操作系统原理与实践教程习题答案x

第 1 章 操作系统概论 (1)试说明什么是操作系统，它具有什么特征？其最基本特征是什么？ 解： 操作系统就是一组管理与控制计算机软硬件资源并对各项任务进行合理化调度， 了各种便于用户操作的工具的软件层次。 现代操作系统都具有并发、 共享、虚拟和异步特性， 其中并发性是操作系统的最基本特征， 也是最重要的特征，其它三个特性均基于并发性而存在。 (2)设计现代操作系统的主要目标是什么？ 解： 现代操作系统的设计目标是有效性、方便性、 开放性、可扩展性等特性。其中有效性指 且附加 的是 OS 应能有效地提高系统资源利用率和系统吞吐量。 方便性指的是配置了 OS 后的计算机应该 更容易使用。这两个性质是操作系统最重要的设计目标。开放性指的是 OS 应遵循世界标准规范， 如开放系统互连 OSI 国际标准。可扩展性指的是 OS 应提供良好的系统结构，使 得新设备、新功能和新模块能方便地加载到当前系统中，同时也要提供修改老模块的可能， 这种对系统软硬件组成以及功能的扩充保证称为可扩展性。 (3)操作系统的作用体现在哪些方面？ 解： 现代操作系统的主要任务就是维护一个优良的运行环境， 户操作的方便性。 因此操作系统的基本功能应包括处理器管理、 统还需要提供一个友好的人机接口。在互联网不断发展的今天， 以便多道程序能够有序地、高 并保证用效地获得执行， 而在运行的同时，还要尽可能地提高资源利用率和系统响应速度， 存储器管理、 设备管理和文 操作系统中通常还具备基本 件管理。此外，为了给用户提供一个统一、方便、有效的使用系统能力的手段，现代操作系 的网络服务功能和信息安全防护等方面的支持。 (4)试说明实时操作系统和分时操作系统在交互性、及时性和可靠性方面的异同。 解： 交互性：分时系统能够使用户和系统进行人 - 机对话。实时系统也具有交互性，但人 与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。 及时性：分时系统的响应时间是以人能够接受的等待时间为标准，而实时控制系 统对响应时间要求比较严格， 它是以控制过程或信息处理中所能接受的延迟为标准。 可靠性：实时系统要求系统可靠性要比分时系统高。在实时系统中往往采用多级 容错措施来保证系统的安全及数据的安全。 (5)试比较分布式操作系统和网络操作系统的异同。 解： 它们的区别在于：分布式操作系统的设计思想和网络操作系统是不同的，这决定了它们 在结构、 工作方式和功能上也不同。网络操作系统要求网络用户在使用网络资源时首先必须 了解网络资源， 网络用户必须知道网络中各个计算机的功能与配置、 构等情况， 在网络中如果用户要读一个共享文件时， 网络资源，并且调度过程是“透明”的。 (6)什么是操作系统虚拟机结构？它有什么好处？ 机的哪一个目录下；分布式操作系统是以全局方式管理系统资源的， 软件资源、 网络文件结 它可以为用户任意调度 用户必须知道这个文件放在哪一台计算 解： 虚拟机结构OS 最初是为了满足用户对分时系统的需求而出现的。 虚拟机监控器 (virtual machine monitor) VM/370 的核心程序为 ，它运行于裸机之上并提供多道程序功能。该系 统向上层提供多个对裸机硬件精确复制的虚拟机，这些复制品均包含核心态、用户态、 处理、中断以及其它真实机器所应该具有的全部功能。 这样做的好处是凡是能在一台物理裸机上运行的操作系统均可以出现在一个特定虚拟 机上，分配给各用户的不同虚拟机上可以随用户的个人爱好和操作习惯不同而采用不同的 操作系统。在用户看来就是直接在自己独享的一台裸机上工作。 (7)试说明客户机 / 服务器结构的操作系统为什么获得广泛应用。 解： 客户机 / 服务器结构的操作系统具有不同于传统集中式 网络时代大为流行。主要原因有以下几点： 1. I/O OS 的一系列独特优点， 使得其在 该系统的数据可以进行分布式处理和存储。客户机本身均具有一定的处理能力，部 以 分数据处理和存储工作可由本地客户机完成，减少了服务器机的任务量。 2.对于重要数据， 可以将其放在受到严密保护的服务器所在的局域网内集中管理， 便保证数据安全。 / 服务器机类型可选范围很大。3.C/S 结构有较好的灵活性和可扩充性，客户机 4.易于修改用户程序。对客户机的修改和增删很方便，甚至可以由用户自行进行。 (8)处理机管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 处理机的管理功能主要体现在创建、撤销进程，并按照一定的算法为其分配所需资源， 同时还要管理和控制各用户的多个进程协调运行， 确保各个进程可以正确的通信。 在多道程序 OS 中，这些管理功能最终通过对进程的控制和管理来实现，而在具有线程机制的 OS 中， 这些功能的实现还依赖于对线程的管理和控制。 (9)存储器管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 操作系统所管理的存储器包括内存、外存等，因此存储器管理的主要任务就是将各种存 同时还要兼顾内存利用率、逻辑上扩充内储器件统一管理， 保证多道程序的良好运行环境， 存的需求以及用户的感受，提供优良的控制、存取功能，为用户提供操控存储器的手段。 为实现上述要求，存储器管理应具有内存分配、内存回收、内存保护、 等功能。 (10) 文件管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 地址映射和虚拟内存 其主要功能就是管理外存上的静态文件， 机制还要能有效管理外存空闲区域， 提供存取、 共享和保护文件的手段，以方便用 文件管理户使用， 同时禁止无权限用户对他人资源的误访问或有权限用户对资源的误操作。 根据文件的大小为其分配和回收空闲区。 对响应时间的要求，文件管理机制还应实现目录管理， 可或缺的组成部分。 (11)设备管理有哪些主要功能？请简要描述。 解： 设备管理的主要作用是使用统一的方式控制、 理功能主要体现在：接收、分析和处理用户提出的 时还要做到尽量提高 管理和访问种类繁多的外围设备。 I/O 请求，为用户分配所需 为了满足用户 以便快速地定位文件。文件管理机制 OS 不能有效保护文件安全，提高资源利用率，为用户提供快速检索和使用文件的手段，是 设备管 I/O 设备， 同 CPU 和 I/O 设备利用率、 I/O 处理效率，为用户提供操控I/O 设备的便 捷界面和手段。 根据设备管理模块的功能要求，可以将其功能分为设备分配、缓冲管理、设 备处理、虚拟设备等。 第 2 章操作系统的界面 (1)请说明系统生成和系统引导的过程。 解： 系统的生成过程： 当裸机启动后， 会运行一个特殊的程序来自动进行系统的生成 生成系统之前需要先对硬件平台状况进行检查，或者从指定文件处读取硬件系统的配置信 息，以便根据硬件选择合适的操作系统模块组，比较重要的信息通常有： 小、当前关联设备的类型和数量以及操作系统的重要功能选项和参数。 系统生成程序就可以正确地生成所需的操作系统。 系统引导的过程： 系统引导指的是将操作系统内核装入内存并启动系统的过程。 括初始引导、内核初始化、全系统初始化。初始引导工作由 初始化基本输入输出设备，载入操作系统内核代码等工作。 主要包 （安装）， CPU 类型、内存大 按照这些信息的指示， BIOS 完成， 主要完成上电自检， 内核被载入内存后，引导程序将 CPU 控制权