西电操作系统课后习题详解

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"西电计算机操作系统课后题答案,涵盖了操作系统的基本概念、主要目标、功能模块,以及进程管理的相关知识,适合学习者对照课本进行复习和理解。" 操作系统是计算机系统的核心组成部分,它管理和控制着计算机硬件和软件资源,为用户提供服务。本资料主要包含了西电大学操作系统课程的课后习题答案,对于学习者深入理解和掌握操作系统原理非常有帮助。 第一部分涉及的操作系统基础知识点包括: 1. 设计现代OS的主要目标是为了提高系统资源的利用率、提供用户友好的界面、确保系统安全和可靠。 2. OS的作用主要体现在资源管理和提供服务两个方面,如进程调度、内存管理、设备管理和文件管理等。 3. 多道批处理系统的发展动力主要源于提高硬件利用率和工作效率。 4. 脱机I/O是指数据输入输出时不依赖CPU,而联机I/O则需要CPU参与。 5. 分时系统的发展动力在于实现多个用户同时在线交互。 6. 实时任务分为硬实时和软实时,实时系统则根据任务响应时间的要求分为确定性和非确定性。 操作系统的基本特征包括并发性、共享性、虚拟化、异步性和不确定性。其中,异步性是因为系统中各进程执行的相对速度不同,导致了操作的非顺序执行。 在MS-DOS系统中,其局限性主要体现在单任务、无预读取机制、内存管理有限等方面。而OS/2作为其后续系统,主要增加了多任务和多窗口支持,选中80286芯片是因为其具备了内存保护和多任务处理的能力。 多处理机OS有对称多处理(SMP)和非对称多处理(NUMA)两种模式,分别对应资源共享和任务调度的不同策略。网络OS主要负责网络中的通信和资源共享,而分布式OS则强调在分散的节点间协同工作。 操作系统的基本功能包括进程管理、内存管理、处理机管理、设备管理和文件管理。其中,进程管理涉及进程的创建、撤销、调度和同步;内存管理关注内存的分配、回收和保护;处理机管理则负责CPU时间的分配;设备管理涵盖了I/O设备的控制和优化;文件管理则是关于文件的存储、检索和保护。 第二章进程管理的内容主要包括: 1. 进程的生命周期和状态转换,如运行态、就绪态和阻塞态之间的转换。 2. 前趋图用于表示进程间的依赖关系,通过前趋图可以分析进程的并发执行和同步问题。 3. P、V操作是信号量机制的一部分,用于解决进程间的同步和互斥问题。 4. 进程调度涉及到时间片轮转、优先级调度等多种策略,以及调度算法对系统性能的影响。 5. 在特定情况下,如采用可抢占调度且进程P具有较高优先级,分配给P的时间片用完后,系统可能再次调度P。 这些课后题的答案覆盖了操作系统理论的各个方面,有助于学习者巩固所学知识,提升对操作系统原理的理解和应用能力。
2011-02-28 上传
第一章 1、设计现代OS的主要目标是什么?P1 答:其主要目标是有效性、方便性、可扩充性、开放性。 2、OS的作用可表现在哪几个方面?P2-P3 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实现了计算机资源的抽象?P4 答:完全无软件的计算机系统(即裸机),它向用户提供的是实际硬件接口(物理接口),用户必须对物理接口的实现细节有充分的了解,并利用机器指令进行编程,因此该物理机器必定是难以使用的。为了方便用户使用I/O设备,人们在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件。通常把覆盖了上述软件的机器称为扩充机器或虚机器。它向用户(进程)提供了一个对硬件操作的抽象模型,用户更容易地使用计算机便件资源。由该层软件实现了对计算机硬件操作的第一个层次的抽象。为了方便用户使用文件系统,人们又在第一层软件上再覆盖上一层用于文件的管理软件,同样由它来实现对文件操作的细节,并向上提供一组对文件进行存取操作的命令,用户可利用这组命令进行文件的存取。此时用户所看到的是一台功能更强、使用更方便的虚机器。该层软件实现了对硬件资源操作的第二个层次的抽象。OS是铺设在计算机硬件上的多层系统软件,它们不仅增强了系统的功能,而且还隐藏了对硬件操作的细节,由它们实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象。值得说明的,对一个硬件在底层进行抽象后,在高层还可再次对该资源进行抽象,成为更高层的抽象模型。随着抽象层次的提高,抽象接口所提供的功能就越来越强,用户使用起来也更加方便。 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?P4-P5 答:为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量,在该系统中,用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列,称为“后备队列”;然后,由作业高度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存,使它们共享CPU和系统中各种资源。在OS中引入多道程序设计技术可带来以下好处:提高CPU和利用率、可提高内存和I/O设备利用率、增加系统吞吐量。主要动力: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?P6 答:由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的,或者说,它们是在脱离主机的情况下进行的,该技术是脱机输入/输出方式;反之,在主机的直接控制下进行输入/输出的方式称为联机输入/输出)ON-LINE I/O)方式。1、减少了CPU的空闲时间;2、提高了I/O速度。