操作系统的课后作业.doc

第1章 操作系统概述 1．1什么是操作系统？ 答：计算机操作系统使方便用户、管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）；操作系统目前有五大类型（批处理、分时、实时、网络和分布式）和五大功能（作业管理、文件管理、存储管理、设备管理和进程管理）。 1．2简述操作系统的发展历史 答： 手工操作阶段，联机批处理系统，脱机批处理系统，执行系统，多道批处理系统，分时操作系统，实时操作系统，网络操作系统，分布式操作系统，PC操作系统。 1．3多道程序设计技术的概念是什么？ 答：多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互交替地运行。当某道程序因某种原因不能继续运行下去时（如等待外部设备传输数据），管理程序便将内存中的另一道程序投入运行，这样可以使CPU及各外部设备尽量处于忙碌状态，从而大大提高了计算机的使用效率。 1．4多道程序设计技术的硬件基础是什么？ 答：多道程序设计技术的硬件基础是通道和中断技术。通道是一种输入/输出专用处理机，它能控制一台或多台外设工作，负责外部设备与内存之间的信息传输。它一旦被启动，就能独立于CPU运行，这样就可使CPU和通道并行操作，而且CPU和各种外部设备也能并行操作。中断是指当CPU接到外部硬件（如I/O设备）发来的信号时，马上停止原来的工作，转去处理这一事件，在处理完了以后，CPU又回到原来的工作点继续工作。 1．5操作系统的主要功能是什么？ 答：操作系统的主要功能相应地就有理机管理（进程管理）、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口。 进程管理主要包括： ① 进程控制。为多道程序并发执行而创建进程，并为之分配必要的资源。当进程运行结束时，撤消该进程，回收该进程所占用的资源，同时，控制进程在运行过程中的状态转换。 ② 进程同步。为使系统中的进程有条不紊地运行，系统要设置进程同步机制，为多个进程的运行进行协调。 ③ 进程通信。系统中的各进程之间有时需要合作，需要交换信息，为此需要进行进程通信。 ④ 进程调度。从进程的就绪队列中，按照一定的算法选择一个进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，使之投入运行。 存储管理主要包括： ① 内存分配。为每道程序分配内存空间，并使内存得到充分利用，在作业结束时收回其所占用的内存空间。 ② 内存保护。保证每道程序都在自己的内存空间运行，彼此互不侵犯，尤其是操作系统的数据和程序，绝不允许用户程序干扰。 ③ 地址映射。在多道程序设计环境下，每个作业是动态装入内存的，作业的逻辑地址必须转换为内存的物理地址，这一转换称为地址映射。 ④ 内存扩充。内存的容量是有限的。为满足用户的需要，通过建立虚拟存储系统来实现内存容量的逻辑上的扩充。 设备管理主要包括： ① 缓冲管理。由于CPU和I/O设备的速度相差很大，为缓和这一矛盾，通常在设备管理中建立I/O缓冲区，而对缓冲区的有效管理便是设备管理的一项任务。 ② 设备分配。根据用户程序提出的I/O请求和系统中设备的使用情况，按照一定的策略，将所需设备分配给申请者，设备使用完毕后及时收回。 ③ 设备处理。设备处理程序又称设备驱动程序，对于未设置通道的计算机系统其基本任务通常是实现CPU和设备控制器之间的通信。即由CPU向设备控制器发出I/O指令，要求它完成指定的I/O操作，并能接收由设备控制器来的中断请求，给予及时的响应和相应的处理。对于设置了通道的计算机系统，设备处理程序还应能根据用户的I/O请求，自动构造通道程序。 ④ 设备独立性和虚拟设备。设备独立性是指应用程序独立于具体的物理设备，使用户编程与实际使用的物理设备无关。虚拟设备的功能是将低速的独占设备改造为高速的共享设备。 文件管理和用户接口 ① 文件存储空间的管理。所有的系统文件和用户文件都存放在文件存储器上。文件存储空间管理的任务是为新建文件分配存储空间，在一个文件被删除后应及时释放所占用的空间。文件存储空间管理的目标是提高文件存储空间的利用率，并提高文件系统的工作速度。 ② 目录管理。为方便用户在文件存储器中找到所需文件，通常由系统为每一文件建立一个目录项，包括文件名、属性以及存放位置等，由若干目录项又可构成一个目录文件。目录管理的任务是为每一文件建立其目录项，并对目录项加以有效的组织，以方便用户按名存取。 ③ 文件读、写管理。文件读、写管理是文件管理的最基本的功能。文件系统根据用户给出的文件名去查找文件目录，从中得到文件在文件存储器上的位置，然后利用文件读、写函数，对文件进行读、写操作。 ④ 文件存取控制。为了防止系统中的文件被非法窃取或破坏，在文件系统中应建立有效的保护机制，以保证文件系统的安全性。 1．6操作系统的主要特征是什么？ 答：操作系统的主要特征是并发性、共享性、虚拟性和不确定性。 1．并发性：并