参考资料：计算机操作系统第四版【汤小丹】
1.设计现代OS的主要目标是什么？
答：方便性、有效性、可扩充性、开放性。
2.OS的作用可表现在哪几个方面？
答：（1）作为用户与计算机硬件系统之间的接口；
（2）作为计算机系统资源的管理者；
（3）实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？
答：OS是铺设在计算机硬件上的多层软件的集合，它们不仅增强了系统的功能，还影藏了对硬件操作的具体细节，实现了对计算机硬件操作的多个层次的抽象模型。
【知识点1】
（1）以I/O设备管理软件为例：对于一台裸机，用户使用时必须直面物理接口，若没有充分的了解将很难使用这台机子。若在裸机上覆盖一层所需的管理软件如I/O设备管理软件，由它向上将I/O设备抽象为一组数据结构及I/O操作命令给用户进行数据输入输出，隐藏了中间如何实现I/O的过程。上述过程就为对计算机硬件操作的的一个层次的抽象。
（2）把覆盖了上述软件的机器称为扩充机器或虚拟机。
（3）OS系统不仅可以在底层对一个硬件资源加以抽象，还可以在高层对该资源底层已抽象的模型再次进行抽象，成为更高层的抽象模型。
4.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？
答：提高系统资源的利用率和系统吞吐量。
【知识点2】
（1）操作系统的发展过程
OS类型 |
定义 |
类型 |
特征 |
优点 |
缺点 |
备注 |
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未配置操作系统的计算机系统 |
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人工操作方式 |
1）用户独占全机 2）CPU等待人工操作 |
CPU的速度迅速提高 |
（1）严重降低了计算机资源利用率（即人机矛盾） （2）CPU与I/O设备速度不匹配（I/O速度提高缓慢） |
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脱机I/O方式 |
在脱离主机的情况下进行 |
（1）有效减少了CPU的空闲时间 （2）提高了I/O速度 |
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单道批处理系统 |
系统对作业进行成批处理，但内存中始终只保存一道作业 |
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内存中只有一道作业 |
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（1）系统中的资源得不到充分利用 （2）为运行大作业而配置了大内存但实际上大多数作业属于中小型作业时，造成内存浪费 |
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多道批处理系统 |
用户提交的作业在外存上排成后备队列，由作业调度程序按照一定算法从队列中选若干个作业调入内存 |
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内存中有多道作业 |
（1）资源利用率高 （2）系统吞吐量大 |
（1）平均周转时间长（作业要依次排队处理的原因） （2）无交互能力（作业完成之前用户都不能进行修改和调试） |
需解决的问题： （1）处理机争用 （2）内存分配和保护 （3）I/O设备分配 （4）文件的组织和管理 （5）作业管理 用户与系统的接口 |
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分时系统 |
在一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端并由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端以交互方式使用计算机，共享主机中的资源 |
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多路性 |
（1）允许多个用户共享一台计算 （2）提高了资源利用率 （3）及时接受（多路卡、缓冲区） |
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独立性 |
各用户之间互不干扰 |
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及时性 |
（1）及时处理（作业直接进入内存、采用轮转运行方式（时间片）） |
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交互性 |
可通过终端与系统进行广泛的人机对话 |
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实时系统 |
系统能即使响应外部事件的请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地进行 |
工业（武器）控制系统 |
举例：火炮的自动控制系统、飞机的自动驾驶系统、导弹的制导系统 |
多路性 |
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实时任务类型：（1）周期性实时任务、非周期性实时任务 （2）硬实时任务、软实时任务 |
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独立性 |
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信息查询系统 |
举例：飞机或火车订票系统 |
及时性 |
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多媒体系统 |
举例：音视频播放多媒体系统 |
交互性 |
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嵌入式系统 |
举例：智能仪器或设备 |
可靠性 |
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微机操作系统 |
只允许一个用户上机，只允许用户程序作为一个任务运行 |
单用户单任务操作系统 |
举例：CP/M、MS-DOS |
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只允许一个用户上机，允许用户把程序分为若干个任务并发执行 |
单用户多任务操作系统 |
举例：Windows |
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允许多个用户通过各自终端共用一台机器，每一个用户程序又可进一步分为几个任务并发执行 |
多用户多任务操作系统 |
举例：UNIX OS（Solaris OS、Linux OS） |
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（2）推动各种系统形成的原因
系统类型 |
形成原因 |
备注 |
脱机I/O方式 |
为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾 |
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单道批处理系统 |
在解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾过程中形成 |
批处理系统旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量 |
多道批处理系统 |
提高资源利用率和系统吞吐量 |
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分时系统 |
为了满足用户对人机交互的需求 |
（3）操作系统的定义
操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。
5.何为脱机I/O和联机I/O？
答：（1）脱机I/O：程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的，或者说他们都是在脱离主机的情况下进行的。
（2）在主机的直接控制下进行输入输出的方式。
【知识点3】
不受主机的直接控制是指：事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时再从磁带上高速地调入内存。
6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？
答：为了满足用户对人机交互的需求。
7.实现分时系统的关键是什么？如何实现？
答：分时系统旨在实现人机交互，人机交互的关键在于——用户键入命令后，能对自己的作业及其运行及时地实施控制或进行修改，即及时处理。采用以下两种方式：（1）作业直接进入内存；（2）采用轮转运行方式（引入时间片的概念）。
8.为什么要引入实时操作系统？
答：有些外部事件的请求需要及时响应，在规定的时间内完成。
9.什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。
答：（1）硬实时任务是指系统必须满足对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的后果。例如：用于工业和武器控制的实时系统。
（2）软实时任务也联系着一个截止时间，但并不严格，偶尔错过了任务的截止时间对系统产生的影响也不会太大。例如：用于信息查询系统和多媒体系统中的实时系统。
10.试从交互性、及时性以及可靠性方面将分时系统与实时系统进行比较。
答：
分时系统 |
实时系统 |
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交互性 |
能向终端用户提供数据处理、资源共享等服务 |
仅限访问某些特定的服务程序或发送特定指令 |
及时性 |
没有截止时间 |
以控制对象所要求的截止时间来确定 |
可靠性 |
要求系统可靠 |
要求系统高度可靠 |
11.OS有哪几大特征？最基本的特征是什么？
答：并发、共享、虚拟、异步；
最基本：并发
12.在多道程序技术的OS环境下的资源共享与一般情况下的资源共享有何不同？对独占资源应采取何种共享方式？
答：
含义 |
方式 |
对于独占资源 |
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一般情况下的资源共享 |
某种资源能被大家使用，没有限制，也没有竞争 |
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OS环境下的资源共享（也称资源复用） |
系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。限定了时间（在内存期间）、地点（内存中），程序之间也会对共享资源有竞争 |
（1）互斥共享方式 （2）同时访问方式 |
互斥共享 |
【知识点4】
（1）临界资源（独占资源）：在一段时间内只允许一个进程访问的资源。
（2）典型的可供多个进程“同时”访问的资源是磁盘设备。
（3）并发和共享是多用户（多任务）OS的两个最基本特征。
13.什么是时分复用技术？举例说明为何能提高资源利用率。
答：时分复用技术（多道程序技术）指利用处理机空闲时间运行其他程序。
它能提高资源利用率的根本原因在于：它利用某设备为用户服务的空闲时间转去为其他用户服务，使设备得到最充分的利用。
【知识点5】
（1）时分复用技术和空分复用技术
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特点 |
时分复用技术 |
利用处理机的空闲时间运行其他程序 |
空分复用技术 |
利用存储器的空闲空间分区域存放和运行其他程序 |
（1）OS中利用时分复用和空分复用技术来实现“虚拟”。
（2）单纯的空分复用存储器只能提高内存的利用率，无法再逻辑上“扩容”，要实现此目的需引入虚拟存储技术。
（3）虚拟存储技术的本质是对内存的分时复用。
14.操作系统具有异步性特征的原因？
答：在多道程序下允许多个程序并发执行，但由于资源等因素限制，每个进程的推进不可预知，因而存在异步性。
15.处理机管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答：（1）进程控制（创建、撤销、控制运行）
（2）进程同步
（2）进程通信
（3）调度（作业调度、进程调度）
16.内存管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答：（1）内存分配（静态分配、动态分配）
（2）内存保护（一种比较简单的内存保护机制是设置两个界限寄存器）
（3）地址映射
（4）内存扩充（请求调入、置换）
17.设备管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答：（1）缓冲管理
（2）设备分配
（3）设备处理
18.文件管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？
答：（1）文件存储空间的管理
（2）目录管理
（3）文件的读写管理和保护（文件保护为：防止未经核准的用户存取文件、防止冒名顶替存取问题、防止以不正确的方式使用文件）
19.推动传统OS转变成为现代OS的主要因素是什么？
答：略
20.什么是微内核OS？
答：（1）足够小的内核
（2）基于客户/服务器模式
（3）应用“机制与策略分离”原理
（4）采用面向对象技术
21.微内核操作系统具有哪些优点？为何能有这些优点？
答：（1）提高了系统的可扩展性
（2）增强了系统的可靠性
（3）可移植性强
（4）提供了对分布式系统的支持
（5）融入了面向对象技术
原因略
22.现代操作系统较之传统操作系统又增加了哪些功能和特征？
答：（1）系统安全
（2）网络的功能和服务
（3）支持多媒体
23.在微内核OS中，为什么要采用客户/服务器模式？
答：C/S模式的优点：
（1）数据的分布处理和存储
（2）便于集中管理
（3）灵活性和可扩充性
（4）易于改编应用软件
24.在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术？
答：将进程管理、存储管理以及输入输出管理一分为二，属于机制的很小一部分放入微内核中，另外绝大部分放在微内核外的各种服务器中实现。
25.何为微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？
答：（1）进程（线程）管理
（2）低级存储器管理
（3）中断和陷入管理