【计算机四级考试】第一章 操作系统引论
计算机操作系统章节复习题及答案
第一章 操作系统引论一、单项选择题 1、操作系统是一种（B ）。
A.应用软件 B. 系统软件 C.通用软件 D. 工具软件 2、操作系统是一组（C ）。
A.文件管理程序 B.中断处理程序 C.资源管理程序 D.设备管理程序 3、 操作系统是计算机系统的核心软件。
按功能特征的不同，可把操作系统分为[B ]、[E ]、[C ]、个人机系统、网络操作系统和分布式操作系统等基本类型。
其中[B ]的主要目标是提高系统的吞吐率和效率，而[E ]是一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU 就应该立即处理该数据并将结果及时送回，例如[D ]等。
供选择的答案： [1][2][3] A 、 单用户系统 B 、多道批处理系统 C 、分时系统 D 、微机操作系统 E 、实时系统 [4] A 、计算机激光照排系统 B 、办公自动化系统 C 、计算机辅助设计系统 D 、航空订票系统 4、操作系统是为了提高计算机的[B ]和方便用户使用计算机而配置的基本软件。
它负责管理计算机系统中的[C ]，其中包括[F ]，[A ]，外部设备和系统中的数据。
操作系统中的[F ]管理部分负责对进程进行管理。
操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[B ]。
供选择的答案： [1] A 、速度 B 、利用率 C 、灵活性 D 、兼容性 [2] A 、程序 B 、功能 C 、资源 D 、进程 [3][4] A 、主存储器 B 、虚拟存储器 C 、运算器 D 、控制器 E 、微处理器 F 、处理机 [5] A 、数据库系统 B 、文件系统 C 、检索系统 D 、数据库 E 、数据存储系统 F 、数据结构 G 、数据库管理系统 5、现代操作系统的基本特征是（C ） 、资源共享和操作的异步性。
A.多道程序设计 B. 中断处理 C.程序的并发执行 D. 实现分时与实时处理 6、引入多道程序的目的在于（A ）。
A. 充分利用CPU ，减少CPU 等待时间 B. 提高实时响应速度 C. 有利于代码共享，减少主、辅存信息交换量 D. 充分利用存储器 7、 并发性是指若干事件在（B ）发生。
第一章操作系统引论
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用
• 1.1.1 操作系统的目标
• 1.1.2 操作系统的作用
• 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
第一章 操作系统引论 1.1.2 操作系统的作用
1．OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
OS作为用户与计算机硬件系统之间接口的含义是：OS处
于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。
在20世纪60和70年代，又分别出现了能有效提高I/O设备 和CPU利用率的SPOOLing系统和改善存储器系统利用率的虚 拟存储器技术，以及在网络环境下，在服务器上配置了允许 所有网络用户访问的文件系统和数据库系统。
第一章 操作系统引论 2．方便用户 当资源利用率不高的问题得到基本解决后，用户在上机、 调试程序时的不方便性便又成为主要矛盾。于是人们又想方 设法改善用户上机、调试程序时的环境，这又成为继续推动 OS发展的主要因素。随之便形成了允许进行人机交互的分时 系统，或称为多用户系统。在20世纪90年代初出现了受到用 户广泛欢迎的图形用户界面，极大地方便了用户使用计算机， 使中小学生都能很快地学会上机操作，这无疑会更加推动计 算机的迅速普及。
时相应OS的功能和性能也都有显著的增强和提高。
第一章 操作系统引论 在多处理机快速发展的同时，外部设备也在迅速发展。 例如，早期的磁盘系统十分昂贵，只能配置在大型机中。随
着磁盘价格的不断降低且小型化，很快在中、小型机以及微
型机上也无一例外地配置了磁盘系统，而且其容量还远比早 期配置在大型机上的大得多。现在的微机操作系统(如
外部存储器 软盘 输入设备
0 0 1 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 101
01-第一章操作系统引论
(2) 顺序性 ������
(3) 单道性
卡 片 阅 读 机
卡片
磁带机
打 印 机
IBM 1401
IBM 7094
IBM 1401
输入磁带
输出磁带
图1－4 早期批处理系统
$END Data for program $RUN $LOAD Fortran program $FORTRAN $JOB, 10,429754
3.多道批处理系统的优缺点
(1) 资源利用率高 (2) 系统吞吐量大 (3) 可提高内存和I/O设备利用率 (4) 平均周转时间长 (5) 无交互能力。 面向主机系统,适合大型科学计
算、数据处理。
4.多道批处理需要解决的问题
(1) 处理机管理问题。 (2) 内存管理问题。 (3) I/O设备管理问题。 (4) 文件管理问题。 (5) 作业管理问题。
图 1-6 单道和多道程序运行情况
2.多道批处理系统的特点
• 多道： 多道指某个作业占用CPU，若由于某种原因 暂时不用CPU 则系统让第二个作业占用CPU， 作业宏观并行，微观串行。 • 成批处理： 用户自己不能干预自己作业的运行，一旦发 现作业错误不能及时改正，并延长开发软件 时间，所以适用于成熟的程序。 • 无序性：执行完成次序不定。 • 调度性：作业调度，进程调度。
图 1-2 脱机I/O示意图
脱机输入技术
为解决低速输入设备与CPU速度 不匹配的问题，可将用户程序和数 据，在一台外围计算机的控制下， 预先从低速输入设备输入到磁带上， 当CPU需要这些程序和数据时，再直 接从磁带机高速输入到内存，从而 大大加快了程序的输入过程，减少 了CPU等待输入的时间。
脱机输出技术
OS是掌控计算机上的一切事情的软件系统！
第一章操作系统引论
第一章操作系统引论1.1操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标1.1.2操作系统的作用1.1.3推动操作系统发展的主要动力1.1操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标1.1.2操作系统的作用1.1.3推动操作系统发展的主要动力1.1.1操作系统的目标1.1.2操作系统的作用1.1.3推动操作系统发展的主要动力1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.2操作系统的发展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1.2.2单道批处理系统1.2.3多道批处理系统1.2.4分时系统1.2.5实时系统1.2.6微机操作系统的发展1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性1.3.2共享性1.3.3虚拟技术1.3.4异步性进程管理1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性1.3.2共享性1.3.3虚拟技术1.3.4异步性1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性1.3.2共享性1.3.3虚拟技术1.3.4异步性1.3操作系统的基本特性1.3.1并发性1.3.2共享性1.3.3虚拟技术1.3.4异步性1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1.4.2存储器管理功能1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1.4.2存储器管理功能1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1.4.2存储器管理功能1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1.4.2存储器管理功能1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口1.4操作系统的主要功能1.4.1处理机管理功能1.4.2存储器管理功能1.4.3设备管理功能1.4.4文件管理功能1.4.5操作系统与用户之间的接口1.5OS结构设计1.5.1传统的操作系统结构1.5.2客户/服务器模式1.5.3面向对象的程序设计1.5.4微内核OS结构1.5OS结构设计1.5.1传统的操作系统结构1.5.2客户/服务器模式1.5.3面向对象的程序设计1.5.4微内核OS结构1.5OS结构设计1.5.1传统的操作系统结构1.5.2客户/服务器模式1.5.3面向对象的程序设计1.5.4微内核OS结构1.5OS结构设计1.5.1传统的操作系统结构1.5.2客户/服务器模式1.5.3面向对象的程序设计1.5.4微内核OS结构为此，系统应设置相应的数据结构，用于记录文件存储空间的使用情况，以供分配存储空间时参考；系统还应具有对存储空间进行分配和回收的功能。
全国计算机等级考试四级网络工程师操作系统原理部分
操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。
研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。
操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。
2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。
3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。
4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。
1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。
1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。
缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。
3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。
控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。
目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。
管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。
PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。
第1章 操作系统引论
● 操作系统的产生和发展
●
操作系统的特征 操作系统的功能 操作系统的类型
●
●
1.1 操作系统的定义
资源管理的观点 1
●操作系统：是控制和管理计算机的软、硬件资源， 操作系统：是控制和管理计算机的软、硬件资源，
合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集 合理地组织计算机的工作流程， 合。 2 用户的观点
● ● ●
高可靠性 过载保护 对截止时间的要求
微机操作系统
●CP/M
操作系统
● MS-DOS ● OS/2 ● ●
操作系统
操作系统
UNIX 操作系统 Linux 操作系统
● Windows
操作系统
多处理机操作系统
● 引入原因 ●增加系统吞吐量 ●
节省投资
●提高系统可靠性
● 多处理机OS类型 多处理机OS类型 ●非对称多处理模式 非对称多处理模式——主-从模式 主 从模式 ●对称多处理模式 对称多处理模式——
1958年 年
第二代计算机上有了监控系统（OS雏形） 第二代计算机上有了监控系统（ 雏形） 雏形
第二代： 第二代：监控系统
● 第二代计算机主要用于科学和工程计算，程序大 多用FORTRAN语言书写，该语言适用于作数值运 算，当时主机上用的控制程序称之为监控程序 （Monitor），其功能相对比较简单，监控程序是 操作系统的雏形 。 ● 单道批处理系统（Simple Batch System）是将所有 的作业用一台相对比较便宜的计算机（如IBM 1401） 输入到磁带上，此计算机称为输入/输出机，实施 数值运算、速度较快的计算机称为主机（如 IBM7094）。大批的作业在输入/输出机的控制下 输入到磁带后，用一个特殊的程序来控制作业的读 入和运行，这个特殊的程序叫作业控制语言（JCL， Job Control Language）书写，它能控制程序的运行， 如图所示。
第一章操作系统引论
第一章操作系统引论在我们日常使用电脑、手机等电子设备时，操作系统是那个默默在背后工作，却对我们的体验起着至关重要作用的“幕后英雄”。
那么，操作系统到底是什么？它又是如何影响我们的生活和工作的呢？让我们一起来揭开操作系统的神秘面纱。
操作系统，简单来说，就是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它负责协调和控制计算机系统中各种硬件和软件组件的运行，为用户和应用程序提供一个方便、高效、稳定和安全的工作环境。
想象一下，如果我们的电脑没有操作系统，那会是怎样一番混乱的景象？每次我们想要运行一个程序，都需要自己去了解硬件的各种细节，手动配置各种参数，这简直是不可想象的。
而有了操作系统，这一切都变得简单起来。
它就像是一个尽职尽责的管家，把计算机系统中的各种资源管理得井井有条。
操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面：首先是处理器管理。
计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件，但在同一时间内，只能执行一个程序。
操作系统通过合理地分配 CPU时间，让多个程序能够并发执行，从而提高了 CPU 的利用率和系统的效率。
这就好比在一个繁忙的餐厅里，服务员合理地安排客人的座位，让更多的人能够享受到服务。
其次是内存管理。
内存是计算机用于存储正在运行的程序和数据的地方。
操作系统需要确保不同的程序能够安全、有效地共享内存资源，避免出现内存泄漏和冲突等问题。
它就像一个精明的仓库管理员，合理地安排货物的存放位置，确保仓库的空间得到充分利用，同时货物也能被快速找到和取出。
然后是设备管理。
计算机系统中有各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
操作系统要负责管理这些设备的驱动程序，协调它们与 CPU 的工作，使得用户能够方便地使用这些设备。
这就像是一个交通警察，指挥着不同的车辆有序地行驶，确保道路的畅通。
再就是文件管理。
我们在计算机中存储了大量的文件和数据，操作系统需要提供一个有效的文件系统，方便我们对文件进行创建、删除、读取、写入和搜索等操作。
第1章 操作系统引论
输出计算结果；用户取走结果并卸下纸带（或卡片）后，才
让下一个用户上机。
图1-2 格伦· 贝克(远)和贝蒂· 斯奈德(近) 在位于弹道研究实验室（BRL）Building 328的ENIAC上编程
图1-3 程序员贝蒂· 让· 詹宁斯（左）和弗兰· Bilas（右） 操作位于穆尔电气工程学院的ENIAC主控制面板。
用户=东家，计算机=大掌柜？
计算机系统包括软件和硬件部分。如果用户是计
算机的“东家”，那么操作系统就是替用户打理计
算机系统中所有的软、硬件资源的“大掌柜”。
用户对计算机的控制与操作，是通过操作系统来
完成的。正是操作系统提供的良好的界面，使得用
户能够方便自然地使用计算机资源。
1.1 操作系统概念
计算机发展到今天，从个人计算机到巨型计算机系统，毫无 例外都配置一种或多种操作系统。操作系统管理和控制计算
1.2.2 单道批处理系统
计算机发展的早期，没有任何用于管理的软件，所有的运 行管理和具体操作都由用户自己承担，任何操作出错都要重 做作业，CPU的利用率很低。 解决的方法有两个：首先配备专门的计算机操作员，程序 员不再直接操作机器，以减少操作机器的错误。另一个是进 行批处理，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业 编成一个作业执行序列。每一批作业将有专门编制的监督程 序(Monitor)自动依次处理。图1-4示出了单道程序顺序运行 情况。
2 虚拟机 裸机在最里层，它的外面是操作系统，通过操作系统提供 的资源管理功能和方便用户的各种服务功能，将裸机改造成 功能更强，且使用更方便的机器，通常称之为虚拟机
(Virtual Machine)。
1.1 操作系统概念
引入操作系统的目的可从三方面来考察： •观点一，从系统管理人员的观点来看，操作系统是计算机资源的管理者。 •观点二，从用户的观点来看，引入操作系统是为了给用户使用计算机提
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工作方式
用户：用户是程序员、操作员、计算机专业人员。
编程语言：机器语言
输入输出：纸带或卡片
计算机的工作特点
用户独占全机：资源利用率低。
CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算
完成后，手工卸取纸带或卡片；CPU利用率低。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O)
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
3.OS实现了对计算机资源的抽象（虚拟机观点）
➢OS是扩展机/虚拟机 ➢将覆盖了软件的机器称为扩充机器或虚拟机。 ➢在裸机上添加：设备管理、文件管理、存储管理(内存和
外存)、处理机管理(CPU)等软件。那么用户此时看到的计 算机是一台功能强大、使用方便的计算机，但实际上，计 算机的硬件丝毫没有变化，这样的计算机称为软件扩充的 机器，或称软件虚拟机。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.2.1 无操作系统的计算机系统
1.人工操作方式
1945-1950、电子管、集中计算。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1.2 操作系统的作用
1.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(用户观点)
➢OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计
1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
计算机系统组成
计算机系统
2021/3/9 Tuesday
软件
应用软件 系统软件
DBMS,编译软件 操作系统
硬件及固件(裸机)
提高系统的吞吐量。
2.方便性(用户的观点)
操作系统最终是要为用户服务的。提供良好的、一致的用 户接口,弥补硬件系统的类型和数量差别,使计算机更容易 使用。
3.可扩充性
OS应采用层次化结构,以便于增加新的功能层次和模块,并 能修改老的功能层次和模块。
4.开放性
遵循标准规范,方便地实现互连,实现应用程序的可移植性 和互操作性。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1.1 操作系统的目标
目前存在着多种类型的OS,不同类型的OS,其目标 各有所侧重。通常在计算机硬件上配置的OS,其目标 有以下几点:
1.有效性 2.方便性 3.可扩充性 4.开放性
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.有效性(系统管理人员的观点)
提高系统资源利用率。
算机系统。
➢OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。 ➢命令方式（命令接口） ➢联机用户接口(命令) ➢脱机用户接口(批处理) ➢系统调用方式（程序接口） ➢图形、窗口方式（图形接口）
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
用户
应用程序 系统调用 命令 图形、窗口
操作系统 计算机硬件
图1-1 OS作为接口的示意图
刘贤梅
3.无操作系统的主要问题
➢主要矛盾 ➢计算机处理能力的提高，手工操作的低效率(造成浪
费)。 ➢用户独占全机的所有资源。 ➢人机矛盾、CPU和I/O设备速度不匹配 ➢提高效率的途径 ➢批处理
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.2 操作系统的发展过程
1.2.1 无操作系统的计算机系统 1.2.2 单道批处理系统 1.2.3 多道批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统
应
用
种
作 DOS 系 程
各操
统序
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
2.OS作为计算机系统资源的管理者（设计者观点）
➢包括处理机、存储器、I/O设备及数据和程序等资源。 ➢管理的内容：资源的当前状态(数量和使用情况)、资源的
分配、回收和访问操作,相应管理策略(包括用户权限)。 ➢处理机管理 ➢存储器管理 ➢I/O设备管理 ➢文件管理
下面这些软件中哪些是操作系统？ Windows、Turbo C++、Word Visual FoxPro、UNIX、VI Turbo ASM、Linux 用户自己编写的一个C语言程序 极品飞车
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
内容概述
操作系统属于软件中的系统软件，起到对系统资源进行管 理和分配,提高运行效率的作用。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
1.不断提高计算机资源利用率 计算机发展的初期，计算机系统昂贵，用作集中计算。
2.方便用户 改善用户上级、调试程序时的条件。人机交互。
3.器件的不断更新换代 CPU的位宽度(指令和数据)、快速外存(摩尔定律)。
4.计算机体系结构的不断发展 从单处理机到多处理机、从单机OS到网络OS。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
第一章 操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特征 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计
事先将用户程序或数据的纸带或卡片放入纸带输入机,在 外围机的控制下输入到磁带上,CPU从磁带上读入数据;输 出过程正好相反。
输入设备 外围机
磁盘或 磁带
主机
磁盘或 磁带
外围机 输出设备
图1-3 脱机I/O示意图源自这种脱机I/O方式的主要优点如下:
减少了CPU的空闲时间。
(2)提高I/O速度。
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
应用用户
应用开发人员
应用软件 系统工具 操作系统 计算机硬件
操作系统 开发人员
紧贴系统硬件之上,所有其他软件之下(是其他软件的 共同环境)
2021/3/9 Tuesday
刘贤梅
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标 1.1.2 操作系统的作用 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力