1.设计现代OS的主要目标是什么?

1)有效性:(1)提高系统资源利用率。(2)提高系统的吞吐量。

2)方便性

3)可扩充性(便于方便地增加新的功能和模块,并能修改老的功能和模块)

4)开放性:是指系统能遵循世界标准规范,特别是遵循开放系统互连(OSI)国际标准。

2.OS的作用可表现在哪几个方面?

1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口。用户可通过以下三种方式使用计算机:(1)命令方式;(2)系统调用方式;(3)图形窗口方式。

2)OS作为计算机系统资源的管理者

3)OS实现了对计算机资源的抽象

3.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?

用户可利用抽象模型提供的接口使用计算机,而无需了解物理接口实现的细节,从而使用户更容易地使用计算机硬件资源。

4.试说明推动多道处理系统形成和发展的主要动力是什么?

1)不断提高计算机资源的利用率

2)方便用户

3)器件的不断更新换代

4)计算机体系结构的不断发展

5.何为脱机I/O和联机I/O?

脱机I/O:事先将装有用户程序和数据的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片机),在一台外围机的控制下,把纸带上的数据(程序)输入到磁带上。当CPU需要这些程序和数据时,再从磁带上将其高速地调入内存。

联机I/O:

6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?

分时系统是指,在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。

1)人-机交互(能以边运行边修改的方式,对程序中的错误进行修改)

2)共享主机(20世纪60年代计算机非常昂贵)

3)便于用户上机(用户希望通过自己的终端直接将作业传送到机器上进行处理,并能对自己的作业进行控制)

7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?

关键问题:如何使用户能与自己的作业进行交互。

解决:1)及时接收:(1)在系统中配置多路卡;(2)为每个终端配置一个缓冲区,用来暂时存用户键入的命令。

2)及时处理:(1)作业应直接进入内存;(2)不允许一个作业长期占用处理机。

8.为什么要引入实时OS?

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

原因:1)实时控制(比如,飞机的自动驾驶系统)

2)实时信息处理(根据用户提出的请求对信息进行检索和处理,并在很短的时间内为用户做出正确的响应。比如,飞机或火车的订票系统)

9.什么是硬实时任务和软实时任务?试举例说明。

硬实时任务: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:飞机的自动驾驶系统对信息的处理)

软实时任务:对截止时间的要求不严格,若偶尔错过了任务截止时间,对系统产生的影响也不会太大。(举例:某公司采购系统对采购信息的处理)

10.在8位微机和16位微机中,占据了统治地位的是什么操作系统?

8位微机:CP/M

1)Digital Research开发出的带有软盘系统的8位微机操作系统。

2)具有较好的体系结构,可是应强,且具有可移植性

16位微机:MS-DOS

11.试列出Windows OS中五个主要版本,并说明它们分别较之前一个版本有何改进。

Windows1.0版本和Windows2.0版本:基于16位微机的硬件平台,单用户多任务操作系统。

Windows3.0、Windows3.1版本:针对386和486等32位微机开发的,引入了友善的图形用户界面。

Windows95、Windows98版本:最后一个兼容以前16位应用程序的Windows,微软公司将自己开发的Internet浏览器整合到系统中,并增加了对多媒体的支持。

WindowsXP版本:32位版本,提供家用和商用工作站两种版本。

12.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统和实时系统进行比较。

 

13.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?

1)并发性(最重要的特征)

(1)并发与并行:并行是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。

(倘若在计算机中有多个处理机,则这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上,实现并行执行,即利用每个处理机来处理一个可并发执行的程序,这样,多个程序便可同时执行。)

(2)引入进程: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。

(3)引入线程:在引入线程的OS中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。

2)共享性

(1)互斥共享方式:仅当A进程访问完并释放该资源后,才允许另一进程对该资源进行访问。

(2)同时访问方式:宏观上的同时,微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问。

并发和共享是OS的两个最基本的特征,它们又是互为存在的条件。

3)虚拟技术

(1)时分复用技术:将一条物理信道拟为多条逻辑信道:i 虚拟处理机技术(为每道程序建立一个进程);ii 虚拟设备技术(将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备,并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备)

(2)空分复用技术:提高存储空间的利用率:i 虚拟磁盘技术;ii 虚拟存储器技术(利用存储器的空闲空间来存放其它的程序,以提高内存的利用率)

4)异步性:进程是以人们不可预知的速度向前推进。

14.处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?

处理机管理的主要功能是创建和撤销进程(线程),对诸进程(线程)的运行进行协调,实现进程(线程)之间的信息交换,以及按照一定的算法把处理机分配给进程(线程)。

1)进程控制:为作业创建进程,撤销已结束进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换。

2)进程同步:(1)进程互斥方式;(2)进程同步方式。(实现进程同步的最常用的机制则是信号量机制)

3)进程通信:实现在相互合作的进程之间的信息交换。

4)调度:从后备队列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配运行所需的资源。

15.内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?

1)内存分配:允许正在运行的程序申请附加的内存空间(以适应程序和数据动态增长的需要)。

2)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(一种比较简单的内存保护机制是设置两个界限寄存器)。

3)地址映射:地址空间的逻辑地址和内存空间中的物理地址不相一致,因此必须提供地址映射功能。

4)内存扩充:(1)请求调入;(2)置换功能。

16.设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

设备管理用于管理计算机系统中所有的外围设备,而设备管理的主要任务是:完成I/O请求;分配所需的I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/ O速度;方便使用I/O设备。

1)缓冲管理:设置缓冲区。

2)设备分配:应针对不同的设备类型而采用不同的设备分配方式。

3)设备处理:设备处理程序又称为设备驱动程序。

17.文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理(以方便用户使用,并保证文件的安全性)。

1)文件存储空间的管理:主要任务是为每个文件分配必要的外存空间,提高外存的利用率,并能有助于提高文件系统的存、取速度。

2)目录管理:为每个文件建立起目录项,并对众多的目录项加以有效的组织,以实现方便的按名存取、实现文件共享、提高对文件的检索速度等。

3)文件的读/写管理和保护:(1)文件的读/写管理;(2)文件保护。

18.是什么原因使操作系统具有异步性特征?

 

19.模块接口存在着哪些问题?可通过什么样的途径来解决?

如果将模块划分得太小,虽然可以降低模块本身的复杂性,但会引起模块之间的联系过多,而会造成喜用比较混乱;反之,亦然。

存在问题:(1)在OS设计时,对各模块间的接口规定很难满足在模块完成后对接口的实际需求。

(2)在OS设计阶段,设计者必须做出一系列的决定,每一个决定必须建立在上一个决定的基础上,而在模块化结构设计中,各模块的设计齐头并进,无法寻找到一个可靠的决定顺序。

20.在微内核OS中,为什么要采用客户/服务器模式?

1)数据的分布处理和存储:不用将一切数据都存放在主机中的困难局面。

2)便于集中管理:保障系统的“可靠”与安全。

3)灵活性和可扩充性:可以配置多种类型的客户机和服务器。

4)易于改编应用软件:容易在客户机程序上进行修改和增删功能。

21.试描述什么是微内核OS。

至于什么是微内核OS,现在尚无一致的公认的定义,但可以从下面四个方面来阐述它。

1)足够小的内核

2)基于客户/服务器模式

3)应用“机制与策略分离”原理

4)采用面向对象技术

22.在基于微内核结构的OS中,应用了哪些新技术?

1)足够小的内核

2)基于客户/服务器模式

3)应用“机制与策略分离”原理

4)采用面向对象技术

23.何谓微内核技术?在微内核中通常提供了哪些功能?

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。

24.微内核操作系统具有哪些优点?它为何能有这些优点?

优点:(1)提高了系统的可扩展性:可在操作系统中增加新功能,修改原功能,以及删除已过时的功能。

(2)增强系统的可靠性:服务器与服务器之间采用的是消息传递通信机制。

(3)可移植性:除特定的CPU和I/O设备硬件有关的代码,君放在内核和内核下面的硬件隐藏层中,而其它绝大部分均与硬件平台无关。

(4)提供了对分布式系统的支持

(5)融入了面向对象技术

原因:(1)采用了非常小的内核;(2)客户/服务器模式;(3)消息传递机制。