第1章操作系统引论1.1 典型例题解析【例1】试说明操作系统与硬件、其它系统软件以及用户之间的关系。

答：操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。

操作系统与硬件紧密相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用，并提高了硬件资源的利用率。

操作系统是一种特殊的系统软件，其它系统软件与运行在操作系统地基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说，操作系统是其它系统软件和硬件的接口。

而一般用户使用计算机除了需要操作系统支持外，还需要用到大量的其它系统软件和应用软件，以使其工作更加方便和高效。

【例2】操作系统具有哪些特征？它们之间有何关系？答：操作系统的特征有并发、共享、虚拟和异步性。

它们的关系如下：（1）并发和共享是操作系统最基本的特征。

为了提高计算机资源的利用率，操作系统必然要采用多道程序设计技术，使多个程序共享系统的资源，并发的执行。

（2）并发和共享互为存在的条件。

一方面，资源的共享以程序（进程）的并发执行为条件，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源的共享问题；另一方面，若系统不能对资源共享实施有效管理，协调好各个进程对共享资源的访问，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。

（3）虚拟以并发和共享为前提条件。

为了使并发进程能更方便、更有效地共享资源，操作系统经常采用多种虚拟技术来在逻辑上增加CPU和设备的数量以及存储器的容量，从而解决众多并发进程对有限的系统资源的竞争问题。

（4）异步性是并发和共享的必然结果。

操作系统允许多个并发进程共享资源、相互合作，使得每个进程的运行过程受到其他进程的制约，不再“一气呵成”，这必然导致异步性特征的产生。

【例3】简述并发与并行的区别。

答：并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。

并行性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内发生。

1.2 练习题及答案一、选择题1．操作系统是一种（）。

A、应用软件B、系统软件C、通用软件D、工具软件2．操作系统是对（）进行管理的软件。

A、软件B、硬件C、计算机资源D、应用程序3．操作系统的（）管理部分负责对进程进行调度A、存储器B、设备B、文件D、处理机4．在设计分时系统时，首先要考虑的是（）。

A、灵活性和可适应性B、交互性和响应时间C、周转时间和系统吞吐量D、实时性和可靠性5．从用户的观点看，操作系统是（）A、用户与计算机硬件之间的接口B、控制和管理计算机资源的软件C、合理地组织计算机工作流程的软件D、计算机资源的管理者6．操作系统的基本类型主要有（）。

A、批处理系统、分时系统和多任务系统B、单用户系统、多用户系统和批处理系统C、批处理操作系统、分时操作系统及实时操作系统D、实时系统、分时系统和多用户系统7．使多个用户通过与计算机相连的终端、以交互方式同时使用计算机的操作系统是（）。

A、单道批处理系统B、多道批处理系统C、分时系统D、实时系统8．所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机和外围设备等其他资源。

A、多重处理B、多道程序设计C、实时处理D、共同执行9．下面关于操作系统的叙述中正确的是（）A、批处理作业必须具有作业控制信息B、分时系统不一定都具有人机交互能力C、从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多D、由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源10．分时操作系统通常采用（）策略为用户服务。

A、时间片加权分配B、短作业优先C、时间片轮转D、可靠性和灵活性11．如果分时操作系统的时间片一定，那么（），则响应时间越长。

A、用户数越少B、用户数越多C、内存越少D、内存越多12．若把操作系统看作计算机资源的管理者，下列的（）不属于操作系统所管理的资源。

A、磁盘B、内存C、CPUD、中断13．在指令系统中只能由操作系统使用的指令称为（）。

A、系统指令B、设备指令C、非特权指令D、特权指令14．分时系统和实时系统都具有交互性，分时系统的交互性允许用户请求系统提供多方面的服务，实时系统的交互性允许用户访问（）。

A、文字编辑程序B、专用服务程序C、专用硬件D、数据处理程序15.多道程序设计是指( )。

(西安电子科大2002年研究生试题)A、在实时系统中并发运行多个程序B、在分布系统中同一时刻运行多个程序C、在一台处理机上同一时刻运行多个程序D、在一台处理机上并发运行多个程序16.操作系统提供给程序员的接口是( )。

(西北工业大学2000年研究生试题)A、进程B、系统调用C、库函数D、b和c17.批处理系统的主要缺点是( )。

(清华大学1996年研究生试题)A、CPU利用率低B、不能并发执行C、缺少交互性D、以上都不是18.下列选择中，( )不是操作系统关心的主要问题。

(浙江大学1998年研究生试题)A、管理计算机裸机B、设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C、管理计算机系统资源D、高级程序设计语言的编译器19.在微内核结构中，下列模块中必须包含在OS内核中的是（）模块。

A、内存分配B、中断处理C、文件处理D、命令处理二、填空题1．计算机系统由和两大部分组成。

2．操作系统的基本功能包括________管理、________管理、________管理、________管理。

除此以外还为用户使用操作体统提供了用户接口。

3．如果操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于类型；如果操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，但时间响应不太及时，则属于类型；如果操作系统可靠性高，时间响应及时，但仅有简单的交互能力则属于类型。

4．如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为_____________。

5．计算机系统能及时处理过程控制数据并做出响应的操作系统称为。

(北京邮电大学1997年考题)6．操作系统为用户提供三种类型的使用接口，它们是接口、接口和图形接口。

7．分时操作系统的主要特征有、、和。

8．允许若干个作业同时装入主存储器，使一个中央处理器轮流地执行各个作业，各作业可以同时使用各自所需的外围设备，提高资源利用率，但作业执行时用户不能直接干预的操作系统是。

9．并发和是操作系统的两个最基本的特征，两者之间互为存在条件。

10．实时系统的引入主要是为了满足和两个领域的要求。

三、判断题1．采用多道程序设计的系统中，系统的程序道数越多，系统的效率就越高。

(西安电子科大2000年研究生试题)2．操作系统的设计必须要保证进程具有可再现性。

(电子科大1996年研究生试题)3．应用软件是加在裸机上的第一层软件。

(西安理工大学2001年研究生试题)4．多道程序设计是利用了CPU和通道并行工作来提高系统利用率的。

四、问答题1．什么是计算机操作系统？它有什么基本特征？（哈尔滨工业大学2000年考题）2．叙述操作系统在计算机系统中的地位。

3．批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的特点各是什么？4．操作系统的目标是什么？（哈尔滨工业大学2002年考题）5．试对分时操作系统和实时操作系统进行比较。

（西北工业大学2000年考题）五、计算题（浙江大学2002年考题）假设一个计算机系统具有如下性能特征：●处理一次中断，平均耗时1ms。

●一次进程调度，平均需要2ms。

●将CPU分配给选中的进程，又需要平均lms。

再假设其定时器芯片每秒产生100次中断。

请问：1．操作系统将百分之几的CPU时间用于中断处理?2．如果操作系统采用轮转法(round robin)调度，10个时钟中断为1个时间片。

那么操作系统将百分之几的CPU时间用于进程调度(包括调度、分配CPU和引起调度的时钟中断处理时间)？参考答案一、单项选择题1.B2.C3.D4.B5.A6.C7.C8.B9.A 10.C 11.B 12.D 13.D 14.B 15.D 16.B 17.C 18.D 19.B二、填空题1.硬件子系统软件子系统2.处理机存储器设备文件3.批处理操作系统分时操作系统实时操作系统4.通用操作系统5.实时操作系统6.命令程序7.多路性独立性及时性交互性8.批处理操作系统9.共享10．实时控制实时信息处理三、1．错分析：多道程序设计中，一个值得注意的问题是道数的多少。

从表面上看，似乎道数越多，越能提高效率。

但是，道数的多少绝不是任意的，它往往由系统的资源及用户的要求而定。

例如，如果甲、乙两道程序都要经常使用行式打印机，而系统只有一台行式打印机，那么它们被同时接受进入计算机时，未必能提高效率。

因为可能程序甲计算了一段时间后，要等程序乙不再使用行式打印机时，即程序乙结束后，才能继续运行。

此外，主存储器的容量和用户的具体要求也影响多道程序的道数。

此外，随着程序道数的增加，系统在对不同道数的程序进行切换时的开销也随之增加。

因此，当多道程序的道数增加到一定的数量时，再增加程序的道数，反而会引起系统效率的下降，失去了多道程序的优势。

2．正确3．错4．正确四、问答题1．略2.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资源和软件资源，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。

操作系统是用户和计算机硬件之间的一个接口。

3．略4．略5．略五、计算题1．10％（10ms产生一次中断，处理一次中断1ms）2．4％（时间片大小100ms，一次进程调度4ms）。