操作系統(tǒng)思考題

1、習(xí)題一2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源可分成哪幾類？試舉例說(shuō)明。答：軟件和硬件。軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件；硬件CPU、內(nèi)存條、外部I/O設(shè)備，以及系統(tǒng)總線。3. 什么是操作系統(tǒng)？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)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(jī)界面、提供各種服務(wù)，并合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶方便而有效地使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)行環(huán)境的最基本的系統(tǒng)軟件。A. 方便用戶使用；B.擴(kuò)充機(jī)器功能；C.管理各類資源；D.提高系統(tǒng)效率；E.構(gòu)筑開(kāi)放環(huán)境。4. 操作系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算與操作過(guò)程的自動(dòng)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(shí)操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)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(yù)先規(guī)定好的步驟控制作業(yè)的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)操作的自動(dòng)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(gè)作業(yè)裝入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器運(yùn)行，多個(gè)作業(yè)可自動(dòng)、順序地被裝入運(yùn)行。批處理多道系統(tǒng)則允許多個(gè)作業(yè)同時(shí)裝入主存儲(chǔ)器，中央處理器輪流地執(zhí)行各個(gè)作業(yè)，各個(gè)作業(yè)可以同時(shí)使用各自所需的外圍設(shè)備，這樣可以充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源，縮短作業(yè)時(shí)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(wù)？答：操作系統(tǒng)為用戶提供的基本和共性服務(wù)有：1）創(chuàng)建程序和執(zhí)行程序。2）數(shù)據(jù)I/O和信息存取。3）通信服務(wù)。4）差錯(cuò)檢測(cè)和處理。為了保證自身高效

3、率、高質(zhì)量地工作，使得多個(gè)應(yīng)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(jì)、保護(hù)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(guò)程序接口和操作接口將其服務(wù)和功能提供給用戶。程序接口由一組系統(tǒng)調(diào)用組成，在應(yīng)用程序中使用“系統(tǒng)調(diào)用”可獲得操作系統(tǒng)的低層服務(wù)，訪問(wèn)或使用系統(tǒng)管理的各種軟硬件資源，是操作系統(tǒng)對(duì)外提供服務(wù)和功能的手段；操作接口由一組命令和（或）作業(yè)控制語(yǔ)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(diào)用？可分為哪些類型？答：操作系統(tǒng)為了達(dá)到為應(yīng)用程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境，系統(tǒng)內(nèi)核提供了一系列具備預(yù)定功能的內(nèi)核函

4、數(shù)，這一組特殊接口被稱為系統(tǒng)調(diào)用。操作系統(tǒng)所提供的系統(tǒng)調(diào)用按功能可分為六類：1)進(jìn)程管理。2）文件操作。3）設(shè)備管理。4）主存管理。5)進(jìn)程通信。6)信息維護(hù)。8. 什么是實(shí)用程序？可分為哪些類型？答：實(shí)用程序又稱支撐程序，是為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)、調(diào)試、執(zhí)行和維護(hù)解決共性問(wèn)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(yǔ)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(diào)用的實(shí)現(xiàn)原理。答：操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用功能的機(jī)制稱為陷阱或異常處理機(jī)制。其實(shí)現(xiàn)原理是：首先編寫系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)并且設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，每個(gè)入口地址都指向一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的內(nèi)核函數(shù)，有些還包含系統(tǒng)調(diào)用自

5、帶參數(shù)的個(gè)數(shù)。然后開(kāi)辟現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)區(qū)，用以保存發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的處理器現(xiàn)場(chǎng)。10. 試述系統(tǒng)調(diào)用與過(guò)程調(diào)用之間的主要區(qū)別。答：在程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用或過(guò)程調(diào)用中兩者的訂要區(qū)別是：1）調(diào)用的形式和實(shí)現(xiàn)的方式不同。2）被調(diào)用的代碼的位置不同。3）提供方式不同。11. 試述API、庫(kù)函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用之間的關(guān)系。答：API是由同名的封裝把系統(tǒng)調(diào)用封裝成應(yīng)用程序能夠直接使用的應(yīng)用接口。所以，一個(gè)庫(kù)函數(shù)就是一種API，一個(gè)API的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)用到一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用或多個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，也可能若干API封裝相同的系統(tǒng)調(diào)用，即使完全不使用系統(tǒng)調(diào)用，也不存在任何問(wèn)題。12. 試解釋脫機(jī)I/O與假脫機(jī)I/O。答：1）脫機(jī)輸入輸出方式（Of

6、f-Line I/O）是為了解決人機(jī)矛盾CPU和I/O設(shè)備之間速度不匹配而提出的。它減少了CPU的空閑等待時(shí)間，提高了I/O速度。具體內(nèi)容是將用戶程序和數(shù)據(jù)在一臺(tái)外圍機(jī)的控制下，預(yù)先從低速輸入設(shè)備到磁帶上，當(dāng)CPU需要這些程序和數(shù)據(jù)時(shí)，在直接從磁帶機(jī)高速輸入到內(nèi)存，從而大大加快了程序的輸入過(guò)程，減少了CPU等待輸入的時(shí)間，這就是脫機(jī)輸入技術(shù)；當(dāng)程序運(yùn)行完畢或告一段落，CPU需要時(shí)，無(wú)需直接把計(jì)算結(jié)果送至低速輸出設(shè)備，而是高速把結(jié)果輸出到磁帶上，然后在外圍機(jī)的控制下，把磁帶上的計(jì)算結(jié)果由相應(yīng)的輸出設(shè)備輸出，這就是脫機(jī)輸出技術(shù)。2）若這種輸入輸出操作在主機(jī)控制下進(jìn)行，則稱之為聯(lián)機(jī)輸入輸出方式。13

7、. 為什么對(duì)作業(yè)進(jìn)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(shí)間來(lái)運(yùn)行其它程序。14. 舉例說(shuō)明計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)是操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。答：?jì)算機(jī)體系的基本結(jié)構(gòu)遵循馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)，主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五部分組成。隨著CPU不斷等級(jí)，存儲(chǔ)器的容量不斷增大，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)不斷的改進(jìn)，從而，要求計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)不斷的更新，由原來(lái)的DOS到后來(lái)的Windows 98,Windows 2000,Windows XP,UNIX,LINIX和Windows 2003等。15. 什么是多道程序設(shè)計(jì)？多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)有什么特點(diǎn)？答：多道程序設(shè)計(jì)是指允

8、許多個(gè)作業(yè)同時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存并啟動(dòng)交替計(jì)算的方法。其特點(diǎn)是：1）CPU、主存和設(shè)備的利用率高。2）系統(tǒng)的吞吐率提高，單位時(shí)間內(nèi)完成的作業(yè)數(shù)增加。3）充分發(fā)揮了系統(tǒng)的并行性，設(shè)備與設(shè)備之間、CPU與設(shè)備之間均可并行工作。16. 簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)所必須解決的基本問(wèn)題。答：實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)所必須解決的三個(gè)上問(wèn)題：1）存儲(chǔ)保護(hù)和地址重定位；2）處理機(jī)管理和高度；3）資源的管理和分配。17. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用通道部件后，已實(shí)現(xiàn)處理器與外部設(shè)備的并行工作，為什么還要引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)？答：引入多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的根本目的是提高CPU的利用率，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件的并行性，一些應(yīng)用問(wèn)題也只有靠多道

9、程序設(shè)計(jì)技術(shù)才能有效解決。18. 什么是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)？試述實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類。答：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real Time Operating System）指當(dāng)外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，能接收并足夠快的速度予以處理，處理的結(jié)果又能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)來(lái)控制監(jiān)控的生產(chǎn)過(guò)程或?qū)θ蝿?wù)協(xié)調(diào)一致運(yùn)行的操作系統(tǒng)。分類：1） 過(guò)程控制系統(tǒng)：如生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、飛機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、火炮自動(dòng)控制系統(tǒng)。2） 信息查詢系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)同時(shí)從成百上千的終端接受服務(wù)請(qǐng)求和提問(wèn)，并在短時(shí)間內(nèi)作出回答和響應(yīng)。如情報(bào)檢索系統(tǒng)。3） 事務(wù)處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)不僅要對(duì)終端用戶及時(shí)作出響應(yīng)，還要頻繁更新系統(tǒng)中的文件或數(shù)據(jù)庫(kù)。如銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)。19

10、. 在分時(shí)系統(tǒng)中，什么是響應(yīng)時(shí)間？它與哪些因素有關(guān)？答：分時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間是指用戶從終端發(fā)出一個(gè)命令到系統(tǒng)處理完這個(gè)命令并做出回答所需要的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間受時(shí)間片長(zhǎng)度、終端用戶個(gè)數(shù)、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(shí)操作系統(tǒng)的不同點(diǎn)。答：分時(shí)操作系統(tǒng)與批處理操作系統(tǒng)的區(qū)別：1）追求目標(biāo)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(biāo)，分時(shí)操作系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)公平性對(duì)于聯(lián)機(jī)用戶的立即執(zhí)行命令需要快速響應(yīng)。2）適應(yīng)作業(yè)不同：批處理操作系統(tǒng)適應(yīng)已調(diào)試好的大型作業(yè)，分時(shí)操作系統(tǒng)適應(yīng)正在調(diào)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(fù)載的作業(yè)，使資源利用率達(dá)到最佳；在分時(shí)操作系統(tǒng)中，多個(gè)終端的作業(yè)使用同類型的系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)和共同子程序使系統(tǒng)的高度開(kāi)銷小，能公平的調(diào)配CPU和存儲(chǔ)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(guò)（JCL）書(shū)寫作業(yè)控制流，預(yù)先提交脫機(jī)作業(yè)；分時(shí)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(jī)工作。21. 試比較實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)的不同點(diǎn)。答：分時(shí)操作系統(tǒng)是指在一個(gè)系統(tǒng)中多個(gè)用戶分時(shí)地使用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)及時(shí)響應(yīng)外部事件地請(qǐng)求并在規(guī)定時(shí)限內(nèi)完成對(duì)該事件的處理，控制所有實(shí)時(shí)高備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地運(yùn)行。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分時(shí)操作系統(tǒng)的主要區(qū)別有兩點(diǎn)：1） 分時(shí)操作系

12、統(tǒng)的目標(biāo)是提供一種通用性很強(qiáng)的系統(tǒng)，有較強(qiáng)的交互能力;而實(shí)時(shí)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(shí)操作系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間雖有要求，但一般來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間由人所能承受的等待時(shí)間來(lái)確定；而實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)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(shí)間來(lái)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(dòng)性，順序性和單道性的特點(diǎn)；多道批處理系統(tǒng)則具有調(diào)度性，無(wú)序性和多道性的特點(diǎn)。2）單道批處理系統(tǒng)是在解決要機(jī)矛盾及CPU和I/O設(shè)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(duì)單道批處理系統(tǒng)的改進(jìn)，其主要優(yōu)點(diǎn)燭資源利用率高，系統(tǒng)吞吐量大；缺點(diǎn)是平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)交互能力。23. 試述網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能。答：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的主要功能：1）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的通信；2）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中硬、軟件資源的共享；3）提供多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)軟件；4）提供網(wǎng)絡(luò)用戶的應(yīng)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(jié)構(gòu)：通信結(jié)構(gòu)是指支持各個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，以提供分布式應(yīng)用的軟件。在分布式系統(tǒng)中，盡管每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有自己獨(dú)立的操作系統(tǒng)，并且這些計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)的各類又可以是不同的，但它們都應(yīng)該支持同樣的通信結(jié)構(gòu)。2）由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能：

14、分布式系統(tǒng)的硬件環(huán)境是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中的個(gè)人計(jì)算機(jī)可以是單用戶工作站或服務(wù)器，因此它需要由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行管理并提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。3）有一個(gè)公共的分布式操作系統(tǒng)：在分布式系統(tǒng)中，各計(jì)算機(jī)共享一個(gè)公共的分布式操作系統(tǒng)。分布式操作系統(tǒng)由內(nèi)核以及提供各種系統(tǒng)功能的模塊和進(jìn)程所組成。系統(tǒng)中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都必須保存分布式操作系統(tǒng)的內(nèi)核，以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)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(diǎn)。答：嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展背景可以分為三個(gè)階段：第一階段：無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入算法階段，通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制，運(yùn)行結(jié)束后清除內(nèi)存。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對(duì)單一，處理效率較低，存儲(chǔ)容量較小，幾

15、乎沒(méi)有用戶接口，比較適合于各類專用領(lǐng)域中。第二階段：以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、簡(jiǎn)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(kāi)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(kuò)展性；應(yīng)用軟件較專業(yè)，用戶界面不夠友好；系統(tǒng)主要用來(lái)控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序運(yùn)行。第三階段：通用的嵌入式實(shí)時(shí)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(yùn)行于各種類型的微處理器上，兼容性好；內(nèi)核精小、效率高，具有高度的模塊化和擴(kuò)展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口API；嵌入式應(yīng)用軟件豐富。特點(diǎn)：1）實(shí)時(shí)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(qǐng)簡(jiǎn)單敘述之。答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)的功能：管理計(jì)算機(jī)的軟硬件資源（包括：處理機(jī)管理 ，作業(yè)管理，存儲(chǔ)管理，設(shè)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(wèn)題。答：操作系統(tǒng)的四個(gè)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(wèn)題是：提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率；增強(qiáng)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(huì)具有隨機(jī)性特性？答：29. 組成操作系統(tǒng)的構(gòu)

17、件有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述之。答：30. 什么是操作系統(tǒng)內(nèi)核？答：31. 列舉內(nèi)核的分類、屬性和特點(diǎn)。答：32. 解釋單內(nèi)核操作系統(tǒng)及其優(yōu)、缺點(diǎn)。答：33. 解釋微內(nèi)核及客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)及其優(yōu)、缺點(diǎn)。答：34. 什么是層次式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)？說(shuō)明其優(yōu)、缺點(diǎn)。答：35. 什么是模塊式結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)？說(shuō)明其優(yōu)、缺點(diǎn)。答：36. 什么是虛擬器操作系統(tǒng)？試對(duì)其作簡(jiǎn)單說(shuō)明。答：37. 從執(zhí)行方式來(lái)看，試述操作系統(tǒng)各種運(yùn)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(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：UNIX/Linux、Windows 2003、VM/370、Mach。答：39.試述Windows 2003操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。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(shè)備驅(qū)動(dòng)程序類型，其各自的主要功能是什么？答：42. 試分析Windows 2003達(dá)到了哪些設(shè)計(jì)目標(biāo)？答：43. 通用操作系統(tǒng)具有批處理和分時(shí)處理兩種功能，試問(wèn)這樣做有何優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？答：44. 客戶服務(wù)器模型在分布式系統(tǒng)中很流行，它能夠用于單機(jī)系統(tǒng)嗎？答：45. 解釋操作系統(tǒng)資源管理的主要技術(shù)：資源復(fù)用、資源虛化、資源抽象。答：46