操作系統(tǒng)習(xí)題答案

1、1什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)追求的主要目標(biāo)是什么？答：操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)軟件，是能有效地組織和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件和軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程，控制程序的執(zhí)行，并向用戶提供各種服務(wù)功能，使得用戶能夠靈活、方便、有效地使用計(jì)算機(jī)，并使整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能高效地運(yùn)行的一組程序模塊的集合。操作系統(tǒng)追求的主要目標(biāo)包括四個(gè)方面，分別是：方便性、有效性、可擴(kuò)充性、開(kāi)放性。2操作系統(tǒng)分成哪幾類？答：?jiǎn)蔚琅幚硐到y(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)、分

2、時(shí)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、微機(jī)操作系統(tǒng)、多處理機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。⒔實(shí)時(shí)系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)的主要差別有哪些？答：①多路性。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)一樣具有多路性，系統(tǒng)按分時(shí)原則為多個(gè)終端用戶服務(wù)；而對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其多路性主要表現(xiàn)在經(jīng)常對(duì)多路的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集以及對(duì)多個(gè)對(duì)象或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。②獨(dú)立性。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)與分時(shí)系統(tǒng)一樣具有獨(dú)立性，每個(gè)終端用戶在向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，彼此獨(dú)立地操作，互不干擾；而在實(shí)時(shí)控制

3、系統(tǒng)中信息的采集和對(duì)對(duì)象的控制，也都是彼此互不干擾。③及時(shí)性。實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求與分時(shí)系統(tǒng)類似，都是以人們所能接受的等待時(shí)間來(lái)確定；而實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的及時(shí)性，則是以控制對(duì)象所要求的開(kāi)始截止時(shí)間或完成截止時(shí)間來(lái)確定的，一般為秒級(jí)、百毫秒級(jí)直至毫秒級(jí)，甚至有的要低于100微秒。④交互性。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)雖也具有交互性，但這里人與系統(tǒng)的交互，僅限于訪問(wèn)系統(tǒng)中某些特定的專用服務(wù)程序。它不像分時(shí)系統(tǒng)那樣能向終端用戶提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)、資源共享

4、等服務(wù)。⑤可靠性。分時(shí)系統(tǒng)雖然也要求系統(tǒng)可靠，相比之下，實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求系統(tǒng)高度可靠。因?yàn)槿魏尾铄e(cuò)都可能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失、甚至無(wú)法預(yù)料的災(zāi)難性后果。因此，在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，往往都采取了多級(jí)容錯(cuò)措施，來(lái)保證系統(tǒng)的安全及數(shù)據(jù)的安全。⒕簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)的特性。答：并發(fā)、共享、虛擬、異步性。⒗為了支持操作系統(tǒng)，現(xiàn)代處理器一般都提供哪兩種工作狀態(tài)，以隔離操作系統(tǒng)和普通程序？?jī)煞N狀態(tài)各有什么特點(diǎn)？答：管態(tài)和目態(tài)。管態(tài)一般指操作系統(tǒng)管理程序運(yùn)行的狀態(tài)，具有較

5、高的特權(quán)級(jí)別，能運(yùn)行一切指令；目態(tài)一般指用戶程序運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，具有較低的特權(quán)級(jí)別，只能運(yùn)行非特權(quán)指令。⒚請(qǐng)簡(jiǎn)述程序的局部性原理。這個(gè)原理在分級(jí)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)中是怎樣起作用的？答：原理：程序執(zhí)行時(shí)，處理器為了取得指令和數(shù)據(jù)而訪問(wèn)存儲(chǔ)器?，F(xiàn)代的程序設(shè)計(jì)技術(shù)很注重程序代碼的復(fù)用，這樣，程序中會(huì)有很多的循環(huán)和子程序調(diào)用，一旦進(jìn)入這樣的程序段，就會(huì)重復(fù)存取相同的指令集合。類似地，對(duì)數(shù)據(jù)存取也有這樣的局部性。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，使用到的代碼和數(shù)據(jù)的

6、集合會(huì)改變，但在較短的時(shí)間內(nèi)它們能比較穩(wěn)定地保持在一個(gè)存儲(chǔ)器的局部區(qū)域中，處理器也主要和存儲(chǔ)器的這個(gè)局部打交道。作用：基于這一原理，就有充分的理由設(shè)計(jì)出多級(jí)存儲(chǔ)的體系結(jié)構(gòu)，并使得存取級(jí)別較低的存儲(chǔ)器的比率小于存取級(jí)別較高的存儲(chǔ)器的比率。⒛緩沖技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起著什么樣的作用？它是如何工作的？答：是為了解決部件之間速度不匹配的問(wèn)題。21.請(qǐng)簡(jiǎn)述中斷和操作系統(tǒng)的關(guān)系。操作系統(tǒng)是如何利用中斷機(jī)制的？答：行優(yōu)先級(jí)分析。如果調(diào)用進(jìn)程仍然具有最高

7、優(yōu)先級(jí)，則返回到調(diào)用進(jìn)程繼續(xù)執(zhí)行，否則，將引起重新調(diào)度，以便讓優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程優(yōu)先執(zhí)行。此時(shí)，系統(tǒng)將把調(diào)用進(jìn)程放入就緒隊(duì)列。⑸嵌套調(diào)用像一般過(guò)程一樣，系統(tǒng)調(diào)用也允許嵌套調(diào)用，即在一個(gè)被調(diào)用過(guò)程的執(zhí)行期間，還可以再利用系統(tǒng)調(diào)用命令去調(diào)用另一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。一般情況下，每個(gè)系統(tǒng)對(duì)嵌套調(diào)用的深度都有一定的限制，例如最大深度為6。第三章⒈何謂進(jìn)程，它與程序有哪些異同點(diǎn)？答：進(jìn)程是具有獨(dú)立功能的可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集合上的運(yùn)行過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資

8、源分配和調(diào)度的獨(dú)立單位?；蛘哒f(shuō)，進(jìn)程是進(jìn)程實(shí)體的運(yùn)行過(guò)程。①進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，程序是完成某個(gè)特定功能的指令的有序序列，它是—個(gè)靜態(tài)的概念。但進(jìn)程是把程序作為它的運(yùn)行實(shí)體，沒(méi)有程序，也就沒(méi)有進(jìn)程。進(jìn)程和程序的區(qū)別還在于：一個(gè)進(jìn)程可以執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)程序。反之，同一程序也可能由多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行。②進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位；程序則不是。③程序可以作為一種軟件資源長(zhǎng)期保存，而進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程，它是

9、臨時(shí)的，有生命期的。表現(xiàn)在它由創(chuàng)建而產(chǎn)生，完成任務(wù)后被撤消。④進(jìn)程是具有結(jié)構(gòu)的。為了描述進(jìn)程的運(yùn)行變化過(guò)程，應(yīng)為每個(gè)進(jìn)程建立一個(gè)結(jié)構(gòu)——進(jìn)程控制塊。從結(jié)構(gòu)上看，進(jìn)程是由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成。⒉進(jìn)程控制塊的作用是什么？它主要包括哪幾部分內(nèi)容？答：進(jìn)程控制塊的作用是使一個(gè)在多道程序環(huán)境下不能獨(dú)立運(yùn)行的程序（含數(shù)據(jù)）成為一個(gè)能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，一個(gè)能與其它進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程。也就是說(shuō)，操作系統(tǒng)是根據(jù)進(jìn)程控制塊PCB來(lái)對(duì)并發(fā)執(zhí)行的

10、進(jìn)程進(jìn)行控制和管理的。PCB是進(jìn)程存在的惟一標(biāo)志。在進(jìn)程控制塊中，主要包括下述四個(gè)方面用于描述和控制進(jìn)程運(yùn)行的信息：⑴進(jìn)程表示符信息⑵處理機(jī)狀態(tài)信息⑶進(jìn)程調(diào)度信息⑷進(jìn)程控制信息⒊進(jìn)程有哪幾種基本狀態(tài)？答：一個(gè)進(jìn)程必須具有以下三種基本狀態(tài)：⑴就緒狀態(tài)⑵執(zhí)行狀態(tài)⑶阻塞狀態(tài)⒍有5個(gè)批處理作業(yè)A到E幾乎同時(shí)到達(dá)一－計(jì)算中心。它們的估計(jì)運(yùn)行時(shí)間分別為10、6、2、4和8分鐘。其優(yōu)先數(shù)（由外部設(shè)定）分別為3、5、2、1和4，其中5設(shè)為最高優(yōu)先級(jí)。對(duì)

11、于下列每種調(diào)度算法，計(jì)算其平均進(jìn)程周轉(zhuǎn)時(shí)間，可忽略進(jìn)程切換的開(kāi)銷。⑴時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法；⑵優(yōu)先級(jí)調(diào)度；⑶先來(lái)先服務(wù)（按照次序l0、6、2、4、8運(yùn)行）；⑷最短作業(yè)優(yōu)先。對(duì)⑴，假設(shè)系統(tǒng)具有多道處理能力，每個(gè)作業(yè)均獲得公平的CPU時(shí)間，對(duì)⑵到⑷假設(shè)任—時(shí)刻只有一個(gè)作業(yè)運(yùn)行，直到結(jié)束。所有的作業(yè)都是CPU密集型作業(yè)。答：時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是21（當(dāng)時(shí)間片長(zhǎng)短=6分鐘時(shí)）優(yōu)先級(jí)調(diào)度的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是20先來(lái)先服務(wù)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間是19最短作業(yè)優(yōu)先