操作系统强力综合复习及必考内容.doc

1计算机操作系统(2008年专升本资料) 第一章 操作系统概述教学内容 1. 操作系统概况 2. 操作系统的形成和发展 3．操作系统的基本类型 4．操作系统的服务和功能 5．操作系统的结构 教学要求 了解操作系统的形成过程，建立起操作系统的整体概念；熟悉操作系统的基本 类型和服务方式；掌握操作系统的定义、特征和功能 自学要点 操作系统在计算机系统中的作用；各类操作系统的特征，操作系统的功能及研 究操作系统的几种观点重点是操作系统的基本概念；操作系统的基本类型及特点学时分配 3 学时（自学学时：6 学时） 1.1 操作系统概况 操作系统的虚拟机观点 •操作系统是添加在硬件上的第一层软件,是对硬件功能的首次扩充和延伸 •软件：系统软件和应用软件系统软件用来管理计算机本身及应用软件；应用 软件用来完成用户所要求的实际任务 •硬件：指未配置任何软件的计算机裸机又分为物理器件、微程序与机器语言 三个层次操作系统的资源管理观点 •资源分硬件资源和软件资源 •硬件资源是计算机硬件系统的总和，包括中央处理机、主/辅助存储器、输入/ 输出设备等 •软件资源是系统中各种程序和数据的总和，这些程序和数据均以文件的形式保 存在计算机系统中。

操作系统的用户服务观点 •操作系统是用户与计算机之间的一个接口它为用户提供了两种使用操作系统 的方式：命令方式、系统调用方式 •命令方式：是指操作系统提供了一组联机，用户通过键盘或鼠标使用这些命令， 并直接操纵计算机系统 •系统调用方式：是指操作系统提供了一组系统调用，用户可在自己的程序中通 过调用来相应的系统操纵计算机 定义 •操作系统：是计算机系统中的一个系统软件，用来管理和控制计算机系统中的 软硬件资源，合理地组织计算机工作流程，提供用户和计算机之间的软件接口，方 便用户使用计算机 操作系统目标 •目前存在着多种类型的操作系统，不同类型的操作系统其目标各有侧重但一 般来说都包括：方便性、有效性、可扩充性和开放性 操作系统的特征 •并发：指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生 •共享：指系统中硬件和软件资源可为多个用户同时使用（互斥共享、同时访问）•虚拟：指物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物 •异步性：指内存中的多个进程均按照各自独立的、不可预知的速度向前推进 1.2 操作系统的形成和发展 操作系统的历史2•操作系统的发展经历了以下几个阶段：手工存在阶段（无操作系统）、脱机输 入输出技术阶段、批处理技术阶段、多道程序设计技术阶段。

1.3 操作系统的基本类型 分类 •最常用分类方法（按照操作系统的用户服务方式分）主要有：多道批处理系统； 分时系统；实时系统其它操作系统还包括：通用操作系统、网络操作系统、并发 操作系统、面向对象操作系统 多道批处理系统 •运行方式（了解） •特征：多道性、无序性、调度性 •优缺点：优点：资源利用率高，系统吞吐量大缺点：平均周转时间长、无交 互能力 •在设计批处理系统时，首先要考虑的是周转时间和系统的吞吐量 分时系统 •实现基本方法；设立时间片 •特性：多路性、独立性、及时性、交互性 •响应时间：指从终端用户发出一条命令开始，到系统处理完这条命令并做出回 答为止所需的最大时间间隔 •影响响应时间的因素：系统开销、用户数目、时间片、信息对换量 •改善响应时间的办法：一种可行的办法是减少信息对换量而减少信息对换量 可采用重入码技术和虚拟存储技术 •设计分时操作系统时，首先要考虑的是交互性和响应时间 实时系统 •定义：是指系统对特定输入做出反应速度足以控制发出实时信号的对象的一种 操作系统 •实时系统的类型：1 实时控制系统；2 实时信息处理系统 •特征：多路性、独立性、及时性、交互性、高可靠性。

•设计实时操作系统时，首先要考虑的是实时性和可靠性 微机操作系统 •单用户单任务 OS：只允许一个用户上机、且只允许用户程序作为一个任务运 行最具代表性的是 CP/M 和 MS-DOS •单用户多任务 OS：只允许一个用户上机、但允许将一个用户程序分为若干个 任务，使它们并发执行最具代表性的是 OS/2 和 MS-WINDOWS •多用户多任务 OS：允许多个用户通过各自的终端使用同一台主机，共享主机 的各类资源，同时用户程序又可进一步分成几个任务，使它们并发执行最具代表 性的是 UNIX OS 1.4 操作系统的服务与功能 操作系统的服务 •操作系统公共服务类型：程序执行、 I/O 操作、文件系统管理、通信、资源分 配、差错处理 •操作系统的服务方式：系统调用、系统程序 •系统调用的类型：进程管理、设备管理、文件管理、信息维护和通讯五大类 操作系统功能 •从资源管理和用户接口的观点看，操作系统的基本功能为：①处理机管理；② 存储管理；③设备管理；④信息管理（文件系统管理）；⑤用户接口其中硬件资 源为处理机、存储器和设备三类，软件资源为信息或文件（程序和数据的通称） 用户接口 •命令接口：又分联机命令接口：为联机用户提供的，由一组键盘命令和命令解 释程序组成；脱机命令接口：为批处理作业的用户提供，由一组作业控制语言 JCL(job control language)组成。

•程序接口：是为用户程序在运行过程中访问系统资源而设定的，也是用户取得 操作系统服务的唯一途径，由一组系统调用组成 •图形接口 处理机管理 •处理机管理功能可归结为进程管理，主要功能：进程控制；进程同步；进程通 讯；进程调度 存储管理 •存储管理应具备的功能，为：内存分配；内存保护；地址映射；内存扩充 设备管理3•设备管理应具备的功能，为：缓冲管理；设备分配；设备处理；虚拟设备管理文件管理 •文件管理的主要功能包括：文件存储空间管理；目录管理；文件读写管理；文 件保护；文件系统的安全性；文件接口 1.5 操作系统结构 分类 •从操作系统的内部结构来看，操作系统可分为三种主要类型：整体式系统（无 结构） ；层次式系统；客户/服务器系统 整体式结构 •整个系统是一堆过程的集合，每一过程都有一个定义好的接口，包括入口参数 和返回值，过程间可以相互调用而不受约束，UNIX 的系统核心层是典型的没有层 次的无结构型 层次式系统 •按照操作系统中模块的功能和相互依存关系把它们划分为若干个层次： •最底层：OS 对象；•中间层：对对象进行管理和控制的软件集合； •最高层：OS 提供给用户使用的用户接口。

客户/服务器系统 •在客户/服务器结构中，需要把操作系统的服务功能分为若干个服务器，而用 户进程则称为客户进程操作系统由微内核和核外服务器进程组成微内核提供最 基本的、最必要的服务，而 OS 的其他功能由运行在核外的服务器完成 •主要优点：提高了系统的可靠性；适合于分布式系统中的应用 练习题： 1：下面 8 个系统中，必须是实时操作系统的有——个 1 计算机辅助设计系统；2 航空定票系统；3 过程控制系统；4 机器翻译系统；5 办公自动化系统；6 计算机激光照排系统；7 情报检索系统；8 导弹的制导系 统 2：在分时系统中为使多个用户能够同时与系统交互，最关键的问题是__⑴__，当用 户数目为 100 时，为保证响应时间不超过 2 秒，此时时间片最大应为__⑵__ ⑴：A.计算机具有足够高的运行速度 B.内存容量应足够大 C.系统能及时地 接收多个用户输入 D.能在一最短的时间内，使所有的用户都能运行 E.能快速地 进行内外存交换 ⑵：A.10ms B.20ms C.50ms D.100ms E.200ms 3：OS/2 操作系统是由__⑴__开发的，它属于__⑵__类操作系统；UNIX 操作系统是 由__⑶__推出的，它属于__⑷__类操作系统。

⑴、⑶：A.IBM 公司 B.Microsoft 公司 C.Microsoft 和 IBM 联合 D. Bell 实 验室 ⑵、⑷：A.单用户单任务 B.单用户多任务 C.多处理机 D.多用户多任务 4：分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 5：操作系统中实现虚拟的关键技术是什么？并加以说明 6：设计实时环境的操作系统的主要困难是什么？ 7：一个分层结构操作系统有：i 裸机； j 用户； k CPU 调度和 P、V 操作； l 文件 管理； m 作业管理； n 内存管理； o 设备管理； p 命令管理等组成，请按层次结 构的原则从内到外将各部分重新排列 8：操作系统是一种__⑴__根据其服务对象，常用的单处理机操作系统可分为三种 类型：允许多个用户在其终端上同时交互方式使用计算机的操作系统，称为 __⑵__；允许多用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为 __⑶__；在__⑷__的控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据，并做 出响应；设计⑷时，首先应考虑系统的__⑸__ ⑴: A.通用软件 B.应用软件 C.系统软件 D.操作的软件 ⑵-⑷: A.批处理操作系统 B.分时操作系统 C.实时操作系统 D.微机操作系 统E.多处理机操作系统 F.分布式操作系统 G.网络操作系统 ⑸: A.可靠性和灵活性 B.实时性和可靠性 C.优先权分配 D.时间片轮转 E.短作业优先 F.时间片加分配 9：操作系统的基本特征有哪些？ 10：什么是操作系统？ 11：操作系统有哪几种基本类型？它们的主要特征有那些？ 12：分时系统的响应时间是什么？它与哪些因素有关？413：实时系统可分哪几类？ 14：多道程序和多重处理有何区别？ 参考答案： 1 解：1,2,3,7,8 2 解：1 D ;2 B 3 解：1 c ; 2 b; 3 d; 4 d 4 答：主要动力是为了更好地满足用户的需要。

主要表现在：1)缩短了作业的周转时 间；2)提供人机交互能力；3)多个用户共享一台计算机 （批处理系统的主要推动力是不断提高系统的资源利用率和提高系统的吞吐量 ） 5 答：是分时技术例如，将一台物理处理机虚拟为多台逻辑上的处理机，是靠多 道程序分时地使用同一台物理处理机来实现的微观上，该处理机在每一时刻只运 行一道程序，它们分时地运行；然而在宏观上，系统中确有几道程序在同时运行， 从而给用户的感觉是系统中同时同时有多台处理机在为其中的每一道程序服务，显 然用户所感觉到的处理机并不实际存在 6 答：是在实时环境规定的时间限额内对用户作出相应的反应，否则就有可能导致 系统的崩溃因此，在设计时必须保证所采用的调度策略及相关技术不会使响应时 间超过实时环境所规定的时间限额 7 答：重新排列后顺序为：i 裸机； k CPU 调度和 P、V 操作； n 内存管理； m 作 业管理； o 设备管理； l 文件管理； p 命令管理 8 解：⑴C ⑵B ⑶A ⑷C ⑸B 9 答：1 并发：指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生；2 共享：指系统中 硬件和软件资源可为多个用户同时使用（互斥共享、同时访问） ；3 虚拟：指物理上 的一个实体变成逻辑上的多个对应物；4 异步性：指内存中的多个进程均按照各自 独立的、不可预知的速度向前推进。

10 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软 件，用来管理和控制计算机系统中的软硬件资源，合理地组织计算机工作流程，提 供用户和计算机之间的软件接口，方便用户使用计算机 11 答；操作系统的基本类型有：1 多道批处理系统；2 分时系统；3 实时系统其 中多道批处理系统的特征：多道性、无序性、调度性；分时系统的特征：多路性、 独立性、及时性、交互性实时系统的特征：多路性、独立性、及时性、交互性、 高可靠性 12 答：分时系统的响应时间指从终端用户发出一条命令开始，到系统处理完这条命 令并做出回答为止所需的最大时间间隔它与下列因素有：系统开销、用户数目、 时间片、信息对换量。