第1章 作業系統概論作業

一、 單項選擇題（請將答案填在題前的括弧內）

（ ）1、作業系統負責為使用者程式完成（）的工作。

A、應用無關和硬體相關     B、 應用無關和硬體無關

C、應用相關和硬體相關     D、 應用相關和硬體無關

（  ）2、作業系統是對（）進行管理的軟體。

A、硬體   B、軟體   C、計算機資源   D、應用程式

（  ）3、使用者通過（）來呼叫作業系統。

A、 跳轉指令         B、 子程式呼叫指令  

C、 系統呼叫指令    D、 以上3種方始都可

（  ）4、所謂（）是指將一個以上的作業放到主存，這些作業共享計算機資源，且同時處於執行開始與執行結束之間。

A、多道   B、批處理   C、分時D、實時

（  ）5、以下下（）不是分時系統的特徵。(互動性，多路性，及時性、獨立性)

A、互動性   B、多路性   C、及時性 D、同時性

（  ）6、計算機作業系統的功能是（）。

A、把原始碼轉換成目的碼

B、提供硬體與軟體之間的轉換

C、提供各種中斷處理程式

D、管理計算機資源並提供使用者介面

（  ）7作業系統的特徵是（）共享、虛擬以及非同步

A、併發   B、多道  C、中斷  D、實時

（  ）8、處理器將作業系統程式執行的狀態與使用者程式執行狀態稱為？

A 遮蔽中斷狀態和開放中斷狀態

（  ）9、下列什麼不是OS關心的主要問題

A、管理計算機裸機

B、設計使用者程式與計算機硬體系統的介面

C、管理計算機系統資源

D、高階程式設計語言的編譯器

（  ）10、允許多個使用者互動方式使用計算機的OS稱為（B ）；允許多個使用者將作業計算機集中處理的計算機稱為（A  ）；計算機系統及時處理過程控制資料並作出響應的OS稱為（    D）。

A、批處理OS  B、分時OS  C、多處理器OS  D、實時OS E、網路OS

（）11、linux的設計模式屬於（A），windows的設計模式屬於（

A 單核設計模式  B 微核設計模式  C 面向物件的設計模式  D、C/S模式

二、判斷題目

1、UNIX作業系統是多使用者作業系統（ √）

2、windows是多工作業系統（√ ）

3、使用者程式可以通過設定程式狀態字進入核心態執行（× ）

4、中斷指令是一種特權指令（ √）

5、微核心作業系統提供訊息機制，比整體核心執行效率高（ ×）

6、作業系統是計算機系統中的第一層軟體（√ ）

7、虛擬是指虛擬儲存功能和虛擬檔案系統功能（ ×）

三、填空題

1、作業系統提供（程式設計介面）和（命令介面）兩種使用者介面。

2、負責解釋作業系統命令的程式叫（命令解釋程式）。Linux的這個程式叫（ shell ）。

3、系統呼叫是通過（   中斷          ）來實現的。當發生系統呼叫，處理器的狀態會從（      使用者  ）態變為（  核       ）態。

4、輸出重定向的符號是（     “>”   ）。

5、後臺執行命令是指（完成命令的程序在低優先順序上執行     ）。

四、問答題

1、什麼是作業系統？有哪些基本功能？

2、單核作業系統與微核作業系統有啥區別？各有什麼優缺點？

3、為什麼機器要分成至少兩種狀態：核態和使用者態？開機時機器應處於哪種狀態？為什麼？

4、作業系統提供哪些虛擬技術？

5、什麼是並行？什麼是併發？

6、簡述系統呼叫的實現過程

使用者在需要執行特權指令時，呼叫系統呼叫，陷入核心（不同的任務，所對應呼叫的系統呼叫號也不同，在呼叫系統呼叫陷入核心時，會同時向OS核心傳入一個系統呼叫號i）

進入核心後，根據i查詢系統呼叫表，找到呼叫號為i的系統呼叫的處理程式碼

核心執行完系統呼叫處理程式碼後，從核心態返回使用者態

五、設有3道程式A、B、C，按照A、B、C次序執行，單處理器，一套I/O裝置，是分別畫出單道和多道執行的時間關係圖，計算二種情況下CPU的利用率。三道程式計算軌跡如下：

A：計算20ms ，I/O30ms，計算10ms

B：計算40ms，I/O20ms，計算10ms

C:計算10ms，I/O30ms，計算20ms

一、填空

1．計算機由硬體系統和軟體系統兩個部分組成，它們構成了一個完整的計算機系統。

2．按功能劃分，軟體可分為系統軟體和應用軟體兩種。

3．作業系統是在裸機上載入的第一層軟體，是對計算機硬體系統功能的首次擴充。

4．作業系統的基本功能是處理機（包含作業）管理、儲存管理、裝置管理和檔案管理。

5．在分時和批處理系統結合的作業系統中引入“前臺”和“後臺”作業的概念，其目的是改善系統功能，提高處理能力。

6．分時系統的主要特徵為多路性、互動性、獨立性和及時性。

7．實時系統與分時以及批處理系統的主要區別是高及時性和高可靠性。

8．若一個作業系統具有很強的互動性，可同時供多個使用者使用，則是分時作業系統。

9．如果一個作業系統在使用者提交作業後，不提供互動能力，只追求計算機資源的利用率、大吞吐量和作業流程的自動化，則屬於批處理作業系統。

10．採用多道程式設計技術，能充分發揮 CPU 和外部裝置並行工作的能力。

二、選擇

1．作業系統是一種 B 。

A．通用軟體B．系統軟體C．應用軟體D．軟體包

2．作業系統是對 C 進行管理的軟體。

A系統軟體B．系統硬體C．計算機資源D．應用程式

3．作業系統中採用多道程式設計技術，以提高CPU和外部裝置的 A 。

A．利用率B．可靠性C．穩定性D．相容性

4．計算機系統中配置作業系統的目的是提高計算機的 B 和方便使用者使用。

A．速度B．利用率C．靈活性D．相容性

5． C 作業系統允許多個使用者在其終端上同時互動地使用計算機。

A．批處理B．實時C．分時D．多道批處理

6．如果分時系統的時間片一定，那麼 D ，響應時間越長。

A．使用者數越少B．記憶體越少C．記憶體越多D．使用者數越多

三、問答

1．什麼是“多道程式設計”技術？它對作業系統的形成起到什麼作用？

答：所謂“多道程式設計”技術，即是通過軟體的手段，允許在計算機記憶體中同時存放幾道相互獨立的作業程式，讓它們對系統中的資源進行“共享”和“競爭”，以使系統中的各種資源儘可能地滿負荷工作，從而提高整個計算機系統的使用效率。基於這種考慮，電腦科學家開始把CPU、儲存器、外部裝置以及各種軟體都視為計算機系統的“資源”，並逐步設計出一種軟體來管理這些資源，不僅使它們能夠得到合理地使用，而且還要高效地使用。具有這種功能的軟體就是“作業系統”。所以，“多道程式設計”的出現，加快了作業系統的誕生。

2．怎樣理解“虛擬機器”的概念？

答：拿作業系統來說，它是在裸機上載入的第一層軟體，是對計算機硬體系統功能的首次擴充。從使用者的角度看，計算機配置了作業系統後，由於作業系統隱蔽了硬體的複雜細節，使用者會感到機器使用起來更方便、容易了。這樣，通過作業系統的作用使展現在使用者面前的是一臺功能經過擴充套件了的機器。這臺“機器”不是硬體搭建成的，現實生活中並不存在具有這種功能的真實機器，它只是使用者的一種感覺而已。所以，就把這樣的機器稱為“虛擬機器”。

3．對於分時系統，怎樣理解“從巨集觀上看，多個使用者同時工作，共享系統的資源；從微觀上看，各終端程式是輪流執行一個時間片”？

答：在分時系統中，系統把CPU時間劃分成許多時間片，每個終端使用者可以使用由一個時間片規定的CPU時間，多個使用者終端就輪流地使用CPU。這樣的效果是每個終端都開始了自己的工作，得到了及時的響應。也就是說，“從巨集觀上看，多個使用者同時工作，共享系統的資源”。但實際上，CPU在每一時刻只為一個終端服務，即“從微觀上看，各終端程式是輪流執行一個時間片”。

1.作業系統的作用

答：作業系統提供了程式執行的環境。它的職能是管理和控制計算機系統中的所有軟硬體資源，合理的組織計算機工作流程，併為使用者提供一個良好的工作環境與友好的介面。

2.作業系統包括哪些功能

答：

儲存器管理功能，主要包括：記憶體分配、地址對映、記憶體保護和記憶體擴充。

處理機管理功能，其功能包括：作業和程序排程，程序控制和程序通訊。

裝置管理功能，主要包括：緩衝區管理、裝置分配、裝置驅動和裝置無關性（裝置處理）。

檔案管理功能，其功能包括：檔案儲存空間的管理、檔案操作的一般管理、目錄管理、檔案的讀寫管理，存取控制和保護。

使用者介面：命令介面、程式介面、圖形介面

3.核心模式和使用者模式

答：核心模式一般指作業系統管理程式執行的狀態，具有較高的特權級別。

使用者模式一般指使用者程式執行時的狀態，具有較低的特權級別。

當處理器處於管態時全部指令（包括特權指令）可以執行，可使用所有資源，並具有改變處理器狀態的能力。當處理器處於使用者模式時，就只能執行非特權指令。特權級別不同，可執行指令集合也不同。特權級別越高，可以執行指令集合越大。高特權級別對應的可執行指令集合包含低特權級的。核心模式到使用者模式的唯一途徑是通過中斷。

4.作業系統提供的服務有哪些

答：程式執行、I/O 操作、檔案系統處理、通訊、錯誤檢測、資源分配、戶管理、保護

5.系統呼叫的工作機制

使用者在需要執行特權指令時，呼叫系統呼叫，陷入核心（不同的任務，所對應呼叫的系統呼叫號也不同，在呼叫系統呼叫陷入核心時，會同時向OS核心傳入一個系統呼叫號i）

進入核心後，根據i查詢系統呼叫表，找到呼叫號為i的系統呼叫的處理程式碼

核心執行完系統呼叫處理程式碼後，從核心態返回使用者態

6作業系統的結構有哪些，各自優缺點

答：1.簡單結構 2. 層次化設計3.微核心

要求：能用簡單的語言說明不同結構作業系統的特點

7虛擬機器的優點

答：虛擬機器技術主要有兩個優點。

首先，通過完全的保護系統資源，虛擬機器提供了一個健壯的安全保護層。

其次，虛擬機器允許在不干擾正常的系統操作的情況下進行系統開發。

第2章  程序管理習題

一、選擇題（請把答案寫在小題前）

1、在單處理機系統中實現併發技術後，。

A 、程序在一個時間段內並行執行，CPU與外設間並行工作。

B、程序在一個時刻點上並行執行，CPU與外設間並行工作.

C、程序在一個時間段內並行執行，CPU與外設間序列工作.

D、程序在一個時刻點上並行執行，CPU與外設間序列工作.

2、執行緒模型中,作業系統分配CPU以外的資源以為單位.

A、程式  B、 指令  C、 程序  D 、執行緒

3、作業系統中，當，程序從執行狀態轉為就緒態。

A、程序被程序排程程式選中   B、時間片用完

C、等待某一事件發生          D、等待的事件發生

4、一個程序是

A、協處理器執行的程式           B、一個獨立的程式+資料集

C、PCB結構與程式和資料的集合     D、一個獨立的程式

5、作業系統中，當，程序從執行狀態轉為等待態。

A、程序被程序排程程式選中   B、時間片用完 

C、等待某一事件發生          D、等待的事件發生

   6、n個程序有（）種排程次序。

      A、n     B n!    C  1

7、若訊號量S的初值為2，當前值為-1，則表示有個        等待程序？

 A、3    B、2    C、1    D、0

8、 下面