操作系統(tǒng)教程第5版課后答案解析

WORD格式可編寫操作系統(tǒng)教程第5版課后答案費祥林、駱斌編著第一章操作系統(tǒng)概論習(xí)題一一、思慮題.簡述現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的構(gòu)成及層次構(gòu)造。答：現(xiàn)代計算機系統(tǒng)由硬件和軟件兩個局部構(gòu)成。是硬件和軟件互相交叉形成的會合體，構(gòu)成一個解決心算問題的工具。硬件層供應(yīng)基本可計算的資源，包含辦理器、存放器、內(nèi)存、外存及I/O設(shè)施。軟件層由包含系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。此中系統(tǒng)軟件是最湊近硬件的。2、計算機系統(tǒng)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(shè)施、存儲器等；信息資源分為程序和數(shù)據(jù)等。.什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中的主要作用是什么？答：操作系統(tǒng)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(yè)進行調(diào)動，以及方便用戶使用的程序的會合。操作系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中主要起4個方面的作用。（1）服務(wù)用戶看法一一操作系統(tǒng)供應(yīng)用戶接口和公共服務(wù)程序（2）進度交互看法一一操作系統(tǒng)是進度履行的控制者和協(xié)調(diào)者（3）系統(tǒng)實現(xiàn)看法一一操作系統(tǒng)作為擴展機或虛構(gòu)機（4）資源管理看法一一操作系統(tǒng)作為資源的管理者和控制者.操作系統(tǒng)怎樣實現(xiàn)計算與操作過程的自動化？專業(yè)知識整理提供WORD格式可編寫.有一臺計算機擁有1MB內(nèi)存，操作系統(tǒng)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(shè)增添1MB內(nèi)存空間，那么CPU的利用率能夠提升多少？解：設(shè)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(tǒng)占用200kb，那么有4個進度，cpu利用率為1-(80%)4=59%,假設(shè)再增添1MB內(nèi)存，那么此時內(nèi)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(tǒng)中有一臺輸入機和一臺打印機，現(xiàn)有兩道程序投入運轉(zhuǎn)，且程序A先開始運轉(zhuǎn)，程序B后開始運轉(zhuǎn)。程序A的運轉(zhuǎn)軌跡為：計算50ms、打印100MS,再計算5OMs,打印100MS,結(jié)束。程序B的運轉(zhuǎn)軌跡為：計算50Ms＞輸入80ms,再計算100MS,結(jié)束。試說明：(1)兩道程序運轉(zhuǎn)時，cpu能否安閑等候？假如，在哪段時間內(nèi)等候。(2)程序A、B能否有等候cpu的狀況？如有，指出發(fā)生的時辰。解：A、B程序并發(fā)履行圖：專業(yè)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(fā)生在100ms至IJ150ms之間。B程序有等候cpu的狀況，在180-220ms時。3,設(shè)有三道程序，依據(jù)A、B、C的優(yōu)先序次運轉(zhuǎn)，其內(nèi)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(zhuǎn)間關(guān)系圖(忽視調(diào)動履行時間)。達成三道程序共花銷多少時間，比單道運轉(zhuǎn)節(jié)儉多少時間?假設(shè)辦理器調(diào)動程序每次進行程序變換費時1ms,試畫出各程序狀態(tài)變換的時間圖。解：I)忽略調(diào)度執(zhí)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(jié)省70ms。忽略調(diào)度執(zhí)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(diào)度執(zhí)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(diào)度執(zhí)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(yè)知識整理提供WORD格式可編寫答：大概能夠把操作系統(tǒng)分為以下幾類：批辦理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和散布式操作系統(tǒng)。此中批辦理操作系統(tǒng)能依據(jù)用戶早先規(guī)定好的步驟控制作業(yè)的履行，實現(xiàn)計算機操作的自動化。又可分為批辦理單道系統(tǒng)和批辦理多道系統(tǒng)。單道系統(tǒng)每次只有一個作業(yè)裝入計算機系統(tǒng)的主存儲器運轉(zhuǎn)，多個作業(yè)可自動、次序地被裝入運轉(zhuǎn)。批辦理多道系統(tǒng)那么允很多個作業(yè)同時裝入主儲存器，中央辦理器輪番地履行各個作業(yè)，各個作業(yè)能夠同時使用各自所需的外頭設(shè)施，這樣能夠充足利用計算機系統(tǒng)的資源，縮短作業(yè)時間，提高系統(tǒng)的吞吐率.操作系統(tǒng)要為用戶供應(yīng)哪些基本的和共性的服務(wù)？答:（1）創(chuàng)立程序和履行程序；（2）數(shù)據(jù)I/O和信息存??；（3）通服氣務(wù)；（4）過失檢測和辦理。為了保證高效率、高質(zhì)量的工作，使得多個應(yīng)用程序能夠有效的共享系統(tǒng)資源，提升系統(tǒng)效率，操作系統(tǒng)還具備一些其余的功能：資源分派，統(tǒng)計，保護等。.試述操作系統(tǒng)所供應(yīng)的各樣用戶接口。答：操作系統(tǒng)經(jīng)過程序接口和操作接口將其服務(wù)和功能供應(yīng)給用戶。程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用構(gòu)成，在應(yīng)用程序中使用“系統(tǒng)調(diào)用”可獲取操作系統(tǒng)的低層服務(wù)，接見或使用系統(tǒng)管理的各樣軟硬件資源，是操作系統(tǒng)對外供應(yīng)服務(wù)和功能的手段；操作接口由一組命令和（或）作業(yè)控制語言構(gòu)成，是操作系統(tǒng)為用戶供應(yīng)的組織和控制作業(yè)履行的手段。.什么是系統(tǒng)調(diào)用？可分為哪些種類？答：操作系統(tǒng)為了到達為應(yīng)用程序的運轉(zhuǎn)供應(yīng)優(yōu)秀的環(huán)境，系統(tǒng)內(nèi)核供應(yīng)了一系列具備預(yù)約功能的內(nèi)核函數(shù)，這一組特別接口被稱為系統(tǒng)調(diào)用。操作系統(tǒng)所專業(yè)知識整理提供WORD格式可編寫供應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用按功能可分為六類：1）進度管理；2）文件操作；3）設(shè)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(yīng)用程序的開發(fā)、調(diào)試、履行和保護解決共性問題或履行公共操作供應(yīng)的一組程序。按功能可分為：1）文件管理；2）語言支持；3）狀態(tài)改正；4）支持程序履行；5）通訊等。.試述系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)原理。操作系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用功能的體制稱為圈套或異樣辦理體制。其實現(xiàn)原理是：第一編寫系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)而且設(shè)計系統(tǒng)調(diào)用進口地點表，每個進口地點都指向一個系統(tǒng)調(diào)用的內(nèi)核函數(shù)，有些還包含系統(tǒng)調(diào)用自帶參數(shù)的個數(shù)。而后開拓現(xiàn)場保護區(qū)，用以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時的辦理器現(xiàn)場。.試述系統(tǒng)調(diào)用與函數(shù)過程調(diào)用之間的主要差異。答：在程序履行系統(tǒng)調(diào)用或過程調(diào)用中二者的主要差異是：1）調(diào)用的形式和實現(xiàn)的方式不一樣；2）被調(diào)用的代碼的地點不一樣；3）供應(yīng)方式不一樣。.試述API（Applicationprograminterface）、庫函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系.答：API是由同名的封裝把系統(tǒng)調(diào)用封裝成應(yīng)用程序能夠直接使用的應(yīng)用接口。因此，一個庫函數(shù)就是一種API,一個API的實現(xiàn)可能會用到一個系統(tǒng)調(diào)用或多個系統(tǒng)調(diào)用，也可能假設(shè)干API封裝同樣的系統(tǒng)調(diào)用，即便完整不使用系統(tǒng)調(diào)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(shè)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(yè)知識整理提供WORD格式可編寫詳細內(nèi)容是將用戶程序和數(shù)據(jù)在一臺外頭機的控制下，早先從低速輸入設(shè)施到磁帶上，當CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時，在直接從磁帶機高速輸入到內(nèi)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(shù)；當程序運轉(zhuǎn)完成或告一段落，CPU需要時，無需直接把計算結(jié)果送至低速輸出設(shè)施，而是高速把結(jié)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(jié)果由相應(yīng)的輸出設(shè)施輸出，這就是脫機輸出技術(shù)。2）假設(shè)這類輸入輸出操作在主機控制下進行，那么稱之為聯(lián)機輸入輸出方式。.為何對作業(yè)進行批辦理能夠提升系統(tǒng)效率？答：多道程序系統(tǒng)能夠利用CPU的等候時間來運轉(zhuǎn)其余程序。.舉例說明計算機系統(tǒng)構(gòu)造的精益求精是操作系統(tǒng)開展的主要動力之一。答：計算機系統(tǒng)的基本構(gòu)造依據(jù)馮諾依曼系統(tǒng)構(gòu)造，主要由運算器、控制器、儲存器、輸入設(shè)施、輸出設(shè)施五局部構(gòu)成。跟著CPU不停升級，儲存器的容量不停增大，計算機系統(tǒng)構(gòu)造不停的改良，進而，要求計算機的操作系統(tǒng)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(shè)計？多道程序設(shè)計技術(shù)有什么特色？答；多道程序設(shè)計是指允很多個作業(yè)同時進入計算機系統(tǒng)的主存并啟動交替計算的方法。其特色是：1）CPU、主存和設(shè)施的利用率高;2）系統(tǒng)的吞吐率提升，單位時間內(nèi)達成的作業(yè)數(shù)增添；3）充足發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性，設(shè)施與設(shè)施之間、CPU與設(shè)施之間均可并行工作。.簡述實現(xiàn)多道程序設(shè)計所一定解決的基本問題。答：實現(xiàn)多道程序設(shè)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(yè)知識整理提供WORD格式可編寫辦理機管理和調(diào)動；3）資源的管理和分派。.計算機系統(tǒng)采納通道零件后，已實現(xiàn)辦理器與外面設(shè)施的并行工作，為何還要引入多道程序設(shè)計技術(shù)？答：引入多道程序設(shè)計技術(shù)的根本目的是提升CPU的利用率，充足發(fā)揮計算機系統(tǒng)零件的并行性，一些應(yīng)用問題也只有靠多道程序設(shè)計技術(shù)才能有效解決。.什么是及時操作系統(tǒng)？試述及時操作系統(tǒng)的分類。答：及時操作系統(tǒng)（RealTimeOperatingSystem）指當外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能接收并足夠快的速度予以辦理，辦理的結(jié)果又能在規(guī)準時間內(nèi)來控制監(jiān)控的生產(chǎn)過程或?qū)θ蝿?wù)協(xié)調(diào)一致運轉(zhuǎn)的操作系統(tǒng)。分類：1）過程控制系統(tǒng)：如生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、飛機自動駕駛系統(tǒng)、火炮自動控制系統(tǒng)。2）信息查問系統(tǒng)：計算機同時從成千上萬的終端接受服務(wù)懇乞降發(fā)問，并在短時間內(nèi)作出回答和響應(yīng)。如情報檢索系統(tǒng)。3）事務(wù)辦理系統(tǒng)：計算機不單要對終端用戶及時作出響應(yīng)，還要屢次更新系統(tǒng)中的文件或數(shù)據(jù)庫。如銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)。.在分時系統(tǒng)中，什么是響應(yīng)時間？它與哪些要素相關(guān)？答：分時系統(tǒng)的響應(yīng)時間是指用戶從終端發(fā)出一個命令到系統(tǒng)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(shù)、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(tǒng)與分時操作系統(tǒng)的不一樣點。答：分時操作系統(tǒng)與批辦理操作系統(tǒng)的差異：1）追求目標不一樣：批辦理操作系專業(yè)知識整理提供WORD格式可編寫統(tǒng)以提升系統(tǒng)資源利用率和作業(yè)吞吐能力為目標，分時操作系統(tǒng)重申公正性對于聯(lián)機用戶的立刻履行命令需要迅速響應(yīng)。2）適應(yīng)作業(yè)不一樣：批辦理操作系統(tǒng)適應(yīng)已調(diào)試好的大型作業(yè)，分時操作系統(tǒng)適應(yīng)正在調(diào)試的小型作業(yè)。3）資源利用率不一樣：批辦理操作系統(tǒng)可合理安排不一樣負載的作業(yè)，使資源利用率到達最正確;在分時操作系統(tǒng)中，多個終端的作業(yè)使用同種類的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)系統(tǒng)和共同子程序使系統(tǒng)的高度開支小，能公正的分配CPU和儲存資源。4）作業(yè)控制方式不一樣：批辦理操作系統(tǒng)由用戶經(jīng)過（JCL）書寫作業(yè)控制流，早先提交脫機作業(yè)；分時操作系統(tǒng)交互作業(yè)由用戶從鍵盤輸入控制命令以交互方式聯(lián)機工作。.試比擬及時操作系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)的不一樣點。答：分時操作系統(tǒng)是指在一個系統(tǒng)中多個用戶分時地使用同一臺計算機；及時操作系統(tǒng)是指計算機及時響應(yīng)外面事件地懇求并在規(guī)準時限內(nèi)達成對該事件的處理，控制全部及時高備和及時任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運轉(zhuǎn)。及時操作系統(tǒng)和分時操作系統(tǒng)的主要差異有兩點：1）分時操作系統(tǒng)的目標是供應(yīng)一種通用性很強的系統(tǒng)，有較強的交互能力；而及時操作系統(tǒng)那么多數(shù)是擁有特別用途的專用系統(tǒng)，交互能力略差。2）分時操作系統(tǒng)對響應(yīng)時間雖有要求，但一般來說，響應(yīng)時間由人所能蒙受的等候時間來確立；而及時操作系統(tǒng)對響應(yīng)時間要求很高，一般由控制系統(tǒng)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(tǒng)。答：1）單道批辦理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)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(tǒng)那么擁有調(diào)動性，無序性和多道性的特色。2）單道批處理系統(tǒng)是在解決要人機矛盾及CPU和I/O設(shè)施之間速度不般配的矛盾中形成的，專業(yè)知識整理提供WORD格式可編寫旨在提升系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，可是仍舊不可以很好的利用系統(tǒng)資源；多道批辦理系統(tǒng)是對單道批辦理系統(tǒng)的改良，其主要長處是資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大；弊端是均勻周轉(zhuǎn)時間長，無交互能力。.現(xiàn)代操作系統(tǒng)擁有哪些基本的功能，請簡單表達之。答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)的功能：管理計算機的軟硬件資源（包含：辦理機管理，作業(yè)管理，儲存管理，設(shè)施管理，文件管理）、提升資源的利用率、方便用戶。.試述現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特征及所要解決的主要問題。答：操作系統(tǒng)的四個基本特色：1）并發(fā)性（concurrence）,2）共享性（sharing）,3）虛構(gòu)性（virtual）,4）異步性（asynchronism）?所要解決的主要問題是：提升計算機系統(tǒng)的效率；加強系統(tǒng)的辦理能力；方便用戶使用。.為何操作系統(tǒng)會有隨機性特征？答：在多道程序環(huán)境中允很多個程序并發(fā)履行，并發(fā)活動會致使隨機事件的發(fā)生。操作系統(tǒng)中的隨機事件到處可見，不行預(yù)示。因此操作系統(tǒng)一定能夠及時捕獲并正確辦理。.構(gòu)成操作系統(tǒng)的構(gòu)件有哪些？請簡單表達之。答：操作系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計有：單體式、層次式、虛構(gòu)機和微內(nèi)核構(gòu)造。Linux采用單體式的構(gòu)造設(shè)計，主要構(gòu)件有內(nèi)核、shell、應(yīng)用程序。.什么是操作系統(tǒng)內(nèi)核？答：內(nèi)核是一組程序模塊，作為可信軟件來支持進度并發(fā)履行的基本功能和基本操作。往常駐留在內(nèi)核空間，運轉(zhuǎn)于內(nèi)核態(tài)，擁有直接接見硬件設(shè)施和全部內(nèi)存空間的權(quán)限，是僅有的能夠履行特權(quán)指令的程序。專業(yè)知識整理提供WORD格式可編寫.列舉內(nèi)核的分類、屬性及特色。答：內(nèi)核按大小分為僅有很少一定功能的微內(nèi)核，和大多數(shù)功能都并入內(nèi)核的單內(nèi)核。內(nèi)核的屬性：1）內(nèi)核是由中止程序引出的；2）內(nèi)核能夠在障蔽中段狀態(tài)下履行；3）內(nèi)核是不行搶占的；4）內(nèi)核可使用特權(quán)命令。內(nèi)核的功能：1）中止辦理；2）時鐘管理；3）短程調(diào)動；4）原語管理。.簡述單內(nèi)核操作系統(tǒng)及其優(yōu)弊端。答：單內(nèi)核操作系統(tǒng)是將系統(tǒng)的大多數(shù)功能都并入到內(nèi)核中。采納模塊組合法，是鑒于構(gòu)造化設(shè)計的一種軟件構(gòu)造設(shè)計方法。長處：構(gòu)造密切、組合方便、對不同的環(huán)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(tǒng)的功能增、冊h改困難，靠譜性低。.簡述微內(nèi)核及客戶一一服務(wù)器構(gòu)造操作系統(tǒng)及其優(yōu)弊端。答：將操作系統(tǒng)分為兩個局部，一是運轉(zhuǎn)在內(nèi)核態(tài)的內(nèi)核，供應(yīng)系統(tǒng)基本功能。二是運轉(zhuǎn)于用戶態(tài)以客戶一一服務(wù)器方式履行的進度層。長處：1）對進度懇求供應(yīng)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(tǒng)供應(yīng)優(yōu)秀的支撐。弊端：運轉(zhuǎn)效率較低。.什么是層次式操作系統(tǒng)？試說明其優(yōu)弊端。答：層次式構(gòu)造把操作系統(tǒng)區(qū)分為內(nèi)核和假設(shè)干模塊，這些模塊按功能的調(diào)用序次擺列成假設(shè)干層次，各層之間只好存在單向依靠或單向調(diào)用關(guān)系。長處：1）把整體