第1章操作系统概述习题.doc

1.3典型例题分析 1.叙述操作系统在计算机系统中的位置。 答:操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它控制和管理着所有的系统硬件〈CPU、主存、各种硬件部件和外部设备等〉,也控制和管理着所有的系统软件 系统程序和用户进程等〉,操作系统对计算机使用者提供了一种良好的操作环境,也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。 现代操作系统是一个复杂的软件系统,它与计算机硬件系统有千丝万缕的联系,也与用户有着密不可分的关系,它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间。如图1.1所示,紧挨着硬件的就是操作系统,它通过系统核心程序对计算机系统中的几类资源进行管理,如处理机、存储器、输入/输出设备、数据与文档资源、用户作业等,并向用户提供若干服务,通过这些服务将所有对硬件的复杂操作隐藏起来,为用户提供一个透明的操作环境。 在操作系统的外层是其他系统软件。操作系统是最基本的系统软件。用户可以直接通过系统软件层与计算机打交道,也可以建立各类应用软件和应用系统,通过它们来解决用户的问题。 由此可见,操作系统是介于计算机硬件和用户之间的一个接口。 2.推动批处理系统和分时系统形成和发展的主要动力是什么? 答: 1 推动批处理系统形成和发展的主要动力是不断提高系统资源利用率和提高系统吞吐量。主要表现在:脱机输入/输出技术的应用和作业的自动过渡大大地提高了I/0的速度及I/O设备与CPU并行工作的程度,减少了CPU的空闲时间;多道程序设计技术的应用更进一步提高了CPU、内存和I/O设备的利用率和系统的吞吐量。 2 推动分时系统形成和发展的主要动力是为了更好地满足用户的需要。主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力的提供使用户能方便地直接控制自己的作业;主机的共享使多个用户 包括远程用户 能同时使用同一台计算机独立地、互不干扰地处理自己的作业。 3.怎样理解由于计算机上装有操作系统,从而扩展了原计算机的功能。 答:计算机系统的硬件结构和机器一级的操作包含了诸如指令集、存储器组织、总线结构和输入/输出部件等的操作与控制,这些最基本的操作恰恰又是最复杂和最难以由用户直接进行的操作。例如z用户要进行文件读写,而文件是以二进制代码的方式存放在磁盘、磁带等存储装置中,需要有一种途径把用户的要求转换成对具体的硬件部件、电路信号、选择开关等的细微操作,用户自己不可能完成这些操作,但操作系统把用户的高级操作转换成一系列的低级操作,最终完成文件的读写。所有的低级操作对用户来讲都是透明的,即无需用户关心的、看不见的,操作系统把硬件全部隐藏起来,给用户提供了一个友好的、易于操作的界面。此外,操作系统还要进行大量的系统事务处理。如响应中断的发生、处理定时操作、管理存储器及其他低级操作。所以,可以说操作系统是硬件系统的扩展,从而扩展了原计算机的功能,它比直接对计算机硬件系统进行操作要容易得多。 4.试从交互性、及时性以及可靠性三个方面:比较分时系统与实时系统。 答: 1 从交互性方面来考虑：交互性问题是分时系统的一个关键问题,在分时系统中,用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互,如文件编辑、数据处理和资源共享。实时系统也具有交互性,但在实时系统中仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序,也就是说它的交互性具有很大的局限性。 2 从及时性方面来考虑：分时系统的及时性是指用户能在很短的时间内获得系统的响 应,此时间间隔是由人们能接受的等待时间决定的,一般为2—3s。对实时系统来说,及时性是它的关键问题之一,实时信息系统的及时性要求与分时系统相似,而实时控制系统的及时性要求则是由被控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间决定的, 一般要求秒级、毫秒级甚至微秒级的响应时间。 3 从可靠性方面来看：可靠性是实时系统的另一个关键问题,实时系统中的任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至无法预料的灾难性后果,所以实时系统往往采取多级容错措施来保证系统的高度可靠。分时系统虽然也要求可靠,但比实时系统的要求要低。 其他进程的制约,不再一气呵成,这必然导致不确定性特征的产生。 5.试比较分层式结构与模块式结构的异同。 答:分层式结构与模块式结构一样具有模块化的特征。分层式结构也要将复杂的操作系统按其功能分成若干个比较简单、相对独立的模块。为了使模块之间能够交互,它也必须规定模块之间的接口。因此,分层式结构具有模块式结构的优点。 分层式结构与模块式结构的主要区别在于,分层式结构中各模块之间是有序的。分层式结构将各个功能模块按它们的功能流图的调用次序安排成若干层,各层之间的模块不能像模块式结构那样通过接口毫无规则地相互依赖、互相调用,而只能是单向依赖或单向调用,即每层中的模块只能使用较低层模块提供的功能和服务。因此,分层式结构中,模块之间的组 织结构和依