《操作系統(tǒng)》習題集參考答案：第1章 引論.pdf

操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第1頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 第第1章章 引論引論 習題集習題集 一 一 選擇題選擇題 1 C 2 A 3 A 4 D 5 B 6 C 通常將覆蓋了軟件的機器稱為擴充機或虛擬機 7 C 8 C 9 C 10 D 11 A 12 A 資源利用率 指在給定時間內(nèi) 系統(tǒng)中某一資源如 CPU 存儲器 外部設(shè)備等實 際使用時間所占的比率 吞吐量 指單位時間內(nèi)系統(tǒng)所處理的信息量 周圍時間 指作業(yè)從進入系統(tǒng)到作業(yè)退出系統(tǒng)所用的時間 13 B 本注 A 不合適 批處理系統(tǒng)是多道的 CPU 及有較好的利用率 14 D 進程可 并發(fā) 執(zhí)行 但不可 并行 執(zhí)行 15 B A D 16 B 17 A 18 D 19 D 脫機技術(shù) 用于解決獨占設(shè)備問題 虛擬技術(shù) 用于存儲器管理中擴大主存容 操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第2頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 量 交換技術(shù) 也是用于存儲管理 20 C 21 C 22 B 實時操作系統(tǒng)的主要特點是及時性及高度可靠性 23 A 24 A 響應(yīng)時間 時間片 X 用戶數(shù) 25 C 26 A 從目態(tài)到管態(tài)的轉(zhuǎn)換是執(zhí)行訪管指令 引起一次中斷 觸發(fā)中斷后 硬件中斷機制 將計算機狀態(tài)置為管態(tài) 管態(tài)程序是指在管態(tài)下執(zhí)行的程序 訪管指令 是可以在目態(tài)下執(zhí)行的指令 當源程序中有需要操作系統(tǒng)服務(wù)的要求 時 編譯程序就會在由源程序轉(zhuǎn)換成的目標程序中安排一條 訪管指令 并設(shè)置一些參 數(shù) 當目標程序執(zhí)行時 中央處理器若取到了 訪管指令 就產(chǎn)生一個中斷事件 中斷 裝置就會把中央處理器轉(zhuǎn)換成管態(tài) 并讓操作系統(tǒng)處理該中斷事件 操作系統(tǒng)分析訪管 指令中的參數(shù) 然后讓相應(yīng)的 系統(tǒng)調(diào)用 子程序為用戶服務(wù) 系統(tǒng)調(diào)用功能完成后 操作系統(tǒng)把中央處理器的管態(tài)改為目態(tài) 并返回到用戶程序 從程序調(diào)用的角度來看 用戶應(yīng)用程序中要調(diào)用一些子程序 子程序可以分為用戶自己編寫的子程序和軟件提供 的子程序 對后者的訪問即被稱為訪問系統(tǒng)程序 訪管 指令 又稱為陷阱 TRAP 指令 訪管指令并不是特權(quán)指令 所謂特權(quán)指令 是指用于操作系統(tǒng)或其他系統(tǒng)軟件的 指令 一般不提供給用戶使用 27 D 程序在目態(tài)下 即在執(zhí)行用戶程序時引起的中斷屬于來自 CPU 的中斷 不是硬件故 障中斷和外部中斷 特權(quán)指令 系統(tǒng)調(diào)用 指的是只允許管態(tài)下使用的指令 因此 目 態(tài)下對特權(quán)指令的使用會實現(xiàn)從目態(tài)到管態(tài)的改變 即會產(chǎn)生訪管中斷 28 A 29 D 30 B 31 A 32 D 33 C 操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第3頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 34 A 用戶無法使用中斷機制 35 C 36 B C 外部中斷是指處理機外部的中斷 如定時器中斷 控制臺中斷 程序性中 斷是指因程序運行產(chǎn)生的中斷 如地址錯 非法指令 37 A 38 A 39 A 操作系統(tǒng)與用戶的接口有命令接口 程序接口和圖形接口 其中程序接口又稱為 系統(tǒng)調(diào)用 40 A 41 C 42 D 原答案為 B 系統(tǒng)調(diào)用 應(yīng)該也包含 C 庫函數(shù) 參見 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程師教程 P142 43 B 44 D 45 C 46 C 中斷優(yōu)先級和中斷屏蔽可以改變中斷響應(yīng)次序 47 D 執(zhí)行用戶程序時引起的中斷屬于來自 CPU 的中斷 不是硬件故障中斷和外部中 斷 特權(quán)指令只允許管態(tài)下使用的命令 因此 目態(tài)下對特權(quán)指令的使用會實現(xiàn)從目態(tài) 到管態(tài)的改變 即會產(chǎn)生訪管中斷 48 B 在計算機系統(tǒng)中 中斷隨時可能發(fā)生 必須在每條指令執(zhí)行后就判斷是否有中斷 發(fā)生 而缺頁中斷可隨機發(fā)生 49 B 50 D 二 二 綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用題題 1 操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中的一個系統(tǒng)軟件 是組程序模塊的集合 這組程序模塊用于控 制和管理計算機系統(tǒng)中的硬件和軟件資源 合理地組織計算機的工作流程 并為用戶使 用計算機提供方便 操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第4頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 操作系統(tǒng)的特征是 并發(fā)性 共享性 虛擬性 本注 即抽象性 及不確定性 并發(fā)性 是指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生 共享性是指系統(tǒng)中的硬件和軟件資源可供 多個用戶程序共同使用 虛擬性是指把一個物理上的實體變?yōu)槿舾蓚€邏輯上的對應(yīng)物 不確定性是指在多道程序環(huán)境中 由于資源等因素的限制 程序是以走走停停的方式運 行的 系統(tǒng)中的每個程序何時執(zhí)行 多個程序間的執(zhí)行順序以及完成每道程序所需的時 間是不確定的 因而也是不可預知的 2 1 正確 2 錯誤 3 錯誤 4 錯誤 3 必須解決處理機管理和調(diào)度 存儲器的分配和保護 外部設(shè)備的管理和調(diào)度 文件的修 改 查找 保護和共享 4 操作系統(tǒng)是介于計算機硬件和用戶之間的一個接口 5 1 1 單道系統(tǒng)運行單道系統(tǒng)運行 CPUCPU利用率利用率4040 8080 5050 時間 單位s CPU A B 10 設(shè)備 1 20 CPU 設(shè)備2 30 CPU 40 2 2 多道系統(tǒng)運行多道系統(tǒng)運行 CPUCPU利用率利用率4040 4545 8989 時間 單位s CPU A 設(shè)備1 B 10 CPU 設(shè)備 1 20 CPU 設(shè)備 2 CPU 設(shè)備2 30 設(shè)備2 CPU 45 設(shè)備1 CPU 設(shè)備 2CPU 設(shè)備2 50607080 6 操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第5頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 I O 計算 A A A 307080 B 140 B 170 B 180 C 200 C 240 C 260 時間時間 單位單位 為為msms 活動列表活動列表 1 1 單道系統(tǒng)運行單道系統(tǒng)運行 2 2 多道系統(tǒng)運行多道系統(tǒng)運行 無論是無論是CPUCPU還是還是I I O O設(shè)備設(shè)備 都按照都按照A A B B C C的優(yōu)先級順序的優(yōu)先級順序 I O 計算 A A A 307080 B 130 B 170 C 190 C C 時間時間 單位單位 為為msms 活動列表活動列表 B 100 B 140 7 1 在單道系統(tǒng)中 兩個程序的運行時間需 2 5h 150min 2 在多道系統(tǒng)中 處理機利用率是 50 則運行時間為 18 27 50 90min 另有 15min 系統(tǒng)開銷 總時間為 105min 3 效率比為 105min 150min 70 提高 30 8 區(qū)分管態(tài)和目態(tài)兩種操作方式的目的是為了保護操作系統(tǒng)程序 目態(tài)到管態(tài)的轉(zhuǎn)換發(fā)生 在中斷產(chǎn)生時 而管態(tài)到目態(tài)的轉(zhuǎn)換則發(fā)生在中斷返回到用戶程序時 9 Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I O 10 A 25 80 character monochrome text screen requires a 2000 byte buffer The 1024 768 pixel 24 bit color bitmap requires 2 359 296 bytes In 1980 these two options would have cost 10 and 11 520 respectively For current prices check on how much RAM currently costs probably less than 1 MB 11 a c d 操作系統(tǒng) 習題集 第 1 章 引論 第6頁 共6頁 北理珠 操作系統(tǒng) 課題組 201210 201303 201503 12 20 25 30ms 1 如果 P0 P1 CPU1 p2 CPU2 則需 20ms 2 如果 P0 P2 CPU1 p1 CPU2 則需 25ms 3 如果 p1 p2 CPU1 p0 CPU2 則需 30ms 13 平均訪問時間 0 95 2 nsec word is cache 0 05 0 99 10 nsec word is in RAM but not in cache 0 05 0 01 10 000 000 nsec word on disk only 5002 395 nsec 5 002395 sec 14 A trap instruction switches the execution mode of a CPU from the user mode to the kernel mode This instruction allows a user program to invoke 調(diào)用 functions in the operating system kernel 15 A trap is caused by the program and is synchronous with it If the program is run again and again the trap will always occur at exactly the same position in the instruction stream An interrupt is caused by an external event and its timing is not reproducible 16 The process table is needed to store the state of a process that is currently suspended either ready or blocked It is not needed in a single process system because the single process is never suspended 17 A system call allows a user process to access and execute operating system functions inside the kernel User programs use system calls to invoke operating system services 18 If the call fails for example b