第一章
- 设计现代OS的主要目标是什么br> 答：其主要目标是有效性、方便性、可扩充性、开放性。
- OS的作用可表现在哪几个方面br> 答：1、OS?作为用户与计算机硬件系统之间的接口；2、OS?作为计算机资源的管理者；3、OS?实现了对计算机资源的抽象；
- 为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象br> 答：OS?是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，它们不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它们实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象。值得说明的，对一个硬件在底层进行抽象后，在高层还可再次对该资源进行抽象，成为更高层的抽象模型。随着抽象层次的提高，抽象接口所提供的功能就越来越强，用户使用起来也更加方便。
- 试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么。
答：为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在该系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，称为“后备队列”；然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU?和系统中各种资源。在OS?中引入多道程序设计技术可带来以下好处：提高CPU?和利用率、可提高内存和I/O?设备利用率、增加系统吞吐量。
主要动力：1、不断提高计算机资源的利用率；2、方便用户；3、器件的不断更新换代；4、计算机体系结构的不断发展； - 何谓脱机I/O和联机I/Obr> 答：脱机I/O方式：由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说，它们是在脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入/输出方式。联机I/O方式：在主机的直接控制下进行输入/输出的方式称为联机输入/输出方式。
- 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么。
答：分时系统它能很好地将一台计算机提供给多个用户同时使用，提高计算机的利用率。1、人-机交互；2、共享主机；3、便于用户上机。 - 实现分时系统的关键问题是什么应如何解决br> 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一 次
- 为什么要引入实时操作系统br> 答：实时系统是指系统能及时（或即时）响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。1、应用需求；2、实时任务；
- 什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。
答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。
软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。 举例： 页内容的更新、 火车售票系统。 - 试从交互性、及时性以及可靠性方面将分时系统与实时系统进行比较。
交互性：在信息查询系统中，人与系统的交互性仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它并不像分时系统那样，能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。而多媒体系统的交互性也仅限于用户发送某些特定的命令，如开始、停止、快进等，由系统立即响应。 (2)及时性：信息查询系统对实时性的要求是依据人所能接受的等待时间确定的，而多媒体系统实时性的要求是，播放出来的音乐和电视能令人满意。实时控制系统的实时性则是以控制对象所要求的截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级。 (3)可靠性：分时系统要求系统可靠，实时系统要求系统高度可靠，因为任何差错都可能带来无法预料的灾难性后果。因此，在实时系统中，往往都采取了多级容错措施来保障系统的安全性及数据的安全性 - OS有哪几大特征其最基本的特征是什么br> 并发、共享、虚拟和异步。
- 在多道程序技术的OS环境下的资源共享与一般情况下的资源共享有何不同对独占资源应采取何种共享方式br> 一般情况下的共享与操作系统环境下的共享其含义并不完全相同。前者只是说明某种资源能被大家使用，如图书馆中的图书能提供给大家借阅，但并未限定借阅者必须在同一时间(间隔)和同一地点阅读。又如，学校中的计算机机房共全校学生上机，或者说，全校学生共享该机房中的计算机设备，虽然所有班级的上机地点是相同的，但各班的上机时间并不相同。对于这样的资源共享方式，只要通过适当的安排，用户之间并不会产生对资源的竞争，因此资源管理是比较简单的。 而在OS环境下的资源共享或称为资源复用，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。这里在宏观上既限定了时间(进程在内存期间)，也限定了地点(内存)。对于这种资源共享方式，其管理就要复杂得多，因为系统中的资源少于多道程序需求的总和，会形成它们对共享资源的争夺。所以，系统必须对资源共享进行妥善管理。 对独占资源采用互斥共享方式。
- 什么是时分复用技术举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么。
时分复用技术能提高资源利用率的根本原因在于，它利用某设备为一用户服务的空闲时间，又转去为其他用户服务，使设备得到充分的利用。比如虚拟处理机技术与虚拟设备技术。 - 是什么原因使操作系统具有异步性特征br> 对于内存中的每个进程，在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成等等，都是不可预知的。由于各用户程序性能的不同，比如，有的侧重于计算而较少需要I/O；而有的程序其计算少而I/O多，这样，很可能是先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成。或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进的，此即进程的异步性。尽管如此，但只要在OS中配置有完善的进程同步机制，且运行环境相同，则作业即便经过多次运行，也都会获得完全相同的结果。因此异步运行方式是允许的，而且是操作系统的一个重要特征。
- 处理机管理有哪些主要功能其主要任务是什么br> 进程控制：在多道程序环境下为使作业能并发执行，必须为每道作业创建一个或几个进程，并为之分配必要的资源。当进程运行结束时，应立即撤销该进程，以便能及时回收该进程所占用的各类资源，供其他进程使用。在设置有线程的OS中，进程控制还应包括为一个进程创建若干个线程，以提高系统的并发性。因此，进程控制的主要功能也就是为作业创建进程、撤销(终止)已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态切换。 (2)进程同步：为使多个进程能有条不紊地运行，系统中必须设置相应的进程同步机制。该机制的主要任务是为多个进程(含线程)的运行进行协调。常用的协调方式有两种：1)进程互斥方式，这是指诸进程在对临界资源进行访问时，应采用互斥方式;2)进程同步方式，指在相互合作去完成共同任务的诸进程间，由同步机构对它们的执行次序加以协调。最简单的用于实现进程互斥的机制是为每一个临界资源配置一把锁W。当锁打开时，进程可以对该临界资源进行访问;而当锁关上时，则禁止进程访问该临界资源。而实现进程同步时，最常用的机制是信 量机制。 (3)进程通信：当有一组相互合作的进程去完成一个共同的任务时，在它们之间往往需要交换信息。例如，有输入进程、计算进程和打印进程三个相互合作的进程，输入进程负责将所输入的数据传送给计算进程;计算进程利用输入数据进行计算，并把计算结果传送给打印进程;最后由打印进程把计算结果打印出来。进程通信的任务是实现相互合作进程之间的信息交换。当相互合作的进程处于同一计算机系统时，通常在它们之间采用直接通信方式，即由源进程利用发送命令直接将消息(message)挂到目标进程的消息队列上，以后由目标进程利用接收命令从其消息队列中取出消息。 (4)调度：在传统OS中，调度包括作业调度和进程调度两步。1)作业调度：作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法选择出若干个作业，为它们分配运行所需的资源，在将这些作业调入内存后，分别为它们创建进程，使它们都成为可能获得处理机的就绪进程，并将它们插入就绪队列中。2)进程调度：进程调度的任务是从进程的就绪队列中按照一定的算法选出一个进程，将处理机分配给它，并为它设置运行现场，使其投入运行。
- 内存管理有哪些主要功能其主要任务是什么br> (1)内存分配：内存分配的主要任务是：1)为每道程序分配内存空间，使它们“各得其所”。2)提高存储器的利用率，尽量减少不可用的内存空间(碎片)。3)允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序的数据动态增长的需要。 (2)内存保护：内存保护的主要任务是：1)确保每道用户程序都仅在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。2)绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，也不允许用户程序转移到非共享的其他用户程序中去执行。 (3)地址映射：在多道程序环境下，由于每道程序经编译和链接后所形成的可装入程序其地址都是从0开始的，但不可能将它们从”0″地址(物理)开始装入内存，致使(各程序段的)地址空间内的逻辑地址与其在内存空间中的物理地址并不相一致。为保证程序能正确运行，存储器管理必须提供地址映射功能，即能将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。该功能应在硬件的支持下完成。 (4)内存扩充：内存扩充并非是从物理上去扩大内存的容量，而是借助于虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存容量，使用户所感觉到的内存容量比实际内存容量大得多，以便让更多的用户程序能并发运行。这样既满足了用户的需要，又改善了系统的性能。为了能在逻辑上扩充内存，系统必须设置内存扩充机制(包含少量的硬件)，用于实现下述各功能：1)请求调入功能，系统允许在仅装入部分用户程序和数据的情况下，便能启动该程序运行。在程序运行过程中，若发现要继续运行时所需的程序和数据尚未装入内存，可向OS发出请求，由OS从磁盘中将所需部分调入内存，以便继续运行。2)置换功能，若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至硬盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。
- 设备管理有哪些主要功能其主要任务是什么br> (1)缓冲管理：如果在I/O设备和CPU之间引入缓冲，则可有效地缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。因此在现代OS中，无一例外地在内存中设置了缓冲区，而且还可通过增加缓冲区容量的方法来改善系统的性能。不同的系统可采用不同的缓冲区机制。最常见的缓冲区机制有：单缓冲机制、能实现双向同时传送数据的双缓冲机制、能供多个设备同时使用的公用缓冲池机制。上述这些缓冲区都由OS缓冲管理机制将它们管理起来。 (2)设备分配：设备分配的基本任务是根据用户进程的I/O请求、系统现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。如果在I/O设备和CPU之间还存在着设备控制器和I/O通道，则还需为分配出去的设备分配相应的控制器和通道。为实现设备分配，系统中应设置设备控制表、控制器控制表等数据结构，用于记录设备及控制器等的标识符和状态。根据这些表格可以了解指定设备当前是否可用，是否忙碌，以供进行设备分配时参考。在进行设备分配时，应针对不同的设备类型而采用不同的设备分配方式。对于独占设备的分配还应考虑到该设备被分配出去后系统是否安全。在设备使用完后，应立即又系统回收。 (3)设备处理：设备处理程序又称为设备驱动程序。其基本任务是用于实现CPU和设备控制器之间的通信，即由CPU向设备控制器发出I/O命令，要求它完成指定的I/O操作;反之，由CPU接收从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和相应的处理。
- 文件管理有哪些主要功能其主要任务是什么br> (1)文件存储空间的管理：在多用户环境下，若由用户自己对文件的存储进行管理，不仅非常困难，而且也必然十分低效。因而需要由文件系统对诸多文件及文件的存储空间实施统一的管理。其主要任务是：为每个文件分配必要的外存空间，提高外存的利用率，进而提高文件系统的存、取速度。为此，系统中应设置相应的数据结构，用于记录文件存储空间的使用情况，以供分配存储空间时参考。还应具有对存储空间进行分配和回收的功能。 (2)目录管理：目录管理的主要任务是为每个文件建立一个目录项，目录项包括文件名、文件属性、文件在磁盘上的物理位置等，并对众多的目录项加以有效的组织，以实现方便的按名存取。即用户只需提供文件名，即可对该文件进行存取。目录管理还应能实现文件共享，这样，只需在外存上保留一份该共享文件的副本。此外，还应能提供快速的目录查询手段，以提高对文件检索的速度。 (3)文件的读/写管理和保护：1)文件的读/写管理。该功能是根据用户的请求，从外存中读取数据，或将数据写入外存。在进行文件读/写时，系统先根据用户给出的文件名去检索文件目录，从中获得文件在外存中的位置。然后，利用文件读/写指针，对文件进行读/写。一旦读/写完成，便修改读/写指针，为下一次读/写做好准备。由于读和写操作不会同时进行，故可合用一个读/写指针。2)文件保护。为了防止系统中的文件被非法窃取和破坏，在文件系统中必须提供有效的存取控制功能，以实现下述目标：I.防止未经核准的用户存取文件;II.防止冒名顶替存取文件;III.防止以不正确的方式使用文件。
19. 试说明推动传统OS演变为现代OS的主要因素是什么br> (1)系统安全。(2) 络的功能和服务。(3)支持多媒体。
20. 什么是微内核OSbr> 答： - 足够小的内核
- 基于客户/服务器模式
- 应用机制与策略分离原理
- 采用面向对象技术。
- 微内核操作系统具有哪些优点它为何能有这些优点br> 提高了系统的可扩展性。(2)增强了系统的可靠性。(3)可移植性强。(4)提供了对分布式系统的支持。(5)融入了面向对象技术。
- 现代操作系统较之传统操作系统又增加了哪些功能和特征br> (1)进程(线程)管理。(2)低级存储器管理。(3)中断和陷入处理。
23. 在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式br> C/S 模式具有独特的优点：⑴数据的分布处理和存储。⑵便于集中管理。⑶灵活性和 可扩充性。⑷易于改编应用软件。 - 在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术br> 在基于微内核结构的OS 中，采用面向对象的程序设计技术。
- 何谓微内核技术在微内核中通常提供了哪些功能br> 答：把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行，而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能，称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能
声明：本站部分文章及图片源自用户投稿，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！