操作系统习题1—操作系统概述

1、简述多道程序设计技术的基本思想。为什么采用多道程序设计技术可以提高资源的利用率？

多道程序设计技术的基本思想为：内存同时保持多道程序，处理机以交替的方式同时处理多道程序，这些程序共享系统中的各种硬/软件资源。宏观上看，已有多道程序开始运行且尚未结束，微观上看，某一时刻处理机只运行某道作业。

由于同时在内幕才能中装有若干道程序，这样可以在运行程序 A 时，利用其因 I/O 操作时而暂停的 CPU 空挡时间，再调度另一道程序 B 运行，同样可以利用程序 B 在 I/O 时的 CPU 空挡时间调度程序 C，使多道程序交替进行，保持 CPU 处于忙碌状态，系统吞吐量大。而且多道程序共享计算机资源，让各种资源得到了充分利用，从而有效提升了资源的利用率。

2. 举一个现实生活中的并发和共享的例子。

（1）并发：

在本科生迎新当天，新到校的本科生们有很多东西需要领取。他们先去对应学院的帐篷领取学院发放的物资，然后去学生服务中心领取自己的校园卡，最后再去理科教学楼领取需要的上课教材。完成这三件事大概需要两个小时，在这两个小时内，领取物资、领取校园卡、领取教材这三种行为就是并发执行的。

（2）共享

• 互斥共享方式
  我们使用打印机来打印资料时，不同的人都可以共享这一台打印机，但是同一时间段只允许一个人使用打印机，只有此人使用完了下一个人才能使用。

• 同时访问方式
  在课堂的最后十五分钟时，老师布置了一道课堂作业让同学们完成，并规定下课后把作业交到讲台上。在下课交作业的这五分钟，宏观角度看，同学们交作业的行为是同时发生的；而在微观上，提交作业的行为是交替进行的，这个同学交了作业，接着是下一个同学交。

3. 操作系统最基本的功能有哪些？

操作系统最基本的功能由五部分组成，分别是处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能、与用户的接口。

（1）处理机管理功能：

进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等功能。

（2）存储器管理功能：

内存分配和回收、内存保护、地址映射和内存扩展等功能。

（3）设备管理功能

缓冲管理、设备分配、设备处理以及虚拟设备等功能。

（4）文件管理功能：

对文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理以及文件的共享与保护等功能。

（5）与用户的接口：

为了方便用户对操作系统的使用，操作系统向用户提供了“用户与操作系统的接口”，该接口通常可分为两类：命令接口和程序接口。

4. 操作系统内核的主要功能模块有哪些？若采用微内核运行模型，原来在内核的功能中，哪些功能在微内核中实现？哪些由用户态运行的进程实现？

操作系统内核的主要功能模块有：系统初始化模块、进程管理模块、存储管理模块、文件管理模块、外设管理模块。

微内核体系结构将内核中最基本的功能保留在内核中，而将那些不需要在核心态执行的功能移到用户态执行。这降低了内核设计的复杂度，有效地分离了内核与服务、服务与服务，使得它们之间的接口更加清晰，维护代价大大降低。

若采用微内核运行模型，原来在内核的功能中，中断处理程序以及一些的进程调度切换代码等少量系统功能继续在内核中实现，操作系统的大部分系统调用处理等功能转由用户态运行的进程实现。

5. 系统调用和用户级的函数调用的差别是什么？

最后

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