OS--第一章 操作系统概述 徐宗元
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习题参考答案1.6.3选择题1.(1) (5) (6) (7) (10)2. A—(2) B—(1) C—(1) D—(4) E--(3)3. A—(3) B—(4) C—(1) D—(3) E—(4)4. A—(8) B--(9) C—(1) D—(5) E—(2)5. A—(5) B—(2)6. A—(2) B—(3) C—(4) E—(1)7. A—(2) B—(1) C—(3) E—(4)8. A—(2) B—(4) C—(3)9. A—(4) B—(5)10. A—(4) B—(2)11. A—(3) B—(1) C—(1) D—(3) E--(4)12. A—(3) B—(2) C—(4) D—(1) E--(2)13. A—(2)14. A—(1)15. A—(3) B—(4)16. A—(1)17. A—(2) B—(4) C—(3) D—(1)18. A—(3)19. A—(4)1.6.4 问答题3.答:批处理OS:目标是提高系统资源的利用效率。
系统自动地连续处理一批作业,用户不能直接干预作业执行。
没有多路性、独立性、交互性、及时性,系统要求可靠。
适合对处理结束时间要求不太严格、作业运行步骤比较规范、程序已经过考验的作业成批处理。
分时OS:目标是为了满足多个用户及时进行人-机交互的需要。
系统采用时间片轮转方式,多个用户同时在各自的终端上与系统进行交互式工作,系统对各用户请求及时响应。
有多路性(多个用户同时在各自的终端上工作)、独立性(用户感觉独占计算机)、交互性(用户能与系统进行广泛的人机对话)、及时性(系统对各用户请求及时响应),系统要求可靠。
适用于频繁交互的作业,如程序调试、软件开发等。
实时OS:目标是为了提高系统的响应时间,对随机发生的外部事件作出及时响应并对其进行处理。
系统采用“事件驱动”方式,接收到外部信号后及时处理,并且要求在严格的时限内处理完接收的事件,实时性(快速的响应时间)和高度可靠性是实时OS最重要的设计目标。
第一章操作系统引论1、操作系统(OS):计算机硬件→OS→系统程序→应用程序->用户2、OS是计算机配置在硬件上的第一层软件,是现代计算机最基本和最重要的系统软件.3、OS的主要目标:方便性、有效性、可扩充性、开放性①方便性:OS可用编译命令将高级语言翻译成机器代码或直接通过以的命令操作计算机②有效性:提高系统资源的利用率和吞吐量③可扩充性:可扩充性推动了OS结构的不断发展④开放性:指系统它遵循世界标准规范(兼容性)4、OS的定义:OS是控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织计算机工作流程以及方便用户的程序集合5、OS的作用:①作为用户与计算机硬件系统之间的接口②作为计算机系统资源管理者③实现了对计算机资源的抽象(虚拟机)6、计算机四大资源分配:处理机、存储器、输入输出设备、文件(数据和程序)7、推动操作系统发展的动力:①不断提高计算机资源利用率②方便用户③器件的不断更新迭代④计算机体系结构的不断发展⑤不断提出新的应用需求8、操作系统的发展过程:手工操作→早期批操作→联机批操作→脱机批处理→单道批处理系统(操作系统出现)→多道批处理系统→分时系统→实时系统→微机操作系统、网络操作系统等①单道:资源利用率不高②多道:推动多道发展的动力(提高资源利用率和系统吞吐量)优缺点:资源利用率高,系统吞吐量大,平均周期长、无交互能力(对小型作业不利)需解决问题:处理机争用、内存分配和保护、输入输出设备分配、文件的组织和管理、作业管理、用户与系统的接口③分时系统:推动分时发展的动力(满足用户人机交互和共享主机的需求)分时特征:多路性(多台终端可连到一台主机)、独立性(各用户间互不干扰)、及时性(用户请求短时间内获得响应)、交互性(用户通过终端与系统进行人机对话)终端用户发出一个命令到系统处理完这条命令并作出回答所需时间T=n*Q④实时系统:及时响应外部请求,且规定时间内完成对该事件的处理,并控制实时任务和实时设备协调一致地运行类型:工业控制系统、信息查询系统、多谋体系统、嵌入式系统实时任务类型:周期性实时任务和非周期性、硬实时任务和软实时任务、实时控制系统和实时信息处理系统硬实时(必须满足对截止时间的需求)软实时(有截止时间但并不严格)实时特征:多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性⑤微机操作系统:单用户单任务(CPM.MS DOS)→单用户多任务(Windows)→多用户多任务(UNIX、Solaris、Linux)⑥网络操作系统:模式:对等模式、客户/服务模式、浏览器/服务器模式功能:网络通信、资源管理、网络服务、网络管理和互操作能力⑦分布式OS:任意两台计算机可通过通信来交换信息、一个程序分布于多台计算机上并行地运行、资源为所有用户共享、各计算机无主次优点:坚定性强、维护方便,易于扩充、高效率、经济性好特点:实现系统的操作的统一性、系统透明性、分布式系统的基础是网络9、OS特征:并发、共享、虚拟、异步(并发是最基础特征)①并行:多个事件在同一时刻发生并发:多个事件在同一时间间隔内发生②共享:互相共享,同时访问③虚拟:把物理上的一个变成逻辑上的若干或扩大容量④异步:多个作业执行顺序和每个作业执行时间不确定10、OS的主要功能:处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、提供用户接口①处理机管理:进程控制、进程同步、进程通信、调度②存储器管理:内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充③设备管理:缓冲管理、设备分配、设备处理④文件管理(信息管理):文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保保⑤提供用户接口:用户接口(联机用户,脱机用户,图形用户)、程序接口以上是传统功能,以下是现代OS的新功能(面向网络,面向安全,面向多媒体)⑥系统安全:认证技术、密码技术、访问控制技术、反病毒技术⑦网络的功能和服务:网络通信、资源管理、应用互操作⑧支持多媒体:接纳控制功能、实时调度、多媒体文件的存储11、OS结构设计:无结构的OS→模块化结构→分层式结构→微内核结构(现代结构)①模块化结构独立性:内聚性越高、模块独立性越好②分层结构特点:易保证系统正确性、易推、易维护(不会产生递归,避免锁死)。
第一章操作系统概述1.1 操作系统的目标和作用一、操作系统的定义(作用)◆ OS是计算机系统中的一个系统软件第一层软件,对硬件功能的首次扩充图 1.1 计算机系统的层次视图◆ OS是一些程序模块的集合,这些程序模块的作用是:(1)有效地组织和管理计算机系统中硬件和软件的资源。
(2)合理地组织计算机工作流程控制程序的执行,如:指令和数据装入主存,I/O设备和文件初始化,I/O设备的访问,对文件的访问。
◆向用户提供各种服务的功能:如提供多种工具(编辑器,调试器等)各种系统调用。
◆OS的目的是使用户能够灵活方便和有效地使用计算机,使计算机系统能高效地运行。
二、操作系统的功能(OS是计算机资源的管理者)(P17)1、CPU管理多道程序技术进程管理、调度、(虚拟处理机管理)2、存储管理多个程序共享内存资源(互不干扰共享)内存扩充(虚拟存储管理)3、文件管理——资源(信息资源)文件安全访问管理文件存储空间管理4、设备管理对I/O设备管理(设备分配,设备驱动)虚拟设备管理三.操作系统特征并发:在计算机系统中同时存在多个程序,从宏观上看这些程序是同时在执行的。
从微观上讲任何时刻只有一个程序在执行,微观上说这些程序在CPU上轮流执行。
并行: (与并发相同,但多指硬件支持)共享:操作系统与多个用户的程序共同使用计算机上的资源。
四.操作系统的目标◆方便性:用户界面◆有效性:系统效率(如CPU用的充足与否)资源利用率(如内存,外部设备是否忙碌)◆可扩充性◆开放性1.2 操作系统发展过程一.手工操作阶段人工处理上、下作业操作三、监督程序(单道批处理系统)——操作系统的雏形·一批作业(任务)同时提交·由监督程序处理作业切换工作·单道——内存中只存一道作业的程序,一道作业完成后才调入下一道作业单道程序运行过程:四、多道批处理——现代意义上的操作系统出现·多道——多道程序同时存在于主存之中,由CPU以切换方式为之服务,使的多个程序可以同时执行。