本文格式为Word版，下载可任意编辑操作系统原理与实践教程(第二版)习题答案 第1章 操作系统概论 (1) 试说明什么是操作系统，它具有什么特征？其最根本特征是什么？ 解： 操作系统就是一组管理与操纵计算机软硬件资源并对各项任务举行合理化调度，且附加了各种便于用户操作的工具的软件层次。 现代操作系统都具有并发、共享、虚拟和异步特性，其中并发性是操作系统的最根本特征，也是最重要的特征，其它三个特性均基于并发性而存在。 (2) 设计现代操作系统的主要目标是什么？ 解： 现代操作系统的设计目标是有效性、便当性、开放性、可扩展性等特性。其中有效性指的是OS应能有效地提高系统资源利用率和系统吞吐量。便当性指的是配置了OS后的计算机理应更轻易使用。这两天性质是操作系统最重要的设计目标。开放性指的是OS应遵循世界标准模范，如开放系统互连OSI国际标准。可扩展性指的是OS应供给良好的系统布局，使得新设备、新功能和新模块能便当地加载到当前系统中，同时也要供给修改老模块的可能，这种对系统软硬件组成以及功能的扩展保证称为可扩展性。 (3) 操作系统的作用表达在哪些方面？ 解： 现代操作系统的主要任务就是维护一个优良的运行环境，以便多道程序能够有序地、高效地获得执行，而在运行的同时，还要尽可能地提高资源利用率和系统响应速度，并保证用户操作的便当性。因此操作系统的根本功能应包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。此外，为了给用户供给一个统一、便当、有效的使用系统才能的手段，现代操作系统还需要供给一个友好的人机接口。在互联网不断进展的今天，操作系统中通常还具备根本的网络服务功能和信息安好防护等方面的支持。 (4) 试说明实时操作系统和分时操作系统在交互性、实时性和稳当性方面的异同。 解： ? 交互性：分时系统能够使用户和系统举行人-机对话。实时系统也具有交互性， 但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。 ? 实时性：分时系统的响应时间是以人能够采纳的等待时间为标准，而实时操纵系 统对响应时间要求对比严格，它是以操纵过程或信息处理中所能采纳的延迟为标准。 ? 稳当性：实时系统要求系统稳当性要比分时系统高。在实时系统中往往采用多级 容错措施来保证系统的安好及数据的安好。 (5) 试对比分布式操作系统和网络操作系统的异同。 解： 它们的识别在于：分布式操作系统的设计思想和网络操作系统是不同的，这抉择了它们在布局、工作方式和功能上也不同。网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时首先务必了解网络资源，网络用户务必知道网络中各个计算机的功能与配置、软件资源、网络文件布局等处境，在网络中假设用户要读一个共享文件时，用户务必知道这个文件放在哪一台计算机的哪一个目次下；分布式操作系统是以全局方式管理系统资源的，它可以为用户任意调度网络资源，并且调度过程是“通明”的。 (6) 什么是操作系统虚拟机布局？它有什么好处？ 解： 虚拟机布局OS最初是为了得志用户对分时系统的需求而展现的。VM/370的核心程序 为虚拟机监控器(virtual machine monitor)，它运行于裸机之上并供给多道程序功能。该系统向上层供给多个对裸机硬件精确复制的虚拟机，这些复制品均包含核心态、用户态、I/O处理、中断以及其它真实机器所理应具有的全部功能。 这样做的好处是只要能在一台物理裸机上运行的操作系统均可以展现在一个特定虚拟机上，调配给各用户的不同虚拟机上可以随用户的个人爱好和操作习惯不同而采用不同的操作系统。在用户看来就是直接在自己独享的一台裸机上工作。 (7) 试说明客户机/服务器布局的操作系统为什么获得广泛应用。 解： 客户机/服务器布局的操作系统具有不同于传统集中式OS的一系列独特优点，使得其在网络时代大为流行。主要理由有以下几点： 1. 该系统的数据可以举行分布式处理和存储。客户机本身均具有确定的处理才能，部 分数据处理和存储工作可由本地客户机完成，裁减了服务器机的任务量。 2. 对于重要数据，可以将其放在受到严密养护的服务器所在的局域网内集中管理，以 便保证数据安好。 3. C/S布局有较好的生动性和可扩展性，客户机/服务器机类型可选范围很大。 4. 易于修改用户程序。对客户机的修改和增删很便当，甚至可以由用户自行举行。 (8) 处理机管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 处理机的管理功能主要表达在创造、撤销进程，并按照确定的算法为其调配所需资源，同时还要管理和操纵各用户的多个进程协调运行，确保各个进程可以正确的通信。在多道程序OS中，这些管理功能最终通过对进程的操纵和管理来实现，而在具有线程机制的OS中，这些功能的实现还凭借于对线程的管理和操纵。 (9) 存储器管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 操作系统所管理的存储器包括内存、外存等，因此存储器管理的主要任务就是将各种存储器件统一管理，保证多道程序的良好运行环境，同时还要兼顾内存利用率、规律上扩展内存的需求以及用户的感受，供给优良的操纵、存取功能，为用户供给操控存储器的手段。 为实现上述要求，存储器管理应具有内存调配、内存回收、内存养护、地址映射和虚拟内存等功能。 (10) 文件管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 其主要功能就是管理外存上的静态文件，供给存取、共享和养护文件的手段，以便当用户使用，同时遏止无权限用户对他人资源的误访问或有权限用户对资源的误操作。文件管理机制还要能有效管理外存空闲区域，根据文件的大小为其调配和回收空闲区。为了得志用户对响应时间的要求，文件管理机制还应实现目次管理，以便快速地定位文件。文件管理机制能有效养护文件安好，提高资源利用率，为用户供给快速检索和使用文件的手段，是OS不成或缺的组成片面。 (11) 设备管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 设备管理的主要作用是使用统一的方式操纵、管理和访问种类繁多的外围设备。设备管理功能主要表达在：接收、分析和处理用户提出的I/O苦求，为用户调配所需I/O设备，同时还要做到尽量提高CPU和I/O设备利用率、I/O处理效率，为用户供给操控I/O设备的便捷界面和手段。根据设备管理模块的功能要求，可以将其功能分为设备调配、缓冲管理、设备处理、虚拟设备等。 第2章 操作系统的界面 (1) 请说明系统生成和系统引导的过程。 解： 系统的生成过程：当裸机启动后，会运行一个特殊的程序来自动举行系统的生成（安装），生成系统之前需要先对硬件平台状况举行检查，或者从指定文件处读取硬件系统的配置信息，以便根据硬件选择适合的操作系统模块组，对比重要的信息通常有：CPU类型、内存大小、当前关联设备的类型和数量以及操作系统的重要功能选项和参数。按照这些信息的指示，系统生成程序就可以正确地生成所需的操作系统。 系统引导的过程：系统引导指的是将操作系统内核装入内存并启动系统的过程。主要包括初始引导、内核初始化、全系统初始化。初始引导工作由BIOS完成，主要完成上电自检，初始化根本输入输出设备，载入操作系统内核代码等工作。内核被载入内存后，引导程序将CPU操纵权交给内核，内核将首先完成初始化功能，包括对硬件、电路规律等的初始化，以及对内核数据布局的初始化，如页表(段表)等。全系统初始化阶段要做的就是启动用户接口程序，对系统举行必要的初始化，使系统处于等待命令输入状态。 (2) 操作系统具有哪些接口？这些接口的作用是什么？ 解： 操作系统为用户供给的接口有图形接口、命令接口和程序接口几种形式。 操作系统包括三种类型的用户接口：命令接口（概括又可分为联机命令接口与脱机命令接口）、程序接口及图形化用户接口。其中，命令接口和图形化用户接口支持用户直接通过终端来使用计算机系统，而程序接口那么供给给用户在编制程序时使用。 (3) 请说明操作系统具有的共服务有哪些不同类别，这些类别分别用于完成什么功能？ 解：全体的操作系统都通过一些根本服务来扶助用户简朴便捷地使用计算机各类资源，它们包括以下几个类别： 1. 操纵程序运行：系统通过服务将用户程序装入内存并运行该程序，并且要操纵程序 在规定时间内终止。 2. 举行I/O操作：用户是不能直接操纵设备的，只能通过操作系统与外部设备举行交 互，由系统调用将结果显示在屏幕上或交给用户。 3. 操作文件系统：为了保表明现“按名存取”，文件系统理应为用户供给根据文件名 来创造、访问、修改、删除文件的方法，以确保文件数据的安好稳当以及正确存取。 4. 实现通信：操作系统需要供给多个程序之间举行通讯的机制，来操纵程序的执行顺 序。 5. 错误处理：操作系统通过错误处理机制，以便实时察觉错误并采取正确的处理步骤， 制止损害系统的正确性和统一性。 (4) 系统调用的用途是什么？ 解： 通常，在操作系统内核设置有一组用于实现各种系统功能的子程序(过程)，并将它们供给给用户程序调用。每当用户在程序中需要操作系统供给某种服务时，便可利用一条系统调用命令，去调用所需的系统过程。这即所谓的系统调用。系统调用的主要类型包括： 1. 进程操纵类，主要用于进程的创造和终止、对子进程终止的等待、进程映像的替换、 进程数据段大小的变更以及关于进程标识符或指定进程属性的获得等； 2. 文件操纵类，主要用于文件的创造、开启、关闭、读/写及文件读写指针的移动和 文件属性的修改，目次的创造及关于目次、更加文件或普遍文件的索引结点的建立等； 3. 进程通信类，用于实现各种类型的通信机制如消息传递、共享存储区及信息量集机 制等； 4. 信息维护类，用于实现关于日期和时间及其它系统相关信息的设置和获得。 (5) 命令解释程序有什么作用？ 解： 命令解释程序的主要作用是：在屏幕上产生提示符，请用户输入命令，然后读入命令、识别命令，并转至相应的命令处理程序入口地址，把操纵权交给该处理程序去执行，结果将有关处理结果(包括出错信息)送屏幕显示。 第3章 处理器管理 (1) 为什么程序并发执行会产生休止性特征，并失去封闭性和可再现性？ 解： 之所以产生休止性特征是由于多个程序在并发执行时，需要为了完成同一项任务而相互合作，并发执行的程序间的这种相互制约导致了“暂停执行暂停”的休止性运行规律。 失去封闭性是由于程序在并发执行时，多个程序需要共享系统中的多种资源。所以，这些资源的状态是由多个程序变更的，从而使程序的运行失去了封闭性。 失去可再现性是由于程序在并发执行时，由于失去了封闭性，从而导致其失去可再现性。 (2) 什么是进程？为什么要在操作系统中引入进程？ 解： 进程是可并发执行且具有独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程，它是操作系统举行资源调配和调度的根本单位。“进程”概念是人们为了使程序能够并发执行，并且能对并发的程序加以描述和操纵而引入的。 (3) 试从并发性、独立性、动态性上对比程序和进程的不同。 解： ? 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。 ? 独立性是指进程实体是一个能独立运行的根本单位，同时也是系统中独立获得资 源和独立调度的根本单位。而对于