现代操作系统--作业题整理

注：标有“操作系统第二版中文版答案”的答案是从操作系统第二版中文答案的电子书上摘抄的，剩下的是非标准答案(可以忽略~~)。有几道题没有写。以下的相关文档仅供参考！祝各位同学考试愉快！

第一章：引论（P44）

1、什么是多道程序设计？

答：多道程序就是CPU在内存中多个进程之间迅速切换。它一般被用来使CPU 保持忙碌，当有一个或多个进程进行I/O时。（操作系统第二版中文答案）

2、什么是SPOOLing？读者是否认为将来的高级个人计算机会把SPOOLing作为标准功能？

答：SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。（回答：什么是SPOOLing？百度的~~~）输入SPOOLing是作业中的读入技术，例如：从卡片在磁盘，这样当当前执行的进程完成时，将等候CPU。输出SPOOLing在打印之前首先复制打印文件，而非直接打印。在个人计算机上的输入SPOOLing很少，但输出SPOOLing非常普通。（操作系统第二版中文答案）

3、在早期的计算机中，每个字节的读写直接由CPU处理（既没有DMA）。对于多道程序而言这种组织方式有什么含义？

答：多道程序的主要原因是当等候I/O完成时CPU有事可做。如果没有DMA，I/O 操作时CPU被完全占有，因此，多道程序无利可图（至少在CPU利用方面）。无论程序操作多少I/O操作，CPU都是100%的忙碌。当然，这里是假定主要的延迟是数据复制时的等待。如果I/O很慢的话，CPU可以做其他工作。（操作系统第二版中文答案）

4、系列计算机的思想在20世纪60年代由IBM引入System/360大型机。现在这种思想已经消亡了还是继续活跃着？

答：它依然存在。例如：Interl以各种各样的不同的属性包括速度和能力消耗来产生Pentium I，II，III和4。所有这些机器的体系结构都是兼容的，仅仅是价格上的不同，这些都是家族思想的本质。（操作系统第二版中文答案）

5、缓慢采用GUI的一个原因是支持它的硬件的成本（高昂）。为了支持25行80列字符的单色文本屏幕应该需要多少视频RAM？对于1024*768像素24位色彩位图需要多少视频RAM？在1980年（$5/KB）这些RAM的成本是多少？现在它的成本是多少？

答：25*80字符的单色文本屏幕需要2000字节的缓冲器。1024*768像素24位颜色的位图需要2359296字节。1980年代这两种选择将分别地耗费$10和$11520。而对于当前的价格。将少于$1/MB。（操作系统第二版中文答案）

8、考虑一个有两个CPU的系统，并且每个CPU有两个线程（超线程）。假设有三

个线程P0，P1，P2，分别以运行时间5ms，10ms，20ms开始。运行这些程序需要多少时间？假设这三个程序都是100%限于CPU，在运行时无阻塞，并且一旦设定就不改变CPU。

答：这些程序的运行时间因程序的组合的不同而不同，一共有以下4种情况：1）(P0,P1) and P2 => (5ms + 10ms) and 20ms => 20ms

2）(P0,P2) and P1 => (5ms + 20ms) and 10ms => 25ms

3）(P1,P2) and P0 => (10ms + 20ms) and 50ms => 30ms

4）(P0,P1,P2) => (5ms + 10ms + 20ms) => 35ms

9、一台计算机有一个四级流水线，每一级都花费相同的时间执行其工作，即1ns。这台机器每秒可执行多少条指令？

答：从管道中每纳秒出现一条指令。意味着该机器每秒执行十亿条指令。它对于管道有多少个阶段不予理睬，即使是10-阶段管道，每阶段1nsec，也将执行对每秒十亿条指令。因为无论哪种情况，管道末端输出的指令数都是一样的。（操作系统第二版中文答案）

10、假设一个计算机系统有高速缓存、内存（RAM）以及磁盘，操作系统用虚拟内存。读取缓存中的一个词需要2ns，RAM需要10ns，硬盘需要10ms。如果缓存的命中率是95%，内存的是（缓存失效时）99%，读取一个词的平均时间是多少？答：平均访问时间 = 2ns * 0.95 + 10ns *0.99 *(1-0.95) + 10ms * (1-0.99) *(1-0.95) = 5002.395ns .

14、陷阱和中断的主要差别是什么？

答：陷阱是由程序造成的，并且与它同步。如果程序一而再地被运行，陷阱将总在指令流中相同的位置的精确发生。而中断则是由外部事件和其他时钟造成的，不具有重复性。（操作系统第二版中文答案）

20、有一个文件，其文件描述符是fd，内含下列字节序列：3，1，4，1，5，9，2，6，5，3，5。有如下系统调用：

lseek(fd,3,SEEK_SET);

read(fd,&buffer,4);

其中lseek调用寻找文件中的字节3。在读取操作完成之后，buffer中的内容是什么？

答：包含字节：1，5，9，2.（操作系统第二版中文答案）

22、块特殊文件和字符特殊文件的基本差别是什么？

答：块特殊文件包含被编号的块，每一块都可以独立地读写或者写入。而且可以定位于任何块，并且开始读入或写入。这些对于字符特殊文件是不可能的。（操作系统第二版中文答案）

25、对程序员而言，系统调用就像对其他库过程的调用一样。有无必要让程序员了解哪一个库过程导致了系统调用？在什么情形下，为什么？

答：就程序逻辑而言，库例程调用哪个系统调用是没有关系的。但是，如果需要考虑性能问题，无需系统调用就可以完成的任务将使进程运行更快。所有的系统

调用都会导致用户环境和内核环境的切换开销。更进一步，在多用户系统中，在系统调用完成之前，操作系统可能调度到其他的进程，这将使得调用过程的处理更加迟缓。（操作系统第二版中文答案）

1、于操作系统，下列叙述不正确的是（）。

A、管理系统资源

B、控制程序执行

C、改善人机界面

D、提高用户软件运行速度

2、以下哪个系统不是基本的操作系统（).

A、分时操作系统

B、实时操作系统

C、分布式操作系统

D、多道批处理系统

3、计算机系统由__________和__________组成。

4、分时操作系统具有的四个主要特点是同时性、 _________、__________和_________。

5、多道程序设计的根本目标是( )。

6、多项选择：操作系统设计目标是（）。

A、管理系统资源

B、提高安全性

C、方便用户使用系统

D、使系统能高效工作

7、在（）的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并作出响应。

A、批处理操作系统

B、实时操作系统

C、分时操作系统

D、多处理机操作系统

8、多项选择:引入多道程序设计的主要目的在于（）。

A、提高实时响应速度

B、充分利用处理机，减少机空闲时间

C、有利于代码共享

D、充分利用外围设备

E、减少存储器碎片

9、计算机发展到第三代，操作系统已成为软件的一个重要分支，最早的操作系统是（）。

10、设计实时操作时( ）不是主要的追求目标。

A、安全可靠

B、资源利用率

C、及时响应

D、快速处理

答案：

1、D

2、C

3、硬件子系统软件子系统

4、独立性及时性交互性

5、提高计算机系统的工作效率

6、C D

7、B

8、BD

9、批处理操作系统

10、B

第二章：进程与线程（P95）

2、假设要设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程