内容发布更新时间 : 2024/12/22 16:50:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

切换。CPU需要哪些信息？请描述用硬件完成进程切换的过程。

答：应该有一个寄存器包含当前进程表项的指针。当I/O结束时，CPU讲当前的机器状态存入当前进程表项中，然后，将转到中断设备的中断向量，读取另一个过程表项的指针（服务例程）。然后，就可以启动这个进程了。（操作系统第二版中文答案）

3、在所有当代计算机中，至少有部分中断处理程序是用汇编语言编写的。为什么？

答：通常高级语言不允许CPU硬件，而这种访问是必须的。例如：中断处理程序可能需要禁用和启动某个特定的设备服务，或者处理进程堆栈区的数据。另外，中断服务例程需要尽快地执行。（操作系统第二版中文答案）

4、当中断或系统调用把控制转给操作系统时，通常将内核堆栈和被中断进程的运行堆栈分离。为什么？

答：内核使用单独的堆栈有若干的原因。其中两个原因如下：

首先，不希望操作系统崩溃，由于某些用户进程不允许足够的堆栈空间。

第二，如果内核将数据保留在用户空间，然后从操作系统调用返回，那么恶意的用户可能使用这些数据找出某些关于它进程的信息。 （操作系统第二版中文答案）

5、多个作业能够并行运行，比它们顺序执行完成的要快。假设有两个作业同时开始执行，每个需要10分钟的CPU时间。如果顺序执行，那么最后一个作业需要多少时间可以完成？如果并行执行又需要多少时间？假设I/O等待占50%。 答：CPU利用率计算公式：CPU利用率 = 1 - p^n.设运行作业所需要的时间为T 顺序执行：T = (10 + 10) / 0.5 = 40(分钟)；

并行执行：p = 0.5, n = 2, CPU利用率 = 1 - 0.5^2 = 0.75, 则T = (10 + 10) / 0.75 = 26.7(分钟).

7、如果创建一个多线程进程，若子进程得到全部父进程线程的副本，会出现问题。假如原有线程之一正在等待键盘输入，现在则成为两个线程在等待键盘输入，每个进程有一个。在单线程进程中也会发生这种问题吗？

答：不会。如果单线程进程在键盘上阻塞，就不能创建子进程。（操作系统第二版中文答案）

9、在本章中，我们介绍了多线程的web服务器，说明它比单线程服务器和有限状态机服务器更好的原因。存在单线程服务器更好一些的情形吗？请给出一个例子。

答：是的。如果服务器是完全CPU绑定的，则不需要多线程。这只会增加不必要的复杂性。假设某个百万人口区域的电话查号系统（类似于114），如果每个（姓名，电话号码）记录为64个字符，整个的数据库则为64MB，这就是很容易全部读入服务器内存中以提高快速的查询。（操作系统第二版中文答案）

11、为什么线程要通过调用thread_yield自愿放弃CPU？毕竟，由于没有周期性的时钟中断，线程可以不交回CPU。