操作系統(tǒng)教程第二版課后答案

1、操作系統(tǒng)教程第二版課后答案 【篇一：操作系統(tǒng)教程 (第四版 )課后答案】目 錄第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章操作系統(tǒng)概述 處理器管理并發(fā)進程 存儲管理 設(shè)備管理 文件管理操作系統(tǒng)的安全與保護網(wǎng)絡(luò)和分布式操作系統(tǒng) 1 7 26 93 103 108113 115【篇二：操作系統(tǒng)教程 (第四版)課后習(xí)題答案】 1、有一臺計算機，具有 imb 內(nèi)存，操作系統(tǒng)占用 200kb ，每個用戶進程各占 200kb 。如果用戶進程等待 i/o 的時間為 80 % ，若增加1mb 內(nèi)存，則 cpu 的利用率提高多少？ 答：設(shè)每個進程等待 i/o 的百分比為 p ，則 n 個進程同時等待刀 o的

2、概率是 pn ，當 n 個進程同時等待 i/o 期間 cpu 是空閑的，故 cpu的利用率為 1-pn 。由題意可知，除去操作系統(tǒng)，內(nèi)存還能容納 4 個用戶進程，由于每個用戶進程等待 i/o 的時間為 80 % , 故：cpu 利用率 l-（80%)4 = 0.59 若再增加 1mb 內(nèi)存，系統(tǒng)中可同時運行 9 個用戶進程，此時： cpu利用率 l-（1-80%)9 = 0.87故增加 imb 內(nèi)存使 cpu 的利用率提高了 47 % :87 /59 =147 %147 -100 % = 47 %2 一個計算機系統(tǒng)，有一臺輸入機和一臺打印機，現(xiàn)有兩道程序投 入運行，且程序 a 先開始做，程序

3、b 后開始運行。程序 a 的運行軌 跡為：計算 50ms 、打印 100ms 、再計算 50ms 、打印 100ms ，結(jié)束。程序 b 的運行軌跡為：計算 50ms 、輸入 80ms 、再計算100ms ，結(jié)束。試說明（ 1 ）兩道程序運行時， cpu 有無空閑等待？若有，在哪段時間內(nèi)等待？為什么會等待？ ( 2 ）程序 a 、b 有無等待 cpu 的情況？若有，指出發(fā)生等待的時刻。答：畫出兩道程序并發(fā)執(zhí)行圖如下：（1）兩道程序運行期間， cpu 存在空閑等待，時間為 100 至150ms 之間（見圖中有色部分） （2）程序 a 無等待現(xiàn)象，但程序 b 有等待。程序 b 有等待時間段為 180

4、rns 至 200ms 間（見圖中有色部分）3 設(shè)有三道程序，按 a 、b 、c 優(yōu)先次序運行，其內(nèi)部計算和 uo 操作時間由圖給出。試畫出按多道運行的時間關(guān)系圖（忽略調(diào)度執(zhí)行時間）。完成三道程序共花多少時間？比單道運行節(jié)省了多少時間？若處理器調(diào)度程序每次進行程序轉(zhuǎn)換化時 lms , 試畫出各程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間關(guān)系圖。答：1 ）忽略調(diào)度執(zhí)行時間 ,多道運行方式（搶占式） :?搶占式共用去 190ms ，單道完成需要 260ms ，節(jié)省 70ms 。忽略調(diào)度執(zhí)行時間，多道運行方式（非搶占式）:非搶占式共用去 180ms ，單道完成需要 260ms ，節(jié)省 80ms 。2 ）調(diào)度執(zhí)行時間 1ms

5、, 多道運行方式（搶占式） :調(diào)度執(zhí)行時間 itns ，多道運行方式（非搶占式） :4 在單 cpu 和兩臺 i/o( i1 , 12 ）設(shè)備的多道程序設(shè)計環(huán)境下，同時投入三個作業(yè)運行。它們的執(zhí)行軌跡如下：jobl : i2 ( 30ms ）、cpu ( 10ms ）、i1 ( 30ms ）、cpu( 10ms ）、i2 ( 20ms )job2 : i1 ( 20ms ）、cpu ( 20ms ）、i2 ( 40 ms )job3 : cpu ( 30ms ）、i1 ( 20ms ）、cpu ( 10ms ）、i1 ( 10ms ) 如果 cpu 、i1 和 i2 都能并行工作，優(yōu)先級從高到

6、低為 jobl 、job2和 job3 ，優(yōu)先級高的作業(yè)可以搶占優(yōu)先級低的作業(yè)的 cpu ，但不搶 占 i1 和 i2 。試求： ( l ）每個作業(yè)從投入到完成分別所需的時間。（2 ）從投入到完成 cpu 的利用率。（ 3 ）i2 設(shè)備利用率。答：畫出三個作業(yè)并行工作圖如下（圖中著色部分為作業(yè)等待時間）: ,( 1 ) job1 從投入到運行完成需 110ms , job2 從投入到運行完成需90ms , job3 從投入到運行完成需 110ms.cpu 空閑時間段為： 60ms 至 70ms , 80ms 至 90ms , 100ms 至110ms 。所以 cpu 利用率為（ 110-30

7、）/10 = 72.7 。設(shè)備 i1 空閑時間段為： 20ms 至 40ms , 90ms 至 100ms, 故 i1 的利用率為 (110-30)/l10 = 72 . 7 。設(shè)備 i2 空閑時間段為： 30ms 至 50ms ，故 i2 的利用率為 (110-20) /110 = 81.8 。5 在單 cpu 和兩臺 i/o( i1 , 12 ）設(shè)備的多道程序設(shè)計環(huán)境下，同時投入三個作業(yè)運行。它們的執(zhí)行軌跡如下：jobl : i2 ( 30ms ）、cpu ( 10rns ）、i1 ( 30ms ）、cpu ( 10ms )job2 : i1 ( 20ms ）、cpu ( 20ms ）、i

8、2 ( 40ms )s ）、i1 ( 20ms ) 如果 cpu 、i1 和 i2 都能并行工作，優(yōu)先級從高到低為 job1 、job2和 job3 ，優(yōu)先級高的作業(yè)可以搶占優(yōu)先級低的作業(yè)的 cpu 。試求： ( l ）每個作業(yè)從投入到完成分別所需的時間( 2 ）每個作業(yè)投入到完成 cpu 的利用率。（3 ）i/0 設(shè)備利用率。答：畫出三個作業(yè)并行工作圖如下（圖中著色部分為作業(yè)等待時間）:( 1 ) job1 從投入到運行完成需 80ms , job2 從投入到運行完成需90ms , job3 從投入到運行完成需 90ms 。( 2 ) cpu 空閑時間段為： 60ms 至 70ms , 80

9、ms 至 90ms 。所以cpu 利用率為 ( 90-20 ) / 90 = 77.78 。( 3 ）設(shè)備 i1 空閑時間段為： 20ms 至 40ms ，故 i1 的利用率為（90-20 ) / 90 = 77 . 78 。設(shè)備 i2 空閑時間段為： 30ms 至 50ms ，故 i2 的利用率為（ 90-20 ) / 90=77.78 。6 若內(nèi)存中有 3 道程序 a 、b 、c ，它們按 a 、b 、c 優(yōu)先次序運行。各程序的計算軌跡為：a ：計算（ 20 ）、i/o( 30 ）、計算（ 10 )b ：計算（ 40 ）、i/o( 20 ）、計算（ 10 )c ：計算（ 10 ）、i/o

10、( 30 ）、計算（ 20 )如果三道程序都使用相同設(shè)備進行 i/o （即程序用串行方式使用設(shè)備，調(diào)度開銷忽略不計）。試分別畫出單道和多道運行的時間關(guān)系圖。兩種情況下， cpu 的平均利用率各為多少？答：分別畫出單道和多道運行的時間圖( 1 ）單道運行時間關(guān)系圖單道總運行時間為 190ms 。cpu 利用率為（ 190-80 ）/190 = 57.9 %單道運行時間關(guān)系圖多道總運行時間為 140ms 。cpu 利用率為（ 140-30 ) / 140 = 78.6 % 7 若內(nèi)存中有 3 道程序 a 、b 、c ，優(yōu)先級從高到低為 a 、b 和 c ，它們單獨運行時的 cpu 和 i/o 占用

11、時間為：如果三道程序同時并發(fā)執(zhí)行，調(diào)度開銷忽略不計，但優(yōu)先級高的程序可中斷優(yōu)先級低的程序，優(yōu)先級與 i/o 設(shè)備無關(guān)。試畫出多道運行的時間關(guān)系圖，并問最早與最遲結(jié)束的程序是哪個？每道程序執(zhí)行到結(jié)束分別用了多少時間？計算三個程序全部運算結(jié)束時的 cpu 利用率？答：畫出三個作業(yè)并發(fā)執(zhí)行的時間圖：( l ）最早結(jié)束的程序為 b ，最后結(jié)束的程序為 c 。( 2 ）程序 a 為 250ms 。程序 b 為 220ms 。程序 c 為 310ms 。( 3 ) cpu 利用率為（ 310 -120 ) / 310 = 61.3 % 有兩個程序， a 程序按順序使用： ( cpu)10 秒、（設(shè)備甲）

12、5 秒、（cpu ）5 秒、（設(shè)備乙） 10 秒、（ cpu ）10 秒。b 程序按順序使 用：（設(shè)備甲） 10 秒、（ cpu ）10 秒、（設(shè)備乙） 5 秒、( cpu)5 秒、 （設(shè)備乙） 10 秒。在順序環(huán)境下先執(zhí)行【篇三：操作系統(tǒng)教程 (謝旭升,朱明華,張練興,李宏偉) 2 】txt 習(xí)題一 . . 1習(xí)題二 . . 7習(xí)題三 .22習(xí)題四 .29 習(xí)題五 . 38習(xí)題六 . 43習(xí)題一1設(shè)計操作系統(tǒng)的主要目的是什么？設(shè)計操作系統(tǒng)的目的是：（1）從系統(tǒng)管理人員的觀點來看，設(shè)計操作系統(tǒng)是為了合理地去組織計算機工作流程，管理和分配計算機系統(tǒng)硬件及軟件資源，使之能為多個用戶所共享。因此，操

13、作系統(tǒng)是計算機資源的管理者。（2）從用戶的觀點來看，設(shè)計操作系統(tǒng)是為了給用戶使用計算機提供一個良好的界面，以使用戶無需了解許多有關(guān)硬件和系統(tǒng)軟件的細節(jié)，就能方便靈活地使用計算機。2操作系統(tǒng)的作用可表現(xiàn)在哪幾個方面？(1) 方便用戶使用：操作系統(tǒng)通過提供用戶與計算機之間的友好界面來方便用戶使用。(2) 擴展機器功能：操作系統(tǒng)通過擴充硬件功能和提供新的服務(wù)來擴展機器功能。(3) 管理系統(tǒng)資源：操作系統(tǒng)有效地管理系統(tǒng)中的所有硬件和軟件資源，使之得到充分利用。(4) 提高系統(tǒng)效率：操作系統(tǒng)合理組織計算機的工作流程，以改進系統(tǒng)性能和提高系統(tǒng)效率。(5)構(gòu)筑開放環(huán)境：操作系統(tǒng)遵循國際標準來設(shè)計和構(gòu)造一個開

14、放環(huán)境。其含義主要是指：遵循有關(guān)國際工業(yè)標準和開放系統(tǒng)標準，支持體系結(jié)構(gòu)的可伸縮性和可擴展性；支持應(yīng)用程序在不同平臺上的可移植性和互操作性。3試敘述脫機批處理和聯(lián)機批處理工作過程（1）聯(lián)機批處理工作過程用戶上機前，需向機房的操作員提交程序、數(shù)據(jù)和一個作業(yè)說明書，后者提供了用戶標識、用戶想使用的編譯程序以及所需的系統(tǒng)資源等基本信息。這些資料必須變成穿孔信息，（例如穿成卡片的形式），操作員把各用戶提交的一批作業(yè)裝到輸入設(shè)備上（若輸入設(shè)備是讀卡機，則該批作業(yè)是一疊卡片），然后由監(jiān)督程序控制送到磁帶上。之后，監(jiān)督程序自動輸入第一個作業(yè)的說明記錄，若系統(tǒng)資源能滿足其要求，則將該作業(yè)的程序、數(shù)據(jù)調(diào)入主存，

15、并從磁帶上調(diào)入所需要的編譯程序。編譯程序?qū)⒂脩粼闯绦蚍g成目標代碼，然后由連接裝配程序把編譯后的目標代碼及所需的子程序裝配成一個可執(zhí)行的程序，接著啟動執(zhí)行。計算完成后輸出該作業(yè)的計算結(jié)果。一個作業(yè)處理完畢后，監(jiān)督程序又可以自動地調(diào)下一個作業(yè)處理。重復(fù)上述過程，直到該批作業(yè)全部處理完畢。（2）脫機批處理系統(tǒng)脫機批處理系統(tǒng)由主機和衛(wèi)星機組成，如下圖所示。衛(wèi)星機又稱外圍計算機，它不與主機直接連接，只與外部設(shè)備打交道。衛(wèi)星機負責(zé)把輸入機上的作業(yè)逐個轉(zhuǎn)輸?shù)捷斎氪艓?，當主機需要輸入作業(yè)時，就把輸入帶與主機連上。主機從輸入帶上調(diào)入作業(yè)并運行，計算完成后，輸出結(jié)果到輸出磁帶上，再由衛(wèi)星機負責(zé)把輸出帶上的信息

16、進行輸出。在這樣的系統(tǒng)中，主機和衛(wèi)星機可以并行操作，二者分工明確，可以充分發(fā)揮主機的高速計算能力。4分時系統(tǒng)的特征是什么？（1）同時性。允許在一臺主機上同時聯(lián)接多臺聯(lián)機終端，系統(tǒng)按分時原則為每個用戶服務(wù)。宏觀上，是多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)資源；而微觀上，則是每個用戶作業(yè)輪流運行一個時間片。它提高了資源利用率，從而促進了計算機更廣泛的應(yīng)用。（2）獨立性。每個用戶各占一個終端，彼此獨立操作，互不干擾。因此，用戶會感覺到就像他一人獨占主機。 （3）及時性。用戶的請求能在很短時間內(nèi)獲得響應(yīng)，此時間隔是以人們所能接受的等待時間來確定的，通常為 2-3 秒鐘。（4）交互性。用戶可通過終端與系統(tǒng)進行廣泛的

17、人機對話。其廣泛性表現(xiàn)在：用戶可以請求系統(tǒng)提供多方面的服務(wù)，如文件編輯、數(shù)據(jù)處理和資源共享等。5何謂多道程序設(shè)計？敘述它的主要特征和優(yōu)點。多道程序設(shè)計是一種軟件技術(shù)，該技術(shù)使同時進入計算機主存的幾個相互獨立的程序在管理程序控制之下相互交替地運行。當某道程序因某種原因不能繼續(xù)運行下去時（如等待外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)），管理程序便將另一道程序投入運行。這樣可以使中央處理器及各外部設(shè)備盡量處于忙碌狀態(tài)，從而大大提高計算機的使用效率。在單處理器系統(tǒng)中，多道程序運行的特征是：（1）多道：即計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序。（2）宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運

18、行，但都未運行完畢。（3）微觀上串行：從微觀上看，主存中的多道程序輪流地或分時地占用處理器，即多道程序交替執(zhí)行。引入多道程序設(shè)計的優(yōu)點是：（1）可提高 cpu 的利用率；（2）可提高主存和 i/o 設(shè)備利用率；（3）可增加系統(tǒng)吞吐量；6實現(xiàn)多道程序應(yīng)解決哪些問題？為使系統(tǒng)中的多道程序能協(xié)調(diào)地運行，必須解決以下一些問題：（1）并行運行的程序要共享計算機系統(tǒng)的硬件和軟件資源，既有對資源的競爭，但又必須相互同步。因此同步與互斥機制成為系統(tǒng)設(shè)計中的重要問題。（2）多道程序的增加，出現(xiàn)了主存不夠用的問題，提高主存的使用效率也成為關(guān)鍵。因此出現(xiàn)了諸如覆蓋技術(shù)、對換技術(shù)和虛擬存儲技術(shù)等主存管理技術(shù)。（3）多

19、道程序存在于主存，為了保證系統(tǒng)程序存儲區(qū)和各用戶程序存儲區(qū)的安全可靠，提出了主存保護的要求。7試比較單道與多道批處理系統(tǒng)的特點及優(yōu)缺點。單道批處理系統(tǒng)的特征是：（1）自動性。在順利的情況下，在磁帶上的一批作業(yè)能自動地逐個作業(yè)依次運行，而無須人工干預(yù)。（2）順序性。磁帶上的各道作業(yè)是順序地進入主存，各道作業(yè)完成的順序與它們進入主存的順序之間，在正常情況下應(yīng)當完全相同，亦即先調(diào)入主存的作業(yè)先完成。（3）單道性。主存中僅有一道程序并使之運行，即監(jiān)督程序每次從磁帶上只調(diào)入一道程序進入主存運行，僅當該程序完成或發(fā)生異常情況時，才調(diào)入其后繼程序進入主存運行。其優(yōu)點是：作業(yè)運行期間占有所有資源，運算速度較快

20、。其缺點是： cpu 、主存和 i/o 設(shè)備資源利用率低；系統(tǒng)吞吐量低；多道程批處理系統(tǒng)的特征是：（1）多道：即計算機主存中同時存放幾道相互獨立的程序。（2）宏觀上并行：同時進入系統(tǒng)的幾道程序都處于運行過程中，即它們先后開始了各自的運行，但都未運行完畢。（3）微觀上串行：從微觀上看，主存中的多道程序輪流地或分時地占用處理器，即多道程序交替執(zhí)行。其優(yōu)點是：可提高 cpu 、主存和 i/o 設(shè)備利用率；可增加系統(tǒng)吞吐量；其缺點是：每個作業(yè)占用內(nèi)存相對減少；作業(yè)交替運行需要時間切換；競爭資源會導(dǎo)致死鎖和安全問題，等。8為什么要引入實時操作系統(tǒng)？60 年代中期計算機進入第三代，計算機的性能和可靠性有了

21、很大提高，造價亦大幅度下降，導(dǎo)致計算機越來越廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制、軍事實時控制、信息實時處理等領(lǐng)域，需要保證及時響應(yīng)、快速處理、高可靠性和安全性，而不強求系統(tǒng)資源的利用率。一般操作系統(tǒng)不能達到這些要求。而針對實時處理的實時操作系統(tǒng)是以在允許的時間范圍之內(nèi)做出響應(yīng)為特征的并具有高可靠性和安全性。它要求計算機對于外來信息能以足夠快的速度進行處理，并在被控對象允許時間范圍內(nèi)作出快速響應(yīng)，其響應(yīng)時間要求在秒級、毫秒級甚至微秒級或更小。實時系統(tǒng)是較少有人為干預(yù)的監(jiān)督和控制系統(tǒng)，僅當計算機系統(tǒng)識別到了違反系統(tǒng)規(guī)定的限制或本身發(fā)生故障時，才需要人為干預(yù)。9操作系統(tǒng)具有哪幾大特征？雖然不同的操作系統(tǒng)各有自己

22、的特征，但它們也都具有以下四個基本特征：（1）并發(fā)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。在多道程序環(huán)境下，并發(fā)性是指宏觀上在一段時間內(nèi)多道程序在同時運行。但在單處理器系統(tǒng)中，每一時刻僅能執(zhí)行一道程序，故微觀上這些程序是在交替執(zhí)行的。（2）共享所謂共享是指系統(tǒng)中的資源可供主存中多個并發(fā)執(zhí)行的進程共同使用。由于資源的屬性不同，故多個進程對資源的共享方式也不同。并發(fā)和共享是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征，它們又是互為存在條件。一方面，資源共享是以程序（進程）的并發(fā)執(zhí)行為條件；若系統(tǒng)不允許程序并發(fā)執(zhí)行，自然不存在資源共享問題。另一方面，若系統(tǒng)不能對資源共享實施有效管理，則也必將影響到程序的并發(fā)執(zhí)行

23、，甚至根本無法并發(fā)執(zhí)行。（3）虛擬操作系統(tǒng)中的所謂 “虛擬 ”是指通過某種技術(shù)把一個物理實體變成若干個邏輯上的對應(yīng)物。物理實體（前者）是實的，即實際存在的，而后者是虛的，是用戶感覺上的東西。（4）異步性在多道程序環(huán)境下，允許多個進程并發(fā)執(zhí)行，但由于資源等因素的限制，通常進程的執(zhí)行并非 “一氣呵成 ”，而是以 “走走停停 ”的方式運行，即進程是以異步方式運行的。盡管如此，但只要運行環(huán)境相同，作業(yè)經(jīng)多次運行，都會獲得完全相同的結(jié)果，因此，異步運行方式是允許的。10主存管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？存儲管理的主要任務(wù)是為多道程序的運行提供良好的環(huán)境，方便用戶使用存儲器，提高存儲器的利用率，以

24、及能從邏輯上來擴充主存。為此，存儲管理應(yīng)具有以下功能：（1）主存分配與回收；（2）地址轉(zhuǎn)換和存儲保護；（2）主存的共享與保護；（3）主存擴充。11處理器管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？處理器管理的主要任務(wù)是對處理器進行分配，并對其運行進行有效的控制和管理。對處理器的管理和調(diào)度可歸結(jié)為對進程和線程的管理和調(diào)度。它包括以下幾方面功能：（1）進程控制和管理；（2）進程同步和互斥；（3）進程通信；（4）進程死鎖；（5）線程控制和管理；（6）處理器調(diào)度。12設(shè)備管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？ 設(shè)備管理的主要任務(wù)是管理各種外部設(shè)備，完成用戶提出的 i/o 請求，為用戶分配 i/o 設(shè)備；提高 cpu 和 i/o 設(shè)備的利用率；提高 i/o 速度； 方便用戶使用 i/o 設(shè)備。為實現(xiàn)上述任務(wù)，設(shè)備管理應(yīng)具有以下主要功能：（1）提供設(shè)備控制處理；（2）提供緩沖區(qū)管理；（3）提供設(shè)備獨立性；（4）實現(xiàn)設(shè)備的分配與回收；（5）實現(xiàn)共享設(shè)備的驅(qū)動調(diào)度；（6）實現(xiàn)虛擬設(shè)備。13文件管理的主要任務(wù)是什么？有哪些主要功能？文件管理的主要任務(wù)是對用戶文件和系統(tǒng)文件進行有效管理，以方便用戶使用，并保證文件的安全性。為此，文件管理應(yīng)具有以下主要功能：（1）提供文件的邏輯組織方法；（2）提供文件的物理組織方法；（3）提供文件的存取和使用方法；（4）提供文件的目錄管理；（5）實現(xiàn)文