第8章 操作系统(答案)
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操作系统--精髓与设计原理(第⼋版)第⼋章复习题答案8.操作系统--精髓与设计原理(第⼋版)第⼋章复习题答案8.1 简单分页与虚拟内存分页有何区别?进程运⾏时,简单分页的所有页必须都在内存中,除⾮使⽤了覆盖技术,虚存分页并⾮所有页都须在内存页框中,仅在需要时才读⼊页,把⼀页读⼊内存可能需要把另⼀页写出到磁盘。
8.2 什么是抖动?当操作系统读取⼀块内存时,它必须把另⼀块换出。
如果⼀块正好在将要⽤到之前换出,操作系统就不得不很快地把它取回。
这类操作通常会导致⼀种称为系统抖动( thrashing)的情况。
这样会使处理器的⼤部分时间都⽤于交换块⽽⾮执⾏指令。
8.3 为何在使⽤虚拟内存时,局部性原理⾄关重要?局部性原理描述了⼀个进程中程序和数据引⽤的集簇倾向。
因此,假设在很短的时间内仅需要进程的⼀部分块是合理的。
同时,还可以对将来可能会访问的块进⾏猜测,从⽽避免系统抖动。
局部性原理表明虚拟内存⽅案是可⾏的。
8.4 哪些元素是页表项中能找到的典型元素?简单定义每个元素。
页号: 虚拟地址的页号部分。
进程标志符:使⽤该页的进程。
页号和进程标志符共同标志-个特定进程的虚拟地址空间的⼀页。
控制位: 该域包含⼀些标记,⽐如有效、访问和修改,以及保护和锁定信息。
链指针: 若某项没有链项,则该域为空(或⽤⼀个单独的位来表⽰)。
否则,该域包含链中下⼀项的索引值(0~2^m -1之间的数字)。
8.5 转换检测缓冲区的⽬的是什么?原则上,每次虚存访问都可能会引起两次物理内存访问:⼀次取相应的页表项,另⼀次取需要的数据。
因此,简单的虚拟内存⽅案会导致内存访问时间加倍。
为克服这个问题,⼤多数虚拟内存⽅案都为页表项使⽤了⼀个特殊的⾼速缓存,通常称为转换检测缓冲区(TranslationLookaside Buffer, TLB)。
8.6 简单定义两种可供选择的页⾯读取策略。
请求分页,只有当访问到某页中的⼀个单元时才将该页取⼊内存。
第1-8章操作系统的基本概念一、选择题1..操作系统是一种(B).A.通用软件B.系统软件C.应用软件D.软件包2.操作系统_(D)_管理部分负责对进程进行调度。
A.主存储器B.控制器C.运算器D.处理机3.操作系统是对_(C)_进行管理的软件。
A.软件B.硬件C.计算机资源D.应用程序4.操作系统的基本类型有__(B)_.A.批处理系统、分时系统及多任务系统 B.实时、批处理及分时系统B.单用户系统、多用户系统及批处理系统 D.实时、分时、多用户系统5.所谓_(B)_是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。
A.多重处理B.多道程序设计C.实时处理D.共行执行6.关于操作系统的叙述正确的是(A)_.A.批处理作业必须具有作业控制信息B.分时系统不一定都具有人机交互功能B.从响应时间的角度看,实时系统与分时系统差不多 D.由于采用了分时技术,用户可独占计算机资源7.如果分时操作系统的时间片一定,那么(B),则响应时间越长。
A.用户数越少B.用户数越多C.内存越少D.内存越多8.系统在(C),发生从目态到管态的转换。
A.发出P操作时B.发出V操作时C.执行系统调用时D.执行置程序状态字时9.以下叙述正确的是(C). 低A.操作系统的作业管理是一种微观的高级管理B.作业的提交方式有两种,但对应的作业控制方式只有一种 C.一个作业从进入系统到运行结束,一般要经历的状态是:后备状态、就绪状态和完成状态。
D.多道批处理与单道批处理的主要区别在于它必须有作业调度功能和进程调度功能,内存中可以存放多道作业。
10._(C)是作业存在的唯一标志。
A.作业名B.进程控制块C.作业控制块D.程序名11.作业调度算法的选择常考虑的因素之一是使系统有最高的吞吐率,为此应__(B)_____.A.不让处理机空闲B.能够处理尽可能多的作业C.使各类用户都满意D.不使系统过于复杂12.当作业进入完成状态,OS(B).A.将删除该作业并收回其所占资源,同时输出结果。
第一章操作系统概述课后习题1. 硬件将处理机划分为两种状态,即管态和目态,这样做给操作系统设计带来什么好处 ? 答:便于设计安全可靠的操作系统。
管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。
通常操作系统在管态下运行,可以执行所有机器指令;而用户程序在目态下运行,只能执行非特权指令。
如果用户程序企图在目态下执行特权指令,将会引起保护性中断,由操作系统终止该程序的执行,从而保护了操作系统。
2. 何为特权指令?举例说明之。
如果允许用户执行特权指令,会带来什么后果?答:只能在态下才能执行的指令称为特权指令。
如开关中断、置程序状态寄存器等。
如果允许用户执行特权指令,它将不仅影响当前运行的程序,而且还有可能影响操作系统的正常运行,甚至整个系统。
3. 中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的,还是由软件确定的 ? 答:中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。
例如,在 INTEL 80x86 CPU 中,内存空间0x00000——0x003ff为中断向量空间。
4. 中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的?答:中断向量的内容是由操作系统程序确定的。
向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字(中断处理程序运行环境),中断处理程序是由操作系统装入内存的,操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。
5. 中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态 ? 为什么? 答:应当标明是管态。
该状态由系统初试化程序设置,这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。
6. 中断和程序并发之间的关系是什么?答:中断是程序并发的必要条件。
如果没有中断,操作系统不能获得系统控制权,无法按调度算法对处机进行重新分配,一个程序将一直运行到结束而不会被打断。
7. 说明“栈”和“堆”的差别.答:栈是一块按后进先出(FIFO)规则访问的存储区域,用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。
第一章:操作系统引论1.什么是操作系统?可以从哪些角度阐述操作系统的作用?答:操作系统是计算机系统中的一个系统软件,是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能,使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
作用:控制管理计算机的全部硬软件资源,合理组织计算机内部各部件协调工作,为用户提供操作和编辑界面的程序集合。
2、简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。
答:批处理操作系统:通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带(磁盘)上,并在系统中配上监督程序(Monitor),在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理,直到磁带(磁盘)上所有的作业全部完成。
其特点:(1)自动性;(2)顺序性。
分时操作系统:是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。
其特点:(1)多路性;(2)独立性;(3)及时性;(4)交互性。
实时操作系统:是指系统及时(或即时)响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
其特点:(1)多路性;(2)独立性;(3)及时性;(4)交互性;(5)可靠性。
3操作系统需要管理哪些资源?它的基本功能是什么?答:硬件资源:CPU,打印机等,软件资源:数据,程序等4操作系统对外提供了哪些接口?答:(1)操作系统的命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行,用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能,它包括了键盘操作命令和作业控制命令,称为作业一级的用户接口。
命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命令方式(命令行)和间接命令方式(命令文件)。
(2)操作系统的程序接口它是用户程序和操作系统之间的接口,用户程序通过它们使用系统资源及系统服务,这种接口方式通常采用若干系统调用组成。
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件,它管理着计算机系统的硬件和软件资源,并为用户和应用程序提供接口,以方便他们的使用。
2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能:- 进程管理:负责创建、执行和终止进程,并管理它们的资源分配。
- 存储管理:管理计算机系统的内存资源,包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。
- 文件系统管理:管理计算机系统中的文件和文件夹,包括文件的存储、读写和保护等。
- 设备管理:负责管理计算机系统中的各种设备,如打印机、键盘和鼠标等。
- 用户接口:提供用户与计算机系统进行交互的接口,如命令行界面和图形用户界面。
3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型:- 批处理操作系统:按照一系列预先定义的指令集来运行任务。
- 分时操作系统:多个用户可以同时使用计算机系统。
- 实时操作系统:对任务的响应时间要求非常高,用于控制系统和嵌入式系统。
- 网络操作系统:支持多台计算机之间的通信和资源共享。
- 分布式操作系统:在多台计算机上分布式地管理和调度任务。
第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例,而线程是进程内的一个执行单元。
进程拥有独立的地址空间和资源,而线程共享进程的地址空间和资源。
多个线程可以在同一进程内并发执行,从而提高系统的效率和资源利用率。
2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态:- 创建状态:进程正在被创建。
- 就绪状态:进程准备好执行,等待分配CPU资源。
- 运行状态:进程占用CPU资源执行。
- 阻塞状态:进程等待某种事件发生。
- 终止状态:进程完成执行或被终止。
3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。
常见的调度算法有:- 先来先服务(FCFS)调度算法:按照进程到达的顺序进行调度。
- 最短作业优先(SJF)调度算法:选择运行时间最短的进程进行调度。
第8章测试题及答案整理注:不保证全部正确,如有错误自行更改一.选择题1.假脱机技术是指。
A.联机同时外围设备操作技术B.对换技术和覆盖技术C.SPOOLing技术D.A和C2.缓冲技术中的缓冲池在中。
A.主存B.外存C.ROMD.寄存器3.引入缓冲的主要目的是。
A.改善CPU和I/O设备之间速度不匹配B.节省内存C.提高的CPU利用率D.高I/O设备的效率4.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度,为了解决这一矛盾,可采用。
A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术5.为了使多个进程能同时处理输入和输出,最好使用结构的缓冲技术。
A.缓冲池B.闭缓冲区环C.单缓冲区D.双缓冲区6.通过硬件和软件的功能扩充,把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备,这种设备称为。
A.存储设备B.系统设备C.用户设备D.虚拟设备7.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成,这种数据交换方式是。
A.程序查询B.中断C.DMAD.无条件存取8.中断发生后,应保留。
A.缓冲区指针B.关键寄存器内容C.被中断的程序D.页表9.下面的不属于设备管理机构。
A.JCBB.DCTC.COCTD.CHCT解析:JCB作业控制块、DCT设备控制表、COCT控制器控制表、CHCT通道控制表10.大多数低速设备都属于设备。
A.独享B.共享C.虚拟D.Spool11. 是直接存取的存储设备。
A.磁盘B.磁带C.打印机D.键盘显示终端12.以下叙述中正确的为。
A.在现代计算机中,只有I/O设备才是有效的中断源B.在中断处理过程中必须屏蔽中断C.同一用户所使用的I/O设备也可能并行工作D.Spooling是脱机I/O系统13. 是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
A.SpoolingB.虚存技术C.覆盖与交换D.通道解析:时间->空间(虚存)、空间->时间(Spooling)14.Spooling技术,实质是将转化为共享设备的技术。
1.1:存储程序式计算机的主要特点是:集中顺序过程控制(1)过程性:模拟人们手工操作(2)集中控制:由CPU集中管理(3)顺序性:程序计数器1.2:a:批处理系统的特点:早期批处理有个监督程序,作业自动过渡直到全部处理完,而脱机批处理的特点:主机与卫星机并行操作。
b:分时系统的特点:(1):并行性。
共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。
(2):独占性。
分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务,每个用户的感觉是自己独占计算机。
操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。
(3):交互性。
用户与计算机之间可以进行“交互会话”,用户从终端输入命令,系统通过屏幕(或打印机)将信息反馈给用户,用户与系统这样一问一答,直到全部工作完成。
c:分时系统的响应比较快的原因:因为批量操作系统的作业周转时间较长,而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法,一台计算机与许多终端设备连接,使一台计算机同时为多个终端用户服务,该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间,并提供交互会话功能。
1.3:实时信息处理系统和分时系统的本质区别:实时操作系统要追求的目标是:对外部请求在严格时间范围内做出反应,有高可靠性和完整性。
其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
此外,实时操作系统应有较强的容错能力,分时操作系统的工作方式是:一台主机连接了若干个终端,每个终端有一个用户在使用。
用户交互式地向系统提出命令请求,系统接受每个用户的命令,采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。
用户根据上步结果发出下道命。
分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段,称为时间片。
操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务。
每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。
分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。
0、磁盘的驱动调度有“移臂调度”和“旋转调度”两部分组成。
常用的移臂调度算法有:先来先服务算法最短寻找时间优先算法电梯调度算法单向扫描算法。
(要注意题目要求的是哪种算法,求总移动距离还是平均移动距离)假设柱面的编号从0到199。
例如,如果现在读写磁头正在53号柱面上执行输入输出操作,而等待访问者依次要访问的柱面为98,183,37,122,14,124,65,67。
(1).先来先服务调度算法当53号柱面上的操作结束后,访问柱面的次序为98,183,37,122,14,124,65,67。
读写磁头总共移动了640个柱面的距离。
(从53开始,每次移动距离之和,平均移动距离是640/8=80个柱面)(2).最短寻找时间优先调度算法现在当53号柱面的操作结束后,访问次序为65、67、37、14,98,122,124,183。
读写磁头总共移动了236个柱面的距离。
(从53开始,每次找距离当前最近的进行移动)(3) 电梯调度算法由于该算法是与移动臂的方向有关,所以,应分两种情况来讨论。
(i)移动臂先向外移。
当前正在53号柱面执行操作的读写磁头是移动臂由里向外(向0号柱面方向)带到53号柱面的位置,因此,当访问53号柱面的操作结束后,依次访问的次序为37、14,65,67,98,122,124,183。
读写磁头共移动了208个柱面的距离。
(ii)移动臂先向里移。
当前正在53号柱面执行操作的读写磁头是移动臂由外向里(向柱面号增大方向)带到53号柱面的位置,因此,当访问53号柱面的操作结束后,依次访问的次序为65、67,98,122,124,183、37,14柱面的访问者服务。
读写磁头共移动了299个柱面的距离。
(总之象电梯一样,移动一个来回完成所有访问)(4).单向扫描调度算法1. 一个磁盘组有100个柱面,每柱面8个磁道,每磁道8个扇区,现有一个文件含5000个记录,每记录与扇区大小相等,在磁盘组上顺序存放(从0面0道0扇区开始),问(1)第3468个记录的物理位置(2)第56个柱面上第7磁道第5扇区对应的块号。
第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么?答:方便性,开放性,有效性,可扩充性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;OS作为计算机系统资的管理者;OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。
0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里,为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。
5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机1/0是指事先将装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,在外围机的控制下,把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。
该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。
而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。
6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。
主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。
7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及寸接收并及时处理该命令,在用户能接受的时采内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设路多路卡,健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据;为每个终端配路缓冲区,暂存用户捷入的命令或教据。
针对反时处理问题,应便所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
第八章一. 单项选择题1. UNIX是当今世界上广为使用的_________.A. 小型计算机操作系统B. 多用户多任务操作系统C. 大型计算机操作系统D. 实时多任务操作系统2. UNIX是____操作系统.A. 分时B. 批处理C. 单道D. 实时3. UNIX操作系统的SHELL是负责_____的模块.A. 解释并执行来自终端的命令B. 解释并执行来自终端的内部命令C. 解释并执行来自终端的外部命令D. 进行功能调用4. 在UNIX系统中,用户通过____读取磁盘文件中的数据.A. 作业申请表B. 原语C. 系统调用D. 软中断5. UNIX System V的调度原理其于_____.A. 先来先服务B. 短作业优先C. 时间片轮转D. 时间片+优先级6. UNIX System V的存储管理策略基于_____.A. 单一连续分配B. 固定式分区分配C. 可变式分区分配D. 请求分页7. 在UNIX System V中,系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是____.A. readB. forkC. pipeD. exit8. 当进行中断处理和系统调用时,都将涉及到进程上下文的保存和恢复,此时系统所保存和恢复的是_____的上下文.A. 系统进程B. 同一个进程C. 不同的进程D. 其他进程9. 所谓管道是指能连接某些读进程和写进程的、专门用于进程通信的共享文件.它允许读/写进程按____的方式传送数据.A. 后进先出B. 先进先出C. 任意10. UNLX操作系统的文件系统是_____.A. 一级目录结构B. 二级目录结构C. 分级树形结构D. 链表结构11. 下列4个操作系统中,是分时系统的是_____.A. CP/MB. MS-DOSC. UNLXD. UCDOS12. 下列4个操作系统中,_______没有多道程序设计的特点.A. OS/2B. MS-DOSC. UNLXD. Windows NT13. 下列4个操作系统中,_____具有多道程序设计的特点,但不是分时系统.A. OS/2B. Windows 3.1C. UNLXD. Windows NT14. UNIX操作系统中使用全屏幕编辑的命令是______.A. viB. editC. edlinD. ed15. UNIX把外部设备当作特殊的文件,它们都放在一级目录______中.A. /includeB. /binC. /libD. /dev16. 用ls命令以长格式列目录信息时,若某一文件的特征在文件列表中按如下顺序显示在屏幕上:8234 drwxrw-r- 2user gk 3564 COT 1999 /user/asd.h则同组人的访问权限是____.A. 读和执行B. 读或执行C. 写和执行D. 读和写17. UNIX系统中,把输入/输出设备看作是_____.A. 普通文件B. 特殊文件C. 索引文件D. 目录文件18. UNIX系统中,_____用于把一个进程的输出连接到另一进程的输入.A. 普通文件B. 特殊文件C. 目录文件D. 管道文件19. 在UNIX中文件可分为三类:_____、______和_______.A. 系统文件B. 普通文件C. 数据文件D. 目录文件E. 特殊文件F. 临时文件20. 在UNIX系统的多用户环境下,各个用户都是通过口令在各自的注册账号下行使自己的系统权限.系统对每个文件实行了____三级保护和______三种权限,从而大大加强了文件的保密性和安全性.A. 文件的系统、隐含及私有B. 文件的所有者、同组用户及其他人C. 读、写及执行D. 读、写、执行及拷贝21. UNIX中显示文件内容用_____命令.A. typeB. catC. dirD. more22. 指出下列左边的命令与右边所列的哪个功能相匹配.(1)who (______)(2)passwd (______)(3)date (______)(4)cal (_______)(5)su (_______)A. 显示日期B. 显示日历C. 使自己成为特权用户D. 显示哪些用户在使用系统E. 修改口令23. 下列命令执行的结果是(以字母形式):(1)chmod 755 file1 (____)(2)chmod 664 file2 (_____)(3)chmod 700 file3 (_____)(4)chmod 644 file4 (_____)A. rwxr-xr-xB. rw-rw-r-C. rwx-----D. rw-r-r-24. 下列功能和右边哪个命令相匹配.(1)改变工作目录(______)(2)建立目录(______)(3)删除目录(______)(4)列目录(______)(5)复制(______)(6)显于当前的工作目录(______)(7)目录改名或移动目录(______)A. pwdB. mvC. cpD. cdE. mkdirF. rmdirG. ls25. 假设当前目录为HOME目录,选择命令完成下列操作.(1)列出该目录中所有文件和目录(______)(2)读名为file2的文件(_____)(3)建立file2的一个副本,名为file5 (______)](4)建立一个子目录D2 (____________)(5)转到子目录D2 (______)(6)把file2移到D2 (_____)(7)列出HOME中的所有文件夹(_______)(8)建立与D2同级的子目录D3 (______)(9)在D3中为file2建立一个链接,名为file4 (_______)(10)删除子目录D3 (_____)A. rm*;cd..;rmdir D3B. cd D3;ln;;/D2/file2 file4C. cd..;mkdir D3D. ls-la;;/*E. mv../file2F. cd D2G. mkdir D2H. cp file2 file5I. cat file2或more file2J. ls-la26. 下列关于UNIX的叙述中,______是不正确的.A. UNIX是一个多道的分时操作系统B. PIPE机制是UNIX贡献之一C. 提供可动态装卸的文件卷是UNIX的特色之一D. 路径名是UNIX独有的实现文件共享的机制单项选择题答案******************************************一. 单项选择题1. B2. A3. A4. C5. D6. D7. B8. B9. B10. C11. C12. B13. B14. A15. D16. D17. B18. D19. B D E20. B C21. B22. E F A B C23. A B C D24. D E F G C A B25. J I H G F E D C B A26. D填空题1.UNIX系统为用户提供了面向操作的接口___和面向___的接口____.2.在UNIX System V中,将PCB分成进程表项和U区.除进程表项和U区外,管理进程的数据结构还有_____和___.3.UNIX把执行状态分为两种:一种是_____执行;另一种是核心态执行.4.软中断信号是一种实现______的实施,用于同志对方发生了异常事件.5.在UNIX系统中,为实现请求调页,核心配置了四种数据结构:_____、______、_______和_______.6.在UNIX系统中有两种读方式:一般读方式和______方式. 7.UNIX系统中的每个目录项由______及其相应的_____组成.8.用户在第一次访问任何文件之前,都必须先使用系统调用______来打开指定文件,然后才能对该文件执行读,写和修改等操作.9.在UNIX系统中,键盘,中断,打印机等以_____为单位组织和处理信息的设备称为_____;而磁盘,磁带等以_____为单位组织和处理信息的设备称为________10.. .通往一个文件的路径数目称为此文件的_____.11.用户当前目录下有一子目录temp,在该子目录下有文件test.c 和clock,给出完成以下操作的命令_____,______,_______,______.(1).用MV命令将test.c文件更名为同一目录下的para.c(2). 用MV命令将test.c文件更名为当前目录下的para.c(3).用cp命令完成(1)的操作(4).用cp命令完成(2)的操作12.一个UNIX系统中文件目录如图8.24所示,设当前目录是根目录,给出删除liu的manu子目录的两个命令______,_______.图8.24 一个UNIX系统中文件目录13.一个UNIX系统中文件目录如图8.25所示,设工作目录是u1,给出实现以下功能的UNIX命令________,_________,_______.(1) 显示test.txt文件的内容(2) 在当前目录中查找名为test.txt的文件(3) 将test.txt文件拷贝到temp子目录下,命名为temp1图8.25 一个UNIX系统中文件目录14.缓冲区可分为_____,______,______和______.15.一个进程只有在获得_____,_____和所需设备三者之后,才具备进行______的物质条件.填空题答案****************************1.Shell 程序系统调用2.本进程区表系统区表3.用户态4.进程间简单通信5.页表磁盘块描述表页面数据表对换使用表6.提前读7.文件名索引接点号8.open9.字符字符设备块块设备10.联结计数11. 1)$cd temp$mv test.c para.c2)$cd..$mv temp/test.c para.c3) $cd temp$cp test.c para.c$rm test.c4) $cd.$cp temp/test.c para.c$rm temp/test.c12.1)$cd/usr/liu/manu$rm chap1 chap2$cd..$rmdir manu2) $rm-r manu13.1)$cd text$cat test.txt2)$ find -name test.txt3)$cp test.txt/usr/u1/temp/temp114.单缓冲区双缓冲区多缓冲区缓冲池15.通道控制块I/O操作解析题8 *****************************************1 试利用UNIX 的进程状态说明一个进程在其生命周期内的变化过程.解一个进程从被创建开始到被释放为止的整个生命周期内的变化过程.状态之间的转化有些是通过系统原语或核心函数完成(如唤醒或调度等),有些则由外部事件的发生而导致状态转换(如陷入或中断).下面我们参照图8.2讨论一个进程可能的状态变迁过程,其中的事件说明了各种可能的转换原因,但进程不一定总是要经历这些事件.首先,当父进程执行调用FORK时,被创建进程进入创建状态(图中状态1).当被创建进程处于该状态时,核心为该进程分配U 区以及必要的内存工作集.内存管理分配程序如果能为该进程分配足够的内存,则进程状态发生,由创建状态变为内存中的就绪状态(图中状态2) .此时,由于该进程一分得存放U 区.各种页表和堆栈以及部分正文段和数据段等的内存空间,因此,该进程可以经调度选中后占有CPU.如果内存分配程序不能为该进程分配足够的内存,则该进程的进程上下文被存放到外存交换区中,进程由创建状态变为就绪且换出状态(图中状态3).如果进程处于就绪且换出状态,则只有在交换程序将进程上下文换入内存成为状态2(内存中就绪)之后,才有可能被调度执行.当进程进入内存中就绪状态后,进程调度程序将会在适当时机选择该进程去执行.折实,该进程在核心态下执行(图中状态4) ,以装配该进程的进程上下文.在这个状态下,该进程完成它的FORK 部分的工作.当进程完成FORK 系统调用后,它可能返回用户态下执行用户程序,这时该进程进入状态5, 即用户态下执行状态.另外,UNIX System V 调度策略规定,在进程完成系统调用后返回用户态之前,若此时有优先级高于当前进程的进程存在,则系统将调度优先级高的进程去占据处理机,从而使当前运行进程进入状态8(被剥夺状态).进程进入被剥夺状态后,所出的状态与内存中就绪状态相同,几要等到再一次进程调度时才能返回用户态执行.当进程处于用户态执行时,拥护程序中由于使用系统调用或输入/输出数据等而发生陷入或中断.这样,进程又进入状态4而变为在核心态执行.进程在核心态执行时,因为等待谋事件发生,如等待输入/输出完成等,调用SLEEP原语进入内存中睡眠状态(图中状态6).处于内存中睡眠状态的进程因为内存的限制,将在睡眠一段时间后被交换程序换出内存而进入睡眠且换出状态(图中状态7),知道时间发生后被唤醒原语唤醒而进入状态3,即就绪且换出状态.当进程完成时,将士用系统调用EXIT,从而似的进程进入僵死状态.2.(中国科学技术大学1996年试题)在UNIX System V 中,当一贯进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,该页面可能在什么地方?存储管理模块是如何把它调入内存的?解:在UNIX System V 中,一个进程所访问的页面或者正在内存中,或者在文件系统中,或者在对换设备上.因此,当一个进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,改页面可能在对换设备上.此时有核心调用有效性错误处理程序加以处理.当所缺页面在对换设备上但不在内存时,则说明该页曾一度在内存中,但已被偷页进程换出.为从对换设备上调入该页面,核心从磁盘块描述项中找到存放该页面的对换设备和块号,然后为缺页分配一内存页,修改此进程的相应页表项,使之指向该内存页,并将页面数据表放入相应散列队列中,再把该页从对换设备上调入内存.3.(中国科学技术大学1998年试题)在UNIX System V K ,如果一个盘块的大小为 1 KB,每个盘块号4个字节,那么,一个进程要访部偏移量为263168字节处的数据时,需要经过几次间接?解:偏移量度263168的逻辑性块号为:363168/1024=257块内偏移量为:263168-1024 *257=0因为10 <257 <266,所以偏听偏信移地址263168的块号在一次间接块内,故一个进程要访问偏移量为263168 字节处的数据时,只需要经过一次间接.4.在UNIX 系统中运行下面程序,最多可产生多少个进程?画出进程家族树.MAIN(){fork();fork();fork();}分析:系统调用fork的功能是一个创建新进程,新进程运行与其创建者一样的程序,新创建的进程称为子进程,调用fork的进程成为父进程,父子进程都从fork调用后的那条语句开始执行.当程序执行时,若所有进程都能成功地执行系统调用fork ,则会产生最多数目的进程.为了描述方便,将开始执行的进程称为 A 进程,此时程序PC 指向第一个fork 调用.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}当进程 A. B 成功地执行完第二个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别成为进程C .D .此时,进程A . B .C .D 的程序计数器PC指向第三个fork 调用,进程A 派生了3个子孙进程. main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程C*/fork();}main(){fork();fork();}当进程A . B .C .D 成功地执行完第三个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别称为进程E.F.G.H .此时,进程A . B .C .D.E.F.G.H 的程序计数器PC 指向程序结束处,进程A 派生了7个子孙进程.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程D*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程E*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程F*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程G*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程H*/fork();}进程家族树是一棵有向树,有向树的节点代表进程,由进程P 指向Q 的边表示由进程P创建了进程Q .我们称进程P是进程Q的父进程,进程Q 是进程P的子进程,这样便形成了进程树.解:从上面的分析过程可以看出,执行第一个fork 调用时,进程 A 创建了进程B;执行第二个fork 调用时,进程A 创建了进程C,进程B 创建了进程D;执行第一个fork 调用时,进程A 创建了进程E,进程B 创建了进程F,进程C 创建了进程G,进程D 创建了进程H.因此,在UNIX 系统中运行题目中的程序,最多可产生7 个进程,其进程家族树如图8.26 所示.5.UNIX 采用一般写.异步写和延迟写三种方式将缓冲中的内容写回磁盘。
第一章一、选择题1. D2. C 3,B 4.B 5.B6. A7. B 8,D 9.A 10.C11. A 12. A 13,D 14.B 15.A二、填空题1. 硬件、软件2. 交互性、多路性和独占性3.雨提高系统的工作效率4.处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理和接口管理。
5. 程序级和用户组(程序接口和命令接口)。
三、简答题1.计算机系统由哪些部分组成?处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理和接口管理2. 什么是操作系统?(1)管理和控制计算机的硬件和软件资源。
(2)合理组织计算机工作流程。
(3)提供方便用户操作的接口的软件。
3. 实时操作系统的主要特点是什么?及时性、可靠性。
4. 从资源管理的角度来看,操作系统的基本功能可分成哪些部分? 管理和控制计算机的硬件和软件资源。
5. 操作系统的分类?(1)批处理操作系统。
(2)实时操作系统。
(3)分时操作系统。
(4)网络操作系统。
(5)分布式操作系统。
(6)嵌入式操作系统。
(7)微型计算机操作系统。
第二章一、选择题1. D2. B 3,D 4.B 5.B6. A7. B 8,D 9.A 10.C11. B 12. B 13,B 14.B 15.D16. A 17. D 18,A 19.C 20.D21. B 22. D 23,D 24.D二、填空题1. 动态和静态。
2. 程序、数据和PCB(进程控制块)3. 程序、数据和PCB(进程控制块、PCB、程序段。
4. 动态、静态5. 4,06. 高级调度(高级)。
按照某调度算法从后备队列中选取作业7.平均吞吐量、所能忍受的响应时间、系统资源的利用率。
8.操作系统9.收容、运行、完成三、简答题1. 什么叫多道程序设计?为什么要采用多道程序设计?答:多道程序设计是指在主存中同时存放多个程序,它们都处于执行的开始点和结束点之间,这些程序轮渡或以其他方式共享CPU。
多道程序设计的根本目的是提高CPU利用率和资源利用率,其体现的结果是并发。
虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别?简单分页:一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行,除非使用覆盖技术。
虚拟内存分页:不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行,页在需要的时候进行读取。
8.2 解释什么是抖动。
虚拟内存结构的震动现象,在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块,而不是执行指令。
8.3 为什么在使用虚拟内存时,局部性原理是至关重要的?可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。
总的来说,局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的,并由此就决定候选的替换出的页。
8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素?简单定义每个元素。
帧号:用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。
存在位(P):表示这一页是否当前在主存中。
修改位(M):表示这一页在放进主存后是否被修改过。
8.5 转移后备缓冲器的目的是什么?转移后备缓冲器(TLB)是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。
它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。
8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。
在请求式分页中,只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。
在预约式分页中,读取的并不是页错误请求的页。
8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别?驻留集管理主要关注以下两个问题:(1)给每个活动进程分配多少个页帧。
(2)被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。
页替换策略关注的是以下问题:在考虑的页集中,哪一个特殊的页应该被选择替换。
8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别?时钟算法与FIFO算法很接近,除了在时钟算法中,任何一个使用位为一的页被忽略。
8.9 页缓冲实现的是什么?(1)被替换出驻留集的页不久又被访问到时,仍在主存中,减少了一次磁盘读写。
(2)被修改的页以簇的方式被写回,而不是一次只写一个,这就大大减少了I/O操作的数目,从而减少了磁盘访问的时间。
(完整版)操作系统课后题答案课本课后题部分答案第⼀章1.设计现代OS的主要⽬标是什么?答:(1)有效性(2)⽅便性(3)可扩充性(4)开放性2.OS的作⽤可表现在哪⼏个⽅⾯?答:(1)OS作为⽤户与计算机硬件系统之间的接⼝(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS实现了对计算机资源的抽象13.OS有哪⼏⼤特征?其最基本的特征是什么?答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。
14.处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?答:处理机管理的主要功能是:进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度;进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运⾏过程中的状态转换。
进程同步:为多个进程(含线程)的运⾏进⾏协调。
通信:⽤来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度:(1)作业调度。
从后备队⾥按照⼀定的算法,选出若⼲个作业,为他们分配运⾏所需的资源(⾸选是分配内存)。
(2)进程调度:从进程的就绪队列中,按照⼀定算法选出⼀个进程,把处理机分配给它,并设置运⾏现场,使进程投⼊执⾏。
15.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么?北京⽯油化⼯学院信息⼯程学院计算机系3/48《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48答:内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。
内存分配:为每道程序分配内存。
内存保护:确保每道⽤户程序都只在⾃⼰的内存空间运⾏,彼此互不⼲扰。
地址映射:将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。
内存扩充:⽤于实现请求调⽤功能,置换功能等。
16.设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?答:主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。
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.17.⽂件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?答:⽂件管理主要功能:⽂件存储空间的管理、⽬录管理、⽂件的读/写管理和保护。
1.目前常用的外存有哪几种组织方式?答;(1)连续组织方式。
为每一个文件分配--组位置相邻接的盘块,由此形成的文件物理结构是顺序式的文件结构。
(2)链接组织方式。
为每个文件分配一组位置离散的盘块,通过给每个盘块设置一个指针,将属于同-一个文件的盘块链接在一起,链接的顺序和文件的逻辑页的顺序一致。
由此形成的文件物理结构是链接文件。
(3)索引组织方式。
为每个文件分配--组位置离散的盘块,为每个文件建立一个物理结构的索引表,记录分配给该文件的物理盘块,以及这些盘块和文件逻辑页顺序的对应关系。
由此形成的文件物理结构是索引文件。
2 •山连续组织方式所形成的顺序文件的主要优缺点是什么?它主要应用于何种场合?(1)连续组织方式所形成的顺序文件的主要优点①顺序访问容易②顺序访问速度快(2)连续组织方式所形成的顺序文件的主要缺点①要求为一个文件分配连续的存储空间②必须事先知道文件的长度;③不能灵活地删除和插入记录④对于那些动态增长的文件,山于事先很难知道文件的最终大小,因而很难为分配空间,而即使事先知道文件的最终大小,在采用预分配存储空间的方法时也会使大量的存储空间长期空闲。
(3)主要适用场合:连续组织方式所形成的顺序文件是一种最简单、最常用的文件组织方法,它适用于许多资料处理的场合,如磁带文件,打印文件都是常用的顺序文件。
3.在链接式文件中常用哪种链接方式?为什么?答:链接方式分为隐式链接和显式链接两种形式。
隐式链接是在文件U录的每U 录项中,都含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。
显式链接贝把用于链接文件各物理块的指针,显式地存放在内存的一张链接表中。
4•在文件分配表中为什么要引入“簇”的概念?以“簇"为基本的分配单位有什么好处?(1)引入“簇”的原因:为了适应磁盘容量不断增大的需要,在进行盘块分配时不再以盘块而是以簇(Cluster)为基本单位。
一个簇应包含扇区的数量与磁盘量的大小直接有关。
第六章文件系统6.3习题6.3.1 单项选择题1.操作系统对文件实行统一管理,最基本的是为用户提供( )功能。
A.按名存取 B.文件共享 C.文件保护 D.提高文件的存取速度2.按文件用途分类,编译程序是( )。
A.系统文件 B.库文件 C.用户文件 D.档案文件3.( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。
A.库文件 B.档案文件 C.系统文件 D.临时文件4.把一个文件保存在多个卷上称为( )。
A.单文件卷 B.多文件卷 C.多卷文件 D.多卷多文件5.采取哪种文件存取方式,主要取决于( )。
A.用户的使用要求 B.存储介质的特性C.用户的使用要求和存储介质的特性 D.文件的逻辑结构6.文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。
A.存储空间管理 B.目录管理 C.文件安全性管理 D.文件读写管理7.文件管理实际上是对( )的管理。
A.主存空间 B.辅助存储空间 C.逻辑地址空间 D.物理地址空间8.如果文件系统中有两个文件重名,不应采用( )结构。
A.一级目录 B.二级目录 C.树形目录 D.一级目录和二级目录9.树形目录中的主文件目录称为( )。
A.父目录 B.子目录 C.根目录 D.用户文件目录10.绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。
A.用户文件目录 B.根目录 C.当前目录 D.父目录11.逻辑文件可分为流式文件和( )两类。
A.索引文件 B.链接文件 C.记录式文件 D.只读文件12.由一串信息组成,文件内信息不再划分可独立的单位,这是指( )。
A.流式文件 B.记录式文件 C.连续文件 D.串联文件13.记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。
A.字 B.字节 C.数据项 D.物理块14.在随机存储方式中,用户以( )为单位对文件进行存取和检索。
A.字符串 B.数据项 C.字节 D.逻辑记录15.数据库文件的逻辑结构形式是( )。
A.链接文件 B.流式文件 C.记录式文件 D.只读文件16.文件的逻辑记录的大小是( )。
第8章操作系统
习题(答案)
一.单项选择题
1.D 2.C 3.B 4.A 5.C
6.D 7.B 8.C 9.D 10.A
二.简答题
1.什么是计算机操作系统?它具有的基本功能有哪些?
答:操作系统就是合理管理并控制计算机系统内软、硬件资源,并能够合理组织工作流程、方便用户使用的程序的集合。
通常我们将操作系统的功能概括为两大功能:扩展的虚拟机功能、资源管理功能。
其中,资源管理功能包括了处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理四大功能。
而扩展的虚拟机提供友好的人机交互以及程序级接口,使得计算机看上去像是功能扩展了的机器。
2.操作系统通常有哪些类型?分别有什么特点?
答:最常见的是按照操作系统的性质来划分的类型:分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、嵌入式操作系统。
批处理系统的主要特点是系统吞吐量大、系统资源利用率较高、平均作业周转时间(作业从提交到结果输出的时间)较长,系统无交互力。
分时系统中往往支持多道程序执行,尽管如此,各运行任务具有独立性,互不影响;由于将处理机分时使用,使得用户与系统的及时交互成为可能,因此,分时系统具有较好的交互性;同时,系统资源利用率也得到了很大的提高。
实时系统具有事件驱动的特点,往往是由外部事件来触发系统的响应;实时系统要求的响应时间很短,以便及时响应事件,从而保证整个系统的实时性和高可靠性。
网络操作系统要求组成网络的各台计算机物理分散且高度自治,各计算机都有各自的软、硬件资源,系统的主要目的是共享网络资源、信息交换和协作。
嵌入式操作系统具有普通计算机具有的通常功能,但同时具有实时系统的特征,通常是更小的具有一定硬件控制功能的系统。
3.什么是并发?并行与并发的区别与联系是什么?
答:并发通常指多个任务可以在同一个时间段内同时执行,即允许多个任务在宏观上并行,微观上仍然是串行的(对于单CPU系统而言)。
并行指的是多个任务真正意义上的同时执行,换言之,多个任务可以在同一个时刻同时执行。
并发系统只能够是宏观上并行、微观上串行执行;而并行则在微观执行上也是并行的。
只
有在多处理机系统中,任务的并行执行才是可能的。
并行系统往往也可以支持任务的并发执行。
4.一个操作系统都应该有哪些基本组成?
答:现代操作系统至少由存储管理、进程管理、设备管理、文件管理以及用户接口五个部分组成。
用户接口一般包含命令接口(如shell命令)和程序接口。
进程管理包含了进程描述、进程的状态及转换、进程控制和调度、进程间通信等多个部分。
存储管理解决内存分配与回收、内存保护、地址映射、虚拟存储等问题。
设备管理涉及到中断技术、I/O硬件与I/O软件、数据传输控制技术等。
文件管理要解决文件的命名、文件属性、文件操作、文件的逻辑与物理结构、文件的存取方式、磁盘物理空间管理、目录、文件可靠性等问题。
5.目前主流操作系统有哪些?它们的特点是什么?
答:目前主流操作系统有Windows、UNIX 、Linux等。
Windows操作系统特点:统一的窗口和操作风格、丰富的应用程序与应用开发工具、事件驱动程序的运行方式、多任务的图形化用户界面、支持网络及多媒体技术、丰富的应用程序接口、广泛的硬件支持。
UNIX操作系统特点:多用户、多任务、分时,有友好的用户接口,可装卸的树型结构文件系统,设备文件化,较强的可移植性。
Linux操作系统特点:友好的用户接口,超强的可移植性,灵活的模块化设计,强大的通信及网络功能,强大的健壮性。
三.讨论题
1.在平时使用的操作系统中,如何认识进程?为什么在操作系统中要引入这个概念?而不就使(题目中无)用程序这个概念?
答案略。
2.操作系统是否功能越强大、使用越简单就越好?为何现实世界有多种不同的操作系统存在,为什么不统一为一个操作系统,这样不是会省去很多麻烦吗?
答案略。