操作系统（一）

1、什么是操作系统？

操作系统是为应用程序提供提供一个基础，是在计算机用户和计算机软件之间扮演一个中间人的身份，是管理计算机资源的软件。

2、操作系统的目标？

（1）方便性（方便使用）（2）有效性（提高系统资源的利用率，提高系统的吞吐量）

（3）可扩充性（方便添加新模块）（4）开放性（兼容性，硬件兼容）

3、操作系统的作用？

（1）操作系统作为用户和计算机硬件系统之间的接口。（用户观点）

（2）操作系统作为计算机资源的管理者（资源管理观点）

（3）操作系统实现了对计算机资源的抽象（虚拟机观点）

4、什么是脱机联机？

联机操作：输入/输出操作在计算机直接控制下进行的，联机时，操作者“正在”使用计算机资源（在主机直接控制下）

脱机操作：输入/输出操作，在要进行操作的计算机以外的设备上进行，在需要时再送计算机处理。

假脱机：输入/输出不直接送往输入/输出设备或计算机，先送到外存储器。

5、单批道处理系统

配上监督程序。作业的处理时成批的处理，但内存中始终只保持一道作业。

解决人机矛盾和CPU与I/O设备速度不匹配的问题。

旨在提高系统资源利用率和吞吐量。

缺点：资源得不到充分利用，交互性差。

6、多批道处理系统

多程序同时存在内存中，按照某种原则分派处理机，逐个执行这些程序。

注意：一段时间，某个时刻

优缺点：资源利用率高，系统吞吐量大，平均周转时间长，无交互能力。

存在的问题也是现在操作系统解决的问题：1处理机争用问题，2内存分配和保护问题，3I/O设备分配问题　，4文件的组织和管理问题　5作业管理问题　6用户与系统的接口问题。

7、分时系统

人机交互，共享资源，多个用户同时登陆。

8、实现分时系统的关键问题？如何解决。

问题：及时接收，及时处理。

及时接收问题：设置多路卡，使得主机可以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，

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，这样不长的时间内能使每个作业都运行一次。

或者：（1）作业直接进入内存（2）采用轮转运行方式。

9、分时系统的特征

（1）多路性（（多用户共享）（2）独立性　（每个用户在各自的终端上进行操作，彼此互不干扰）

（3）及时性（短时间内响应）（4）交互性（用户可以通过终端和系统进行广泛的人机对话）

10、实时系统

系统能及时/即时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。

硬实时任务：对时间严格要求，软实时任务：不严格①开始截止时间：某任务在某时间以前必须执行　②　完成截止时间：某任务在某时间以前必须完成。

11．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。

答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受

的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成

截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。

（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某

些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。

（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度

的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统

中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。

12、操作系统的基本特性

（1）并发性（宏观同时，微观交错/交替运行）

并发：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。注意：同一时刻只用一个事件/任务在运行。

并行：两个或多个事件在同一时刻发生。

 进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。

（2）共享性

①互斥共享方式
临界资源：在一段时间内只允许一个进程访问的资源。

②同时访问方式

（3）虚拟性（物理变为逻辑）

（4）异步性（进程以人们不可预知的速度向前推进，以停停走走的方式运行的。）

 13、操作系统的主要功能

引入操作系统的目的：为多道应用程序的运行提供良好的运行环境，以保证多道应用程序能有条不紊地、高效地运行。

14、传统的操作系统应该具有的功能

处理机管理：①进程控制②进程同步③进程通信④调度:作业调度，进程调度。

存储器管理：①内存分配②内存保护③地址映射④内存扩充

设备管理：①缓冲管理 ②设备分配 ③设备处理 

文件管理：①文件存储空间的管理 ②目录管理 ③文件的读/写管理和保护

15、传统的操作系统结构

①无结构操作系统（没有函数）

②模块化结构操作系统（传统结构操作系统）

③分层式结构操作系统：自底向上的分层设计的基本原则：每一步设计都建立在可靠的基础之上。每一层仅能使用其底层提供的功能和服务。

16、客户/服务器模式

组成：客户、服务器、网络系统

用户态：用户提供各种服务的服务器。

17、微内核操作系统

①适用于分布式系统环境

基本概念：①足够小的内核：内核是指精心设计，能实现现代操作系统最基本核心功能的小型内核。

微内核并不是一个完整的操作系统，包含：①与硬件处理紧密相关的部分②一些较基本的功能③客户和服务器之间的通信，

②基于客户/服务器模式

操作系统的绝大部分功能运行在用户态，客户服务器之间是借助微内核提供的信息传递机制来实现信息交互的。

③应用"机制与策略分离“原理。

④采用面象对象技术。

18、微内核基本功能

①进程（线程）管理

②低级存储器管理

③中断和陷入处理

19、微内核的优点

①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容入了面向对象技术。

20、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。

答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受

的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成

截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。

（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某

些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。

（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度

的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统

中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。

21、OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？

答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。