操作系统原理和实训教程

操作系统原理和实训教程

问题：

1、什么是OS？其四大管理功能是什么？

2、为什么引入分时OS？

分时OS的优点：
(1)交互性。用户能够通过终端与系统进行广泛的对话
(2)及时性。终端用户的请求能在很短的时间内获得响应。
(3)独占性。每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰，感觉好像自己独占主机一样。
(4)同时性（也称多路性）。提高了系统资源利用率，节省了开支，促进了计算机的广泛应用

由于批处理系统比分时系统早，批处理系统缺点（其实最大的是缺乏人机交互性，于是编程人员不干了，会抱怨不能及时交互，有人就改进了）被取代。所以，批处理操作系统的缺点到分时系统就没有了。

分时系统可以以时间片为单位，轮流相应给服务于各种作业，这样批处理操作系统的不能及时交互就拿掉了，这里面就有格响应的及时性，编程人员就满意了，因此，分时系统从那时就流行到今天。

3、若按系统能同时响应的用户数及任务数来划分，则OS可分为哪几类？服务器上应该安装哪一类？手机上应该安装哪一类？

单用户单任务（MS-DOS），单用户多任务（Windows 95，Windows 98），多用户多任务（现在用的或Windows NT系列衍生物，Windows server，最伟大的UNIX,Linux等）。

服务器上要安装多用户多任务。因为服务器上的用户是多用户的。手机上安装单用户多任务，属于嵌入式系统，但是针对本题是单用户多任务操作系统。

4、若按系统处理任务的方式来划分，则OS可分为哪几类？

基本类型的有三种：批处理操作系统，分时操作系统（分时轮转调度），实时操作系统（发挥软硬件实时处理特性，高优先级的优先，并且有deadline实践不能太长，具体有股票交易，订票系统，工控，军控等）。

（其实还有分布式操作系统，因为上面三种属于集中式操作系统，分布式操作系统还不成熟，无法形成课本形式的概念。往往就是类似我们知道的多级环境下比如说并行机，相当于一个处理机他比如说是相当于过去的一个单机的方式来处理任务。）

5、OS提供的用户界面有哪几类？对应的一个实例分别是什么？

命令借口（联机命令接口也就是键盘命令，脱机命令接口），程序接口（MS-DOS的INT中断调用，UNIX的System call系统调用函数，Windows的API函数等），图形用户接口（也称作图形用户界面现在操作系统的图形用户形式）。

6、不同时期的软件开发方法决定了OS的结构，UNIX和Windows的结构分别是什么？

结构主要分四种：整体式结构，层次式结构，虚拟机系统和客户-服务器系统。软件的结构操作系统自身的结构取决于不同时期的软件开发方法和工具，导致了过去的模块化，有序分子化也叫层次化（Unix结构）然后就是客户-服务器模式的微内核结构（windows结构）。

7、系统靠什么从用户态进入核心态执行？

中断。

8、你认为设置分时系统中的时间片时主要应该考虑哪些因素？或者说，你认为时间片大点儿好，还是小点儿好？为什么？

太大了也不行，太小了也不行。是一个实验通缉值。太大了会退化为批处理方式，太小了切换过程使得开销太大，得不偿失。

9、处理机为什么有两种执行状态？

出于安全考虑。分为管态（Kernel Mode）又称系统态，核心态，内核态和目态（ User Mode）又称用户态。

10、硬件指令集为什么要划分出特权指令真子集？

也是基于安全考虑，把一些关于操作系统安全的指令设为特权指令集，规定只有操作系统内核才能用，普通用户这一律不能用，这样系统就安全了。

11、当没有用户程序要运行时，CPU在做什么？

Idol进程正在执行。无论windows还是Unix都有一个idol进程。用户不请求时，操作系统执行，用于循环捕获用户（典型的是鼠标键盘）请求（中断）的程序。你一请求它就要分析是什么中断，什么意思要我干啥活，不合理就告诉他请求无效，合理马上就创建进程加载一个可执行程序。

12、操作系统中许多任务不满足Bernstein条件，它们不能并发执行吗？该怎么办？

显然不是，只要系统采取措施，对并发的程序的执行进行控制，加入同步约束条件，就能使它们“安全地”并发执行，且保持结果的可再现性。

13、C语言源程序的实例为什么要引入进程？在系统响应了60个终端用户几乎同时提出的编译他的中，产生了多少个用户进程？对应多少个程序？

为了实现程序在多道环境下的并发执行。一共产生了60个进程，对应1个程序，这个程序就是c语音编译器程序。

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