操作系统教程与实验课后答案全解析

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"《操作系统教程与实验》课后答案,包含清华大学出版社出版的该教材的课后习题解答,涵盖操作系统的基本概念、类型特点、系统效率、多道程序设计技术、操作系统特征等内容,以及处理机状态的相关知识。" 在计算机科学领域,操作系统是至关重要的组成部分,它管理和协调计算机的硬件和软件资源,确保系统的高效运行和用户友好的交互。《操作系统教程与实验》的课后答案深入浅出地讲解了操作系统的核心概念。 首先,操作系统定义为管理计算机硬件和软件资源、控制并发活动、提供用户界面的大规模软件系统。它的宗旨在于提高资源利用率,同时为用户提供便捷的操作环境。例如,操作系统允许用户通过图形用户界面(GUI)或命令行接口(CLI)来执行任务,而无需直接操作底层硬件。 接着,课后答案提到了三种主要的操作系统类型:批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。批处理系统适合大规模数据处理,用户提交作业后离线执行;分时系统允许多个用户同时在线交互使用计算机;实时系统则强调响应速度和确定性,用于控制设备或处理即时数据。 关于系统效率,不同操作系统有不同侧重点。例如,实时操作系统更注重系统的可靠性和安全性,而非单纯的效率。在某些情况下,保证任务的及时完成比提高整体性能更为重要。 多道程序设计技术是操作系统中的关键概念,它允许内存中同时存在多个程序,这些程序在操作系统的调度下交替执行,形成了宏观上的并行性。这种技术提高了系统的资源利用率和吞吐量,但同时也引入了处理并发执行带来的同步和通信问题。 操作系统的主要特征包括并发性和资源共享。并发性意味着多个任务可以同时进行,而资源共享则允许不同的程序访问同一硬件或软件资源。这些特征源于多道程序设计,它们使得操作系统能够有效地管理多个并发活动,确保资源的有效分配和保护。 处理机的态管理是操作系统中的另一个重要方面。通常,处理机至少需要分为用户态和核心态两种,以防止用户程序对操作系统造成破坏。Pentium系列处理器通过硬件机制实现这两种态的区分,当执行用户程序时,处理器处于用户态,访问受限指令会引发异常;而在核心态下,处理器可以执行所有指令,以便操作系统执行关键操作。 《操作系统教程与实验》的课后答案涵盖了操作系统的基础理论和实践应用,对于理解和掌握操作系统原理及其实现具有很高的价值。通过学习这些知识点,学生能更好地理解操作系统如何在计算机系统中起到关键作用,并为后续的系统编程和优化打下坚实基础。
2013-03-21 上传
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 3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象? 答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么? 答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展: (1)不断提高计算机资源的利用率; (2)方便用户; (3)器件的不断更新换代; (4)计算机体系结构的不断发展。 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。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么? 答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。