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第一章操作系统引论0、什么是操作系统?答:操作系统是一套软件,这些软件管理计算机的硬件和软件资源、合理地对各类作业(进程)进行调度,为用户提供方便使用计算机的接口。进一步的理解:(1)计算机的硬件由OS来控制和管理。如果没有OS,每个人开发的应用程序都将被迫同时设计控制硬件的代码,从而增加应用程序开发人员的工作量。另外,OS的核心代码是在其他应用程序未执行时就已经启动了,并掌握了硬件的控制权,其他应用程序只有在OS的允许下才能使用硬件。(2)所有应用程序的启动都是在OS中某个专用程序的控制下完成的。例如:我们用鼠标双击一个程序,仅是告诉操作系统我们希望执行这个程序,至于这个程序是否能执行起来,则取决于OS的那个专用程序。(3)OS有专门的程序监视我们的键盘输入和鼠标点击,这样做是为了方便用户表达自己的使用计算机的请求。其他应用程序(如Office软件)不直接监视鼠标和键盘输入,而是在等待由操作系统转发过来的鼠标消息和键盘消息。1、推动批处理系统形成和发展的主要动力?(1)不断提高系统资源的利用率。例如:通过脱机输入、输出技术提高I/O速度以及I/O与CPU之间的并行程度。(2)提高系统的吞吐量。例如:采用多道程序设计技术,提高CPU、内存和I/O设备的利用率。2、推动分时系统形成和发展的主要动力? 主要动力是“为了更好地满足用户的需要”,即,用户要求缩短作业的平均周转时间,要求系统提供交互能力,要求系统能够被多个用户共享。3、试从交互性、及时性和可靠性三个方面,比较分时系统与实时系统?4、OS有个特征,他们之间的关系?答:OS有并发、资源共享、虚拟和异步四个特征。(1)并发和共享是OS的最基本特征(2)并发和共享互为存在的前提(3)虚拟技术以并发和资源共享为前提(4)异步性是并发和共享的必然结果5、分层式OS结构和微内核OS结构的异同?6、采用微内核结构的OS有哪些优点?7、OS有哪几大功能?答:(1)处理机管理(2)存储器管理(3)设备管理(4)文件管理(5)提供友好的用户接口8、推动微机OS发展的动力是:计算机硬件的不断更新换代9、分时系统的基本特征是:多路性,独立性、交互性、及时性。10、若干事件在同一时间间隔内发生称为并发;若干事件在同一个时刻发生称为并行。11、实时系统分为:实时信息处理系统和实时控制系统。“进程”的再理解一个进程P是一个程序S的执行过程。程序S包含着指令和数据。进程P的目标是根据S中的指令对S中的数据进行处理。为了正确地实现这个目标。进程P包含了三个部分,即:(存储S中指令的)程序段,(存储S中数据的)数据段,PCB。这三个部分的每个部分都占用了系统中的相应大小的内存,只不过,PCB占用的是OS保留的那部分内存区中的内存,而程序段和数据段占用的是OS保留的内存区之外的内存。但是,进程P的程序段、数据段和PCB不能够完全反映出程序S执行过程中的全部信息,因为程序S的执行需要使用CPU、进行函数调用,而且存在被中断的可能;S在虚拟存储器中运行时,进程P的页表信息也是变化的。所以,为了反映进程P执行的每一时刻的状态,我们将进程P的程序段的内容、数据段的内容、PCB的内容,CPU中寄存器的内容,进行函数调用时的堆栈内容,它的页表的内容,都需要记录下来。我们把这些内容合起来称做进程P的进程映像(ProcessImage)。可以发现,进程P的进程映像中的内容随着时间变化的过程就反映了程序S执行的过程。所以,与其说“进程P是程序S的执行过程”,还不如更具体的说“进程P是程序S对应的进程映像的内容的变化过程”。进程映像中所谓的三个部分:用户级上下文、寄存器上下文和系统级上下文,只不过是把进程映像的内容分为3组,并为每组定下的名称。2、进程同步的基本概念同步的含义是什么:同步可以理解为使多个事物的行为协调、不冲突。例如:人行走过程中左脚迈出时、右手应该向前摆动,这样,左脚和右手的行为才是协调的。上公交车的时候,多个乘客的行为也应协调,一般情况下同时只有一个人通过车门进入车厢。这样,多个乘客之间的行为也称为是同步的。什么是临界资源?什么是临界区?同步进制(实现同步的机制)应遵循哪些原则?答:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。?答:每个进程在访问临界资源的过程中都可能被“中断”(例如,进程P在访问临界资源过程中,CPU被切换给了进程Q)。如果不对临界资源进行互斥访问,将可能导致临界资源的状态的不确定性,从而可能导致不正确。例如,进程P和Q都有如下一段程序…counter=counter+1;…注意:counter=counter+1这个赋值运算在C语言里是一条语句,而实际上CPU不能执行C语言的语句。即,这个语句不是被CPU一次执行完的。这个语句是通过翻译为类似如下