第1章 操作系统引论

第一章操作系统引论

(一)问答题

1. 设计现代OS的主要目标是什么？

答：设计现代OS的主要目标是：

（1）方便性

（2）有效性

（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）从一般用户的观点，可把OS看作是用户与计算机硬件系统之间的接口；（2）从资源管理观点，可把OS视为计算机系统资源的管理者；

（3）OS还可用做扩充机器。

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。值得说明的是，对一个硬件在底层进行抽象后，在高层还可再次对该资源进行抽象，成为更高层的抽象模型。随着抽象层次的提高，抽象接口所提供的功能就越来越强，用户使用起来也更加方便。

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：推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是提高资源利用率和系统吞吐量。

5. 何为脱机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，上世纪50年代出现了脱机输入输出技术。该技术是事先将装有用户程序和数据的纸带（卡片）装入纸带输入机（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调入内存。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？P9

答：推动分时系统形成和发展的主要动力是用户的需要。

具体的说，用户需要表现在以下方面：

（1）人机交互；

（2）共享主机；

（3）便于用户上机。

7. 实现分时系统的关健问题是什么？应如何解决？

答：关键问题：及时接收、及时处理。

对于及时接收，只需在系统中设置一个多路卡，多路卡的作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据，并为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令；对于及时处理，改变原来批处理系统的运行方式，使所有的用户作业都直接进入内存，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？

9. 什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。

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？

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。

12.试从交互性、及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。【解】

（1）多路性实时信息处理系统与分时系统一样具有多路性。系统按分时原则为多个终端用户服务；而对实时控制系统，其多路性则主要表

现在经常对多路的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。

（2）独立性实时信息处理系统与分时系统一样具有独立性。每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立地操作，互不干扰；

而在实时控制系统中信息的采集和对对象的控制，也都彼此互不干扰。

（3）及时性实时信息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，则是以控制

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、百

毫秒级，甚至有的要低于100微秒。

（4）交互性实时信息处理系统虽也具有交互性，但这里人与系统的交互，仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不象分时系统那

样能向终端用户提供数据处理服务、资源共享等服务。

（5）可靠性分时系统虽然也要求系统可靠，相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失、甚至无

法预料的灾难性后果。因此，在实时系统中，往往都采取了多级容错措

施，来保证系统及数据的安全。

13.OS有哪几大特征？其最基本特征是什么？

答：三种OS都有自己的特征，如批处理系统具有能对多个作业进行成批处理，

以获得高的系统吞吐量的特征，分时系统具有允许用户和计算机进行人机交互特征，实时系统具有实时特征，但它们也都具有并发、共享、虚拟、异步这四个基本特征。其中，并发特征是操作系统最重要的特征，其它三个特征都是以并发特征为前提的。

14.处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？

15.内存管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？

16.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？

17.文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？

18.是什么原因使操作系统具有异步性特征？

答：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，通常，进程的执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，都是不可预知的。很可能是先进入内存的作业后完成；而后进入内存的作业先完成。或者说，进程是以异步方式运行的。尽管如此，但只要运行环境相同，作业经多次运行，都会获得完全相同的结果，因此，异步运行方式是允许的。此即进程的异步性，是操作系统的一个重要特征。

19. 模块接口法存在着哪些问题？可通过什么样的途径来解决？

20. 在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式？

21. 试描述什么是微内核OS。

22.在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术？

答：1）客户/服务器模式（Client-Server Model）

2）面向对象程序设计技术OOP（Objected-Orientated Programming）

3）微内核技术

23.何谓微内核技术？在微内核技术中通常提供了哪些功能？

答：所谓微内核技术，是精心设计的、能实现现代OS核心功能的小型内核，它与一般的OS（程序）不同，它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存，它不会因内存紧张而被换出内存。微内核并非是一个完整的OS，而只是为构建通用OS提供一个重要基础。

微内核技术提供了以下功能：进程管理、存储器管理、进程间通信管理、低级I/O功能。

24．微内核操作系统具有哪些优点？它为何能有这些优点？

答：由于微内核OS结构是建立在模块化、层次化结构基础上的，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术，由此可见，微内核结构的OS是集各种