专业班级：信管1302
姓名：张美芝。
学号：130404017
目录。第一章 3
第二章 6第三章 9
第四章 15
第五章 18
第七章 21
思考与练习题
1. 什么是操作系统？它的主要功能是什么？
答：操作系统是用来管理计算机系统的，是所有其他软件运行的基础，从资源管理的角度来看，操作系统是对计算机系统内的所有软、硬件资源进行管理和控制，优化资源的利用，协调系统内的各种活动，处理可能出现的各种问题。
它的主要功能：
1）存储管理：方便用户使用内存，提高内存利用率以及从逻辑上扩充内存。
2）处理机（cpu）管理：协调多道程序之间的关系，解决对处理机的调度分配及**等问题。
3）设备管理：①完成用户提出的输入输出请求，为用户分配外部设备。②提高外部设备利用率。③尽可能地提高输入输出的速度。④方便用户使用外部设备。
4）信息管理：向用户提供一种简便、统一的存取和管理信息的方法，并同时解决信息的共享、安全保密等问题。
5）用户接口：为了方便用户使用操作系统，向用户提供给了用户与操作系统的接口。
2. 什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？
答：多道程序设计技术是指把多个程序同时放入内存，使他们共享系统中的资源，并使他们交替地执行，当一道程序暂停执行时，系统调度另一道程序运行，使cpu一直处于忙碌状态。
主要特点：（1）多道，即计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
2）宏观上并行，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中。
3）微观上串行，是指在单处理环境下，内存中的多道程序轮流地占有cpu，交替执行。
3. 批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？
答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型，在该系统中，用户的作业（包括程序、数据及程序的处理步骤）被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行。
批处理系统的特点：（1）资源利用率大。（2）系统吞吐量大。(3)平均周转时间长。（2）无交互能力。
4. 什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性和可靠性几个方面比较分时系统和实时系统。
答：分时系统是指一个计算机和许多终端设备连接，每个用户通过终端向计算机发出命令，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源的一种操作系统。
实时系统是指当有外来信息时，计算机能够接受并及时处理，在被控对象允许的范围内做出快速反应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。
实时系统与分时系统的比较：
1） 多路性：在分时系统中，按原则为多个终端用户提供服务。而对于实时控制系统，其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。
2） 独立性：不管是实时信息处理系统还是实时控制系统，与分时系统一样具有独立性。每个终端用户在向系统提出服务请求时是彼此独立地工作、互不干扰。
3） 交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互，仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。而分时系统那样向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。
4） 及时性：实时信息处理系统对及时性的要求与分时系统类似，都以人们能够接受的等待时间来确定。而实时控制系统对及时性要求更高，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的。
5） 可靠性：分时系统虽然也要求具有可靠性，但相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。
5. 实时系统分为哪两种类型？
答：（1）实时控制系统：能对输入作出快速处理，并能及时提供输出操作信号的计算机控制系统。
2）实时信息处理系统：通常是把要求对信息进行实时处理的系统。
6. 操作系统的主要特征是什么？
答：（1）并发性：用户与用户之间的并发执行；用户和操作系统程序之间的并发执行。
2）共享性：各种资源供运行的程序共同享用。
3）虚拟性：通过技术手段把一个物理实体变成多个逻辑上的对应物。
4）不确定性：在一个不确定的环境下运行，人们不能对目前所运行的程序的行为做出判断。
7. 操作系统与用户的接口有几种？它们各自用在什么场合？
答：两种，分为命令接口、程序接口。
1） 命令接口：可分为联机命令接口、脱机命令接口和图形用户界面接口。方便用户直接控制自己的作业而提供的接口，其中联机命令接口是为联机用户提供，脱机命令接口是为批处理用户提供，而图形用户接口是采用图形化方式显示的操作界面。
2） 程序接口：又称系统调用，是为用户在程序一级访问操作系统功能而设置的。
8. “操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗？为什么？
答：不确切，操作系统不仅仅是控制硬件，其他所有的软件，如汇编程序、编译程序、数据库系统及大量的应用软件，都依赖与操作系统的支持，所以操作系统还控制计算机软件。
9.设内存中有三道程序，a、b、c，他们按a→b→c的先后次序执行，它们进行“计算”和“i/o操作”的时间表1-2所示，假设三道程序使用相同的i/o设备。
表1-2 三道程序的操作时间。
1） 试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多长时间。
单道程序时间关系图。
20ms+30ms+10ms+30ms+50ms+20ms+10ms+20ms+10ms=200ms
2） 试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多长时间。
多道程序时间关系图。
20ms+30ms+10ms+40ms+20ms+10ms=130ms
10.将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的的5对。
思考与练习题。
1. 操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间的合作和协调，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？
答：操作系统引入进程的概念是为了从变化的角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实地反映系统的独立性、并发性、动态性和相互制约。
操作系统的进程管理提供大量的服务，用来定义、支持和管理系统中的进程和线程。它除了负责进程和线程的管理之外，还负责用户进程和系统进程的创建与撤销、进程调度等。
2. 试描述当前正在运行的进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。
答：①运行状态→就绪状态。正在运行的进程，由于规定的时间片用完而被暂停执行，该进程就会从运行状态转变为就绪状态。
此进程根据其自身的情况（如优先级）插入到就绪队列的适当位置，系统收回处理机转入进程调度程序重新进行调度。
运行状态→阻塞状态。处于运行状态的进程，除了因为时间片用完而暂停执行外，还有可能由于系统中的其他因素的影响而不能继续执行下去。一个进程从运行状态到阻塞状态后，系统会调用进程调度程序重新选择一个进程投入运行。
3.现代操作系统一般都提供多任务环境，试回答下列问题。
1）为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？
答：为支持多进程的并发执行，系统必须建立pcb。用链接的方式把pcb连接起来就形成了运行队列、就绪队列。
2）为支持进程的状态变迁，系统至少应提供哪些控制原语？
答：系统至少应该提供创建新进程原语、唤醒原语、阻塞原语、激活原语、挂起原语。
3）当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？
发生变化。创建原语：申请空白pcb，初始化进程描述信息，为进程分配资源、分配存储空间，将新进程插入就绪队列。
撤销原语：查找撤销进程pcb，终止进程运行状态，归还资源从所在队列移出。
阻塞原语：将进程pcb的运行状态改为阻塞状态，并将进程投入阻塞队列。
唤醒原语：将进程pcb的运行状态从阻塞状态改为就绪状态，把进程从阻塞队列移出投入就绪队列。
4. 什么是进程控制块？从进程管理、中断管理、进程通信、文件管理、设备管理及存储管理的角度设计进程控制块应包含的内容。
答：进程控制块是来描述进程本身的特性、进程状态、进程的调度信息及对资源的占有情况，它是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的数据结构。进程控制块记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行的全部信息。
为了进程管理，进程控制块包括以下几方面。
进程的描述信息，包括进程标识符、进程名等。
进程的当前状况。
当前队列链接指针。
进程的家族关系。
为了中断处理，进程控制块的内容应该包括处理机状态信息和各种寄存器的内容，如通用寄存器、指令计数器、程序状态字（psw）寄存器及栈指针等。
为了文件管理的需要，进程在执行时，可能与其他进程有同步关系或相互通信，进程使用的信号量、消息队列指针等都要存放在pcb中。
为了设备管理，进程控制块的内容应该包括进程所需全部资源以及已经占有的资源等。
5．假设系统就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每隔300ms轮换一次，cpu在进程切换时所花费的时间是10ms,试问系统化在进程切换上的开销占系统整个时间比例的多少？
答：10/(300+10)=3.2﹪
6. 试述线程的特点及其与进程之间的关系。
答：线程是进程的一个实体，是被独立调度和分派的基本单位。同一进程内的多个线程都可以访问进程的所有资源，线程之间的通信比进程之间的通信方便。
线程与进程的关系：线程与进程是两个密切相关的概念，一个进程至少拥有比一个线程（该线程为主线程），进程根据需要创建若干个线程。进程中的所有线程共享该进程资源，它们驻留在同一块地址空间中，并且可以访问到相同的数据。
7.根据图2-18，回答以下问题。
1）进程发生状态变迁的原因。
答：1：表示新进程创建以后，进入高优先级就绪队列。
3：表示正在运行的进程请求i/o或等待某事件，运行的进程进入阻塞队列。4：
表示进程运行的时间片用完。6：表示进程i/o或等待某事件完成，进程又重新进入就绪队列。
7：进程运行完成退出。
操作系统 软件 操作系统作业
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操作系统作业
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