计算机操作系统（第四版）第一章操作系统引论—课后习题答案

1.设计现代0S的主要目标是什么?

方便性、有效性、可扩充性和开放性

2. OS的作用可表现在哪几个方面?

操作系统作为用户与计算机硬件系统之间的接口；

操作系统作为计算机系统资源的管理者；

操作系统实现了对计算机资源的抽象；

3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象?

操作系统首先在逻辑上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操纵的第二层抽象。操作系统通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现对计算机资源的抽象。

4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？

不断提高计算机资源的利用率；

方便用户；

器件的不断更换代；

计算机体系结构的不断发展；

不断提出新的应用需求；

5.何谓脱机I/O和联机I/O?

脱机I/O是针对联机I/O的改进。
脱机I/O：程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的。在脱离主机的情况下进行的。
联机I/O：是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。

6. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么。

为了满足用户对人-机交互的需求。

7.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?

如何使用户能与自己的作业进行交互。

及时接收：在系统中配置一个多路卡即可。多路卡的作用：实现分时多路复用，即主机以很快的速度周期性地扫描各个终端，在每个终端处停留很短的时间。
及时处理：作业直接进入内存；采用轮转运行方式。

8.为什么要引入实时操作系统?

如果嵌入式系统的功能比较复杂，需要网络功能、存储器管理、进程/线程管理等，则通过嵌入式操作系统的帮助，可加快嵌入式系统软件的开发进度和可靠性。

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：系统必须满足任务队截止时间的要求，否则可能出现难以预测的后果。用于工业和武器控制的实时系统。
软实时任务：对于截止时间不严格，即使错过了，对系统的影响也不太大。信息查询系统和多媒体系统中的实时系统。

10.试从交互性、及时性以及可靠性方面将将分时系统与实时系统进行比较。

交互性：在信息查询系统中，人与系统的交互性仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它并不像分时系统那样，能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。而多媒体系统的交互性也仅限于用户发送某些特定的命令，如开始、停止、快进等，由系统立即响应。

及时性：信息查询系统对实时性的要求是依据人所能接受的等待时间确定，而多媒体系统实时性的要求是，播放出来的音乐和电视能令人满意。实时控制系统的实时性则是以控制对象所要求的截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级。

可靠性：分时系统要求系统可靠，实时系统要求系统高度可靠，因为任何差错都可能带来无法预料的后果。因此，在实时系统中，往往都采取了多级容错技术来保障系统的安全性及数据的安全性。

11. OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?

并发性，共享性，虚拟性和异步性。
最基本：并发性

12. 在多道程序技术的os环境下的资源共享与一般情况下的资源共享有何不同？对独占资源应采取何种共享方式?

一般情况下的共享只是说明某种资源能被大家使用，只要通过适当的安排，用户之间并不会产生对资源的竞争，因此资源管理是比较简单的。
而在OS环境下的资源共享或称为资源复用，是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。
对独占资源应采取互斥式共享。

13.什么是时分复用技术?举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么？

时分复用技术：利用某设备为一用户服务的空闲时间，又转去为其他用户服务，使设备得到最充分的利用。
举例：虚拟处理机技术：利用多道程序设计技术（时分复用技术），可将一台物理上的处理机虚拟为多台逻辑上的处理机，在每台逻辑处理机上运行一道程序。

14.是什么原因使操作系统具有异步性特征?

对于内存中的每个进程，在何时能获得处理及运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每到程序总共需要多少时间才能完成等等，都是不可预知的。

15. 处理机管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

主要功能：进程控制；进程同步；进程通信；调度；

主要任务：创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程。

16.内存管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

主要功能：内存分配；内存保护；地址映射；内存扩充；

主要任务：是为多道程序的运行提供良好的环境，提高存储器的利用率，方便用户使用，并能从逻辑上扩充内存。

17. 设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

主要功能：缓冲管理、设备管理；设备处理；

主要任务：1、完成用户进程提出的I/O请求，为用户进程分配所需要的I/O设备，并完成指定的I/O操作。2、提高C P U和I/O设备的利用率，提高I/O速度，方便用户使用I/O设备。

18. 文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?

主要功能：文件存储空间的管理；目录管理，文件的读/写管理和保护；

主要任务：对用户文件和系统进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。

19. 试说明推动传统OS演变为现代OS的主要因素是什么?

系统安全；网络的功能和服务；支持多媒体

20.什么是微内核OS?

从四个方面对微内核结构的操作系统进行描述：足够小内核；基于客户/服务器模式；应用“机制与策略分离”的原理；采用面向对象技术；

2I. 微内核操作系统具有哪些优点?它为何能有这些优点?

由于微内核OS结构是建立在模块化，层次化的结构的基础上的，并采用了客户/服务器模式和面向对象的程序设计技术，因此，微内核结构的操作系统是集各种技术优点之大成，因而具有如下优点：

1、提高了系统的可扩展性

2、增强了系统的可靠性

3、可移植性强

4、提供了对分布式系统的支持

5、融入了面向对象技术

22.现代操作系统较之传统操作系统又增加了哪些功能和特征?

进程（线程）管理；

低级存储器管理；

中断和陷入管理。

23. 在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式?

数据分布处理和存储；

便于集中管理；

灵活性和可扩充性；

易于改变应用软件。

24.在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术?

采用面向对象的程序设计技术。

25. 何谓微内核技术? 在微内核中通常提供了哪些功能?

把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次（即用户模式）去运行，而留下一个尽量小的内核，用它来完成操作系统最基本的核心功能称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程（线程）管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。