WORD格式可編寫操作系統教程第5版課后答案費祥林、駱斌編著第一章操作系統概論習題一一、思慮題.簡述現代計算機系統的構成及層次構造。答：現代計算機系統由硬件和軟件兩個局部構成。是硬件和軟件互相交叉形成的會合體，構成一個解決心算問題的工具。硬件層供應基本可計算的資源，包含辦理器、存放器、內存、外存及I/O設施。軟件層由包含系統軟件、支撐軟件和應用軟件。此中系統軟件是最湊近硬件的。2、計算機系統的資源可分紅哪幾類？試舉例說明。答：包含兩大類，硬件資源和信息資源。硬件資源分為辦理器、I/O設施、存儲器等；信息資源分為程序和數據等。.什么是操作系統？操作系統在計算機系統中的主要作用是什么？答：操作系統是一組控制和管理計算機硬件和軟件資源，合理地對各種作業進行調動，以及方便用戶使用的程序的會合。操作系統在計算機系統中主要起4個方面的作用。（1）服務用戶看法一一操作系統供應用戶接口和公共服務程序（2）進度交互看法一一操作系統是進度履行的控制者和協調者（3）系統實現看法一一操作系統作為擴展機或虛構機（4）資源管理看法一一操作系統作為資源的管理者和控制者.操作系統怎樣實現計算與操作過程的自動化？專業知識整理提供WORD格式可編寫.有一臺計算機擁有1MB內存，操作系統占用200KB,各個用戶進度分別占用200KBo假如用戶進度等候I/O操作的時間為80%,假設增添1MB內存空間，那么CPU的利用率能夠提升多少？解：設每個進度的等候時間為P,那么n個進度的等候時間就為PN,那么CPU利用率為1-P1如題操作系統占用200kb，那么有4個進度，cpu利用率為1-(80%)4=59%,假設再增添1MB內存，那么此時內存可容納9個進度，cpu利用率就為1-(80%)9=87%.(87%)/(59%)=147%147%-100%=47%,增添IMBcpu利用率能夠提升47%o.在某個計算機系統中有一臺輸入機和一臺打印機，現有兩道程序投入運轉，且程序A先開始運轉，程序B后開始運轉。程序A的運轉軌跡為：計算50ms、打印100MS,再計算5OMs,打印100MS,結束。程序B的運轉軌跡為：計算50Ms＞輸入80ms,再計算100MS,結束。試說明：(1)兩道程序運轉時，cpu能否安閑等候？假如，在哪段時間內等候。(2)程序A、B能否有等候cpu的狀況？如有，指出發生的時辰。解：A、B程序并發履行圖：專業知識整理提供WORD格式可編寫處理器輸入機打印機程序A程序處理器輸入機打印機程序A程序B時仲g)|Aifw|B”就AtFtt]B計3|Ltriir;iRWI11人打印1A4TQJ?|計代I4TPD1i+e打卬j?14H?輸入.1訃短1111111110501001501X0200250300cpu安閑時發生在100ms至IJ150ms之間。B程序有等候cpu的狀況，在180-220ms時。3,設有三道程序，依據A、B、C的優先序次運轉，其內部計算和I/O操作時間以以下圖所示。BI=；0msC23=10msC31c=qomsIBI=；0msC23=10msC31c=qomsI32I=4(j)msC33=20msC=：0ms12I='0msCi3=10ms試畫出多道運轉間關系圖(忽視調動履行時間)。達成三道程序共花銷多少時間，比單道運轉節儉多少時間?假設辦理器調動程序每次進行程序變換費時1ms,試畫出各程序狀態變換的時間圖。解：I)忽略調度執行時間，多道運行方式(搶占式)；時間0378101213141719單位10msI/O-；〉2jL>221JU32__：CPUjCH[C21cl3c21jC3IC21￡33j搶懺式共用去190ms，單道完成需要260ms.節省70ms。忽略調度執行時間.卷道運行方式C作搶占式)*時間0379101213141618單位10muI/O；[112j=122J132CPUC11宮科加整理1為C31C2相室非搶占式共用去IWhns.單道完成需要26()ms,N省BOnis.WORD格式可編寫2）調度執行時間1ms.多道運行方式（搶占式）II/OIjj1121j；；P2i!iJI3￡CPU:ClI?:CZH-CB；P21J*;C3H:C2383OS調度執行時間1ms，多道運行方式（非搶占式）：時間0單位1msI/Oij:112::1[122ji；；J32CPU:ClITC211\C2\「Cl3c311C3W[c23-l，C33?■■■■■■0^WMVW?HV■■■?VW（*■■■?■■0OS第二章辦理器管理一、思慮題1.什么是PSW?它有何作用？專業知識整理提供WORD格式可編寫答：大概能夠把操作系統分為以下幾類：批辦理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、網絡操作系統和散布式操作系統。此中批辦理操作系統能依據用戶早先規定好的步驟控制作業的履行，實現計算機操作的自動化。又可分為批辦理單道系統和批辦理多道系統。單道系統每次只有一個作業裝入計算機系統的主存儲器運轉，多個作業可自動、次序地被裝入運轉。批辦理多道系統那么允很多個作業同時裝入主儲存器，中央辦理器輪番地履行各個作業，各個作業能夠同時使用各自所需的外頭設施，這樣能夠充足利用計算機系統的資源，縮短作業時間，提高系統的吞吐率.操作系統要為用戶供應哪些基本的和共性的服務？答:（1）創立程序和履行程序；（2）數據I/O和信息存取；（3）通服氣務；（4）過失檢測和辦理。為了保證高效率、高質量的工作，使得多個應用程序能夠有效的共享系統資源，提升系統效率，操作系統還具備一些其余的功能：資源分派，統計，保護等。.試述操作系統所供應的各樣用戶接口。答：操作系統經過程序接口和操作接口將其服務和功能供應給用戶。程序接口由一組系統調用構成，在應用程序中使用“系統調用”可獲取操作系統的低層服務，接見或使用系統管理的各樣軟硬件資源，是操作系統對外供應服務和功能的手段；操作接口由一組命令和（或）作業控制語言構成，是操作系統為用戶供應的組織和控制作業履行的手段。.什么是系統調用？可分為哪些種類？答：操作系統為了到達為應用程序的運轉供應優秀的環境，系統內核供應了一系列具備預約功能的內核函數，這一組特別接口被稱為系統調用。操作系統所專業知識整理提供WORD格式可編寫供應的系統調用按功能可分為六類：1）進度管理；2）文件操作；3）設施管理；4）主存管理；5）進度通訊；6）信息保護。.什么是適用程序，可分為哪些種類？答：適用程序又稱支撐程序，是為應用程序的開發、調試、履行和保護解決共性問題或履行公共操作供應的一組程序。按功能可分為：1）文件管理；2）語言支持；3）狀態改正；4）支持程序履行；5）通訊等。.試述系統調用的實現原理。操作系統實現系統調用功能的體制稱為圈套或異樣辦理體制。其實現原理是：第一編寫系統調用函數而且設計系統調用進口地點表，每個進口地點都指向一個系統調用的內核函數，有些還包含系統調用自帶參數的個數。而后開拓現場保護區，用以保存發生系統調用時的辦理器現場。.試述系統調用與函數過程調用之間的主要差異。答：在程序履行系統調用或過程調用中二者的主要差異是：1）調用的形式和實現的方式不一樣；2）被調用的代碼的地點不一樣；3）供應方式不一樣。.試述API（Applicationprograminterface）、庫函數與系統調用之間的關系.答：API是由同名的封裝把系統調用封裝成應用程序能夠直接使用的應用接口。因此，一個庫函數就是一種API,一個API的實現可能會用到一個系統調用或多個系統調用，也可能假設干API封裝同樣的系統調用，即便完整不使用系統調用，也不存在任何問題。.試解說脫機I/O和假脫機I/Oo答：1）脫機輸入輸出方式（Off-LineI/O）是為認識決人機矛盾CPU和I/O設備之間速度不般配而提出的。它減少了CPU的安閑等候時間，提升了I/O速度。專業知識整理提供WORD格式可編寫詳細內容是將用戶程序和數據在一臺外頭機的控制下，早先從低速輸入設施到磁帶上，當CPU需要這些程序和數據時，在直接從磁帶機高速輸入到內存，從而大大加速了程序的輸入過程，減少了CPU等候輸入的時間，這就是脫機輸入技術；當程序運轉完成或告一段落，CPU需要時，無需直接把計算結果送至低速輸出設施，而是高速把結果輸出到磁帶上，而后在外頭機的控制下，把磁帶上的計算結果由相應的輸出設施輸出，這就是脫機輸出技術。2）假設這類輸入輸出操作在主機控制下進行，那么稱之為聯機輸入輸出方式。.為何對作業進行批辦理能夠提升系統效率？答：多道程序系統能夠利用CPU的等候時間來運轉其余程序。.舉例說明計算機系統構造的精益求精是操作系統開展的主要動力之一。答：計算機系統的基本構造依據馮諾依曼系統構造，主要由運算器、控制器、儲存器、輸入設施、輸出設施五局部構成。跟著CPU不停升級，儲存器的容量不停增大，計算機系統構造不停的改良，進而，要求計算機的操作系統不停的更新，由本來的DOS到以后的Windows98,Windows2000,WindowsXP,UNIX,LINIX和Windows2003等。.什么是多道程序設計？多道程序設計技術有什么特色？答；多道程序設計是指允很多個作業同時進入計算機系統的主存并啟動交替計算的方法。其特色是：1）CPU、主存和設施的利用率高;2）系統的吞吐率提升，單位時間內達成的作業數增添；3）充足發揮了系統的并行性，設施與設施之間、CPU與設施之間均可并行工作。.簡述實現多道程序設計所一定解決的基本問題。答：實現多道程序設計所一定解決的三個問題：1）儲存保護和地點重定位；2）專業知識整理提供WORD格式可編寫辦理機管理和調動；3）資源的管理和分派。.計算機系統采納通道零件后，已實現辦理器與外面設施的并行工作，為何還要引入多道程序設計技術？答：引入多道程序設計技術的根本目的是提升CPU的利用率，充足發揮計算機系統零件的并行性，一些應用問題也只有靠多道程序設計技術才能有效解決。.什么是及時操作系統？試述及時操作系統的分類。答：及時操作系統（RealTimeOperatingSystem）指當外界事件或數據產生時，能接收并足夠快的速度予以辦理，辦理的結果又能在規準時間內來控制監控的生產過程或對任務協調一致運轉的操作系統。分類：1）過程控制系統：如生產過程控制系統、導彈制導系統、飛機自動駕駛系統、火炮自動控制系統。2）信息查問系統：計算機同時從成千上萬的終端接受服務懇乞降發問，并在短時間內作出回答和響應。如情報檢索系統。3）事務辦理系統：計算機不單要對終端用戶及時作出響應，還要屢次更新系統中的文件或數據庫。如銀行業務系統。.在分時系統中，什么是響應時間？它與哪些要素相關？答：分時系統的響應時間是指用戶從終端發出一個命令到系統辦理完這個命令并做出回答所需要的時間。這個時間受時間片長度、終端用戶個數、命令自己功能、硬件特征、主存與輔存的互換速度等影響。.試比擬批辦理操作系統與分時操作系統的不一樣點。答：分時操作系統與批辦理操作系統的差異：1）追求目標不一樣：批辦理操作系專業知識整理提供WORD格式可編寫統以提升系統資源利用率和作業吞吐能力為目標，分時操作系統重申公正性對于聯機用戶的立刻履行命令需要迅速響應。2）適應作業不一樣：批辦理操作系統適應已調試好的大型作業，分時操作系統適應正在調試的小型作業。3）資源利用率不一樣：批辦理操作系統可合理安排不一樣負載的作業，使資源利用率到達最正確;在分時操作系統中，多個終端的作業使用同種類的系統運轉系統和共同子程序使系統的高度開支小，能公正的分配CPU和儲存資源。4）作業控制方式不一樣：批辦理操作系統由用戶經過（JCL）書寫作業控制流，早先提交脫機作業；分時操作系統交互作業由用戶從鍵盤輸入控制命令以交互方式聯機工作。.試比擬及時操作系統與分時操作系統的不一樣點。答：分時操作系統是指在一個系統中多個用戶分時地使用同一臺計算機；及時操作系統是指計算機及時響應外面事件地懇求并在規準時限內達成對該事件的處理，控制全部及時高備和及時任務協調一致地運轉。及時操作系統和分時操作系統的主要差異有兩點：1）分時操作系統的目標是供應一種通用性很強的系統，有較強的交互能力；而及時操作系統那么多數是擁有特別用途的專用系統，交互能力略差。2）分時操作系統對響應時間雖有要求，但一般來說，響應時間由人所能蒙受的等候時間來確立；而及時操作系統對響應時間要求很高，一般由控制系統或信息辦理磁頭所能接受的延緩時間來決定。.試比擬單道和多道批辦理系統。答：1）單道批辦理系統是最早出現的一種OS,它擁有自動性，次序性和單道性的特色；多道批辦理系統那么擁有調動性，無序性和多道性的特色。2）單道批處理系統是在解決要人機矛盾及CPU和I/O設施之間速度不般配的矛盾中形成的，專業知識整理提供WORD格式可編寫旨在提升系統資源利用率和系統吞吐量，可是仍舊不可以很好的利用系統資源；多道批辦理系統是對單道批辦理系統的改良，其主要長處是資源利用率高，系統吞吐量大；弊端是均勻周轉時間長，無交互能力。.現代操作系統擁有哪些基本的功能，請簡單表達之。答：現代操作系統的功能：管理計算機的軟硬件資源（包含：辦理機管理，作業管理，儲存管理，設施管理，文件管理）、提升資源的利用率、方便用戶。.試述現代操作系統的基本特征及所要解決的主要問題。答：操作系統的四個基本特色：1）并發性（concurrence）,2）共享性（sharing）,3）虛構性（virtual）,4）異步性（asynchronism）?所要解決的主要問題是：提升計算機系統的效率；加強系統的辦理能力；方便用戶使用。.為何操作系統會有隨機性特征？答：在多道程序環境中允很多個程序并發履行，并發活動會致使隨機事件的發生。操作系統中的隨機事件到處可見，不行預示。因此操作系統一定能夠及時捕獲并正確辦理。.構成操作系統的構件有哪些？請簡單表達之。答：操作系統的構造設計有：單體式、層次式、虛構機和微內核構造。Linux采用單體式的構造設計，主要構件有內核、shell、應用程序。.什么是操作系統內核？答：內核是一組程序模塊，作為可信軟件來支持進度并發履行的基本功能和基本操作。往常駐留在內核空間，運轉于內核態，擁有直接接見硬件設施和全部內存空間的權限，是僅有的能夠履行特權指令的程序。專業知識整理提供WORD格式可編寫.列舉內核的分類、屬性及特色。答：內核按大小分為僅有很少一定功能的微內核，和大多數功能都并入內核的單內核。內核的屬性：1）內核是由中止程序引出的；2）內核能夠在障蔽中段狀態下履行；3）內核是不行搶占的；4）內核可使用特權命令。內核的功能：1）中止辦理；2）時鐘管理；3）短程調動；4）原語管理。.簡述單內核操作系統及其優弊端。答：單內核操作系統是將系統的大多數功能都并入到內核中。采納模塊組合法，是鑒于構造化設計的一種軟件構造設計方法。長處：構造密切、組合方便、對不同的環境和用戶的不一樣需求能夠組合不一樣的模塊來知足，靈巧性強。弊端：模塊的獨立性差，系統的功能增、冊h改困難，靠譜性低。.簡述微內核及客戶一一服務器構造操作系統及其優弊端。答：將操作系統分為兩個局部，一是運轉在內核態的內核，供應系統基本功能。二是運轉于用戶態以客戶一一服務器方式履行的進度層。長處：1）對進度懇求供應一致性的接口；2）擁有較好的可擴大性和易改正性；3）可移植性好；4）對散布式系統供應優秀的支撐。弊端：運轉效率較低。.什么是層次式操作系統？試說明其優弊端。答：層次式構造把操作系統區分為內核和假設干模塊，這些模塊按功能的調用序次擺列成假設干層次，各層之間只好存在單向依靠或單向調用關系。長處：1）把整體