2.
由题意得，读或写每个字节需要10/4 = 2.5ns，且128 MB = 2^27 字节，内存紧缩时，几乎整个内存都必须复制，也就是要求读出每一个内存字，然后重写到不同的位置。因此，对于每个字节的压缩需要5ns。故总共需要的时间为 2^27 * 5 ns = 671 ms 。
3.
128 MB = 2^27 字节
对于位图，用于存储管理需要2^27/8n字节，故总共需要 2^27 + 2^27/8n = 2^27*（1+1/8n）字节;
对于链表，用于存储管理需要2^27 / 2^16(64kb)=2^11个节点，每个节点大小为需要（32+16+16）/8 = 8字节，故总共需要2^27 + 2^11*8 = 2^27 + 2^14 = 2^27 *(1 +1/(8*2^10) )字节;
因此，当n < 2^10字节（即1KB）时，位图> 链表，则使用链表；当n > 1KB时，位图< 链表，则使用位图。
4.
首次适配：20KB，10KB，18KB；
最佳适配：12KB，10KB，9KB；
最差适配：20KB，18KB，15KB；
下次适配：20KB，18KB，9KB。
5.
虚拟页号|偏移量
虚拟地址4KB（页大小）１２位偏
移量8KB（页大小）１３位偏移量
20000 100｜111000100000 10｜0111000100000 32768 1000｜000000000000 100｜0000000000000 60000 1110｜101001100000 111｜0101001100000
7.
a)M的最小值是4096，才能使内层循环的每次执行时都引起TLB失效，N的值只会影响到X的循环次数，与TLB失效无关。
b)M的值应该大于4096才能在内层循环每次执行时引起TLB失效，但现在N 的值要大于64K，所以X会超过256KB。
9.
页大小为8KB，所以页內地址为13位，故页框有１９位，可表示的物理空间有２＾１９个页框。只考虑单进程，运行之前把所有页框复制到硬件的时间为２＾１９*１００ｎｓ＝52.42ms，故装入页表的时间比例为５２.４２８８／１００＊１００％＝５２．４２％。
11.
（a）主要优点是避免了把全部页表一直保存在内存之中；
（b）2^38 / 2^14 = 2^24，故页面长度为2^24，需要24位偏移量，而二级页表的表项为4字节，故PT2 = 2 ,所以PT1 = 38 - 2 - 24 = 12 ,因此，对第一级页表域分配12位，对第二级页表分配域2位。
14.
对于一级分页，2^32 / 2 ^12 = 2^20个表项；
对于两级分页，2^(32-10-10) = 2^12个表项。
15.
1*x+(1-x)*(5+1)=2
x=80%
18.
表项数为2^48/2^13 = 2^35个。
19.
内存有2^28(256KB) / 2^13(8KB) = (2^5)32页。32K的哈希表的平均链长为1。为了使之小于1，必须使用下一个尺寸(2^6)64项。将32项放入64格中使其平均链长为0.5，以保证快速的查询。
22.
FIFO的页框如下：
x0172333300
xx017222233
xxx01777722
xxxx0111177
LRU的页框如下：
x0172327103
xx017232710
xxx01773271
xxxx0111327
24.
计数器1 01101110
计数器2 01001001
计数器3 00110111
计数器4 10001011
27.
寻道加上旋转延时为20ms。对于2KB页，传输时间为1.25ms，总共为21.25ms。载入32页需680ms。对于4KB页，传输时间为2.5ms，总计22.50ms。载入16页需360ms。
28.
a)NRU算法置换哪个页面？（页面2）
b)FIFO算法置换哪个页面？（页面3）
c)LRU算法置换哪个页面？（页面1）
d)第二次机会算法置换哪个页面？（页面2）
29.
依题，A段按列访问，B段按行访问；X数组按行存储，即每一页可存储2行（128字节）；每访问一次页框就发生一次缺页中断；
A段：每访问2个数就发生一次缺页中断，则会有64 * 64 / 2 = 2048 次缺页中断；
B段：每访问2行就有一次缺页中断，因此只需要64 / 2 = 32次缺页中断。
31.
每个进程只提供65536字节的地址空间，4K字节的页，即计算机为每个进程
只提供16个页面。当程序有32768字节正文，16386字节数据和15870字节堆
栈时，总共需要17个页面，无法装入。
如果页面长度为512字节，每个进程在内存最多占128个页面，32768字节需
要64个页面，16386字节需要33个页面，15870字节需要31个页面，改程序总
共需要128个页面，刚好可以装入地址空间。
37.
a)读取，段1，符合保护要求，内存地址为（14，3）；
b)存储，段0，违反保护要求，保护错误；
c)读取，段1，符合保护要求，页框在磁盘，发生缺页中断；
d)跳转，段1，违反保护要求，保护错误。
1.1 在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，这种情况导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在专用机器上一样的安全度？并解释之。 Answer:a.窃取或者复制某用户的程序或数据；没有合理的预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空间，外围设备）ｂ．应该不行，因为人类设计的任何保护机制都会不可避免的被另外的人所破译，而且很自信的认为程序本身的实现是正确的是一件困难的事。 1.2 资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例举在下列的环境中哪种资源必须被严格的管理。（ａ）大型电脑或迷你电脑系统（ｂ）与服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑或迷你电脑系统：内存和CPU 资源，外存，网络带宽（ｂ）与服务器相联的工作站：内存和CPU 资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 1.3 在什么情况下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机或单用户工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统的用户较少时，任务十分巨大，硬件速度很快，分时系统有意义。充分利用该系统可以对用户的问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快的解决。还有一种可能发生的情况是在同一时间有许多另外的用户在同一时间使用资源。当作业足够小，且能在个人计算机上合理的运行时，以及当个人计算机的性能能够充分的运行程序来达到用户的满意时，个人计算机是最好的，。 1.4 在下面举出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对于实时系统来说，操作系统需要以一种公平的方式支持虚拟存储器和分时系统。对于手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是不需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需的。 1.5 描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理之间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而且I/O 可以在任何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，与剩下的处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而且I/O 也只在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，这是因为他们能共享外设，大容量存储和电源供给。它们可以更快速的运行程序和增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、规模经济、增加可靠性） 1.6 集群系统与多道程序系统的区别是什么？两台机器属于一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什么？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统并分布于整个集群来完成计算任务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU 组成的单一的物理实体。集群系统的耦合度比多道程序系统的要低。集群系统通过消息进行通信，而多道程序系统是通过共享的存储空间。为了两台处理器提供较高的可靠性服务，两台机器上的状态必须被复制，并且要持续的更新。当一台处理器出现故障时，另一台处理器能够接管故障处理的功能。
MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
一、选择题 1、在现代操作系统中引入了（），从而使并发和共享成为可能。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 2、( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 3、从用户的观点看，操作系统是（）。 A. 用户与计算机硬件之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C. 合理组织计算机工作流程的软件 D.计算机资源的的管理者 4、当CPU处于管态时，它可以执行的指令是（）。 A. 计算机系统中的全部指令 B. 仅限于非特权指令 C. 仅限于访管指令 D. 仅限于特权指令 5、用户在程序中试图读取某文件的第100个逻辑块时，使用操作系统提供的（）接口。 A. 系统调用 B.图形用户接口 C.原语 D.键盘命令 6、下列几种关于进程的叙述，（）最不符合操作系统对进程的理解 A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序。 B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。 C.线程是一种特殊的进程。 D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 7、当一个进程处于（）状态时，称其为等待（或阻塞）状态。 A. 它正等待中央处理机 B. 它正等待合作进程的一个消息 C. 它正等待分给它一个时间片 D. 它正等待进入内存 8、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。 A.由就绪变运行 B.由运行变就绪 C.由阻塞变运行 D.由阻塞变就绪 9、下面关于线程的叙述中，正确的是（）。 A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。 B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。 C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。 D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。 10、设有3个作业，它们同时到达，运行时间分别为T1、T2和T3,且T1≤T2≤T3，若它们在单处理机系统中按单道运行，采用短作业优先调度算法，则平均周转时间为（）。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. T1+T2/3+2*T3/3 3+2*T2/3+T1 11、在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（）。 A．程序I/O方式 B．中断驱动I/O控制方式 C．直接存储器访问DMA控制方式D．I/O通道控制方式 12、有m个进程共享同一临界资源，若使用信号量机制实现对一临界资源的互斥访问，则信号量的变
1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，存资源 1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及
当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。 1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实
时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性） 1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要什举？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。
第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。
Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取
操作系统试题一 一、单选题（每小题1分，共20分） 1、操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的【A 】。 A、利用率 B、可靠性 C 、稳定性D、兼容性 2、如果分时操作系统的时间片一定，那么【C】，则响应时间越短。 A、内存越少 B、内存越多 C、用户数越少 D、用户数越多 3、若把操作系统看作资源管理者，下列的【C】不属于操作系统所管理的资源。 A、CPU B、内存 C、中断 D、程序 4、操作系统是通过【D 】感知进程存在的。 A、程序名 B、进程的状态 C、中断 D、进程控制块 5、当【B 】时，进程从执行状态变为就绪状态。 A、进程被进程调度程序选中 B、时间片用完 C、等待某一事件 D、等待的事件发生 6、以下的进程状态变化中，不可能发生的变化是【D 】。 A、执行状态到就绪状态 B、等待状态到就绪状态 C、执行状态到等待状态 D、等待状态到执行状态 7、若P、V操作的信号量S初值为2，当前值为-3，则表示有【D】
个等待进程。 A、0个 B、1个 C、2个 D、3个 8、P、V操作是【A】 1 / 22 A、两条低级进程通信原语 B、两条高级进程通信原语 C、两条系统调用命令 D、两组不同的机器指令 9、用V操作唤醒一个等待进程时，被唤醒的进程状态变为【B 】。 A、等待 B、就绪 C、执行 D、完成 0、资源的有序分配策略破坏【D 】条件，是一种死锁预防策略。 A、互斥条件 B、保持和请求条件 C、不剥夺条件 D、环路等待条件 1、银行家算法是一种【B 】算法。 A、死锁预防 B、死锁避免 C、死锁检测 D、死锁解除 2、某系统中有同类资源10个，每个进程的资源需求量为3个，则不会发生死锁的最大并发进程数为【C】 A、2 B、、4 D、5 3、分区管理中采用首次适应分配算法时，应把空闲区按【C】次序进行管理。 A、大小递增 B、大小递减 C、地址递增 D、地址递减 4、很好地解决了内存碎片问题的存储管理方案是【C 】。
1.一般用户更喜欢使用的系统是（）。 A.手工操作 B.单道批处理 C.多道批处理 D.多用户分时系统 2. 与计算机硬件关系最密切的软件是（）。 A.编译程序 B.数据库管理系统 C.游戏程序 D.OS 3. 现代OS具有并发性和共享性，是（）的引入导致的。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 4. 早期的OS主要追求的是（）。 A.系统的效率 B.用户的方便性 C.可移植 D.可扩充性 5.（）不是多道程序系统 A.单用户单任务 B.多道批处理系统 C.单用户多任务 D.多用户分时系统 6.（）是多道操作系统不可缺少的硬件支持。 A.打印机 B.中断机构 C.软盘 D.鼠标 7. 特权指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.进程调度中 8. 没有了（）计算机系统就启动不起来。 A.编译器 B.DBMS C.OS D.浏览器 9. 通道能够完成（）之间的数据传输。 A.CPU与外设 B.内存与外设 C.CPU与主存 D.外设与外设 10. 操作系统的主要功能有（）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 11. 单处理机计算机系统中，（）是并行操作的。 A.处理机的操作与通道的操作是并行的 B.程序与程序 C.主程序与子程序 D.用户程序与操作系统程序 12. 处理机的所有指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中
C.任意的时间 D.系统态 13.（）功能不是操作系统直接完成的功能。 A.管理计算机硬盘 B.对程序进行编译 C.实现虚拟存储器 D.删除文件 14. 要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时响应的OS是（）。 A.多用户分时系统 B.实时系统 C.批处理系统时间 D.网络操作系统 15. 操作系统是对（）进行管理的软件。 A.硬件 B.软件 C.计算机资源 D.应用程序 16.（）对多用户分时系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 17.（）对多道批处理系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 18. ( )对实时系统最重要。 A.及时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 19. Windows98是（）操作系统。 A.多用户分时 B.批处理系统 C.单用户多任务 D.单用单任务 20. 分布式系统与网络系统的主要区别是（） A.并行性 B.透明性 C.共享性 D.复杂性 21. ( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 22. 如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越小 D.内存越大 23. 下面6个系统中，必须是实时操作系统的有（）个。 ·航空订票系统 ·过程控制系统 ·机器口语翻译系统 ·计算机辅助系统
计算机网络试题 一、选择题 1、在现代操作系统中引入了（），从而使并发和共享成为可能。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 2、( )操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 3、从用户的观点看，操作系统是（）。 A. 用户与计算机硬件之间的接口 B.控制和管理计算机资源的软件 C. 合理组织计算机工作流程的软件 D.计算机资源的的管理者 4、当CPU处于管态时，它可以执行的指令是（）。 A. 计算机系统中的全部指令 B. 仅限于非特权指令 C. 仅限于访管指令 D. 仅限于特权指令 5、用户在程序中试图读取某文件的第100个逻辑块时，使用操作系统提供的（）接口。 A. 系统调用 B.图形用户接口 C.原语 D.键盘命令 6、下列几种关于进程的叙述，（）最不符合操作系统对进程的理解？ A.进程是在多程序并行环境中的完整的程序。 B.进程可以由程序、数据和进程控制块描述。 C.线程是一种特殊的进程。 D.进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 7、当一个进程处于（）状态时，称其为等待（或阻塞）状态。 A. 它正等待中央处理机 B. 它正等待合作进程的一个消息 C. 它正等待分给它一个时间片 D. 它正等待进入内存 8、一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。 A.由就绪变运行 B.由运行变就绪 C.由阻塞变运行 D.由阻塞变就绪 9、下面关于线程的叙述中，正确的是（）。 A.不论是系统支持线程还是用户级线程，其切换都需要内核的支持。 B.线程是资源的分配单位，进程是调度和分配的单位。 C.不管系统中是否有线程，进程都是拥有资源的独立单位。 D.在引入线程的系统中，进程仍是资源分配和调度分派的基本单位。
2 . OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)0S作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)0S作为计算机系统资源的管理者；(3)0S实现了对计算机资源的抽象。 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。 11 . 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。 20 .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。 25 ?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。 第二章进程管理 2.画出下面四条语句的前趋图： S仁a : =x+y; S2=b : =z+1; S3=c : =a - b ; S4=w : =c+1; 7 ?试说明PCB的作用，为什么说PCB是进程存在的惟一标志？ 答：PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在 多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程 并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 11 .试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：(1)就绪状态T执行状态：进程分配到CPU资源;(2)执行状态T就绪状态：时间片用 完;(3)执行状态T阻塞状态：I/O请求;(4)阻塞状态T就绪状态：I/O完成. 19 ?为什么要在OS中引入线程? 答：在操作系统中引入线程，则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销，使OS具
操作系统第四版-课后习题答案
第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。
第一章：引论 1.系统调用与中断的概念。 作业题解 第一章引论 PE1-14. 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。 PE1-20. 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); // 从文件开头偏移量为3，此时将读写位置移到文件1，5，9，2的1处 Read(fd, &buffer, 4); 其中lseek调用寻找文件中的字节3.在读操作完成之后，buffer中的内容是什么？ 答：包含字节：1，5，9，2。 PE1-22. 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取或者写入。而且可以定位于任何块，并且开始读出或写入。这些对于字符特殊文件是不可能的。 PE1-29. 下面是单位转换练习： (a)一微年是多少秒？ (b)微米常称micron.那么gigamicron是多长？ (c)1TB存储器中有多少字节？ (d)地球的质量是6000 yottagram,换算成kilogram是多少？ 答：这些都可以直接转换： (a) micro year = 10-6X 365 X 24 X 3600 = 31.536 sec。 (b) 1km或者1000。 (c)有240字节，也就是1,099,511,627,776 字节。 (d)它是6 X 1024公斤。 第二章：进程与线程 1.进程的概念。 答：进程是对正在运行的程序的一个抽象。是容纳运行一个程序所需要的所有信息的容器。也可以说一个进程就是就是一个正在运行的实例。 2.进程的三种基本状态。 运行态（该时刻进程实际占用CPU）。 就绪态（可运行，但因为其他进程正在运行而暂时停止）。 阻塞态（除非某种外部事件发生，否则进程不能运行）。
“操作系统”复习提纲 2010-6-26 1.什么是操作系统？如何理解它的“机器扩展（extended machine）”和“资源 管理(resource management)”两个基本能力？ 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合 1、它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源 2、合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能 3、使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运 行 作为扩展机器的操作系统，为程序员隐藏硬件的实际细节，并提供一个可以读写 的、简洁的命名文件视图的程序。它还隐藏了大量与中断、定时器、存储管理以 及其他与底层特征有关的令人烦恼的细节。 作为资源管理者的操作系统，主要任务是记录使用资源的情况、对资源的请求进 行授权、计算使用费用，并且为不同的程序和用户协调互相冲突的资源请求。在 时间和空间上实现共享资源的复用。 2.中断发生时，操作系统底层的运行框架（Skeleton）？ 答：1）硬件压入堆栈技术器等 2）硬件从中断向量装入新的程序计数器 3）汇编语言过程保存寄存器值 4）汇编语言过程设置新的堆栈 5）C中断服务例程运行（典型的读和缓冲输入） 6）调度程序决定下一个将运行的进程 7）C过程返回至汇编代码 8）汇编语言过程开始运行新的当前进程。 3.什么是进程和线程，区别是什么？ 答：线程是在进程内用于调度和占有处理机的基本单位，它由线程控制表、存储线程上下文的用户栈以及核心栈组成。进程是程序的一次动态执行过程，它也是系统资源分配的基本单位，它能和其他进程并发执行。 线程与进程的主要区别：进程是资源管理的基本单位，线程只是处理机调度的基本单位。进程进行处理机切换和调度时间较长，而线程进行处理机切换和调度时间较短，不发生资源的变化。线程和进程一样，都有自己的状态，也有相应的同步机制，不过由于线程没有单独的数据和程序空间，因此线程没有挂起状态。进程的调度、同步机制大多数由操作系统内核完成，而线程的控制既可以由操作系统内核进行，也可以由用户控制进行。 4.针对如下的多线程Web Server代码，图式说明进程和线程的结构关系。
1.1什么是操作系统？用自己的话谈谈你对操作系统概念的认识与理解。 一、我的定义：计算机系统可分为四个部分：硬件、操作系统、应用程序和用户，操作系统是其中最重要的一部分。此外，操作系统也是系统软件中的第一软件。它管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源、合理的组织计算机工作流程，以便有效利用这个资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩充的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口作用。 操作系统在计算机系统中充当计算机硬件系统与应用程序之间的界面，所以，操作系统既面向系统资源又面向用户。面向系统资源，操作系统必须尽可能提高资源利用率；面向用户，操作系统必须提供方便易用的用户界面。 （1）系统方面：操作系统是对计算机资源管理；这些资源包括硬件和软件。操作系统向用户提供了高级而调用简单的服务，掩盖了绝大部分硬件设备复杂的特性和差异，使得用户可以免除大量的乏味的杂务，而把精力集中在自己所要处理的任务上。 （2）软件方面：操作系统是程序和数据结构的集合。操作系统是直接和硬件相邻的第一层软件，它是大量极其复杂的系统程序和众多的数据结构集成的。 （3）用户方面：操作系统是用户使用计算机的界，是用户与计算机硬件之间的接口，一般可以分为三种：命令方式，系统调用，图形界面。
二、它的功能：操作系统具有五大管理功能，即文件管理、存储管理、 信息管理、设备管理和处理机管理此外，操作系统还具有提供良好用户界面的功能，因为操作系统是计算机与用户之间的接口，最终是用户在使用计算机，所以它必须为用户提供一个良好的用户界面。用户界面的好坏是直接关系到操作系统能否得到用户认可的一个不容忽略的关键问题。界面主要有三种：命令界面、程序界面和图形界面。 1.文件管理 操作系统的文件管理子系统是最接近用户的部分，它给用户提供一个方便、快捷、可以共享、同时又提供保护的对文件的使用环境。 2.存储管理 存储管理涉及系统另一个紧俏资源——内存，它一方面要为系统进程及各个用户进程提供其运行所需要的内存空间，另一方面还要保证各用户 进程之间互不影响，此外，还要保证用户进程不能破坏系统进程，提供内 存保护。 3.信息管理 主要解决内存分配、保护和扩充的问题； 4.设备管理 主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作； 5.处理机管理 操作系统处理机管理模块的主要任务是确定对处理机的分配策略，实施对进程或线程的调度和管理。 三、它的种类：计算机上使用的操作系统的种类很多，但基本 类型可划分为三类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。此外还有网络操作系统、分布式操作系统、个人操作系统等等 四、它的特性：操作系统有以下五方面特性 1．可靠性
现代操作系统第二章进程与线程习题 1. 图2-2中给出了三个进程状态，在理论上，三个状态可以有六种转换，每个状态两个。但是，图中只给出了四种转换。有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个 A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。假设某个进程在I/O上阻塞，而且I/O结束，如果此时CPU空闲，该进程就可以从阻塞态直接转到运行态。而另外一种转换（从阻塞态到就绪态）是不可能的。一个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。只有运行的进程才能被阻塞。 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工作过程。 A: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将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。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。 3.当代计算机中，为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语言编写的 A：通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问是必需的。例如，中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务，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。（补充）主要是出于效率方面的考量。中断处理程序需要在尽量短的时间内完成所需的必要处理，尽量减少对线程/程序流造成的影响，因此大部分情况下用汇编直接编写，跳过了通用编译过程中冗余的适配部分。 4.中断或系统调用把控制转给操作系统时，为什么通常会用到与被中断进程的栈分离的内核栈 A：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，由于某些用户程序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其它进程的信息。 5.一个计算机系统的内存有足够的空间容纳5个程序。这些程序有一半的时间处于等待I/O的空闲状态。请问CPU时间浪费的比例是多少 A：^5 =%
注：标有“操作系统第二版中文版答案”的答案是从操作系统第二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
一、解释 1、分布式系统： 分布式系统是一些独立的计算机的集合，对该系统的用户来说，系统就像一台计算机一样，即：由大量CPU组成的计算机系统。这个定义有两方面的含义：第一，从硬件角度看，每台计算机都是自主的；第二，从软件角度看，用户将整个系统视为一台计算机。 2、微内核的主要任务 微内核具有更好的灵活性。主要提供四种服务： (1) 进程间的通信机制。 (2) 某些内存管理功能。 (3) 少量的低层进程管理和调度。(4) 低层输入和输出服务。 3、A TM对分布式系统的影响 A、延时：需要新的协议和系统结构处理 B、流量控制：信元淹没 C、阻塞控制：防止数据丢失 4、原子事务的基本特性 事务具有四个重要特性： （1）原子性(Atomic)：对外界来说，事务的发生是不可分割的 （2）一致性(Consistent)：事务不会破坏系统的恒定 （3）独立性(Isolated)：并发的事务不会互相干扰 （4）持久性(Durable)：一旦事务提交，所做的改变永远有效 5、并行透明性 并行透明性就是系统的活动可以在用户没有感觉的情况下并行发生（同时发生），即整个分布式并行服务器在用户看起来就像一个传统的单处理机分时系统。 6、请说出微内核优于单内核的两个优点 答：（1）微内核系统具有高度的模块化，对于每一个服务都有一个定义好的借口，每一
个服务程序对所有客户来说都是可以访问的，且和位置无关。 （2）微内核系统具有很高的灵活性，易于实现、安装和调试新的服务程序，因为增加或者改变一个服务程序不需要像有一个单内核那样停止系统和启动一个新的内核。 二、计算题 1、一个A TM系统以OC-3的速率传递信元，每个包48字节长，刚好放进一个信元， 一个中断耗时1μs，CPU用于中断处理的时间是多少？如果包长是1024字节呢？ 答：OC-3的数据传输速率为155.520Mbps，由题意可知，一个信元是48字节。可得每秒传递包（信元）的数目为：（（155.520*1024*1024）bps/8）/53=384609.76每进入一个包产生一次中断，一个中断耗时1μs，一秒内共产生384609.76个中断。CPU用于中断处理的时间是：1*10-6s*384609.76≈0.38s。 如果包长是1024字节，一个包可拆分为22个信元。每秒传递包的数目为：384609.76/22≈17482 CPU用于中断处理的时间是：1*10-6s*17482≈0. 017s. 2、假设一个空RPC(0字节数据)需时间1.0ms，每增加1k数据，时间增加1.5ms。如 果要从文件服务器读32k的数据，请计算一次读取32k数据的RPC所需的时间和 32次读取1k数据的RPC所需的时间？ 解(1)由题知我们记一次读取32k数据的RPC所需的时间记为T则T=1.0+32*1.5=49ms。故一次读取32k数据的RPC所需的时间是49ms。 (2)32次读取1k数据所需的时间记为T1 则T1=32*(1.0+1.5)=80ms, 故32次读取1k所需的时间为80ms。 3、考虑一个分布式系统中的两台机器。这两台机器的时钟假设都每毫秒滴答1000次， 但实际上只有一个是这样，而另一个一毫秒仅滴答990次，如果UTC每分钟更新一 次那么时钟的最大偏移量将是多少？ 答：第二个时钟每秒滴答990,000次，每秒提供了一个10毫秒的误差，这个误差在一分钟已增加到600毫秒。 4、如果要求的数据在缓存中，收到任务请求，分配这个工作，并做相应的处理需要15 毫秒；如果要进行磁盘读写，并且进行读写占用1/3的时间，则需要多使用75毫