操作系统的概念 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，软件系统又可以分为系统软件和应用软件，其中，操作系统是最重要的系统软件。 从用户角度来看，操作系统是用户和计算机硬件之间的桥梁，用户通过操作系统提供的命令和有关规范来操作和管理计算机。 普遍认为：操作系统是管理软硬件资源、控制程序执行、改善人机界面、合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。 操作系统主要有四种特性：1）并发性2）共享性3）虚拟性4）异步性 果。 2.1.4 操作系统的基本功能 从资源管理的观点来看，操作系统具有以下几个主要功能:1. 处理机管理 2. 存储管理 3. 设备管理4. 文件管理 5. 网络与通信管理6. 用户接口 处理机管理 处理机管理主要有两项工作： 1）处理中断事件2）是处理器调度 2.1.5 操作系统的分类 早期，根据用户界面的使用环境和功能特征的不同，操作系统一般可分为三种基本类型: 1）批处理系统；2）分时系统；3）实时系统。 个人计算机操作系统 根据在同一时间使用计算机用户的多少，操作系统又可以分为单用户操作系统和多用户操作系统： 单用户操作系统是指一台计算机在同一时间只能有一个用户在使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源，而如果在同一时间允许多个用户同时使用计算机，则称为多用户操作系统。 另外，如果用户在同一时间内可以运行多个应用程序（每个应用程序被称作一个任务），这样的操作系统称为多任务操作系统，如果用户在同一时间内只能运行一个应用程序，对应的操作系统称为单任务操作系统。 个人计算机操作系统 。 早期的DOS 操作系统是单用户单任务操作系统，Windows XP 则是单用户多任务操作系统。 分布式操作系统 大量的计算机通过网络联结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这种系统被称作分布式系统（Distributed System）。 ——DOS操作系统 DOS操作系统:DOS采用汇编语言书写，系统开销小，运行效率高。 Windows操作系统1995年8月，Microsoft公司推出了Windows 95，并放弃开发新的DOS 版本，Windows 95能够独立在硬件上运行，是真正的新型操作系统。以后Microsoft公司又相继推出了Windows 97、Windows 98、Windows 98 SE、Windows Me等后继版本。 ——Unix操作系统 Linux操作系统Linux属于自由软件，自由软件（Free Software or Freeware）是指遵循通用公共许可证GPL（General public License）规则，保证你有使用的自由、获得源程序的自由、自己修改的自由、复制和推广的自由，也可以有收费的自由的一种软件。 Mac OS操作系统Mac OS操作系统是美国Apple公司推出的操作系统，运行在Macintosh 计算机上。Mac OS是全图形化界面和操作方式的鼻祖。
MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
操作系统概论-02323（2017年张琼声版本） 第1章操作系统简介 1.1什么是操作系统 (1)操作系统概念： 操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。 操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。 接口是两个不同部分的交接面。接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。 (2)操作系统完成的两个目标： 1)与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务； 2)为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境。 现代计算机特点是支持多任务，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能。 (3)操作系统的功能： 处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理。 1.2操作系统的发展 1)无操作系统 2)单道批处理系统 3)多道程序系统（多道批处理系统、分时系统） 4)微机操作系统 5)实时操作系统 6)嵌入式操作系统 7)物联网操作系统 1.2.1无操作系统阶段： 电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」 单道批处理系统： 晶体管，磁性存储设备，内存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。 吞吐量是指单位时间内计算机系统处理的作业量
1.2.2单道批处理系统 特点：自动性、顺序性、单道性。 优点：减少了等待人工操作的时间 缺点：CPU资源不能得到有效的利用。 1.2.3多道程序系统 多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。 特点：多道性、无序性、调度性、复杂性。 优点：能够使CPU和内存IO资源得到充分利用，提高系统的吞吐量。 缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。 1.2.4微机操作系统： 第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080. 1.2.5操作系统特点 (1)分时系统： 特点：多路性、及时性、交互性、独立性。 优点：提供了人机交互，可以使用户通过不同终端分享主机。 缺点：不能及时接收及时处理用户命令。 (2)实时操作系统（用户实时控制和实时信息处理）： 实时操作系统：广泛应用于各种工业现场的自动控制、海底探测、智能机器人和航空航天等。 特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性。 在实时系统中，往往采取多级容错措施来保证系统安全和数据安全。 (3)操作系统产品： 1)主机操作系统（批处理、事务处理（银行支票处理或航班预订）、分时处理） 2)微机操作系统 3)服务器操作系统 4)嵌入式操作系统（物联网操作系统） 1.3操作系统的特征 现代操作系统都支持多任务，具有并发、共享、虚拟和异步性特征。 (1)并发: 指两个或多个事件在同一时间间隔内发生； (2)共享:指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。 资源共享两种方式：互斥共享,同时共享； (3)虚拟:指通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物；
第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。
Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取
操作系统概论 1.计算机硬件主要由中央处理器、存储器、输入输出控制系统和各种输入输出设备组成；计算机系统包 括硬件子系统和软件子系统。 2.操作系统三种基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。 3.输入输出控制系统管理外围设备与主存储器之间的信息传送。 4.操作系统的功能可以分为处理管理、存储管理、设备管理和文件管理 5.进程：一个进程在一个数据集上的一次执行。程序是一组指令的有序集合，是一个静态实体。进程是 一个动态实体，有自己的生命周期一个进程可以对应很多程序。进程三种基本状态：运行、就绪、等待态。 6.进程控制块包含四类信息：①标识信息：用于标识一个进程包括进程名。②说明信息：用于说明进程 情况，包括进程状态等待原因进程程序和数据存放位置。③现场信息：用于保留进程存放在cup中的信息，包括通用、控制和程序状态字寄存器的内容。④管理信息：用于进程调度包括进程优先数队列指针。 7.中断：由于某些时间的出现，中止现行进程的运行，而转去处理出现的事件内，待适当的时候让被中 止的进程继续运行，这个过程就是中断。 8.中断处理程序：对出现的事件进行处理的程序.是操作系统的组成部分 9.中断响应：通常在cup执行完一条指令后，硬件的中断装置立即检查有无中断事件发生，若有则暂停 运行进程的运行而让操作系统中的中断处理程序占用cpu. 10.单用户连续存储管理和固定分区存储管理都为静态重定位。 11.移动的条件：移动一道作业时，应先判定它是否在与外围设备交换信息。若是则暂不能移动该作业必 须等待信息交换结束后才可移动。 12.快表：把存放的高速缓冲存储器中的部分页表称为快表 13.什么是虚拟存储器：对分页式存储器实现虚拟存储器只需将作业的全部信息作为副本存放在磁盘上， 作业呗调度投入到运行时，至少把作业的第一页信息装入主存中，在作业执行过程中访问到不在主存储器中的页时，再把它们装入 14.逻辑文件类型：流式文件、记录式文件。 15.文件存储结构：顺序文件、链接文件、索引文件。存取方式：顺序存取、随机存取。 16.文件安全性包括：文件保护和保密 17.读一个文件一次调用：打开文件、读文件、关闭文件；写一个文件:建立文件、写文件、关闭文件。用 户可调用删除操作要求删除一个有权删除的文件但删除一个文件前应先关闭 18.传输一次信息传输操作所花的时间有三部分：①寻找时间：把移动臂移到指定的柱面所花的时间，机 械操作，花费时间较长。②延迟时间：等待指定的扇区旋转到磁头位置下所花时间。这个与扇区的位置有关。③传送时间：指定的磁头把磁道上的信息读到主存或把主存的信息写到磁道上所花的时间。 19.缓冲技术：操作系统中利用缓冲区来缓解处理与外围设备之间工作速度不匹配的矛盾而采用的技术， 包括：单缓冲技术、双缓冲技术和缓冲池技术。 20.操作系统中实现联机同时外围设备操作功能部分也称为斯普令系统，它由三个部分组成(1)预输入程序 (2)井管理程序(3)缓输出程序 21.进程的互斥与同步（1）进程的互斥：指当有若干个进程都要使用一个公共资源时，任何时刻最多只允 许一个进程去使用该资源，其他要使用它的进程必须等待，直到该资源的占用者释放了该资源（2）进程的同步：指在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 22.通信原语 Send(N,M) 把信件M送到指定的信箱N中. Receive(N,Z) 从指定信箱N取出一封信，存 到指定的地址Z中
1.一般用户更喜欢使用的系统是（）。 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 2. 与计算机硬件关系最密切的软件是（）。 A.编译程序 B.数据库管理系统 C.游戏程序 D.OS 3. 现代OS具有并发性和共享性，是（）的引入导致的。 A.单道程序 B. 磁盘 C. 对象 D.多道程序 4. 早期的OS主要追求的是（）。 A.系统的效率 B.用户的方便性 C.可移植 D.可扩充性 5.（）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 6.（）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 7. 特权指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中 C.任意的时间 D.进程调度中 8. 没有了（）计算机系统就启动不起来。 A.编译器 B.DBMS C.OS D.浏览器 9. 通道能够完成（）之间的数据传输。 A.CPU与外设 B.内存与外设 C.CPU与主存 D.外设与外设 10. 操作系统的主要功能有（）。 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 11. 单处理机计算机系统中，（）是并行操作的。 A.处理机的操作与通道的操作是并行的 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 12. 处理机的所有指令可以在（）执行。 A.目态 B.浏览器中
C.任意的时间 D.系统态 13.（）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 14. 要求在规定的时间内对外界的请求必须给予及时响应的OS是（）。 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 15. 操作系统是对（）进行管理的软件。 A.硬件 B.软件 C.计算机资源 D.应用程序 16.（）对多用户分时系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 17.（）对多道批处理系统最重要。 A.实时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 18. ( )对实时系统最重要。 A.及时性 B.交互性 C.共享性 D.运行效率 19. Windows98是（）操作系统。 A.多用户分时 B.批处理系统 C.单用户多任务 D.单用单任务 20. 分布式系统与网络系统的主要区别是（） A.并行性 B.透明性 C.共享性 D.复杂性 21. ( )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地使用计算机。 A.网络 B.分布式 C.分时 D.实时 22. 如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越小 D.内存越大 23. 下面6个系统中，必须是实时操作系统的有（）个。 ·航空订票系统 ·过程控制系统 ·机器口语翻译系统 ·计算机辅助系统
全国2013年7月高等教育自学考试 操作系统概论试题 课程代码：02323 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸” 的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1、操作员接口是操作系统为用户提供的使用计算机系统的手段之一，该接口是A A、一组操作控制命令 B、一组系统调用程序 C、一组访管指令 D、一组I/O指令 2、中央处理器有两种工作状态，当它处于目态时不允许 ．．．执行的指令是B A、转移指令 B、I/O指令 C、访管指令 D、四则运算指令 3、一般而言，程序状态字(PSW)包含的三部分内容是A A、程序基本状态、中断码、中断屏蔽位 B、中断码、中断屏蔽位、等待／计算 C、中断屏蔽位、等待／计算、程序基本状态 D、等待／计算、程序基本状态、中断码 4、操作系统中引入进程后可以B A、保证程序的正确性 B、提高资源的利用率 C、减少调度次数 D、缩短处理器的工作时间 5、一个正在运行的进程要求操作系统为其启动外围设备时，应该执行的指令是A A、访管 B、输入／输出 C、启动外设 D、转移 6、某带有50个终端用户的计算机系统采用时间片轮转调度算法分配处理器。若规定时间片为10毫秒，对用户的每个命令需花费100毫秒完成处理，则终端最长响应时间为B A、2秒 B、5秒 C.10秒D、50秒 7、某一主存储器容量为1M的计算机，分割成4K的等长块。现有一个2.5M的作业在其上运行。试问该作业占用的虚拟页面数是D A.250个B、512个 C、625个 D、1024个 8、采用二级页表的分页式存储器中，如二级页表都已在主存，则每存取一条指令或一个数，需要访问主存B
现代操作系统第二章进程与线程习题 1. 图2-2中给出了三个进程状态，在理论上，三个状态可以有六种转换，每个状态两个。但是，图中只给出了四种转换。有没有可能发生其他两种转换中的一个或两个 A:从阻塞到运行的转换是可以想象的。假设某个进程在I/O上阻塞，而且I/O结束，如果此时CPU空闲，该进程就可以从阻塞态直接转到运行态。而另外一种转换（从阻塞态到就绪态）是不可能的。一个就绪进程是不可能做任何会产生阻塞的I/O或者别的什么事情。只有运行的进程才能被阻塞。 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工作过程。 A: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将把当前的机器状态存入到当前进程表项中。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。 3.当代计算机中，为什么中断处理程序至少有一部分是用汇编语言编写的 A：通常，高级语言不允许访问CPU硬件，而这种访问是必需的。例如，中断处理程序可能需要禁用和启用某个特定设备的中断服务，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。（补充）主要是出于效率方面的考量。中断处理程序需要在尽量短的时间内完成所需的必要处理，尽量减少对线程/程序流造成的影响，因此大部分情况下用汇编直接编写，跳过了通用编译过程中冗余的适配部分。 4.中断或系统调用把控制转给操作系统时，为什么通常会用到与被中断进程的栈分离的内核栈 A：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，由于某些用户程序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其它进程的信息。 5.一个计算机系统的内存有足够的空间容纳5个程序。这些程序有一半的时间处于等待I/O的空闲状态。请问CPU时间浪费的比例是多少 A：^5 =%
2015年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 操作系统概论试卷 (课程代码02323) 本试卷共6页，满分100分，考试时间150分钟。 考生答题注意事项： 1．本卷所有试卷必须在答题卡上作答。答在试卷上无效，试卷空白处和背面均可作草稿纸. 2．第一部分为选择题。必须对应试卷上的题号使用2B铅笔将“答题卡”的相应代码涂黑。3．第二部分为非选择题。必须注明大、小题号，使用0．5毫M黑色字迹签字笔作答。4．合理安排答题空间，超出答题区域无效。 第一部分选择题 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题卡” 的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1．计算机系统由 A. 处理机和内存组成B．程序和数据组成 C．硬件和软件组成D．处理机、内存和外围设备组成 2．计算机操作系统的功能是 A．实现计算机用户之间的相互交互 B．经管计算机系统的资源和控制程序的执行 C．把源程序代码转换成目标代码 D. 完成计算机硬件与软件之间的通信 3．在批处理系统中引人多道程序设计技术的目的是 A．提高CPU和外围设备的利用率B．提高系统的可靠性 C．提高实时响应速度D．增强系统交互能力 4．用户要求分配一台外围设备，此时发出的中断属于 A．程序中断B．访管中断C．输Ⅳ输出中断D．硬件中断 5．下列步骤中，不是创建进程所必须的是 A．建立一个进程控制块B．为进程分配内存 C．将进程置为就绪状态D．为进程分配CPU 6．既考虑作业的执行时间又考虑作业的等待时间的调度算法是 A．计算时间短的作业优先算法B．先来先服务算法 C．响应比高者优先算法D．优先级调度算法 7．计算机系统中存取速度最快的存储器是 A．寄存器B．主存储器 C．高速缓冲存储器D．辅助存储器 8．虚拟存储器是 A．可提高计算机运算速度的设备 B．容量扩大了的主存 C．实际上不存在的存储器 D．可以容纳总和超过主存容量的多个作业同时运行的一个地址空间 9．如果用户的逻辑地址长度为32位，则它的虚拟地址空间大小为 A．8GB B．4GB C．16MB D．640KB 10．文件的保密是指防止文件被他人
《现代操作系统》看了两个多月才看了前面200页，很多都似懂非懂，权且将自己认为重要的概念抄下来，以备后续查看。 0. 概述 （1）操作系统的概念 对操作系统的定义，有两种说法，一种声称操作系统是计算机的扩展器，一种声称操作系统是计算机资源集的抽象。 所谓操作系统是计算机的扩展，是将操作系统当做计算机对外的接口。对外包括对应用程序，对程序员，对用户。操作系统对计算机进行“化妆”，将计算机“丑陋晦涩”的硬件对外隐藏，而向外呈现界面友好清晰，更易理解的操作系统。如下图所示：
所谓操作系统是计算机资源集的抽象，是指操作系统将计算机资源（处理器，存储器以及I/O设备等）进行抽象以及管理。将CPU处理抽象为进程，将内存抽象为地址空间，磁盘抽象成文件。而这一切抽象都是为了实现多道程序设计，即可以在一个计算机上同时运行多个互不干扰程序。 （2）操作系统的作用 操作系统的主要任务是在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器、存储器以及其他I/O接口设备的分配。其主要任务包括管理资源分配，评估使用代价和调节资源分配的冲突，记录哪个程序在用什么资源，用多少，用多久。资源管理包括用以下两种不同方式实现多路复用：在时间上复用（进程调度：CPU 时间片轮转）和在空间上复用（内存管理：虚拟内存，页面置换；磁盘管理：文件系统）。在时间上分配CPU资源需要考虑该进程在上面运行多久，下一次切换到哪一个进程。在空间上分配存储空间需要考虑给每个进程分配多少内存，如果内存不足的时候，将哪个页面置换到磁盘以腾出空间。 操作系统的主要功能：为用户程序提供抽象和管理计算机资源。用户程序和操作系统之间的交互处理是前者。用户程序和操作系统之间的交互主要是处理抽象。对于管理计算机资源系统（进程调度，内存置换等）一般自动完成。所以主要是用户程序与操作系统的交互。用户程序通过操作系统提供的接口来访问底层的系统。操作系统提供一种特殊的过程调用——系统调用，该种过程调用可以由用户态陷入
第1部分操作系统概论名词解释 脱机输入／输出 具体的输入／输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入／输出” 批处理 作业是由操作系统成批地进行处理，操作系统能自动地从输入池读入下一个作业，并予以运行和输出，如此直到整批作业全部处理完毕。 SPOOLING 由操作系统将磁盘模拟为输入／输出设备的处理方式称为SPOOLING（Simultaneous Periph eral Operating On Line），即“并行的外部设备操作联机”，也称“假脱机”。SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。 分时系统 为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率，系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境，这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。 多路性 一台主机可连接多台终端，多个终端用户可以同时使用计算机，共享系统的硬软件资源。 交互性 用户能与系统进行对话。在一个多步骤作业的运行过程中，用户能通过键盘等设备输入数据或命令，系统获得用户的输入后做出响应，显示执行的状况或结果。 实时操作系统 是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统 多处理机系统 一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。一般用微处理器构成阵列系统，其运算速度可以达到上万亿次， 分布式操作系统 分布式系统是一种多计算机系统，这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源，并用通信线路连接起来，具有独立执行任务的能力。分布式系统具有一个统一的操作系统，它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务，并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行，并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信，以协调任务的并行执行。以上所有的管理工作对用户都是透明的。 网络操作系统 计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合，它主要用于数据通信和资源共享，特别是软件和信息共享。
现代操作系统（第三版）习题答案 cztqwan 2017-06-19 （部分内容来源于网络，转载请注明出处）
目录 第一章绪论 (1) 第二章进程与线程 (8) 第三章存储管理 (21) 第四章文件系统 (32) 第五章输入/输出 (42) 第六章死锁 (55) 第七章多媒体操作系统 (65) 第八章多处理机系统 (76) 第九章安全 (88) 第十章实例研究1：Linux (100) 第十一章实例研究2：Windows Vista (110) 第十二章实例研究3：Symbian操作系统 (110) 第十三章操作系统设计 (110)
第一章绪论 1、什么是多道程序设计？ 答：多道程序设计技术是指在内存同时放若于道程序，使它们在系统中并发执行，共享系统中的各种资源。当一道程序暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。 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：（假脱机技术）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，但是输出SPOOLing非常普遍。 3、在早期计算机中，每个字节的读写直接由CPU处理（即没有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）。无论程序作多少I/O操作，CPU都是100%的忙碌。当然，这里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可以做其它工作。 4、系列计算机的思想在20世纪60年代由IBM引入进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，Intel以各种各样的不同的属性包括速度和能力消耗来生产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。 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颊RAM? 对于1024x768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。 6、在建立一个操作系统时有几个设计目的，例如资源利用、及时性、健壮性等。请列举两个可能互相矛盾的设计目的。 答：考虑公平和实时。公平要求每一个进程都以公平的方式分配资源，没有进程能得到超过公平份额的资源。另一方面，实时要求使进程在规定的时间内执行完毕的基础上分配资源。一个实时的进程可能会得到一个不成比例的资源份额。（非
第一章操作系统简介 1.请说明操作系统的作用和功能 1)操作系统的作用： 管理计算机资源、为用户提供方便使用的接口、扩充硬件 2)操作系统的功能： 处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理 2.请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点 1)单道批处理系统特点：单道性、顺序性、自动性 优点：相对无操作系统而言，减少了人工操作等待的时间 缺点：CPU资源不能得到充分利用 2)多道批处理系统特点：多道性、无序性、调度性、复杂性 优点：提高了CPU、设备和内存的利用率和系统吞吐量 缺点：系统平均周转时间较长，缺乏交互能力 分时系统特点：多路性、独立性、及时性、交互性 优点：为用户提供了人机交互的方便性，使多个用户可以通过不同终端共享主机3.内存管理有哪些主要功能 内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充 4.请说明指令执行的过程 取指令，分析指令，执行指令，取下一条指令 5.操作系统具有哪些特征？ 操作系统主要特征包括：并发性、共享性、虚拟性和异步性。 第二章进程管理
1.什么是进程？说明进程与程序的区别和联系 1)进程： 进程是允许并发执行的程序在某个数据集合上的运行过程 进程是由正文段、用户数据段及进程控制块共同组成的执行坏境 2)进程与程序的区别： 程序是静态的也是永久的，进程是动态的也是暂时存在的；程序是储存在某种介质上的二进制代码，进程因程序的执行而被创建，因程序执行的结束而被撤销 3)进程与程序的联系： 进程是程序的一次执行，进程总是对应至少一个特定的程序，执行程序的代码 2.操作系统在什么时候创建进程？操作系统如何创建一个进程？ 1)以下情况需要创建进程： 1.用户登录 2.作业调度 3.提供服务 4.应用请求 2)操作系统创建进程： 1,申请空白PCB（进程控制块）；2,为新进程分派资源；3,初始化PCB；4,将新进程插入就绪队列； 3.时钟中断信号是如何产生的？时钟中断处理程序（时钟驱动程序）的功能是什么？ 1)中断信号的产生： 晶振能够产生固定频率的脉冲，每产生一次脉冲，计数器的值减1，当计数器的值=0时，产生一次时钟中断信号，保持寄存器的值再次送计数器。 2)时钟驱动程序的功能： 1.维护日期和时间 2.递减当前进程在一个时间片内的剩余执行时间，并检查是否为零，防止进程运行超时 3.对CPU的使用记账 4.递减报警计数器 4.请说明单重中断的处理过程 1.系统关闭中断，保护断点 2. 转中断处理程序 3.执行中断处理子例程 4.恢复现场，开中断
操作系统基础 习题解析及实验指导 2016.9
第一篇操作系统基础知识点及习题解答 该部分罗列操作系统基础各章节的学习要点，指出学习的重点和难点，在回顾相关知识点的基础上，对典型习题进行分析和解答。 第一章操作系统引论 本章学习要点 【1】掌握操作系统的概念与作用 【2】掌握操作系统的基本类型与特点 【3】掌握操作系统的特征与功能 【4】深入领会多道程序设计技术 本章学习难点 【1】多道程序设计技术 【2】操作系统的特征 知识点回顾 一. 操作系统的概念 一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统功能的第一次扩充。 图1-1 计算机系统的层次图 1.操作系统（Operating System，简称OS）的作用 （1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS 的帮助下能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和运行自己的程序。 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 这是广为流行的一个关于OS作用的观点。在一个计算机系统中，通常都包含了各种各样的硬件和软件资源。归纳起来可将资源分为四类：处理器、存储器、I／O设备以及信息(数据和程序)。OS的主要功能正是针对这四类资源进行有效的管理。 （3）OS用作扩充机器 对于一台完全没有软件配置的计算机系统(裸机)，即使功能再强，也必定难于使用。OS在第 1 页共102 页
裸机上分别覆盖I／O设备管理软件、文件管理软件等，此时用户所看到的机器，将是一台比裸机功能更强、使用更方便的机器。通常把覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚机器。 在计算机系统上覆盖上一层软件后，系统功能便增强一级。由于OS自身包含了若干层软件，因此当在裸机上覆盖上OS后，便可获得一台功能显著增强，使用极为方便的多层扩充机器或多层虚机器。 2.操作系统的概念 操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源、合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序的集合。 操作系统是裸机上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充。 二. 操作系统的发展过程 人工操作方式→脱机输入输出技术→批处理技术→分时、实时系统→通用操作系统→微机操作系统→网络操作系统→分布式操作系统 1.脱机输入输出技术 为解决人工操作阶段存在的人机矛盾以及CPU与I/O速度不匹配的矛盾，引入脱机输入输出技术。系统中除主机外配置一台外围机（又称卫星机），它只与输入输出设备打交道，不与主机相连，即脱机。用户程序与数据可以在外围机控制下（脱离主机控制）预先从低速设备输入到磁带上，CPU需要时再从磁带上输入到主机，即脱机输入技术，以解决CPU与I/O速度不匹配的矛盾。类似地，脱机输出技术通过外围机完成数据从主机到磁带，再到低速输出设备上的输出操作。由于主机CPU只与高速的输入输出设备打交道，从而有效地减少了CPU等待低速设备输入输出的时间。 图1-2 脱机输入/输出方式 2.批处理技术 批处理技术是指计算机对一批作业自动进行处理的一种技术。 早期的计算机系统为了充分利用系统资源，通常把一批作业以脱机输入方式输入到磁带上，并在系统中配置监督程序，依次将作业装入内存，控制磁带上的作业自动地、一个接一个地进行处理，这样就形成了早期的单道批处理系统。 3.多道程序设计技术 为进一步改进单道批处理系统中CPU和内存利用率较低的问题，引进多道程序设计技术。 多道程序设计技术同时将多个作业放入内存并允许作业交替执行，共享系统中的资源。宏观上 第 2 页共102 页
不会出现综合题选择/填空/简答题型为主. 什么是操作系统 操作系统OS 是一种复杂的系统软件， 是不同程序代码、数据结构、数据初始化文件 的集合、可执行。 操作系统提供计算机用户与计算机硬件之间的 接口，并管理计算机软件和硬件资源。 操作系统是覆盖在裸机上的第一层软件、编译程序 、数据库管理系统及其他应用程序都运行在操作系统之上，操作系统为这些软件提供运行环境。 一、用户与硬件之间的接口
接口是两个不同组成部分的交接面，分为硬件接口和软件接口。 计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的。 应用程序在操作系统上运行，对硬件的控制过程 都封装在操作系统的核心程序中。 有操作系统对硬件的抽象，且操作系统为应用程序提供 运行环境，在操作系统上编写和运行应用程序就简单了。 操心系统屏蔽了对硬件操作的细节，提供了计算机 用户与计算机硬件之间的接口，并通过这个接口使 应用程序的开发变得简单、高效。 操作系统必须完成两个主要目标如下： (1)与硬件部分相互作用，为包含在硬件平台上的所有 底层可编程部件提供服务。 (2)为运行在计算机系统上的应用程序提供执行环境。 二、资源的管理者 现代计算机系统支持多任务，允许在同一系统内 同时驻留多个应用程序。 多个应用程序共同使用计算机软硬件资源时， 需要操作系统对这些资源进行有效的管理。 操作系统的主要功能： 1.处理机管理 程序的执行须依靠处理机，任意时刻处理机都只能 执行一个程序流。 在单处理机系统中执行多个程序流，须由操作系统 的处理机调度程序来管理处理机的分配，以使多个程序 共享处理机，从宏观上看多个程序能同时顺序执行。 2.内存管理 在多任务系统中，内存可被多个应用程序共同占用， 如何分配内存（为多个应用程序分配内存并使不同应用程序 的地址空间互不干扰）， 如何回收内存，以及完成逻辑地址到物理地址的转换，以上都是内存管理要完成的功能。 3.设备管理 设备管理主要完成接受用户的IO请求，为用户分配 IO设备、管理IO缓存和驱动IO设备等功能。 4.文件管理
操作系统概论-02323（2017年琼声版本） 第一章：操作系统简介 操作系统概念：操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。 操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。 接口是两个不同部分的交接面。接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。 操作系统完成的两个目标： ○1与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务。○2为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境 现代计算机特点是支持多任务，，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能 操作系统的功能：处理机管理、存管理、设备管理、文件管理。 操作系统的发展： 无操作系统--单道批处理系统--多道批处理系统--微机操作系--实时操作系统无操作系统阶段：电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」 单道批处理系统：晶体管，磁性存储设备，存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。 吞吐量是指单位时间计算机系统处理的作业量 多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。
微机操作系统：第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080. 实时操作系统：广泛应用于各种工业现场的自动控制、海底探测、智能机器人和航空航天等。 批处理、实时、分时系统的优缺点比较： 单道批处理系统：自动性、顺序性、单道性。优点：减少了等待人工操作的时间缺点：CPU资源不能得到有效的利用。 多道批处理系统：多道性、无序性、调度性、复杂性。优点：能够使CPU和存IO资源得到充分利用，，提高系统的吞吐量。缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。 分时系统：多路性、及时性、交互性、独立性。优点：提供了人机交互，可以使用户通过不同终端分享主机。缺点：不能及时接收及时处理用户命令。 实时操作系统（用户实时控制和实时信息处理）：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性。在实时系统中，往往采取多级容错措施来保证系统安全和数据安全。 操作系统产品：主机操作系统（批处理、事务处理（银行支票处理或航班预订）、分时处理），微机操作系统，服务器操作系统、嵌入式操作系统（物联网操作系统） 操作系统特征：并发（多个事件在同一时间间隔同时发生）、共享、虚拟、异步操作系统功能： 存管理：任务是为多道程序的运行提供良好的运行环境，方便用户使用存，提高存利用率，以及从逻辑上扩充存实现虚拟存储。它具有存分配、存保护、地址映射和存扩充（借助与虚拟存储技术）等功能。
