操作系统PV操作习题
一、用P、V操作描述前趋关系。P1、P2、P3、P4、P5、
P6为一组合作进程，其前趋图如图2．3所示，试用P、V 操作描述这6个进程的同步。p23
图2．3说明任务启动后P1先执行，当它结束后P2、P3可以开始执行，P2完成后P4、P5可以开始执行，仅当P3、P4、P5都执行完后，P6才能开始执行。为了确保这一执行顺序，设置5个同步信号量n、摄、f3、f4、g分别表示进程P1、P2、P3、P4、P5是否执行完成，其初值均为0。这6个进程的同步描述如下：
图2．3 描述进程执行先后次序的前趋图
int f1=0; /*表示进程P1是否执行完成*／
int f2=0; /*表示进程P2是否执行完成*／
int f3=0; /*表示进程P3是否执行完成*／int f4=0; /*表示进程P4是否执行完成*／int f5=0; /*表示进程P5是否执行完成*／main()
{
cobegin
P1( );
P2( );
P3( );
P4( );
P5( );
P6( );
coend
}
P1 ( )
{
┇
v(f1);
v(f1)：
}
P2 ( )
{
p(f1);
┇
v(f2);
v(f2);
)
P3 ( )
{
p(f1);
┇
v(f3);
}
P4( )
{
p(f2);
┇
v(f4);
}
P5 ( )
{
p(f2);
┇
v(f5);
}
P6( )
{
p(f3);
p(f4);
p(f5);
┇
}
二、生产者-消费者问题p25
生产者-消费者问题是最著名的进程同步问题。它描述了一组生产者向一组消费者提供产品，它们共享一个有界缓冲区，生产者向其中投放产品，消费者从中取得产品。生产者-消费者问题是许多相互合作进程的一种抽象。例如，在输入时，输入进程是生产者，计算进程是消费者;在输出时，计算进程是生产者，打印进程是消费者。因此，该问题具有很大实用价值。
我们把一个长度为n的有界缓冲区(n>0)与一群生产者进程P１、P２、…、Pm和一群消费者进程C１、C２、…、Ck 联系起来，如图2．4所示。假定这些生产者和消费者是互相等效的。只要缓冲区未满，生产者就可以把产品送入缓冲区，类似地，只要缓冲区未空，消费者便可以从缓冲区中取走物品并消耗它。生产者和消费者的同步关系将禁止生产者向满的缓冲区输送产品，也禁止消费者从空的缓冲区中提取物品。
图2．4 生产者-消费者问题
为解决这一类生产者-消费者问题，应该设置两个同步信号量，一个说明空缓冲单元的
数目，用empty表示，其初值为有界缓冲区的大小n，另一个说明满缓冲单元的数目，用
full表示，其初值为0。在本例中有P１、P２、…、Pm个生产者和C１、C２、…、Ck个消费者，它们在执行生产活动和消费活动中要对有界缓冲区进行操作。由于有界缓冲区是一个临界资源，必须互斥使用，所以，另外还需设置一个互斥信号量mutex，其初值为1。生产者-消费者问题的同步描述如下：
int full=O; /*满缓冲单元的数目*／
int empty=n; /*空缓冲单元的数目*／
int mutex=1; /*对有界缓冲区进行操作的互斥信号量*／
main()
{
cobegin
produceri();/*i=1，2，┅，m;j=l，2，┅，k*／
consumerj();
coend
}
produceri() /*i=1，2，┅，m*／
{
while(生产未完成)
{
┇
生产一个产品;
p(empty);
p(mutex);
送一个产品到有界缓冲区;
v(mutex);
v(full);
)
}
consumerj() /*j=1，2，…，k*／
{
while(还要继续消费)
{
p (full);
p(mutex);
从有界缓冲区中取产品;
v (mutex);
v (empty);
┇
消费一个产品;
}
}
三、在操作系统中，进程是一个具有一定独立功能的程序在某个数据集上的一次
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
A．等待活动B．运行活动
C．单独操作D．关联操作
答：B
四、多道程序环境下，操作系统分配资源以＿＿＿＿＿＿＿为基本单位。
A．程序B．指令C进程D．作业
答：C
五、对于两个并发进程，设互斥信号量为mutex，若mutex=O，则＿＿＿＿＿。
A.表示没有进程进入临界区
B.表示有一个进程进入临界区
C.表示有一个进程进入临界区，另一个进程等待进入
D.表示有两个进程进入临界区
答：B
六、两个进程合作完成一个任务。在并发执行中，一个进程要等待其合作伙伴发来消
息，或者建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被称为进程的＿＿＿＿。
A.同步B．互斥 C. 调度D．执行
答：A
七、为了进行进程协调，进程之间应当具有一定的联系，这种联系通常采用进程间交换数据的方式进行，这种方式称为＿＿＿＿＿＿。
A.进程互斥B．进程同步C进程制约D．进程通信
答：D
八、在测量控制系统中，数据采集任务把所采集的数据送入
一单缓冲区;计算任务从该单缓冲区中取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两者共享单缓冲区的同步算法。P33
[分析及相关知识] 在本题中采集任务与计算任务共用一个单缓冲区．当采集任务采集到一个数据后，只有当缓冲区为空时才能将数据送入缓冲区中存放，否则应等待缓冲区腾空;当缓冲区中有数据时，计算任务才能从缓冲区中取出数据进行计算，否则也应等待。
本题实际上是一个生产者—消费者问题。将生产者—消费者问题抽象出来，以另外一种形式描述是一种常见的试题形式．只要对生产者—消费者问题有了深入的理解，就不难解决此类试题。
解;在本题中，应设置两个信号量Sf,Se，信号量Sf表示缓冲区中是否有可供打印的计算结果，其初值为0;信号量Se用于表示缓冲区有无空位置存放新的信息，其初值为1。本题的同步描述如下：
int Se=l;
int Sf=0;
main()
{
cobegin
get();
compute();
coend
}
get()
{
while (采集工作未完成)
{
采集一个数据：
p(Se);
将数据送入缓冲区中;
v(Sf);
}
}
compute()
{
while(计算工作未完成)
{
p(Sf);
从缓冲区中取出数据;
v(Se);
进行数据计算;
}
}
九、图2．7给出了四个进程合作完成某一任务的前趋图，
试说明这四个进程间的同步关系，并用P、V操作描述它。
P35
图2．7 四个合作进程的前趋图
解：图2．7说明任务启动后S1先执行。当S1结束后，S2、S3可以开始执行。S2、S3
完成后，S4才能开始执行。为了确保这一执行顺序，设三个同步信号量b2、b3、b4分别
表示进程S2、S3、S4是否可以开始执行，其初值均为0。这四个进程的同步描述如下：
int b2=0; /*表示进程S2是否可以开始执行*／
int b3=0; /*表示进程S3是否可以开始执行*／
int b4=0; /*表示进程S4是否可以开始执行*／
main()
{
cobegin
S1 ( );
S2 ( );
S3 ( );
S4 ( );
coend
}
S1 ( )
{
┇
v(b2);
v(b3);
}
S2 ( )
{
p(b2);
┇
v(b4);
}
S3 ( )
{
p(b3)：
┇
v(b4);
}
S4 ( )
{
p(b4);
p(b4); /*因在S2及S3完成时均对b4做了v操作，因此这里要用两个p操作*／
┇
}
十、桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进程的同步。P37
[分析及相关知识] 在本题中，爸爸、儿子、女儿共用一个盘子，且盘中一次只能放一个水果．当盘子为空时，爸爸可将一个水果放入果盘中。若放入果盘中的是桔子，则允许儿子吃，女儿必须等待;若放入果盘中的是苹果，则允许女儿吃，儿子必须等待。本题实际上是生产者—消费者问题的一种变形。这里，生产者放入缓冲区的产品有两类，消费者也有两类，每类消费者只消费其中固定的一类产品。
解：在本题中，应设置三个信号量S、So、Sa，信号量S 表示盘子是否为空，其初值
为1;信号量So表示盘中是否有桔子，其初值为0;信号量Sa表示盘中是否有苹果，其初
值为0。同步描述如下：
int S=1;
int Sa=O：
int So=O：
main( )
{
cobegin
father();
son();
daughter()：
coend
}
father()
{
while (1)
{
p(S);
将水果放入盘中;
if(放入的是桔子) v(So)：
else v(Sa);
}
)
son( )
{
while(1)
{
p(So);
从盘中取出桔子;
v(S);
吃桔子;
}
}
dau[shter()
{
while(1)
{
p(Sa);
从盘中取出苹果;
v(S)：
吃苹果;
}
}
答
十一、(华中理工大学1999年试题)设公共汽车上，司机和售票员的活动分别是：p41
司机的活动：启动车辆：
正常行车;
到站停车;
售票员的活动：关车门;
售票：
开车门;
在汽车不断地到站、停车、行驶过程中，这两个活动有什么同步关系?用信号量和P、
V操作实现它们的同步。
解;在汽车行驶过程中，司机活动与售票员活动之间的同步关系为：售票员关车门后，向司机发开车信号，司机
接到开车信号后启动车辆，在汽车正常行驶过程中售票员售票，到站时司机停车，售票员在车停后开车门让乘客上下车。因此司机启动车辆的动作必须与售票员关车门的动作取得
同步;售票员开车门的动作也必须与司机停车取得同步。
在本题中，应设置两个信号量：s1、s2，s1表示是否允许司机启动汽车，其初值为0; s2表示是否允许售票员开门，其初值为0。用P、V原语描述如下：
int s1=O;
int s2=O;
main()
{
cobegin
driver();
busman();
coend
}
driver()
{
while(1)
{
p(s1);
启动车辆;
正常行车;
到站停车;
v(s2);
}
}
busman()
{
while(1)
{
关车门;
v(s1);
售票;
p(s2);
开车门;
上下乘客;
}
}
用P、V操作来控制现实生活中的操作流程是一类常见的试题。这类试题要求解题者
能将生活中的控制流程用形式化的方式表达出来。
十二、设有一个发送者进程和一个接收者进程，其流程图如图2．10所示。s是用于实现进程同步的信号量，mutex是用于实现进程互斥的信号量。试问流程图中的A、B、C、D 四框中应填写什么?假定缓冲区有无限多个，s和mutex的初值应为多少? p42
[分析及相关知识] 由图2．10可以看出，发送者进程与接收者进程之间的同步关系是：发送者进程生成的信息送入消息链中，接收者进程从消息链中接收信息;由于发送者进程产生一个消息并链入消息链后用V操作增加消息计数并唤醒接收者进程，这表示发送者进程和接收者进程是通过信号量s实现同步的，因此接收者进程应该在取信息之前先使用一个P操作来查看消息链上是否有消息，若无消．息则阻塞自己;另外，发送者和接收者对消息链的访问应使用信号量进行互斥，即在访问前使用P操作，在访问后使用V操作。
图2．10 发送者及接收者工作流程图
解：由上述分析可知，A、B、C、D四框应分别填入：A框P(mutex)
B框V(mutex)
C框P(s)
D框P(mutex)
开始时，消息链上没有可供接收的信息，所以s的初值为0;互斥信号量mutex的初值应为1。
十三、(北京大学1990年试题)p46
①写出P、V操作的定义。
②有三个进程PA、PB和PC合作解决文件打印问题：PA将文件记录从磁盘读入主存
的缓冲区1，每执行一次读一个记录;PB将缓冲区1的内容复制到缓冲区2，每执行一次
复制一个记录：PC将缓冲区2的内容打印出来，每执行一次打印一个记录。缓冲区的大小等于一个记录大小。请用P、V操作来保证文件的正确打印。
[分析及相关知识] 信号量是一个确定的二元组(s，q)，其中s是一个具有非负初值的整型变量，q是一个与s相关联的初始状态为空的队列．整型变量s表示系统中某类资源的数目，当其值大于0时，表示系统中当前可用资源的数目; 当其值小于0时，其绝对值表示系统中因请求谊类资源而被阻塞的进程数目．除信号量的初值外，信号量的值仅能由P操作和V操作改变。
解：①P、V操作是两条原语，它们的定义如下：
P操作P操作记为P(S)，其中S为一信号量，它执行时主要完成下述动作：
S=S-1
若S≥0，则进程继续运行。
若S<0，则该进程被阻塞，并将它插入该信号量的等待队列中。
V操作V操作记为V(S)，S为一信号量，它执行时主要完成下述动作：
S=S+1
若S>0，则进程继续执行。
若S≤0，则从信号量等待队列中移出队首进程，使其变为就绪状态。
②在本题中，进程PA、PB、PC之间的关系为：PA与pB共用一个单缓冲区，而PB
又与PC共用一个单缓冲区，其合作方式可用图2．12
表示。当缓冲区1为空时，进程PA可将一个记录读入其中;若缓冲区1中有数据且缓冲区2为空，则进程PB可将记录从缓冲区1复制到缓冲区2中;若缓冲区2中有数据，则进程PC可以打印记录。在其他条件下，相应进程必须等待。事实上，这是一个生产者-消费者问题。
图2．12 进程间的合作方式
为遵循这一同步规则。应设置四个信号量emptyl、empty2、full1、full2，信号量emptyl
及empty2分别表示缓冲区1及缓冲区2是否为空，其初值为1;信号量full1及full2分别表示缓冲区1及缓冲区2是否有记录可供处理，其初值为0。其同步描述如下：int emptyl=l;
int empty2=l;
int fulll=O;
int full2=O;
main()
{
cobegin
PA ( );
PB ( );
PC ( );
coend
}
PA ( )
{
while (1)
{
从磁盘读一个记录：
p(emptyl);
将记录存入缓冲区1;
v(fulll)：
}
]
PB ( )
{
while(1)
{
p(fulll);
从缓冲区1中取出记录;
v(emptyl);
p(empty2);
将记录存入缓冲区2;
v(full2);
}
}
PC ( )
{
while(1)
{
p(full2);
从缓冲区2中取出记录;
v(empty2);
打印记录;
}
}
本题也是一个典型的生产者。消费者问题。其中的难点在于PB既是‘个生产者又是一个消费者。
十四、设有8个程序progl、prog2、…、prog8。它们在并发系统中执行时有如图2．13所示的制约关系，试用P、V 操作实现这些程序间的同步。P48
解：由图2．13表明开始时，progl及prog2先执行。当progl和prog2都执行完后，prog3、
prog4、prog5才可以开始执行。prog3完成后，prog6才能开始执行。prog5完成后，prog7
才能开始执行。prog6、prog4、prog7都结束后，prog8才可以开始执行。为了确保这一执行顺序，设7个同步信号量f1、…、f7分别表示程序progl、…、prog7是否执行完，其初值均为0。这8个进程的同步描述如下：
int fi=0; /*表示程序progl是否执行完*／
int f2=0;
int f3=0：
int f4=O;
int f5=0;
int f6=0;
int f7=0;
main()
{
cobegin
progl();
prog2();
prog3();
prog4();
prog5();
prog6();
prog7();
prog8();
coend
}
progl()
{
┇
v(f1);
v(f1);
v(f1); )
prog2() {
┇
v(f2);
v(f2);
v(f2); )
prog3() {
p(f1);
p(f2);
┇
v(f3); )
prog4() {
p(f1);
p(f2);
┇
v(f4); }
prog5() {
p(f1);
p(f2);
┇
v(f5); )
prog6() {
p(f3);
┇
v(f6);
}
prog7()
{
p(f5);
┇
v(f7);
}
prog8()
{
p(f4);
p(f6);
p(f7);
┇
}
十五、(北京大学1991年试题)有一个仓库，可以存放A和B 两种产品，但要求：
(1)每次只能存入一种产品(A或B); p50
(2)-N<(A产品数量一B产品数量) 其中，N和M是正整数。试用P、V操作描述产品A与产品B韵入库过程。 [分析及相关知识] 本题给出的第一个条件是临界资源的访问控制，可用一个互斥信号量解决该问题。第二个条件可以分解为： -N A产品数量一B产品数量 也就是说，A产品的数量不能比B产品的数量少N个以上，A产品的数量不能比B产品的数量多M个以上．解;在本题中，我们可以设置两个信号量来控制A、B产品的存放数量，sa表示当前允许A产品比B产品多入库的数量，即在当前库存量和B产品不入库的情况下，还可以允许sa个A产品入库;sb表示当前允许B产品比A产品多入库的数量，即在当前库存量和A产品不入库的情况下，还可以允许sb个B产品入库。初始时，sa为M一1，sb为N一1， 1.计算机系统的定义:计算机系统 是一种可以按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。【广义的包含：机械式系统和电子式系统，电子式又可划分为模拟式和数字式】 【计算机系统包括：硬件系统和软件系统】 2.操作系统的定义:操作系统是计 算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统高效地运行。设置操作系统的目的：提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力,充分发挥系统资源利用率，方便用户的使用。【操作系统的任务：1、组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源；2、向用户提供各种服务功能。】 3.操作系统的作用和地位 操作系统是系统软件，连接了硬件和软件，是两者之间的桥梁。作为系统软件，其是 a.计算机资源的管理者、b.人机交互的接口、c.扩展机和虚拟机。【所以对操作系统来讲，具体应用领域的工作不是其所关心的事。】 4.操作系统的主要特征 （1）并发性b.共享性：（互斥共享：打印机，磁带机，扫描仪；同时共享）处理机、CPU、辅助存储器、输入/输出设备c.随机性。【在计算机系统中，对资源的共享有两种形式：互斥共享和同时共享】【操作系统的分类：批处理、分时、实时、桌面、嵌入式、网络、分布式操作系统】 5.批处理操作系统的概念 用户将需要计算的一组任务（一般称为作业，即JOB）请求交给系统操作员，系统操作员在收到后并不立即将其输入计算机，而是在收到一定数量的用户作业之后组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。 【又分为单道批处理、多道批处理系统：不适合交互式的作业】 6.分时（交互式）操作系统的概 念多个用户通过终端设备与计算机交互来运行各自的作业，并且共享一个计算机系统而互不干扰，每个终端可由一个用户使用，每个用户就好像自己拥有一台计算机。 7.实时操作系统的概念使计算机 能在规定的时间内及时响应外部事件的请求，同时完成对该事件的处理，并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作的操作系统。【特征：及时性、实时性、高可靠性、高过载防护性】 8.网络操作系统的概念 基于计算机网络、在各种计算机操作系统之上按网络体系结构协议标准设计开发的软件，它包括网络管理、通信、安全、资源共享、各种网络应用。 9.分布式操作系统的概念 将大量的计算机通过网络连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这样的系统称为分布式系统，为分布式系统配置的操作系统称为分布式操作系统。 10.操作系统的基本功能：a.进程 （线程）管理、b.处理机调度、c.存储管理、d.文件管理、e.输入/输出管理。 11.存储管理的任务（P25 L3） 存储管理的任务是管理计算机内存的资源a.当多个程序共享有限的内存资源时，要考虑如何为多个程序分配有限的内存空间；b.存放在内存中的多个程序和数据应该彼此隔离、互不侵扰；c.解决内存扩充的问题，即将内存和外存结合起来管理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器。 【存储管理的主要任务 a.内存的分配和回收b.存储共享c.存储保护d.“扩充”内存容量。】 12.文件管理的任务（P26 L3） 其任务为有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，以使用户方便、安全地访问文件。 13.输入/输出管理的功能: 其功能是按照输入/输出子系统的结构和设备类型指定分配和使用设备的策略，为输入/输出操作的进程分配一条传输信息的通路，合理地控制输入/输出操作，最大程度地实现并行操作。 14.网络操作系统的结构 a.整体式结构（结构紧密，用户界面简单直接，系统效率较高）、 b.层次式结构（易于调试、修改、扩充、维护、保证正确性）、 c.微内核（客户机/服务器）结构（特点:提供最基本服务和其他服务，很好的扩展性，简化应用程序开发，减少磁盘空间和存储器的需求，微内核和硬件部件有接口，并向可安装模块提供一个接口）。 15.网络操作系统的特点a.微内 核，即运行在核心态的内核；b.以通信方式请求服务并返回结果，即运行在用户态的并以客户机/服务器方式运行的进程层。【优点：可靠、灵活、适宜于分布式 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。 目录 第一章操作系统概论 (2) 1.1操作系统概念 (2) 1.2操纵系统的主要功能 (2) 1.3操作系统的基本特征 (3) 1.4操作系统的逻辑结构和运行模型 (3) 1.5操作系统的形成与发展 (3) 1.6操作系统主要类型 (3) 第二章进程管理 (4) 2.1．进程概念 (4) (4) 2.2．进程控制 (5) 2.3．进程互斥与同步 (5) 2.4．进程通信 (5) 2.5.线程 (5) 第三章处理器调度与死锁 (6) 3.1．处理器调度 (6) 3.2．死锁 (7) 第四章存储管理 (8) 4.1．程序的链接和装入 (8) 4.2．分区式存储管理 (8) 4.3．分页式存储管理 (8) 4.4．分段式存储管理 (9) 4.5．段页式存储管理 (9) 4.6．虚拟存储管理 (10) 第五章设备管理 (11) 5.1．输入输出系统 (11) 5.2．输入输出控制方式 (11) 5.3．缓冲技术 (14) 5.4．分配策略： (14) 5.5．输入输出软件 (14) 5.6．虚拟设备 (14) 5.7．磁盘存储管理 (14) 第六章文件管理 (15) 6.1．概述 (15) 6.2文件数据的组织和存储 (15) 6.3．文件目录 (15) 6.4．文件储存空间管理 (16) 第一章操作系统概论1.1操作系统概念 1.配备操作系统的目的 1)方便人们使用计算机 2)有效管理计算机 2.操作系统的目标 1)有效地管理计算机的硬件和软件资源 2)提高系统效率 3)具有可扩充性 4)具有开放性 5)具有可靠性 6)具有可移植性 1.2操纵系统的主要功能 1.处理器管理功能 1)进程控制 2)进程同步 3)进程通信 4)调度 2.存储管理功能 1)内存的分配与回收 2)内存保护 3)地址映射 4)内存扩充 5)内存共享 3.设备管理功能 1)缓冲管理 2)设备分配与回收 3)设备驱动 4)实现设备独立性 5)实现虚拟设备 4.文件管理功能 1)文件的存储空间管理 2)目录管理 3)文件的读写管理 4)文件保护 5.网络功能 1)网络资源管理 2)网络通信管理 全国2012年4月高等教育自学考试 操作系统概论试题 课程代码：02323 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．操作员接口是操作系统为用户提供的使用计算机系统的手段之一，该接口是指（）A．一组操作控制命令B．一组系统调用程序 C．一条访管指令D．一条I／O指令 2．在一个能提供多个用户同时直接输入、调试和运行自己程序的计算机系统中应配置（） A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．嵌入式操作系统 3．多道程序系统指的是（） A．在实时系统中同时运行多个程序 B．同一时刻在一个处理器上运行多个程序 C．在网络系统中同时运行多个程序 D．在一个处理器上并发运行多个程序 4．进程有若干属性，它们是（） A．进程是静态的、有多种状态；多个进程可以对应于相同的程序 B．进程是动态的、只有一种状态；多个进程可以对应于相同的程序 C．进程是动态的、有多种状态；多个进程不可以对应于相同的程序 D．进程是动态的、有多种状态；多个进程可以对应于相同的程序 5．控制进程的原语中，创建原语的功能是（） A．分配工作区、建立进程控制块、置进程为运行态 B．分配工作区、建立进程控制块、置进程为就绪态 C．分配工作区、建立进程控制块、置进程为等待态 D．分配工作区、建立进程控制块、置进程为挂起态 6．操作系统会按若干原因选择进程运行，不是 ．．立即进入操作系统进行进程选择的情况是（） A．运行进程的时间片用完B．运行进程出错 C．运行进程要等待某一事件发生D．有新进程进入就绪状态 7．基址寄存器和界限寄存器是属于（） A．指令寄存器B．通用寄存器 C．控制寄存器D．时钟寄存器 2008年4月高等教育自学考试全国统一命题考试 操作系统概论试卷 (课程代码 2323) 本试卷共9页，满分100分；考试时间150分钟。 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1、微机操作系统的主要功能是【】 A、实现文件管理、输入输出控制和命令的解释 B、输入/输出控制、命令的解释和运行支撑软件 C、命令的解释、运行支撑软件和实现文件管理 D、运行支撑软件、实现文件管理和输入输出控制 2、组成程序状态字的三个部分是【】 A、程序基本状态、指令地址和中断码 B、指令地址、中断码和中断屏蔽位 C、中断码、中断屏蔽位和程序基本状态 D、中断屏蔽位、程序基本状态和指令地址 3、特权指令中不包括 ．．．【】 A、I／O指令 B、设置时钟的指令 C、算术运算指令 D、设置控制寄存器的指令 4、用于控制进程的原语是【】 A、创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语 B、等待原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语 C、创建原语、等待原语、阻塞原语、唤醒原语 D、创建原语、撤销原语、通信原语、唤醒原语 5、中断有若千类型，它们是【】 A、硬件故障中断、程序中断、机器中断、输入输出中断、访管中断 B、硬件故障中断、软件中断、外部中断、输入输出中断、访管中断 C、硬件故障中断、程序中断、外部中断、输入／输出中断、命令中断 D、硬件故障中断、程序中断、外部中断、输入输出中断、访管中断 6、设计作业调度算法时，考虑的原则是【】 A、平衡资源使用、极大的流量、及时性 B、公平性、极大的流量、及时性 C、公平性、平衡资源使用、及时性 D、公平性、平衡资源使用、极大的流量 7、硬件中可没有地址转换机构的存储管理方式是【】 A、页式虚拟 B、固定分区 C、可变分区 D、页式 8、空闲区表中起始地址按从小到大排列的分配算法是【】 习题一操作系统概论 选择题 1. 计算机的操作系统是一种（） ■ A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D 字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（ ). A. CPU 的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3. 计算机操作系统的功能是（ ). A. 把源程序代码转换为标准代码 B. 实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时， （），响应时间越长. A. 内存越多 B.用户数越多 C.内存越少 D 用户数 越少 5. 操作系统的（ ）管理部分负责对进程进行调度 . A?主存储器 B.控制器 C.运算器 D 处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（ ）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、 （）管理、设备管理及信息管理 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是 为了提咼计算机的（ 户使用计算机而配备的一种系统软件 . 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理 D?并行执行 11. （）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 A. CPU 的利用率不高 C.不具备并行性 B.资源利用率 D.以上都不是 A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8.操作系统中采用多道程序设计技术提高 CPU 和外部设备的（） A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 ）和方便用 理机的时间 操作系统概论自学考试大纲 第一章引论 （一）内容简介 本章介绍了学习操作系统必须先掌握的一些基础知识，包括以下几部分内容： 1.计算机系统 2.操作系统 3.操作系统的形成和操作系统的基本类型 4.操作系统的发展 5.处理器的工作状态 6.操作系统与用户的接口 （二）学习的目的与要求 了解操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；用户与操作系统的关系；处理器的工作状态和系统功能调用的作用。 重点是：操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特点；程序状态字的作用；系统功能调用。 （三）考核知识点与考核要求 根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题。 名词解释：操作系统、嵌入式操作系统、特权指令 问答题： 1. 计算机系统由哪些部分组成？ 2. 从资源管理的观点看，操作系统有哪些功能？ 3. 各类操作系统的特点？ 4. 操作系统为什么要提供“系统功能调用”？ 第二章处理器管理 （一）课程内容 本章介绍了操作系统中处理器管理部分的实现，包括以下几部分内容： 1.多道程序设计 2.进程的概念 3.进程控制块 4.进程队列 5.中断与中断处理 6.处理器调度 7.线程的概念 （二）学习目的与要求 通过本章学习应该掌握多道程序设计时如何提高计算机系统效率的；进程和程序有什么区别；进程的基本状态以及状态的变化；处理器调度策略；中断的作用。 重点是：多道程序设计，进程，处理器调度。 （三）考核知识点与考核要求 根据本章内容的特点，和大纲要求掌握的重点，该章考核可以出以下题型：选择题，名词解释，问答题，综合题。 名词解释：多道程序设计，进程，中断，线程 问答题： 1.进程有哪些基本状态，画出进程基本状态变化图。 2.进程控制块的作用和基本内容？ 3.简述中断响应的过程。 4.设计调度算法的原则有哪些？ 5.有哪些作业调度策略，其各自的特点是什么？ 6.有哪些进程调度策略，其各自的特点是什么？ 7.在分时系统中采用时间片轮转的调度策略有哪些优越性？ 8.采用多线程技术有哪些优越性？ 综合题（辅导时可以修改下时间） 1．在单道批处理系统中，有四个作业到达输入井和需要的计算时间如表所示，现采用响应比最高者优先算法，忽略作业调度所需的时间。当第一个作业进入系统后就可开始调度。 （1）填充表中空白处 （2）四个作业的执行次序为__________________。 （3）四个作业的平均周转时间为__________________。 2．在某计算中心的一道单道程序设计系统中，有A、B、C三个作业在等待处理，它们到达系统的时间和估计需计算的时间如下表所示： 法调度时各自的等待时间和完成时间。 2006年4月高等教育自学考试全国统一命题考试 操作系统概论试卷 (课程代码2323) 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分．共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 l、以资源管理的观点考察操作系统，操作系统的功能是【】 A、存储管理、设备管理、文件管理、目录管理 B、设备管理、文件管理、目录管理、处理器管理 c、文件管理、目录管理、处理器管理、存储管理 D、处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理 2、关于基本类型的操作系统，正确的描述是【】 A、批处理系统需要提供与用户交互的功能 B、实时操作系统的主要功能是提供与用户交互的功能 c、分时操作系统需要提供与用户交互的功能； D、分时操作系统需要提供在严格的时限内处理完接受的请求 3、关于中断，正确的描述是【】 A、程序中断是自愿性中断事件 B、输入输出中断是强迫性中断事件 C、外部中断是自愿性中断事件 D、硬件故障中断是自愿性中断事件 4、关于处理器调度，正确的说明是【】 A、处理器的调度有两级，输入井是用于作业和进程调度的 B、处理器的调度有两级，输入井是用于进程调度的 C、处理器的调度有两级，输入井是用于作业调度的 D、处理器的调度有两级，输入井是用于作业和进程注册的 5、常用的进程调度算法是【】 A、先来先服务、时间片轮流调度、最高优先级调度。 B、时间片轮流调度、最高优先级调度、响应比高者优先。 C、最高优先级调度、响应比高者优先、先来先服务。 D、响应比高者优先、先来先服务、时间片轮流调度。 6、采用两级页表的页式存储管理中，按给定的逻辑地址进行读写时，通常需访问主存 【】 A、1次 B、2次 C、3次 D、4次 7、淘汰过去一段时间里被访问次数最少的页的算法是【】 A、LRU B、LFU C、FIFO D、随机 8、文件系统的使用者需要记住【】 A、存放文件的磁盘的容量 B、文件的逻辑结构 操作系统例题讲解 一、调度算法 对如下表所示的5个进程： 采用可剥夺的静态最高优先数算法进行调度（不考虑系统开销）。 问 题： ⑴ 画出对上述5个进程调度结果的Gantt 图； ⑵ 计算5个进程的平均周转时间、平均带权周转时间。 解： ⑴ 调度结果的Gantt 图如下： 0 2 4 5 7 9 10 12 14 (2) 时间计算： 二、存储管理 某系统采用虚拟页式存储管理方式，页面大小为2KB ，每个进程分配的页框数固定为4页。采用局部置换策略，置换算法采用改进的时钟算法，当有页面新装入内存时，页表的时钟指针指向新装入页面的下一个在内存的表项。设当前进程P 的页表如下（“时钟”指针指向逻辑页面3的表项）： 逻辑页号 0 1 2 3 4 5 问 题： ⑴ 当进程P 依次对逻辑地址执行下述操作： ① 引用 4C7H ； ② 修改 19B4H ； ③ 修改 0C9AH ； 写出进程P 的页表内容； ⑵ 在 ⑴ 的基础上，当P 对逻辑地址27A8H 进行访问， 该逻辑地址对应的物理地址是多少？ 解：页面大小为2KB，2KB=2×210=211， 即逻辑地址和物理地址的地址编码的低11位为页内偏移； ⑴①逻辑地址4C7H=0100 1100 0111B，高于11位为0，所以该地址访问逻辑页面0； 引用4C7H，页表表项0：r=1； ②逻辑地址19B4H=0001 1001 1011 0100B，高于11位为3，所以该地址访问逻辑页面3； 修改19B4H，页表表项3：r=1, m=1; ③逻辑地址0C9AH=0000 1100 1001 1010B，高于11位为1，所以该地址访问逻辑页面1； 逻辑页1不在内存，发生缺页中断； ①、②两操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 按改进的时钟算法，且时钟指针指向表项3，应淘汰0页面， 即把P的逻辑页面1读到内存页框101H，页表时钟指针指向表项2。 并执行操作：修改0C9AH。 经上述3个操作后，P的页表如下： 逻辑页号 1 2 3 4 5 ⑵逻辑地址27A8H=0010 0111 1010 1000B，高于11位为4，所以该地址访问逻辑页面4； 页面4不在内存，发生缺页中断；按改进的时钟算法，淘汰页面2，页面4读到110H页框， 所以，逻辑地址27A8H对应的物理地址为： 0001 0001 0000 111 1010 1000B=887A8H。 三、设备与I/O管理 设系统磁盘只有一个移动磁头，磁道由外向内编号为：0、1、2、……、199；磁头移动一个磁道所需时间为1毫秒；每个磁道有32 个扇区；磁盘转速R=7500r/min. 系统对磁盘设备的I/O请求采用N-Step Look （即N-Step Scan，但不必移动到磁道尽头），N=5。设当前磁头在60号磁道，向内移动；每个I/O请求访问磁道上的1个扇区。现系统依次接收到对磁道的I/O请求序列如下： 50, 20, 60, 30, 75, 30, 10, 65, 20, 80,15, 70 问题： ⑴写出对上述I/O请求序列的调度序列，并计算磁头引臂的移动量； ⑵计算：总寻道时间（启动时间忽略）、总旋转延迟时间、总传输时间和总访问处理时间。 解：⑴考虑序列中有重复磁道的I/O请求，调度序列为： 60→75→50→30→20→15→10→65→70→80 磁头移动量=(75-60)+(75-50)+(50-30)+(30-20)+ (20-15)+(15-10)+(65-10)+(70-65)+(80-70) =15+25+20+10+5+5+55+5+10=155（磁道） 操作系统概论-02323（2017年张琼声版本） 第1章操作系统简介 1.1什么是操作系统 (1)操作系统概念： 操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。 操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。 接口是两个不同部分的交接面。接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。 (2)操作系统完成的两个目标： 1)与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务； 2)为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境。 现代计算机特点是支持多任务，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能。 (3)操作系统的功能： 处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理。 1.2操作系统的发展 1)无操作系统 2)单道批处理系统 3)多道程序系统（多道批处理系统、分时系统） 4)微机操作系统 5)实时操作系统 6)嵌入式操作系统 7)物联网操作系统 1.2.1无操作系统阶段： 电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」 单道批处理系统： 晶体管，磁性存储设备，内存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。 吞吐量是指单位时间内计算机系统处理的作业量 1.2.2单道批处理系统 特点：自动性、顺序性、单道性。 优点：减少了等待人工操作的时间 缺点：CPU资源不能得到有效的利用。 1.2.3多道程序系统 多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。 特点：多道性、无序性、调度性、复杂性。 优点：能够使CPU和内存IO资源得到充分利用，提高系统的吞吐量。 缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。 1.2.4微机操作系统： 第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080. 1.2.5操作系统特点 (1)分时系统： 特点：多路性、及时性、交互性、独立性。 优点：提供了人机交互，可以使用户通过不同终端分享主机。 缺点：不能及时接收及时处理用户命令。 (2)实时操作系统（用户实时控制和实时信息处理）： 实时操作系统：广泛应用于各种工业现场的自动控制、海底探测、智能机器人和航空航天等。 特点：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性。 在实时系统中，往往采取多级容错措施来保证系统安全和数据安全。 (3)操作系统产品： 1)主机操作系统（批处理、事务处理（银行支票处理或航班预订）、分时处理） 2)微机操作系统 3)服务器操作系统 4)嵌入式操作系统（物联网操作系统） 1.3操作系统的特征 现代操作系统都支持多任务，具有并发、共享、虚拟和异步性特征。 (1)并发: 指两个或多个事件在同一时间间隔内发生； (2)共享: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。 资源共享两种方式：互斥共享,同时共享； (3)虚拟:指通过某种技术把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物； 2015年4月全国自考操作系统概论考前密卷02323(含答案) 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 第1题进程——资源图中出现()，会产生死锁。 A. 断点 B. 互斥 C. 环路 D. 同步 【正确答案】 C 【你的答案】 本题分数1分 第2题多道批处理系统的硬件支持是60年代初发展起来的() A. RISC技术 B. 通道和中断机构 C. 集成电路 D. 高速缓存 【正确答案】 B 【你的答案】 本题分数1分 第3题操作系统中，存储介质上的分块是()来进行划分的。 A. 根据文件的逻辑结构 B. 根据逻辑记录的大小 C. 根据用户的实际需要 D. 根据存储介质的特性 【正确答案】 D 【你的答案】 本题分数1分 第4题死锁四个必要条件中，无法破坏的是() A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺式分配 D. 循环等待资源 【正确答案】 A 【你的答案】 本题分数1分 第5题当一进程运行时，系统可基于某种原则，强行将其撤下，把处理器分配给其他进程，这种调度方式是() A. 非剥夺方式 B. 剥夺方式 C. 中断方式 D. 查询方式 【正确答案】 C 【你的答案】 本题分数1分 第6题访问一次磁盘操作必须给出如下参数() A. 磁头号 B. 扇区号 C. 柱面号 D. 三个都给出 【正确答案】 D 【你的答案】 本题分数1分 第7题操作系统通过()对进程进行管理。 A. 进程名 B. 进程控制块 C. 进程启动程序 D. 进程控制区 【正确答案】 B 【你的答案】 本题分数1分 第8题共享设备是指可让若干个作业同时使用的设备，这里的“同时使用”是指() A. 多个作业在同一时刻使用共享设备 B. 一个作业尚未撤离，另一个作业即可使用共享设备，但任一时刻只有一个作业占用该设备 第1章 Shell命令操作实践作业 (1)在当前登录用户的主目录下创建子目录mysub，进入mysub目录，。 cd mkdir mysub cd mysub (2)显示当前目录路径。 pwd (3)显示用户名 echo $USER 显示用户主目录 echo $HOME (4)将用户主目录添加到可执行文件搜索路径 export PATH=$PATH:$HOME (5)显示添加后的可执行文件搜索路径 echo $PATH ls -l .{ba,pr}* > my1 ps aux | grep tty > my2 (8)将my1和my2串联成一个新文件my3 cat my1 my2 > my3 (9)将当前目录下的所有文件压缩归档到myf.tar.gz文件中 tar -zcvf ~/myf.tar.gz ./ (10)将my3移动到上级目录中 sudo mv my3 ../ (11)删除文件my1和my2 rm –f my1 my1(直接删除) rm –i my1 my2(删除前确认) (12)启动vi文本编辑程序 vi (13)在vi中输入(3) ~ (11)步的操作命令，并将其存入文件mysh i/a echo $USER echo $HOME export PATH=$PATH:$HOME echo $PATH ls -l .{ba,pr}* > my1 ps aux | grep tty > my2 cat my1 my2 > my3 tar zcvf ~/myf.tar.gz ./ sudo mv my3 ../ rm –f my1 my1 rm –i my1 my2 :w mysh 第二章计算机操作系统 一、填空题 1. 在Windows XP中，进行系统软、硬件设置的文件夹称为______。 2. 在Windows XP系统中文标点方式下，键入符号“”对应的中文标点是______。 3. 在Windows XP默认环境中，要改变“屏幕保护程序”的设置，应首先双击“控制面板”窗口中的______图标。 4. 用Windows XP的“记事本”所创建文件的缺省扩展名是______。 5. 在Windows XP中，要添加Windows组件，必须打开______窗口。 6. 当选定文件或文件夹后，欲改变其属性设置，可以单击鼠标______键，然后在弹出的菜单中选择“属性”命令。 7. 在Windows XP中，当用鼠标左键在不同驱动器之间拖动对象时，系统默认情况下，该操作的作用是______。 8. 在Windows XP的“资源管理器”窗Vl中，将文件以列表方式显示，可按～、类型、大小、日期及自动排列五种规则排序。 9. 在WindoWS XP中，若要更改任务栏的属性，可以右键单击______空白处，再从弹出的菜单中选择“属性”命令来实现更改。 10. 在Windows XP环境中，选定多个不相邻文件的操作方法是：单击第一个文件，然后按住______键的同时，单击其它待选定的文件。 11. 在Windows xP中，利用“控制面板”窗口中的______向导工具，可以安装任何类型的新硬件。 12. 在Windows XP中，若要删除选定的文件，可直接按______键。 13. 按操作系统分类，UNIX操作系统是______。 14. 在Windows xP默认环境中，用于中英文输入方式切换的组合键是______。 15. 在Windows XP中，若系统长时间不响应用户的要求，为了结束该任务，使用______组合键。 二、单项选择题 1. Windows XP的“开始”菜单包括了Windows XP系统的（）。 A. 主要功能 B. 全部功能 C. 部分功能 D. 初始化功能 2. 下列不可能出现在Windows XP中的“资源管理器”窗口左侧窗格中的选项是（）。 A. 我的电脑 B. 桌面 C. use（登录的账户名）的文档 D. 资源管理器 3. 在Windows XP中，能更改文件名的操作是（）。 A. 右键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 B. 左键单击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 C. 右键双击文件名，选择“重命名”命令，键入新文件名后按Enter键 D. 左键双击文件名，选择“重命名”命令，键人新文件名后按Enter键 4. 在Windows XP中，全角方式下输入的数字应占的字节数是（）。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. Windows XP中将信息传送到剪贴板不正确的方法是（）。 A. 用“复制”命令把选定的对象送到剪贴板 B. 用“剪切”命令把选定的对象送到剪贴板 C. 用Ctrl+V组合键把选定的对象送到剪贴板 D. Alt+PrintScreen把当前窗口送到剪贴板 6. 在windows XP中，欲选定当前文件夹中的全部文件和文件夹对象，可使用的组合键是（）。 A. Ctrl+V B. Ctrl+A C. Ctrl+X D. Ctrl+D 7. 下列文件名，（）是非法的Windows XP文件名。 A. ThiS is my file B. 关于改进服务的报告 操作系统（operating system ， OS）是计算机系统中必不可少的系统软件。它是计算机系统中各种资源的管理者和各种活动的组织者、指挥者。它使整个计算机系统协调一致且有效地工作。通过本课程的学习，我们将知道操作系统要做什么、怎么做和为什么要这样做。 学习操作系统，首先我们应该知道操作系统的概念。本章主 要讲述了以下几个问题。 一、什么是操作系统 二、操作系统的形成 三、操作系统的类型 四、操作系统的功能 一、什么是操作系统 在回答这个问题之前，我们先来了解一下什么是计算机系统。计算机系统是按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。 计算机系统由硬件系统和软件系统组成。软硬件系统的组成部分就是计算机系统的资源，当不同的用户使用计算机时都要占用系统资源并且有不同的控制需求。 操作系统就是计算机系统的一种系统软件，由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。 操作系统的设计目标一是使计算机系统使用方便。二是使得计算机系统能高效地工作。 二、操作系统的形成 早期没有操作系统→原始汇编系统→管理程序→操作系统可以看到，操作系统是随着计算机硬件的发展和应用需求的推动而形成的。 三、操作系统的类型 按照操作系统提供的服务，大致可以把操作系统分为以下几类： 批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统是基本的操作系统（加亮） 1、批处理操作系统按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率。 2、分时操作系统，这种系统中，一个计算机系统与许多终端设备连接，分时系统支持多个终端用户，同时以交互方式使用计算机系统，为用户在测试、修改和控制程序执行方面提供了灵活性。分时系统的主要特点是同时性、独立性、及时性和交互性。 3、实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并在严格的规定时间内完成处理，且给出反馈信号。它是较少有人为干预的监督和控制系统。实时系统对可靠性和安全性要求极高，不强求系统资源的利用率。 4、网络操作系统可以把若干计算机联合起来，实现各台计算机之间的通信及网络中各种资源的共享，像我们现在使用的Windows ，UNIX和Linux等操作系统都是网络操作系统。 5、分布式操作系统的网络中各台计算机没有主次之分，在任意两台计算机间的可进行信息交换和资源共享。这一点上分布式操作系统和网络操作系统差别不大，他们的本质区别在于：分布式操作系统能使系统中若干计算机相互协作完成一个共同的任务。这使得各台计算机组成一个完整的，功能强大的计算机系统。 四、操作系统的功能 从资源管理的观点出发，操作系统功能可分为五大部分：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。 计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成，操作系统是软件系统的一个组成部分，它是直接在硬件系统的基础上工作的，所以在研究操作系统之前，先必须对计算机系统的结构有一个基本的了解，本章就是讲述计算机系统结构的基本知识。 《操作系统概论》串讲笔记 第1章引论 考情分析 本章主要内容：1.计算机系统的概念 2.操作系统的定义、作用和功能 3.操作系统的分类 4.管态、目态、特权指令、访管指令的概念 5.操作系统与用户的两个接口 重点：1.操作系统的功能、分类 2.处理器的工作状态 3.程序状态字 4.系统功能调用 本章考试分值约为8~10分，出题形式多以单选题、多选题、填空题为主。 知识网络图 串讲内容 一、计算机系统 1.计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。 2. （1）计算机系统的最内层是硬件。 （2）计算机系统的最外层是使用计算机的人。人与计算机硬件之间的接口界面是计算机软件。 （3）计算机软件可以分为系统软件、支撑软件以及应用软件三类。 二、操作系统 1.操作系统的定义： 操作系统（OS）是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件、 2.操作系统在计算机系统中的作用有如下几个方面： （1）操作系统管理计算机系统的资源； （2）操作系统为用户提供方便的使用接口； （3）操作系统具有扩充硬件的功能。 3.（重点）从资源管理的观点看，操作系统的功能可分为：处理器管理、存储管理、文件管理和设备管理。 三、操作系统的形成与基本类型（重点） 1.批处理操作系统： （1）“单道批处理系统”：每次只允许一个作业执行。一批作业的程序和数据交给系统后，系统顺序控制作业的执行，当一个作业执行结束后自动转入下一个作业的执行。 （2）“多道批处理系统”：允许若干个作业同时装入主存储器，使一个中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。 （3）多道批处理系统提高了计算机系统的资源使用率，但作业执行时用户不能直接干预作业的执行。但作业执行中发现出错，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。 2.分时操作系统（简称分时系统） （1）分时操作系统是多个用户通过终端机器同时使用一台主机，这些终端机器链接在主机上，用户可以同时与主机进行交互操作而不干扰。它以时间片为单位轮流使用计算机中某一资源的系统。 （2）分时操作系统的主要特点：同时性、独立性、及时性、交互性。 第1章操作系统概论 (1) 试说明什么是操作系统，它具有什么特征？其最基本特征是什么？ 解： 操作系统就是一组管理与控制计算机软硬件资源并对各项任务进行合理化调度，且附加了各种便于用户操作的工具的软件层次。 现代操作系统都具有并发、共享、虚拟和异步特性，其中并发性是操作系统的最基本特征，也是最重要的特征，其它三个特性均基于并发性而存在。 (2) 设计现代操作系统的主要目标是什么？ 解： 现代操作系统的设计目标是有效性、方便性、开放性、可扩展性等特性。其中有效性指 的是OS应能有效地提高系统资源利用率和系统吞吐量。方便性指的是配置了OS后的计算机应该更容易使用。这两个性质是操作系统最重要的设计目标。开放性指的是OS应遵循世界标准规范，如开放系统互连OSI国际标准。可扩展性指的是OS应提供良好的系统结构，使得新设备、新功能和新模块能方便地加载到当前系统中，同时也要提供修改老模块的可能，这种对系统软硬件组成以及功能的扩充保证称为可扩展性。 (3) 操作系统的作用体现在哪些方面？ 解： 现代操作系统的主要任务就是维护一个优良的运行环境，以便多道程序能够有序地、高效地获得执行，而在运行的同时，还要尽可能地提高资源利用率和系统响应速度，并保证用户操作的方便性。因此操作系统的基本功能应包括处理器管理、存储器管理、设备管理和文件管理。此外，为了给用户提供一个统一、方便、有效的使用系统能力的手段，现代操作系 统还需要提供一个友好的人机接口。在互联网不断发展的今天，操作系统中通常还具备基本 的网络服务功能和信息安全防护等方面的支持。 (4) 试说明实时操作系统和分时操作系统在交互性、及时性和可靠性方面的异同。 解： 交互性：分时系统能够使用户和系统进行人-机对话。实时系统也具有交互性， 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。 及时性：分时系统的响应时间是以人能够接受的等待时间为标准，而实时控制系 统对响应时间要求比较严格，它是以控制过程或信息处理中所能接受的延迟为标 准。 可靠性：实时系统要求系统可靠性要比分时系统高。在实时系统中往往采用多级 容错措施来保证系统的安全及数据的安全。 (5) 试比较分布式操作系统和网络操作系统的异同。 解： 它们的区别在于：分布式操作系统的设计思想和网络操作系统是不同的，这决定了它们 习题一操作系统概论 一．选择题 1. 计算机的操作系统是一种（）. A. 应用软件 B.系统软件 C.工其软件D字表处理软件 2. 批处理系统的主要缺点是（）. A. CPU 的利用率不高 B .失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不是 3．计算机操作系统的功能是（）. A. 把源程序代码转换为标准代码 B .实现计算机用户之间的相互交流 C. 完成计算机硬件与软件之间的转换 D. 控制、管理计算机系统的资源和程序的执行 4. 在分时系统中，时间片一定时，（），响应时间越长. A.内存越多 B.用户数越多 C.内存越少D用户数越少 5．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度. A?主存储器 B.控制器 C.运算器D处理机 6. 从用户的观点看，操作系统是（）. A. 用户与计算机之间的接口 B. 控制和管理计算机资源的软件 C. 合理地组织计算机工作流程的软件 D. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 7. 操作系统的功能是进行处理机管理、（）管理、设备管理及信息管理. A.进程 B.存储器 C.硬件 D.软件 8. 操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU 和外部设备的（）. A.利用率 B.效率 C.稳定性 D.兼容性 9. 操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的（）和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件. A. CPU的利用率不高 B.资源利用率 C.不具备并行性 D.以上都不是 10. 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源. A.多重处理 B.多道程序设计 C.实时处理D?并行执行 11．（）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同 时交互地使用计算机. A. 网络 B. 分布式 C.分时 D.实时 12.分时操作系统通常采用（）策略为用户服务. A. 可靠性和灵活性 B.时间片轮转 C .时间片加权分配 D. 短作业优先 13.系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（）. A.直接通过键盘交互方式使用 B.只能通过用户程序间接使用新版教材全国自考网络操作系统02335_复习笔记.
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