操作系统（三版）习题解答第1章习题答案一、填空1计算机系统由 硬件 系统和 软件 系统两大部分组成。2按功能划分，软件可分为 系统 软件和 应用 软件两种。3操作系统是在 裸机 上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的 首次 扩充。4操作系统的基本功能是 处理机（包含作业） 管理、 存储 管理、 设备 管理和 文件 管理。5在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是 改善系统功能，提高处理能力 。6分时系统的主要特征为 多路性 、 交互性 、 独立性 和 及时性 。7实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是 实时性 和 可靠性 。8若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则它应该是 分时 操作系统。9如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则它应该属于 批处理 操作系统。10采用多道程序设计技术，能充分发挥 CPU 和 外部设备 并行工作的能力。11. 计算机网络是在 计算机 技术和 通信 技术高度发展基础上相结合的产物。12. 在计算机网络中，各计算机仍使用 自己的 操作系统，由它管理自身的资源。只有各计算机间进行 信息传递 、以及使用网络中的 可共享资源 时，才会涉及到网络操作系统。13. 如果一个计算机网络系统，其处理和控制功能被分散在系统的各个计算机上，系统中的所有任务可动态地分配到各个计算机中，使它们并行执行，实现分布处理。这样的系统被称为“ 分布式系统 ”，其上配置的操作系统，被称为“ 分布式操作系统 ”。二、选择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操作系统是对 C 进行管理的软件。A系统软件 B系统硬件 C计算机资源D应用程序3操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的 A 。A利用率 B可靠性 C稳定性 D兼容性4计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的 B 和方便用户使用。A速度 B利用率 C灵活性 D兼容性5 C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。A批处理 B实时 C分时 D多道批处理6如果分时系统的时间片一定，那么 D ，响应时间越长。A用户数越少B内存越少 C内存越多 D用户数越多7. B 不是实时系统的基本特点。A安全性B公平响应 C实时性 D可靠性三、问答1什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。基于这种考虑，计算机科学家开始把CPU、存储器、外部设备以及各种软件都视为计算机系统的“资源”，并逐步设计出一种软件来管理这些资源，不仅使它们能够得到合理地使用，而且还要高效地使用。具有这种功能的软件就是“操作系统”。所以，“多道程序设计”的出现，加快了操作系统的诞生。2怎样理解“虚拟机”的概念？答：拿操作系统来说，它是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。从用户的角度看，计算机配置了操作系统后，由于操作系统隐蔽了硬件的复杂细节，用户会感到机器使用起来更方便、容易了。这样，通过操作系统的作用使展现在用户面前的是一台功能经过扩展了的机器。这台“机器”不是硬件搭建成的，现实生活中并不存在具有这种功能的真实机器，它只是用户的一种感觉而已。所以，就把这样的机器称为“虚拟机”。3对于分时系统，怎样理解“从宏观上看，多个用户同时工作，共享系统的资源；从微观上看，各终端程序是轮流运行一个时间片”？答：在分时系统中，系统把CPU时间划分成许多时间片，每个终端用户可以使用由一个时间片规定的CPU时间，多个用户终端就轮流地使用CPU。这样的效果是每个终端都开始了自己的工作，得到了及时的响应。也就是说，“从宏观上看，多个用户同时工作，共享系统的资源”。但实际上，CPU在每一时刻只为一个终端服务，即“从微观上看，各终端程序是轮流运行一个时间片”。4.分布式系统为什么具有健壮性？答：由于分布式系统的处理和控制功能是分布的，任何站点发生的故障都不会给整个系统造成太大的影响。另外，当系统中的设备出现故障时，可以通过容错技术实现系统的重构，以保证系统的正常运行。这一切都表明分布式系统具有健壮性。5.为什么嵌入式操作系统必须具有可裁剪性？答：基于嵌入式应用的多样化，嵌入式操作系统应该面向用户、面向产品、面向应用。它必须有很强的适应能力，能够根据应用系统的特点和要求，灵活配置，方便剪裁，伸缩自如。第2章习题答案一、填空1进程在执行过程中有三种基本状态，它们是 运行 态、 就绪 态和 阻塞 态。2系统中一个进程由 程序 、 数据集合 和 进程控制块（PCB） 三部分组成。3在多道程序设计系统中，进程是一个 动 态概念，程序是一个 静 态概念。4在一个单CPU系统中，若有5个用户进程。假设当前系统为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有 4 个，最少有 0 个。注意，题目里给出的是假设当前系统为用户态，这表明现在有一个进程处于运行状态，因此最多有4个进程处于就绪态。也可能除一个在运行外，其他4个都处于阻塞。这时，处于就绪的进程一个也没有。5总的来说，进程调度有两种方式，即 不可剥夺 方式和 剥夺 方式。6进程调度程序具体负责 中央处理机（CPU）的分配。7为了使系统的各种资源得到均衡使用，进行作业调度时，应该注意 CPU忙碌 作业和 I/O忙碌 作业的搭配。8所谓系统调用，就是用户程序要调用 操作系统 提供的一些子功能。9作业被系统接纳后到运行完毕，一般还需要经历 后备 、 运行 和 完成 三个阶段。10假定一个系统中的所有作业同时到达，那么使作业平均周转时间为最小的作业调度算法是 短作业优先 调度算法。11进程是程序的 一次执行 过程，程序是进程 赖以存在 的基础。12. 可以把CPU的指令分为两类，一类是操作系统和用户都能使用的指令，一类是只能由操作系统使用的指令。前者称为“ 非特权 ”指令，后者称为“ 特权 ”指令。13. 系统调用命令的程序属于操作系统，它应该在 管 态下执行。用户程序只有通过计算机系统提供的“ 访管 ”指令，才能实现由目态转为管态、进而调用这些系统调用命令。14. 访管指令是一条非特权指令，功能是执行它就会产生一个软中断，促使中央处理机由 目 态转为 管 态，进入操作系统，并处理该中断。15. 一个进程创建后，系统就感知到它的存在；一个进程撤销后，系统就无法再感知到它。于是，从创建到撤销，这个时间段就是一个进程的“ 生命期 ”。16. 由于PCB是随着进程的创建而建立，随着进程的撤销而取消的，因此系统是通过PCB来“感知”系统中的进程的，PCB是进程 存在 的唯一标志。二、选择1在进程管理中，当 C 时，进程从阻塞状态变为就绪状态。A进程被调度程序选中B进程等待某一事件发生C等待的事件出现D时间片到2在分时系统中，一个进程用完给它的时间片后，其状态变为 A 。A就绪B等待C运行D由用户设定3下面对进程的描述中，错误的是 D 。A进程是动态的概念B进程的执行需要CPUC进程具有生命周期D进程是指令的集合4操作系统通过 B 对进程进行管理。AJCBBPCBCDCTDFCB5一个进程被唤醒，意味着该进程 D 。A重新占有CPUB优先级变为最大C移至等待队列之首D变为就绪状态6由各作业JCB形成的队列称为 C 。A就绪作业队列B阻塞作业队列C后备作业队列D运行作业队列7既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的作业调度算法是 A 。A响应比高者优先B短作业优先C优先级调度D先来先服务8作业调度程序从处于 D 状态的队列中选取适当的作业投入运行。A就绪B提交C等待D后备9 A 是指从作业提交系统到作业完成的时间间隔。A周转时间B响应时间C等待时间D运行时间10计算机系统在执行 C 时，会自动从目态变换到管态。AP操作BV操作C系统调用DI/O指令11进程状态由就绪变为运行，是由于 C 引起的。A中断事件B进程状态变迁C进程调度D为作业创建进程12. 当一个进程处于 D 时，称其为就绪状态。A等着读磁盘上的信息B等着进入内存C等着输入一批数据D等着获得CPU的控制权13. 在操作系统中，处于就绪和阻塞状态的进程都没有占用处理机。当处理机空闲时，正确的操作应该是 B 。A就绪和阻塞进程都可以变迁成为运行状态B只有就绪进程可以变迁成为运行状态C只有阻塞进程可以变迁成为运行状态D就绪和阻塞状态的进程都不能变迁成为运行进程14. 我们把“逻辑上独立的程序，在执行时间上相互重叠，一个程序的执行还没有结束，另一个程序的执行已经开始”的这种特性，称为程序执行的 A 。A并发性B并行性C可执行性D可交互性三、问答1在多道程序设计系统中，如何理解“内存中的多个程序的执行过程交织在一起，大家都在走走停停”这样一个现象？答：在多道程序设计系统中，内存中存放多个程序，它们以交替的方式使用CPU。因此，从宏观上看，这些程序都开始了自己的工作。但由于CPU只有一个，在任何时刻CPU只能执行一个进程程序。所以这些进程程序的执行过程是交织在一起的。也就是说，从微观上看，每一个进程一会儿在向前走，一会儿又停步不前，处于一种“走走停停”的状态之中。2什么是“原语”、“特权指令”、“系统调用命令”和“访管指令”？它们之间有无一定的联系？答：特权指令和访管指令都是CPU指令系统中的指令，只是前者是一些只能在管态下执行的指令，后者是一条只能在目态下执行的指令。原语和系统调用命令都是操作系统中的功能程序，只是前者执行时不能被其他程序所打断，后者没有这个要求。操作系统中有些系统调用命令是以原语的形式出现的，例如创建进程就是一条原语式的系统调用命令。但并不是所有系统调用命令都是原语。因为如果那样的话，整个系统的并发性就不可能得到充分地发挥。3操作系统是如何处理源程序中出现的系统调用命令的？答：编译程序总是把源程序中的系统调用命令改写成为一条访管指令和相应的参数。这样在程序实际被执行时，就通过访管指令进入操作系统，达到调用操作系统功能子程序的目的。4系统调用与一般的过程调用有什么区别？答：系统调用是指在用户程序中调用操作系统提供的功能子程序；一般的过程调用是指在一个程序中调用另一个程序。因此它们之间有如下三点区别。（1）一般的过程调用，调用者与被调用者都运行在相同的CPU状态，即或都处于目态（用户程序调用用户程序），或都处于管态（系统程序调用系统程序）；但发生系统调用时，发出调用命令的调用者运行在目态，而被调用的对象则运行在管