操作系统考研题库【经典教材课后习题+章节题库+模拟试题】(1-4章)【圣才出品】

第1章操作系统引论

1．设计现代OS的主要目标是什么？

答：设计现代OS的主要目标：

（1）有效性。有效性包括两个方面。一方面在于提高系统资源利用率，可使CPU和I/O设备由于能保持忙碌状态而得到有效利用，同时可使内存和外存中存放的数据因有序而节省存储空间。另一方面在于提高系统的吞吐量，通过合理地组织计算机的工作流程，而进一步改善资源的利用率，加速程序的运行，缩短程序的运行周期，从而提高系统的吞吐量；

（2）方便性。OS的设计应尽量使计算机系统更容易使用；

（3）可扩充性。OS必须具有很好的可扩充性，方能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求；

（4）开放性。由于不同生产厂家生产了各种不同类型的计算机和设备而引发的兼容使用问题，要求建立一个统一开放的环境使出自不同厂家的计算机和设备，能通过网络加以集成化并正确、有效地协同工作，其中首先要求OS具有开放性。

其中，方便性和有效性是操作系统设计阶段最重要的两个目标。

2．OS的作用可表现在哪几个方面？

答：OS的作用可表现在3个方面：

（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的软件接口。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；

（2）OS作为计算机系统资源的管理者。在计算机系统中，通常都包含硬件和软件资源，归纳起来可将资源分为4类：处理器、存储器、I/O设备以及信息（数据和程序）。相

应地，0S的主要功能也正是针对这4类资源进行有效的管理。为了管理好这些共享资源（包括硬件和信息）的使用，操作系统必须记录下各种资源的使用情况，对使用资源的请求进行授权，协调诸用户对共享资源的使用，避免发生冲突，并计算使用资源的费用等；

（3）OS实现了对计算机资源的抽象。它向用户（进程）提供了一个对硬件操作的抽象模型，用户可利用抽象模型提供的接口使用计算机，而无需了解物理接口实现的细节，从而使用户更容易地使用计算机硬件资源。

3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？

答：OS是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象。

（1）在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件，由它来实现对I/O设备操作的细节，并向上提供一组I/O命令，用户可利用它来进行数据输入或输出，而无需关心I/O是如何实现的。该软件实现了对计算机硬件操作的第一层次的抽象；

（2）在第一层次的抽象上再覆盖上一层用于文件的管理软件，同样由它来实现文件操作的细节，并向上提供一组对文件进行存取操作的命令，用户可利用这组命令进行文件的存取。该层软件实现了对硬件资源操作的第二层次的抽象。

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：不断提高计算机资源的利用率是推动多道批处理系统形成和发展的主要动力。在计算机发展的初期，计算机系统特别昂贵，人们必须千方百计地提高计算机系统中各种资源的利用率，这就是OS最初发展的推动力。在此推动力的作用下形成了能自动地对一批作业进行处理的多道批处理系统。

5．何谓脱机I/O和联机I/O？

答：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年代末出现了脱机输入，输出（Off-Line I/O）技术。该技术是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），在一台外围机的控制下，把纸带（卡片）上的数据（程序）输入到磁带上。当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上将其高速地调入内存。类似地，当CPU需要输出时，可由CPU直接高速地把数据从内存送到磁带上，然后再在另一台外围机的控制下，将磁带上的结果通过相应的输出设备输出。由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说，它们是在脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入/输出方式；反之，在主机的直接控制下进行输入/输出的方式称为联机输入/输出（On-Line I/0）方式。

6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？

答：不断提高计算机资源的利用率也是推动分时系统形成和发展的主要动力。它能很好地将一台计算机资源提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。它经常被应用于查询系统中，满足许多查询用户的需求。用户的需求具体表现在：①人机交互；②共享主机；③便于上机。

7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？

答：为实现分时系统，必须解决一系列问题。其中最关键的问题是如何使用户能与自己的作业进行交互，即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，再将结果返回给用户。针对及时接收问题，解决办法是在系统中配置一个多路卡，多路

卡的作用是使主机能同时接收不同用户从终端上输入的数据。此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。针对及时处理问题，各个用户的作业应该直接进入内存，并且规定每个作业只运行一个很短的时间片，然后暂停该作业的运行，并立即调度下一个作业运行。

8．为什么要引入实时OS？

答：所谓“实时”，是表示“及时”，而实时系统（Real-Time System）是指系统能及时（或即时）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是为了满足实时应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。在实时操作系统的控制下，计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并且要在严格的时限内处理完接收的事件，其主要特点是及时性和可靠性。

9．什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。

答：在实时操作系统中，根据对截止时间的要求来分类，实时任务可分为硬实时任务和软实时任务两种。硬实时任务（Hard real-time Task）是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，在一些高科技领域，如运载火箭的控制等。软实时任务（Soft real-time Task）是它也联系着一个截止时间，但并不严格，若偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响也不会太大，比如网页的更新等。

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：在8位微机和16位微机中，占据统治地位的操作系统是单用户单任务操作系统。单用户单任务操作系统的含义是，只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行。这是最简单的微机操作系统，主要配置在8位和16位微机上。最有代表性的单用户单