操作系统（第二版）习题答案

1．操作系统概述 操作系统的形成，操作系统的定义与功能，操作系统的分类 2．处理机管理 多道程序设计技术，用户与操作系统的两种接口，进程的定义、特征和基本状态，进程控制块（PCB）和控制块队列（运行、就绪、阻塞），进程的各种调度算法（先来先服务、时间片轮转、优先数、多级队列），进程管理的基本原语（创建、撤消、阻塞、唤醒），作业与作业调度算法（先来先服务、短作业优先、响应比高者优先）。 3．存储管理 地址的静态重定位和动态重定位，单一连续区存储管理，固定分区存储管理，可变分区存储管理，空闲区的合并，分区的管理与组织方式（表格法、单链表法、双链表法），分页式存储管理，页表、快表及地址转换过程，内存块的分配与回收（存储分块表、位示图、单链表），虚拟存储器的概念，请求分页式存储管理，缺页与缺页中断位，缺页中断与页面淘汰，页面淘汰算法（先进先出、最近最久未用、最近最少用、最优），页面走向，缺页中断率，抖动，异常现象。 4．设备管理 计算机设备的分类（基于从属关系、基于分配特性、基于工作特性），记录间隙，设备管理的目标与功能，输入/输出的处理步骤，设备管理的数据结构（SDT、DCB、IVT），独享设备的分配，共享磁盘的调度算法（先来先服务、最短查找时间优先、电梯、单向扫描），设备控制器，数据传输的方式（循环测试、中断、直接存储器存取、通道），I/O的缓冲技术（单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池），虚拟设备，SPOOLing技术。 5．文件管理 文件，文件系统，文件的逻辑结构（流式文件、记录式文件），文件的物理结构（连续文件、串联文件、索引文件），文件的存取（顺序、随机），磁盘存储空间的管理（位示图、空闲区表、空闲块链），文件控制块（FCB），目录的层次结构（一级目录，二级目录、树型），主目录，根目录，绝对路径，相对路径，按名存取的实现，文件共享，文件保护，文件上的基本操作。 6．进程间的制约关系 与时间有关的错误，资源竞争——互斥，协同工作——同步，信号量，信号量上的P、V操作，用P、V操作实现互斥，用P、V操作实现同步，用P、V操作实现资源分配，死锁，死锁产生的必要条件，死锁的预防，死锁的避免，死锁的检测与恢复，银行家算法，进程间的高级通信。 7．操作系统实例分析 Windows操作系统，Linux操作系统，MS-DOS操作系统。 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件资源，同时也为用户提供便捷的服务和接口。操作系统主要包括以下几个关键模块： 1. **操作系统概述**：操作系统是计算机系统的基础，它的主要功能包括处理机管理、存储管理、设备管理和文件管理。操作系统通过多道程序设计技术使得多个任务可以并发执行，提高系统效率。 2. **处理机管理**：涉及进程的概念，如进程的状态（运行、就绪、阻塞）和控制块（PCB），以及调度算法（FCFS、时间片轮转、优先级调度等）。此外，还包括进程的创建、撤销、阻塞和唤醒等原语操作。 3. **存储管理**：涉及内存的分配与回收，如静态和动态重定位、固定和可变分区管理，以及分页和分段技术。虚拟存储器的使用，如请求分页系统，包括地址转换、缺页中断、页面淘汰算法（FIFO、LRU、LFU、OPT）等。 4. **设备管理**：关注设备的分类和分配策略，如独享设备和共享设备的分配。设备控制器和I/O处理方式（中断、DMA、通道）。SPOOLing技术用于模拟独占设备的共享，提高设备利用率。 5. **文件管理**：文件是数据的逻辑组织，包括文件的逻辑和物理结构，如流式和记录式文件，连续、串联和索引文件。文件的存取方式、磁盘空间管理（位示图、空闲区表、空闲块链）以及文件的控制块（FCB）和目录结构（一级、二级、树型）。 6. **进程间的关系**：进程间可能存在制约关系，如互斥、同步和协作。信号量机制用于解决这些问题，包括P、V操作。死锁是多进程并发执行时可能出现的问题，包括死锁的预防、避免、检测和恢复策略。 7. **操作系统实例分析**：具体操作系统如Windows、Linux和MS-DOS的特性、架构和工作原理各有不同，但都包含了上述的基本管理功能。 操作系统习题涵盖了操作系统理论的各个方面，通过解答这些习题，可以深入理解和掌握操作系统的核心概念和技术。对于学习者而言，这不仅有助于理论知识的巩固，也对实际操作系统的使用和优化提供了理论基础。