第1章
0. 在手工操作阶段，存在的一个最严重的问题是（）。
A.计算机的内存容量不大
B.外部设备太少
C.人—机矛盾(CPU利用率低)
D.人们对计算机的使用不熟悉
1. 采用单道程序设计技术时，影响CPU利用率的主要原因是（）。
A.人工干预
B.内存只有一个程序运行
C.计算机内存的容量太小
D.I/O设备的速度太慢
2.多道程序运行的一个特征是（）。
A.多请求
B.多中断
C.多用户
D. 宏观上并行
3. 批处理最主要的一个缺点是（）。
A.用户无法与程序交互
B.一次只能执行一个程序
C.没有实现并发处理
D.CPU的利用率较低
4. 分时操作系统的一个特点是（）。
A.方便性
B.连续性
C.简单性
D.多路调制性
5. 批处理优于分时处理的一个优点是（）。
A. CPU的利用率较高
B.内存的利用率较高
C.一次能执行多个程序
D.能进行并发处理
6. 实时操作系统的一种类型是（）。
A.实时仿真
B.实时信息处理
C.实时计算
D.实时交互
答案:B
7. 实时操作系统的一个特点是（）。
A.快速性
B.交互性
C.可处理性
D.高可靠性和安全性
8.操作系统对资源进行管理的一个功能是（）。
A.安全管理
B.设备管理
C.程序管理
D.用户管理
9. 作为一个软件系统，操作系统的一个主要特征是（）。
A.不确定性
B.方便性
C.独占性
D.复杂性
参考答案：
C B
D A D A B D B A
?《操作系统》(第4版)课程知识点 第一章操作系统概论 1.操作系统的定义、作用和目标。 2.计算机系统的层次结构，每层具有的功能。 3.操作系统是用户与计算机硬件之间的接口(观察操作系统的一种观点)。 4.操作系统是资源管理程序(观察操作系统的一种观点)。 5.操作系统是建立在计算机硬件平台上的虚拟计算机(观察操作系统的一种观 点)。 6.操作系统的资源管理技术（复用、虚化、抽象）。 7.操作系统的三个最基础抽象（进程、虚存、文件）。 8.操作系统的主要特性(并发性、共享性、异步性)。 9.操作系统并发性与共享性，及和异步性之间的关系。 10.计算机操作系统的形成和发展（手工操作、管理程序、批处理控制方式、交互 式控制方式）。 11.多道程序设计。 12.操作系统分类。 13.操作系统的功能(处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理、网络及通信 管理)。 14.系统调用、库函数和API。 15.系统调用和函数调用的区别。 16.内核的分类：单内核和微内核结构。 17.客户/服务器与微内核结构操作系统。 第二章处理器管理 18.为什么要引入进程? 19.进程的定义及其属性。 20.进程的状态及其转换。 21.进程的描述和组成。 22.进程的挂起。 23.进程映像与进程上下文。 24.进程的控制 25.进程切换与模式切换。 26.引入进程后，为什么又要引入线程。 27.多线程环境中的进程与线程概念。 28.处理器调度的层次。 29.处理器调度模型 30.选择调度算法的原则 31.作业、进程的关系。 32.剥夺方式和非剥夺方式调度策略。 33.作业调度和低级调度算法。
第三章同步、通信与死锁 34.顺序性和并发性。 35.并发性和并行性 36.与时间有关的错误及其表现形式。 37.进程间的竞争关系和协作关系。 38.进程互斥与同步。 39.临界区概念 40.实现临界区管理的硬件设施。 41.实现临界区管理的软件算法。 42.同步与同步机制。 43.信号量及其分类。 44.信号量与PV操作。 45.经典同步问题及其解法。 46.进程通信及其种类。 47.信号通信机制。 48.管道通信机制。 49.共享存储区通信机制。 50.消息传递机制。 51.死锁的概念及其产生的根源。 52.死锁防止：产生死锁的必要条件、死锁防止策略。 53.死锁避免方法：银行家算法。 54.死锁的检测和解除方法：资源分配图、死锁定理。 第四章存储管理 55.存储器的层次 56.逻辑地址与物理地址。 57.逻辑地址空间与物理地址空间。 58.MMU与地址转换。 59.固定分区和可变分区分配算法。 60.分页式存储管理。 61.相联存储器和快表。 62.多级页表。 63.反置页表。 64.分段式存储管理。 65.段页式存储管理 66.虚拟存储器原理。 67.页面装入策略。 68.页面清除策略。 69.页面分配策略。 70.页面替换算法。
第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接
控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。9．什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10．在8位微机和16位微机中，占据了统治地位的是什么操作系统 答：单用户单任务操作系统，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS. 11．试列出Windows OS 中五个主要版本，并说明它们分别较之前一个版本有何改进。 答： （1）Microsoft Windows 是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。（2）Windows 95是混合的16位/32位系统，第一个支持32位。带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面，结束了桌面操作系统间的竞争。
大学操作系统教程复习提纲 第一章操作系统概论 第一节 1.1 1操作系统属于系统软件 2计算机系统的软硬件层次结构分别为，硬件层、系统软件层、支撑软件层、应用软件层3计算机上配置操作系统的主要目标可归结为：方便用户使用、扩充及其功能、管理各类资源、提高系统效率和构筑开放环境 4资源管理三种密切相关的资源管理技术:复用、虚拟和抽象 5复用是为解决物力资源数量不足的问题； 复用共享有两种基本方法：空分复用共享和时分复用共享 空分复用共享表明资源可以从“空间”上分割成更小的单位供进程使用 时分复用共享表明资源可以从“时间”上分割成更小的单位供进程使用；时分复用可进一步划分成时分独占式和时分共享式，进程获得时分独占式资源后对资源执行多个操作，通常使用一个完整周期后才会释放，磁带机是这类资源最典型的例子。 6虚拟，虚拟是指操作系统中实现对计算机软硬件资源进行有效管理的技术和手段； 虚拟的本质是对资源进行转化、模拟和整合。 7抽象，用于处理系统复杂性，重点解决资源易用性 8操作系统中的基础抽象:进程抽象，虚拟抽象，文件抽象； 进程是对处理器的抽象，虚拟是对主存的一种抽象，文件是对设备的一种抽象 9每个进程运行时就拥有一台“虚处理器，虚内存，虚外存和虚设备组成的专用虚拟计算机 10操作系统定义为：管理系统资源，控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便有效地使用计算机提供良好的运行环境的一款系统软件 11操作系统在计算机系统中起四个方面的作用：操作系统作为用户接口和公共服务程序、操作系统作为进程执行的控制者和协调者、操作系统作为扩展机·和虚拟机、操作系统作
操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1
习题一 1-1 存储程序式计算机的主要特点是什么？ 答：1.存储程序：用户将解决的问题的步骤事先告诉计算机，成为程序； 2.程序控制：计算机所作的任何事情都是通过CPU执行程序来完成的。 1-2 批处理系统和分时系统各具有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？ 答：批处理系统：先将程序加载到内存中然后再由CPU执行。 分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。 分时系统由于是时间片轮转来运行程序，所以比多道处理系统响应更快。 1-3 实时系统的特点是什么？实时信息处理系统和分时系统从外表看来很相似，它们有什么本质的区别？ 答：实时系统的特点是快速响应。 实时系统：实时系统是指计算机对于外来信息能够在被控制对象允许的截止期限内反应的系统。 分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。 1-4 什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征？ 答：多道程序设计技术是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插地运行。 特征： 多道——计算机主存中同时存放几道相互独立的程序； 宏观上并行——同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的 运行，但都未运行完毕； 微观上串行——从微观上看，主存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。（注：基于现在系统的发展，逐渐出现了多核CPU，所以出现了在微观上可以并行的特征） 1-5 什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么？ 答：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户借口，使用户获得良好的工作环境。 操作系统资源管理的目标是提高系统资源的利用率和方便用户使用。 1-6 操作系统的主要特性是什么？为什么会具有这样的特性？ 答：操作系统的主要特性有：并发、共享、不确定性。 为了充分利用计算机系统的资源，一般采用多个同时性用户分用的策略。一顺序计算为基础的计算机系统要完成并行处理的功能，必将导致顺序计算模型与并行计算模型的矛盾，必须解决资源共享和多任务并发执行的问题。以多道程序设计为基础的操作系统具备的主要特征就是并发与共享。另外，由于操作系统要随时处理各种事件，所以它也不具备不确定性。
操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编著 第一章操作系统概论 习题一 一、思考题 1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。 答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。其中系统软件是最靠近硬件的。 2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。 答：包括两大类，硬件资源和信息资源。硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。 （1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序 （2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者 （3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机 （4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？ 答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率 5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？ 答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。为了保证高效率、高质量的工作，使得多个应用程序能够有效的共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备一些其他的功能：资源分配，统计，保护等。 6.试述操作系统所提供的各种用户接口。 答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或）作业控制语言组成，是操作系统为用户提
第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为 1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。 试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。完成三道程序共花多少时间？比单道运行节省了多少时间？若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。 答： 1 ）忽略调度执行时间,多道运行方式（抢占式）:
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS 作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O 方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么
答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内计算机操作系统第三版答案 2 / 47 容的更新、火车售票系统。10．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至
第一章： 一、3、10、15、23、27、35 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件. 主要作用 (1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序 (2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者 (3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机 (4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者 10.试述系统调用与函数（过程）调用之间的区别。 （1）调用形式和实现方式不同； （2）被调用的代码位置不同； （3）提供方式不同 15.什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？ 多道程序设计是指允许多个作业（程序）同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。从宏观上看是并行的，从微观上看是串行的。 （1）可以提高CPU、内存和设备的利用率； （2）可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加； （3）可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU之间均可并行工作。 23.现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。 （1）处理器管理； （2）存储管理； （3）设备管理； （4）文件管理； （5）联网与通信管理。 27.什么是操作系统的内核？ 内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于内核态，具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序。 35.简述操作系统资源管理的资源复用技术。
系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是宝贵和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。 （1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用； （2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。 . 二、2、5 2、答：画出两道程序并发执行图如下： (1) (见图中有色部分)。 (2)程序A无等待现象，但程序B有等待。程序B有等待时间段为180ms至200ms间(见 图中有色部分)。 5、答：画出三个作业并行工作图如下(图中着色部分为作业等待时间)：
第一章 习题 1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。假设可在15分钟内并行完成这3个作业。则各资源的利用率分别为多少？ 单道CPU 利用率：5 /（5+15+10）= 5 / 30 = 1 / 6 磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1 打印利用率：10 / 15 = 2 / 3 2、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A 和B 。这2个程序对CPU 和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为： 程序A ：磁带（30S ）、CPU （10S ）、磁盘（30S ）、CPU （10S ）、磁带（20S ） 程序B ：磁盘（20S ）、CPU （30S ）、磁带（40S ） 假定：CPU 、磁盘和磁带都能并行工作，试问：在单道和多道两种方式下， 1）程序A 和B 从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？ 2）CPU 、磁盘和磁带的利用率是多少？ 答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式） 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为120S （抢占式） 单道运行的时间关系图 计算 磁带 多道、非抢占式运行的时间关系图
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS？ 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。9．什么是硬实时仸务和软实时仸务？试丼例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内
第一章操作系统引论 一、单项选择题 1、现代操作系统的基本特征是（C ）、资源共享和操作的异步性。 A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行 D. 实现分时与实时处 理 2、批处理系统的主要缺点是（ B）。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3、实时操作系统追求的目标是（ C）。 A.高吞吐率 B.充分利用内存 C. 快速响应 D. 减少系统开销 4、系统调用的目的是（ A）。 A.请求系统服务 B.终止系统服务 C.申请系统资源 D.释放系统资源 5.下列系统中，（A ）是实时系统。 A 火炮的自动化系统 B 办公自动化系统 C 管理信息系统 D计算机集成 制造系统 6. 现代操作系统的两个基本特征是（ C ）和资源共享。 A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行 D. 实现分时与实时处理 7.（ D）不是分时操作系统的特征。 A 及时性 B 独占性 C交互性 D多样性 8. 为方便用户，操作系统负责管理和控制计算机系统的( B )。 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 二、填空题 1.方便性和___有效性____是设计操作系统时最重要的两个目标。 2.用户可以通过三种方式使用计算机：__命令方式_____，__系统调用方式 _____，__图形窗口方式_____。 3.目前存在的基本的操作系统类型是：批处理系统，分时系统，实时系统 4.操作系统是一组控制和管理计算机____硬件___和__软件_____资源，合理 地对各类作业进行___调度____，以及方便用户使用的____程序___的集合。 5.分时系统的特征：多路性，独立性，及时性，交互性 6.举例说明常用的微机操作系统：典型的单用户单任务操作系统___ DOS或 CP/M ____，典型的单用户多任务操作系统___ Windows XP ____，典型的多 用户多任务__ UNIX或LINUX _____。
第一章答案 1.操作系统负责管理计算机系统的（③），其中包括处理机、内存、外围 设备和文件。 ①、程序；②、文件；③、资源；④、进程 2.（③）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可 以通过各自的终端同时交互的使用计算机。 ①、网络；②、分布式；③、分时；④、实时 3.操作系统的四大功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 4.批处理系统主要解决吞吐量问题，分时系统主要解决 交互性问题。（华中理工大2001） 5.操作系统的基本特征是并发、共享、虚拟、异步。 6.如果操作系统具有交互性强、可供多个用户同时使用及响应较及时的特 点，则属于分时类型，如果操作系统可靠，响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时类型，如果操作系统在用户提交作业后，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，则属于批处理类型。 7.用户和操作系统之间的接口主要分为 命令接口、图形接口、程序接口。 8.多道程序（multiprogramming）和多重处理(multiprocessing)有何区别答：多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个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。 9.设计操作系统与哪些硬件器件有关 答：计算机操作系统的重要功能之一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： ①CPU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/O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。 10.多用户系统于网络操作系统有什么区别 答：网络操作系统的工作，用户必须知道网址，而多用户操作系统是面向用户的，可以不必知道计算机的详细确切地址，多用户技术的关键是在用户之间有保密安全措施，网络操作系统强调的是客户机和服务器之间的通信。以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。 11.分时系统和实时系统有何不同 答： 系统设计目标不同。分时系统于与实时系统中的信息处理系统相似，都能为多个用户服务，系统按分时原则为多个终端用户服务； 而实时系统则表现为经常对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。因此，分时系统的目标是提供一种通用性强的系统，而实时系统大多具有某种特殊用途，是一种专用系统。 响应时间要求不同。分时系统与实时信息处理系统对象应时间的要求都是以人所能接受的等待时间来确定的。而实时控制系统的响应时间是以控制对象所能接受的时延来确定的，实时性要求更强。 交互性强弱不同。分时系统主要用于运行终端用户程序，因此具有较强
第1章计算机基础知识 学习目标： 通过本章学习使学生掌握计算机基本概念、计算机系统组成、计算机各大硬件设备、计算机的数制和信息的表示与存储，并熟悉计算机的产生、发展、特点和应用领域，了解计算机中字符编码的概念。 计算机概述 随着微型计算机的出现及计算机网络的发展，计算机的应用已渗透到社会的各个领域，并逐步改变着人们的生活方式。21世纪的今天，掌握和使用计算机成为人们必不可少的技能。 1.1.1计算机的诞生及发展 1946年2月，世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼阿克)在美国加州问世。ENIAC使用了17468电子管，1500个继电器，体积3000立方英尺（1立方米＝35.346立方英尺），占地170平方米，重30吨，耗电174千瓦。内存17K，字长12位，运算速度每秒5000多次加法运算，300多次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍，耗资40万美金。在当时用它来处理弹道问题，将人工计算使用20小时缩短到30秒。但是ENIAC却有一个严重的问题，它不能存储程序。如图1-1所示。 图1-1世界上第一台电子计算机 几乎在 同一时期，着名数学家提出了“存储程序”和“程序控制”的概念。其主要思想为： 1）采用二进制形式表示数据和指令。 2）计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件。 3）采用存储程序和程序控制的工作方式。 所谓存储程序，就是把程序和处理问题所需的数据均以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里。计算机运行时，中央处理器依次从内存储器中逐条取出指令，按指令规定执行一系列的基本操作，最后完成一个复杂的工作。这一切工作都是由一个担任指挥工作的控制器和一个执行运算工作的运算器共同完成的，这就是存储程序控制的工作原理。
第一章绪论 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汁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、分时和实时系统?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．讨论操作系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。 上述这些观点彼此并不矛盾，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。 第二章作业管理和用户接口 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。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. 作业由哪几部分组成?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、SPOOLING (Simultaneous Peripheral OperationsOnline)系统和网络输入方式，各有如下特点： (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，存储在后备存储器上，然后将此后援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)直接耦合方式：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干预宋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。
课本课后题部分答案 第一章 1.设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 13.OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。14.处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度； 进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。 通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。 处理机调度： （1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。 （2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设置运行现场，使进程投入执行。 15.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？ 北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。 内存分配：为每道程序分配内存。 内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。 地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。 内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。 16.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。 主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设 备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备. 17.文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？ 答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。 第二章 1.什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。
首页入门学 习 程序 员 计算机考 研 计算机电子书 下载 硬件知 识 网络知 识 专业课程答案 下载 视频教程下载 第一章 作者：佚名来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故： CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图
第一章练习题 一、选择题 1．操作系统本身是一种系统软件，因此，它（） A. 只能管理软件 B. 只能管理硬件 C．既不能管理软件，又不能管理硬件 D. 既能管理软件，又能管理硬件 2．操作系统是( )。 A.硬件 B.系统软件 C.应用软件 D.虚拟机 3．从资源的角度看操作系统的功能不包括( ). A．用户管理 B.处理器管理和存储管理C．文件管理和作业管理 D.设备管理4．下面关于计算机系统和操作系统的叙述错误的是（）。 A．操作系统是独立于计算机系统的，它不属于计算机系统 B．计算机系统是一个资源集合体，包括软件资源和硬件资源 C．操作系统是一种软件 D．计算机硬件是操作系统赖以工作的实体，操作系统的运行离不开计算机硬件的支持 5．下面关于计算机系统层次关系的描述错误的是（）。 A.计算机系统是由硬件和软件组成的层次式结构 B.计算机层次结构中最内层是使用计算机系统的用户 C．硬件系统是计算机层次结构的最内层 D.用户与硬件系统之间的软件系统包括系统软件、支撑软件和应用软件三部分 6．下面关于批处理操作系统的叙述错误的是（）。 A．批处理操作系统可以分为单道批处理系统和多道批处理系统 B．单道系统是指一次只有一个作业装入计算机系统的主存中运行的系统 C．批处理系统具有用户与计算机的直接交互能力，提高了系统资源的利用率 D.“通道”和“中断”技术的出现，使得输入输出设备与中央处理器可以并行工作 7. 下面关于分时系统和实时系统的说法正确的是（） A．批处理系统具有批处理能力，但不具有分时交互能力 B．批处理系统是实现人机交互的系统 C．分时系统是实现自动控制无需人为干预的系统 D．分时系统本身既具有分时交互能力，又具有批处理能力 8、计算机的操作系统是一种（）。 A.应用软件 B.系统软件 C.工具软件 D.字表处理软件 9．操作系统是一组（）程序。 A.文件管理 B.中断处理 C.资源管理 D.设备管理 10．计算机操作系统的功能是（）。 A.把源程序代码转换为标准代码 B.实现计算机用户之间的相互交流 C.完成计算机硬件与软件之间的转换 D.控制、管理计算机系统的资源和程序的执行11．批处理系统的主要缺点是（）。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 二、判断题 1、一个操作系统的系统调用越多，系统的功能就越强，用户使用就越复杂。 三、简答题 1、若程序P a、Pb 和P c 单独执行时间分别T a、Tb 和T c ，Ta=1 小时，Tb=1.5 小时，Tc=2 小时，其中处理机工作时间分别为T a=10 分钟，Tb=15 分钟，Tc=35 分钟。如果采用多道程序设计