,P2 会由阻塞状态转为就绪状态 , 被调度执行后重新打开文件 F1( 或 F2) 。在这种情况 下,P1 和 P2 都能正常运行下去。若 P2 先打开 F1 和 F2, 然后 P1 才去打开 F1( 或 F2),P1 和 P2 同样也可以正常运行下去。

和 F2, 而这两者都属于可 F1

进程 P2 先打开文件 F2, F2;

但如果在 P1 打开 F1 的同时 ,P2 去打开 F2, 每个进程都占有一个打开的文件 , 此时就可能出现问题。因为当 P1 试图去打开 F2, 而 P2 试图去打开 F1 时 , 这两个进程都会因文件已被打开而阻塞 ,它们希望对方关闭自己所需要的文件 , 但谁也无法运行 , 因此这两个进程将会无限期地等待下去 , 而形成死锁。

27. 何谓死? 产生死锁的原因和必要条件是?

什么 锁

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