計算機作業系統（第四版）湯小丹編著 第一章習題

第一章

計算機作業系統（第四版）湯小丹編著

1．設計現代OS的主要目标是什麼？

答：（1）有效性 （2）友善性 （3）可擴充性 （4）開放性

2．OS的作用可表現在哪幾個方面？

答：（1）OS作為使用者與計算機硬體系統之間的接口

（2）OS作為計算機系統資源的管理者

（3）OS實作了對計算機資源的抽象

3．為什麼說OS實作了對計算機資源的抽象？

答：OS首先在裸機上覆寫一層I/O裝置管理軟體，實作了對計算機硬體操作的第一層次抽

象；在第一層軟體上再覆寫檔案管理軟體，實作了對硬體資源操作的第二層次抽象。OS 通

過在計算機硬體上安裝多層系統軟體，增強了系統功能，隐藏了對硬體操作的細節，由它們

共同實作了對計算機資源的抽象。

4．試說明推動多道批處理系統形成和發展的主要動力是什麼？

答：主要動力來源于四個方面的社會需求與技術發展：

（1）不斷提高計算機資源的使用率；

（2）友善使用者；

（3）器件的不斷更新換代；

（4）計算機體系結構的不斷發展。

5．何謂脫機I/O和聯機I/O？

答：脫機I/O 是指事先将裝有使用者程式和資料的紙帶或卡片裝入紙帶輸入機或卡片機，在

外圍機的控制下，把紙帶或卡片上的資料或程式輸入到錄音帶上。該方式下的輸入輸出由外圍

機控制完成，是在脫離主機的情況下進行的。

而聯機I/O方式是指程式和資料的輸入輸出都是在主機的直接控制下進行的。

6．試說明推動分時系統形成和發展的主要動力是什麼？

答：推動分時系統形成和發展的主要動力是更好地滿足使用者的需要。主要表現在：CPU 的

分時使用縮短了作業的平均周轉時間；人機互動能力使使用者能直接控制自己的作業；主機的

共享使多使用者能同時使用同一台計算機，獨立地處理自己的作業。

7．實作分時系統的關鍵問題是什麼？應如何解決？

答：關鍵問題是當使用者在自己的終端上鍵入指令時，系統應能及時接收并及時處理該指令，

在使用者能接受的時延内将結果傳回給使用者。

解決方法：針對及時接收問題，可以在系統中設定多路卡，使主機能同時接收使用者從各個終

端上輸入的資料；為每個終端配置緩沖區，暫存使用者鍵入的指令或資料。針對及時處理問題，

應使所有的使用者作業都直接進入記憶體，并且為每個作業配置設定一個時間片，允許作業隻在自己

的時間片内運作，這樣在不長的時間内，能使每個作業都運作一次。

8．為什麼要引入實時OS？

答：實時作業系統是指系統能及時響應外部事件的請求，在規定的時間内完成對該事件的處

理，并控制所有實時任務協調一緻地運作。引入實時OS 是為了滿足應用的需求，更好地滿

足實時控制領域和實時資訊處理領域的需要。

9．什麼是硬實時任務和軟實時任務？試舉例說明。

答：硬實時任務是指系統必須滿足任務對截止時間的要求，否則可能出現難以預測的結果。

舉例來說，運載火箭的控制等。

軟實時任務是指它的截止時間并不嚴格，偶爾錯過了任務的截止時間，對系統産生的影

響不大。舉例：網頁内容的更新、火車售票系統。

10．在8位微機和16位微機中，占據了統治地位的是什麼作業系統？

答：單使用者單任務作業系統，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS.

11．試列出Windows OS中五個主要版本，并說明它們分别較之前一個版本有何改進。

答：

（1）Microsoft Windows 1.0是微軟公司在個人電腦上開發圖形界面的首次嘗試。

（2）Windows 95是混合的16位/32位系統，第一個支援32位。帶來了更強大、更穩

定、更實用的桌面圖形使用者界面，結束了桌面作業系統間的競争。

（3）Windows 98是微軟公司的混合16位/32位Windows作業系統，改良了硬體标準

的支援，革新了記憶體管理，是多程序作業系統。

（4）Windows XP是基于Windows2000的産品，擁有新使用者圖形界面月神Luna。簡

化了使用者安全特性，整合了防火牆。

（5）Windows Vista 包含了上百種新功能；特别是新版圖形使用者界面和WindowsAero

全新界面風格、加強的搜尋功能（Windows IndexingService）、新媒體創作工具以及重

新設計的網絡、音頻、輸出（列印）和顯示子系統。。

12．試從互動性、及時性以及可靠性方面，将分時系統與實時系統進行比較。

答：（1）及時性：實時資訊處理系統對實時性的要求與分時系統類似，都是以人所能接受

的等待時間來确定；而實時控制系統的及時性，是以控制對象所要求的開始截止時間或完成

截止時間來确定的，一般為秒級到毫秒級，甚至有的要低于100微妙。

（2）互動性：實時資訊處理系統具有互動性，但人與系統的互動僅限于通路系統中某

些特定的專用服務程式。不像分時系統那樣能向終端使用者提供資料和資源共享等服務。

（3）可靠性：分時系統也要求系統可靠，但相比之下，實時系統則要求系統具有高度

的可靠性。因為任何差錯都可能帶來巨大的經濟損失，甚至是災難性後果，是以在實時系統

中，往往都采取了多級容錯措施保障系統的安全性及資料的安全性。

13．OS有哪幾大特征？其最基本的特征是什麼？

答：并發性、共享性、虛拟性和異步性四個基本特征；最基本的特征是并發性。

14．處理機管理有哪些主要功能？它們的主要任務是什麼？

答：處理機管理的主要功能是：程序管理、程序同步、程序通信和處理機排程；

程序管理：為作業建立程序，撤銷已結束程序，控制程序在運作過程中的狀态轉換。

程序同步：為多個程序（含線程）的運作______________進行協調。

通信：用來實作在互相合作的程序之間的資訊交換。

處理機排程：

（1）作業排程。從後備隊裡按照一定的算法，選出若幹個作業，為他們配置設定運作所需

的資源（首選是配置設定記憶體）。

（2）程序排程：從程序的就緒隊列中，按照一定算法選出一個程序，把處理機配置設定給

它，并設定運作現場，使程序投入執行。

15．記憶體管理有哪些主要功能?他們的主要任務是什麼？

答：記憶體管理的主要功能有：記憶體配置設定、記憶體保護、位址映射和記憶體擴充。

記憶體配置設定：為每道程式配置設定記憶體。

記憶體保護：確定每道使用者程式都隻在自己的記憶體空間運作，彼此互不幹擾。

位址映射：将位址空間的邏輯位址轉換為記憶體空間與對應的實體位址。

記憶體擴充：用于實作請求調用功能，置換功能等。

16．裝置管理有哪些主要功能？其主要任務是什麼？

答：主要功能有: 緩沖管理、裝置配置設定和裝置處理以及虛拟裝置等。

主要任務: 完成使用者提出的I/O 請求，為使用者配置設定I/O 裝置；提高CPU 和I/O 設

備的使用率；提高I/O速度；以及友善使用者使用I/O裝置.

17．檔案管理有哪些主要功能？其主要任務是什麼？

答：檔案管理主要功能：檔案存儲空間的管理、目錄管理、檔案的讀/寫管理和保護。

檔案管理的主要任務：管理使用者檔案和系統檔案，友善使用者使用，保證檔案安全性。

18．是什麼原因使作業系統具有異步性特征？

答：作業系統的異步性展現在三個方面：一是程序的異步性，程序以人們不可預知的速度向

前推進，二是程式的不可再現性，即程式執行的結果有時是不确定的，三是程式執行時間的

不可預知性，即每個程式何時執行，執行順序以及完成時間是不确定的。

19．子產品接口法存在哪些問題？可通過什麼樣的途徑來解決？

答：（1）子產品接口法存在的問題：①在OS設計時，各子產品間的接口規定很難滿足在子產品完

成後對接口的實際需求。②在OS 設計階段，設計者必須做出一系列的決定，每一個決定必

須建立在上一個決定的基礎上。但子產品化結構設計的各子產品設計齊頭并進，無法尋找可靠的

順序，造成各種決定的無序性，使程式設計人員很難做到設計中的每一步決定都建立在可靠

的基礎上，是以子產品接口法被稱為“無序子產品法”。

（2）解決途徑：将子產品接口法的決定順序無序變有序，引入有序分層法。

20．在微核心OS中，為什麼要采用客戶/伺服器模式？

答：C/S 模式具有獨特的優點：⑴資料的分布處理和存儲。⑵便于集中管理。⑶靈活性和

可擴充性。⑷易于改編應用軟體。

21．試描述什麼是微核心OS。

答：1）足夠小的核心 2）基于客戶/伺服器模式

3）應用機制與政策分離原理 4）采用面向對象技術。

22．在基于微核心結構的OS中，應用了哪些新技術？

答：在基于微核心結構的OS 中，采用面向對象的程式設汁技術。

23．何謂微核心技術？在微核心中通常提供了哪些功能？

答：把作業系統中更多的成分和功能放到更高的層次（即使用者模式）中去運作，而留下一個

盡量小的核心，用它來完成作業系統最基本的核心功能，稱這種技術為微核心技術。在微内

核中通常提供了程序（線程）管理、低級存儲器管理、中斷和陷入處理等功能。

24．微核心作業系統具有哪些優點？它為何能有這些優點？

答：1）提高了系統的可擴充性

2）增強了系統的可靠性

3）可移植性

4）提供了對分布式系統的支援

5）融入了面向對象技術