【正文】 《操作系統(tǒng)（四版）》習(xí)題解答第1章習(xí)題答案一、填空1．計算機系統(tǒng)由 硬件 系統(tǒng)和 軟件 系統(tǒng)兩大部分組成。2．按功能劃分，軟件可分為 系統(tǒng) 軟件和 應(yīng)用 軟件兩種。3．操作系統(tǒng)是在 裸機 上加載的第一層軟件，是對計算機硬件系統(tǒng)功能的 首次 擴充。4．操作系統(tǒng)的基本功能是 處理機（包含作業(yè)） 管理、 存儲 管理、 設(shè)備 管理和 文件 管理。5．在分時和批處理系統(tǒng)結(jié)合的操作系統(tǒng)中引入“前臺”和“后臺”作業(yè)的概念，其目的是 改善系統(tǒng)功能，提高處理能力 。6．分時系統(tǒng)的主要特征為 多路性 、 交互性 、 獨立性 和 及時性 。7．實時系統(tǒng)與分時以及批處理系統(tǒng)的主要區(qū)別是 實時性 和 可靠性 。8．若一個操作系統(tǒng)具有很強的交互性，可同時供多個用戶使用，則它應(yīng)該是 分時 操作系統(tǒng)。9．如果一個操作系統(tǒng)在用戶提交作業(yè)后，不提供交互能力，只追求計算機資源的利用率、大吞吐量和作業(yè)流程的自動化，則它應(yīng)該屬于 批處理 操作系統(tǒng)。10．采用多道程序設(shè)計技術(shù)，能充分發(fā)揮 CPU 和 外部設(shè)備 并行工作的能力。11. 計算機網(wǎng)絡(luò)是在 計算機 技術(shù)和 通信 技術(shù)高度發(fā)展基礎(chǔ)上相結(jié)合的產(chǎn)物。12. 在計算機網(wǎng)絡(luò)中，各計算機仍使用 自己的 操作系統(tǒng)，由它管理自身的資源。只有各計算機間進行 信息傳遞 、以及使用網(wǎng)絡(luò)中的 可共享資源 時，才會涉及到網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。13. 如果一個計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其處理和控制功能被分散在系統(tǒng)的各個計算機上，系統(tǒng)中的所有任務(wù)可動態(tài)地分配到各個計算機中，使它們并行執(zhí)行，實現(xiàn)分布處理。這樣的系統(tǒng)被稱為“ 分布式系統(tǒng) ”，其上配置的操作系統(tǒng)，被稱為“ 分布式操作系統(tǒng) ”。二、選擇1．操作系統(tǒng)是一種 B 。A．通用軟件 B．系統(tǒng)軟件 C．應(yīng)用軟件 D．軟件包2．操作系統(tǒng)是對 C 進行管理的軟件。A系統(tǒng)軟件 B．系統(tǒng)硬件 C．計算機資源 D．應(yīng)用程序3．操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)，以提高CPU和外部設(shè)備的 A 。A．利用率 B．可靠性 C．穩(wěn)定性 D．兼容性4．計算機系統(tǒng)中配置操作系統(tǒng)的目的是提高計算機的 B 和方便用戶使用。A．速度 B．利用率 C．靈活性 D．兼容性5． C 操作系統(tǒng)允許多個用戶在其終端上同時交互地使用計算機。A．批處理 B．實時 C．分時 D．多道批處理6．如果分時系統(tǒng)的時間片一定，那么 D ，響應(yīng)時間越長。A．用戶數(shù)越少 B．內(nèi)存越少 C．內(nèi)存越多 D．用戶數(shù)越多7. B 不是實時系統(tǒng)的基本特點。A．安全性 B．公平響應(yīng) C．實時性 D．可靠性三、問答1．什么是“多道程序設(shè)計”技術(shù)？它對操作系統(tǒng)的形成起到什么作用？答：所謂“多道程序設(shè)計”技術(shù)，即是通過軟件的手段，允許在計算機內(nèi)存中同時存放幾道相互獨立的作業(yè)程序，讓它們對系統(tǒng)中的資源進行“共享”和“競爭”，以使系統(tǒng)中的各種資源盡可能地滿負(fù)荷工作，從而提高整個計算機系統(tǒng)的使用效率?；谶@種考慮，計算機科學(xué)家開始把CPU、存儲器、外部設(shè)備以及各種軟件都視為計算機系統(tǒng)的“資源”，并逐步設(shè)計出一種軟件來管理這些資源，不僅使它們能夠得到合理地使用，而且還要高效地使用。具有這種功能的軟件就是“操作系統(tǒng)”。所以，“多道程序設(shè)計”的出現(xiàn)，加快了操作系統(tǒng)的誕生。2．怎樣理解“虛擬機”的概念？答：拿操作系統(tǒng)來說，它是在裸機上加載的第一層軟件，是對計算機硬件系統(tǒng)功能的首次擴充。從用戶的角度看，計算機配置了操作系統(tǒng)后，由于操作系統(tǒng)隱蔽了硬件的復(fù)雜細(xì)節(jié)，用戶會感到機器使用起來更方便、容易了。這樣，通過操作系統(tǒng)的作用使展現(xiàn)在用戶面前的是一臺功能經(jīng)過擴展了的機器。這臺“機器”不是硬件搭建成的，現(xiàn)實生活中并不存在具有這種功能的真實機器，它只是用戶的一種感覺而已。所以，就把這樣的機器稱為“虛擬機”。3．對于分時系統(tǒng)，怎樣理解“從宏觀上看，多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)的資源；從微觀上看，各終端程序是輪流運行一個時間片”？答：在分時系統(tǒng)中，系統(tǒng)把CPU時間劃分成許多時間片，每個終端用戶可以使用由一個時間片規(guī)定的CPU時間，多個用戶終端就輪流地使用CPU。這樣的效果是每個終端都開始了自己的工作，得到了及時的響應(yīng)。也就是說，“從宏觀上看，多個用戶同時工作，共享系統(tǒng)的資源”。但實際上，CPU在每一時刻只為一個終端服務(wù)，即“從微觀上看，各終端程序是輪流運行一個時間片”。？答：由于分布式系統(tǒng)的處理和控制功能是分布的，任何站點發(fā)生的故障都不會給整個系統(tǒng)造成太大的影響。另外，當(dāng)系統(tǒng)中的設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以通過容錯技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu)，以保證系統(tǒng)的正常運行。這一切都表明分布式系統(tǒng)具有健壯性。？答：基于嵌入式應(yīng)用的多樣化，嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)該面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用。它必須有很強的適應(yīng)能力，能夠根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的特點和要求，靈活配置，方便剪裁，伸縮自如。第2章習(xí)題答案一、填空1．進程在執(zhí)行過程中有三種基本狀態(tài)，它們是 運行 態(tài)、 就緒 態(tài)和 阻塞 態(tài)。2．系統(tǒng)中一個進程由 程序 、 數(shù)據(jù)集合 和 進程控制塊（PCB） 三部分組成。3．在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，進程是一個 動 態(tài)概念，程序是一個 靜 態(tài)概念。4．在一個單CPU系統(tǒng)中，若有5個用戶進程。假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)為用戶態(tài)，則處于就緒狀態(tài)的用戶進程最多有 4 個，最少有 0 個。注意，題目里給出的是假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)為用戶態(tài)，這表明現(xiàn)在有一個進程處于運行狀態(tài)，因此最多有4個進程處于就緒態(tài)。也可能除一個在運行外，其他4個都處于阻塞。這時，處于就緒的進程一個也沒有。5．總的來說，進程調(diào)度有兩種方式，即 不可剝奪 方式和 剝奪 方式。6．進程調(diào)度程序具體負(fù)責(zé) 中央處理機（CPU）的分配。7．為了使系統(tǒng)的各種資源得到均衡使用，進行作業(yè)調(diào)度時，應(yīng)該注意 CPU忙碌 作業(yè)和 I/O忙碌 作業(yè)的搭配。8．所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶程序要調(diào)用 操作系統(tǒng) 提供的一些子功能。9．作業(yè)被系統(tǒng)接納后到運行完畢，一般還需要經(jīng)歷 后備 、 運行 和 完成 三個階段。10．假定一個系統(tǒng)中的所有作業(yè)同時到達，那么使作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間為最小的作業(yè)調(diào)度算法是 短作業(yè)優(yōu)先 調(diào)度算法。11．進程是程序的 一次執(zhí)行 過程，程序是進程 賴以存在 的基礎(chǔ)。12. 可以把CPU的指令分為兩類，一類是操作系統(tǒng)和用戶都能使用的指令，一類是只能由操作系統(tǒng)使用的指令。前者稱為“ 非特權(quán) ”指令，后者稱為“ 特權(quán) ”指令。13. 系統(tǒng)調(diào)用命令的程序?qū)儆诓僮飨到y(tǒng)，它應(yīng)該在 管 態(tài)下執(zhí)行。用戶程序只有通過計算機系統(tǒng)提供的“ 訪管 ”指令，才能實現(xiàn)由目態(tài)轉(zhuǎn)為管態(tài)、進而調(diào)用這些系統(tǒng)調(diào)用命令。14. 訪管指令是一條非特權(quán)指令，功能是執(zhí)行它就會產(chǎn)生一個軟中斷，促使中央處理機由 目 態(tài)轉(zhuǎn)為 管 態(tài)，進入操作系統(tǒng)，并處理該中斷。15. 一個進程創(chuàng)建后，系統(tǒng)就感知到它的存在；一個進程撤銷后，系統(tǒng)就無法再感知到它。于是，從創(chuàng)建到撤銷，這個時間段就是一個進程的“ 生命期 ”。16. 由于PCB是隨著進程的創(chuàng)建而建立，隨著進程的撤銷而取消的，因此系統(tǒng)是通過PCB來“感知”系統(tǒng)中的進程的，PCB是進程 存在 的唯一標(biāo)志。17. 進程調(diào)度程序負(fù)責(zé)具體的處理機分配，完成進程間的切換工作，因此它的執(zhí)行頻率是相當(dāng)高的，是一個操作系統(tǒng)的真正核心。二、選擇1．在進程管理中，當(dāng) C 時，進程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。A．進程被調(diào)度程序選中 B．進程等待某一事件發(fā)生C．等待的事件出現(xiàn) D．時間片到2．在分時系統(tǒng)中，一個進程用完給它的時間片后，其狀態(tài)變?yōu)?A 。A．就緒 B．等待 C．運行 D．由用戶設(shè)定3．下面對進程的描述中，錯誤的是 D 。A．進程是動態(tài)的概念 B．進程的執(zhí)行需要CPUC．進程具有生命周期 D．進程是指令的集合4．操作系統(tǒng)通過 B 對進程進行管理。A．JCB B．PCB C．DCT D．FCB5．一個進程被喚醒，意味著該進程 D 。A．重新占有CPU B．優(yōu)先級變?yōu)樽畲?C．移至等待隊列之首 D．變?yōu)榫途w狀態(tài)6．由各作業(yè)JCB形成的隊列稱為 C 。A．就緒作業(yè)隊列 B．阻塞作業(yè)隊列 C．后備作業(yè)隊列 D．運行作業(yè)隊列7．既考慮作業(yè)等待時間，又考慮作業(yè)執(zhí)行時間的作業(yè)調(diào)度算法是 A 。A．響應(yīng)比高者優(yōu)先 B．短作業(yè)優(yōu)先 C．優(yōu)先級調(diào)度 D．先來先服務(wù)8．作業(yè)調(diào)度程序從處于 D 狀態(tài)的隊列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運行。A．就緒 B．提交 C．等待 D．后備9． A 是指從作業(yè)提交系統(tǒng)到作業(yè)完成的時間間隔。A．周轉(zhuǎn)時間 B．響應(yīng)時間 C．等待時間 D．運行時間10．計算機系統(tǒng)在執(zhí)行 C 時，會自動從目態(tài)變換到管態(tài)。A．P操作 B．V操作 C．系統(tǒng)調(diào)用 D．I/O指令11．進程狀態(tài)由就緒變?yōu)檫\行，是由于 C 引起的。 A．中斷事件 B．進程狀態(tài)變遷 C．進程調(diào)度 D．為作業(yè)創(chuàng)建進程12. 當(dāng)一個進程處于 D 時，稱其為就緒狀態(tài)。 A．等著讀磁盤上的信息 B．等著進入內(nèi)存 C．等著輸入一批數(shù)據(jù) D．等著獲得CPU的控制權(quán)13. 在操作系統(tǒng)中，處于就緒和阻塞狀態(tài)的進程都沒有占用處理機。當(dāng)處理機空閑時，正確的操作應(yīng)該是 B 。 A．就緒和阻塞進程都可以變遷成為運行狀態(tài) B．只有就緒進程可以變遷成為運行狀態(tài) C．只有阻塞進程可以變遷成為運行狀態(tài) D．就緒和阻塞狀態(tài)的進程都不能變遷成為運行進程14. 我們把“邏輯上獨立的程序，在執(zhí)行時間上相互重疊，一個程序的執(zhí)行還沒有結(jié)束，另一個程序的執(zhí)行已經(jīng)開始”的這種特性，稱為程序執(zhí)行的 A 。A．并發(fā)性 B．并行性 C．可執(zhí)行性 D．可交互性三、問答1．在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，如何理解“內(nèi)存中的多個程序的執(zhí)行過程交織在一起，大家都在走走停?！边@樣一個現(xiàn)象？答：在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，內(nèi)存中存放多個程序，它們以交替的方式使用CPU。因此，從宏觀上看，這些程序都開始了自己的工作。但由于CPU只有一個，在任何時刻CPU只能執(zhí)行一個進程程序。所以這些進程程序的執(zhí)行過程是交織在一起的。也就是說，從微觀上看，每一個進程一會兒在向前走，一會兒又停步不前，處于一種“走走停停”的狀態(tài)之中。2．什么是“原語”、“特權(quán)指令”、“系統(tǒng)調(diào)用命令”和“訪管指令”？它們之間有無一定的聯(lián)系？答：特權(quán)指令和訪管指令都是CPU指令系統(tǒng)中的指令，只是前者是一些只能在管態(tài)下執(zhí)行的指令，后者是一條只能在目態(tài)下執(zhí)行的指令。原語和系統(tǒng)調(diào)用命令都是操作系統(tǒng)中的功能程序，只是前者執(zhí)行時不能被其他程序所打斷，后者沒有這個要求。操作系統(tǒng)中有些系統(tǒng)調(diào)用命令是以原語的形式出現(xiàn)的，例如創(chuàng)建進程就是一條原語式的系統(tǒng)調(diào)用命令。但并不是所有系統(tǒng)調(diào)用命令都是原語。因為如果那樣的話，整個系統(tǒng)的并發(fā)性就不可能得到充分地發(fā)揮。3．操作系統(tǒng)是如何處理源程序中出現(xiàn)的系統(tǒng)調(diào)用命令的？答：編譯程序總是把源程序中的系統(tǒng)調(diào)用命令改寫成為一條訪管指令和相應(yīng)的參數(shù)。這樣在程序?qū)嶋H被執(zhí)行時，就通過訪管指令進入操作系統(tǒng)，達到調(diào)用操作系統(tǒng)功能子程序的目的。4．系統(tǒng)調(diào)用與一般的過程調(diào)用有什么區(qū)別？答：系統(tǒng)調(diào)用是指在用戶程序中調(diào)用操作系統(tǒng)提供的功能子程序；一般的過程調(diào)用是指在一個程序中調(diào)用另一個程序。因此它們之間有如下三點區(qū)別。（1）一般的過程調(diào)用，調(diào)用者與被調(diào)用者都運行在相同的CPU狀態(tài)，即或都處于目態(tài)（用戶程序調(diào)用用戶程序），或都處于管態(tài)（系統(tǒng)程序調(diào)用系統(tǒng)程序）；但發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時，發(fā)出調(diào)用命令的調(diào)用者運行在目態(tài)，而被調(diào)用的對象則運行在管態(tài)，即調(diào)用者與被調(diào)用者運行在不同的CPU狀態(tài)。（2）一般的過程調(diào)用，是直接通過轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)向被調(diào)用的程序；但發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時，只能通過訪管指令提供的一個統(tǒng)一的入口，由目態(tài)進入管態(tài)，經(jīng)分析后，才轉(zhuǎn)向相應(yīng)的操作系統(tǒng)命令處理程序。（3）一般的過程調(diào)用，在被調(diào)用者執(zhí)行完后，就徑直返回斷點繼續(xù)執(zhí)行；但系統(tǒng)調(diào)用可能會導(dǎo)致進程狀態(tài)的變化，從而引起系統(tǒng)重新分配處理機。因此，系統(tǒng)調(diào)用處理結(jié)束后，不一定是返回調(diào)用者斷點處繼續(xù)執(zhí)行。5．試述創(chuàng)建進程原語的主要功能。答：創(chuàng)建進程原語的主要功能有以下三項。（1）為新建進程申請一個PCB。（2）將創(chuàng)建者（即父進程）提供的新建進程的信息填入PCB中。（3）將新建進程設(shè)置為就緒狀態(tài)，并按照所采用的調(diào)度算法，把PCB排入就緒隊列中。6．處于阻塞狀態(tài)的一個進程，它所等待的事件發(fā)生時，就把它的狀態(tài)由阻塞改變?yōu)榫途w，讓它到就緒隊列里排隊，為什么不直接將它投入運行呢？答：只要是涉及管理，就應(yīng)該有管理的規(guī)則，沒有規(guī)則就不成方圓。如果處于阻塞狀態(tài)的一個進程，在它所等待的事件發(fā)生時就徑直將它投入運行（也就是把CPU從當(dāng)前運行進程的手中搶奪過來），那么系統(tǒng)就無法控制對CPU這種資源的管理和使用，進而也就失去了設(shè)置操作系統(tǒng)的作用。所以，阻塞狀態(tài)的進程在它所等待的事件發(fā)生時，必須先進入就緒隊列，然后再去考慮它使用CPU的問題。7．作業(yè)調(diào)度與進程調(diào)度有什么區(qū)別？答：作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度（即CPU調(diào)度）都涉及到CPU的分配。但作業(yè)調(diào)度只是選擇參加CPU競爭的作業(yè)，它并不具體分配CPU。而進程調(diào)度是在作業(yè)調(diào)度完成選擇后的基礎(chǔ)上，把CPU真正分配給某一個具體的進程使用。8．系統(tǒng)中的各種進程隊列都是由進程的PCB鏈接而成的。當(dāng)一個進程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w狀態(tài)時，它的PCB從哪個隊列移到哪個隊列？它所對應(yīng)的程序也要跟著移來移去嗎？為什么？答：當(dāng)一個進程的狀態(tài)從阻塞變?yōu)榫途w時，它的PCB就從原先在的阻塞隊列移到就緒隊列里。在把進程的PCB從這個隊列移到另一個隊列時，只是移動進程的PCB，進程所對應(yīng)的程序是不動的。這是因為在進程的PCB里，總是記錄有它的程序的斷點信息。知道了斷點的信息，就能夠知道程序當(dāng)前應(yīng)該從哪里開始往下執(zhí)行了。這正是保護現(xiàn)場所起的作用。9．為什么說響應(yīng)比