操作系统-西电汤子赢教材的答案（超全版）

西电汤子赢教材的答案（超全版）

西电汤子赢教材的答案（超全版）

西电汤子赢教材的答案（超全版）

第一章 os 引论

1. 设计现代 OS 的主要目标是什么 ?

方便性，有效性，可扩充性和开放性

.

2. OS 的作用可表现为哪几个方面 ?

a. OS 作为用户与计算机硬件系统之间的接口；

b. OS 作为计算机系统资源的管理者；

下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当 CPU 需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入

到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了 CPU 等待输入的时间，这就是脱机输入技术 ; 当

程序运行完毕或告一段落， CPU 需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把

结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是

脱机输出技术

.

b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式

5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 ?

用户的需要

6. 试说明实时任务的类型和实时系统的类型

a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分，分为周期性实时任务和非周期性实时任务；

c. I/O 设备管理问题；

d. 文件管理问题；

e. 作业管理问题

.

8. 试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点

.

a. 单道批处理系统是最早出现的一种 OS ，它具有自动性，顺序性和单道性的特点；

--- 多道批处理系统则具有调度性，无序性和多道性的特点；

b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及 CPU 和 I/O 设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系统

资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好的利用系统资源；

--- 多道批处理系统是对单道批处理系统的改进，其主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是

平均周转时间长，无交互能力

.

10 为什么要引入实时操作系统 ?

更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要

.

11 OS 具有哪几大特征 ? 它的最基本特征是什么 ?

a. 并发 (Concurrence), 共享 (Sharing), 虚拟 (Virtual), 异步性 (Asynchronism).

b. 其中最基本特征是并发和共享

.

12 内存管理有哪些主要功能 ? 它们的主要任务是什么 ?

a. 主要功能 : 内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等

.

b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间，

允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要

.

--- 内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰

.

--- 进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节

--- 进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换

--- 调度分为作业调度和进程调度

作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个

作业，为它们分配必要的资源 ; 而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新

进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行

.

14 设备管理有哪些主要功能 ? 其主要任务是什么 ?

a. 主要功能 : 缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等

.

b. 主要任务 : 完成用户提出的 I/O 请求，为用户分配 I/O 设备；提高 CPU 和 I/O 设备的利用率；提高 I/O 速

度；以及方便用户使用 I/O 设备

.

15 文件管理有哪些主要功能 ? 其主要任务是什么 ?

系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的

.

c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高

.

17 是什么原因使操作系统具有异步性特征 ?

a. 程序执行结果是不确定的

,

即程序是不可再现的

b. 每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的

预知性

18 试说明在 MS-DOS 3.X 以前的版本中，其局限性表现在哪几个方面 ?

a. 在寻址范围上， DOS 只有 1MB ，远远不能满足用户需要

b. DOS 试单用户单任务操作系统，不支持多任务并发执行

与实际应用相矛盾

.

19 MS-DOS 由哪几部分组成 ? 每部分的主要功能是什么 ?

a. 多任务

.

b. 进程管理

.

c. 存储器管理

.

d. 文件管理

.

e. 应用程序接口 API.

f. 表示管理

.

22 多处理机 OS 有哪几种模式 ? 各有何优缺点 ?

a. 2 种模式 : 非对称多处理模式 (Asymmetric Multiprocessing Model) 和对称多处理模式 (Symmetric

Multiprocesing Model).

b. 前者易于实现，但资源利用率低

.

--- 后者优点是允许多个进程同时运行，缺点是必须小心控制 I/O ，以保证能将数据送至适当的处理器，

e. 互操作能力

24 试比较网络 OS 和分布式 OS.

a. 网络 OS 是基于由一些互联的自主计算机系统组成的计算机网络，以计算机技术和通信技术高度发展为

基础，能实现相互通信和相互合作功能的系统

形成的系统

b. 在分布性上，两者都具有分布处理功能，但网络 OS 的控制功能大多集中在某个

)

主机或网络服务器

中，即集中式，而分布式 OS 则是较均匀地分布在系统的各个站点上，是完全分布式的

.

--- 在并行性上，分布式 OS 的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上而实现并行，网络 OS 中

通常无任务分配功能

,

每个用户的任务通常在自己

(

本地

)

的计算机上处理

--- 在透明性上，两者都具透明性，但网络 OS 指在操作实现上的透明性，而分布式 OS 则在系统内部的细

1. 试画出下面条语句的前趋图 :

S1: a=5-x; S2: b=a*x; S3: c=4*x; S4: d=b+c; S5: e=d+3.

S1->S2->S4->S5

......../

......S3

2. 试利用 Bernstein 条件证明上题中的 S2 和 S3 语句是可以并发执行的，而 S3 和 S4 语句是不能并发执行的 ?

证明 :

R(S2)={x,a}, W(S2)={b}, R(S3)={x}, W(S3)={c};

可见， S2 与 S3 的读集与写集两两不相交， S2 与 S3 的读集之间也不相交，因而，他们满足 Bernstein 条件，

S2 与 S3 语句是可以并发执行的

.

5. 在操作系统中为什么要引入进程概念 ? 它会产生什么样的影响 ?

为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，而引入了进程概念

影响 : 使程序的并发执行得以实行

6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序 ?

a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，

以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体

.

b. 并发性是进程的重要特征，同时也是 OS 的重要特征

.

引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程

的程序并发执行，而程序是不能并发执行的

.

c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本

单位

.

而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行

.

7. 试说明 PCB 的作用 ? 为什么说 PCB 是进程存在的唯一标志 ?

a. 处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理机后，该进程便由就绪状态变为执行状态

.

b. 当前进程因发生某事件而无法执行，如访问已被占用的临界资源，就会使进程由执行状态转变为阻

塞状态

c. 当前进程因时间片用完而被暂停执行，该进程便由执行状态转变为就绪状态

.

9. 为什么要引入挂起状态 ? 该状态具有哪些性质 ?

a. 引入挂起状态处于 5 中需要 : 终端用户的需要，父进程的需要，操作系统的需要，对换的需要和负荷

调节的需要

b. 处于挂起状态的进程不能接收处理机调度

10 在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息主要有哪些 ?

a. 进程当前暂存信息；

c. 提供服务；

d. 应用请求

.

12 试说明引起进程撤消的主要事件

a. 正常结束；

b. 异常结束；

c. 外界干预；

13 在创建一个进程时，需完成的主要工作是什么 ?

a. 操作系统发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语 Creat() ；

b. 申请空白 PCB ；

c. 为新进程分配资源；

d. 若该进程还有子孙进程，还应将其所有子孙进程予以终止；

e. 将该进程所拥有的全部资源，或者归还给其父进程，或者归还给系统；

f. 将被终止进程

或链表

中移出，等待其它程序来搜集信息

.

15 试说明引起进程阻塞或被唤醒的主要事件是什么 ?

a. 请求系统服务；

b. 启动某种操作；

c. 新数据尚未到达；

d. 无新工作可做

.

16 试从调度性，并发性，拥有资源及系统开销几个方面，对进程和线程进行比较

.

a. 在引入线程的 OS 中，把线程作为调度和分派的基本单位，而把进程作为资源拥有的基本单位；

b. 在引入线程的 OS 中，不仅进程之间可以并发执行，而且在一个进程中的多个线程之间，亦可并发

--- 用户级线程仅存在于用户级中，它们的创建，撤消和切换不利用系统调用来实现，因而与内核无关，

内核并不知道用户级线程的存在

.

b. 内核级线程的调度和切换与进程十分相似，调度方式采用抢占式和非抢占式，调度算法采用时间轮转

法和优先权算法等，当由线程调度选中一个线程后，再将处理器分配给它；而用户级线程通常发生在

一个应用程序的诸线程之间，无需终端进入 OS 内核，切换规则也较简单，因而，用户级线程的切换

速度较快

.

--- 用户级线程调用系统调用和调度另一个进程执行时，内核把它们看作是整个进程的行为，内核级线程

调用是以线程为单位，内核把系统调用看作是该线程的行为

.

--- 对于用户级线程调用，进程的执行速度随着所含线程数目的增加而降低，对于内核级线程则相反

.

18 在 Solaris OS 中，设置了哪几种线程 ? 轻型线程的作用是什么 ?

1. 什么是临界资源和临界区 ?

a. 一次仅允许一个进程使用的资源成为临界资源

.

b. 在每个进程中，访问临界资源的那段程序称为临界区

2. 为什么进程在进入临界区之前，应先执行 " 进入区 " 代码，在退出临界区后又执行 " 退出区 " 代码 ?

为了实现多个进程对临界资源的互斥访问，必须在临界区前面增加一段用于检查欲访问的临界资源是否正被访

问的代码，如果未被访问，该进程便可进入临界区对资源进行访问，并设置正被访问标志，如果正被访问，则

本进程不能进入临界区，实现这一功能的代码成为 " 进入区 " 代码；在退出临界区后，必须执行 " 退出区 "

用于恢复未被访问标志

3. 同步机构应遵循哪些基本准则 ? 为什么 ?

a. 空闲让进

.

a. 在整型信号量机制中，未遵循 " 让权等待 " 的准则

b. 记录型信号量机制完全遵循了同步机构的 " 空闲让进

,

忙则等待

,

有限等待

,

让权等待 " 四条准则

.

6. 在生产者－消费者问题中，如果缺少了 signal(full) 或 signal(empty), 对执行结果会有何影响 ?