计算机操作系统第二章
计算机操作系统(习题集)第二章 答案
计算机操作系统（习题集）第二章答案计算机操作系统（习题集）第二章答案第二章进程管理一、单项选择题1、在单一处理机上执行程序，多道程序的执行是在（b）进行的。
a.同一时刻b.同一时间间隔内c.某一紧固时刻d.某一紧固时间间隔内2、引入多道程序技术后，处理机的利用率（c）。
a.减少了b.有所改善c.大大提高d.没变化，只是程序的继续执行便利了3、顺序程序和并发程序的执行相比，（c）。
a.基本相同c.并发程序继续执行总体上继续执行时间慢b.有点不同d.顺序程序执行总体上执行时间快4、单一处理机上，将继续执行时间存有重合的几个程序称作（c）。
a.顺序程序b.多道程序c.并发程序d.并行程序5、进程和程序的本质区别就是（d）。
a.存储在内存和外存b.顺序和非顺序继续执行机器指令c.分时使用和独占使用计算机资源d.动态和静态特征6、进程就是程序在mammalian环境中的继续执行过程，它就是系统展开资源分配和调度的一个基本单位。
进程具备[1a]、[2d]、调度性、异步性和结构性等基本特征。
进程就是一次继续执行过程，具备生命期彰显了进程的[1]特征。
进程由程序段、[3b]、[4c]共同组成，其中[4]就是进程在系统中存有的唯一标识。
供选择的答案：[1][2]：a、动态性b、静态性c、共行性d、并发性e、可执行性f、易用性[3]：a、过程b、数据c、进程标识符d、函数[4]：a、fcbb、fifoc、pcbd、jcb7、进程执行时的间断性，决定了进程可能具有多种状态。
进程的基本状态有三种，在分时系统中，当一个进程拥有的时间片到时，则该进程即由[1d]进入[2a]。
如果出现因某种原因使得处理机空闲时，则需要从就绪队列中选择一进程，并将处理机分配给它，此时该进程进入[3d]，这个过程是由[4c]来完成。
供选择的答案：[1][2][3]：a、准备就绪状态b、静止状态c、阻塞状态d、运转状态[4]：a、进程控制程序b、资源分配程序c、进程调度程序d、处理机分配程序8、为了叙述进程的动态变化过程，使用了一个与进程二者联系的（c），根据它而认知进程的存有。
《操作系统第二章》PPT课件
文件的逻辑结构与物理结构
文件的逻辑结构
从用户观点出发所观察到的文件组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，它独立 于文件的物理特性，又称为文件组织。
文件的物理结构
又称文件的存储结构，是指文件在外存上的存储组织形式。这不仅与存储介质的存储性能 有关，而且与所采用的外存分配方式有关。
文件的逻辑结构与物理结构之间的关系
实时操作系统
是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理， 其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出 快速响应，并控制所有实时任务协调一致地运行。
操作系统的分类与特点
网络操作系统
是基于计算机网络的，是在各种计算 机操作系统上按网络体系结构协议标 准开发的软件，包括网络管理、通信 、安全、资源共享和各种网络应用。
设备分配算法
常用的有先来先服务（FCFS）、优先级高者优先（HPF）等算法 ，根据实际需求选择合适的算法进行设备分配。
设备回收机制
在用户进程使用完设备后，及时回收设备资源，以便其他进程使用 。
设备驱动程序与中断处理
设备驱动程序
与硬件直接交互的软件模块，提供对 设备的控制和管理功能。驱动程序需 要处理设备的初始化、数据传输、错 误处理等问题。
构。
PCB中包含了进程标识符、处理 器状态信息、进程调度信息、进
程控制信息等。
操作系统通过PCB对进程实施管 理和控制，如进程的创建、撤销 、阻塞、唤醒等操作都需要修改
PCB中的信息。
进程调度算法
01
进程调度算法是操作系统用来确定处理器分配给哪个进程使 用的策略和方法。
02
常见的进程调度算法包括：先来先服务FCFS、短作业优先 SJF、优先级调度算法PSA、时间片轮转RR等。
计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章
第二章1.什么是前趋图？为什么要引入前趋图？答：前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图，记为DAG(DirectedAcyclicGraph)，用于描述进程之间执行的前后关系。
2.画出下面四条诧句的前趋图:S1=a：=x+y;S2=b：=z+1;S3=c：=a-b；S4=w：=c+1;答：其前趋图为：3.4.5.6.a.未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。
7.试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?a.PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。
PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。
因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。
b.在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。
11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成12．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？答：引入挂起状态处于五种不同的需要:终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。
处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。
10．在3）。
17．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？答：（1）根据被终止进程标识符，从PCB集中检索出进程PCB，读出该进程状态。
（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，臵调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。
（3）若该进程还有子进程，应将所有子孙进程终止，以防它们成为不可控进程。
（4）将被终止进程拥有的全部资源，归还给父进程，或归还给系统。
计算机操作系统 第二章 进程管理(2)
缺点：
（1）进程在等待进入临界区时也要耗费处理器时间， 不能实现“让权等待” （2）可能出现进程“饥饿”
2.3.2 信号量机制
新的同步工具——信号量和P、V操作。
信号量：是一种数据结构，代表可用资源实 体的数目。
信号量只能通过初始化和两个标准的原语： P（wait(S)）、V（(signal(S)）来访问。 P原语相当于进入区操作，V原语相当于退 出区操作。
AND同步机制
AND同步机制的基本思想是：进程运行时所 需要的所有资源，要么全部分配给它，使用完 毕后一起释放；要么一个都不分配给它。实现 时，采用原子操作：要么全部分配到所有资源， 要么一个也不分配到。 称AND型信号量P原语为：
Swait(Simultaneous wait)
V原语为Ssignal(Simultaneous signal)。
SP原语描述
Swait(S1,S2,„,Sn) /* SP原语描述 */ {while(1) {if(S1>=1&&S2>=1&&„&&Sn>=1) {for(i=1;i<=n;i++) Si--; /* 先确信可满足所有资源要求再减1操作 */ berak; } else /* 资源不够时 */ {将进程放入第一个信号量小于1的阻塞队列Si.sqeue; 将PC中的地址回退到SP开始处； 阻塞进程； } } }
第二章 进程管理（2）
2.3 进程同步
多进程并发执行时，由于资源共享或进程合 作，使进程间形成间接相互制约和直接相互制 约关系，这需要用进程互斥与同步机制来协调 两种制约关系。 进程同步的主要任务：协调进程执行次序， 使并发执行的诸进程间能有效地共享资源和相 互合作，使程序的执行具有可再现性。
第二章Windows操作系统
单击“开始”按钮——找到要创建的快捷菜 单——按住CTRL键——按住鼠标左键——拖动到桌 面上的空白区域即可。
程 序 组
日 期 时 间 属 性
请大家跟我做：
修改或查找日期：
单击“月份”右边的箭头——选择你要的月份——单 击“年份”右边的箭头——选择你需要的年份——单 击确定。时间和日期就设置好了。
资
源
管
理
窗口是
器
Windows 集成环境
窗
的一块矩
口
形工作区
选
择
不
连
续
的
文
Ctrl+目标
件
选
择
连
续
的
文
件
Shift+目标
若将当前文件夹中的所有文件全部选定，可用 下述方法实现。
全
方法一：按组合键Ctrl＋A，即可选定所有文
选 件。 方法二：在“我的电脑”或“资源管理器”
文 窗口中，单击“编辑”菜单，选其中的“全部选定”
上机练习二：
内容： 1、打开资源管理器，浏览菜单。 2、适当调整资源管理器左右窗口的大小，隐 藏暂时不用的工具栏。 3、使用Windows资源管理器完成以下操作： （1）在D盘上创建一个名为XS的文件夹，再 在XS文件夹下创建两个并列的二级子文件夹， 其名为XS1和XS2。
（2）在D盘中任选3个不连续文件，将它 们复制到D:\XS文件夹中。再在D盘中任 选3个连续的文件复制到D:\XS\XS1文件夹 中。
删除和恢复文件或文件夹
删除操作 方法一：选定文件或文件夹→单击“文件”中 的“删除”，即可将选定的文件或文件夹删除。 方法二：选定文件或文件夹→右键单击→单击 快捷菜单中的“删除”，即可将选定的文件或文件夹 删除。 方法三：选定文件或文件夹→按键盘上的Delete 键即可。
计算机操作系统（第四版）课后习题答案第二章
计算机操作系统（第四版）课后习题答案第二章第二章1. 什么是前趨圖？為什么要引入前趨圖？答：前趨圖(Precedence Graph)是一個有向無循環圖，記為DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述進程之間執行的前后關系。
2. 畫出下面四條詫句的前趨圖:S1=a：=x+y;S2=b：=z+1;S3=c：=a-b；S4=w：=c+1;答：其前趨圖為：3. 為什么程序并發執行會產生間斷性特征？程序在并發執行時，由于它們共享系統資源，以及為完成同一項任務而相互合作，致使在這些并發執行的進程之間，形成了相互制約的關系，從而也就使得進程在執行期間出現間斷性。
4. 程序并發執行時為什么會失去封閉性和可再現性？因為程序并發執行時，是多個程序共享系統中的各種資源，因而這些資源的狀態是由多個程序來改變，致使程序的運行失去了封閉性。
而程序一旦失去了封閉性也會導致其再失去可再現性。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF5. 在操作系統中為什么要引入進程概念？它會產生什么樣的影響?為了使程序在多道程序環境下能并發執行，并能對并發執行的程序加以控制和描述，從而在操作系統中引入了進程概念。
影響: 使程序的并發執行得以實行。
6. 試從動態性，并發性和獨立性上比較進程和程序?a. 動態性是進程最基本的特性，可表現為由創建而產生，由調度而執行，因得不到資源而暫停執行，以及由撤銷而消亡，因而進程由一定的生命期；而程序只是一組有序指令的集合，是靜態實體。
b. 并發性是進程的重要特征，同時也是OS的重要特征。
引入進程的目的正是為了使其程序能和其它建立了進程的程序并發執行，而程序本身是不能并發執行的。
c. 獨立性是指進程實體是一個能獨立運行的基本單位，同時也是系統中獨立獲得資源和獨立調度的基本單位。
而對于未建立任何進程的程序，都不能作為一個獨立的單位來運行。
7. 試說明PCB的作用?為什么說PCB是進程存在的唯一標志?a. PCB是進程實體的一部分，是操作系統中最重要的記錄型數據結構。
计算机操作系统课后答案
计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。
1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。
1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。
其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。
第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。
2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。
2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。
第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。
3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。
第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。
4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。
第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。
5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。
5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。
大学计算机基础教程(高守平第二版)第2章操作系统基础
第二章操作系统基础大学计算机基础教程操作系统基础操作系统是最重要的计算机系统软件，计算机发展到今天，从微型机到高性能计算机，无一例外都配置了一种或多种操作系统，操作系统已经成为现代计算机系统不可分割的重要组成部分。
本章主要内容包括：操作系统的基本概念和主要功能；中文Windows7操作系统的基本操作、文件管理、系统管理等。
2.1 操作系统概述计算机系统由硬件和软件两部分组成，操作系统(Operating System，OS)是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
它在计算机系统中占据了特别重要的地位，而其他的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，将都依赖于操作系统的支持，取得它的服务。
操作系统已成为现代计算机系统（大、中、小及微型机）中都必须配置的软件。
2.1.1操作系统的基本概念操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源，为用户提供便捷使用计算机的程序的集合。
它是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件功能的扩充。
操作系统在计算机中具有极其重要的地位，它不仅是硬件与其他软件的接口，也是用户和计算机之间进行“交流”的界面。
操作系统在计算机系统中特别重要，汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都依赖于操作系统的支持，取得它的服务。
操作系统已成为现代计算机系统中必须配置的软件。
没有安装软件的计算机称为裸机，而裸机无法进行任何工作；它不能从键盘、鼠标接收信息和操作命令，也不能在显示器屏幕上显示信息，更不能运行可以实现各种操作的应用程序。
图2-1给出了操作系统与计算机软件、硬件的层次关系。
图2-1操作系统与计算机软件和硬件的层次关系2.1.2操作系统的功能操作系统通过内部极其复杂的综合处理，为用户提供友好、便捷的操作界面，以便用户无需了解计算机硬件或系统软件的有关细节就能方便地使用计算机。
操作系统的主要任务是有效管理系统资源、提供友好便捷的用户接口。
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失去封闭性→失去可再现性；外界环境在程序的两次执行期间发生变
化，失去原有的可重复特征。
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第二章 进程管理
12
程序并发执行的特点
例：程序A、B，共享变量N，程序A，只有一个语 句N:=N+1；程序B由两个语句Print(N)，N=0组成。 两个程序以不同速度运行，可能出现三种情况：
➢ N:=N+1在Print(N)和N=0之前，此时N值分为N+1,N+1, 0 ➢ N:=N+1在Print(N)和N=0之后，此时N值分为N, 0, 1 ➢ N:=N+1在Print(N)和N=0之间，此时N值分为N, N+1, 0
例如：在进行计算时，总是先输入用户的程序和 数据，然后才能计算，计算完成后再将结果打印 出来。
2020/8/1
第二章 进程管理
5
程序的顺序执行
程序的顺序执行如图
I1
P1
O1
作业1
I2
P2
O2
作业2
在计算机系统中只有一个程序在运行，这个程序独 占系统中所有资源，其执行不受外界影响。一道程 序执行完后另一道才能开始。
第二章 进程管理
计算机，顾名思义是用来计算的，而进 行计算的关键部件是CPU；
CPU能够按照一定的顺序进行正确计算 是在操作系统的控制指挥下完成的；
而操作系统对CPU进行管理和施行魔法 的手段就是进程和线程；
对其进行管理也就理所当然地成为操作 系统的一个关键职责。
2020/8/1
第二章 进程管理
1
第二章 进程管理
2.1 进程的基本概念 2.2 进程控制 2.3 进程同步 2.4 经典进程的同步问题 2.5 管程机制 2.6 进程通信 2.7 线程
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第二章 进程管理
2
2.1 进程的基本概念
2.1.1 前趋图 2.1.2 程序的顺序执行及其特征 2.1.3 程序的并发执行及其特征 2.1.4 进程的特征与状态 2.1.5 进程控制块
硬件资源：CPU、输入输出设备，存储器 软件资源：各种例行程序、各种共享的数据 多道程序环境下执行程序的道数 > 计算机系统中CPU的个数 单CPU中，则有N－1道程序处在等待CPU的状态 输入输出设备有限将导致这些设备被共享、内存有限将导致内存被共享
2020/8/1
第二章 进程管理
9
程序的并发执行
P4
无循环关系，可
P7
实现顺序执行
2020/8/1
第二章 进程管理
4
程序的顺序执行
程序是一个静态的概念，是严格按次序执行的计 算机操作序列的集合，体现了编程人员要求计算 机完成相应功能时所应采取的顺序步骤。
一个较大的程序通常都是由若干个程序段组成。 在程序执行时，必须按照某种先后次序逐个执行， 仅当前一操作执行完后，才能执行后继操作。
并发（Concurrency）
➢ 宏观上存在并行特征，微观上存在顺序性
➢ 同一时刻，只有一个事物处于活动状态
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第二章 进程管理
16
并发所带来的效率提升
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第二章 进程管理
17
并发所带来的效率提升
顺序执行模式下的系统工作效率
➢ 系统总运行时间：80 ➢ CPU使用效率：CPU占用时间 / 总时间 ＝ 40/80 = 50% ➢ DEV1使用效率：15 / 80 ＝ 18.75% ➢ DEV2使用效率：25 / 80 = 31.25%
所谓程序的并发
I1
P1
O1
执行是指：若干个程 序同时在系统中执行，
I2
P2
O2
这些程序的执行在时
间上是重叠的，一个 I3 P3 O3 程序的执行尚未结束，
另一个程序的执行已
经开始。
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第二章 进程管理
10
程序的并发执行
一个程序的多条语句的并发执行：
S1: a:=x+2 S2: b:=y+5 S3: c:=a+b S4: d:=c+6
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第二章 进程管理
13
例：设有堆栈S，栈指针top，栈中存放内存中相应数据块地址，设有
两个程序段getaddr（top）和reladdr（blk），其中getaddr（top） 从给定的top所指栈中取出相应的内存数据块地址，而reladdr（blk） 则将内存数据块地址blk放入堆栈S中。
Reladdr 先执行
top
top
Getaddr 接着执行
top
执行top = top＋1后中
a断
a
a
b
b
b
e
e
e
f
f
f
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第二章 进程管理
问题：并发与并行的区别是什么？
2020/8/1
第二章 进程管理
15
并行与并发的概念差别
并行（Parallel）
➢ 同一时刻，两个事物均处于活动状态
可再现性：程序的结果与它的执行速度无 关（即与时间无关），只要给定相同的输 入，一定会得到相同的结果。
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第二章 进程管理
8
多道程序系统中程序执行环境的变化
▪ 计算机能够同时处理多个具有独立功能的程序（批处理系统，分时系统、 实时系统、网络与分布式系统）。这样的执行环境具有三个特点： ➢ 独立性:每道程序都是逻辑上独立的，之间不存在制约关系。 ➢ 随机性：程序和数据的输入与开始执行时间都是随机的。这种随机性形 成了操作系统必须同时处理多道程序的客观要求。 ➢ 资源共享
2020/8/1
第二章 进程管理
3
前驱图 (Precedence Graph)
前驱图是一个有向无循环图，图中的每个结点可用于表示 一条语句，一个程序段或进程；结点间的有向边则表示在
两结点之间存在的偏序或前驱关系。
结点、有向边、
P2
直接前驱、直接
P1
P3
P5 P6
P8
P9
后继、初始结点、 终止结点
S1
S3
S4
S2
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第二章 进程管理
11
程序并发执行的特点
间断性
“走走停停”，一个程序可能走到中途停下来，失去原有的时序关系
失去程序的封闭性
多个程序共享系统中的资源，这些资源的状态将由多个程序来改变。 如：一个程序写到存储器中的数据可能被另一个程序修改，失去原有的 不变特征。
不可再现性
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第二章 进程管理
6
程序的顺序执行
一个程序的多条语句的顺序执行：
S1: a:=x+y S2: b:=a-5 S3: c:=b+1
S1
S2
S3
2020/8/1
第二章 进程管理
7
程序顺序执行的特点
顺序性：一个程序开始执行必须要等到前 一个程序已执行完成。
封闭性：程序一旦开始执行，其计算结果 不受外界因素影响。