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第一章操作系统概论1.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它们能够有效地组织和管理计算机中的硬件和软件资源，合理地控制计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。
2.操作系统管理计算机系统的哪些资源？硬件和软件资源。
3.请从资源管理角度说明操作系统的主要功能。
进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、作业管理、设备管理4.操作系统有哪些基本特征？并发性：计算机系统中同时存在若干个正在运行着的程序；共享性：操作系统程序和多个用户程序共享系统中的各种资源随机性：操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的5.比较Windows、UNIX、Linux操作系统的体系结构，有什么异同？Windows体系结构是分成的模块系统，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统集合；UNIX操作系统的系统架构图，其最里层是硬件，作为整个系统的基础；其次是操作系统内核，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理四个资源管理功能；往外一层是系统调用接口，及操作系统与用户的接口shell以及编译程序等；最外层是应用程序Linux系统有四个主要部分，及内核、shell、文件系统和用户程序。
6.Android操作系统有什么特点？Android操作系统分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
以Linux为核心的手机操作平台，是一款开放式操作系统7.手机操作系统通常提供哪些功能？8.请叙述各种类型操作系统的工作方式及特点。
一般把操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时系统和实时系统(1)批处理操作系统批处理操作系统分为简单批处理系统和多道批处理系统两种类型。
用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
第一章操作系统概论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。
操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。
研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。
操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。
2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。
3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。
4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。
1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。
1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。
缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。
3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。
控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。
目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。
管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。
PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。
第一章操作系统概论1.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合，他们能够有效地组织和管理计算机中的硬件和软件资源，合理地控制计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，并使整个计算机系统能高效运行。
2.操作系统管理计算机系统的哪些资源？硬件和软件资源。
3.请从资源管理角度说明操作系统的主要功能。
进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、作业管理、设备管理4.操作系统有哪些基本特征？并发性：计算机系统中同时存在若干个正在运行着的程序。
共享性：操作系统程序和多个用户程序共享系统中的各种资源。
随机性：操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的。
5.比较Windows、UNIX、Linux操作系统的体系结构，有什么异同？Windows体系结构是分成的模块系统，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统结合UNIX操作系统的系统架构图，其最里层是硬件，作为整个系统的基础；其次是操作系统内核，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理四个资源管理功能；往外一层是系统调用接口，及操作系统与用户的接口shell以及编译程序等；最外层是应用程序Linux系统有四个主要部分，及内核、shell、文件系统和应用程序6.Android操作系统有什么特点？Android操作系统分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
以Linux为核心的手机操作平台，是一款开放式操作系统。
7.手机操作系统通常提供哪些功能？实时性、可靠性、易于链接8.请叙述各种类型操作系统的工作方式及特点。
一般把操作系统分为三种基本类型：批处理操作系统，分时系统和实时系统(1)批处理操作系统批处理操纵系统分为简单批处理系统和多道批处理系统两种类型。
用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
计算机操作系统教学大纲一、引言计算机操作系统是计算机学科的基础课程，是计算机系统的核心和基础，对于计算机专业学生具有重要的意义。
本课程旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和技术，使学生了解计算机操作系统的结构和功能，能够熟练掌握计算机操作系统的一些基本操作和应用技术。
二、课程目标•了解计算机操作系统的基本概念和原理；•掌握进程、线程、内存管理、文件系统等操作系统的核心技术；•熟练掌握并应用Unix/Linux操作系统；•学会编写并调试简单的操作系统代码。
三、教学内容及进度安排第一章：概论第一节：操作系统概述•操作系统的历史•操作系统的定义和功能•操作系统的分类第二节：计算机硬件基础•处理器•存储器•输入输出设备第三节：操作系统结构•操作系统的组成•操作系统的层次结构•操作系统的运行环境第二章：进程管理第一节：进程和线程•进程和线程的概念和特点•进程和线程的状态•进程和线程的调度算法第二节：进程同步与通信•进程同步的概念和原理•进程并发访问的问题和方法•进程间通信和同步的机制和方式第三节：死锁的概念和预防•死锁的原理和特征•死锁的预防第三章：内存管理第一节：内存的物理地址分配•内存的物理地址映射•内存的物理地址分配第二节：动态内存管理•动态内存管理的基本原理•动态内存管理的实现方法第三节：虚拟内存管理•虚拟内存的概念和特点•虚拟内存的实现方法第四章：文件系统管理第一节：文件系统的概念和组成•文件系统的概念和功能•文件系统的组成第二节：文件系统的实现•文件系统的基本操作•文件系统的存储结构•文件系统的缓存管理第五章：Unix/Linux操作系统第一节：Unix/Linux概述•Unix/Linux的历史和发展•Unix/Linux的特点和优势第二节：Unix/Linux基本命令•目录操作命令•文件操作命令•系统管理命令第三节：Unix/Linux系统管理•用户管理和权限管理•进程管理和服务管理•网络管理和安全管理第六章：操作系统的应用第一节：嵌入式操作系统•嵌入式操作系统的概念和特点•嵌入式操作系统的应用领域第二节：实时操作系统•实时系统的概念和特点•实时操作系统的基本特征和分类第三节：分布式操作系统•分布式操作系统的概念和特点•分布式操作系统的实现方法四、教材及参考书目主教材•《操作系统：精髓与设计原理》（第七版），Silberschatz, Galvin, Gagne 著，机械工业出版社，2016参考书目•《现代操作系统》（第三版），Tanenbaum, Bos 著，机械工业出版社，2015•《操作系统与网络管理》（第二版），谢仁发，刘建荣著，高等教育出版社，2016•《UNIX环境高级编程》（第三版），W. Richard Stevens, Stephen A. Rago 著，人民邮电出版社，2014五、教学方法与考核方式教学方法•讲授课程讲述主要理论知识和基本原理；•实验课程让学生自己操作实践并探讨问题的解决方式；•课堂讨论适时引导学生思考并掌握要点。
第一章操作系统概论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。
《操作系统教程》课后习题答案第一章操作系统概论1.什么是计算机系统？计算机系统是怎么构成的？了解PC 的组成情况，说明：1）硬件组织的基本结构，画出硬件配置图；2）主要系统软件和应用软件（若有的话）他们的作用。
答：计算机系统就是按照人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的系统。
计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。
计算机系统的构成包括：如图 1.2计算机硬件系统的构成：如图 1.42.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。
3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。
答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。
它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。
答：你能用用操作系统管理很多资源5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控制各种软件资源。
6.操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。
答：1.并发性2.共享性3.随机性7.试从独立性，并发性和交互性和实时性四个方面来比较批处理系统，分时系统以及实时系统。
答：分时系统：并发性是指同时有多个用户共同使用一个计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU.独占性，是指用户感觉不到计算机为他们服务，就好像整个系统为他所独占。
交互性：是指用户根据系统响应结果进一步提出新要求，用户直接干预每一步。
实时性：是指系统对用户提出的请求及时响应。
8.引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？多道程序系统的特征是什么？答：多道程序设计的基本思想在内存中保持多个作业，主机可以交替的方式同时处理多个作业，一般来说任何一道作业的运行总是要交替的使用处理器和外设子案9.多道程序设计的度是指在任一给定时刻，单个CPU 所能支持的进程数目最大值。
操作系统复习第一章操作系统概论01、操作系统的定义。
操作系统是一组用于控制和管理计算机系统的所有资源的程序集合，其任务是合理地组织计算机的工作流程，有效地组织所有资源协调一致地工作以完成各种任务，从而达到充分发挥资源效率、方便用户使用计算机的目的。
02、操作系统的主要功能【记忆】P3-41）处理机管理2）存储管理3）设备管理4）文件管理5）网络管理6）提供良好的用户界面03、操作系统的特性【记忆+理解】P5-61）并发性（指两个或两个以上的事件或活动在同一事件间隔内发生。
）2）共享性（指计算机系统中的资源可被多个并发执行的用户程序和系统程序共同使用，而不是被其中某一个程序所独占。
）3）不确定性（也称异步性，系统事件（运行、I/O等）的发生是具有随机性和不确定性。
）4）虚拟性（指操作系统中的一种管理技术，它是把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。
）04、多道程序运行的特征【记忆】P11宏观上并行，微观上串行。
05、从操作系统的体系结构来看可以把操作系统分成几种结构及各种结构的定义、优缺点。
【理解】整体式结构、层次式结构、虚拟机结构、客户/服务器结构和微内核结构。
1）操作系统的整体式结构又叫模块组合法，是基于结构化程序设计的一种软件结构设计方法。
优点：结构紧密、组合方便，对不同环境和用户的不同需求，可以组合不同模块来满足，从而，灵活性大；针对某个功能可用最有效的算法和任意调用其他模块中的过程来实现，因此，系统效率较高；由于划分成模块和子模块，设计及编码可齐头并进，能加快操作系统研制过程。
缺点：模块独立性差，模块之间牵连甚多，形成了复杂的调用关系，甚至有很多循环调用，造成系统结构不清晰，正确性难保证，可靠性降低，系统功能的增、删、改十分困难。
2）层次式结构，是把操作系统划分为内核和若干模块，这些模块按功能的调用次序排列成若干层次，各层之间只能是单向依赖或单向调用关系，即低层为高层服务，高层可以调用低层的功能，反之则不能。
第一章操作系统概论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得时间为80 % ,若增加１MB 内存，则CPU 得利用率提高多少?ﻫ答：设每个进程等待I/O 得百分比为P ,则n 个进程同时等待刀O 得概率就是Ｐn ,当ｎ个进程同时等待I/O 期间ＣPU 就是空闲得,故ＣPU 得利用率为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得时间为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 ﻫ故增加ＩMB 内存使CPＵ得利用率提高了47 ％：８7 ％/59 ％=147 %１47 %-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机与一台打印机,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 得运行轨迹为:计算50ms 、打印100ｍs 、再计算５0ms 、打印１00ｍｓ ,结束。
程序B 得运行轨迹为：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得情况？若有，指出发生等待得时刻。
答:(1）两道下:ﻫﻫ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)ﻫ（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）ﻫ3设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算与UＯ操作时间由图给出.ﻫ试画出按多道运行得时间关系图(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得时间关系图。
操作系统重点第一章操作系统概论一、操作系统的定义及目标定义：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，合理组织计算机工作流程和为用户有效使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。
目标：方便用户使用；扩大机器功能；管理系统资源；提高系统效率；构筑开放环境。
二、计算机系统的层次硬件层；操作系统层；支撑软件层；应用软件层三、操作系统的资源管理技术资源复用：操作系统让众多进程共享有限的物理资源称为资源复用。
分为空分和时分。
空分复用--资源可以进一步分割成更多和更小的单位供进程使用。
时分复用--不能分割，进程在一个时间片内以独占方式使用整个物理资源。
资源虚化：本质是对资源进行转化、模拟或整合，把一个物理资源转变为逻辑上的多个对应物。
虚化技术可以解决某类物理资源数量不足的难题，能够为应用程序提供更易于使用、高效的虚拟资源，并创建更好的运行环境。
资源抽象：指通过创建软件来屏蔽硬件资源的物理特性和接口细节，简化对硬件资源的操作、控制和使用，不考虑物理细节，对资源执行操作。
资源复用和资源虚化的主要目标是解决物理资源数量不足的问题，资源抽象则用于处理系统的复杂性，重点解决资源的易用性。
四、操作系统的基础抽象进程抽象：进程是对于进入主存的当前运行程序在处理器上操作的状态集的一个抽象。
理论上每个进程都是独立执行的单元，运行时至少需要处理器和主存；实际上，若干进程时分或空分复用这些资源。
虚存抽象：物理内存被抽象成虚拟主存，每个进程独占一个硕大的虚存空间。
虚存通过对主存和磁盘的管理来实现。
进程的虚拟主存中的内容存储在磁盘上，主存作为磁盘的高速缓存。
文件抽象：为了方便对磁盘、磁带、光盘等存储设备的使用，通常将其抽象使得所存放的信息可以表示为一个命名的逻辑字节流-----文件。
文件是磁盘等设备的抽象。
文件抽象对于信息的存储、检索、更新、共享和保护带来很多好处。
五、开发（或学习）操作系统与开发（或学习）应用软件有什么不同开发（或学习）两者需要了解的知识领域不同。
操作系统原理与实践教程(第二版)习题答案第1章操作系统概论（1）试着解释一下什么是操作系统，它有什么特点？它最基本的特点是什么？解：操作系统是一组管理和控制计算机软硬件资源、合理调度各种任务、附加各种方便用户操作的工具的软件层。
现代操作系统都具有并发、共享、虚拟和异步特性，其中并发性是操作系统的最基本特征，也是最重要的特征，其它三个特性均基于并发性而存在。
(2)设计现代操作系统的主要目标是什么？解决方案：现代操作系统的设计目标是有效性、方便性、开放性、可扩展性等特性。
其中有效性指的是os应能有效地提高系统资源利用率和系统吞吐量。
方便性指的是配置了os后的计算机应该更容易使用。
这两个性质是操作系统最重要的设计目标。
开放性指的是os应遵循世界标准规范，如开放系统互连osi国际标准。
可扩展性指的是os应提供良好的系统结构，使得新设备、新功能和新模块能方便地加载到当前系统中，同时也要提供修改老模块的可能，这种对系统软硬件组成以及功能的扩充保证称为可扩展性。
(3)操作系统的作用体现在哪些方面？解决方案：现代操作系统的主要任务就是维护一个优良的运行环境，以便多道程序能够有序地、高效地获得执行，而在运行的同时，还要尽可能地提高资源利用率和系统响应速度，并保证用户操作的方便性。
因此操作系统的基本功能应包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。
此外，为了给用户提供一个统一、方便、有效的使用系统能力的手段，现代操作系统还需要提供一个友好的人机接口。
在互联网不断发展的今天，操作系统中通常还具备基本的网络服务功能和信息安全防护等方面的支持。
（4）试图解释实时操作系统和分时操作系统在交互性、及时性和可靠性方面的异同。
解：交互性：分时系统允许用户与系统进行人机对话。
实时系统也是交互式的，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
及时性：分时系统的响应时间基于人们可以接受的等待时间，而实时控制系统统对响应时间要求比较严格，它是以控制过程或信息处理中所能接受的延迟为标准。
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。
第一章操作系统引论1．1操作系统的目标、作用1．1．1 操作系统的目标计算机操作系统是随着计算机研究和应用的发展逐步形成并发展起来的，它是计算机系统中最基本的系统软件。
设置操作系统的主要目标是：1．方便性；2．有效性；3．可扩充性；4．开放性；1．1．2 操作系统的作用（1）提供用户与硬件系统之间的软件接口，使用户能通过操作系统方便地使用计算机。
（2）控制和管理计算机系统的软、硬件资源，使之得到有效利用。
（3）作为虚拟机，合理组织计算机系统的工作流程，以增强系统的处理能力。
总之，所谓计算机操作系统是指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，方便用户使用的程序和数据的集合。
操作系统能够把一台“裸机”改造成一台功能更强大，用户使用更方便灵活，更安全可靠的“虚拟机”。
所谓虚拟，是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。
前者是实际存在的，而后者是虚的，只是用户的一种感觉。
1．1．3操作系统功能从资源管理的角度看，操作系统具备五大功能。
1．进程管理进程管理又称“处理机管理”，其主要功能是对中央处理器（CPU）进行管理。
为了提高宝贵的CPU资源的利用率，克服单道程序技术的缺点，操作系统采用多道程序技术，即在内存中同时驻留若干道已经开始但又尚未结束的程序，当一个程序因等待某一条件而不能运行下去时，就把CPU的使用权交给另一个程序；或者，当出现了一个比当前运行的程序更重要的可执行程序时，后者应能抢占CPU的使用权。
多道程序设计的特点是多个程序共享CPU资源，CPU的利用率较高。
在多道环境下，程序之间并不再是孤立的，它们之间存在着直接或间接的联系，需要通过同步、互斥等通信手段协调它们之间的关系。
如果多道程序之间的关系失调，则可能产生死锁，必须采取各种手段预防、避免、检测和解决死锁问题。
在多道程序设计环境中，为了保证系统的安全，将指令分成特权指令和非特权指令。
只允许操作系统程序执行的指令称为特权指令，一般用户不允许使用特权指令。
指令集合中除特权指令之外的指令称为非特权指令。
在多道程序设计环境中，中央处理器交替她执行操作系统程序和用户程序。
当CPU正在执行操作系统程序时，称CPU处于系统态（又称管态、核心态）；当 CPU正在执行用户程序时，称CPU处于用户态（又称目态）。
2．存储管理存储管理的主要功能是管理内存资源。
由于多道程序共享内存资源，需要合理地为它们分配内存空间，将程序地址空间快速正确地映射到物理地址空间，并保证用户的程序和数据能够相互隔离、互不干扰。
随着用户程序的不断增大，内存资源常常捉襟见肘，所以需要解决内存扩充的问题。
即把内存和外存统一起来管理，只需要把程序的一部分调入内存，另一部分仍留在外存中，程序可以在内、外存之间互换，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器，以保证大程序的运行。
3、设备管理计算机外部设备的种类繁多、功能差异很大，管理困难。
操作系统设备管理的主要功能是按一定的策略为进程分配外设、启动外设进行数据传送，使用户不必了解设备以及接口的技术细节就可以方便地对设备进行操作。
为了弥补CPU和外部设备速度的差异，提高CPU和外设之间的并行能力，系统采用了中断技术、通道技术、缓冲技术和虚拟设备技术等，为用户提供了功能强大、界面友好的设备使用手段。
4．文件管理计算机系统中大量信息总是以文件形式保存在外存储器上。
操作系统必须向用户提供能快速、有效、合理地存取这些数据的手段。
文件管理的主要任务是有效管理文件的存储空间，合理组织和管理文件系统的目录，支持对文件的存储、读写操作，解决文件信息的共享、保护及访问控制等。
5作业管理作业是用户需要计算机完成任务的总和，它是完成用户任务所需要的程序、数据以及如何对这些程序、数据进行处理的命令的集合。
作业管理的主要任务是根据用户的要求对作业的实际运行进行合理的组织和相应的控制，即作业的调度和控制。
l．l．4 操作系统的分类从操作系统的功能出发可以把它分成以下几种类型：（1）批处理（操作）系统；（2）分时系统；（3）实时系统；（4）网络操作系统；（5）分布式操作系统。
1．批处理系统（单道和多道）批处理系统也称为作业处理系统。
在批处理系统中，操作人员将作业成批地装入计算机中，由操作系统在计算机中某个特定区域（一般称为输入井）将其组织好并按一定的算法选择其中的一个或几个作业，将其调人内存使其运行。
运行结束后，把结果放入“输出井”，由计算机统一输出后，交给用户。
批处理系统的主要优点是系统吞吐量大，资源利用率高。
所谓“吞吐量”是指单位时间内系统所能完成的任务的总和。
批处理系统的主要缺点是交互能力比较差。
2．分时系统所谓“分时”，是指在不同的时间间隔内，不同设备访问（共享）同一个其他设备。
分时系统允许多个用户同时使用一台计算机。
不同用户通过各自的终端以交互方式使用计算机，共享主机的各种软、硬件资源。
分时系统的主要特点是：（1）同时性：也称为多路性。
若干用户同时与一台计算机相连，宏观上看各个用户在同时使用计算机，他们是并行的；微观上看各个用户在轮流使用计算机。
（2）交互性：用户通过终端设备（如键盘、鼠标）向系统发出请求，并根据系统的响应结果再向系统发出请求，直至得到满意的结果。
这种“你问，我答”式的人机交互方式是分时系统的显著特征，所以分时系统也称为交互式系统。
（3）独立性：每个用户使用各自的终端与系统交互，彼此独立、互不干扰。
从用户角度来说，他好像独占整个计算机，其他用户根本就不存在一样。
（4）及时性：所谓及时性是指用户向系统发出请求后，应该在较短的时间内得到响应。
这里“响应时间”是衡量分时系统性能的重要指标之一。
所谓响应时间是指从用户发出命令到系统给予反应所经历的时间。
该时间间隔的大小由用户所能接受的等待时间来确定，一般为2～3s。
影响响应时间的因素很多，主要有系统开销、用户数目、时间片的大小，以及系统和用户之间交换的数据量的多少等。
分时系统的出现提高了系统资源的利用率，减少了系统维护人员，节省了开支，促进了计算机的普及，显著地提高了研究、检查和调试程序的效率。
3．实时系统实时系统是指能够及时响应随机发生的外部事件，并在规定的时间范围内完成对该事件处理的系统。
实时系统可分为实时控制系统和实时信息处理系统。
（1）实时控制系统：实时控制系统要求尽快地测量出被控系统的各种数据，并尽快地做出响应（处理）。
这种系统的特点是响应速度快，可靠性要求高，在军事和工业控制领域应用广泛。
（2）实时信息处理系统：根据用户提出的查询请求进行信息检索和处理，并在较短的时间内对用户做出正确的响应。
例如，把计算机用于民航飞机票的预定、查询、售票及情报检索系统等。
（3）实时系统的特征：实时系统最主要的特征就是其快速的处理能力，适应这种实时性的要求。
实时系统在设计时力求简单而实用。
一般的实时系统都拥有高精度的实时时钟；具有快速的中断响应和中断处理能力；支持多道程序设计，任务调度算法简单、实用，数据结构简洁、明了,任务切换速度快，能够处理时间驱动的任务（周期性任务）和事件驱动的任务；可靠性高；具有较强的系统再生能力。
4．网络操作系统计算机网络是通过通信设施把地理上分散的具有自制能力的计算机连接起来，以实现数据交换、资源共享和互操作为目的的计算机系统。
网络操作系统是建立在主机操作系统基础上，用于管理网络通信和共享资源，协调各主机上任务的运行，并向用户提供统一的、有效的网络接口的软件集合，包括网络管理、通信、资源共享、系统安全和多种网络应用服务。
5．分布式操作系统分布式操作系统也是通过通信网络将物理上分散且具有自制能力的计算机系统互连起来，实现信息和资源共享，协作完成任务。
但分布式系统要求一个统一的操作系统实现系统资源的统一般地说管理。
分布式操作系统负责管理分布式系统中的所有资源，包括整个系统的资源分配和调度、任务划分、数据传输、协调工作，并为用户提供一个统一的界面，用户通过该界面使用系统资源时无须了解资源的位置。
1．1．5 操作系统的特征操作系统具有4个基本特征。
1．并发性并发性又称为同时性，是指在操作系统中同时存在许多活动，这些活动都已经开始但又没有结束。
在操作系统中，并发性和并行性是既相似又有区别的两个概念。
其中并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生；而并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生。
在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一道程序。
因此，宏观上程序是并发运行的，微观上程序是交替运行的。
2．共享性由于操作系统的共发性，这时整个系统的软、硬件资源不再为某个程序所独占，而是由许多程序共同使用，即许多程序共享系统中的各种资源。
资源共享是由于并发而引起的，如果没有共发性，系统中只允许一个程序运行，所有资源都由该程序独享，自然不存在共享性的问题；但是，如果操作系统不对被共享的资源实施有效的管理，并发程序也无法正常运行。
可以说，并发性和共享性是操作系统的两个最基本的特征。
3．不确定性在多道程序设计中，各个程序之间存在着直接或间接的联系，程序的推进速度受它的运行环境的影响。
这时同一程序和数据的多次运行可能得到不同的结果；程序的运行时间、运行顺序也具有不确定性；外部输入的请求、运行故障发生的时间不可预测。
这些都是不确定性的表现。
4．虚拟性操作系统中经常使用“虚拟”这个概念。
在只有一个CPU的计算机上可以同时运行多个程序，每个程序都好像独占了一个CPU；苦于用户分时使用同一台计算机，好像每人都在使用一台独立的计算机一样；在一台物理内存只有IMB的计算机上运行了总容量超过5MB的程序，好像用户拥有一台内存为5MB甚至更大的计算机一样，等等，都是操作系统虚拟性的表现。
1．1．6 操作系统的性能评价一般从5个方面对操作系统的性能进行评价。
1．可靠性作为用户来说，希望操作系统是绝对可靠的。
但由于操作系统的并发性、共享性等特点，要做到绝对可靠是比较困难的。
一般采取如下措施希望产生一个可靠性较好的操作系统。
（1）在系统设计时尽可能避免可能的软、硬件故障。
（2）在系统运行过程中，一旦出错应能及时检测，减少损失。
（3）系统一旦出现错误，要能迅速找出其原因，确定其发生的位置，尽快地排除错误。
（4）尽快地对因错误造成的损失进行修复。
2．方便性计算机硬件只能识别二进制0和1代码，用户如果直接使用裸机很不方便，裸机上配置了操作系统以后，大大地提高了计算机系统处理能力。
用户通过操作系统提供的接口使用计算机，更易学习，更方便。
3．效率效率是操作系统的一个重要的性能指标。
一般由4个参数来衡量系统的效率。
（1）系统的吞吐量：即在单位时间内系统处理作业的数量。
吞吐量越大，系统的效率越高。
（2）资源利用率：即系统中各部件的使用程度，要求资源利用率要高。
（3）批处理系统的作业周转时间：要求作业周转时间越短越好。
