操作系统
一、复习重点和要求
第1章操作系统概述
考核学生对操作系统的定义、主要功能、主要类型、操作系统的特征以及分时概念等内容的学习情况。
【掌握】
1. 操作系统的概念
操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。
记忆要点：操作系统是什么——是系统软件；
操作系统管什么——控制和管理计算机系统内各种资源；
操作系统有何用——扩充硬件功能，方便用户使用。
2. 操作系统的主要功能
操作系统的五大主要功能：存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理、用户接口管理。
【理解】
1.操作系统的特征：并发、共享和异步性。
理解模拟：并发——“大家都前进了”；
共享——“一件东西大家用”；
异步性——“你走我停”，“走走停停”。
2.操作系统的主要类型
操作系统的主要类型有：多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、个人机操作系统、分布式系统和嵌入式操作系统。
UNIX系统是著名的分时系统。
3.分时概念：主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。
【了解】
1.操作系统的形成；
2.分时和实时操作系统的特点；
3.操作系统在计算机系统中的地位：是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件
的基础。
4.操作系统结构设计：整体结构、层次结构、虚拟机结构和客户机-服务器结构。
5.操作系统为用户提供的三种用户接口：图形用户接口、命令行接口和程序接口。
系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。在UNIX/Linux系统，系统调用以C函数的形式出现。
第2章进程管理
考核学生对进程定义、进程的状态及其转换、进程的组成、竞争条件和临界区、进程的同步与互斥、信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用、死锁的概念和产生死锁的必要条件等内容
学习情况。
【掌握】
1.进程的定义：进程是程序在并发环境中的执行过程。
进程与程序的主要区别。进程最基本的属性是动态性和并发性。
2.进程的状态及其转换
进程的3种基本状态是：运行态、就绪态和阻塞态。掌握教材38页的进程状态及其转换图。
3.进程的同步与互斥的概念。可以简单理解为：同步是协作，互斥是竞争。
4.信号量和Ｐ、Ｖ操作及其一般应用。
运用信号量机制和Ｐ、Ｖ操作，解决并发进程一般的互斥和同步问题。解决此类问题的一般方式：
①根据问题给出的条件，确定进程有几个或几类；
②确定进程间的制约关系——是互斥，还是同步；
③各相关进程间通过什么信号量实现彼此的制约，标明信号量的含义和初值；
④用P、V操作写出相应的代码段；
⑤验证代码的正确性：设以不同的次序运行各进程，是否能保证问题的圆满解决。切
忌按固定顺序执行各进程。
【理解】
1.多道程序设计概念及其优点。
2.进程的一般组成，应深入理解进程控制块的作用。每个进程有惟一的进程控制块。
3.Linux进程管理的基本命令：ps、kill、sleep。
4.理解进程临界资源和临界区的概念，进程进入临界区的调度原则。信号量概念，P、V操作执行的动作。
5.死锁的概念；死锁的4个必要条件：互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件、循环等待条件。
【了解】
1.进程间的3种高级通信：共享内存、管道文件和消息传递。
第3章处理机调度
考核学生对作业状态、作业调度和进程调度的功能、性能评价标准、常用调度算法、Linux常用调度命令、中断处理过程、shell命令执行过程等内容的学习情况。
【掌握】
1.作业调度和进程调度的功能
作业调度的功能见教材85页，进程调度的功能见教材86页。在一般操作系统中，进程调度是必须具备的。
2.常用调度算法
掌握三种基本调度算法（先来先服务法、时间片轮转法、优先级法）的实现思想，并能进行评价指标的计算。
要求：能利用图表形式列出各作业或进程的有关时间值，如到达时间、运行时间、开始时间、完成时间等，利用评价公式计算出各指标的值，如周转时间、平均周转时间。
【理解】
1.作业的四种状态：提交、后备、执行和完成。
2.作业调度与进程调度的关系。简单比喻：作业调度是演员上场前的准备，进程调度
是让演员上场表演。
3.调度性能评价标准
评价调度算法的指标：吞吐量、周转时间、带权周转时间、平均周转时间和平均带权周转时间。
4.中断处理过程：保存现场、分析原因、处理中断和中断返回。
5.shell命令的一般执行过程。
【了解】
1.调度的三个级别：高级调度、中级调度和低级调度，其中高级调度又称作业调度，
低级调度又称进程调度。
2.调度策略的选择。
3.中断概念
中断是指CPU对系统发生的某个事件做出的一种反应，它使CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动执行相应的处理程序，处理该事件后，如被中断进程的优先级最高，则返回断点继续执行被“打断”的程序。
第4章存储管理
考核学生对重定位、分区法、分页的概念、虚拟存储概念、请求分页存储管理技术、常用页面置换算法。
【掌握】
1.掌握以下概念：逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、物理地址空间、重定位、静
态重定位、动态重定位、碎片、虚拟存储器。
2.分区法
分区法分为固定分区法和动态分区法两种。要掌握其基本原理、数据结构、地址转换、内存空间的分配与释放、分配算法、优点和缺点。
3.分页技术
掌握分页存储管理的基本方法，如地址表示、从逻辑地址到物理地址的转换、数据结构等。
4.虚拟存储器
虚拟存储器（Virtual Memory）是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
虚拟存储器的基本特征：虚拟扩充、部分装入、离散分配、多次对换。此外，虚拟存储器的容量不是无限大的，它主要受到地址的字长和外存容量的限制
5.请求分页技术
请求分页存储管理技术是在单纯分页技术基础上发展起来的，二者根本区别在于请求分页提供虚拟存储器。
实现请求分页，系统必须提供一定容量的内存和外存，以及支持分页机制，还需要有页表机制、缺页中断机构以及地址转换机构。
6.常用页面置换算法
能应用先进先出法（FIFO）、最佳置换法（OPT）、最近最少使用置换法（LRU）的实现思想计算页面淘汰序列、缺页次数以及缺页率。
【理解】
1.重定位
把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。根据重定位的时机，分为静态重定
位和动态重定位。理解它们的概念、实现思想和优缺点。
。
【了解】
1.存储器层次
了解典型的存储器层次结构：寄存器、高速缓存、内存、磁盘、磁带。
2.用户程序的地址空间
用户程序的主要处理阶段：编辑、编译、链接、装入和运行。
3.对换技术的实现思想。
第5章文件系统
考核学生对文件的分类、文件系统的功能、文件的逻辑组织和物理组织、文件的目录结构、文件存储空间的管理、文件的存取控制等内容的学习情况。
【掌握】
1.文件系统的功能
一般说来，文件系统应具备以下功能：文件管理、目录管理、文件存储空间的管理、文件的共享和保护、提供方便的接口。
2.文件的逻辑组织和物理组织
掌握文件的逻辑组织和物理组织的概念，以及相应的组织形式。
3.文件的目录结构
文件目录的基本组织方式有单级目录、二级目录、树形目录。
4.文件存储空间的管理
文件存储空间的管理是对外存空间中空闲盘块的管理。对空闲盘块的管理方式主要有：空闲盘块表、空闲块链接、位示图和空闲块成组链接等。
【理解】
1.文件的分类
按用途分为：系统文件、库文件、用户文件；
按文件中的数据形式分为：源文件、目标文件、可执行文件；
按存取权限分为：只读文件、读写文件、可执行文件；
按保存时间分为：临时文件、永久文件；
在UNIX/Linux和MS-DOS系统中，文件分为普通文件、目录文件和特殊文件。而普通文件又分为ASCII文件和二进制文件两种。
2.文件的存取控制
为了实现文件系统的安全，文件需要保护和保密。对文件的存取控制可分别由存取类型来设定，如读、写、执行等，也可以通过命名、口令、存取权限或者加密的方法实现对文件的保护和保密
【了解】
1.文件的链接
Linux具有为一个文件起多个名字的功能，称为链接。文件链接是实现文件共享的有效途径，分为硬链接和符号链接。
第6章设备管理
考核学生对设备管理功能、设备分配技术、缓冲技术、SPOOLing系统、设备驱动程序
概念、磁盘调度和管理等内容的学习情况。
【掌握】
1.设备管理的功能
操作系统中设备管理的功能简单地说就是：监视设备状态；进行设备分配；完成I/O操作；缓冲管理与地址转换。
2.设备分配技术
设备分配技术主要有：独占分配、共享分配和虚拟分配。独占分配适用于独占设备，系统效率低；共享分配适用于高速、大容量直接存储的共享设备，设备的利用率较高；虚拟分配技术利用共享设备去实现独占设备的功能，从而使独占设备“感觉上”成为可共享的、快速的I/O设备。
3.设备驱动程序概念
设备驱动程序是控制设备动作（如设备的打开、关闭、读、写等）的核心模块，用来控制设备上数据的传输。
4.磁盘调度算法
常用的磁盘调度算法有：先来先服务法、最短寻道时间优先法和电梯法。重点掌握前两种磁盘调度算法。
【理解】
1.设备独立性
设备独立性是设备管理要达到的目标之一，就是说，用户程序应与实际使用的物理设备无关，由操作系统考虑因实际设备不同而需要使用不同的设备驱动程序等问题。
2.SPOOLing系统
实现虚拟分配最成功的技术是SPOOLing（外部设备联机并行操作），也称假脱机技术。SPOOLing系统用常驻内存的进程去模拟一台外围机，用一台主机就可完成脱机技术中需用三台计算机完成的工作。
理解SPOOLing系统的功能和实现思想。
3.缓冲技术
理解引入缓冲技术的主要目的和缓冲区的设置方式。
【了解】
1.设备分类和标识
了解设备的一般分类：存储设备（块设备），输入/输出设备（字符设备）。
2.处理I/O请求的步骤
第7章现代操作系统发展
考核学生对现代操作系统发展、嵌入式和分布式操作系统的一般知识的学习情况。【了解】
1.嵌入式操作系统的概念、功能和特性
嵌入式操作系统是嵌入式系统中使用的操作系统。作为一种操作系统，它具有一般操作系统的基本功能，但是，由于嵌入式操作系统的硬件平台和应用环境与一般操作系统不同，所以它有自身的特点，其的最大特点就是可定制性。
2.分布式操作系统的概念、功能和特性。
分布式操作系统是配置在分布式系统上的共用操作系统。分布式操作系统实施系统整体控制，对分布在各节点上的资源进行统一管理，并且支持对远程进程的通信协议。
分布式操作系统要求实现用户面前的虚拟单处理机系统到具体的分布式系统的映射。它有如下三个基本功能：进程管理；通信管理和资源管理。
3.未来操作系统应具有的新特征。
更强的分布式处理能力，更高的安全性和可靠性，符合开放式模型，更方便的用户界面。
二、复习方法和建议
1．复习方法
（1）对计算机操作系统要从宏观和微观两方面把握。
宏观方面：牢记操作系统的定义。理解操作系统在计算机系统中的地位，明确操作系统进行资源管理的五大功能，即：存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理和用户接口管理。教材从第2章到第6章分别介绍了这些功能的具体内涵。
微观方面：针对于进程、处理机、存储器、文件、设备管理，应掌握操作系统是如何管理计算机的这些资源的，理解有关概念、原理、技术和方法。
（2）重视课程实验，培养动手能力。
操作系统的上机实验很重要，它不仅可以加深对课本知识的理解，而且可以学到很多实际工作的经验，这对于增强动手技能和分析解决实际问题的能力、提高专业素质很有帮助。
2．复习建议
（1）在复习时围绕操作系统是什么、干什么、如何干这一主线，分层次进行总结。抓住重点，掌握基本概念和基本方法，注意知识的前后连贯。
操作系统中概念很多，要突出掌握重点概念，如：操作系统定义，进程、重定位、死锁等概念。要结合主教材和本复习指导中给出的教学要求，首先对每一章讲的问题是什么要搞清楚。然后，总结一下：针对该问题引入什么概念，该概念用来解决什么基本问题，采用什么基本方法予以解决。如果能把各章知识连贯起来、并结合上机体会进行复习，效果会更好。
对于基本概念在理解其所指对象的基础上，记住其定义的表述。如：进程，是针对多道程序执行时出现的问题而引入的，记住其定义表述。然后，进程与程序有何区别？有什么基本特征呢？如何体现其动态性呢？进程在活动中彼此会发生什么关系呢？怎么解决呢？通过由表及里地分析，就便于掌握知识要点，尽量在理解的基础上进行记忆。
对于操作系统的基本概念应掌握其实质是什么，是针对什么事物的，记住其表述要点。对于基本功能应掌握其是解决什么问题的，性能如何。对于基本方法和技术应理解其如何解决问题。
（2）结合生活中的例子，体会操作系统的管理方法。
操作系统许多管理方法都可以在日常生活中找到例子，学习时可以联想日常生活中熟悉的管理示例反复体会操作系统的管理方法，以加深对问题的理解。如程序和进程的关系，就像歌谱和唱歌；进程的同步关系就像跑接力赛；先来先服务算法如同排队买票；等等。
（3）注重平时练习，加强自主学习能力。
平时应认真、独立地完成课后习题和网上的自测题，正确地使用答案。在复习时应把练习再复习一遍，掌握做题的规律和技巧，特别对重点要求的内容和解题出现过错误的地方应格外注意。根据教学大纲要求，考试难度不会超出规定范围。对基本内容应牢固掌握，并能进行适当地灵活应用。
3. 复习思考
为什么要学习操作系统？
（1）选择操作系统。现代计算机系统中，往往配备多种操作系统以满足不同的用途，
通过学习可以了解不同类型操作系统的用途，有助于我们选择合适的操作系统为用户服务。
（2）分析操作系统。了解操作系统的结构和功能，可以较为准确地发现和解决问题，至少能确定问题位置，通知操作系统的生产商来处理。分析和研究操作系统，不知道操作系统的基本原理是难以完成的。
（3）设计操作系统。针对现实工作任务的需要，能设计或扩充现有操作系统，这是学习操作系统的最高层次，需要扎实的计算机科学和技术的基本理论和基础知识，特别是操作系统的基本原理、技术和方法。
（4）操作系统中实用的资源管理方法和技术，可以应用于其他的管理和控制领域。有人说“操作系统是计算机技术和管理技术的结合”，如何在现有计算机硬件条件下通过软件达到目标并努力实现高效性，如何在空间和时间中权衡，机制与策略，等等，操作系统管理资源的思路和方法体现了现实生活中的管理技术。
1.1 本章知识点
本章的内容描述了计算机操作系统的概貌，如什么是操作系统，它的主要功能和主要类型，操作系统结构设计。这一章在全书中起着提纲挈领的作用，后面的各个章节将分别对操作系统的各项功能做详细剖析。学好第一章对于我们从总体上把握操作系统有着指导作用。
本章的主要知识点为：
（1）操作系统的定义
一个完整的计算机系统由硬件和软件两大部分组成。硬件是计算机物理装置本身，是计算机软件运行的基础；简单地说，软件是计算机执行的程序，软件分为系统软件、应用软件和支撑软件三大类。
操作系统的定义如下：
操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。
（2）操作系统的主要功能
操作系统作为计算机基本的系统软件，具有五大功能，分别是：存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理和用户接口管理。教材从第2章到第6章将分别介绍这些主要功能。
（3）操作系统的主要类型
操作系统在发展中形成了以下类型，它们是批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统、个人机操作系统等。其中前三种属于传统的操作系统类型，后面的操作系统类型是随着计算机网络、分布式处理等新技术的应用而产生的，属于现代操作系统。
（4）操作系统结构设计
一般说来，操作系统有如下四种结构：整体结构，层次结构，虚拟机结构和客户机-服务器结构。它们在设计上各有优缺点。
UNIX系统和Linux系统是当代最著名的多用户、多进程、多任务的分时操作系统。本章对它们的发展历史、主要特点以及内核的结构都进行了介绍。
1.2 典型例题解析
【例1】什么是操作系统？
答案操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。
分析
操作系统作为本课程最重要的概念，同学们一定要牢记。可以从三个方面理解这个概念，然后在理解的基础上进行记忆。
（1）操作系统是系统软件。
（2）对内，操作系统控制和管理各种资源，有效地组织多道程序运行。被计算机系统工作时所引用的一切客体都称为资源。这里所说的客体可能是处理机、设备、内存、外存等硬件，也可能是程序和数据等软件。
（3）对外，操作系统是用户与计算机之间的接口。它为用户提供服务，方便用户使用计算机。
如果同学们理解了操作系统在计算机系统中的地位，那么对于学习这个概念有帮助。
【例2】在计算机系统中，操作系统是（）。
A．处于裸机之上的第一层软件B．处于硬件之下的底层软件
C．处于应用软件之上的系统软件D．处于系统软件之上的用户软件
答案 A
分析解答这道题主要是清楚操作系统在计算机系统中的地位。
在计算机系统中，操作系统处于一个承上启下的地位，它对内管理计算机的各种软硬件资源（文件、作业、存储器、设备、进程），对外向用户提供良好界面的服务，方便用户使用计算机。
操作系统属于系统软件，但却又不同与其他的系统软件。从下图可以看出，操作系统紧贴硬件，是裸机之上的第一层软件，是对硬件的扩充，其他系统软件都建立在操作系统之上。而应用软件是建立在系统软件之上的，更贴近用户。
操作系统是系统软件，因此D是错误的。C说系统软件在应用软件之上，这与图中的情况相反，显然不对。而硬件之下则没有软件存在，所以B根本就不正确。所以A才是正确答案。以上是用排除法来进行选择，如果同学们已经理解了操作系统的地位，就可以直接选择A，这样可以节省答题的时间。
【例3】现代操作系统的基本特征是（）、资源共享和异步性。
A．多道程序设计B．中断处理
C．实现分时与实时处理D．程序的并发执行
答案 D
分析操作系统也是一个程序，不过与其他程序相比，它有三个非常重要的特性：即多任务并行、多用户资源共享和异步性，把握操作系统的这些特性对于深刻理解操作系统会有很大帮助。
并发性是指两个或多个任务在同一给定的时间间隔中进行。这是一个宏观上的概念。以多道程序为例，这里的并发性不仅体现在用户程序与用户程序之间并发执行，还体现在用户程序与操作系统程序之间的并发执行。因而从宏观上看，这些程序是同时向前推进的。
资源共享是指多个任务共享计算机系统中的资源，如处理机、内存、外存、设备和数据等。这种共享是在操作系统的控制下实现的。对于一个给定的计算机系统，它的资源配置情况是相对固定的，而系统中多道程序对于资源的需求则是变化的，且通常是不可预知的；操作系统要掌握系统中当前资源的使用情况，并据此决定各程序进入系统的次序以及使用资源的次序。
异步性体现了多道程序环境下，程序执行时“走走停停”的性质，更反应出操作执行现场的不可预知性。
【例4】以下不属于操作系统具备的主要功能的是（）。
A．内存管理B．文档编辑
C．中断处理D．CPU调度
答案B
分析教材中介绍操作系统的主要功能有存储管理、进程和处理机管理、文件管理、设备管理和用户接口管理，一般被认为是操作系统的五大功能。
对于本题，A显然是操作系统的功能之一，C中断处理是操作系统实施并发的基础，对于操作系统非常重要，是实现多道程序设计的前提。它就像机器中的齿轮，驱动各部件的动作，因此，许多人称操作系统是由“中断驱动”的。C和D都属于操作系统的进程和处理机管理功能。只有B不是操作系统需要具备的主要功能，它一般是由应用软件提供的，如应用软件Windows Office的组件Word就提供了文档编辑功能。
【例5】操作系统是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同，可把操作系统分为（[1]）、
（[2]）、（[3]）、网络操作系统和分布式操作系统基本类型。其中[1]的主要目标是提高系统的吞吐率和效率，而[2]是一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回。
A．单用户系统B．批处理系统C．分时系统D．微机操作系统E．实时系统
答案[1]B[2]E[3]C
分析解答此题需要理解三种传统操作系统类型的不同特点。
批处理操作系统的主要特征可归纳为两点：“多道”和“成批”。“多道”是指内存中同时存在有多个正在处理的作业，并且外存上还存放有大量的尚待处理的后备作业。“成批”是指作业成批地进入系统，成批地处理，成批地离开系统；作业与作业之间的过渡由操作系统控制，不需用户的干预。
批处理系统的主要优点是系统吞吐量大，资源利用率高；缺点是用户作业的等待时间长，用户与系统没有交互能力。（吞吐量：在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量。）
分时系统与实时系统的主要区别如下：
（1）关于交互性。分时系统中各个终端用户与系统之间具有较强的交互性，而实时系统一般是专为某一领域使用的，对此要求不强。
（2）关于可靠性。与分时系统相比，实时系统更加注重其稳定性和可靠性。例如，对于航天控制系统来说，实时控制系统的故障可能带来的后果是无法估量的。
（3）关于响应时间。分时系统对响应时间的要求是以终端用户能接受的时间为依据的；而实时系统对响应时间一般有严格的要求，即能对外部请求做出及时的响应和处理。
【例6】把下面左右两列词用线连起来，形成最恰当的搭配。
（1）Linux（A）层次结构
（2）UNIX（B）客户机-服务器结构
（3）IBM VM/370（C）整体结构
（4）Windows XP（D）虚拟机结构
答案（1）－（C），（2）－（A），（3）－（D），（4）－（B）。
分析左侧列出的是一些计算机操作系统，右侧列出的是操作系统的结构。一般说来，操作系统有四种结构：整体结构，层次结构，虚拟机结构和客户机-服务器结构。
Linux是采用整体结构的操作系统，即所有的内核系统功能都包含在一个大型的内核软件之中。UNIX系统的核心层采用的是层次结构。Windows系列操作系统采用微内核技术，尽可能地使操作系统保持最小的核心，并由核心来负责处理客户和服务器之间的通信。IBM VM/370系统是虚拟机结构的一个典型实例。
1.3 练习题
一、选择题（选择一个正确答案的代码填入括号中）
1. 一个完整的计算机系统是由（）组成的。
A．硬件B．软件
C．硬件和软件D．用户程序
2. 在计算机系统中，控制和管理各种资源、有效地组织多道程序运行的系统软件称作（）。
A．文件系统B．操作系统
C．网络管理系统D．数据库管理系统
3. 按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（）。
A．用户软件B．应用软件
C．支撑软件D．系统软件
4. 操作系统的基本职能是（）。
A．提供功能强大的网络管理工具
B．提供用户界面，方便用户使用
C．提供方便的可视化编辑程序
D．控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行
5. 为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。这属于（）。
A．处理器管理B．存储管理
C．文件管理D．作业管理
6. 操作系统对缓冲区的管理属于（）的功能。
A．处理机管理B．设备管理
C．文件管理D．存储器管理
7. 操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（）。
A．shell命令B．图形界面
C．系统调用D．C语言函数
8. 为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应，该操作系统应该是（）。
A．多道批处理系统B．分时系统
C．实时系统D．网络系统
9. 在实时系统中，一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回。下面属于实时系统的是（）。
A．计算机激光照排系统B．办公自动化系统
C．计算机辅助设计系统D．航空订票系统
10.下面不属于分时系统特征的是（）。
A．为多用户设计B．需要中断机构及时钟系统的支持
C．方便用户与计算机的交互D．可靠性比实时系统要求高
11. 以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是（）。
A．DOS系统B．Windows NT系统
C．UNIX系统D．OS/2系统
二、判断题（正确的划√，错误的划×。）
1. 操作系统是用户与计算机之间的接口。（）
2. 操作系统是系统软件中的一种，在进行系统安装时可以先安装其它软件，然后再装操作系统。（）
3. 操作系统是整个计算机系统的控制管理中心，它对其它软件具有支配权利。因而，操作系统建立在其它软件之上。（）
4. 在UNIX/Linux系统上，系统调用以C函数的形式出现。（）
5. 虽然分时系统也要求系统可靠，但实时系统对可靠性的要求更高。（）
6. UNIX操作系统是采用微内核方法实现结构设计的。（）
参考答案：
一、CBDDB BCBDD C
二、1、4、5是正确的。
2、（╳）安装操作系统时必须先安装操作系统，然后再安装其它软件
3、（╳）其它软件建立在操作系统之上。
6、（╳）UNIX操作系统采用的是层次结构
第2章进程管理辅导与自测
2.1 本章知识点
进程是操作系统中最基本、最重要的概念之一，在计算机系统中，进程不仅是最基本的并发执行的单位，而且也是分配资源的基本单位。引入进程这个概念，对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。
本章的主要知识点为：
（1）进程的概念
进程是程序在并发环境中的执行过程。进程最根本的属性是动态性和并发性。要注意进程与程序的区别。进程的五个基本特征是：动态性、并发性、独立性、制约性、结构性。
一个进程实体通常由程序、数据、栈和进程控制块（PCB）这四部分组成。进程控制块是进程组成中最关键的部分。每个进程有唯一的进程控制块。操作系统根据PCB对进程实施控制和管理。进程的动态、并发等特征是利用PCB表现出来的。
为了对所有进程进行有效地管理，常将各进程的PCB用适当的方式组织起来。一般说来，进程队列有以下几种方式：线性方式、链接方式和索引方式。
进程有三个基本状态：运行态、就绪态和阻塞态。在一定的条件下，进程的状态将发生转换。下图所示为进程的状态及其转换。
图进程状态及其转换
（2）进程管理
就如同人类的族系一样，系统中众多的进程也存在族系关系：由父进程创建子进程，子进程再创建子进程，从而构成一棵树形的进程族系图。进程作为有“生命期”的动态过程，对它们的实施管理主要包括：创建进程、撤消进程、挂起进程、恢复进程、改变进程优先级、封锁进程、唤醒进程、调度进程等。
在Linux系统中，进程有5种状态。进程分为系统进程和用户进程。其中，系统进程只运行在内核模式下；用户进程既可以在用户模式下运行，也可以通过系统调用等运行在内核模式下。Linux的task_struct结构相当于其进程控制块。
Linux系统对进程的操作常用命令有：ps、kill、sleep等。常用的系统调用有：fork，exec，wait，exit，getpid，sleep，nice等。
（3）进程通信
进程通信是指进程间的信息交换。根据进程间交换信息量的多少，分为高级进程通信和低级进程通信。进程的同步与互斥是指进程在推进时的相互制约关系，属于低级进程通信。
一般来说同步反映了进程之间的协作关系，往往指有几个进程共同完成一个任务时在时间次序上的某种限制，进程相互之间各自的存在及作用，通过交换信息完成通信。如接力比赛中一组队员使用接力棒等。
进程互斥体现了进程之间对资源的竞争关系，这时进程相互之间不一定清楚其它进程的情况，往往指多个任务多个进程间的通讯制约，因而使用更广泛。如打篮球时双方挣抢篮板球等。
我们用信号量（Semaphore）及P，V操作来实现进程的同步和互斥。生产者-消费者问题是经典的进程同步和互斥问题。
（4）死锁
死锁是指多个进程循环等待他方占有的资源而无限期地僵持下去的局面。计算机系统产生死锁的根本原因就是资源有限且操作不当。一种原因是竞争资源引起的死锁，另一种原因是由于进程推进顺序不合适引发的死锁。
产生死锁的四个必要条件是：互斥条件，不可抢占条件，占有且申请条件，循环等待条件。如果在计算机系统中同时具备这四个必要条件时，那么会发生死锁。一般地，解决死锁的方法分为死锁的预防、避免、检测与恢复三种。
2.2 典型例题解析
【例1】判断题：并发是并行的不同表述，其原理相同。（）
答案×。
分析并发是指多道程序的执行在时间上是重叠的，一个程序的执行尚未结束，另一个程序的执行已经开始。但对单CPU系统而言，每一时刻只有一个程序在CPU上运行（有可能此时其他的程序在进行输入、输出）。也就是说，占有CPU的只能有一个程序。因此，并发实际上是“在宏观上并行执行，在微观上串行执行”。而并行是真正意义上的并行执行，因此两者的含义是不同的。
【例2】在操作系统中引入“进程”概念的主要目的是（）。
A．改善用户编程环境B．提高程序的运行速度
C．描述程序动态执行过程的性质D．使程序与计算过程一一对应答案C
分析操作系统中多道程序的引入，使得它们在并发执行时共享系统资源，共同决定这些资源的状态，因此系统中各道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。这些都是在程序的动态过程中发生的。而程序本身是机器能够翻译或执行的一组动作或指令，它或者写在纸面上，或者存放在磁盘等介质上，是静止的。很显然，直接从程序的字面上无法看出它什么时候运行、什么时候停顿，也看不出它是否影响其它程序或者一定受其它程序的影响。
因此，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，人们引入进程的概念来描述程序动态执行过程的性质，这是引入“进程”概念的主要目的。
【例3】下列进程状态的转换中，不正确的是（）。
A．就绪→阻塞B．运行→就绪
C．就绪→运行D．阻塞→就绪
答案 A
分析回答这道题要知道进程的3种基本状态，以及它们之间的转换关系。通过下图可以看到，凡是图中有箭头指向的转换都是可行的，而没有箭头指向的则不可能。因此A是不正确的。
图进程状态及其转换
如果有的同学记不住这张图，那就从理解的角度进行思考。首先要理解3种状态的含义，然后再理解它们之间的转换。例如：运行的进程能变成就绪吗？可以，如果运行进程的时间片到了，就必修让出CPU，转换为就绪态。就绪的进程能变成阻塞吗？不可以，就绪态的进程已经具备了运行条件，只在等待CPU，怎么可能还退回到还不具备运行条件的阻塞态呢？因此，如果理解了，这张图就可以自己画出来，并不需要死记硬背。
【例4】进程控制块是描述进程状态和特性的数据结构，一个进程（）。
A．可以有多个进程控制块B．可以和其他进程共用一个进程控制块
C．可以没有进程控制块D．只能有唯一的进程控制块
答案D
分析进程控制块（PCB）是一个用于描述进程动态性质的数据结构。操作系统根据PCB 对进程实施控制和管理。进程的动态、并发等特征也是通过PCB表现出来的。
进程由程序、数据、栈和PCB构成。构成进程的有关程序和数据集合是进程得以存在的物质基础，它们是进程的实体；PCB用于标识和刻画实体的存在和变化，是进程存在的唯一标志。当系统创建一个新进程时，就为它建立一个PCB；当进程终止后，系统回收为其分配的PCB，该进程在系统中就不存在了。
【例5】在执行V操作时，当信号量的值（），应释放一个等待该信号量的进程。
A．小于0 B．大于0 C．小于等于0 D．大于等于0
答案C
分析P，V操作能够实现对临界区的管理要求。它由P操作原语和V操作原语组成（原语是不可中断的过程），对信号量进行操作，具体定义如下：
P（S）：①将信号量S的值减1，即S=S-1；
②如果S≥0，则该进程继续执行；否则该进程置为阻塞状态，排入阻塞队列。
V（S）：①将信号量S的值加1，即S=S+1；
②如果S>0，则该进程继续执行；否则释放队列中第一个等待信号量的进程。
信号量的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程。信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于0时，表示当前可用资源的数量；当它的值小于0时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。注意，信号量的值仅能由P，V操作来改变。
一般来说，信号量S≥0时，S表示可用资源的数量。执行一次P操作意味着请求分配一个单位资源，因此S的值减1；当S<0时，表示已经没有可用资源，请求者必须等待别的进程释放该类资源，它才能运行下去。而执行一个V操作意味着释放一个单位资源，因此S 的值加1；若S≤0，表示有某些进程正在等待该资源，因此要唤醒一个等待状态的进程，使之运行下去。
【例6】有9个生产者，6个消费者，共享容量为8的缓冲区。在这个生产者-消费者问题中，互斥使用缓冲区的信号量mutex的初值应该为（）。
A．1 B．6 C．8 D．9
答案A
分析进程的互斥是指当有若干个进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个进程去使用，其它要使用该资源的进程必须等待，直到占用资源者释放了该资源。
进程的互斥体现了并发进程之间访问共享资源时存在的竞争关系。在计算机系统中必须互斥使用的资源很多，如读卡机、磁带机、打印机等硬件资源和一些公共变量、表格、队列、数据等软件资源。
利用信号量和P，V操作实现进程互斥的一般模型是：
进程P1进程P2…… 进程Pn
…… …… ……
P（mutex）；P（mutex）；P（mutex）；
临界区；临界区；临界区；
V（mutex）；V（mutex）；V（mutex）；
…… …… …… ……
其中信号量mutex用于互斥，初值为1。
使用P，V操作实现进程互斥时应该注意的是：
（1）每个程序中用户实现互斥的P、V操作必须成对出现，先做P操作，进临界区，后做V操作，出临界区。若有多个分支，要认真检查其成对性。
（2）互斥信号量的初值一般为1。
此外，P、V操作应分别紧靠临界区的头尾部，临界区的代码应尽可能短，不能有死循环。
在本题中，既然是问互斥信号量，其初值应为1，选项中的6，8，9都是迷惑答题者的，如果对同步和互斥不能很好地理解，就很难选择。
【例7】两个进程合作完成一个任务，在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的（）关系。
A．同步B．互斥C．竞争D．合作
答案A
分析进程的同步是指并发进程之间存在一种制约关系，一个进程的执行依赖另一个进程的消息，当一个进程没有得到另一个进程的消息时应等待，直到消息到达才被唤醒。
同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。这样的例子在日常生活中不胜枚举，比如接力比赛中运动员的默契配合，工业生产中流水作业的每道工序的先后执行，以及计算机系统中对一个缓冲区的读和写等等。当并发进程存在协作的关系时，必须互通消息，完成进程的同步。
能实现进程同步的机制称为同步机制，该机制能把其他进程需要的消息发送出去，也能测试自己需要的消息是否到达。
P，V操作是典型的同步机制之一。用一个信号量与一个消息联系起来，当信号量的值为0时，表示期望的消息尚未产生；当信号量的值非0时，表示期望的消息已经存在。用P，V操作实现进程同步时，调用P操作测试消息是否到达，调用V操作发送消息。
使用PV操作实现进程同步时应该注意的是：
（1）分析进程间的制约关系，确定信号量种类。在保持进程间有正确的同步关系情况下，哪个进程先执行，哪些进程后执行，彼此间通过什么资源（信号量）进行协调，从而明确要设置哪些信号量。
（2）信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。
（3）同一信号量的P、V操作要成对出现，但它们分别在不同的进程代码中。
本题中进程的同步体现的是合作关系，但答案不能选D，要使用操作系统的术语“同步”。
【例8】设有一台计算机，有两条I/O通道，分别接一台卡片输入机和一台打印机。卡片机把一叠卡片逐一输入到缓冲区B1中，加工处理后再搬到缓冲区B2中，并在打印机上打印结果。问：
①系统要设几个进程来完成这个任务？各自的工作是什么？
②这些进程间有什么样的相互制约关系？
③用P、V操作写出这些进程的同步算法。
分析我们画一个草图来帮助我们理解这道题：
从图中可以看出，从“卡片机”到“打印机”共需要3个操作，即输入、处理、输出。这3个动作就是完成任务的3个进程。
下面我们看看这些进程之间有什么样的制约关系。可以看出，这3个进程之间是同步关系，合作完成从输入到输出的工作任务。对其中任何一个进程，要处理好与其关联的两端设备的协调工作。以“输入进程”为例，它与卡片机和缓冲区B1关联，将卡片机的卡片输入到缓冲区B1，在不考虑卡片机的情况下，就要考虑缓冲区的情况，即是满还是空，是空缓冲区，输入进程就可以输入信息，如果缓冲区满，则要等待“处理进程”将B1中的信息取走，使之为空，输入进程才能继续工作。依此类推，可以找出另外2个进程的制约关系。
一般来说，处理进程同步需要2个信号量，“输入进程”和“处理进程”同步，需要2个信号量，解决缓冲区B1的协调操作问题；而“处理进程”和“输出进程”同步，还需要2个信号量，解决缓冲区B2的协调操作问题。因此，共需要4个信号量。本题中“处理进程”的算法有一些难度，因为它需要协调两个缓冲区的工作，考虑的因素比较多，算法复杂些。
答案
①系统可设三个进程来完成这个任务：R进程负责从卡片输入机上读入卡片信息，输入到缓冲区B1中；C进程负责从缓冲区B1中取出信息，进行加工处理，之后将结果送到缓冲区B2中；P进程负责从缓冲区B2中取出信息，并在打印机上印出。
②R进程受C进程影响，B1放满信息后R进程要等待——等C进程将其中信息全部取走，才能继续读入信息；C进程受R进程和P进程的约束：B1中信息放满后C进程才可从中取出它们，且B2被取空后，C进程才可将加工结果送入其中；P进程受C进程的约束：B2中信息放满后P进程才可从中取出它们,进行打印。
③信号量含义及初值：
B1full——缓冲区B1满，初值为0；
B1empty——缓冲区B1空，初值为1；
B2full——缓冲区B2满，初值为0；
B2empty——缓冲区B2空，初值为1；
说明
前面我们说过：信号量的初值与相应资源的数量有关，也与P、V操作在程序代码中出现的位置有关。以本题为例，如果R进程的算法如下：
则信号量B1empty初值应为1。表示B1缓冲区初始为空闲状态。
如果C进程的算法如下：
则信号量B2empty初值应为1。表示B2缓冲区初始为空闲状态。
【例9】死锁的四个必要条件中，无法破坏的是（）。
A．互斥条件B．不可抢占条件
C．占有且申请条件D．循环等待条件
答案A
分析互斥条件、不可抢占条件、占有且申请条件和循环等待条件是死锁发生时的4个必要条件，我们知道，只要破坏这4个必要条件中的任意一个条件，死锁就不会发生。
打破互斥条件，就是允许进程同时访问某些资源。但是，有的资源是不允许被同时访问的，如打印机等，这是由资源本身的属性所决定的，因此这种方法并无实用价值。而其他三个条件是完全可以破坏的。
2.3 练习题
一、选择题（选择一个正确答案的代码填入括号中）
1.顺序程序和并发程序的执行相比，（）。
A．基本相同B．有点不同
C．并发程序执行总体上执行时间快
D．顺序程序执行总体上执行时间快
2.在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为（）。
A．顺序程序B．多道程序
C．并发程序D．并行程序
3.在单CPU的系统中，若干程序的并发执行是由（）实现的。
A．用户B．程序自身
C．进程D．编译程序
4.进程与程序之间有密切联系，但又是不同的概念。二者的一个本质区别是（）。
A．程序是静态概念，进程是动态概念
B．程序是动态概念，进程是静态概念
C．程序保存在文件中，进程存放在内存中
D．程序顺序执行，进程并发执行
5.在操作系统中，进程的最基本的特征是（）。
A．动态性和并发性B．顺序性和可再现性
C．与程序的对应性D．执行过程的封闭性
6.多个进程的实体能存在于同一内存中，在一段时间内都得到运行。这种性质称作进程的
（）。
A．动态性B．并发性
C．调度性D．异步性
7.进程是程序的执行过程，可以处于不同的状态。这种性质称作进程的（）。
A．动态性B．并发性
C．调度性D．异步性
8.在下列特性中，不是进程的特性的是（）。
A．异步性B．调度性
C．操作性D．动态性
9.某进程由于需要从磁盘上读入数据而处于阻塞状态。当系统完成了所需的读盘操作后，
此时该进程的状态将（）。
A．从就绪变为运行B．从运行变为就绪
C．从运行变为阻塞D．从阻塞变为就绪
10.一个进程被唤醒意味着（）。
A．该进程重新占有了CPU B．进程状态变为就绪
C．它的优先权变为最大D．其PCB移至就绪队列的队首
11.在单处理机系统中，处于运行状态的进程（）。
A．只有一个B．可以有多个
C．不能被挂起D．必须在执行完后才能被撤下
12.已经获得除（）以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A．存储器B．打印机C．CPU D．磁盘空间
13.进程从运行状态变为阻塞状态的原因是（）。
A．输入或输出事件发生B．时间片到
C．输入或输出事件完成D．某个进程被唤醒
14.为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的（），根据它而感知进
程的存在。
A．进程状态字B．进程优先数
C．进程控制块D．进程起始地址
15.进程在系统中存在的唯一标志是（）。
A．所运行的程序B．所运行的程序和数据
C．进程队列D．进程控制块
16.进程的动态、并发等特征是利用（）表现出来的。
A．程序B．数据
C．程序和数据D．进程控制块
17.进程间的基本关系为（）。
A．相互独立与相互制约B．同步与互斥
C．并行执行与资源共享D．信息传递与信息缓冲
18.在一段时间内，只允许一个进程访问的资源称为（）。
2006―2007 学年度第二学期 一、单项选择题（每题1分，共20分） 1．操作系统的发展过程是( C ) A、原始操作系统，管理程序，操作系统 B、原始操作系统，操作系统，管理程序 C、管理程序，原始操作系统，操作系统 D、管理程序，操作系统，原始操作系统 2．用户程序中的输入、输出操作实际上是由( B )完成。 A、程序设计语言 B、操作系统 C、编译系统 D、标准库程序 3．进程调度的对象和任务分别是( C )。 A、作业，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU B、进程，从后备作业队列中按调度策略选择一个作业占用CPU C、进程，从就绪队列中按一定的调度策略选择一个进程占用CPU D、作业，从后备作业队列中调度策略选择一个作业占用CPU 4．支持程序浮动的地址转换机制是( A、动态重定位 ) A、动态重定位 B、段式地址转换 C、页式地址转换 D、静态重定位 5．在可变分区存储管理中，最优适应分配算法要求对空闲区表项按( C )进行排列。 A、地址从大到小 B、地址从小到大 C、尺寸从小到大 D、尺寸从大到小 6．设计批处理多道系统时，首先要考虑的是( 系统效率和吞吐量 )。 A、灵活性和可适应性 B、系统效率和吞吐量 C、交互性和响应时间 D、实时性和可靠性 7．当进程因时间片用完而让出处理机时，该进程应转变为( )状态。 A、等待 B、就绪 C、运行 D、完成 8．文件的保密是指防止文件被( )。 A、篡改 B、破坏 C、窃取 D、删除 9．若系统中有五个并发进程涉及某个相同的变量A，则变量A的相关临界区是由 ( )临界区构成。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 10．按逻辑结构划分，文件主要有两类：（记录式文件）和流式文件。 A、记录式文件 B、网状文件 C、索引文件 D、流式文件 11．UNIX中的文件系统采用（、流式文件）。 A、网状文件 B、记录式文件 C、索引文件 D、流式文件 12．文件系统的主要目的是（）。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存贮器 C、提高外围设备的输入输出速度 D、用于存贮系统文档 13．文件系统中用（）管理文件。 A、堆栈结构 B、指针 C、页表 D、目录 14．为了允许不同用户的文件具有相同的文件名，通常在文件系统中采用（）。 A、重名翻译 B、多级目录 C、约定 D、文件名 15．在多进程的并发系统中，肯定不会因竞争( )而产生死锁。 A、打印机 B、磁带机 C、CPU D、磁盘 16．一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是( )。 A、先来先服务 B、轮转 C、最高响应比优先 D、均衡调度 17．两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的（）。 A、互斥 B、同步 C、调度 D、伙伴 18．当每类资源只有一个个体时，下列说法中不正确的是（）。 A、有环必死锁 B、死锁必有环 C、有环不一定死锁 D、被锁者一定全在环中 19．数据文件存放在到存储介质上时，采用的逻辑组织形式是与( )有关的。 A、文件逻辑结构 B、存储介质特性 C、主存储器管理方式 D、分配外设方式 20．在单处理器的多进程系统中，进程什么时候占用处理器和能占用多长时间，取决于( )。 精品文档
1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。
浅谈操作系统 摘要 随着科学技术的不断发展与创新，计算机得到了广泛的普及和应用，同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代，最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展，操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析，了解计算机操作系统发展的基本情况，阐述未来操作系统的发展趋势，从而促进计算机技术的不断的进步。 关键词：计算机；操作系统；发展； 一、计算机操作系统的发展史 操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统所处位置作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。 原始的操作系统主要是从批次模式开始，然后逐渐的发展到分时机制的模式，后来由于多处理器时代的到来，整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能，继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段：纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶
段及现代操作系统阶段。整个系统的发展主要面临着技术上的难题，主要体现的是计算机硬件技术的发展限制了软件的发展和操作系统的不稳定性。 二、计算机中常用的操作系统 计算机操作系统作为计算机系统的基础是管理电脑软硬件系统的程序。计算机系统的种类多，经常是通过应用领域来划分的，其中应用程序主要是包括桌面、服务器、主机以及嵌入几个应用领域的操作系统。常用的操作系统分类如下。 1.Windows系统 Windows系统作为计算机内较为常见的操作系统，在人们的日常生活和学习中都应用的较为普遍，Windows系统作为现代最为流行的操作系统，其在技术方面也是非常成熟的。目前最新版本的Windows 操作系统为Windows10。 2.UNIX系统 UNIX系统有自身较为统一的实施标准和认证规范，并且利用该规范，还可以对UNXI系统进行程序的移植，并且促进了UNIX的发展及应用程序的开发，UNXI已经开始作为大型机器、网络服务器及工作中的主流操作系统，并且其自身的发展还在一定的程度上推动了Linux等开源UNIX类操作系统的发展。 3.Linux系统 Linux系统是在UNIX的基础上进行发展的，其开源模式的软件环境极其价值越来越受到社会，并且其软件的运行环境及其价值越来
一、选择题 1．在进程的组成部分之中，进程在运行中不可修改的部分是______。 A．私用程序段B．共享程序段 C．数据段D．进程控制块 2．响应比高者优先作业调度算法是以计算时间和______来考虑的。 A．输入时间B．完成时间C．周转时间D．等待时间 3．在消息缓冲通信中，消息队列属于______资源。 A．临界B．共享C．永久D．可剥夺 4．进程间的同步是指进程间在逻辑上的相互______关系。 A．联接B．制约C．继续D．调用 5．最适合于分时系统的进程调度算法是______。 A．先来先服务（FCFS）B．最短作业优先（SSJF） C．优先数法D．轮转法（RR） 6．进程A和进程B通过共享缓冲区协作完成数据处理，进程A负责生产数据并放入缓冲区，进程B从缓冲区中读数据并输出。进程A和进程B之间的关系是______。 A．互斥关系B．同步关系C．互斥和同步D．无制约关系 7．在优先级调度中，______类进程可能被“饿死”，即长时间得不到调度。 A．短进程B．长进程C．低优先级进程D．大内存进程 8．进程从运行状态到阻塞状态可能是由于______。 A．进程调度程序的调度B．现运行进程的时间片耗尽 C．现运行进程执行了wait操作D．现运行进程执行了signal操作 9．银行家算法在解决死锁问题中是用于______的。 A．预防死锁B．避免死锁C．检测死锁D．解除死锁 10．______不是进程调度算法。 A．时间片轮转法B．先来先服务方法 C．响应比高者优先法D．均衡调度算法 11．下面关于线程的叙述中正确的是______。 A．线程包含CPU现场，可以独立执行程序B．每个线程有自己独立的地址空间C．线程之间的通信必须使用系统调用函数D．进程只能包含一个线程 12．并发进程之间______。 A．彼此无关B．必须同步C．必须互斥D．可能需要同步或互斥 13．当一个进程运行时，系统可能基于某种原则强行将其撤下，把处理器分配给其他进程，这种调度方式是______。 A．非剥夺方式B．剥夺方式C．中断方式D．查询方式 14．信号量S不能用于______操作。 A．signal B．wait C．赋初值D．运算表达式 15．______是一种只能进行wait操作和signal操作的特殊变量 A．调度B．进程C．同步D．信号量 16．分配给进程占用处理机的时间到而强迫进程P让出处理器，或有更高优先级的进程要运行，迫使正在运行的进程P让出处理器，则进程P状态变化的情况为______ A．运行态－>就绪态B．运行态－>等待态 C．就绪态－>运行态D．等待态－>就绪态 17．下面关于进程的叙述中正确的是______。
计算机专业计算机操作系统试题 2003年7月 一、选择题(选择一个正确的答案的代号填入括号中，共38分) 1．操作系统核心部分的主要特点是( )。 A．一个程序模块B．主机不断电时常驻内存 C．有头有尾的程序D．串行顺序执行 2．操作系统中用得最多的数据结构是( )。 A．堆栈B．队列 C．表格D．树 3. 索引式(随机)文件组织的一个主要优点是( )o A．不需要链接指针B．能实现物理块的动态分配 C．回收实现比较简单D．用户存取方便 4．文件目录的主要作用是( )。 A．按名存取B．提高速度 C．节省空间D．提高外存利用率 5．在操作系统管理中，面向用户的管理组织机构称为( )。 A．用户结构B．实际结构 C．物理结构D．逻辑结构 6．单机操作系统的共享资源主要是指( )。 A．内存、CPU和基本软件B．键盘、鼠标、显示器 C．打印机、扫描仪D．软盘、硬盘、光盘 7．为方便用户，操作系统负责管理和控制计算机系统的( )。 A．软件资源B．硬件和软件资源 C．用户有用资源D．硬件资源 8．设备I／O方式有如下三种：( )、( )和( )。 A．假脱机B．询问 C．联机D．中断 E．通道F．脱机 9．操作系统五大功能中作业管理包含( )和( )；文件管理又称( )；存储管理主要讲解( )；设备管理是最原始的( )；进程管理实质上是( )。 A．CPU的执行调度管理B．用户任务管理 C. 信息管理D．监控程序管理 E．人机交互界面管理F．内存管理 10．计算机在接受用户请求后处理数据以及在数据处理结束时，将结果送到终端显示器。例如，导弹控制系统应选择安装( )；计算机订票系统应选择安装( )；计算机语言学习系统应选择安装( )。A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．网络操作系统 E．分布式操作系统 二、是非题(正确的划√，错的划×，其它符号按错论。共20分) ( )1．系统调用是操作系统和用户进程的接口，库函数也是操作系统和用户的接口。 ( )2．UNIX的i节点(内码)是文件系统的主要数据结构(表格)部分。 ( )3．虚地址即程序执行时所要访问的内存地址。
计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题
⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；
浅谈计算机操作系统现 状与发展 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
浅谈计算机操作系统现状与发展摘要：操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的重要组成部分，是一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程，协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。随着操作系统的新技术的不断出现,功能不断增加。操作系统作为一个标准的套装软件必须满足尽可能多用户的需要，于是系统不断膨胀，功能不断增加，并逐渐形成从开发工具到系统工具再到应用软件的一个平台环境。更能满足用户需求。本文主要针对操作系统在计算机发展中的核心地位和技术变革作出了分析,同时对计算机操作系统的功能,发展和分类做了简单的分析和阐述，以及对计算机未来发展趋势做了一个预测。 关键词：计算机操作系统，发展历程，新技术，发展趋势 Talking about the Present Situation and Development of Computer Operating System Abstract: Operating system (OS) is an important part of the computer system, is an important system software, which is responsible for managing the computer system hardware and software resources and the entire computer workflow, coordination between system components, systems and users Between the user and the user relationship. With the continuous emergence of the new technology of the operating system, the function is increasing. The operating system as a standard suite of software must meet the needs of as many users as possible, so the system is constantly expanding, the function is increasing, and
作业2 1.若1页大小为4KB，计算机地址总线为32位，则页号共有多少位？逻辑地址 空间最多包含多少页？逻辑地址60000在第几页？页内偏移是多少？若该页被装进物理块1280中，则物理地址是多少？ 解:所以页内偏移即页内地址占 12 位页号占 32-12=20 位逻辑地址空间最大页数为页 60000=(EA60)16=(1110 1010 0110 0000)2 其中低 12 二进制位为页内偏移，即(A60)16=2656。高 4 二进制位为页号，即(E)16=14。物理块号1280=(500)16 物理地址=(500A60)16=5245536. 2.假定当前磁头位于100号磁道，进程对磁道的请求序列依次为57，61，39， 20，88，161，139，38，175。当采用先来先服务和最短寻道时间优先算法时，总的移动的磁道数分别是多少？（请给出寻道次序和每步移动磁道数） 解：先来先服务最短寻道时间优先 43 +4+ 22+ 19+ 68+ 73+ 22+ 101 + 137 = 489 12 + 27 + 4 +18 + 1+ 18 + 119 + 22 + 14 = 235 。 3.设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5）， A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题： （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？为什么？ （3）在（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？为什么？ 进程最大资源需求量已分配资源量系统剩余资源数量 A B C A B C A B C P1559212233 P2536402 P3******* P4425204
第一章 ★1.操作系统的概念：通常把操作系统定义为用以控制和管理计算机系统资源方便用户使用的程序和数据结构的集合。★2.操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。 ①批处理操作系统 特点： 用户脱机使用计算机 成批处理 多道程序运行 优点： 由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行。并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量。 缺点： 无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力；而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不方便。 批处理系统中作业处理及状态 ②分时操作系统(Time Sharing OS) 分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统，如UNIX是多用户分时操作系统。 分时计算机系统：由于中断技术的使用，使得一台计算机能连接多个用户终端，用户可通过各自的终端使用和控制计算机，我们把一台计算机连接多个终端的计算机系统称为分时计算机系统，或称分时系统。 分时技术：把处理机的响应时间分成若于个大小相等（或不相等）的时间单位，称为时间片（如100毫秒），每个终端用户获得CPU，就等于获得一个时间片，该用户程序开始运行，当时间片到（用完），用户程序暂停运行，等待下一次运行。 特点： 人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作。 共享主机：多个用户同时使用。 用户独立性：对每个用户而言好象独占主机。 ③实时操作系统(real-time OS) 实时操作系统是一种联机的操作系统，对外部的请求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕。 特点： 有限等待时间 有限响应时间 用户控制 可靠性高 系统出错处理能力强 设计实时操作系统要考虑的一些因素： （1）实时时钟管理 （2）连续的人—机对话 （3）过载 (4) 高度可靠性和安全性需要采取冗余措施。 ④通用操作系统 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 ⑤个人计算机上的操作系统
1. 下列关于操作系统的正确叙述是（） A. 操作系统是硬件和软件之间的接口 B. 操作系统是主机和外设之间的接口 C. 操作系统是用户与计算机之间的接口 D. 操作系统是源程序与目标程序之间的接口 标准答案：C 2. 在计算机系统得层次关系中，最贴近硬件的是（） A. 应用软件 B. 实用软件 C. 操作系统 D. 用户 标准答案：C 3. 计算机系统把进行（）和控制程序执行的功能集中组成一种软件，即操作系统 A. CPU管理 B. 作业管理 C. 资源管理 D. 设备管理 标准答案：C 4. 批处理系统的主要特点之一是（） A. 非交互性 B. 实时性 C. 高可靠性 D. 分时性 标准答案：A 5. 分时系统的主要特点之一是（） A. 交互性 B. 实时性 C. 高可靠性 D. 资源利用率高 标准答案：A 6. 高可靠性是（）的主要特点之一 A. 分时系统 B. 实时系统 C. 批处理系统 D. 通用操作系统 标准答案：B 7. 允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是（） A. 分时操作系统 B. 单道批处理操作系统 C. 多道批处理操作系统 D. 实时操作系统 标准答案：A
8. 如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于（）操作系统（分数：1，完成次数：157） A. 分时系统 B. 实时系统 C. 批处理系统 D. 通用操作系统 标准答案：C 9. 下列哪个观点不是描述操作系统的典型观点（）（分数：1，完成次数：157） A. 操作系统是众多软件的集合 B. 操作系统是用户和计算机之间的接口 C. 操作系统是资源的管理者 D. 操作系统是虚拟机 10. 下列哪个系统与其他三个不同（）（分数：1，完成次数：157） A. 现场压力采集系统 B. 火炮自动控制系统处理机 C. 飞机定票系统 D. 导弹制导系统 标准答案：C 11. 操作系统中最基本的两个特征是（）（分数：1，完成次数：157） A. 并发和异步 B. 并发和共享 C. 共享和虚拟 D. 虚拟和异步 标准答案：B 12. 对操作系统在计算机系统中位置的说法正确的是（）（分数：1，完成次数：157） A. 计算机硬件和软件之间 B. 计算机硬件和用户之间 C. CPU和用户之间 D. CPU和软件之间 标准答案：B 13. 分时系统追求的目标是（）（分数：1，完成次数：157） A. 充分利用I/O B. 快速响应用户 C. 提高系统吞吐率 D. 充分利用内存 标准答案：B 14. 分时系统的（）是衡量一个分时系统的重要指标（分数：1，完成次数：157） A. 周转时间 B. 用户数 C. 时间片 D. 用户响应时间 标准答案：D
第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间
浅谈我对计算机操作系统的认识 朱雪松 L11214018 信息管理与信息系统 计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，传统计算机的性能受到挑战，开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口，新型计算机的研发应运而生。未来量子、光子和分子计算机将具有感知、思考、判断、学习以及一定的自然语言能力，使计算机进人人工智能时代。这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命，对人类社会的发展产生深远的影响。 一．什么是操作系统 操作系统（英语：Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与电脑软件资源的程序，同时也是计算机系统的核心与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网上与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作接口。 操作系统的型态非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形化用户界面，而有些仅使用文字接口，而将图形接口视为一种非必要的应用程序. 二．操作系统的历史 (一)无操作系统的计算机系统 1.人工操作方式 从第一台计算机诞生（1945年）到20世纪50年代中期的计算机，属于第一代计算机，这一时期的计算机操作采用人工操作的方式直接使用计算机硬件系统，这种方式的主要特征是用户独占主机，CPU等待人工操作。可见这种方式严重降低了计算机资源的利用率，造成了人机矛盾。 2.脱机输入/输出方式 为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾，20世纪50年代末出现了这种技术。该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上将其高速的调入内存。 （二）单道批处理系统和多道批处理系统 1.单道批处理系统的处理过程及特征 上个世纪50年代中期发明了晶体管，为了充分利用晶体管，减少空闲时间，于是就出现了单道批处理，其自动处理过程是：首先，由监督程序将磁带上的第一个作业装入内存，并把运行控制权交给该作业。当该作业处理完时，把控制权还给监督程序，再由监督程序把磁盘上的第二个作业调入内存。其主要特征为自动，顺序，单道。其主要矛盾为主机和外设的矛盾。
习题 第一章习题 一、单选题 (1)当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于( )。 A.执行态 B.目态 C.管态 D.就绪态 (2)在下列性质中，( )不是分时系统的特征。 A.多路性 B.交互性 C.独立性 D.成批性 (3)下列仅一条指令( )只能在管态下执行。 A.读取时钟指令 B.访管指令 C.屏蔽中断指令 D.取数指令 二、填空题 (1) 在计算机系统中配置操作系统的主要目的是___________________，操作系统的主要功能是管理计算机系统中的硬件和资源，其中包括处理机管理、存储器管理，以及设备管理和文件管理，这里的处理机管理主要是对进程进行管理。 (2) 利用缓冲区能有效地缓和CPU 和I/O设备之间速度不匹配的矛盾，虚拟设备的功能是使_____________变成能被多个进程同时使用的_________。 第二章习题 一、填空题 (1)对于一个可执行程序文件，该程序与执行它的进程是一对多的关系。 (2)在单CPU系统中实现并发技术后。
A.进程在一个时间段内并行执行，CPU与外设并行工作。 B.进程在一个时刻并行执行，CPU与外设并行工作。 C.进程在一个时间段内并行执行，CPU与外设串行工作。 D.进程在一个时刻并行执行，CPU与外设串行工作。 (3)从静态角度上看，进程是由PCB、程序段，数据段三部分组成。 (4)正在执行的进程由于用完其时间片而被暂停执行，此时进程应从执行状态变成为就绪状态。 (5)引入进程，可带来资源利用率的提高和系统吞吐量的增加的好处，但却增加了系统的空间和时间开销。 (6)临界区是指进程中用于访问临界资源的那段代码。 (7) ①C是一种只能由P和V操作所改变的整型变量，①可用于实现进程的② D 和③ A ，②是指排他性地访问临界资源。 ①：A.控制变量B.锁 C.整型信号量 D.记录型信号量 ②,③：A.同步 B.通信 C.调度 D.互斥 (8)设有6个进程共享同一互斥段，若最多允许有3个进程进入互斥段，则所采用的互斥信号量的初值为 3 。 (9)有3个进程共享同一程序段，而每次最多允许两个进程进入该程序段，若用P、V操作作同步机制，则记录型信号量S的取值范围为2，1，0 ，-1。 (10)为实现消息缓冲通信，在PCB中应增加消息队列首指针、消息队列互斥信号量和消息队列资源信号量三个数据项。 (11)若记录型信号量S的初值为2，当前值为-1，则表示有 B 等待进程。 A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
操作系统第一章复习题 一、选择题 1、下列选项中，（ D ）不是操作系统关心的主要问题。 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面。 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 2、多道批处理系统的主要缺点是（ C ）。 A CPU利用率低 B 不能并发执行 C 缺少交互性 D 以上都不是。 3、在操作系统中，（ D ）部分属于微内核。 A 输入/输出井的管理程序，及作业调度软件。 B 用户命令解释程序 C 磁盘文件目录管理软件 D 进程通信服务例程 4、通常在分时系统中运行的作业称为（ C ）。 A 前台作业 B 后台作业 C 终端型作业 D 批量型作业 5、在下面的选项中，（ A ）不属于操作系统提供给用户的可用资源。 A 中断机制 B 处理机 C 存储器 D I/O 设备 6、操作系统在计算机系统中处于（ B ）的位置。 A 计算机硬件和软件之间 B 计算机硬件和用户之间 C 处理机和用户程序之间 D 外部设备和处理机之间 7、操作系统是对（ C ）进行管理的软件。 A 软件 B硬件 C计算机资源 D 应用程序 8、操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ A ）。 A 利用率 B 可靠性 C 稳定性 D 兼容性 9、操作系统提供给程序员的接口是（ B ）。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D B和C 10、所谓（ B ）是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A 多重处理 B 多道程序设计 C 实时处理 D 共行执行 11、实时系统必须在（ C ）内处理完来自外部的事件。 A 响应时间 B 周转时间 C 规定时间 D 调度时间 12、在操作系统中，并发性是指若干事件（ C ）发生。 A 在同一时刻 B 一定在不同时刻 C 在某一时间间隔 D 依次在不同时间间隔内 13、订购机票系统处理各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个（ D ）。 A 分时系统 B 多道批处理系统 C 计算机网络 D实时信息处理系统 二、填空题 1、操作系统两个最基本的特征是（并发）和（共享），两者之间互为存在条件。 2、实时系统应具有的两个基本特征，它们是（及时性）和（高可靠性）。 3、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（分时操作系统）；允许多个用户 将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（批处理操作系统）；计算机系统能
浅谈计算机操作系统现状与发展 摘要：操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统的重要组成部分，是一个重要的系统软件，它负责管理计算机系统的硬、软件资源和整个计算机的工作流程，协调系统部件之间,系统与用户之间、用户与用户之间的关系。随着操作系统的新技术的不断出现,功能不断增加。操作系统作为一个标准的套装软件必须满足尽可能多用户的需要，于是系统不断膨胀，功能不断增加，并逐渐形成从开发工具到系统工具再到应用软件的一个平台环境。更能满足用户需求。本文主要针对操作系统在计算机发展中的核心地位和技术变革作出了分析,同时对计算机操作系统的功能,发展和分类做了简单的分析和阐述，以及对计算机未来发展趋势做了一个预测。 关键词：计算机操作系统，发展历程，新技术，发展趋势 Talking about the Present Situation and Development of Computer Operating System Abstract: Operating system (OS) is an important part of the computer system, is an important system software, which is responsible for managing the computer system hardware and software resources and the entire computer workflow, coordination between system components, systems and users Between the user and the user relationship. With the continuous emergence of the new technology of the operating system, the function is increasing. The operating system as a standard suite of software must meet the needs of as many users as possible, so the system is constantly expanding, the function is increasing, and gradually formed from the development tools to the system tools to the application software to a platform environment. More able to meet user needs. This paper mainly analyzes the core position and technological change of the computer in the development of the computer system, and makes a simple analysis and elaboration of the function, development and classification of the computer operating system, and makes a prediction of the future development trend of the computer.
一、单项选择题 二、CADCA CADCC CBDBC DDADB DCAD 1．联想存储器在计算机系统中是用于__C____的。 A．存储文件信息B．与主存交换信息 C．内存地址变换D．内存管理信息 2．作业在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应该执行的指令是___D___。 A．被中断的前一条B．被中断的后一条 C．作业的第一条D．被中断的指令 在请求分页存储管理中，当指令的执行所需要的内容不在内存中时，发生缺页中断，当缺页调入内存后，应执行被中断指令。另：缺页中断作为中断与其它中断一样要经历如保护CPU环境，分析中断原因，转入缺页中断处理程序进行处理，恢复CPU环境等几个步骤，但缺页中断又是一种特殊的中断，它与一般中断相比，有着明显的区别，主要表现在下面两个方面：(1)缺页中断是在指令执行期间产生和处理中断信号的。(2)一条指令的执行期间，可能产生多次缺页中断。 3．实现虚拟存储器的目的是__D____。 A．实现存储保护B．实现程序浮动 C．扩充外存容量D．扩充内存容量 4．在段页式存储系统中，一个作业对应___C__。 A．多个段表B．一个段表，一个页表 C．一个段表，多个页表D．多个段表，多个页表 5．在虚拟页式存储管理方案中，完成将页面调入内存的工作的是___A___。 A．缺页中断处理B．页面淘汰过程C．工作集模型应用D．紧缩技术利用 6．采用分页式内存管理时，重定位的工作是由___C___完成的。 A．操作系统B．用户C．地址转换机构D．内存空间分配程序 7．在分页式内存管理系统中可能出现的问题是__B____。 A．颠簸B．不能共享C．外部碎片D．动态链接 8．在下列有关分页式内存管理的叙述中正确的是___D___。 A．程序和数据是在开始执行前一次性和装入的 B．产生缺页中断一定要淘汰一个页面 C．一个被淘汰的页面一定要写回外存 D．在页面中有“访问位”和“修改位”等消息 9. 在可变式分配方案中，最佳适应算法是将空白区在空白区表中按___C___次序排列。 A．地址递增B．地址递减C．容量递增D．容量递减 10. 在可变分区分配方案中，将空白分区按地址递增次序排列是要采用___C___。 A．最佳适应算法B．最差适应算法 C．首次适应算法D．最迟适应算法
1. 单项选择题（共200个题目） 100236. 一般用户更喜欢使用的系统是（c ）。 A.手工操作 B.单道批处理 C.多道批处理 D.多用户分时系统 100237. 与计算机硬件关系最密切的软件是（d）. A.编译程序 B.数据库管理程序 C.游戏程序 D.OS 100238. 现代OS具有并发性和共享性，是由（D）的引入而导致的。 A.单道程序 B.磁盘 C.对象 D.多道程序100239. 早期的OS主要追求的是（A）。 A.系统的效率 B.用户的方便性 C.可移植 D.可扩充性 100240. （A ）不是多道程序系统。 A.单用户单任务 B.多道批处理系统 C.单用户多任务 D.多用户分时系统 100241. （B）是多道操作系统不可缺少的硬件支持。 A.打印机 B.中断机构 C.软盘 D.鼠标100242. 特权指令可以在（C）中执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.进程调度中100243. 没有了（C ）计算机系统就启动不起来了。 A.编译器 B.DBMS C.OS D.浏览器100244. 通道能够完成（C ）之间数据的传输。
A.CPU与外设 B.内存与外设 C.CPU与主存 D.外设与外设 100245. 系统的主要功能有（C ）。 A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理 B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统 C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统 D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统 100246. 单处理机计算机系统中，（A）是并行操作的。 A.处理机操作和通道 B.程序与程序 C.主程序与子程序 D.用户程序与操作系统程序 100247. 处理机的所有指令可以在（D）中执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意时间 D.系统态100248. （B ）功能不是操作系统直接完成的功能。 A.管理计算机硬盘 B.对程序进行编译 C.实现虚拟存储器 D.删除文件 100249. 要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时相应的OS是（B ）。 A.多用户分时系统 B.实时系统 C.批处理系统时间 D.网络操作系统 100250. 操作系统是对（C ）进行管理的软件。
计算机操作系统大题 整理
四、应用题（每小题8分，共40分） 1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和运行时间见下表所示。 作业提交时间运行时间 1 8.0 1.0 2 8.5 0.5 3 9.0 0.2 4 9.1 0.1 计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平均带权周转时间W。先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算法。 2．考虑某个系统在某时刻的状态如下表所示。 Allocation Max Available ＡＢＣＤＡＢＣＤ１５２０ P0 ００１２００１２ P1 １０００１７５０ P2 １３５４２３５６ P3 ００１４０６５６ 使用银行家算法回答下面的问题： （1）求Need矩阵。 （2）系统是否处于安全状态？如安全，请给出一个安全序列。 （3）如果进程P1发来一个请求（0，4，2，0），这个请求能否立刻被满足？如安全，请给出一个安全序列。 (2) 安全，安全序例为：P0，P2，P1，P3……（3分） （3）能立刻被满足，满足的安全序列为： P0，P2，P1，P3……（3分）3．桌子上有一只盘子，每次只能向其中放入一只水果。爸爸专向盘子中放苹果，妈妈专向盘子中放桔子，儿子专等吃盘子中的桔子，女儿专等吃盘子中的苹果。只有盘子为空时，爸爸或妈妈就可向盘子中放一只水果；仅当盘子中有自己需要的水果时，儿子或女儿可以从盘子中取出。用信号量机制解决该问题。 答:在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S表示盘子是否为空，其初值为l； 信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初值为0。(2分) father(){ 。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(Sa); 。} } 。mather(){。while(1) { 。P(S); 。放苹果。V(So);。} } 。son(){ 。while(1) { 。P(So); 。从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃桔 子; 。｝。} 。daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从盘中取出苹果; 。 V(S); 。吃苹果; 。｝。｝ 4．设某计算机的逻辑地址空间和物理地址空间均为64KB，按字节编址。若某进程最多需要6页数据存储空间，页的大小为1KB，操作系统采用固定分配局部置换策略为此进程分配4个页框，在时刻260前的该进程访问情况见下表。 页号页框号装入时间访问位 ０７１３０１ １４２３０１ ２２２００１ ３９１６０１ 当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据。请回答下列问题： （1）该逻辑地址对应的页号是多少？ （2）若采用先进先出（FIFO）置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。 （3）若采用时钟（Clock）置换算法，当前指针指向2号页框。该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。 答:(1) 17CAH=0001 0111 1100 1010B，且页的大小为1KB，故页号为000101B=5…（2分） （2）采用FIFO置换算法，与最早调入的页面即0号页面置换，其所在的页框号为7，于是对应的物理地址为：0001 1111 1100 1010B=1FCAH…（3分） （3）采用Clock置换算法，首先从当前位置（2号页框）开始顺时针寻找访问位为0的页面，当指针指向的页面的访问位为1时，就把该访问位清“0”，指针遍历一周后，回到2号页框，此时2号页框的访问位为0，置换该页框的页面，于是对应的物理地址为：0000 1011 1100 1010B=0BCAH。（3分） 5．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据存放，假定在文件的i_node 中设有13个地址项，其中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接索引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为4KB，磁盘地址用4个字节表示，这个文件系统允许的最大文件长度是多少？ 答:直接索引对应盘块大小=10×4KB=40KB (2分) 一次间接索引对应盘块大小=1K×4KB=4MB (2分) 二次间接索引应盘块大小=1K×1K×4KB=4GB (2 三次间接索引应盘块大小=1K×1K×1K×4KB =4TB 一个文件最大=40KB+4MB+4GB+4TB (1分) 四、应用题（每小题8分，共40分） 1．在一单道批处理系统中，一组作业的提交时间和 运行时间见下表所示。 计算以下二种作业调度算法的平均周转时间T和平 均带权周转时间W。 先来先服务调度算法。（2）短作业优先调度算 法。 答:1．（1）FCFS调度的情况如下表： T＝（1.0+1.0+0.7+0.7）/4＝0.85 (2分) W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝3.375 (2分) （2）SJF调度的情况如下表： T＝（1.0+1.3+0.2+0.2）/4＝0.675 (2分) W＝（1.0+2.0+3.5+7.0）/4＝1.65 (2分) 2．桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘 中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的 桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次 只能放一只水果供吃者取 用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并 发进程的同步。 答:在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信 号量S表示盘子是否为空，其初值为l；信号量So 表示盘中是否有桔子，其初值为0；信号量Sa表示 盘中是否有苹果，其初值为0。 father(){ 。while(1) { 。P(S); 。将水果放入盘 中; 。if（放入的是桔子）V(So); 。 else V(Sa);。}。 } 。son(){。while(1) { 。P(So); 。 从盘中取出桔子; 。V(S); 。吃桔子; 。｝。} 。 daughter(){ 。while(1) { 。P(Sa); 。从盘中取出苹 果; V(S); 。吃苹果; 。｝。｝ (2分) 若干个等待访问磁盘者依次要访问的磁道为20， 44，40，4，80，12，76，假设每移动一个磁道需要 3ms时间，移动臂当前位于40号磁道，请按下列算 法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻道时 间。（1）先来先服务算法；（2）最短寻道时间优 先算法。 答:先来先服务算法： 访问序列：20，44，40，4，80，12，76 访问时间 = （20+24+4+36+76+68+64*3ms=876ms 最短寻道时间优先算法： 访问序列：40，44，20，12，4，76，80 访问时间 =（0+4+24+8+8+72+4）*3ms=360ms 4．某文件系统采用多级索引的方式组织文件的数据 存放，假定在文件的i_node 中设有13个地址项， 其中直接索引10项，一次间接索引1项，二次间接 索引1项，三次间接索引1项。数据块的大小为 2K，磁盘地址用4个字节表示。 问：这个文件系统允许的最大文件长度是多少？ 答.直接索引对应盘块大小=10×2KB=20KB (2分) 一次间接索引对应盘块大小=512×2KB=1MB (2分) 二次间接索引应盘块大小=512×512× 2KB=512MB (2分) 三次间接索引应盘块大小=512×512×512× 2KB =256GB (1分) 一个文件最大=20KB+1MB+512MB+256GB (1分) 5．某进程已分配到4个页框，如下表所示。当进程 访问第4页时，产生缺页中断。请分别用FIFO、 LRU和改进的CLOCK算法，决定缺页中断服务程 序选择换出的页面。 答.FIFO 换出进入内存时间最久的页面，装入时 间20最久，故第3页换出。（2分） LRU 最近最长时间未用的页，第1页最近被访 问时间最久，故第1页换出。（3分） 改进的CLOCK 表中第1页的访问位为0，和修改 位都为0，故第1页换出。（3分） 四、解答题(共20分) 1．什么是操作系统?它的主要功能是什么?(共8分) 答：操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件 和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件 (或程序集合)，是用户与计算机之间的接口。(3分) 操作系统的主要功能包括：存储器管理、处理机管 理、设备管理、文件管理以及用户接口管理。(5分) 2．操作系统中存储器管理的主要功能是什么?什么 叫虚拟存储器?(共8分) 答：存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映 射，内存保护，内存扩充。(4分)虚拟存储器是用户 能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机 系统中虚地址被映象成实地址。或者：简单地说， 虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存 储器。 3．什么是文件的逻辑组织和物理组织?(共4分) 答：文件的逻辑组织——用户对文件的观察和使用是从自身处理文件中数 据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的 文件组织形式称为文件的逻辑组织。文件的物理组织——文件在存储设备 上的存储组织形式称为文件的物理组织。 五、应用题(共20分) 1．(8分)某分时系统的进程出现如下图所示的状态变化。 试问：(1)你认为该系统采用的是哪一种进程调度算法? (2)写出图中所示的每一个状态变化的原因(从①到⑥)。 解：(1)该分时系统采用的进程调度算法是时间片轮转法。(2分) (2)状态变化的原因如下： ①进程被选中，变成运行态；②时间片到，运行的进程排入就绪队列尾 部；③运行的进程启动打印机，等待打印；④打印工作结束，阻塞的进程 排入就绪队列尾部；⑤等待磁盘读文件工作；⑥磁盘传输信息结束，阻塞 的进程排入就绪队列尾部。 2．(12分)在一个请求分页存储管理系统中，一个作业的页面走向为4、 3、2、1、 4、3、 5、4、3、2、1、5，当分配给该作业的物理块数分别为 3、4时，试计算采用下述页面淘汰算法时的缺页次数(假设开始执行时主 存中没有页面)，并比较所得结果。 (1)最佳置换法(OPT)(2)先进先出法 (FIFO) 解：(1)根据所给页面走向，使用最佳页面置换算法时，页面置换情况如 下： 因此，缺页次数为7；(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 因此，缺页次数为6。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 由上述结果可以看出，增加分配给作业的内存块数可以降低缺页次 数。 (2)根据所给页面走向，使用先进先出页面置换算法时，页面置换情况如 下： 因此，缺页次数为9。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 因此，缺页次数为10。(计算过程1分，结果正确1分，共2分) 由上述结果可以看出，对先进先出算法而言，增加分配给作业的内存块数 反而出现缺页次数增加的异常现象。(2分) 一、填空题（每空1分，共10分） 1．操作系统的主要功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管 理和用户接口管理。 2.进程由程序、相关的数据段、PCB（或进程控制块）组成。 3、对于分时系统和实时系统，从可靠性上看实时系统更强；若从交互性 来看分时系统更强。 4、产生死锁的原因主要是竞争资源和进程间推进次序非法。 5、一台计算机有10台磁带机被m个进程竞争，每个进程最多需要三台磁 带机，那么m为≤4时，系统没有死锁的危险。 6、实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为输入井和输出井的专门区 域，以存放作业信息和作业执行结果。 7、虚拟存储器具有的主要特征为多次性、对换性和虚拟性。 8、按用途可以把文件分为系统文件、用户文件和库文件三类。 为文件分配外存空间时，常用的分配方法有连续分配、链接分配、索引分 配三类 1．通常所说操作系统的四大模块是指处理机管理、存储管理、设备管 理、文件管理。 2．进程实体是由进程控制块（PCB），程序段和数据段这三部分组成。 3．文件系统中，空闲存储空间的管理方法有空闲表法和空闲链表法、位 示图和成组链接法。 4．若P、V操作的信号量s初值为8，当前s的值为-6，则表示有6个等 待进程。 5．产生死锁的原因是竞争资源、进程推进顺序非法。 6．目前常用的外存分配方法有连续分配、连接分配和索引分配三种。 7．采用页式存储管理方式，未使用快表，CPU每存取一次数据访问内存 次数是2次。 8．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目 录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访 问磁盘。 1．进程的三个基本状态是阻塞状态、就绪状态、执行状态。 2．产生死锁的四个必要条件是：连续条件、请求和保持条件、链接条件 和环路等待条件。 3．若P、V操作的信号量s初值为6，当前s的值为-5，则表示有5个等 待进程。 4．目前常用的外存分配方法有连续分配、链接分配和索引分配三种。 5．采用段式存储管理方式，未配置快表，CPU每存取一次数据访问内存 次数是2次。 6．一个文件系统中，其FCB占64B，一个盘块大小为1KB，采用一级目 录，假定文件目录中有3200个目录项，则查找一个文件平均需要100次访 问磁盘。 7．实现SPOOLing系统时必须在磁盘上开辟出称为输入井和输出井的专门 区域，以存放作业信息和作业执行结果。 二、单项选择题（每小题2分，共40分） 1．下面对进程的描述中，错误的是（进程是指令的集合） 2．如果分时操作系统的时间片一定，那么 (就绪进程数越多) 则响应时间 越长。 3．在页式存储管理方案中，采用 (页表) 实现地址变换。 4．当已有进程进入临界区时，其他试图进入临界区的进程必须等待，以 保证对临界资源的互斥访问，这是下列（忙则等待）同步机制准则。 5．定义：作业的周转时间＝作业的完成时间－作业到达时间。现有三个 作业同时到达，每个作业的计算时间均为1小时，它们在一台处理机上按 单道方式运行，则平均周转时间为（3小时） 6．位示图法可用于（分页式存储管理中内存空闲块的分配和回收） 7．下列进程状态的转换中，哪一个是不正确的（就绪→阻塞） 8．在一个可变式分区管理中，最坏适应分配算法宜将空闲区表中的空闲 区按（地址递减）的次序排列。 9．用V操作唤醒一个等待进行程时，被唤醒进程的状态转换为（就绪） 10．使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关，这是由设备管理的 （设备独立性）功能实现的 11．假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有 一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用 SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列是。（110，170，180， 195，68，45，35，12） 12．以下（管程）技术是操作系统中用来解决进程同步的。 13．设备的打开、关闭、读、写等操作是由（设备驱动程序）完成的。 14．单处理机系统中，可并行的是（II、III 和 IV） I 进程与进程 II 处理 机与设备 III 处理机与通道 IV 设备与设备 15．为了对紧急进程或重要进程进行调度，调度算法应采用（优先级法） 16.死锁的预防采取措施是（破坏产生死锁的四个必要条件之一） 17. 按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先 调度，这种调度算法是指（先来先服务法） 18.某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为 空），采用最佳适配（Best Fit）算法，分配和释放的顺序为：分配 15MB，分配30MB，释放15MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区 的大小是（15MB） 19.设有四个进程共享一个资源，如果每次只允许一个进程使用该资源，则 用P、V 操作管理信号量时S的可能取值是（1，0，-1，-2，-3）。 20. 目录文件存放的信息是（所有子目录文件和数据文件的FCB） 1.（网络操作系统）不是基本的操作系统。 2．不是分时系统基本特征的是 (实时性) 3．操作系统分配资源以(进程)为基本单位。 4．产生系统死锁的原因可能是由于(多个进程竞争，资源出现了循环等待) 5．临界区是指并发进程中访问临界资源的那段 (代码) 6．在页式管理中，页表的始址存放在 (寄存器中) 7．在以下存储管理方案中，不适用于多道程序设计系统的是 (单一连续分 配) 8．(单一连续分配)是进程存在的唯一标志。 9．在进程状态转换时，下列哪一种状态是不可能发生的 (等待态·运行态) 10．进程从运行状态进入就绪状态的原因可能是 (时间片用完) 精品资料