操作系統(tǒng)習題答案

1、1什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)追求的主要目標是什么？答：操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件，是能有效地組織和管理計算機系統(tǒng)中的硬件和軟件資源，合理地組織計算機工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種服務功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計算機，并使整個計算機系統(tǒng)能高效地運行的一組程序模塊的集合。操作系統(tǒng)追求的主要目標包括四個方面，分別是：方便性、有效性、可擴充性、開放性。2操作系統(tǒng)分成哪幾類？答：單道批處理系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)、分

2、時系統(tǒng)、實時系統(tǒng)、微機操作系統(tǒng)、多處理機操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。⒔實時系統(tǒng)與分時系統(tǒng)的主要差別有哪些？答：①多路性。實時信息處理系統(tǒng)與分時系統(tǒng)一樣具有多路性，系統(tǒng)按分時原則為多個終端用戶服務；而對實時控制系統(tǒng)，其多路性主要表現(xiàn)在經(jīng)常對多路的現(xiàn)場信息進行采集以及對多個對象或多個執(zhí)行機構進行控制。②獨立性。實時信息處理系統(tǒng)與分時系統(tǒng)一樣具有獨立性，每個終端用戶在向實時系統(tǒng)提出服務請求時，彼此獨立地操作，互不干擾；而在實時控制

3、系統(tǒng)中信息的采集和對對象的控制，也都是彼此互不干擾。③及時性。實時信息系統(tǒng)對實時性的要求與分時系統(tǒng)類似，都是以人們所能接受的等待時間來確定；而實時控制系統(tǒng)的及時性，則是以控制對象所要求的開始截止時間或完成截止時間來確定的，一般為秒級、百毫秒級直至毫秒級，甚至有的要低于100微秒。④交互性。實時信息處理系統(tǒng)雖也具有交互性，但這里人與系統(tǒng)的交互，僅限于訪問系統(tǒng)中某些特定的專用服務程序。它不像分時系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)處理服務、資源共享

4、等服務。⑤可靠性。分時系統(tǒng)雖然也要求系統(tǒng)可靠，相比之下，實時系統(tǒng)則要求系統(tǒng)高度可靠。因為任何差錯都可能帶來巨大的經(jīng)濟損失、甚至無法預料的災難性后果。因此，在實時系統(tǒng)中，往往都采取了多級容錯措施，來保證系統(tǒng)的安全及數(shù)據(jù)的安全。⒕簡述操作系統(tǒng)的特性。答：并發(fā)、共享、虛擬、異步性。⒗為了支持操作系統(tǒng)，現(xiàn)代處理器一般都提供哪兩種工作狀態(tài)，以隔離操作系統(tǒng)和普通程序？兩種狀態(tài)各有什么特點？答：管態(tài)和目態(tài)。管態(tài)一般指操作系統(tǒng)管理程序運行的狀態(tài)，具有較

5、高的特權級別，能運行一切指令；目態(tài)一般指用戶程序運行時的狀態(tài)，具有較低的特權級別，只能運行非特權指令。⒚請簡述程序的局部性原理。這個原理在分級的存儲體系結構中是怎樣起作用的？答：原理：程序執(zhí)行時，處理器為了取得指令和數(shù)據(jù)而訪問存儲器。現(xiàn)代的程序設計技術很注重程序代碼的復用，這樣，程序中會有很多的循環(huán)和子程序調用，一旦進入這樣的程序段，就會重復存取相同的指令集合。類似地，對數(shù)據(jù)存取也有這樣的局部性。在經(jīng)過一段時間以后，使用到的代碼和數(shù)據(jù)的

6、集合會改變，但在較短的時間內它們能比較穩(wěn)定地保持在一個存儲器的局部區(qū)域中，處理器也主要和存儲器的這個局部打交道。作用：基于這一原理，就有充分的理由設計出多級存儲的體系結構，并使得存取級別較低的存儲器的比率小于存取級別較高的存儲器的比率。⒛緩沖技術在計算機系統(tǒng)中起著什么樣的作用？它是如何工作的？答：是為了解決部件之間速度不匹配的問題。21.請簡述中斷和操作系統(tǒng)的關系。操作系統(tǒng)是如何利用中斷機制的？答：行優(yōu)先級分析。如果調用進程仍然具有最高

7、優(yōu)先級，則返回到調用進程繼續(xù)執(zhí)行，否則，將引起重新調度，以便讓優(yōu)先級最高的進程優(yōu)先執(zhí)行。此時，系統(tǒng)將把調用進程放入就緒隊列。⑸嵌套調用像一般過程一樣，系統(tǒng)調用也允許嵌套調用，即在一個被調用過程的執(zhí)行期間，還可以再利用系統(tǒng)調用命令去調用另一個系統(tǒng)調用。一般情況下，每個系統(tǒng)對嵌套調用的深度都有一定的限制，例如最大深度為6。第三章⒈何謂進程，它與程序有哪些異同點？答：進程是具有獨立功能的可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程，是系統(tǒng)進行資

8、源分配和調度的獨立單位?；蛘哒f，進程是進程實體的運行過程。①進程是程序的一次執(zhí)行，它是一個動態(tài)的概念，程序是完成某個特定功能的指令的有序序列，它是—個靜態(tài)的概念。但進程是把程序作為它的運行實體，沒有程序，也就沒有進程。進程和程序的區(qū)別還在于：一個進程可以執(zhí)行一個或幾個程序。反之，同一程序也可能由多個進程同時執(zhí)行。②進程是系統(tǒng)進行資源分配和調度的一個獨立單位；程序則不是。③程序可以作為一種軟件資源長期保存，而進程是程序的一次執(zhí)行過程，它是

9、臨時的，有生命期的。表現(xiàn)在它由創(chuàng)建而產(chǎn)生，完成任務后被撤消。④進程是具有結構的。為了描述進程的運行變化過程，應為每個進程建立一個結構——進程控制塊。從結構上看，進程是由程序、數(shù)據(jù)和進程控制塊三部分組成。⒉進程控制塊的作用是什么？它主要包括哪幾部分內容？答：進程控制塊的作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序（含數(shù)據(jù)）成為一個能獨立運行的基本單位，一個能與其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程。也就是說，操作系統(tǒng)是根據(jù)進程控制塊PCB來對并發(fā)執(zhí)行的

10、進程進行控制和管理的。PCB是進程存在的惟一標志。在進程控制塊中，主要包括下述四個方面用于描述和控制進程運行的信息：⑴進程表示符信息⑵處理機狀態(tài)信息⑶進程調度信息⑷進程控制信息⒊進程有哪幾種基本狀態(tài)？答：一個進程必須具有以下三種基本狀態(tài)：⑴就緒狀態(tài)⑵執(zhí)行狀態(tài)⑶阻塞狀態(tài)⒍有5個批處理作業(yè)A到E幾乎同時到達一－計算中心。它們的估計運行時間分別為10、6、2、4和8分鐘。其優(yōu)先數(shù)（由外部設定）分別為3、5、2、1和4，其中5設為最高優(yōu)先級。對

11、于下列每種調度算法，計算其平均進程周轉時間，可忽略進程切換的開銷。⑴時間片輪轉法；⑵優(yōu)先級調度；⑶先來先服務（按照次序l0、6、2、4、8運行）；⑷最短作業(yè)優(yōu)先。對⑴，假設系統(tǒng)具有多道處理能力，每個作業(yè)均獲得公平的CPU時間，對⑵到⑷假設任—時刻只有一個作業(yè)運行，直到結束。所有的作業(yè)都是CPU密集型作業(yè)。答：時間片輪轉法的平均周轉時間是21（當時間片長短=6分鐘時）優(yōu)先級調度的平均周轉時間是20先來先服務的平均周轉時間是19最短作業(yè)優(yōu)先