电大操作系统 第1章教材习题解答

第1章教材习题解答
1．基本概念和术语
计算机系统、多道程序设计、操作系统、系统调用、分时
一个完整的计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的。

通常硬件是指计算机物理装置本身；而软件是相对硬件而言的，简单地说，软件是计算机执行的程序。

在多道程序设计技术下，内存中能同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替地执行。

这些作业共享CPU和系统中的其他资源。

操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件（或程序集合），是用户与计算机之间的接口。

系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。

分时主要是指若干并发程序对CPU时间的共享。

2．基本原理和技术
（1）操作系统的基本特征是什么？
操作系统的基本特征是：并发、共享和异步性。

并发是指两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进行。

共享是指计算机系统中的资源被多个任务所共用。

异步性是指在多道程序环境下，各程序的执行过程有着“走走停停”的性质。

（2）操作系统的主要功能是什么？
操作系统的主要功能包括：存储管理，进程和处理机管理，文件管理，设备管理以及用户接口管理。

（3）操作系统一般为用户提供了哪三种界面？各有什么特点？
操作系统一般为用户提供的三种界面是：图形用户接口、命令行接口和程序接口。

图形用户接口：用户利用鼠标、窗口、菜单、图标等图形界面工具，可以直观、方便、有效地使用系统服务和各种应用程序及实用工具。

命令行接口：在提示符之后用户从键盘上输入命令，命令解释程序接收并解释这些命令，然后把它们传递给操作系统内部的程序，执行相应的功能。

程序接口：也称系统调用接口。

系统调用是操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口。

在UNIX/Linux系统中，系统调用以C函数的形式出现。

（4）操作系统主要有哪三种基本类型？各有什么特点？
操作系统主要有以下三种基本类型：多道批处理系统、分时系统和实时系统。

多道批处理系统的特点是多道和成批。

分时系统的特点是同时性、交互性、独立性和及时性。

实时系统一般为具有特殊用途的专用系统，其特点是交互能力较弱、响应时间更严格、对可靠性要求更高。

（5）操作系统主要有哪些类型的体系结构？UNIX、Linux系统各采用哪种结构？
一般说来，操作系统有如下四种结构：整体结构，层次结构，虚拟机结构和客户机-服务器结构。

UNIX系统采用的是层次结构，Linux系统采用的是整体结构。

（6）Linux系统有什么特点？
Linux系统的主要特点有：
①与UNIX兼容。

②自由软件，源码公开。

③性能高，安全性强。

④便于定制和再开发。

⑤互操作性高。

⑥全面的多任务和真正的32位操作系统。

3．思考题
（1）在计算机系统中操作系统处于什么地位？
操作系统是裸机之上的第一层软件，与硬件关系尤为密切。

它不仅对硬件资源直接实施控制、管理，而且其很多功能的完成是与硬件动作配合实现的，如中断系统。

操作系统的运行需要有良好的硬件环境。

这种硬件配置环境往往称作硬件平台。

操作系统是整个计算机系统的控制管理中心，其他所有软件都建立在操作系统之上。

操作系统对它们既具有支配权力，又为其运行建造必备环境。

因此，在裸机之上每加一层软件后，用户看到的就是一台功能更强的机器，通常把经过软件扩充功能后的机器称为“虚拟机”。

在裸机上安装了操作系统后，就为其他软件的运行和用户使用提供了工作环境。

往往把这种工作环境称作软件平台。

（2）你熟悉哪些操作系统？想一想你在使用计算机过程中，操作系统如何提供服务？
我们最熟悉的一般为Windows操作系统，它是由微软（Microsoft）公司推出的一个功能强大的图形界面操作系统。

常用的操作系统还有Linux，UNIX操作系统。

我们在使用计算机时，首先接触的是用户界面，我们可以通过键盘上输入命令，在桌面上点击鼠标完成操作，这时系统就知道执行相应的功能。

然后，我们要在磁盘上建立新文件，打开已存储的文件，对文件进行读、写和修改等操作，这是由操作系统的文件管理来帮助实现的。

我们要把程序装入内存，系统中只有一个内存，操作系统的存储管理功能需要为用户程序来分配内存空间，并进行数据的保护。

我们从键盘上输入数据或命令，运行结果在屏幕上显示出来或者在打印机上打印出来。

当我们需要用到外部设备的时候，操作系统的设备管理可以解决设备分配和驱动的问题。

最后，我们来了解一下计算机的关键部件CPU，每个程序都要在上面运行。

让谁的程序运行、什么时候开始运行、运行多长时间呢？程序在活动过程中如何与其他活动实体联系呢？等等，这是进程和处理机管理问题。

（3）使用虚拟机，有什么优势和不足？
采用虚拟机的优点主要有：
①在一台机器上可同时运行多个操作系统，方便用户使用。

②系统安全，有效地保护了系统资源。

③为软件的研制、开发和调试提供了良好的环境。

④组建虚拟网络，可以创造出多个理想的工作环境。

缺点是：
①对硬件的要求比较高，主要是CPU、硬盘和内存。

②本身非常复杂，另外，执行任务时的速度会受到一些影响。