第一章 操作系统引论
1．设计现代OS的主要目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性
1、操作系统是一种系统软件       
2、操作系统是一组资源管理程序
4、 现代操作系统的基本特征是程序的并发执行，资源共享和操作的异步性。
4、 操作系统关心的主要问题:管理计算机裸机；设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面；管理计算机系统资源
5、引入多道程序的目的在于充分利用CPU，减少CPU等待时间
6、DOS没有多道程序设计的特点。
7、操作系统中，为分时系统的是UNIX
8、在分时系统中，时间片一定，用户数越多，响应时间越长。
9、批处理系统的主要缺点是失去了交互性。
10、在下列性质中，独占性不是分时系统的特征。
11、实时操作系统追求的目标是快速响应。
12、CPU状态分为系统态和用户态，从用户态转换到系统态的唯一途径是系统调用
13、系统调用的目的是请求系统服务
14、系统调用是由操作系统提供的内部调用，它只能通过用户程序间接使用
15、UNIX操作系统是采用层次结构实现结构设计的。
16、UNIX命令的一般格式是命令名[选项][参数]

二、填空题（每空1分，共12分）
1、按照所起的作用和需要的运行环境，软件通常可分为三大类，即应用软件、支撑软件、系统软件。
2、操作系统的体系结构主要有单块结构、层次结构、微内核结构。
3、UNIX系统是多用户操作系统，DOS系统是单用户操作系统。
现代操作系统通常为用户提供三种使用界面：图形界面、操作命令、系统调用。
4、 计算机中CPU的工作分为系统态（管态）和用户态（目态）两种。系统态运行是CPU执行操作系统核心程序，用户态运行是CPU执行用户程序。
三、简答题（共15分）
1、操作系统的定义是什么？它的五大主要功能是什么？（共7分）
操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源有效地组织多道程序运行的系统软件，是用户和计算机之间的接口。它的五大功能是：存储器管理、处理机管理、设备管理、文件管理、用户接口。
2、解释以下术语：硬件、软件、多道程序设计、并发、吞吐量。（共5分）
硬件是指计算机物理装置本身（P1）；软件是与数据处理系统的操作有关的计算机程序、过程、规则、以及相关的文档资料的总称（P1）；多道程序设计是在内存中同时存放多道程序，在管理程序的控制下交替地执行（P11）；并发是指两个或多个程序活动在同一给定时间间隔中进行；单位时间内CPU完成作业的数量（P80）。
3、实时系统与分时系统的区别是什么？（共3分）
答：分时系统通用性强，交互性强，及时响应性要求一般（通常数量级为秒）；实时系统往往是专用的，系统与应用很难分离，常常紧密结合在一起，实时系统并不强调资源利用率，而更关心及时响应性（通常数量级为毫秒或微秒）、可靠性等。体现在人机控制机制不同。
9．什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。
进程间通信效率最高的方式是
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：网页内容的更新、火车售票系统。
9、实时系统与分时系统特征的比较：
①多路性：实时控制系统的多路性主要表现在系统周期性地对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。而分时系统中的多路性则与用户情况有关，时多时少。
②独立性：实时信息处理系统中的每个终端用户在向实时系统提出服务请求时，是彼此独立地操作，互不干扰；而实时控制系统中，对信息的采集和对对象的控制也都是彼此互不干扰。
③及时性：实时信息处理系统是以人能接受的等待时间来确定的；而实时控制系统的及时性，则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微秒。
④交互性：实时信息处理系统虽然也具有交互性，但这里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。它不像分时系统那样能向终端用户提供数据处理和资源共享服务
⑤可靠性：分时系统虽然也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。
13．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。
14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？
答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；
进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。
通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。
处理机调度：
（1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需
的资源（首选是分配内存）。
（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给
它，并设置运行现场，使进程投入执行。
15．内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？
北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48
《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 3/48
答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。
内存分配：为每道程序分配内存。
内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。
地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。
内存扩充：用于实现请求调用功能，置换功能等。
16．设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。
主要任务: 完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设
备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O设备.
第二章 进程管理

1、顺序程序和并发程序的执行相比并发程序执行总体上执行时间快
2、在单一处理机上，将执行时间有重叠的几个程序称为并发程序
3、进程和程序的本质区别是.动态和静态特征
4、进程的特性： 异步性、 并发性、动态性
5、各进程向前推进的速度是不可预知，体现出“走走停停”的特征，称为进程的异步性
6、在单处理机系统中，处于运行状态的进程只有一个
7、进程状态的转换中，不正确的是就绪阻塞
8、已经获得除 CPU以外的所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
9、一个进程被唤醒意味着.进程状态变为就绪
10、进程从运行状态变为阻塞状态的原因是.输入或输出事件发生
11、为了描述进程的动态变化过程，采用了一个与进程相联系的进程控制块，根据它而感知进程的存在。
12、操作系统中有一组常称为特殊系统调用的程序，它不能被系统中断，在操作系统中称为原语
13、进程间的基本关系为同步与互斥
14、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信息，或者建立某个条件后再向前执行，这种关系是进程间的.同步关系。
15、在一段时间内，只允许一个进程访问的资源称为临界资源  
16、在操作系统中，对信号量S的P原语操作定义中，使进程进入相应阻塞队列等待的条件是S<0 
17、信号量S的初值为8，在S上执行了10次P操作，6次V操作后，S的值为4
18、在进程通信中，使用信箱方式交换信息的是高级通信

二、判断题（正确的划，错误的划并改正，每个1分，共6分）（兰为对）
1、进程之间的同步，主要源于进程之间的资源竞争，是指对多个相关进程在执行次序上的协调。
2、信号量机制是一种有效的实现进程同步与互斥的工具。信号量只能由PV操作来改变。
3、V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加1后如果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，现进程变为等待状态，否则现进程继续进行。
4、进程执行的相对速度不能由进程自己来控制。
5、利用信号量的PV操作可以交换大量信息。
6、并发进程在访问共享资源时，不可能出现与时间有关的错误。
三、简答题（共15分）
1、在操作系统中为什么要引入进程的概念？它与程序的区别和联系是怎样的？（7分）
答：现代计算机系统中程序并发执行和资源共享的需要，使得系统的工作情况变得非常复杂，而程序作为机器指令集合，这一静态概念已经不能如实反映程序并发执行过程的动态性，因此，引入进程的概念来描述程序的动态执行过程。这对于我们理解、描述和设计操作系统具有重要意义。
主要区别是：（1）程序是静态概念，是永久性软件资源；而进程是动态概念，是动态生亡的暂存性资源。（2）进程是一个能独立运行的单位，能与其他进程并发执行，系统是以进程为单位分配CPU的；而程序则不能作为一个能独立运行单位。
（3）程序和进程没有一一对应关系。一个程序在工作时可以由多个进程工作，一个进程在工作时至少对应有一个程序。
（4）各个进程在并发执行时会产生制约关系，使各自推进的速度不可预测；而程序作为静态概念，不存在这种异步特征。
进程和程序有着必然的联系：一个程序可以划解成几个进程，当然一个程序可以形成一个进程。
2、什么是进程的互斥与同步？（4分）
同步是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系。户斥是两个或多个逻辑上完全独立的进程只是由于竞争同一个物理资源而相互产生的制约关系。
3、一个进程进入临界区的调度原则是什么？（4分）
P59从为了使临界资源得到合理使用到④的末尾即避免进程出现“忙等”现象。
   
                                   
第三章 处理机管理
一、单项选择题（每题1分，共11分）

1、操作系统中的作业管理是一种宏观的高级管理
用户在一次计算过程中，或者一次事物处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指作业
3、处于后备状态的作业存放在.外存中。
4、在操作系统中，作业处于执行时，已处于进程的管理之下。
5、 在操作系统中，JCB是指作业控制块   
6、 作业调度的关键在于选择恰当的作业调度算法
7、下列作业调度算法中，最短的作业平均周转时间是短作业优先法
8、按照作业到达的先后次序调度作业，排队等待时间最长的作业被优先调度，这是指先来先服务法调度算法。

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