操作系统第五章课后题答案

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课本课后题部分答案

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

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；

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。

通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。

处理机调度：

（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？

北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48

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《计算机操作系

第五章 复习题

一、单项选择题

1. 文件按用途分类，不包括（ D ）。

A. 系统文件 B. 库文件 C. 用户文件 D. 档案文件

2. 一种既方便顺序存取又适合随机存取的文件存储结构是（ C ）。

A. 顺序文件 B. 链接文件 C. 索引文件 D. 串联文件

3. 若把文件以顺序结构的方式存放到磁盘上，则存在的缺点是（ B ）。 A. 目录结构复杂 B. 磁盘空间利用率低 C. 计算地址困难 D. 读写速度低

4 磁带上的每个文件组成部分不包括（ C ）。

A. 文件头标 B. 文件信息 C. 文件正文 D. 文件尾标

5. 文件的信息按逻辑上独立的含义划分信息单位后就构成了记录式文件，这种划分信息的

工作是（ A ）时完成的

5.10 假设对指令Cache的访问占全部访问的75%；而对数据Cache的访问占全部访问的25%。Cache的命中时间为1个时钟周期，失效开销为50 个时钟周期，在混合Cache中一次load或store操作访问Cache的命中时间都要增加一个时钟周期，32KB的指令Cache的失效率为0.39%，32KB的数据Cache的失效率为4.82%，64KB的混合Cache的失效率为1.35%。又假设采用写直达策略，且有一个写缓冲器，并且忽略写缓冲器引起的等待。试问指令Cache和数据Cache容量均为32KB的分离Cache和容量为64KB的混合Cache相比，哪种Cache的失效率更低？两种情况下平均访存时间各是多少？

解：（1）根据题意，约75%的访存为取指令。 因此，分离Cache的总体失效率为：（75%×0.15%）＋（25%×3.77%）＝1.055%； 容量为128KB的混合Cache的失效率略低一些，只有0.95%。 （2）平均访存时间公式可以分为指令访问和数据访问两部分：

平均访存时间＝指令所占的百分比×（读命中时间＋读失效率×失效开销）＋ 数据所占的百分比×（数据命中时间

第五章 复习题

一、单项选择题

1. 文件按用途分类，不包括（ D ）。

A. 系统文件 B. 库文件 C. 用户文件 D. 档案文件

2. 一种既方便顺序存取又适合随机存取的文件存储结构是（ C ）。

A. 顺序文件 B. 链接文件 C. 索引文件 D. 串联文件

3. 若把文件以顺序结构的方式存放到磁盘上，则存在的缺点是（ B ）。 A. 目录结构复杂 B. 磁盘空间利用率低 C. 计算地址困难 D. 读写速度低

4 磁带上的每个文件组成部分不包括（ C ）。

A. 文件头标 B. 文件信息 C. 文件正文 D. 文件尾标

5. 文件的信息按逻辑上独立的含义划分信息单位后就构成了记录式文件，这种划分信息的

工作是（ A ）时完成的

第六章

1．何谓数据项、记录和文件？

答：①数据项分为基本数据项和组合数据项。基本数据项描述一个对象某种属性的字符集，具有数据名、数据类型及数据值三个特性。组合数据项由若干数据项构成。 ②记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象某方面的属性。 ③文件是具有文件名的一组相关信息的集合。

2．文件系统的模型可分为三层，试说明其每一层所包含的基本内容。 答：第一层：对象及其属性说明（文件、目录、硬盘或磁带存储空间）；

第二层：对对象操纵和管理的软件集合（I/O控制层即设备驱动程序、基本文件系统即物理I/O层、基本I/O管理程序或文件组织模块层、逻辑文件系统层） 第三层：文件系统接口（命令接口/图形化用户接口与程序接口）。 3．试说明用户可以对文件施加的主要操作有哪些？

答：用户通过文件系统提供的系统调用对文件实施操作。

（1）基本文件操作：创建、删除、读、写、截断、设置读/写位置等； （2）文件打开和关闭操作：第一步通过检索文件目录找到指定文件属性及其在外存上位置；第二步对文件实施读写等相应操作。

（3）其他文件操作：一是文件属性操作；二是目录操作；三是文件共享与文件系统操作的系统调用实现等。

4．何谓逻辑文件？何谓物理文件？

答：逻辑文件

第一章

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。

1.4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。

1.10中断（interupt）的目的是什么？陷阱（trap）与中断的区别是什么？陷阱可以被用户程序（user program）有意地的产生吗？如果可以，那目的是什么？ Answer: 中断是一种在系统内硬件产生的流量变化。中断操作装置是用来处理中断请求；然后返回控制中断的上下文和指令。陷阱是软件产生

《操作系统教程》习题讲解

绪论

1.什么是计算机系统？计算机系统是怎么构成的？了解PC的组成情况，说明：1）硬件 组织的基本结构，画出硬件配置图；2）主要系统软件和应用软件（若有的话）他们的作 用。

答：计算机系统就是按照人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出 结果信息的系统。

计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。 计算机系统的构成包括：如图 1.2 计算机硬件系统的构成：如图 1.4

2.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？ 答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。

3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。 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。

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，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，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安全高效地运行 4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。 答：你能用用操作系统管理很多资源

5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？

答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控

第2章 习题答案

2-9.

(1) x<=3 运行顺序为 Px，P3，P5，P6，P9

T=(x+(x+3)+(x+3+5)+(x+3+5+6)+(x+3+5+6+9))/5=x+9.6 (2) 3<x<=5 运行顺序为 P3，Px，P5，P6，P9

T=(3+(3+x)+(3+x+5)+(3+x+5+6)+(3+x+5+6+9))/5=0.8x+10.2 (3) 5<x<=6 T=0.6x+11.2 (4) 6<x<=9 T=0.4x+12.4 (5) 9<x T=0.2x+14.2

2-12．计算采用FCFS、SJN、RHN的平均周转时间和平均带权周转时间：

各作业的周转时间Ti和平均周转时间T： T1=10.0-8.00=2.0 T2=11.2-9.00=2.2 T3=11.7-9.5=2.2 T4=12.0-10.2=1.8

T=(T1+T2+T3+T4)/4=(2.0+2.2+2.2+1.8)/4=8.2/4=2.05 各个作业的平均带权周转时间W计算如下：

W=(2/2+2.2/1.2+2.2/0.5+1.8/0.3)=(1+1.83+4.4+6)/4=3.3

第五章 习题与思考题

◆◆ 习题 5-1 图P5－1是集成运放BG303偏置电路的示意图，已知VCC=VEE=15V，偏置电阻R=1MΩ(需外接)。设各三极管的β均足够大，试估算基准电流IREF以及输入级放大管的电流IC1、IC2。 解：VT4、VT3、R组成镜像电流源，流过R的基准电流IREF为： IREF?VCC?VEE?UBE15?15?0.7??A?29.3?A

R1 IC3?IREF11?2足够大??????IC3?IREF?29.3?A

?129.3IC3??A?14.7?A 22 VT1、VT2为差分对管，则有： IC1?IC2?本题的意图是理解镜像电流源的工作原理和估算方法。

◆◆ 习题 5-2 图P5－2是集成比较器BG307偏置电路的示意图。已知VEE=6V，R5=85Ω，R6=68Ω，R7=1.7kΩ。设三极管的β足够大，试问VT1、VT2的静态电流IC1、IC2为多大？ 解：

VT5、VT6为核心组成比例电流源，其基准电流IR7为：

IR7?0?2UBE?(?VEE)0?2?0.7?6?A?2.6mA

R6?R768?1700R6R68IC6?6IR7?(?2