操作系第3版(孟庆昌)答案.doc

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操作系统
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部分习题参考答案

部分习题参考答案

针对书中习题的重点和难点部分给出参考答案，而其余习题可在书中相应章节处得到答案。
第1章
3．操作系统是裸机之上的第一层软件，它只在核心态模式下运行，受硬件保护，与硬件关系尤为密切。操作系统是整个计算机系统的控制管理中心，其他所有软件都建立在操作系统之上。操作系统对它们既具有支配权力，又为其运行建造必备环境。
4．脱机I/O是指输入/输出工作不受主机直接控制，而由卫星机专门负责完成I/O，主机专门完成快速计算任务，从而二者可以并行操作。
联机I/O是指作业的输入、调入内存及结果输出都在CPU直接控制下进行。
8．硬件——是指计算机物理装置本身，它是计算机系统的物理基础。如CPU、内存、设备等。
软件——是相对硬件而言的，它是与数据处理系统的操作有关的计算机程序、过程、规则及相关文档资料的总称。简单地说，软件是计算机执行的程序。
多道程序设计——在这种设计技术下，内存中能同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替地执行。这些作业共享CPU和系统中的其他资源。
并发——是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。它是宏观上的概念。
吞吐量——在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量。
分时——就是对时间的共享。在分时系统中，分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。
实时——表示“及时”或“即时”。
系统调用——是用户在程序中能以“函数调用”形式调用的、由操作系统提供的子功能的集合。每一个子功能称做一条系统调用命令。它是操作系统对外的接口，是用户级程序取得操作系统服务的唯一途径。
10．通常，大家会熟悉以下操作系统：Windows2000，WindowsXP，UNIX或Linux。
在上机工作过程中，操作系统为用户提供的服务包括：命令和数据输入/输出的管理，内存的分配，用户文件的管理，CPU的分配，设备管理等。
12．当执行操作系统程序时，处理机处于核心态。它有较高的特权，可以执行所有的指令，包括一般用户程序中不能使用的特权指令，从而能对所有寄存器和内存进行访问、启动I/O操作等。
用户程序是在用户态下执行，它的权限较低，只能执行指令集中非特权指令。
设置这两种不同状态的目的是为了保护操作系统程序（特别是其内核部分），防止受到用户程序的损害。
13．只在核心态下执行的指令有：①屏蔽所有中断。③设置时钟日期。⑤启动打印机。⑥清内存。
14．实时系统的一个重要特征就是对时间的严格限制和要求。实时系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率。所以，设计实时操作系统必须首先考虑处理各种事件的时间限制。
15．特权指令是一类只能在核心态下执行的机器指令。而系统调用不是机器指令，它往往以函数调用的形式出现，实现操作系统提供的子功能，它是操作系统与用户的编程接口。在用户程序中可以使用系统调用来获得操作系统服务。
在系统调用代码中可以使用特权指令。
16．①结构关系清晰，提高系统的可靠性和安全性。②各层模块的功能明确，提高系统的可扩充性和可移植性。③各层间具有单向依赖性，增强系统的可维护性。④符合软件工程的思想，便于实施研制开发。
18．①精减核心的功能，提供了一种简单的高度模块化的体系结构，提高了系统设计及使用的灵活性。②可移植性好。所有与具体机器特征相关的代码，全部隔离在微内核中。③可伸缩性好。操作系统能方便地进行定制、扩充或缩减，以适应硬件的快速更新和应用需求的不断变化。④实时性好。微内核可以方便地支持实时处理。⑤提供多线程机制，支持多处理器的体系结构和分布式系统及计算机网络。⑥系统安全性好。传统的操作系统将安全性功能建立在内核之外，因而它并不是很安全的。而微内核则将安全性作为系统内特性来进行设计。
第2章
1．由于多道程序并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因此系统中各程序在执行过程中就出现了相互制约的新关系，程序的执行出现“走走停停”的新状态。用程序这个静态概念已不能如实反映程序并发执行过程中的这些特征。为此，人们引入了“进程（Process）”这一概念来描述程序动态执行过程的性质。
进程和程序是两个完全不同的概念。进程与程序的主要区别如表C-1所示。
表C-1
进程程序进程是动态概念程序是静态概念进程具有并发性，宏观上同时运行程序本身具有顺序性，程序的并发执行是通过进程实现的进程具有独立性，是一个能独立运行的单位，是系统资源分配的基本单位，是运行调度的基本单位程序本身没有此特性程序和进程无一一对应关系，一个进程可顺序执行多个程序一个程序可由多个进程共用进程异步前进，会相互制约程序不具备此特性
然而，进程与程序之间存在密切关系，进程的功能是通过程序的运行得以实现的，进程活动的主体是程序。进程不能脱离开具体程