操作系统-课后习题
操作系统-课后习题-答案版
第一章 操作系统引论
选择题
1.在计算机系统中配置操作系统的主要目的是提高系统资源的利用率，操作系统的主要功能是管理计算机系统中的资源，其中包括处理机、存储器，以及文件和设备。这里的处理机管理主要是对进程进行管理。
2.操作系统有多种类型：允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为分时操作系统；允许多个用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为批处理操作系统；在实时操作系统的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做出响应；在IBM-PC机上的操作系统称为微机操作系统。
3.操作系统是一种系统软件，它负责为用户和用户程序完成所有与硬件相关并与应用无关的工作，高级程序设计语言的编译不是操作系统关心的主要问题。
4.用户在程序设计过程中，可通过系统调用获得操作系统的服务。
5.在OS中采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU，内存和DO设备的利用率，为实现多道程序设计需要有更大的内存。
6.推动批处理系统形成和发展的主要动力是提高系统资源利用率，推动分时系统形成和发展的动力是方便用户，推动微机OS发展的主要动力是计算机硬件的不断更新换代。
7.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是交互性和响应时间；在设计批处理操作系统时，首先要考虑的是周转时间和系统吞吐量；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是实时性和可靠性。
8.在多道批处理系统中，为了充分利用各种资源，系统总是优先选择计算型和1/O型均衡的多个作业投入运行；为了提高吞吐量，系统总是想方设法缩短用户作业的周转时间。
9.从下面关于操作系统的论述中，选出一条正确的论述。
(1)对批处理作业，必须提供相应的作业控制信息。（对）
(2)对于分时系统，不一定全部提供人机交互功能。（错）
(3)从响应角度看，分时系统与实时系统的要求相似。（错）
(4)采用分时操作系统的计算机系统中，用户可以独占计算机操作系统中的文件系统。（错）
(5)从交互角度看，分时系统与实时系统相似。（错）
10.分时系统的响应时间(及时性)主要是根据用户所能接受的等待时间确定的，而实时系统的响应时间则是由控制对象所能接受的时延确定的。
11.在分时系统中，为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是能在一较短的时间内，使所有用户程序都得到运行：当用户数目为100时，为保证响应时间不超过2秒，此时的时间片最大应为20ms。
12.分时系统和实时系统都具有交互性，实时系统的交互性允许用户访问专用服务程序；分时系统的交互性允许用户请求系统提供多方面的服务。
13.实时操作系统必须在规定时间内处理完来自外部的事件，资源利用率不是设计实时系统主要追求的目标。
14.在下列系统中，民航售票系统是实时信息系统，火箭飞行控制系统是实时控制系统。
15、现有以下计算机的应用场合，请为其选择适当的操作系统：(1)航空航天，核变研究：配置实时操作系统；(2)国家统计局数据处理中心：配置批处理操作系统；(3)机房学生上机学习编程：配置分时操作系统；(4)民航机票订购系统：配置实时操作系统；(5)两个不同地区之间发送电子邮件：配置网络操作系统。
16.从下面关于并发性的论述中，选出一条正确的论述。
(1)并发性是指若干事件在同一时刻发生。（错）
(2)并发性是指若干事件在不同时刻发生。（错）
(3)并发性是指若干事件在同一时间间隔内发生。（对）
(4)并发性是指若干事件在不同时间间隔内发生。（错）
17.在单处理器系统中，可以并发但不可以并行工作的是进程与进程。
18.从下述关于模块化程序的叙述中，选出5条正确的叙述。
(1)使程序设计更为方便，但比较难维护。（错）
(2)便于由多人分工编制大型程序。（对）
(3)便于软件功能扩充。（对）
(4)在内存能够容纳的前提下，应使模块尽可能大，以减少模块的个数。（错）
(5)模块之间的接口叫数据文件。（错）
(6)只要模块接口不变，各模块内部实现细节的修改，不会影响别的模块。（对）
(7)使程序易于理解，也利于排错。（对）
(8)模块间的单向调用关系，形成了模块的层次式结构。（对）
(9)模块愈小，模块化的优点愈明显，一般说来，一个模块的大小在10行以下。（错）
(10)一个模块实际上是一个进程。（错）
19.采用微内核结构时，将OS分成用于实现OS最基本功能的内核和提供各种服务的服务器两个部分：通常，下列模块中必须包含在操作系统内核中的是中断处理模块。
20.与早期的OS相比，采用微内核结构的OS具有很多优点，但这些优点有提高了系统的可扩展性，增强了系统的可靠性，使OS的可移植性更好，不包含提高了OS的运行效率
21.在8位微机上占据统治地位的操作系统是CP/M，16位微机事实上的操作系统标准是MS-DOS。
22、在3.X版本以前的MS-DOS 是单用户单任务操作系统，Windows 95是单用户多任务操作系统，Windows XP、Windows7及Windows 8是多用户多任务，它们都是由Microsoft公司开发的。
23.UNIX操作系统最初是由Bell实验室推出的，它属于多用户多任务类操作系统。
24.Linux是一个多用户多任务类型的操作系统，其内核的创始人是Linus Torvalds：所谓Linux是一个“Free Software”，这意味着Linux 可以自由修改和发布。
填空题
1.设计现代OS的主要目标是提高资源利用率和方便用户。
2.单道批处理系统是在解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配的矛盾中发展起来的。
3.在单处理机环境下的多道程序设计具有多道、宏观上同时运行和微观上交替运行的特点。
4.现代操作系统的两个最基本的特征是并发和资源共享，除此之外，它还具有虚拟性和异步性的特征。
5.从资源管理的角度看，操作系统具有四大功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理；而为了方便用户，操作系统还必须提供友好的用户接口。
6.除了传统操作系统中的进程管理、存储器管理、设备管理、文件管理等基本功能外，现代操作系统中还增加了系统安全、网络和多媒体等功能。
7.操作系统的基本类型主要有批处理系统、分时系统和实时系统。
8.批处理系统的主要优点是资源利用率高和系统吞吐量大；主要缺点是无交互作用能力和作业平均周转时间长。
9.实现分时系统的关键问题是人机交互，为此必须引入时间片的概念，并采用时间片轮转调度算法。
10.分时系统的基本特征是：多路性、独立性、交互性和及时性。
11.若干事件在同一时间间隔内发生称为并发；若干事件在同一时刻发生称为并行。
12.实时系统可分为实时信息处理系统、实时控制系统、多媒体系统和嵌入式系统等类型；民航售票系统属于实时信息处理系统，而导弹飞行控制系统则属于实时控制系统。
13.为了使实时系统高度可靠和安全，通常不强求资源利用率。
14.当前比较流行的微内核的操作系统结构，是建立在层次化结构的基础上的，而且还采用了客户机/服务器模式和面向对象程序设计技术。
第二章 进程的描述与控制
选择题
填空题
1.在单用户单任务环境下，用户独占全机，此时机内资源的状态，只能由运行程序的操作加以改变，此时的程序执行具有①性和②性特征。
2.并发进程之间的相互制约，是由于它们①和②而产生的，因而导致程序在并发执行时具有 ③特征。
3.程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是 ①、②和③。
4.引入进程的目的是①，而引入线程的目的是②。
5.进程由①、②和③组成，其中_④是进程存在的唯一标志。_
6.进程最基本的特征是①和②，除此之外，它还有③和④特征。
7.由于进程的实质是程序的一次执行，故进程有①的基本特征，该特征还表现在进程由②而产生，由③而执行，由④而消亡，即进程具有一定的生命期。
8.引入进程带来的好处①和②
9.当前正在执行的进程由于时间片用完而暂停执行时，该进程应转变为①状态；若因发生某种事件而不能继续执行时，应转为②状态；若应终端用户的请求而暂停执行时，它应转为③状态。
10.用户为阻止进程继续运行，应利用①原语，若进程正在执行，应转变为②状态；以后，若用户要恢复其运行，应利用③原语，此时进程应转变为④状态。
11.系统中共有5个用户进程，且当前CPU在用户态下执行，则最多可有①个用户进程处于就绪状态，最多可有②个用户进程处于阻塞状态；若当前在核心态下执行，则最多可有_③个用户进程处于就绪状态，最多可有④个用户进程处于阻塞状态。_
12.为了防止OS本身及关键数据(如PCB等)，遭受到应用程序有意或无意的破坏，通常也将处理机的执行状态分成①和②两种状态。
13.进程同步主要是对多个相关进程在①上进行协调。
14、同步机制应遵循的准则有是①、②、③和④。
15.在记录型信号量机制中，S.value>0时的值表示①；每次wait操作意味着②，因此应将S.value ③，当S.value ④时，进程应阻塞。
16.在记录型信号量机制中，每次signal操作意味着①，因此应将 S.value②，当S.value≤0时，表示③，此时应④。
17.在利用信号量实现进程互斥时，应将①置于②和③之间。
18.在每个进程中访问①的那段代码称为临界区。为实现对它的共享，应保证进程②地进入自己的临界区，为此在每个进程的临界区前应设置③，临界区后应设置④。
19.利用共享的文件进行进程通信的方式被称作①，除此之外，进程通信的类型还有②、③和④三种类型。_
20.客户机一服务器系统通信机制主要的实现方法有是①、②和③三种。
21.为实现消息缓冲队列通信，应在PCB中增加①、②、③三个数据项。
22.引入线程概念后，操作系统以①作为资源分配的基本单位，以②作为CPU调度和分派的基本单位。
23.在采用用户级线程的系统中，OS进行CPU调度的对象是①；在采用内核支持的线程的系统中，CPU 调度的对象是②。
24.线程之所以能减少并发执行的开销是因为①。
第三章 处理机调度与死锁
选择题
填空题
1.高级调度又称作①调度，其主要功能是②：低级调度又称作③调度，其主功能是④。
2.作业调度必须做①和两个决定。
3.进程调度的主要任务是①、②和③，进程调度的方式主要有④和种方式。
4.在抢占调度方式中，抢占的原则主要有：①、②和③
5.在设计进程调度程序时，应考虑①②和③二个问题。
6.为了使作业的平均周转时间最短，应该选择①调度算法；为了使当前执行的进程总是优先权最高的进程，则应选择②调度算法；而分时系统则常采用_③调度算法。_
7.分时系统中，时间片选得太小会造成①的现象，因此，时间片的大小一般选择为②。
8.在采用动态优先权时，为了避免一个低优先权的进程处于饥饿状态，可以①；而为了避免一个高优先权的长作业长期垄断CPU，则可以②。
9.高响应比优先调度算法综合考虑了作业的①和②，因此会兼顾到长、短作业。
10.死锁产生的主要原因是①和②。
11.死锁产生的必要条件是①、②、③和④。
12.通过破坏死锁产生的四个必要条件可进行死锁的预防，其中①条件一般是不允许破坏的，一次性分配所有资源破坏的是其中的②条件，资源的有序分配破坏的是其中的③条件。
13.避免死锁，允许进程动态地申请资源，但系统在进行分配时应先计算资源分配的①。若此次分配不会导致系统进入②，便将资源分配给它，否则便让进程③。
14.解决死锁问题的方法有预防、避免、检测并解除等，一次性分配所有的资源采用的是其中的①方法，银行家算法采用的是其中的②方法。
15.根据死锁定理，一个状态为死锁状态的充分条件是当且仅当该状态的资源分配图是①时。
16.①和②是解除死锁的两种常用方法。
