计算机操作系统第三版课后习题答案.pdf

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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

3．为什么说 OS 实现了对计算机资源的抽象？
答：OS 首先在裸机上覆盖一层 I/O 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。OS 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．试说明推动多道批处理系统形成和収展的主要动力是什么？
答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：
（1）不断提高计算机资源的利用率；
（2）方便用户；
（3）器件的不断更新换代；
（4）计算机体系结构的不断发展。

5．何谓脱机 I/O 和联机 I/O？
答：脱机 I/O 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，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。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。 而联机 I/O
方式是指程序和数据的输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， 系统应能及时接收并及时处
理该命令， 在用户能接受的时延内将结果返回给用户。 解决方法： 针对及时接收
问题， 可以在系统中设置多路卡， 使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数
据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，
应使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。

8．为什么要引入实时 OS？
答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求， 在规定的时间内完成对
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该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时 OS 是为了满足
应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。

9．什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。
答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求， 否则可能出现难以预
测的结果。 举例来说， 运载火箭的控制等。 软实时任务是指它的截止时间并不严
格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更
新、火车售票系统。

10 ．在 8 位微机和 16 位微机中，占据了统治地位的是什么操作系统？
答：单用户单任务操作系统，其中最具代表性的是 CP/M 和 MS-DOS 。

11 ．试列出 Windows OS 中五个主要版本，并说明它们分别较之前一个版本有
何改进。
答： （1）Microsoft Windows 是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首
次尝试。
（2）Windows 95 是混合的 16 位/32 位系统，第一个支持 32 位。带来了更
强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面，结束了桌面操作系统间的竞争。
（3）Windows 98 是微软公司的混合 16 位/32 位 Windows 操作系统，改
良了硬件标准的支持，革新了内存管理，是多进程操作系统。
（4）Windows XP 是基于 Windows 2000 的产品，拥有新用户图形界面月神
Luna 。简化了用户安全特性，整合了防火墙。
（5）Windows Vista 包含了上百种新功能；特别是新版图形用户界面和
Windows Aero全新界面风格、加强的搜寻功能（ Windows Indexing Service）、
新媒体创作工具以及重 新设计的网络、音频、输出（打印）和显示子系统。

12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统进行比较。
答： （1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以
人所能接受的等待时间来确定； 而实时控制系统的及时性， 是以控制对象所要求
的开始截止时间或完成截止时间来确定的， 一般为秒级到毫秒级， 甚至有的要低
于 100 微妙。
（2）交互性： 实时信息处理系统具有交互性， 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。 不像分时系统那样能向终端用户提供数据和
资源共享等服务。
（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系
统具有高度的可靠性。 因为任何差错都可能带来巨大的经济损失， 甚至是灾难性
后果，所以在实时系统中， 往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据
的安全性。

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；
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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。
进程通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
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？
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。
文件管理的主要任务： 管理用户文件和系统文件， 方便用户使用， 保证文件安全
性。

18．是什么原因使操作系统具有异步性特征？
答：操作系统的异步性体现在三个方面： 一是进程的异步性， 进程以人们不可预
知的速度向 前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定
的，三是程序执行时间的不可预知性， 即每个程序何时执行， 执行顺序以及完成
时间是不确定的。

19．模块接口法存在哪些问题？可通过什么样的途径来解决？
答： （1）模块接口法存在的问题：①在 OS 设计时，各模块间的接口规定很难
满足在模块完成后对接口的实际需求。②在 OS 设计阶段，设计者必须做出一系
列的决定， 每一个决定必须建立在上一个决定的基础上。 但模块化结构设计的各
模块设计齐头并进， 无法寻找可靠的顺序， 造成各种决定的无序性， 使程序设计
人员很难做到设计中的每一步决定都建立在可靠的基础上， 因此模块接口法被称
为“无序模块法” 。
（2）解决途径：将模块接口法的决定顺序无序变有序，引入有序分层法。

20．在微内核 OS 中，为什么要采用客户 /服务器模式？
答：C/S 模式具有独特的优点：
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（1）数据的分布处理和存储。 （2）便于集中管理。 （3）灵活性和可扩充性。 （4）
易于改编应用软件。

21 ．试描述什么是微内核 OS 。
答：1）足够小的内核 2 ）基于客户 /服务器模式 3 ）应用机制与策略分离原理 4 ）
采用面向对象技术。

22 ．在基于微内核结构的 OS 中，应用了哪些新技术？
答：在基于微内核结构的 OS 中，采用面向对象的程序设汁技术。

23 ．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？
答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次（即用户模式）中去运行，
而留下一个尽量小的内核， 用它来完成操作系统最基本的核心功能， 称这种技术
为微内核技术。在微内核中通常提供了进程（线程）管理、低级存储器管理、中
断和陷入处理等功能。

24 ．微内核操作系统具有哪些优点？它为何能有这些优点？
答：（1）提高了系统的可扩展性； （2）增强了系统的可靠性； （3）可移植性； （4）
提供了对分布式系统的支持； （5）融入了面向对象技术
第二章
1．什么是前趋图？为什么要引入前趋图？
答：前趋图 (Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为 DAG(Directed
Acyclic
Graph)，用于描述进程之间执行的前后