现代操作系统第三版中文答案
【篇一：操作系统课后答案】
>思考与练习题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
什么是操作系统？它的主要功能是什么？
什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？
批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？
什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性，及时性，独立性，多路性，可靠性等几个方面比较分时系统和实施系统。实时系统分
为哪俩种类型？操作系统主要特征是什么？
操作系统也用户的接口有几种？它们各自用在什么场合？“操作系
统是控制硬件的软件”这一说法确切吗？为什么？
设内存中有三道程序，a,b,c，它们按a~b~c的先后顺序执行，它们进行“计算”和“i/o操作”的时间如表1-2所示，假设三道程序使用相
同的i/o设备。
(1) 试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序
要花多少时间。 (2) 试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计
算完成三道程序要花多少时间。 10．将下列左右两列词连接起来形
成意义最恰当的5对。 dos 网络操作系统 os/2自由软件 unix多任
务 linux单任务
11．选择一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇
关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理
的文章。
答案
1．答：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组
织计算机的工作流程，以
方便用户使用的程序集合。
2．答：把多个独立的程序同时放入内存，使她们共享系统中的资源。1）多道，即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。
2）宏观上并行，是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。
3）微观上串行，是指在单道处理机环境下，内存中的多道程序轮流
地占有cpu，交
替执行。
3．答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入
到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动的执行。
特点是：资源利用率高。系统吞吐量大。平均周转时间长。无交互
能力。
4．答：分时系统：允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的系统中，用户感觉不到其
他用户的存在，好像独占计算机一样。实时系统：对外输入出信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。
1）多路性：分时系统是为多个终端用户提供服务，实时系统的多路性主要表现在经
常对多路的现场信息进行采集以及多多个对象或多个执行机构进行
控制。
2）独立性：每个终端向实时系统提出服务请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。 3）及时性：实时信息处理系统与分时系统对及时
性的要求类似，都以人们能够接受
的等待时间来确定。实时控制系统对一时性的要求更高，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。
5．答：（1）实时控制系统（2）实时信息处理系统。 6．答：1）
并发性 2）共享性 3）虚拟性 4）不确定性。 7．答：两种，命令接口，程序接口。
命令接口：分为联机命令接口，脱机命令接口，图形用户命令接口。方便用户直接控
制自己的作业而提供的接口。
程序接口：又称系统调用，是为了用户在程序一级访问操作系统功
能而设置的。 8．答：不正确，因为操作系统不仅仅是控制硬件，同时它还控制计算机的软件。 9．（1）
20ms+30ms+10ms+30ms+50ms+20ms+10ms+20ms+10ms=200 ms
（2）
20ms+30ms+10ms+40ms+20ms+10ms=130ms
10．
dosos/2unixlinux windowsnt
网络操作系统自由软件多任务单任务
为开发操作系统而设计的c语言
第二章进程与线程思考与练习题
1．操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间
的合作和协调，以及保证
系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？
2．试描述当前正在运行的进程状态改变时，操作系统进行进程切
换的步骤。 3．现代操作系统一般都提供多任务的环境，是回答以
下问题。
（1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数
据结构？（2）为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程
控制原语？（3）当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？
4．什么是进程控制块？从进程管理、中断处理、进程通信、文件
管理、设备管理及存储管
理的角度设计进程控制块应该包含的内容。
5．假设系统就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每
隔300ms轮换一次，cpu
在进程切换时所花费的时间是10ms，试问系统化在进程切换上的
开销占系统整个时间的比例是多少？
6．试述线程的特点及其与进程之间的关系。 7．根据图2-18，回
答以下问题。
（1）进程发生状态变迁1、3、4、6、7的原因。
（2）系统中常常由于某一进程的状态变迁引起另一进程也产生状
态变迁，这种变迁
称为因果变迁。下述变迁是否为因果变迁：3~2,4~5,7~2,3~6，是说明原因。
（3）根据此进程状态转换图，说明该系统cpu调度的策略和效果。 8．回答以下问题。
（1）若系统中没有运行进程，是否一定没有就绪进程？为什么？（2）若系统中既没有运行进程，也没有就绪进程，系统中是佛就
没有阻塞进程？解
释。
（3）如果系统采用优先级调度策略，运行的进程是否一定是系统
中优先级最高的进
程？为什么？
9．假如有以下程序段，回答下面的问题。
s1: a=3-x; s2: b=2*a; s3: c=5+a;
(1) 并发程序执行的bernstein 条件是什么？ (2) 是画图表示它们执行时的先后次序。
(3) 利用bernstein 条件证明，s1、s2和s3哪两个可以并发执行，哪两个不能。
答案
1. 答：①为了从变化角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实的反应系统的独立性、
并发性、动态性和相互制约，操作系统中不得不引入进程的概念。
②为了防止操作系统及其关键的数据结构受到用户程序破坏，将处理机分为核心态和用户态。对进程进行创建、撤销以及在某些进程状态之间的转换控制。
2. 答：①运行状态→就绪状态：此进程根据自身的情况插入到就绪队列的适当位置，系统
收回处理及转入进程调度程序重新进行调度。②运行状态→阻塞状态：一个进程从运行状态道阻塞状态后。系统会调用进程调度程序重新选择一个进程投入运行。 3.
（1）答：为支持多进程的并发执行，系统必须建立的数据结构式pcb，不同状态进程的
pcb用链表组织起来，形成就绪队列、阻塞队列。
（2）答：阻塞原句、唤醒原句、挂起原句、激活原句
（3）答：创建原句：建立进程的pcb，并将进程投入就绪队列。撤销原句：删除进程的pcb，并将进程在其队列中摘除。
阻塞原句：将京城pcb中进程的状态从运行状态改为阻塞状态，并将进程投入阻塞队列。
唤醒原句：将进程pcb中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进程从则色队列摘下，投入到就绪队列中。
4. 答：进程控制块（pcb）是为了描述进程的动态变化而设置的一个与进程相联系的数据
结构，用于记录系统管理进程所需信息。pcb是进程存在的唯一标识，操作系统通过pcb得知进程的寻在。
为了进程管理，进程控制块包括以下几方面。
（1）进程的描述信息，包括进程标识符、进程名等。（2）进程的当前状况。（3）当前队列链接指针。（4）进程的家族关系。
为了中断处理，进程控制块的内容应该包括处理机状态信息和各种
寄存器的内容，如通用寄存器、指令计数器、程序状态字（psw）寄存器及栈指针等。为了内存管理的需要，进程控制块的内容应该包
括进程使用的信号量、消息队列指针等。
为了设备管理，进程控制块的内容应该包括进程占有资源的情况。
【篇二：现代操作系统习题答案】
>（汤小丹编电子工业出版社2008.4）
第1章操作系统引论习题及答案
1.11 os有哪几大特征？其最基本的特征是什么？
答：并发、共享、虚拟和异步四个基本特征，其中最基本的特征是
并发和共享。
1.15 处理机管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答案略，见p17。
1.22 (1)微内核操作系统具有哪些优点？它为何能有这些优点？
（2）现代操作系统较之传统操作系统又增加了哪些功能和特征？
第2章进程的描述与控制习题及答案
略
第3章进程的同步与通信习题及答案
3.9 在生产者-消费者问题中，如果缺少了signal(full)或
signal(empty),对执行结果将会有何影响？
答：资源信号量full表示缓冲区中被占用存储单元的数目，其初值
为0，资源信号量empty表示缓冲区中空存储单元的数目，其初值
为n，signal(full)在生产者进程中，如果在生产者进程中缺少了signal(full)，致使消费者进程一直阻塞等待而无法消费由生产者进
程生产的数据；signal(empty)在消费者进程中，如果在消费者进程
中缺少了signal(empty)，致使生产者进程一直阻塞等待而无法将生
产的数据放入缓冲区。
3.13 试利用记录型信号量写出一个不会出现死锁的哲学家进餐问题
的算法。
答：
参考答案一：至多只允许有四位哲学家同时去拿左边的筷子，最终
能保证至少有一位哲学家能够进餐，并在用毕时能释放出他用过的
两支筷子，从而使更多的哲学家能够进餐。采用此方案的算法如下：var chopstick:array[0,…,4] of semaphore :=1;
room:semphore:=4;
repeat
wait(room);
wait(chopstick[i]);
wait(chopstick[(i+1) mod 5]);
…
eat；
…
signal(chopstick[i]);
signal(chopstick[(i+1) mod 5);
signal(room);
…
think；
until false；
第4章处理机调度与死锁习题及答案
4.1 高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？答：略，见p73。
4.27 何谓死锁？产生死锁的原因和必要条件是什么？
答：死锁的定义：
参考答案一：多个进程为竞争系统资源或彼此间通信而引起的永久
性的阻塞现象；
参考答案二：多个进程为竞争系统资源而造成的一种僵局，若无外
力作用，这些进程都将永远不能向前推进的现象。
死锁的原因：
①竞争不可抢夺资源引起死锁；
②竞争可消耗性资源引起死锁。
死锁的必要条件：
①互斥条件
②请求和保持条件（或占用并等待条件）
③不可抢占条件
④循环等待条件（或环路等待条件）
（1）该状态是否安全？
（2）若进程p2提出请求request（1，2，2，2）后，系统能否将
资源分配给它？
由上表可知在此时存在一个安全序列{p0,p3,p1,p2,p4}，故该状态
是安全的；同理可分析出此时还存在另外两个安全序列
{ p0,p3,p1,p4,p2}，{ p0,p3,p4,p1,p2}。
（2）当进程p2提出请求request（1，2，2，2）后，为避免死锁
系统按银行家算法进行检查如下：
①request2（1，2，2，2）≤need 2（2，3，5，6）
②request2（1，2，2，2）≤available（1，6，2，2）
③系统先假定可为进程p2分配资源，并修改available，
allocation 2和 need 2向量，由此形
④系统执行安全性算法进行检查，可得系统可用资源available（0，4，0，0）已不能满足任何进程的需要，即所有进程的finish[i]都为false，故系统进入不安全状态，所以系统不能将资源分配给进程p2【篇三：现代操作系统--作业题整理】
版中文答案的电子书上摘抄的，剩下的是非标准答案(可以忽略~~)。
有几道题没有写。以下的相关文档仅供参考！祝各位同学考试愉快！第一章：引论（p44）
1、什么是多道程序设计？
答：多道程序就是cpu在内存中多个进程之间迅速切换。它一般被
用来使cpu保持忙碌，当有一个或多个进程进行i/o时。（操作系统第二版中文答案）
2、什么是spooling？读者是否认为将来的高级个人计算机会把spooling作为标准功能？
答：spooling是simultaneous peripheral operation on-line
（即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何
与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。（回答：什么是spooling？百度的~~~）输入spooling是作业中的读入
技术，例如：从卡片在磁盘，这样当当前执行的进程完成时，将等
候cpu。输出spooling在打印之前首先复制打印文件，而非直接打印。在个人计算机上的输入spooling很少，但输出spooling非常
普通。（操作系统第二版中文答案）
3、在早期的计算机中，每个字节的读写直接由cpu处理（既没有dma）。对于多道程序而言这种组织方式有什么含义？
答：多道程序的主要原因是当等候i/o完成时cpu有事可做。如果
没有dma，i/o操作时cpu被完全占有，因此，多道程序无利可图（至少在cpu利用方面）。无论程序操作多少i/o操作，cpu都是100%的忙碌。当然，这里是假定主要的延迟是数据复制时的等待。
如果i/o很慢的话，cpu可以做其他工作。（操作系统第二版中文答案）
4、系列计算机的思想在20世纪60年代由ibm引入system/360
大型机。现在这种思想已经消亡了还是继续活跃着？
答：它依然存在。例如：interl以各种各样的不同的属性包括速度和能力消耗来产生pentium i，ii，iii和4。所有这些机器的体系结构
都是兼容的，仅仅是价格上的不同，这些都是家族思想的本质。
（操作系统第二版中文答案）
5、缓慢采用gui的一个原因是支持它的硬件的成本（高昂）。为了
支持25行80列字符的单色文本屏幕应该需要多少视频ram？对于1024*768像素24位色彩位图需要多少视频ram？在1980年
（$5/kb）这些ram的成本是多少？现在它的成本是多少？
答：25*80字符的单色文本屏幕需要2000字节的缓冲器。
1024*768像素24位颜色的位图需要2359296字节。1980年代这两种选择将分别地耗费$10和$11520。而对于当前的价格。将少于
$1/mb。（操作系统第二版中文答案）
8、考虑一个有两个cpu的系统，并且每个cpu有两个线程（超线程）。假设有三
个线程p0，p1，p2，分别以运行时间5ms，10ms，20ms开始。
运行这些程序需要多少时间？假设这三个程序都是100%限于cpu，
在运行时无阻塞，并且一旦设定就不改变cpu。
答：这些程序的运行时间因程序的组合的不同而不同，一共有以下
4种情况：
1）(p0,p1) and p2 = (5ms + 10ms) and 20ms = 20ms
2）(p0,p2) and p1 = (5ms + 20ms) and 10ms = 25ms
3）(p1,p2) and p0 = (10ms + 20ms) and 50ms = 30ms
4）(p0,p1,p2) = (5ms + 10ms + 20ms) = 35ms
9、一台计算机有一个四级流水线，每一级都花费相同的时间执行
其工作，即1ns。这台机器每秒可执行多少条指令？
答：从管道中每纳秒出现一条指令。意味着该机器每秒执行十亿条
指令。它对于管道有多少个阶段不予理睬，即使是10-阶段管道，每
阶段1nsec，也将执行对每秒十亿条指令。因为无论哪种情况，管
道末端输出的指令数都是一样的。（操作系统第二版中文答案）
10、假设一个计算机系统有高速缓存、内存（ram）以及磁盘，操
作系统用虚拟内存。读取缓存中的一个词需要2ns，ram需要10ns，硬盘需要10ms。如果缓存的命中率是95%，内存的是（缓存失效时）99%，读取一个词的平均时间是多少？答：平均访问时间 =
2ns * 0.95 + 10ns *0.99 *(1-0.95) + 10ms * (1-0.99) *(1-0.95) = 5002.395ns .
14、陷阱和中断的主要差别是什么？
答：陷阱是由程序造成的，并且与它同步。如果程序一而再地被运行，陷阱将总在指令流中相同的位置的精确发生。而中断则是由外
部事件和其他时钟造成的，不具有重复性。（操作系统第二版中文
答案）
20、有一个文件，其文件描述符是fd，内含下列字节序列：3，1，4，1，5，9，2，6，5，3，5。有如下系统调用：
lseek(fd,3,seek_set);
read(fd,buffer,4);
其中lseek调用寻找文件中的字节3。在读取操作完成之后，buffer 中的内容是什么？
答：包含字节：1，5，9，2.（操作系统第二版中文答案）
22、块特殊文件和字符特殊文件的基本差别是什么？
答：块特殊文件包含被编号的块，每一块都可以独立地读写或者写入。而且可以定位于任何块，并且开始读入或写入。这些对于字符
特殊文件是不可能的。（操作系统第二版中文答案）
25、对程序员而言，系统调用就像对其他库过程的调用一样。有无
必要让程序员了解哪一个库过程导致了系统调用？在什么情形下，
为什么？
答：就程序逻辑而言，库例程调用哪个系统调用是没有关系的。但是，如果需要考虑性能问题，无需系统调用就可以完成的任务将使
进程运行更快。所有的系统
调用都会导致用户环境和内核环境的切换开销。更进一步，在多用
户系统中，在系统调用完成之前，操作系统可能调度到其他的进程，这将使得调用过程的处理更加迟缓。（操作系统第二版中文答案）
1、于操作系统，下列叙述不正确的是（）。
a、管理系统资源
b、控制程序执行
c、改善人机界面
d、提高用户软件运行速度
2、以下哪个系统不是基本的操作系统（ ).
a、分时操作系统
b、实时操作系统
c、分布式操作系统
d、多道批处理系统
3、计算机系统由__________和__________组成。
4、分时操作系统具有的四个主要特点是同时性、 _________、
__________和_________。
5、多道程序设计的根本目标是( )。
6、多项选择：操作系统设计目标是（）。
a、管理系统资源
b、提高安全性
c、方便用户使用系统
d、使系统能高效工作
7、在（）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并作出响应。
a、批处理操作系统
b、实时操作系统
c、分时操作系统
d、多处理机操作系统
8、多项选择:引入多道程序设计的主要目的在于（）。
a、提高实时响应速度
b、充分利用处理机，减少机空闲时间
c、有利于代码共享
d、充分利用外围设备
e、减少存储器碎片
9、计算机发展到第三代，操作系统已成为软件的一个重要分支，最早的操作系统是（）。
10、设计实时操作时(）不是主要的追求目标。
a、安全可靠
b、资源利用率
c、及时响应
d、快速处理
答案：
1、d
2、c
3、硬件子系统软件子系统
4、独立性及时性交互性
5、提高计算机系统的工作效率
6、c d
7、b
8、bd
9、批处理操作系统
10、b
第二章：进程与线程（p95）
2、假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程
切换。cpu需要哪些信息？请描述用硬件完成进程切换的过程。答：应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。当i/o结束时，cpu讲当前的机器状态存入当前进程表项中，然后，将转到中断设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程）。然后，就可以启动这个进程了。（操作系统第二版中文答案）
3、在所有当代计算机中，至少有部分中断处理程序是用汇编语言编写的。为什么？
答：通常高级语言不允许cpu硬件，而这种访问是必须的。例如：
中断处理程序可能需要禁用和启动某个特定的设备服务，或者处理
进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。（操作
系统第二版中文答案）
4、当中断或系统调用把控制转给操作系统时，通常将内核堆栈和
被中断进程的运行堆栈分离。为什么？
答：内核使用单独的堆栈有若干的原因。其中两个原因如下：
首先，不希望操作系统崩溃，由于某些用户进程不允许足够的堆栈
空间。
第二，如果内核将数据保留在用户空间，然后从操作系统调用返回，那么恶意的用户可能使用这些数据找出某些关于它进程的信息。
（操作系统第二版中文答案）
5、多个作业能够并行运行，比它们顺序执行完成的要快。假设有
两个作业同时开始执行，每个需要10分钟的cpu时间。如果顺序执行，那么最后一个作业需要多少时间可以完成？如果并行执行又需
要多少时间？假设i/o等待占50%。答：cpu利用率计算公式：cpu 利用率 = 1 - p^n.设运行作业所需要的时间为t 顺序执行：t = (10 + 10) / 0.5 = 40(分钟)；
并行执行：p = 0.5, n = 2, cpu利用率 = 1 - 0.5^2 = 0.75, 则t = (10 + 10) / 0.75 = 26.7(分钟).
7、如果创建一个多线程进程，若子进程得到全部父进程线程的副本，会出现问题。假如原有线程之一正在等待键盘输入，现在则成
为两个线程在等待键盘输入，每个进程有一个。在单线程进程中也
会发生这种问题吗？
答：不会。如果单线程进程在键盘上阻塞，就不能创建子进程。
（操作系统第二版中文答案）
9、在本章中，我们介绍了多线程的web服务器，说明它比单线程
服务器和有限状态机服务器更好的原因。存在单线程服务器更好一
些的情形吗？请给出一个例子。
答：是的。如果服务器是完全cpu绑定的，则不需要多线程。这只
会增加不必要的复杂性。假设某个百万人口区域的电话查号系统
（类似于114），如果每个（姓名，电话号码）记录为64个字符，
整个的数据库则为64mb，这就是很容易全部读入服务器内存中以提高快速的查询。（操作系统第二版中文答案）
11、为什么线程要通过调用thread_yield自愿放弃cpu？毕竟，由于没有周期性的时钟中断，线程可以不交回cpu。
答：进程中线程是相互协作的，而不是相互独立的。如果放弃了是为了应用程序，那么线程将放弃cpu。毕竟，通常是同一个程序员写的代码。（操作系统第二版中文答案）
12、线程可以被时钟中断抢占吗？如果可以，在什么情形下可以？如果不可以，为什么不可以？
答：用户级线程不能被时中断抢占，除非整个进程的时间片用完。内核级线程可以单独地被剥夺。在后一种情况下，如果线程运行过久，时钟将的中断当前的进程，因而当前线程也被中断。内核可以自由地从同一个进程中选取其他线程运行。（操作系统第二版中文答案）
20、在2.3.4节中，描述了一种有高级优先级进程h和低级优先级进程l的情况，导致了h陷入死循环。若采用轮换调度算法而不是优先级调度算法，会发生同样的问题吗？请给予讨论。
答：对于时间片轮转调度，该方法不会出现问题。l迟早会运行，而且最终将离开其临界区。对于优先级调度，l永远得不到运行；而对于时间片轮转，它将周期性地得到一时间片，因此就有机会离开其临界区。（操作系统第二版中文答案）
23、两个进程在一个共享存储器多处理器（即两个cpu）当它们要共享一个公共内存时，图2-23所示的采用变量turn的忙等待解决方案有效吗？
答：是的，它还是会有用的。当然，它依然是忙等待。（操作系统第二版中文答案）
27、如果一个系统只有两个进程，可以使用一个屏障来同步这两个进程吗？为什么？
答：如果程序是操作按阶段进行，直到两个进程都完成当前阶段才能进入下一个阶段，这时就应该使用屏障。（操作系统第二版中文答案）
28、如果线程在内核中实现，可以使用内核信号量对同一个进程中的两个线程进行同步吗？如果线程在用户空间安实现呢？假设在其他进程中没有线程必须访问该信号量。请讨论你的答案。
答：对于内核线程，线程可以在信号量上阻塞，而内核可以运行该进程中的其他线程。因而，使用信号量没有问题。而对于用户级线
程，当某个线程在信号量上阻塞时，内核将认为整个进程都被阻塞。而且不再执行它。因此，进程失败。（操作系统第二版中文答案）
30、一个快餐店有四类雇员：（1）领班，接收顾客点的菜单；（2）厨师，准备饭菜；（3）打包工，将饭菜装在袋子里；（4）收银员，将食品袋交给顾客并收钱。每个雇员可被看作一个进行通讯的顺序
进程。它们采用的进程间通信方式是什么？请将这个模型与unix中
进程联系起来。
答：雇员之间通过消息传递进行通信：在该例中，消息为订单、食
物和袋子。在unix中，该4个进程通过管道连接。（操作系统第二
版中文答案）