第一章 绪论（习题）

一、课本习题

1. 什么是操作系统？配置操作系统的主要目的是什么？操作系统包含哪些基本的功能？
解析：（1）.操作系统：操作系统(Operation System, OS) 是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理的组织和调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其它软件方便的接口和环境，它是计算机系统中最基本的系统软件。
（2）.目的：管理计算机系统提高系统使用效率，合理地组织系统的工作流程，以提高系统的吞吐量。
（3）.基本功能：（1.处理器管理：CPU是计算机系统中最宝贵的硬件资源。处理器管理主要任务是对CPU进行高效分配，并对其运行状态进行有效的控制与管理。为了提高资源的利用率，操作系统采用了多道程序技术。多道程序环境下，CPU的分配和运行都是以进程为基本单位，因而处理器管理可最终归结为对进程的管理。（2.存储器管理：存储器分为内存和外存，存储器管理主要是针对内存的管理。存储器管理的主要任务是方便用户存取内存中的程序和数据，提供数据存储保护，保证数据不被破坏或者非法访问；借助多道程序技术，提高内存利用率；内存容量不足是可以从逻辑上扩大容量。（3.设备管理：对计算机系统中各种输入和输出设备进行管理和控制。（4.文件管理：对系统中信息资源进行有效管理，为用户提供方便快捷、共享、安全保护的使用环境。文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理；方便用户使用；实现文件共享访问；保证文件的安全。
2.操作系统具有哪些基本特征？
（1）.并发性：指的是两个或者两个以上的事件在同一时间间隔内发生。多道程序环境下，计算机系统中同时存在多个进程，宏观上，这些进程同时执行，同时向前推进；微观上，单处理机上任何时刻只有一个进程在执行，多个进程之间还是交替执行的，多处理机上这些进程被分配到多处理机上并行执行。并发的目的是提高系统资源的利用率和系统的吞吐量。
（2）.共享性：指的是计算机系统中的资源可被多个并发执行的进程使用而不是被其中某个进程独占使用。根据资源的属性，共享分为互斥共享和同时共享。
（1.互斥共享：系统中的资源在一个时间段内只允许一个进程使用。
（2.同时共享：系统中有些资源在同一时间段内允许多个进程同时访问。
(3).虚拟性：通过某种技术，将一个物理实体变成若干个逻辑对应物。
(4).异步性：指的是在多道程序环境下，由于资源的共享性和有限性，并发执行的进程之间产生相互制约的关系，他们的运行过程有可能不是一气呵成的，有可能是走走停停的，从而导致多个运行程序的运行顺序和运行时间都是不确定的，即各个进程何时执行、何时暂停以及以怎样的速度向前推进、什么时候完成都是不可预知的。操作系统必须保证在环境相同情况下，进程经多次运行，均会得到相同的结果。
3.什么是多道程序设计？采用多道程序设计的主要优点是什么？
（1）多道程序设计：指的是通过软件手段，允许计算机内存中同时存放几道相互独立作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享和竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。
（2）优点：（1.资源利用率高：由于内存中的多道程序可以共享资源，是资源尽可能处于忙碌状态，从而提高了资源的利用率。
(2.系统吞吐量大：系统吞吐量是指单位时间内所完成的工作总量。由于CPU和其他资源都保持忙碌状态，且程序运行切换时代价较小，提高了系统的吞吐量。
4.试比较单道和多道批处理系统的特点？
单道批处理系统是最早出现的一种OS，它具有自动性、顺序性和单道性的特点。
多道批处理系统具有调度性、无序性、多道性的特点。
5.简述多用户分时和多道批处理的区别与联系，以及他们各自的特征。
（1）区别：

• 分时系统具有交互性，而批处理系统是脱机使用不具有交互性。
• CPU使用资源的方式不同：分时系统对CPU资源采取的是可剥夺方式（由操作系统进行剥夺），批处理系统对CPU资源的使用采取的是不可剥夺方式（由进程主动释放）。

（2）相同：都是多道程序处理系统，具备宏观上并行，微观上串行的特点。都充分利用系统资源。
（3）特征：

• 多道批处理：多道性、无序性、调度性。
• 分时：多路性、独立性、及时性、交互性。
  6.批处理、分时和实时操作系统各有什么特点？
  (1)批处理：脱机、多道和成批处理；
  （2）分时：多路性、交互性、独占性和及时性；
  （3）实时：及时性和高可靠性。
  7.在批处理、分时和实时操作系统中，针对系统资源的管理，分别采用哪几种调度算法？
  解析：调度算法：
  （1）批处理系统：短作业优先、优先权、高响应比优先、多级反馈队列调度算法。
  （2）分时系统：时间片轮转法。
  （3）实时系统：最早截止时间优先（EDF）、最低松弛度优先（LLF）算法。
  8.分时系统的一个重要性能是响应时间，下列哪些因素有利于改善响应时间？
  （1）CPU速度快； （2）大时间片； （3）静态页式； （4）动态页式； （5）轮转调度算法； （6）优先数+非抢占是调度算法； （7）进程数目增加； （8）大容量主存； （9）大容量磁盘； (10)快速磁盘；
  解析：响应时间是指用户从一个终端触发出一个命令到系统处理完这个命令并做出回答所需要的时间。该时间受时间片长度、终端用户的个数、命令本身功能、硬件特性、主存与辅存交换速度等影响。
  9.简述系统调用与过程调用的相同点和不同点。
  解析：（1）两者都是由程序代码构成，可用高级程序设计语言来编制；使用方式相同：以函数的形式出现，调用时传送参数。
  （2）不同点：
• 代码的层次不同：过程调用不属于操作系统的一部分，而系统调用是；
• 运行状态不同：过程调用只在用户态下运行，不能进入和核心态，而系统调用则是在核心态下运行的；
• 进入方式不同：过程调用在用户程序中调用，并直接在用户空间内执行；而系统调用可以在用户程序中调用，但是在用户程序中执行到系统调用时，会产生异常事件。实现处理机状态从用户态到核心态的转变，从而进入操作系统核心空间去执行系统调用的代码。

二、自测习题集

选择题部分

1.下列关于操作系统的叙述中正确的是（A）。
A.操作系统作为系统软件，为用户提供了高效使用计算机的接口。
B.操作系统是软件，它可以做任何软件做的工作。
C.操作系统除了做与硬件相关的事，也做了大量与应用相关的事。
D.操作系统是系统软件，所以计算机没有操作系统不能正常工作。
2.并发性是操作系统的特征之一，下列描述的四种现象中，哪一种具有并发性（A）.
A.在单处理器环境下，两个程序交替在CPU上运行。
B.在单处理器环境下，两个程序交替在使用同一台打印机。
C.在多处理器环境下，两个程序交替在使用同一台打印机。
D.在多处理器环境下，两个程序在两个CPU上同时运行。
3.随机性是操作系统的特征之一，哪一种具有随机性（D）。

A.进程在某一时刻需要显示图像信息
B.进程申请使用计算机的声卡；
C.操作系统维护着系统的时钟；
D.操作系统内核进行进程切换；
4.操作系统提供给用户的接口是命令输入和（A）。
A.系统调用 B、动态函数库 C、应用编程接口 D、中断服务程序
5.组成操作系统的主要部分通常是进程线程管理、内存管理、设备管理和（A）

A、文件管理
B、PV操作管理
C、死锁管理
D、备份管理
6.下列哪些工作属于设备管理和用户接口范围（ABCD）
A、为用户程序提供系统调用接口。
B、提供缓冲技术。
C、提供虚拟设备技术。
D、管理磁盘空间。
7.批处理系统的主要缺点是（D）
A、CPU利用率低
B、运行速度慢
C、资源利用率低
D、缺乏交互性
8.用户与裸机之间的接口是（B）
A、应用软件
B、操作系统
C、内存
D、都不是
9.从用户观点来看操作系统是（A）
A、用户与计算机之间的接口。
B、控制和管理计算机资源的软件
C、合理组织计算机流程的软件
D、一个应用程序
10.操作系统的功能不包括（D）
A、处理器管理
B、存储器管理
C、设备管理
D、文件加密
11.在分时操作系统环境下运行的作业通常称为（C）
A、后台作业
B、长作业
C、终端作业
D、批量作业
12.订购机票系统处理各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个（D）
A、分时系统
B、多道批处理系统
C、计算机网络
D、实时信息处理系统
13.实时操作系统必须在（C）时间内完成来自外部的事件。
A、周转时间
B、响应时间
C、规定时间
D、调度时间
14.设计实时操作系统是（B）不是主要追求的目标。
A、安全可靠
B、资源利用率
C、及时响应
D、快速处理
15.财务软件是一种（）。
A、系统软件   B、接口软件   C、应用软件   D、用户软件
16.世界上第一个操作系统是（）。
A、分时系统 B、单道批处理系统   C、多道批处理系统 D、实时系统
17.批处理系统提高了计算机的工作效率，但是（）。
A、系统资源利用率不高
B、在作业执行时用户不能直接干扰
C、系统吞吐量小
D、不具备并行性
18.引入多道程序的目的是（）。
A、为了充分利用主存储器
B、增强系统的交互能力
C、提高实时响应速度
D、充分用CPU，减少CPU等待时间
19.多道程序设计是指（）
A、有多个程序同时进入CPU运行
B、有多个程序同时进入主存并运行
C、程序执行不是顺序的
D、同一个程序可以对应多个不同的进程
20.采用多道程序设计技术可以（）单位时间的算题量，但对每一个算题，从算题开始到全部完成所需要的时间比单道执行所需要的时间可能要（）。
A、增加  减少
B、增加 延长
C、减少 延长
D、减少 减少
21.下列关于操作系统的叙述正确的是（）
A、批处理作业必须有作业控制信息
B、分时系统不一定具有人机交互功能
C、从响应时间的角度来看，实时系统与分时系统差不多
D、由于采用分时技术，用户可以独占计算机的资源
22.现代操作系统的两个基本特征是（）和资源共享
A、多道程序设计 B、中断处理 C、程序的并发执行  D、实现实时与分时处理。
23.（）不是操作系统关心的主要问题。
A、管理计算机裸机
B、设计、提供用户程序与计算机系统硬件 的调用
C、管理计算机系统资源
D、高级程序设计语言的编译器（）。
24.（）没有多道程序设计的特点。
A、DOS  B.UNIX C.WINDOWS D.OS/2
25.在分时系统中，时间片一定，（），响应时间越长。
A、内存越多 B、用户数目越多 C、后备队列 D、用户数目越少
26.当处理器处于管态时，处理器可以执行的指令应该是（）
A、非特权指令
B、仅限于特权指令
C、一切指令
D、访管指令
27.当操作系统退出执行，让用户执行时，系统会（）
A、继续保持管态
B、继续保持目态
C、从管态变为目态
D、从目态变为管态
28.实时操作系统追求的目标是（）。
A、高吞吐率  B、充分利用内存  C、快速响应  D、减少系统开销
29.Unix命令的一般格式是（）
A、命令名【选项】【参数】  B、【选项】【参数】命令名 
C、【参数】【选项】命令名 D、【命令名】【选项】【参数】
30.操作系统结构的主要特点是（）
A、层次模块化  B、一个程序模块  C、分层结构  D、子程序结构
31.计算机在接收用户请求后处理数据以及在数据处理结束时，将结果送到终端显示器。例如导弹系统应选择安装（C）；计算机订票系统应选择安装（D）
A、批处理操作系统  B、分时操作系统 C、实时操作系统 D 、网络操作系统 E、分布式操作系统。
32. CPU的状态分为用户态和系统态，从用户态转换到系统态的唯一途径是（）
A、运行进程修改程序状态字  B、中断屏蔽 C、 系统调用 D、进程调度程序
33.系统调用的目的是（）
A、请求系统服务 B、终止系统服务 C、申请系统资源 D、释放系统资源
34.系统调用是由操作系统提供的内部调用（）
A、直接通过键盘交互方式使用
B、只能通过用户程序间接使用

判断题部分

1.编程人员使用命令接口来请求操作系统服务（X）
2.系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。（√）
3.分时系统具有交互性、同时性、实时性和独立性等特点。（X）
解析：不具有交互性
4.应用软件是加在裸机上的第一层软件。（X）
5.采用时间片轮转的方式同时为众多用户服务的操作系统称为通用操作系统。（X）
解析：通用操作系统：兼有分时、实时和批处理三者或其中两者的操作系统称为通用操作系统。
6.实时操作系统更强调及时性、完整性和可靠性，它不强调资源利用率。

填空题部分

1.操作系统为用户提供三种类型的接口，他们是命令方式 和系统调用 和图形用户界面。
2.主存储器与外围设备之间的数据传送控制方式由程序直接控制、中断驱动方式 、DMA方式 和通道控制方式。
3.在响应比高者优先的作业调度算法中，当各个作业等待时间相同时，运行时间短 的作业将得到优先调度；当各个作业要求运行时间相同时等待时间长的优先得到调度。
4.操作系统的基本类型有批处理操作系统 、分时操作系统 和实时操作系统 三种。
5.采用多道程序设计技术可以充分发挥处理器与外围设备 与外围设备之间 并行工作的能力。
6.DOS是磁盘操作系统 的缩写。
7.

简答题

1.解释以下术语：资源、多道程序设计、并发、分时、吞吐。
解析：

• 资源：计算机中硬件和软件的总称。
• 多道程序设计：在这种设计技术下，内存中能同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替执行，这些资源共享CPU和系统中的其他资源。
• 并发：指的是两个或多个活动在一个时间间隔内进行，是宏观上的概念。
• 分时：是指多个用户分享使用同一台计算机。多个程序分时共享硬件和软件资源。
• 吞吐量：在一段给定的时间内，计算机所能完成的总工作量。
  2.实时系统和分时系统的区别是什么？
    解析：实时系统的交互能力若，为某个特定的系统专用：实时系统的响应时间更严格、及时；实时系统对可靠性的要求更高；
  （1）关于交互性： 分时系统各个终端用户与系统之间有较强的交互性，而实时系统是专为某一领域使用的，对此要求不强。
  （2）关于可靠性：与分时系统相比，实时系统更加注重它的稳定性和可靠性。
  （3）关于响应时间：分时系统对响应时间的要求是以终端用户能接受的时间为依据的；而实时系统对响应时间有严格的要求，即能对外部请求做出及时的响应和处理。
  3.什么是多道程序设计？多道程序设计的特点是什么？
    解析：多道程序设计技术是指同时把多个程序放到内存中，是他们同时处于运行状态。这些程序同时共享处理器时间和外部设备以及其他资源。
  多道程序设计技术的主要特点是多道、宏观上并行、微观上串行。多道是指计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。宏观上并行是指同时进入系统中的多道程序都处于运行过程中；微观上串行是指在单处理机环境中，内存中的多道程序轮流占有CPU，交替执行。
  4.通常我们将操作系统分为哪几种类型？各自有什么特点？
  &emsp；&emsp；解析：
• 批处理操作系统：早期的一种大型机用操作系统，可对用户作业成批处理，期间勿需用户干预。分为单道批处理系统和多道批处理系统。
• 分时操作系统：利用分时技术的一种联机的多用户交互式操作系统，每个人用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令，完成作业的运行。分时是指把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业作业使用。
• 实时操作系统：一个能够在指定或者确定的时间内完成系统功能以及对外部或内部事件在同步或者异步时间内做出响应的系统。
• 网络操作系统：一种在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。
• 分布式操作系统：一种以计算机网络为基础的，将物理上分布的具有自治功能的数据处理系统或计算机系统互联起来的操作系统。