操做系統-第1章習題解析

第一章習題解析

1．設計現代OS的主要目標是什麼？

答：（1）有效性 （ 2）方便性 （ 3）可擴充性 （ 4）開放性

2． OS 的做用可表如今哪幾個方面？

答：（1） OS 做爲用戶與計算機硬件系統之間的接

       （2）做爲計算機系統資源的管理者

       （3）OS 實現了對計算機資源的抽象

3．爲何說操做系統實現了對計算機資源的抽象？

答： OS 首先在裸機上覆蓋一層I/O 設備管理軟件，實現了對計算機硬件操做的第一層次抽象；

在第一層軟件上再覆蓋文件管理軟件，實現了對硬件資源操做的第二層次抽象。OS  經過在計算機硬件上安裝多層系統軟件，加強了系統功能， 隱藏了對硬件操做的細節，由它們共同實現了對計算機資源的抽象。

4．試說明推進多道批處理系統造成和發展的主要動力是什麼？

答：主要動力來源於四個方面的社會需求與技術發展：

（1 ）不斷提升計算機資源的利用率；

（2 ）方便用戶；

（3 ）器件的不斷更新換代；

（4 ）計算機體系結構的不斷髮展。

5．何謂脫機 I/O 和聯機 I/O ？

答：脫機 I/O 是指事先將裝有用戶程序和數據的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機或卡片機，在外圍機的控制下，把紙帶或卡片上的數據或程序輸入到磁帶上。該方式下的輸入輸出由外圍機控制完成，是在脫離主機的狀況下進行的。

而聯機 I/O 方式是指程序和數據的輸入輸出都是在主機的直接控制下進行的。

6．試說明推進分時系統造成和發展的主要動力是什麼？

答：推進分時系統造成和發展的主要動力是更好地知足用戶的須要。主要表如今：

（1）CPU的分時使用縮短了做業的平均週轉時間；

（2）人機交互能力使用戶能直接控制本身的做業；

（3）主機的共享使多用戶能同時使用同一臺計算機，獨立地處理本身的做業。                            

7．實現分時系統的關鍵問題是什麼？應如何解決？

答：關鍵問題是當用戶在本身的終端上鍵入命令時，系統應能及時接收並及時處理該命令，在用戶能接受的時延內將結果返回給用戶。

解決方法： 

針對及時接收問題，能夠在系統中設置多路卡，使主機能同時接收用戶從各個終端上輸入的數據； 爲每一個終端配置緩衝區，暫存用戶鍵入的命令或數據。針對及時處理問題， 應使全部的用戶做業都直接進入內存，而且爲每一個做業分配一個時間片，容許做業只在本身的時間片內運行，這樣在不長的時間內，能使每一個做業都運行一次。

8．爲何要引入實時OS？

答：實時操做系統是指系統能及時響應外部事件的請求在規定的時間內完成對該事件的處理，並控制全部實時任務協調一致地運行。引入實時OS是爲了知足應用的需求，更好地知足實時控制領域和實時信息處理領域的須要。

9．什麼是硬實時任務和軟實時任務？試舉例說明。

答：硬實時任務是指系統必須知足任務對截止時間的要求，不然可能出現難以預測的結果。舉例來講，運載火箭的控制等。

軟實時任務是指它的截止時間並不嚴格，偶爾錯過了任務的截止時間，對系統產生的影響不大。舉例：網頁內容的更新、火車售票系統。

10 . 試從交互性,及時性以及可靠性方面，將分時系統與實時系統進行比較。

答：（1）及時性：實時信息處理系統對實時性的要求與分時系統相似，都是以人所能接受

的等待時間來肯定；而實時控制系統的及時性，是以控制對象所要求的開始截止時間或完成截止時間來肯定的，通常爲秒級到毫秒級，甚至有的要低於100微秒。

       （2 ）交互性：實時信息處理系統具備交互性，但人與系統的交互僅限於訪問系統中某些特定的專用服務程序。不像分時系統那樣能向終端用戶提供數據和資源共享等服務。

       （3 ）可靠性：分時系統也要求系統可靠，但相比之下，實時系統則要求系統具備高度

的可靠性。 由於任何差錯均可能帶來巨大的經濟損失，甚至是災難性後果，因此在實時系統中，每每都採起了多級容錯措施保障系統的安全性及數據的安全性。

11 ． OS 有哪幾大特徵？其最基本的特徵是什麼?

答：併發性、共享性、虛擬性和異步性四個基本特徵；最基本的特徵是併發性和共享性。

12 . 在多道程序技術的 OS環境下的資源共享與通常狀況下的資源共享有何不一樣?對獨佔資源應採起何種共享方式?

答： 通常狀況下的共享與操做系統環境下的共享其含義並不徹底相同。前者只是說明某種資源能被你們使用,如圖書館中的圖書能提供給你們借閱,但並未限定借閱者必須在同一時間(間隔)和同一地點閱讀。又如,學校中的計算機機房供全校學生上機,或者說,全校學生共享該機房中的計算機設備,雖然全部班級的上機地點是相同的,但各班的上機時間並不相同。對於這樣的資源共享方式,只要經過適當的安排,用戶之間並不會產生對資源的競爭,所以資源管理是比較簡單的。

 而在0S環境下的資源共享或稱爲資源複用，是指系統中的資源可供內存中多個併發執行的進程共同使用。這裏在宏觀上既限定了時間（進程在內存期間），也限定了地點（內存）。對於這種資源共享方式，其管理就要複雜得多，由於系統中的資源少於多道程序需求的總和，會造成它們對共享資源的爭奪。因此，系統必須對資源共享進行妥善管理。

對獨佔資源採用互斥共享方式。

13 . 什麼是時分複用技術? 舉例說明它能提升資源利用率的根本緣由是什麼?  

答: 時分複用技術: 將資源在不一樣的時間片內分配給各進程以使該資源被重複利用,從而提升資源的利用率。如採用時分複用技術的虛擬處理機,可以在不一樣的時間片內處理多個用戶的請求,從而使得用戶感受本身獨佔主機,而處理機在這期間也被充分的利用。

14 . 是什麼緣由使操做系統具備異步性特徵？

答：操做系統的異步性體如今三個方面：

一是進程的異步性，進程以人們不可預知的速度向前推動，

二是程序的不可再現性，即程序執行的結果有時是不肯定的，

三是程序執行時間的不可預知性，即每一個程序什麼時候執行，執行順序以及完成時間是不肯定的。

15 ．處理機管理有哪些主要功能？它們的主要任務是什麼？

答：處理機管理的主要功能是：進程管理、進程同步、進程通訊和處理機調度；

進程管理：爲做業建立進程，撤銷已結束進程，控制進程在運行過程當中的狀態轉換。進程同步：爲多個進程（含線程）的運行進行協調。

進程通訊：用來實如今相互合做的進程之間的信息交換。

處理機調度：

（1 ）做業調度。從後備隊裏按照必定的算法 ，選出若干個做業，爲他們分配運行所需

的資源（首選是分配內存）。

（2 ）進程調度：從進程的就緒隊列中，按照必定算法選出一個進程，把處理機分配給它，並設置運行現場，使進程投入執行。

16 ．內存管理有哪些主要功能? 他們的主要任務是什麼？

答：內存管理的主要功能有：內存分配、內存保護、地址映射和內存擴充。內存分配：爲每道程序分配內存。

內存保護：確保每道用戶程序都只在本身的內存空間運行，彼此互不干擾。地址映射：將地址空間的邏輯地址轉換爲內存空間與對應的物理地址。

內存擴充：用於實現請求調用功能，置換功能等。

17 ．設備管理有哪些主要功能？其主要任務是什麼？

答：主要功能有: 緩衝管理、設備分配和設備處理以及虛擬設備等。

主要任務 :  完成用戶提出的 I/O 請求，爲用戶分配 I/O 設備；提升 CPU 和 I/O 設備的利用率；提升 I/O 速度；以及方便用戶使用 I/O 設備 .

18 ．文件管理有哪些主要功能？其主要任務是什麼？

答：文件管理主要功能：文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀/寫管理和保護。

文件管理的主要任務：管理用戶文件和系統文件，方便用戶使用，保證文件安全性。

19 ．試說明推進傳統OS演變爲如今OS的主要因素是什麼?

答：(1)系統安全。(2)網絡的功能和服務。(3)支持多體。

20 . 什麼是微內核0S ？

答:1)足夠小的內核

    2) 基於客戶/服務器模式

    3) 應用機制與策略分離原理

    4) 採用面向對象技術。

21 . 微內核操做系統具備哪些優勢?它爲什麼能有這些優勢?

 答:(1)提升了系統的可擴展性;

      (2) 加強了系統的可靠性:

      (3) 可移植性

      (4) 提供了對分佈式系統的支持:

      (5)融入了面向對象技術

22 . 現代操做系統較之傳統操做系統又增長了哪些功能和特徵?

答：(1) 進程(線程)管理。

       (2) 低級存儲器管理。

       (3) 中斷和陷入處理。

23 . 在微內核OS中,爲何要採用客戶/服務器模式?  

答:C/S模式具備獨特的優勢:

(1) 數據的分佈處理和存儲。

(2) 便於集中管理。

(3) 靈活性和可擴充性。  

(4) 易於改編應用軟件。

24 . 在基於微內核結構的OS中,應用了哪些新技術?  

答:在基於微內核結構的OS中,採用面向對象的程序設計技術。

25 . 何謂微內核技術?在微內核中一般提供了哪些功能?   

答:把操做系統中更多的成分和功能放到更高的層次(即用戶模式)中去運行, 而留下一個儘可能小的內核,用它來完成操做系統最基本的核心功能,稱這種技術爲微內核技術。在微內核中一般提供了進程(線程)管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。