计算机操作系统 汤子瀛 第四版 课后习题答案(全)VIP

第一章1.设计现代操作系统的主要目标是什么？答：(1)有效性(2)便利性(3)可扩展性(4)开放性2.哪些方面可以2。操作系统游戏？答：(1)操作系统是用户和计算机硬件系统之间的接口；(2)操作系统是计算机系统资源的管理者；(3)操作系统实现了计算机资源的抽象3.为什么操作系统实现了计算机资源的抽象？答：操作系统首先在裸机上覆盖了一层输入输出设备管理软件，实现了计算机硬件操作的第一层抽象。第一层软件覆盖文件管理软件，实现硬件资源操作的第二层抽象。通过在计算机硬件上安装多层系统软件，操作系统增强了系统功能并隐藏了硬件操作的细节。他们一起实现了计算机资源的抽象。4.尝试解释多通道批处理系统的形成和发展背后的主要力量是什么。答：主要驱动力来自社会需求和技术发展的四个方面：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户；(3)设备的持续升级；(4)计算机体系结构的不断发展。5.什么是离线输入/输出和在线输入/输出？答：离线输入输出是指预先将带有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，并在外围机的控制下将纸带或卡片上的数据或程序输入纸带。这种模式下的输入和输出由外围设备控制，在没有主机的情况下执行。在线输入/输出是指程序和数据的输入和输出在主机的直接控制下。6.试着解释推拉分时系统形成和发展的主要力量是什么？答：分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需求。主要表现为：分时使用中央处理器缩短了工作的平均周转时间；人机交互能力使用户能够直接控制自己的操作；主机共享使多个用户能够同时使用同一台计算机，并独立处理自己的工作。7.实现分时系统的关键问题是什么？应该如何解决？答：关键问题是当用户在终端上输入命令时，系统应该能够及时接收和处理命令，并在用户可以接受的时间延迟内将结果返回给用户。解决方案：为了解决及时接收的问题，可以在系统中安装一个多通道卡，使主机能够同时接收用户从各种终端输入的数据。每个终端都有一个缓冲区来临时存储用户键入的命令或数据。为了及时处理问题，所有用户作业都应该直接进入内存，并且每个作业都应该分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样每个作业可以在短时间内运行一次。8.为什么引入实时操作系统？答：实时操作系统是指系统能够及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成事件的处理，并控制所有实时任务协调运行。引入实时操作系统是为了满足应用的需要，更好地满足实时控制和实时信息处理的需要。9.什么是硬实时任务和软实时任务？试着举个例子。答：硬实时任务意味着系统必须满足任务的最后期限，否则可能会出现不可预测的结果。例如，运载火箭的控制等。软实时任务意味着它的截止时间不严格，偶尔会错过任务的截止时间，这对系统影响很小。例如：网页中计算机操作系统第三版答案2/47的更新和火车售票系统。10.试着在交互性、及时性和可靠性方面比较分时系统和非实时系统。答：(1)及时性：实时信息处理系统需要类似分时系统的实时性能，这是由可接受的等待时间决定的。实时控制系统的及时性由控制对象所需的开始截止时间或结束截止时间来确定，其通常在几秒到几毫秒的数量级，甚至小于100微秒。(2)交互：实时信息处理系统是交互式的，但人与系统之间的交互仅限于访问系统中的特定服务程序。与分时系统不同，它们可以为最终用户提供数据和资源共享等服务。(3)可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统要求系统高度可靠。由于任何错误都可能带来巨大的经济损失，甚至灾难性的后果，在实时系统中，往往采用多级容错措施来保证系统和数据的安全。11.操作系统的主要特点是什么？它最基本的特征是什么？答：并发、共享、虚拟和异步是四个基本特征。最基本的特性是并发性。14.什么使操作系统异步？答：操作系统的异步体现在三个方面：第一，进程的异步，它以不可预测的速度前进；第二，程序的不可复制性，即程序执行的结果有时是不确定的；第三，程序执行时间的不可预测性，即每个程序何时执行，执行顺序和完成时间是不确定的。15.处理器管理的主要功能是什么？他们的主要任务是什么？答：处理器管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理器调度。流程管理：为作业创建流程，取消已完成的流程，并在运行过程中控制流程的状态转换。进程同步：协调多个进程(包括线程)的操作。沟通：用于在合作过程之间交换信息。处理器调度：(1)作业调度。根据某个算法，从备份团队中选择多个作业，并分配其操作所需的资源(内存分配是首选)。(2)进程调度：根据某个算法从进程的就绪队列中选择一个进程，为其分配处理器，并建立一个运行站点来执行该进程。16.内存管理的主要功能是什么？他们的主要任务是什么？答：内存管理的主要功能包括内存分配、内存保护、地址映射和内存扩展。内存分配：为每个程序分配内存。内存保护：确保每个用户程序只在自己的内存空间中运行，并且不会相互干扰。计算机操作系统的第三版回答了3/47地址映射：地址空间的逻辑地址被转换成存储空间和相应的物理地址。内存扩展：用于实现请求调用和更改等功能。17.设备管理的主要功能是什么？它的主要任务是什么？答：主要功能包括：缓冲区管理、设备分配和处理以及虚拟设备。主要任务：是完成用户的输入输出请求，并为用户分配输入输出设备。提高中央处理器和输入输出设备的利用率；提高输入输出速度；方便用户使用输入输出设备。18.文档管理的主要功能是什么？它的主要任务是什么？答：文件管理的主要功能：文件存储空间管理、目录管理、文件读写管理和保护。文件管理的主要任务是管理用户文件和系统文件，方便用户，保证文件安全。21.微内核操作系统的优势是什么？为什么它能有这些优势？答：1)改进的系统可扩展性2)增强的系统可靠性3)可移植性4)为分布式系统提供支持4/47 5)结合了面向对象技术23.在微内核操作系统中，为什么要采用客户机/服务器模式？答：C/S模式有独特的优势：(1)数据分发、处理和存储。(2)便于集中管理。(3)灵活性和可扩展性。(4)易于应用软件的改编。21.试着描述什么是微内核操作系统。A: 1)足够小的内核2)基于客户机/服务器模式3)应用机制和策略分离原则4)使用面向对象技术。24.在具有基本微内核结构的操作系统中应用了哪些新技术？答：在基于微内核结构的操作系统中，采用了面向对象的编程。23.什么是微内核技术？微内核通常提供哪些功能？答：将操作系统中更多的组件和功能放到更高的级别(即用户模式)来运行，让内核尽可能小，以完成操作系统最基本的核心功能。这项技术被称为微内核技术。微内核通常提供进程(线程)管理、低级内存管理、中断和陷阱处理以及其他功能。第二章1.什么是趋势图？你为什么要引入前瞻性地图？答：优先图是DAG(有向无环图，名为DAG)，用于描述进程间执行的上下文。2.画出以下四句话的趋势图：S1=a:=x y；S2=b:=Z1；S3=c:=a-b；S4=w:=C1；答：未来趋势如下：3.为什么程序的并发执行会产生间歇性特征？当程序被并发执行时，由于它们共享系统资源并相互协作以完成相同的任务，所以在这些并发进程之间形成了相互制约的关系，从而使得进程在执行期间是间歇的。4.为什么程序在同时执行时会失去它们的紧密性和可重复性？因为当程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，这些资源的状态会被多个程序改变，导致程序运行的封闭性丧失。一旦程序失去了它的封闭性，它也将失去它的再现性。5.为什么要将过程的概念引入操作系统？它会产生什么样的影响？为了使程序能够在多通道程序环境中并发执行，并控制和描述并发执行的程序，过程的概念被引入操作系统。Impact :支持程序的并发执行。6.试着在动态性、并发性和独立性方面比较流程和过程？A.动态性是一个过程最基本的特征，它可以表示为由创建产生、由调度执行、由于缺乏资源而暂停、以及由于撤销而被破坏，因此该过程具有一定的生命周期；程序只是一组有序的指令，是一个静态的实体。并发是进程和操作系统的一个重要特征。引入一个进程的目的是使它的程序能够与建立该进程的其他程序同时执行，而程序本身不能同时执行。c独立性意味着过程实体是可以独立运行的基本单元，也是系统中独立获取资源和调度的基本单元。然而，没有建立任何过程的程序不能作为一个独立的单元运行。7.试着解释印刷电路板的功能？为什么多氯联苯是过程的唯一标志？A.印刷电路板是流程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录数据结构。印刷电路板记录操作系统描述过程和控制过程所需的所有信息。因此，它的功能是使一个不能在多通道程序环境中独立运行的程序(包括数据)成为一个可以独立运行的基本单元和一个可以与其他进程同时运行的进程。在过程的整个生命周期中，系统总是通过它的印刷电路板来控制过程。系统根据过程的印刷电路板而不是其他任何东西来感知过程的存在。因此，多氯联苯是这一过程存在的唯一标志。11.试着解释过程在三种基本状态之间转换的典型原因。答：(1)就绪状态执行状态：分配给中央处理器资源的进程(2)执行状态就绪状态：时间片用尽(3)执行状态阻塞状态：输入/输出请求(4)阻塞状态就绪状态：输入/输出完成12.为什么要引入暂停状态？这种状态的属性是什么？答：引入挂起状态有五种不同的需求：最终用户需求、父进程需求、操作系统需求、交换需求和负载调整需求。挂起的进程无法接收处理器调度。10.在过程切换期间要保存什么处理器状态信息？答：在进行进程切换时，要保存的处理器状态信息包括：(1)进程的当前临时存储信息，(2)下一条指令的地址信息，(3)进程状态信息，(4)进程和系统调用参数以及调用地址信息。13.在过程切换期间要保存什么处理器状态信息？答：流程切换时要保存的处理器状态信息如下：(1)流程的当前临时存储信息(2)下一指令地址信息(3)过程状态信息(4)过程和系统调用参数和调用地址信息。14.试着解释导致流程创建的主要事件。答：导致流程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、服务提供和应用程序请求。15.尝试解释导致流程取消的主要事件。答：导致进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束(跨境错误、保护错误、非法指令、特权指令错误、运行超时、等待超时、算术运算错误、输入/输出失败)、外部干预(操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止)。16.创建流程时要完成的主要任务是什么？答：(1)在1)操作系统发现创建一个新的进程事件的请求后，它调用进程创建原语Creat()；(2)申请空白印刷电路板；(3)为新流程分配资源；(4)初始化过程控制块；(5)将新流程插入就绪队列。17.取消流程时要完成的主要任务是什么？回答：(1)根据终止的工艺标识符，从印刷电路板集合中检索工艺印刷电路板，并读出工艺状态。(2)如果被终止的进程处于执行状态，则该进程的执行被立即终止，并且调度标志为真，指示该进程在被终止之后被重新调度。(3)如果过程有子过程，应终止所有子过程，以防止它们成为不可控制的过程。(4)将终止的进程拥有的所有资源返回给父进程或系统。(5)从队列或列表中移除终止的进程印刷电路板，并等待其他程序收集信息。18.试着解释是什么主要事件导致这个过程受阻或醒来？答：a .请求系统服务；b .开始一项行动；c .新数据尚未到达；没有新的工作要做。19.为什么要在操作系统中引入线程？将进程引入操作系统的目的是使多个程序能够并发执行，以提高资源利用率和系统吞吐量。线程被引入操作系统，以减少程序并发执行的时空开销，并使操作系统更加并发。20.试着解释线程有什么属性。答：(1)轻型实体(2)独立调度和调度的基本单元(3)并发执行(4)共享流程资源。21.试着在可调度性、并发性、资源和系统开销方面比较进程和线程。答：可调度性。在传统操作系统中，拥有资源的基本单元和独立调度和调度的基本单元是进程。在引入线程的操作系统中，线程被视为调度和调度的基本单元，而进程被视为拥有资源的基本单元。b .并发性。在引入线程的操作系统中，不仅进程可以并发执行，而且一个进程中的多个线程也可以并发执行，从而使操作系统具有更好的并发性。c .资源的可得性。无论是传统的操作系统还是引入线程的操作系统，进程始终是拥有资源