本文格式為Word版，下載可任意編輯——操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題（含答案）

操作系統(tǒng)

第一章概論

1.1學(xué)習(xí)指導(dǎo)

操作系統(tǒng)是運行在計算機硬件系統(tǒng)上的最基本的系統(tǒng)軟件。它操作和管理著所有的系統(tǒng)硬件，也控制和管理著所有的系統(tǒng)軟件，操作系統(tǒng)對計算機使用者提供了一種良好的操作環(huán)境，也為其他各種應(yīng)用系統(tǒng)提供了最基本的支撐環(huán)境。

現(xiàn)代操作系統(tǒng)是一個繁雜的系統(tǒng)軟件，它與計算機硬件系統(tǒng)有千絲萬縷的聯(lián)系，也與用戶有著密不可分的關(guān)系，它在計算機系統(tǒng)中位于計算機裸機和計算機用戶之間。緊挨著硬件的就是操作系統(tǒng)，它通過系統(tǒng)核心程序?qū)τ嬎銠C系統(tǒng)中的幾類資源進行管理，如處理機、存儲器、輸入/輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)與文檔資源、用戶作業(yè)等，并向用戶提供若干服務(wù)，通過這些服務(wù)將所有對硬件的繁雜操作隱蔽起來，為用戶提供一個透明的操作環(huán)境。

在操作系統(tǒng)的外層是其它系統(tǒng)軟件。操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件。用戶可以直接通過系統(tǒng)軟件層與計算機打交道，也可以建立各類應(yīng)用軟件和應(yīng)用系統(tǒng)，通過它們來解決用戶的問題。由此可見，操作系統(tǒng)是介于計算機硬件和用戶之間的一個接口。

根據(jù)操作系統(tǒng)的功能特征，可將操作系統(tǒng)分為批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)三種基本類型。不同類型的操作系統(tǒng)有不同的作業(yè)用戶，適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

本章的重點內(nèi)容是：對一些術(shù)語及概念的了解及認識，如批處理、吞吐量、作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間、分時(簡單分時、具有“前臺〞和“后臺〞的分時系統(tǒng)、基于多道程序設(shè)計的分時系統(tǒng))、實時、多道程序設(shè)計、時間片及操作系統(tǒng)的特征(并發(fā)、共享、虛擬、不確定性)。1.2學(xué)習(xí)自評

一、選擇題

1.組成計算機系統(tǒng)軟件的基本部分是__________。

A.應(yīng)用軟件B.語言處理程序C.例行服務(wù)程序D.操作系統(tǒng)

2.把處理機的時間分成很短的時間片（如幾百毫秒），并把這些時間片輪番地分派給各聯(lián)

機作業(yè)使用的技術(shù)稱為__________。

A.分時技術(shù)B.實時技術(shù)C.批處理技術(shù)D.多道程序設(shè)計技術(shù)3.所謂__________是指一個以上的作業(yè)放入主存，并且同時處于運行狀態(tài)。這些作業(yè)共

享處理機的時間和外圍設(shè)備等其他資源。

A.多重處理B.多道程序設(shè)計C.多道批處理D.共行執(zhí)行

4.在一個以批處理為主的系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)的吞吐量，總是要力爭縮短用戶作業(yè)的

__________。

A.周轉(zhuǎn)時間B.運行時間C.提交時間D.完成時間5.在批處理系統(tǒng)中，周轉(zhuǎn)時間是指__________。

A.作業(yè)的運行時間B.作業(yè)等待時間和運行時間之和

C.作業(yè)的相對等待時間D.作業(yè)被調(diào)度進入內(nèi)存到運行完畢的時間6.在分時系統(tǒng)中，時間片一定，__________，響應(yīng)時間越長。

A.內(nèi)存越多B.內(nèi)存越少C.用戶數(shù)越多D.用戶數(shù)越少

7.操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計技術(shù)以提高CPU和外部設(shè)計的__________。A.利用率B.可靠性C.穩(wěn)定性D.兼容性

8.多道批處理系統(tǒng)的硬件支持是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的__________。

A.RISC技術(shù)B.通道和中斷機構(gòu)

C.集成電路D.高速內(nèi)存

9.下面6個系統(tǒng)中，必需是實時操作系統(tǒng)的有__________個。

計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)、航空訂票系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、機器翻譯系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、計算機激光照排系統(tǒng)

A.1B.2C.3D.4

10.若操作系統(tǒng)看作是計算機資源的管理者，則以下不屬于操作系統(tǒng)管理的資源的是

__________。

A.程序B.內(nèi)存C.CPUD.中斷

11.操作系統(tǒng)的功能是進行文件管理、處理器管理、作業(yè)管理、設(shè)備管理和（）管

理。

A.存儲器B.進程C.系統(tǒng)D.JCB12.操作系統(tǒng)按功能特征分的基本類型主要有（）。

A.批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)及多任務(wù)系統(tǒng)

B.實時操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)及分時操作系統(tǒng)C.單用戶系統(tǒng)、多用戶系統(tǒng)及批處理系統(tǒng)D.實時系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和多用戶系統(tǒng)

13.以下不是操作系統(tǒng)關(guān)心的主要問題是()。

A.管理計算機裸機

B.設(shè)計、提供用戶程序與計算機硬件系統(tǒng)的界面C.管理計算機系統(tǒng)資源D.高級程序設(shè)計語言的編譯器

14.（）操作系統(tǒng)允許在一臺主機上同時連接多臺終端，多個用戶可以通過各自的終

端同時交互地使用計算機。

A.網(wǎng)絡(luò)B.分布式C.分時D.實時

15.在（）操作系統(tǒng)控制下，計算機系統(tǒng)能及時處理由過程控制反饋的數(shù)據(jù)并作出響

應(yīng)。A.實時B.分時C.分布式D.單用戶16.操作系統(tǒng)是一組（）。

A.文件管理程序B.中斷處理程序C.資源管理程序D.設(shè)備管理程序17.計算機操作系統(tǒng)的功能是（）。

A.把源程序代碼轉(zhuǎn)換為目標(biāo)代碼B.實現(xiàn)計算機用戶之間的相互交流

C.完成計算機硬件和軟件之間的轉(zhuǎn)換

D.控制和管理計算機系統(tǒng)的資源和程序的執(zhí)行18.設(shè)計實時操作系統(tǒng)時，首先應(yīng)考慮系統(tǒng)的（）。

A.可靠性和靈活性B.實時性和可靠性

C.靈活性和可靠性D.優(yōu)良性和分派性19.從用戶的觀點看，操作系統(tǒng)是（）。

A.用戶與計算機之間的接口

B.控制和管理計算機資源的軟件C.合理地組織計算機工作流程的軟件

D.由若干層次的程序按一定的結(jié)構(gòu)組成的有機體

20.用戶使用操作系統(tǒng)尋常有三種手段，它們是操作控制、系統(tǒng)調(diào)用和（）。

A.計算機高級語言B.宏命令C.作業(yè)控制語言D.匯編語言

二、填空題

21.根據(jù)服務(wù)對象不同，常用的單處理機OS可以分為如下三種類型：允大量個用戶在其終

端上同時交互地使用計算機的OS稱為，它尋常采用策略為用戶服務(wù)；允許用戶把若干個作業(yè)提交給計算機系統(tǒng)集中處理的OS稱

為，衡量這種系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)是；在的控制下，計算機能及時地處理由過程控制反饋的數(shù)據(jù)并作出響應(yīng)。設(shè)計這種系統(tǒng)時，

應(yīng)首先考慮系統(tǒng)的。

22.實時系統(tǒng)一般采用方法來提高可靠性。

23.從資源分派的角度講，計算機系統(tǒng)中的資源分為、、和。

24.在分時和批處理系統(tǒng)結(jié)合的操作系統(tǒng)中引入了“前臺〞和“后臺〞作業(yè)的概念，其目

的是。

25.采用多道程序設(shè)計技術(shù)能充分發(fā)揮與并行工作的能力。26.按內(nèi)存中同時運行程序的數(shù)目可以將批處理系統(tǒng)分為兩類：和。

27.并發(fā)和是操作系統(tǒng)的兩個最基本的特征，兩者之間互為存在條件。28.操作系統(tǒng)的主要性能參數(shù)有和等。前者指的是單位時間內(nèi)

系統(tǒng)處理的作業(yè)量，后者指的是在一個給定時間內(nèi)，系統(tǒng)的一個指定成分被使用的時間比例。三、自評參考答案

1.D2.A3.B4.A5.B6.C7.A8.C9.C10.D11.A12.B13.D14.C15.A16.C17.D18.B19.A20.C21.分時OS，時間片輪轉(zhuǎn)，批處理OS，吞吐量，實時OS，實時性和可靠性22.雙工體制23.處理機、存儲器、輸入輸出設(shè)備、文件24.為了提高CPU的利用率25.CPU、外設(shè)26.單道批處理系統(tǒng)、多道批處理系統(tǒng)27.共享28.吞吐量、利用率

其次章進程管理

2.1學(xué)習(xí)指導(dǎo)

本章是操作系統(tǒng)中最重要的一章，它涉及的內(nèi)容和概念較多，而且有一部分概念具有一定的難度。

程序在順序執(zhí)行時，具有順序性、封閉性和可再現(xiàn)性。但為了提高計算機資源的利用率和加強系統(tǒng)的處理能力而引入了硬件并行操作，這可使某些程序并發(fā)執(zhí)行，所謂并發(fā)是指在同一時間間隔內(nèi)有若干事件發(fā)生。程序的并發(fā)執(zhí)行不僅能提高系統(tǒng)的吞吐量，而且可顯著地改善資源的利用率，所以并發(fā)已成為現(xiàn)代操作系統(tǒng)的一個基本特征。但是，程序的并發(fā)執(zhí)行，使之失去了順序程序的封閉性和可再現(xiàn)性，程序與計算不再一一對應(yīng)，并產(chǎn)生了相互制約。為了描述程序的并發(fā)執(zhí)行而引入了進程的概念。

所謂進程可理解為“可與其他程序并發(fā)執(zhí)行的程序的一次執(zhí)行〞。為了描述和控制進程的運行，系統(tǒng)為每個進程定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被稱為PCB，PCB是進程存在的帷一標(biāo)志。進程具有五個基本特征：動態(tài)性、并發(fā)性、獨立性、異步性和結(jié)構(gòu)特征。

由于進程運行的休止性，決定了進程至少有三種基本狀態(tài)：就緒、執(zhí)行和阻塞(等待)，

三種基本狀態(tài)可經(jīng)一定的觸發(fā)條件而轉(zhuǎn)換。

進程是資源分派的基本單位，同時進程也可作為獨立運行的基本單位，用戶可以從進程的觀點來研究操作系統(tǒng)。但由于系統(tǒng)資源數(shù)量的有限，必然導(dǎo)致諸進程間競爭資源。用戶進程和系統(tǒng)進程之間、同一用戶作業(yè)的內(nèi)部進程之間、不同用戶各作業(yè)的進程之間、各系統(tǒng)進程之間都存在資源競爭問題。競爭資源的進程間存在著兩種關(guān)系：(1)資源共享。雖然諸進程可以共享資源，但有些資源僅允許一個進程使用，我們把這種資源稱為“臨界資源〞，每個進程訪問臨界資源的那段代碼稱為“臨界區(qū)〞，應(yīng)保證諸進程互斥地進入臨界區(qū)，即進程互斥；(2)資源共享。兩個或多個相關(guān)進程相互合作，完成一共同任務(wù)，此時，它們在執(zhí)行時序上必需協(xié)調(diào)，即進程同步。為實現(xiàn)進程的互斥與同步，系統(tǒng)中必需設(shè)置相應(yīng)的同步機構(gòu)，該機構(gòu)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則是：空閑讓進、忙則等待、有限等待和讓權(quán)等待。常用的同步機構(gòu)有鎖和信號量等。

信號量是管理臨界區(qū)的公有資源，它代表可用資源實體。信號量僅能由P、V原語來對其進行修改。利用信號量可實現(xiàn)進程的互斥與同步，經(jīng)典的進程同步問題有：生產(chǎn)者和消費者問題、讀者和寫者問題、哲學(xué)家進餐問題等。

所謂進程通信是指進程之間交換信息，通信可分為低級通信和高級通信。P、V操作屬于低級通信方式，該方式以控制進程并發(fā)執(zhí)行為主要目的，而利用通信原語進行高級通信則是以通信為主要目的。

一個作業(yè)從提交到完成一般要經(jīng)歷三個階段：(1)高級調(diào)度。它決定了將哪些處于后備狀態(tài)的作業(yè)調(diào)入內(nèi)存準(zhǔn)備執(zhí)行；(2)低級調(diào)度。它決定了就緒隊列中的哪一個進程將獲得處理機，并使之執(zhí)行；(3)中級調(diào)度。它實現(xiàn)內(nèi)外存進程的對換。進程調(diào)度有兩種方式：剝奪調(diào)度(搶占式調(diào)度)和非剝奪調(diào)度(非搶占式調(diào)度)方式。在批處理系統(tǒng)中常用的進程調(diào)度算法有：先來先服務(wù)FCFS、最短CPU運行期優(yōu)先、高優(yōu)先數(shù)優(yōu)先、響應(yīng)比高者優(yōu)先等，在分時系統(tǒng)中常用的進程調(diào)度算法有：時間片輪轉(zhuǎn)、多級反饋隊列等調(diào)度算法。

進程間的關(guān)系十分繁雜。假使對競爭失控，產(chǎn)生的后果是要么資源在使用過程中遭到破壞，要么各進程為爭奪資源而形成僵持局面(死鎖)。產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為諸進程對共享資源的競爭和進程推進順序不當(dāng)。產(chǎn)生死鎖的必要條件有：互斥條件、請求和保持條件、不剝奪條件和環(huán)路等待條件。解決死鎖的方法也有四種：預(yù)防死鎖、避免死鎖、檢測死鎖和解除死鎖。在預(yù)防死鎖中我們可以通過破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件的后三個來實現(xiàn)，如靜態(tài)資源分派法和有序資源分派法，但它們都加了較強的限制條件。避免死鎖是在資源分派過程中防止系統(tǒng)進入擔(dān)憂全態(tài)，我們可以用銀行家算法。檢測死鎖是在系統(tǒng)中設(shè)置一死鎖檢測機構(gòu)，能及時地檢測出發(fā)生的死鎖。解除死鎖是當(dāng)檢測到發(fā)生死鎖后，將進程從死鎖狀態(tài)中解脫出來，常采用剝奪資源和撤消進程兩種方法。

本章的重點內(nèi)容是：進程的基本概念(包括進程的定義、進程的特征、進程的狀態(tài)及其變遷、進程的組成、進程控制塊的內(nèi)容及作用)；進程的控制(包括進程的建立、進程的撤消、進程的阻塞、進程喚醒等)；原語的含義、作用及內(nèi)容；臨界資源、臨界區(qū)的基本概念；進程互斥與同步的基本概念；P、V操作的控制機理；進程間的通信；常用進程調(diào)度算法；死鎖的基本概念；產(chǎn)生死鎖的原因和預(yù)防死鎖產(chǎn)生的具體措施等。2.2學(xué)習(xí)自評

一、選擇題

1．關(guān)于對進程概念的表達，以下說法錯誤的是。

A.進程是一個程序與數(shù)據(jù)的集合B.進程是程序的一次執(zhí)行C.進程是內(nèi)存中一組指令序列的執(zhí)行過程D.進程是一個計算過程2．對進程的描述中，以下說法錯誤的是。

A.一個進程可以包含若干個程序B.一個程序可以對應(yīng)多個進程C.進程必需由程序作為其組成部分D.一個程序僅對應(yīng)一個進程3．以下關(guān)于進程的表達中，正確的是。

A.進程申請CPU得不到滿足時，其狀態(tài)變?yōu)榈却隣顟B(tài)

B.在單CPU系統(tǒng)中，任一時刻可有多個進程處于運行狀態(tài)C.優(yōu)先級是進行進程調(diào)度的重要依據(jù)，一旦確定，不能改變D.進程獲得處理機而運行是通過調(diào)度而得到的4．進程是。

A.一個程序段B.一個程序單位

C.一個程序與數(shù)據(jù)的集合D.一個程序的一次執(zhí)行5．，不是引入進程的直接目的。A.多道程序同時在主存中運行

B.主存中各程序之間存在著相互依靠、相互制約的關(guān)系C.程序的狀態(tài)不斷地發(fā)生變化D.程序需要從頭至尾的執(zhí)行

6．以下有關(guān)進程和程序的主要區(qū)別中，表達是錯誤的是。A.進程是程序的執(zhí)行過程，程序是代碼的集合

B.進程是動態(tài)的，程序靜態(tài)的

C.進程可為多個程序服務(wù)，而程序不能為多個進程服務(wù)

D.一個進程是一個獨立的運行單位，一個程序段不能作為一個獨立的運行單位7．不是組成進程的元素。

A.數(shù)據(jù)B.程序段C.進程控制塊D.變量8．不是進程的特征。

A.動態(tài)性B.并發(fā)性C.共享