操作系統(tǒng)第四版課后習題答案

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第一章1設計現代OS的主要目標是什么？答：（1）有效性 （2）方便性 （3）可擴充性 （4）開放性2OS的作用可表現在哪幾個方面？答：（1）OS作為用戶與計算機硬件系統(tǒng)之間的接口（2）OS作為計算機系統(tǒng)資源的管理者（3）OS實現了對計算機資源的抽象5何謂脫機I/O和聯機I/O？答：脫機I/O 是指事先將裝有用戶程序和數據的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機或卡片機，在外圍機的控制下，把紙帶或卡片上的數據或程序輸入到磁帶上。該方式下的輸入輸出由外圍機控制完成，是在脫離主機的情況下進行的。而聯機I/O方式是指程序和數據的輸入輸出都是在主機的直接控制下進行的。8為什么要引入實時OS？

2、答：實時操作系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時響應外部事件的請求，在規(guī)定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協(xié)調一致地運行。引入實時OS 是為了滿足應用的需求，更好地滿足實時控制領域和實時信息處理領域的需要。13OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什么？答：并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發(fā)性。17文件管理有哪些主要功能？其主要任務是什么？答：文件管理主要功能：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護。文件管理的主要任務：管理用戶文件和系統(tǒng)文件，方便用戶使用，保證文件安全性。18是什么原因使操作系統(tǒng)具有異步性特征？答：操作系統(tǒng)的異步性體現在三個方面：一是進程的異

3、步性，進程以人們不可預知的速度向前推進，二是程序的不可再現性，即程序執(zhí)行的結果有時是不確定的，三是程序執(zhí)行時間的不可預知性，即每個程序何時執(zhí)行，執(zhí)行順序以及完成時間是不確定的。20在微內核OS中，為什么要采用客戶/服務器模式？答：C/S 模式具有獨特的優(yōu)點：數據的分布處理和存儲。便于集中管理。靈活性和可擴充性。易于改編應用軟件。21試描述什么是微內核OS。答：1）足夠小的內核 2）基于客戶/服務器模式3）應用機制與策略分離原理 4）采用面向對象技術。22在基于微內核結構的OS中，應用了哪些新技術？答：在基于微內核結構的OS 中，采用面向對象的程序設汁技術。23何謂微內核技術？在微內核中通常提供

4、了哪些功能？答：把操作系統(tǒng)中更多的成分和功能放到更高的層次（即用戶模式）中去運行，而留下一個盡量小的內核，用它來完成操作系統(tǒng)最基本的核心功能，稱這種技術為微內核技術。在微內核中通常提供了進程（線程）管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。24微內核操作系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點？它為何能有這些優(yōu)點？答：1）提高了系統(tǒng)的可擴展性2）增強了系統(tǒng)的可靠性3）可移植性4）提供了對分布式系統(tǒng)的支持5）融入了面向對象技術第二章5在操作系統(tǒng)中為什么要引入進程概念？它會產生什么樣的影響?答：為了使程序在多道程序環(huán)境下能并發(fā)執(zhí)行，并對并發(fā)執(zhí)行的程序加以控制和描述，在操作系統(tǒng)中引入了進程概念。影響: 使程序的并發(fā)執(zhí)行得

5、以實行。8試說明迚程在三個基本狀態(tài)之間轉換的典型原因。 答： （1）就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到CPU資源 （2）執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時間片用完 （3）執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請求 （4）阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/O完成 6試從動態(tài)性，并發(fā)性和獨立性上比較進程和程序?答：(1)動態(tài)性是進程最基本的特性，表現為由創(chuàng)建而產生，由調度而執(zhí)行，因得不到資源而暫停執(zhí)行，由撤銷而消亡。進程有一定的生命期，而程序只是一組有序的指令集合，是靜態(tài)實體。(2)并發(fā)性是進程的重要特征，同時也是OS 的重要特征。引入進程的目的正是為了使其程序能和其它進程的程序并發(fā)執(zhí)行，而程序是不能并發(fā)執(zhí)行的。(3)獨立性是指進程實體是一個

6、能獨立運行的基本單位，也是系統(tǒng)中獨立獲得資源和獨立調度的基本單位。對于未建立任何進程的程序，不能作為獨立單位參加運行。7試說明PCB 的作用，為什么說PCB 是進程存在的惟一標志？答：PCB 是進程實體的一部分，是操作系統(tǒng)中最重要的記錄型數據結構。作用是使一個在多道程序環(huán)境下不能獨立運行的程序，成為一個能獨立運行的基本單位，成為能與其它進程并發(fā)執(zhí)行的進程。OS是根據PCB對并發(fā)執(zhí)行的進程進行控制和管理的。8試說明進程在三個基本狀態(tài)之間轉換的典型原因。答： （1）就緒狀態(tài)執(zhí)行狀態(tài)：進程分配到CPU資源（2）執(zhí)行狀態(tài)就緒狀態(tài)：時間片用完（3）執(zhí)行狀態(tài)阻塞狀態(tài)：I/O請求（4）阻塞狀態(tài)就緒狀態(tài)：I/

7、O完成9為什么要引入掛起狀態(tài)？該狀態(tài)有哪些性質？答：引入掛起狀態(tài)處于五種不同的需要: 終端用戶需要，父進程需要，操作系統(tǒng)需要，對換北京石油化工學院信息工程學院計算機系5/48計算機操作系統(tǒng)習題參考答案余有明與計07和計G09的同學們編著 5/48需要和負荷調節(jié)需要。處于掛起狀態(tài)的進程不能接收處理機調度。36為什么要在OS 中引入線程？答：在操作系統(tǒng)中引入線程，則是為了減少程序在并發(fā)執(zhí)行時所付出的時空開銷，使OS具有更好的并發(fā)性，提高CPU的利用率。進程是分配資源的基本單位,而線程則是系統(tǒng)調度的基本單位。38. 試從調度性，并發(fā)性，擁有資源及系統(tǒng)開銷方面對進程和線程進行比較。答：（1）調度性。線

8、程在OS 中作為調度和分派的基本單位，進程只作為資源擁有的基本單位。（2）并發(fā)性。進程可以并發(fā)執(zhí)行，一個進程的多個線程也可并發(fā)執(zhí)行。（3）擁有資源。進程始終是擁有資源的基本單位，線程只擁有運行時必不可少的資源，本身基本不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬進程的資源。（4）系統(tǒng)開銷。操作系統(tǒng)在創(chuàng)建、撤消和切換進程時付出的開銷顯著大于線程。第三章第三章 處理機調度與死鎖1高級調度與低級調度的主要任務是什么？為什么要引入中級調度？答：高級調度的主要任務是根據某種算法，把外存上處于后備隊列中的那些作業(yè)調入內存。低級調度是保存處理機的現場信息，按某種算法先取進程，再把處理器分配給進程。引入中級調度的主要目的是

9、為了提高內存利用率和系統(tǒng)吞吐量。使那些暫時不能運行的進程不再占用內存資源，將它們調至外存等待，把進程狀態(tài)改為就緒駐外存狀態(tài)或掛起狀態(tài)。2何謂作業(yè)、作業(yè)步和作業(yè)流？答：作業(yè)包含通常的程序和數據，還配有作業(yè)說明書。系統(tǒng)根據該說明書對程序的運行進行控制。批處理系統(tǒng)中是以作業(yè)為基本單位從外存調入內存。作業(yè)步是指每個作業(yè)運行期間都必須經過若干個相對獨立相互關聯的順序加工的步驟。作業(yè)流是指若干個作業(yè)進入系統(tǒng)后依次存放在外存上形成的輸入作業(yè)流；在操作系統(tǒng)的控制下，逐個作業(yè)進程處理，于是形成了處理作業(yè)流。3在什么情況下需要使用作業(yè)控制塊JCB？其中包含了哪些內容？答：每當作業(yè)進入系統(tǒng)時，系統(tǒng)便為每個作業(yè)建立一

10、個作業(yè)控制塊JCB，根據作業(yè)類型將它插入到相應的后備隊列中。JCB 包含的內容通常有：1) 作業(yè)標識2)用戶名稱3)用戶賬戶4)作業(yè)類型（CPU繁忙型、I/O 芳名型、批量型、終端型）5)作業(yè)狀態(tài)6)調度信息（優(yōu)先級、作業(yè)已運行）7)資源要求8)進入系統(tǒng)時間9) 開始處理時間10) 作業(yè)完成時間11) 作業(yè)退出時間12) 資源使用情況等6在搶占調度方式中，搶占的原則是什么？答：搶占的原則有：時間片原則、優(yōu)先權原則、短作業(yè)優(yōu)先權原則等。9何謂靜態(tài)和動態(tài)優(yōu)先級？確定靜態(tài)優(yōu)先級的依據是什么？答：靜態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進程時確定且在進程的整個運行期間保持不變的優(yōu)先級。動態(tài)優(yōu)先級是指在創(chuàng)建進程時賦予的優(yōu)先

11、權，可以隨進程推進或隨其等待時間增加而改變的優(yōu)先級，可以獲得更好的調度性能。確定進程優(yōu)先級的依據：進程類型、進程對資源的需求和用戶要求。10試比較FCFS和SPF兩種進程調度算法。答：相同點：兩種調度算法都可以用于作業(yè)調度和進程調度。不同點：FCFS調度算法每次都從后備隊列中選擇一個或多個最先進入該隊列的作業(yè)，將它們調入內存、分配資源、創(chuàng)建進程、插入到就緒隊列。該算法有利于長作業(yè)/進程，不利于短作業(yè)/進程。SPF算法每次調度都從后備隊列中選擇一個或若干個估計運行時間最短的作業(yè)，調入內存中運行。該算法有利于短作業(yè)/進程，不利于長作業(yè)/進程。 11在時間片輪轉法中，應如何確定時間片的大小？ 答：時

12、間片應略大于一次典型的交互需要的時間。一般應考慮三個因素：系統(tǒng)對相應時間的要求、就緒隊列中進程的數目和系統(tǒng)的處理能力。18何謂死鎖？產生死鎖的原因和必要條件是什么？答：死鎖是指多個進程在運行過程中因爭奪資源而造成的一種僵局，當進程處于這種僵持狀態(tài)時，若無外力作用，它們都將無法再向前推進。產生死鎖的原因為競爭資源和進程間推進順序非法。其必要條件是：互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件。19在解決死鎖問題的幾個方法中，哪種方法最易于實現？哪種方法使資源利用率最高？答：解決死鎖的四種方法即預防、避免、檢測和解除死鎖中，預防死鎖最容易實現；避免死鎖使資源的利用率最高。20. 請詳細說明可

13、通過哪些途徑預防死鎖?a.摒棄"請求和保持"條件：系統(tǒng)規(guī)定所有進程開始運行之前，都必須一次性地申請其在整個運行過程所需的全部資源，但在分配資源時，只要有一種資源不能滿足某進程的要求，即使其它所需的各資源都空閑，也不分配給該進程，而讓該進程等待；b.摒棄"不剝奪"條件：系統(tǒng)規(guī)定，進程是逐個地提出對資源的要求的。當一個已經保持了某些資源的進程，再提出新的資源請求而不能立即得到滿足時，必須釋放它已經保持了的所有資源，待以后需要時再重新申請；c.摒棄"環(huán)路等待"條件：系統(tǒng)將所有資源按類型進行線性排序，并賦予不同的序號，且所有進程對資源的請求必

14、須嚴格按序號遞增的次序提出，這樣，在所形成的資源分配圖中，不可能再出現環(huán)路，因而摒棄了"環(huán)路等待"條件。第四章2可采用哪幾種方式將程序裝入內存？它們分別適用于何種場合？答： （1）絕對裝入方式，只適用于單道程序環(huán)境。（2）可重定位裝入方式，適用于多道程序環(huán)境。（3）動態(tài)運行時裝入方式，用于多道程序環(huán)境；不允許程序運行時在內存中移位置。6為什么要引入動態(tài)重定位？如何實現？答：在程序執(zhí)行過程中，每當訪問指令或數據時，將要訪問的程序或數據的邏輯地址轉換成物理地址，引入了動態(tài)重定位；具體實現方法是在系統(tǒng)中增加一個重定位寄存器，用來裝入程序在內存中的起始地址，程序執(zhí)行時，真正訪問的內

15、存地址是相對地址與重定位寄存器中的地址相加之和，從而實現動態(tài)重定位。9分區(qū)存儲管理中常用那些分配策略？比較它們的優(yōu)缺點。答：分區(qū)存儲管理中的常用分配策略：首次適應算法、循環(huán)首次適應算法、最佳適應算法、最壞適應算法。首次適應算法優(yōu)缺點：保留了高址部分的大空閑區(qū)，有利于后來的大型作業(yè)分配；低址部分不斷被劃分，留下許多難以利用的小空閑區(qū)，每次查找都從低址開始增加了系統(tǒng)開銷。循環(huán)首次適應算法優(yōu)缺點：內存空閑分區(qū)分布均勻，減少了查找系統(tǒng)開銷；缺乏大空閑分區(qū)，導致不能裝入大型作業(yè)。最佳適應算法優(yōu)缺點：每次分配給文件的都是最適合該文件大小的分區(qū)，內存中留下許多難以利用的小空閑區(qū)。最壞適應算法優(yōu)缺點：剩下空閑

16、區(qū)不太小，產生碎片幾率小，對中小型文件分配分區(qū)操作有利；存儲器中缺乏大空閑區(qū)，對大型文件分區(qū)分配不利。第五章19虛擬存儲器有哪些特征？其中最本質的特征是什么？答：虛擬存儲器有多次性、對換性、虛擬性三大特征。最本質的特征是虛擬性。22在請求分頁系統(tǒng)中，頁表應包括哪些數據項？每項的作用是什么？答：頁表應包括：頁號、物理塊號、狀態(tài)位P、訪問字段A、修改位M和外存地址。其中狀態(tài)位P 指示該頁是否調入內存，供程序訪問時參考；訪問字段A 用于記錄本頁在一段時間內被訪問的次數，或最近已有多長時間未被訪問，提供給置換算法選擇換出頁面時參考；修改位M 表示該頁在調入內存后是否被修改過；外存地址用于指出該頁在外存

17、上的地址，通常是物理塊號，供調入該頁時使用。15 什么是抖動? 產生抖動的原因是什么?a.抖動(Thrashing)就是指當內存中已無空閑空間而又發(fā)生缺頁中斷時，需要從內存中調出一頁程序或數據送磁盤的對換區(qū)中，如果算法不適當，剛被換出的頁很快被訪問，需重新調入，因此需再選一頁調出，而此時被換出的頁很快又要被訪問，因而又需將它調入，如此頻繁更換頁面，使得系統(tǒng)把大部分時間用在了頁面的調進換出上，而幾乎不能完成任何有效的工作，我們稱這種現象為"抖動"。b.產生抖動的原因是由于CPU的利用率和多道程序度的對立統(tǒng)一矛盾關系引起的，為了提高CPU利用率，可提高多道程序度，但單純提高多道

18、程序度又會造成缺頁率的急劇上升，導致CPU的利用率下降，而系統(tǒng)的調度程序又會為了提高CPU利用率而繼續(xù)提高多道程序度，形成惡性循環(huán)，我們稱這時的進程是處于"抖動"狀態(tài)。24在請求分頁系統(tǒng)中，常采用哪幾種頁面置換算法？答：采用的頁面置換算法有：最佳置換算法和先進先出置換算法，最近最久未使用（LRU）置換算法，Clock置換算法，最少使用置換算法，頁面緩沖算法等。第六章1.I/O系統(tǒng)的基本功能。答：隱藏物理設備的細節(jié) 與設備的無關性 提高處理機和I/O設備的利用率 對I/O設備的9引入緩沖的主要原因是什么？答：引入緩沖的主要原因是：（1）緩和CPU與I/O 設備間速度不匹配的矛

19、盾（2）減少對CPU的中斷頻率，放寬對中斷響應時間的限制（3）提高CPU與I/O 設備之間的并行性17何謂設備虛擬？實現設備虛擬時所依賴的關鍵技術是什么？答：設備虛擬是指把獨占設備經過某種技術處理改造成虛擬設備。可虛擬設備是指一臺物理設備在采用虛擬技術后，可變成多臺邏輯上的虛擬設備，則可虛擬設備是可共享的設備，將它同時分配給多個進程使用，并對這些訪問該物理設備的先后次序。第七章1何謂數據項、記錄和文件？答：數據項分為基本數據項和組合數據項?；緮祿椕枋鲆粋€對象某種屬性的字符集，具有數據名、數據類型及數據值三個特性。組合數據項由若干數據項構成。記錄是一組相關數據項的集合，用于描述一個對象某方面

20、的屬性。文件是具有文件名的一組相關信息的集合。4何謂邏輯文件？何謂物理文件？答：邏輯文件是物理文件中存儲的數據的一種視圖方式，不包含具體數據，僅包含物理文件中數據的索引。物理文件又稱文件存儲結構，是指文件在外存上的存儲組織形式。6試說明對索引文件和索引順序文件的檢索方法。答： 索引文件的檢索，首先根據用戶（程序）提供的關鍵字，利用折半查找法檢索索引表，找到相應表項；再利用給出的指向記錄指針值，訪問對應記錄。 索引順序文件的檢索，首先利用用戶（程序）提供的關鍵字及查找方法，檢索索引表，找到該記錄在記錄組中的第一條記錄表項，得到第一個記錄在主文件中的位置；再利用順序查找法查找主文件，找到所要求的記

21、錄。17對目錄管理的主要要求是什么？答：實現按名存取、提高檢索目錄的速度、文件共享、允許文件重名。20Hash 檢索法有何優(yōu)點？又有何局限性？答：Hash檢索法是系統(tǒng)把用戶提供的文件名變換為文件目錄的索引值，再利用該值查找目錄，有效提高目錄的檢索速度，但Hash 檢索法局限于非通配符文件名。21在Hash檢索法中，如何解決“沖突”問題？答：在Hash法查找目錄時，如果目錄表中相應目錄項為空，表示系統(tǒng)中無指定文件。如果文件名與指定文件名匹配，表示找到了目標文件，也就找到了文件的物理地址。如果目錄表中找到的相應文件名不匹配，則發(fā)生了沖突，需要Hash轉換形成新的索引值，返回第一步重新查找。25對空

22、閑磁盤空間的管理常采用哪幾種分配方式？在UNIX系統(tǒng)中采用何種分配方式？答：空閑表法、空閑鏈表法、位示圖法、成組鏈接法。UNIX系統(tǒng)采用的是成組鏈接法27基于符號鏈的文件共享方式有何優(yōu)點？答：能夠通過網絡鏈接世界上 任何地方的計算機中的文件。第八章10網絡互聯層IP協(xié)議的主要作用是什么？為什么在有了IP協(xié)議之后還要配置TCP協(xié)議？答：（1）IP 協(xié)議主要用于異構網絡間的相互連接和路由選擇。IP 提供的是不可靠、面向無連接的數據報傳遞服務。（2）TCP協(xié)議提供面向連接、可靠的端端通信機制。TCP比IP可以確保數據傳輸的可靠性，即使網絡層出錯，TCP仍能正確控制建立連接、數據傳輸和連接釋放。15.

23、客戶/服務器模式得以廣泛流行的主要因素是什么？答：（1）模塊化與應用的分布特性 （2）充分利用資源，提高網絡效率（3）便與系統(tǒng)維護，擴充性強 （4）并發(fā)特性16.試說明客戶與服務器之間的交互情況。答：C/S 模式的兩層結構系統(tǒng)是：第一層在客戶機系統(tǒng)上結合表示與業(yè)務邏輯；第二層通過網絡結合了數據庫服務器。C/S 模式主要由客戶應用程序、服務器管理程序和中間件三部分組成。24.網絡管理的主要目標是什么？答：A增強網絡的可用性。 B提高網絡運行質量。 C提高網絡資源利用率。D保障網絡的安全性 E提高網絡和社會經濟效益。25.網絡管理包括哪幾方面的具體功能？答：配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、

24、計費管理。31. 目錄服務包括哪些主要功能？答：（1）用戶管理。保證核準用戶能方便地訪問各種網絡服務，禁止非法用戶訪問。（2）分區(qū)和復制。將龐大目錄庫分成若干個分區(qū)，并分別復制到多臺服務器，使每個分區(qū)被復制的位置盡量靠近最常使用這些對象的用戶，有的目錄服務還允許一臺服務器上存放多個不同分區(qū)的拷貝。（3）創(chuàng)建擴充和繼承功能。創(chuàng)建是在目錄中創(chuàng)建新的對象，并設置屬性。擴充指對原有目錄服務功能的擴充。繼承是指目錄對象繼承其他對象的屬性和權力的能力。（4）多平臺支持功能。由于目錄服務存在著管理對象的差異，要求具有跨越平臺能力。32. Internet 具有哪些特征？答：（1）廣域性 （2）廣泛性 （3）高速性（4）綜合性第九章 系統(tǒng)安全性第九章2對系統(tǒng)安全性的威脅有哪幾種類型？答：假冒身份、數據截獲、拒絕服務、修改偽造信息、否認操作、中斷傳輸、通信量分析。3攻擊者可通過哪些途徑對軟件和數據進行威脅？答：數據截獲，修改信息，偽造信息，中斷傳輸10數字證明書的作用是什么？用一例來說明數字證明書的申請、發(fā)放和使用過程。答：數字證明書又稱公鑰證明書，用于證明通信請求者的身份。13.可利用哪幾種方式來確定用戶身份的真實性？答： （1）口令密碼組合；（2）物理標志（3）生物標志 （4