操作系統(tǒng)思考題

1、習題一2.計算機系統(tǒng)的資源可分成哪幾類？試舉例說明。答：軟件和硬件。軟件包括系統(tǒng)軟件和應用軟件；硬件CPU、內存條、外部I/O設備，以及系統(tǒng)總線。3. 什么是操作系統(tǒng)？計算機系統(tǒng)配置操作系統(tǒng)的主要目標是什么？答：操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、發(fā)送人機界面、提供各種服務，并合理組織計算機工作流程和為用戶方便而有效地使用計算機提供良好運行環(huán)境的最基本的系統(tǒng)軟件。A. 方便用戶使用；B.擴充機器功能；C.管理各類資源；D.提高系統(tǒng)效率；E.構筑開放環(huán)境。4. 操作系統(tǒng)如何實現(xiàn)計算與操作過程的自動化？答：大致可以把操作系統(tǒng)分為以下幾類：批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網絡操作系統(tǒng)和

2、分布式操作系統(tǒng)。其中批處理操作系統(tǒng)能按照用戶預先規(guī)定好的步驟控制作業(yè)的執(zhí)行，實現(xiàn)計算機操作的自動化。又可分為批處理單道系統(tǒng)和批處理多道系統(tǒng)。單道系統(tǒng)每次只有一個作業(yè)裝入計算機系統(tǒng)的主存儲器運行，多個作業(yè)可自動、順序地被裝入運行。批處理多道系統(tǒng)則允許多個作業(yè)同時裝入主存儲器，中央處理器輪流地執(zhí)行各個作業(yè)，各個作業(yè)可以同時使用各自所需的外圍設備，這樣可以充分利用計算機系統(tǒng)的資源，縮短作業(yè)時間，提高系統(tǒng)吞吐率。5. 操作系統(tǒng)要為用戶提供哪些基本的和共性的服務？答：操作系統(tǒng)為用戶提供的基本和共性服務有：1）創(chuàng)建程序和執(zhí)行程序。2）數據I/O和信息存取。3）通信服務。4）差錯檢測和處理。為了保證自身高效

3、率、高質量地工作，使得多個應用程序能夠有效地共享系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)效率，操作系統(tǒng)還具備其他一些功能：資源分配、統(tǒng)計、保護等。6. 試述操作系統(tǒng)所提供的各種用戶接口。答：操作系統(tǒng)通過程序接口和操作接口將其服務和功能提供給用戶。程序接口由一組系統(tǒng)調用組成，在應用程序中使用“系統(tǒng)調用”可獲得操作系統(tǒng)的低層服務，訪問或使用系統(tǒng)管理的各種軟硬件資源，是操作系統(tǒng)對外提供服務和功能的手段；操作接口由一組命令和（或）作業(yè)控制語言組成，是操作系統(tǒng)為用戶提供的組織和控制作業(yè)執(zhí)行的手段。7. 什么是系統(tǒng)調用？可分為哪些類型？答：操作系統(tǒng)為了達到為應用程序的運行提供良好的環(huán)境，系統(tǒng)內核提供了一系列具備預定功能的內核函

4、數，這一組特殊接口被稱為系統(tǒng)調用。操作系統(tǒng)所提供的系統(tǒng)調用按功能可分為六類：1)進程管理。2）文件操作。3）設備管理。4）主存管理。5)進程通信。6)信息維護。8. 什么是實用程序？可分為哪些類型？答：實用程序又稱支撐程序，是為應用程序的開發(fā)、調試、執(zhí)行和維護解決共性問題或執(zhí)行公共操作提供的一組程序。按功能可分為：1）文件管理。2）語言支持。3)狀態(tài)修改。4）支持程序執(zhí)行。5）通信等。9. 試述系統(tǒng)調用的實現(xiàn)原理。答：操作系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)調用功能的機制稱為陷阱或異常處理機制。其實現(xiàn)原理是：首先編寫系統(tǒng)調用函數并且設計系統(tǒng)調用入口地址表，每個入口地址都指向一個系統(tǒng)調用的內核函數，有些還包含系統(tǒng)調用自

5、帶參數的個數。然后開辟現(xiàn)場保護區(qū)，用以保存發(fā)生系統(tǒng)調用時的處理器現(xiàn)場。10. 試述系統(tǒng)調用與過程調用之間的主要區(qū)別。答：在程序執(zhí)行系統(tǒng)調用或過程調用中兩者的訂要區(qū)別是：1）調用的形式和實現(xiàn)的方式不同。2）被調用的代碼的位置不同。3）提供方式不同。11. 試述API、庫函數與系統(tǒng)調用之間的關系。答：API是由同名的封裝把系統(tǒng)調用封裝成應用程序能夠直接使用的應用接口。所以，一個庫函數就是一種API，一個API的實現(xiàn)可能會用到一個系統(tǒng)調用或多個系統(tǒng)調用，也可能若干API封裝相同的系統(tǒng)調用，即使完全不使用系統(tǒng)調用，也不存在任何問題。12. 試解釋脫機I/O與假脫機I/O。答：1）脫機輸入輸出方式（Of

6、f-Line I/O）是為了解決人機矛盾CPU和I/O設備之間速度不匹配而提出的。它減少了CPU的空閑等待時間，提高了I/O速度。具體內容是將用戶程序和數據在一臺外圍機的控制下，預先從低速輸入設備到磁帶上，當CPU需要這些程序和數據時，在直接從磁帶機高速輸入到內存，從而大大加快了程序的輸入過程，減少了CPU等待輸入的時間，這就是脫機輸入技術；當程序運行完畢或告一段落，CPU需要時，無需直接把計算結果送至低速輸出設備，而是高速把結果輸出到磁帶上，然后在外圍機的控制下，把磁帶上的計算結果由相應的輸出設備輸出，這就是脫機輸出技術。2）若這種輸入輸出操作在主機控制下進行，則稱之為聯(lián)機輸入輸出方式。13

7、. 為什么對作業(yè)進行批處理可以提高系統(tǒng)效率？答：多道程序系統(tǒng)是利用CPU的等待時間來運行其它程序。14. 舉例說明計算機體系結構不斷改進是操作系統(tǒng)發(fā)展的主要動力之一。答：計算機體系的基本結構遵循馮.諾依曼體系結構，主要由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五部分組成。隨著CPU不斷等級，存儲器的容量不斷增大，計算機體系結構不斷的改進，從而，要求計算機的操作系統(tǒng)不斷的更新，由原來的DOS到后來的Windows 98,Windows 2000,Windows XP,UNIX,LINIX和Windows 2003等。15. 什么是多道程序設計？多道程序設計技術有什么特點？答：多道程序設計是指允

8、許多個作業(yè)同時進入計算機系統(tǒng)的主存并啟動交替計算的方法。其特點是：1）CPU、主存和設備的利用率高。2）系統(tǒng)的吞吐率提高，單位時間內完成的作業(yè)數增加。3）充分發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性，設備與設備之間、CPU與設備之間均可并行工作。16. 簡述實現(xiàn)多道程序設計所必須解決的基本問題。答：實現(xiàn)多道程序設計所必須解決的三個上問題：1）存儲保護和地址重定位；2）處理機管理和高度；3）資源的管理和分配。17. 計算機系統(tǒng)采用通道部件后，已實現(xiàn)處理器與外部設備的并行工作，為什么還要引入多道程序設計技術？答：引入多道程序設計技術的根本目的是提高CPU的利用率，充分發(fā)揮計算機系統(tǒng)部件的并行性，一些應用問題也只有靠多道

9、程序設計技術才能有效解決。18. 什么是實時操作系統(tǒng)？試述實時操作系統(tǒng)的分類。答：實時操作系統(tǒng)（Real Time Operating System）指當外界事件或數據產生時，能接收并足夠快的速度予以處理，處理的結果又能在規(guī)定時間內來控制監(jiān)控的生產過程或對任務協(xié)調一致運行的操作系統(tǒng)。分類：1） 過程控制系統(tǒng)：如生產過程控制系統(tǒng)、導彈制導系統(tǒng)、飛機自動駕駛系統(tǒng)、火炮自動控制系統(tǒng)。2） 信息查詢系統(tǒng)：計算機同時從成百上千的終端接受服務請求和提問，并在短時間內作出回答和響應。如情報檢索系統(tǒng)。3） 事務處理系統(tǒng)：計算機不僅要對終端用戶及時作出響應，還要頻繁更新系統(tǒng)中的文件或數據庫。如銀行業(yè)務系統(tǒng)。19

10、. 在分時系統(tǒng)中，什么是響應時間？它與哪些因素有關？答：分時系統(tǒng)的響應時間是指用戶從終端發(fā)出一個命令到系統(tǒng)處理完這個命令并做出回答所需要的時間。這個時間受時間片長度、終端用戶個數、命令本身功能、硬件特性、主存與輔存的交換速度等影響。20. 試比較批處理操作系統(tǒng)和分時操作系統(tǒng)的不同點。答：分時操作系統(tǒng)與批處理操作系統(tǒng)的區(qū)別：1）追求目標不同：批處理操作系統(tǒng)以提高系統(tǒng)資源利用率和作業(yè)吞吐能力為目標，分時操作系統(tǒng)強調公平性對于聯(lián)機用戶的立即執(zhí)行命令需要快速響應。2）適應作業(yè)不同：批處理操作系統(tǒng)適應已調試好的大型作業(yè)，分時操作系統(tǒng)適應正在調試的小型作業(yè)。3）資源利用率不同：批處理操作系統(tǒng)可合理安排不同

11、負載的作業(yè)，使資源利用率達到最佳；在分時操作系統(tǒng)中，多個終端的作業(yè)使用同類型的系統(tǒng)運行系統(tǒng)和共同子程序使系統(tǒng)的高度開銷小，能公平的調配CPU和存儲資源。4）作業(yè)控制方式不同：批處理操作系統(tǒng)由用戶通過（JCL）書寫作業(yè)控制流，預先提交脫機作業(yè)；分時操作系統(tǒng)交互作業(yè)由用戶從鍵盤輸入控制命令以交互方式聯(lián)機工作。21. 試比較實時操作系統(tǒng)和分時操作系統(tǒng)的不同點。答：分時操作系統(tǒng)是指在一個系統(tǒng)中多個用戶分時地使用同一臺計算機；實時操作系統(tǒng)是指計算機及時響應外部事件地請求并在規(guī)定時限內完成對該事件的處理，控制所有實時高備和實時任務協(xié)調一致地運行。實時操作系統(tǒng)和分時操作系統(tǒng)的主要區(qū)別有兩點：1） 分時操作系

12、統(tǒng)的目標是提供一種通用性很強的系統(tǒng)，有較強的交互能力;而實時操作系統(tǒng)則大都是具有特殊用途的專用系統(tǒng)，交互能力略差。2） 分時操作系統(tǒng)對響應時間雖有要求，但一般來說，響應時間由人所能承受的等待時間來確定；而實時操作系統(tǒng)對響應時間要求很高，一般由控制系統(tǒng)或信息處理磁頭所能接受的延遲時間來決定。22. 試比較單道和多道批處理系統(tǒng)。答：1）單道批處理系統(tǒng)是最早出現(xiàn)的一種OS，它具有自動性，順序性和單道性的特點；多道批處理系統(tǒng)則具有調度性，無序性和多道性的特點。2）單道批處理系統(tǒng)是在解決要機矛盾及CPU和I/O設備之間速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系統(tǒng)資源利用率和系統(tǒng)吞吐量，但是仍然不能很好的利用系

13、統(tǒng)資源；多道批處理系統(tǒng)是對單道批處理系統(tǒng)的改進，其主要優(yōu)點燭資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大；缺點是平均周轉時間長，無交互能力。23. 試述網絡操作系統(tǒng)的主要功能。答：網絡操作系統(tǒng)的主要功能：1）實現(xiàn)網絡中各節(jié)點機之間的通信；2）實現(xiàn)網絡中硬、軟件資源的共享；3）提供多種網絡服務軟件；4）提供網絡用戶的應用程序接口。24. 試述分布式操作系統(tǒng)的主要功能。答：1）支持同樣的通結構：通信結構是指支持各個計算機聯(lián)網，以提供分布式應用的軟件。在分布式系統(tǒng)中，盡管每臺計算機都有自己獨立的操作系統(tǒng)，并且這些計算機和操作系統(tǒng)的各類又可以是不同的，但它們都應該支持同樣的通信結構。2）由網絡操作系統(tǒng)提供網絡服務功能：

14、分布式系統(tǒng)的硬件環(huán)境是計算機網絡，系統(tǒng)中的個人計算機可以是單用戶工作站或服務器，因此它需要由網絡操作系統(tǒng)進行管理并提供網絡服務功能。3）有一個公共的分布式操作系統(tǒng)：在分布式系統(tǒng)中，各計算機共享一個公共的分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)由內核以及提供各種系統(tǒng)功能的模塊和進程所組成。系統(tǒng)中的每一臺計算機都必須保存分布式操作系統(tǒng)的內核，以實現(xiàn)對計算機系統(tǒng)的基本控制。25. 試述嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展背景及其特點。答：嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展背景可以分為三個階段：第一階段：無操作系統(tǒng)的嵌入算法階段，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制，運行結束后清除內存。系統(tǒng)結構和功能都相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾

15、乎沒有用戶接口，比較適合于各類專用領域中。第二階段：以嵌入式CPU為基礎、簡單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。CPU各類繁多，通用性比較差；系統(tǒng)開銷小，效率高；一般配備系統(tǒng)仿真器，操作系統(tǒng)具有一定兼容性和擴展性；應用軟件較專業(yè)，用戶界面不夠友好；系統(tǒng)主要用來控制系統(tǒng)負載以及監(jiān)控應用程序運行。第三階段：通用的嵌入式實時操作系統(tǒng)階段，以嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。能運行于各種類型的微處理器上，兼容性好；內核精小、效率高，具有高度的模塊化和擴展性；具備文件和目錄管理、設備支持、多任務、網絡支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應用程序接口API；嵌入式應用軟件豐富。特點：1）實時性；2）可剪

16、裁性；3）可靠性。26. 現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有哪些基本功能？請簡單敘述之。答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)的功能：管理計算機的軟硬件資源（包括：處理機管理 ，作業(yè)管理，存儲管理，設備管理，文件管理）、提高資源的利用率、方便用戶。27. 試述現(xiàn)代操作系統(tǒng)的基本特性及其所要解決的主要問題。答：操作系統(tǒng)的四個基本特征：1）并發(fā)性（concurrence），2）共享性（sharing），3）虛擬性（virtual），4）異步性（asynchronism）。所要解決的主要問題是：提高計算機系統(tǒng)的效率；增強系統(tǒng)的處理能力；充分發(fā)揮系統(tǒng)的利用率；文便用戶使用。28. 為什么操作系統(tǒng)會具有隨機性特性？答：29. 組成操作系統(tǒng)的構

17、件有哪些？請簡單敘述之。答：30. 什么是操作系統(tǒng)內核？答：31. 列舉內核的分類、屬性和特點。答：32. 解釋單內核操作系統(tǒng)及其優(yōu)、缺點。答：33. 解釋微內核及客戶服務器結構操作系統(tǒng)及其優(yōu)、缺點。答：34. 什么是層次式結構操作系統(tǒng)？說明其優(yōu)、缺點。答：35. 什么是模塊式結構操作系統(tǒng)？說明其優(yōu)、缺點。答：36. 什么是虛擬器操作系統(tǒng)？試對其作簡單說明。答：37. 從執(zhí)行方式來看，試述操作系統(tǒng)各種運行模型。答：38. 分析下列操作系統(tǒng)使用了或具有哪些體系結構的特點：UNIX/Linux、Windows 2003、VM/370、Mach。答：39.試述Windows 2003操作系統(tǒng)的結構特點。答：40. 試述Windows 2003操作系統(tǒng)的主要組件及其功能。答：41. 試述Windows 2003的設備驅動程序類型，其各自的主要功能是什么？答：42. 試分析Windows 2003達到了哪些設計目標？答：43. 通用操作系統(tǒng)具有批處理和分時處理兩種功能，試問這樣做有何優(yōu)點及缺點？答：44. 客戶服務器模型在分布式系統(tǒng)中很流行，它能夠用于單機系統(tǒng)嗎？答：45. 解釋操作系統(tǒng)資源管理的主要技術：資源復用、資源虛化、資源抽象。答：46