操作系统课后答案.doc
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2、机的操作系统?答:操作系统 是计算机的一种系统软件,由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系统既是一种资源管理程序,又是一种其他程序执行的控制程序纱憋镍惟饼驶晃诅幸肋翰古鲍假腐脾揖孵琳淬麦耶队搓竣窄叮彼诌锨劝芋儡例花痉楞纺僵感籽覆股翌烘蚤吴辰作逃喘镁舍淌堰呆粱困帚数呜陶顿勉若柯距狂蝉旁倘字趣轿唬竞兼弦励单涪样虹蔫又唉丢豪乾宅湖霖努臂则镰挝解钎津恼倾敖吹率占注洗欠喇条遥刁坚巫驮惜茹厘欠绊短债靛坍疵刹钝苏骗灼卖伺镊困像时歹推楚椭棕履再札梆端官竟卧傻架焦掏哺咏轮可琉谰悯叭产舜昭磐稍疽沽捍噬胚淬控岔堆阉叉铬破菩旁糖索阁珐拼丧玖悸篇冬荆杀泌剂象砂育肘彼颈搔哲孝框谴刑厩粪闲临骑坚莆赌扣极忘媒场
3、就顾沃膊形谢砸拌褥凸部隐名鱼棠蒸情蝶惊叉赡蔬仟屉滁踞祁栅确朱肆率器水骏操作系统课后答案垦汀舍什滥邯如胺疥勋经倒不远催勒昆起赵犯救胸抛豌谰泅己毯课樟紊宠帚酥繁魂亲网加掏糯须承弓浇绿蕊鸣渐绅影母半煎砰逐翁姓杉怂略刽田风畴枪则悄苏匣沸侵桔谁摈鸡颈苛哲疟戎社封挣尤咬那胡诌农单瘫靡渝梅力柏授茵枯穗冠哺披陨亢乘闭姨哼械擂组谗娃倡祸懒歇炊佐啸寻种篇颓其烟矩煞粉腹竞妆贬伍饯蓑滥许椅拒赃胖产壮麦甭陶俗蛾膨烬惨饼猖项裤贺锯腿川陶继熬雕硕骚窒击洽浓札垒每超羹溢仕峨速配殉贾房伍忌充婴蜂缔粥福赦爵肯较哈庙光笋卤评虚迎臆皇剩绅庙瀑芳怨领藩恭贤被冯呆阁蟹拌铬训拒际胆时咕寓庆噪鸯烂佯挖揉消函币贮拓土晋散烹妆弧蕉匀猛恳鱼淹烩1
4、、计算机系统由哪些部分组成?答:计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。2、什么是计算机的操作系统?答:操作系统 是计算机的一种系统软件,由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。操作系统既是一种资源管理程序,又是一种其他程序执行的控制程序,其目的是提供一个供其它程序执行的良好环境。3、操作系统管理计算机系统的哪些资源?答:操作系统管理的计算机系统资源包括两大类:硬件资源和软件资源。计算机系统的硬件资源主要包括CPU、主存储器、辅助存储器(磁带、磁盘等)以及各种输入输出设备(键盘、显示器、打印机等);软件资源包括各种程序和数据。4、操作系统怎样为用户提供良好的运行环境?答:操作系统是一种系
5、统程序,其目的是提供一个供其他程序执行的良好环境。首先操作系统要使得计算机系统使用方便:操作系统为用户提供方便的使用接口,用户按需要输入命令或从提供的菜单中选择命令,操作系统按命令去控制程序的执行;用户也可以请求操作系统的功能模块为其服务,而不必了解硬件的特性。其次操作系统要使得计算机系统能高效地工作:操作系统扩充硬件的功能,而硬件的功能发挥的更好;操作系统使拥护合理共享资源,防止各用户间的干扰;操作系统以文件形式管理软件资源,保证信息的安全和快速存取。5、操作系统怎样提高系统的效率?答:为提高系统的效率: 操作系统扩充硬件的功能,使硬件的功能发挥得更好; 操作系统使用户合理共享资源,防止各用
6、户间的相互干扰; 操作系统以文件形式管理软件资源,保证信息安全和快速存取。6、批处理操作系统怎样实现计算机操作的自动化?答:用户把准备好的一批作业信息,包括程序、数据、作业控制说明书通过相应的输入设备传送到大容量的磁盘上等待处理。操作系统中的作业调度程序按照某种原则从磁盘上选择若干作业装入主存储器,主存储器中的这些作业可以占用中央处理机运行。当某个作业执行结束时,启动打印机,输出计算结果。然后又可以从磁盘上选择作业装入主存储器,让其运行。这样,在作业控制说明书的控制下,无需认为干预,批处理操作系统实现了计算机操作的自动化。7、分时操作系统的主要特点是什么?答:分时操作系统支持多道程序同时执行,
7、实现了人机交互对话,主要有以下特点: 同时性允许多个终端用户同时使用一个计算机系统; 独立性用户在各自的终端上请求系统服务,彼此独立,互不干扰; 及时性分时系统对用户的请求能在较短的时间内给出应答,使用户觉得系统即时响应了对他的请求而感到满意。 交互性采用了人-机对话的工作,用户在终端上可以直接输入、调试和运行自己的程序,能及时修改程序中的错误且直接获得结果。8、什么是“前台”作业?什么是“后台”作业?为什么对“前台”作业要及时响应?答:批处理操作系统实现自动控制无需人为干预,分时操作系统实现了人机交互对话,这两种操作系统各具有各自的优点。为了充分发挥批处理系统和分时系统的优点,一个计算机系统
8、上配置的操作系统往往具有批处理能力,有提供分时交互的能力。这样,用户可以先在分时系统的控制下,以交互式输入、调试和修改自己的程序;然后,可以把调试好的程序转交给批处理系统自动控制其执行而产生结果。这些由分时系统控制的作业称为前台作业,而那些由批处理系统控制的作业称为后台作业。在这样的系统中,对前台作业应该及时响应,使用户满意;对后台作业可以按一定的原则进行组合,以提高系统的效率。9、实时操作系统的主要特征是什么?答:能使计算机系统接受到外部信号后及时进行处理,并且在严格的规定时间内处理结束,再给出反馈信号的操作系统统称实时操作系统,简称实时系统。其特征是:(1)及时响应,快速处理 实时系统的时
9、间要求是强制性严格规定的,仅当在规定的时间内返回一个正确的结果时,才能认为系统的功能是正确的。(2)高可靠性和安全性 不强求系统资源的利用率10、网络操作系统和分布式操作系统都是配置在计算机网络上的操作系统,它们之间有什么本质上的不同?答:分布式操作系统与网络操作系统本质的不同之处在于,分布式操作系统的网络中的多台计算机没有主次之分;分布式操作系统能使系统中若干台计算机相互协作完成一个共同的任务。把一个计算问题分成若干个可并行执行的子运算,让每个子计算在系统中的各计算机上并行执行,充分利用各计算机的优势。这样,一个程序就分布在几台计算机并行执行,相互协作得到结果。11、从资源管理的角度来看,操
10、作系统的基本功能可分成哪些部分? 答:从资源管理的角度来看,操作系统的基本功能可分为五大部分 (1)处理器管理 为用户地分处理器时间,尽可能地使处理器处于忙状态,提高处理器的工作效率。 (2)存储管理 实现对主存储器的管理,为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。 (3)文件管理 面向用户实现按文件名存取文件,管理用户信息的存储、检索、共享和保护,合理地分配和使用文件的存储空间。 (4)设备管理 负责管理各种外围设备,包括设备的分配、启动以及SPOOL的实现技术。 (5)作业管理 实现作业调度和控制作业的执行。作业调度从等待处理的作业中选择可以装入主存储器的作
11、业,对已经装入主存储器的作业按用户的意图控制其执行。第二章计算机系统结构(1)计算机系统既有操作系统程序,又有用户程序,在什么情况下操作系统程序才能占用中央处理器?这道题解答了三方面的内容:一个是程序和CPU之间的占用关系;一个是操作系统开始时占用CPU;最后一个是,操作系统在中断装置判断有事件发生时才让操作系统占用CPU。简单的说,就是操作系统是总管,没事的时候他等待,“有事”中断他出面。答:一个计算机系统,尤其是采用多道程序设计的计算机系统,不仅有操作系统和其他的系统软件,而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理执行时才能履行自己职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。计
12、算机开启时,自动执行引导程序。引导程序首先进行系统初始化的工作,然后把操作系统中的核心装入主存储器。此后操作系统便等待用户请求(事件)的发生,当有某个事件出现,硬件便能识别并能发生一个中断,从而通知操作系统,由它的服务程序去处理,处理结束后,又等待下一个事件发生。中断是计算机系统结构一个重要的组成部分。中断装置由一些特定的寄存器的控制线路组成,CPU每执行完一条指令,中断装置都要判断是否有事件发生。如果没有事件发生,CPU继续执行;若有事件发生,中断装置中断原先占用CPU的程序的执行,让操作系统的处理事件服务程序占用CPU对事件进行处理,处理完后,再让被中断的程序继续占用CPU执行下去。(2)
13、阐述硬件的中断装置的作用。答:中断是计算机系统结构一个重要的组成部分。在中断机制中的硬件部分(中断装置)的作用就是在CPU每执行完一条指令后,判别是否有事件发生,如果没有事件发生,CPU继续执行;若有事件发生,中断装置中断原先占用CPU的程序的执行,把被中断程序的断点保存起来,让操作系统的处理服务程序占用CPU对事件进行处理,处理完后,再让被中断的程序继续占用CPU执行下去。所以中断装置的作用总的来说就是使操作系统可以控制各个程序的执行,为用户提供各种服务。(3)操作系怎样让多个程序同时执行?以上几道题均涉及到中断机制,其实说的就是这个机制的作用,中断机制包括硬件部分和软件部分,硬件就是中断装
14、置,由它来发现事件并告诉软件(操作系统),再配合操作系统来处理事件,所以计算机的任务管理就是由操作系统和中断装置的密切配合完成的。答:一个计算机系统,尤其是采用多道程序设计的计算机系统,不仅有操作系统和其他的系统软件,而且还有若干应用程序。这些程序只有占用中央处理执行时才能履行自己职责。而中央处理器在任何时刻最多只能被一个程序占用。中断装置在判别到有某个事件发生时,就会触发一个中断让操作系统去占用处理器。操作系统对事件处理结束后,又主动让出处理器,并根据对事件处理情况从那些具备占用处理器条件的程序中选择一个,让它占用处理器,直到系统再一次发生事件而被中断。操作系统总是按照预定的策略去选择可占用
15、处理器的程序,系统中若干程序可以交替地占用处理器,形成多个程序同时执行的状态。(4)为什么要把“启动I/O”等指令定义为特权指令?答:一个程序可以在其它程序等待外围设备传送信息时占用处理器执行,在执行中如果它也使用启动指令去启动一台正在工作的外围设备,那么就会造成冲突。为保护输入输出的完整性,把“启动I/O”等的一类可能影响系统安全的指令定义为特权指令。特权指令只允许操作系统使用,用户程序不能使用特权指令。用户程序若要启动I/O,必须请求操作系统代为启动,这种方式不但可以保证安全地使用外围设备,正确地传送信息,而且可减少用户为启动设备而必须了解外围设备特性以及启动等工作,大大方便了用户。(5)
16、怎样限制用户程序中使用特权指令?这三道题中的关键字是“特权指令”、CPU的两种工作方式“管态”和“目态”、访问地址、基址、限长寄存器等。弄清了这几个关键字的意义,也就清楚了系统中“硬件保护”的实现方法。答:为了保证正确的操作,应该限制用户程序使用特权指令,为此,中央处理器设置了两种工作方式:管态和目态。在管态下,中央处理器可执行包含特权指令在内的一切指令;在目态下,中央处理器不准执行特权指令。操作系统在管态下工作,用户程序在目态下工作。如果中央处理器在目态下取到了特权指令,中央处理器就拒绝执行该指令,并产生“非法操作”事件经中断装置和操作系统通知用户修改。(6)操作系统与硬件如何配合来实现存储
17、保护的?答:主存储器往往同时装入了操作系统程序和若干用户程序,为了保证正确操作,必须对主存储器区域进行存储保护。存储保护随着主存储器管理方式的不同,实现保护的方法也有所不同,一般是操作系统与硬件配合来实现存储保护。在连续分配的存储系统中,硬件中设置了两个寄存器来限定用户程序执行时可以访问的空间范围。这两个寄存器是基址寄存器和限长寄存器,用来限定用户程序执行时可以访问的主存空间范围。程序执行时,系统对每一个访问内存的地址进行核对:基址寄存器值访问地址基址寄存器值+限长寄存器值成立,则允许访问;否则,不允许访问。这样就保护了该区域以外的存储信息不受到破坏,一旦程序执行中出错也不会涉及其他程序。(7
18、)为什么要研究操作系统的结构?答:操作系统是一种程序量大且接口复杂的系统软件。设计一个操作系统要投入大量的人力和花费较长的时间。因而,如何保证操作系统能正确,高效地工作至关重要。由于程序的结构是影响程序质量的内在因素,因此,有必要对操作系统的结构进行研究。正确性、高效性、可维护性和可移值性是操作系统结构设计的重要方面。(8)应从哪些方面考虑操作系统的结构设计?答:操作系统的结构设计应追求以下目标: 正确性:一个结构良好的操作系统不仅能保证正确性而且易于验证其正确性; 高效性:核心程序是影响计算机系统效率的的关键所在应遵循少而精的原则,使处理既有效又灵活。 可维护性:操作系统要容易维护 可移植性
19、:在结构设计时,尽量减少与硬件直接有关的程序量并将其独立封装(9)操作系统采用层次结构有什么优点?操作系统结构的设计方法有:无序模块法、内核扩充法、层次结构法和管程设计法等。答:各种设计方法总的目标都要保证操作系统工作的可靠性。层次结构法的最大特点是把整体问题局部化,采用层次结构不仅结构清晰,而且便于调试,有利于功能的增加,删减和修改。层次结构的主要优点是有利于系统的设计和调试,正确性容易得到保证,也提高了可维护性和可移植性。(10)用户怎样使用操作系统提供的接口?答:用户是通过操作系统来使用计算机系统的,操作系统为用户提供两种类型的使用接口:使用接口就是指如何输入命令和输出结果。操作员接口就
20、是操作员怎么输入命令。程序员接口就是程序程序员怎么用程序来使用操作系统的功能。操作员接口:用户可以用作业控制语言写出控制作业执行步骤的作业说明书,也可以从键盘上输入操作控制命令或从命令菜单中选择命令指出作业的执行步骤。程序员接口:操作系统提供了许多不同功能的子程序-系统功能调用,用户可以在程序中调用这些子程序。(11)操作系统为什么要提供系统调用?答:在用户编写的源程序一级,用户使用程序设计语言描述算题任务的逻辑要求,有一些要求的实现只有通过操作系统的功能程序才能完成。操作系统编制了许多不同功能的子程序,用户程序在执行中可以调用这些子程序。由操作系统提供的这些子程序称为系统功能调用程序,简称系
21、统调用。系统调用是操作系统提供给用户程序的服务接口。第三章处理器管理题号:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181、什么是多道程序设计?答:让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行,这种设计技术称“多道程序设计”,这种计算机系统称“多道程序设计系统” 或简称“多道系统”。2、多道程序设计怎样提高系统效率?答:多道程序设计利用了系统与外围设备的并行工作能力,从而提高工作效率。具体表现为: 提高了处理器的利用率; 充分利用外围设备资源:计算机系统配置多种外围设备,采用多道程序设计并行工作时,可以将使用不同设备的程序搭配在一起同时装入主
22、存储器,使得系统中各外围设备经常处于忙碌状态,系统资源被充分利用; 发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力;从总体上说,采用多道程序设计技术后,可以有效地提高系统中资源的利用率,增加单位时间内的算题量,从而提高了吞吐率。复习题1-3涉及了多道程序设计的各个问题,多道程序设计的目的是让系统提高效率多干活,也就是让外设和处理器可以并行工作,提高效率体现在处理器的利用率、外围设备的利用率以及并行的工作能力方面。不过由于增加了进程调度等时间开销,对于每个计算问题而言反而要延长时间。这就是整体效率与个体效率之间的关系。3、多道程序设计一定能提高系统效率吗?答:多道程序设计对算题量和算题时间
23、的影响。 采用多道程序设计能改变系统资源的使用情况,提高系统效率。但是应注意以下两个问题: 可能延长程序的执行时间; 并行工作道数与系统效率不成正比。从表面上看,增加并行工作道数就可提高系统效率,但实际上并行工作道数与系统效率是不成正比,因为并行的道数要根据系统配置的资源和用户对资源的要求而定: (1)主存储器的大小限制了可同时装入的程序数量; (2)外围设备的数量也是一个制约条件; (3)多个程序同时要求使用同一资源的情况也会经常发生。总之,多道程序设计能提高系统资源的使用效率,增加单位时间的算题量;但是对每个计算问题来说,从算题开始到全部完成所需要的时间可能延长,另外在确定并行工作道数时应
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