《操作系统》习题集参考答案：第1章 引论.pdf

操作系统 习题集 第 1 章 引论 第1页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 第第1章章 引论引论 习题集习题集 一 一 选择题选择题 1 C 2 A 3 A 4 D 5 B 6 C 通常将覆盖了软件的机器称为扩充机或虚拟机 7 C 8 C 9 C 10 D 11 A 12 A 资源利用率 指在给定时间内 系统中某一资源如 CPU 存储器 外部设备等实 际使用时间所占的比率 吞吐量 指单位时间内系统所处理的信息量 周围时间 指作业从进入系统到作业退出系统所用的时间 13 B 本注 A 不合适 批处理系统是多道的 CPU 及有较好的利用率 14 D 进程可 并发 执行 但不可 并行 执行 15 B A D 16 B 17 A 18 D 19 D 脱机技术 用于解决独占设备问题 虚拟技术 用于存储器管理中扩大主存容 操作系统 习题集 第 1 章 引论 第2页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 量 交换技术 也是用于存储管理 20 C 21 C 22 B 实时操作系统的主要特点是及时性及高度可靠性 23 A 24 A 响应时间 时间片 X 用户数 25 C 26 A 从目态到管态的转换是执行访管指令 引起一次中断 触发中断后 硬件中断机制 将计算机状态置为管态 管态程序是指在管态下执行的程序 访管指令 是可以在目态下执行的指令 当源程序中有需要操作系统服务的要求 时 编译程序就会在由源程序转换成的目标程序中安排一条 访管指令 并设置一些参 数 当目标程序执行时 中央处理器若取到了 访管指令 就产生一个中断事件 中断 装置就会把中央处理器转换成管态 并让操作系统处理该中断事件 操作系统分析访管 指令中的参数 然后让相应的 系统调用 子程序为用户服务 系统调用功能完成后 操作系统把中央处理器的管态改为目态 并返回到用户程序 从程序调用的角度来看 用户应用程序中要调用一些子程序 子程序可以分为用户自己编写的子程序和软件提供 的子程序 对后者的访问即被称为访问系统程序 访管 指令 又称为陷阱 TRAP 指令 访管指令并不是特权指令 所谓特权指令 是指用于操作系统或其他系统软件的 指令 一般不提供给用户使用 27 D 程序在目态下 即在执行用户程序时引起的中断属于来自 CPU 的中断 不是硬件故 障中断和外部中断 特权指令 系统调用 指的是只允许管态下使用的指令 因此 目 态下对特权指令的使用会实现从目态到管态的改变 即会产生访管中断 28 A 29 D 30 B 31 A 32 D 33 C 操作系统 习题集 第 1 章 引论 第3页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 34 A 用户无法使用中断机制 35 C 36 B C 外部中断是指处理机外部的中断 如定时器中断 控制台中断 程序性中 断是指因程序运行产生的中断 如地址错 非法指令 37 A 38 A 39 A 操作系统与用户的接口有命令接口 程序接口和图形接口 其中程序接口又称为 系统调用 40 A 41 C 42 D 原答案为 B 系统调用 应该也包含 C 库函数 参见 数据库系统工程师教程 P142 43 B 44 D 45 C 46 C 中断优先级和中断屏蔽可以改变中断响应次序 47 D 执行用户程序时引起的中断属于来自 CPU 的中断 不是硬件故障中断和外部中 断 特权指令只允许管态下使用的命令 因此 目态下对特权指令的使用会实现从目态 到管态的改变 即会产生访管中断 48 B 在计算机系统中 中断随时可能发生 必须在每条指令执行后就判断是否有中断 发生 而缺页中断可随机发生 49 B 50 D 二 二 综合应用综合应用题题 1 操作系统是计算机系统中的一个系统软件 是组程序模块的集合 这组程序模块用于控 制和管理计算机系统中的硬件和软件资源 合理地组织计算机的工作流程 并为用户使 用计算机提供方便 操作系统 习题集 第 1 章 引论 第4页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 操作系统的特征是 并发性 共享性 虚拟性 本注 即抽象性 及不确定性 并发性 是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生 共享性是指系统中的硬件和软件资源可供 多个用户程序共同使用 虚拟性是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物 不确定性是指在多道程序环境中 由于资源等因素的限制 程序是以走走停停的方式运 行的 系统中的每个程序何时执行 多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时 间是不确定的 因而也是不可预知的 2 1 正确 2 错误 3 错误 4 错误 3 必须解决处理机管理和调度 存储器的分配和保护 外部设备的管理和调度 文件的修 改 查找 保护和共享 4 操作系统是介于计算机硬件和用户之间的一个接口 5 1 1 单道系统运行单道系统运行 CPUCPU利用率利用率4040 8080 5050 时间 单位s CPU A B 10 设备 1 20 CPU 设备2 30 CPU 40 2 2 多道系统运行多道系统运行 CPUCPU利用率利用率4040 4545 8989 时间 单位s CPU A 设备1 B 10 CPU 设备 1 20 CPU 设备 2 CPU 设备2 30 设备2 CPU 45 设备1 CPU 设备 2CPU 设备2 50607080 6 操作系统 习题集 第 1 章 引论 第5页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 I O 计算 A A A 307080 B 140 B 170 B 180 C 200 C 240 C 260 时间时间 单位单位 为为msms 活动列表活动列表 1 1 单道系统运行单道系统运行 2 2 多道系统运行多道系统运行 无论是无论是CPUCPU还是还是I I O O设备设备 都按照都按照A A B B C C的优先级顺序的优先级顺序 I O 计算 A A A 307080 B 130 B 170 C 190 C C 时间时间 单位单位 为为msms 活动列表活动列表 B 100 B 140 7 1 在单道系统中 两个程序的运行时间需 2 5h 150min 2 在多道系统中 处理机利用率是 50 则运行时间为 18 27 50 90min 另有 15min 系统开销 总时间为 105min 3 效率比为 105min 150min 70 提高 30 8 区分管态和目态两种操作方式的目的是为了保护操作系统程序 目态到管态的转换发生 在中断产生时 而管态到目态的转换则发生在中断返回到用户程序时 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 操作系统 习题集 第 1 章 引论 第6页 共6页 北理珠 操作系统 课题组 201210 201303 201503 12 20 25 30ms 1 如果 P0 P1 CPU1 p2 CPU2 则需 20ms 2 如果 P0 P2 CPU1 p1 CPU2 则需 25ms 3 如果 p1 p2 CPU1 p0 CPU2 则需 30ms 13 平均访问时间 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 调用 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