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计算机操作系统教程 (第2版) 习题解答与实验指导 张尧学编著 清华大学出版社
（京）新登字158号内容简介本书是作者在清华大学计算机系多年教学和科研的基础上，配合清华大学计算机系列教材之一的&计算机操作系统教程》（第2版）而编写的相关习题解答和实验指导。全书分为两大部分：第一部分是计算机操作系统教程（第2版）中各章习题的参考解答和部分硕士研究生考试用习题及解答：第二部分为清华大学计算机系操作系统课程教学用实验指导及相应的程序设计与源代码分析。实验主要设计在Linux环境下用C语言编程完成，但也可在UNIXSystemV或其他更商版本的UNIX环境下完成。本书既可作为计算机专业和其他相关专业操作系统课程的补充教材，也可供有关人员自学，或供操作系统等系统设计人员阅读和参考。书名：计算机操作系统教程（第2版）习题解答与实验指导作者：张尧学编著出版者：清华大学出版社（北京清华大学学研大厦，邮编100084）http://www.tup.tsinghua.edu.cn印刷者：北京国马印刷厂发行者：新华书店总店北京发行所开本：787×10921/16印张：9.25字数：210于字版次：2000年8月第1版2000年8月第1次印刷书号：ISBN7-302-04004-4/TP·2350印数：0001~6000定价：11.00元
言序计算机技术的飞速发展正在引发新的一轮世界性技术革命。在经济发展越来越全球化、科技创新越来越国际化、知识经济已初见端倪的今天，任何一门技术或任何一个领域离开了计算机恐怕是不可想象的。然而，计算机技术发展之迅速、计算机及其相关IT产品市场竞争之激烈、计算机产业让人致富速度之迅猛也同样是人们始料不及的。在新世纪，任何想在技术领域有一番作为的人，恐怕都不得不面对计算机技术的挑战。软件技术是计算机系统的灵魂与核心，而操作系统更是计算机系统的大脑。“想发财，学软件！”在一些国家已成为深入人心的广告词。在我国，科技创新、高科技产业化的浪潮也势必会以雷霆万钧之力推动软件技术的迅猛发展与普及。21世纪的哪一行哪一业能够离开软件呢？学习计算机软件技术，特别是计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。这些原理与技巧可以说是计算机界的前辈们一代接一代不停顿的努力所留下的知识与智慧的结晶，学习和掌握它们对于激发自己的创造力和想象力是很有帮助的。如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢？除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。例如，自已设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。当前非常流行的Iinux操作系统的原始版事实上也是一位优秀的大学生的练习之作。除了上述练习方法之外，习题和实验也是很重要的实践之一。本书就是一本配合《计算机操作系统教程》（第2版）的习题解答与实验指导书。本书除给出《计算机操作系统教程》第2版）各章所附习题的参考答案外，还给出一些相应的综合试题及其参考答案；另外还设计了4个在Linux环境下或UNIXSystemV以上版本的UNIX环境下的小实验，包括进程控制、进程通信、内存管理以及文件系统设计等，并给出了这4个实验的参考编程解答。本书的编写得到了清华大学计算机系网络系统组的博士生王晓春、马洪军以及宋建平和段小平等同志的大力帮助和支持。他们对本书中所给出的许多习题进行了解答和完善，尽管作者在讲课过程中已多次讲解过这些习题的解答思路。在这里，作者向这些同志表示衷心的感谢！本书虽然给出了《计算机操作系统教程》（第2版）一书中习题的参考解答和相关实验指导，但由于作者的水平与知识所限，这些解答只是一种参考，里面完全可能存在错误和不妥之处，有待于有识之士的指教。此外，还希望读者不要局限于这些解答。裹心希望本书能对学习计算机操作系统和计算机软件的人们有所帮助！作者2000年3月于清华园:1:
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目录第一部分习题解答第1章绪论·第2章操作系统用户界面3第3章进程管理·:20第4章处理机调度26第5章存储管理32第6章进程和存储管理示例..39第7章文件系统第8章设备管理45第9章文件系统和设备管理示例49综合试题56操作系统综合练习试题156操作系统综合练习试题1解答58.60操作系统综合练习试题2操作系统综合练习试题2解答62.操作系统综合练习试题365.操作系统综合练习试题3解答66第二部分实验69系统调用函数说明、参数值及定义69实验1进程管理76实验2进程间通信78实验3存储管理79实验4文件系统设计81实验1指导82实验2指导90实验3指导94实验4指导103
习题解答第一部分第 1章 绪 论1.什么是操作系统的基本功能？答：操作系统的职能是管理和控制计算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件系统管理）和用户接口等。2.什么是批处理、分时和实时案统？各有什么特征？答：批处理系统（batchprocessingsystem）：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。分时系统（timesharingoperationsystem）：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。实时系统（realtimesystem）：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快，要求安全可靠、资源利用率低。3.多道程序（multiprogramming）和多重处理（multiprocessing）有何区别？答：多道程序（multiprogramming）是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业，而多重处理（multiprocessing）系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术.而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。4.讨论操作索统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来？答：讨论操作系统可以从以下角度出发：（1）操作系统是计算机资源的管理者：（2）操作系统为用户提供使用计算机的界面：（3）用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。上述这些观点被此并不矛盾.只不过代表了同一事物（操作系统）站在不同的角度来看待。每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。1
5.写出1.6节中巡回置换算法的执行结果。答：1.6节中的巡回置换算法要求：设1=1,2,3.4.5,6,7pLi=4.7.3.1.2.5.6当ke[in]k = P[.., pEk]..].从而有如下解：(1)算法local x,k/*x，k为扇部变量*/Begin k--1/*初始化k*！whilek<=-7dox+-krepeatprint(x)x-pLxjuntil x=kk--k+1odEnd（2）打印结果：k=1时，置换过程为（141)k=2时.置换过程为（27652）k=1时，置换过程为（33）k=1时，置换过程为（414）k=1时，置换过程为（52765）k=1时，置换过程为（65276）k=1时置换过程为（76527)6.设计计算机操作系统与哪些硬件器件有关？等：计算机操作系统的重要功能之是对硬件资源的管理。因此设计计算机操作系统时应考虑下述计算机硬件资源：（1）CPU与指令的长度及执行方式：（2）内存、缓存和高速缓存等存储装置；（3）各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等：（4）中断机构；（5）外部设备与I/0）控制装置；（6）内部总线与外部总线：（7）对硬件进行操作的指令集。: 2:
第2童操作系统用户界面1.什么是作业？作业步？答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的顺序相连的作业步组成。作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。例如，编辑输入是一个作业步，它产生源程序文件，编译也是一个作业步，它产生目标代码文件。2.作业由哪几分组成？各有什么功能？答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，作业说明书则体现用户的控制意图。3.作业的输入方式有哪几种？各有何特点？答：作业的输入方式有5种：联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOI.ING（SimultaneousPeripheralOperationsOnline）系统和网络输入方式，各有娜下特点：（1）联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业。（2）脱机输入方式：又称预输入方式，利用低档个人计算机作为外围处理机进行输入处理，存储在后援存储器上，然后将此后授存储器连接到高速外围设备上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入工作。（3）直接合方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来。从而省去了在脱机输入中那种依靠人工于预来传递后援存储器的过程，（4）SPOOLING系统：可译为外围设备同时联机操作。在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。（5）网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础，当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时，就构成了网络输入方式。4.试述SPOOLING系统的工作原理。答：在SPOXOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。操作系统中的输入程序包含两个独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区，另一个过程是写过程，负责把缓冲区中的信息送入到外存输入井中。在系统输入模块收到作业输入请求后.输入管理模块中的读过程负责将信息从输入装置读入缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存输入井中。读过程和写过. 3 :