1.设计现代OS的主要目标是什么

方便性、有效性、可扩充性和开放性

2.OS的作用可表现在哪几个方面

  1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
  2. OS作为计算机系统资源的管理者
  3. OS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

对于一台完全无软件的计算机系统，它向用户提供的仅是硬件接口，为了方便用户使用I/O设备，人们在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，由它来实现对I/O设备的细节，并向上将I/O设备抽象为一组数据结构以及一组I/O操作命令，这样用户即可利用这些数据结构及操作命令来进行数据输入或输出，无需了解物理接口实现的细节，从而使用户更容易地使用计算机硬件资源。I/O设备管理软件实现了对计算机硬件操作的第一个层次的抽象。

同理，为了方便用户使用文件系统，又可在第一层软件是（I/O管理软件）上再覆盖一层用于文件管理的软件，由它来实现对文件操作的细节，并向上层提供一组实现对文件进行存取操作的数据结构及命令。这样，用户可利用该软件提供的数据结构及命令对文件进行存取。依次类推，如果在文件管理软件上再覆盖一层面向用户的窗口软件，则用户便可在窗口环境下方便地使用计算机。

由此可知，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，还隐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。

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

最主要动力是提高资源的利用率和系统吞吐量。

5.何谓脱机I/O和联机

脱机I/O技术是事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围及的控制下，把纸带（卡片）上的数据（程序）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

为了满足用户对人—机交互的需求，由此形成了一种新型OS

7.实现分时系统的关键问题是什么 应该如何解决

如何使用户能与自己的作业进行交互。为此，系统首先必须能提供多个终端，同事给多个用户使用；

其次，当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收，并及时处理该命令，再将结果返回给用户。

此后，用户可根据系统返回的响应情况，再继续键入下一条命令，此即人—机交互。亦即，允许有多个用户同时通过自己的键盘键入命令，系统也应能全部及时接受并处理。

8.为什么要引入实时操作系统

实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时人物协调一致地运行。

9.什么是硬实时任务和软实时任务 试举例说明

硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的后果。用于工业和武器控制的实时系统，通常它所执行的是硬实时任务。软实时任务也联系着一个截止时间，但并不严格，若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。诸如用于信息查询系统和多媒体系统中的实时系统，通常是软实时任务。

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

实时系统交互性更弱，分时系统交互性更强。

实时系统及时性比较弹性，分时系统一般为秒级到毫秒级。

分时系统要求系统可靠，实时系统要求系统高度可靠。

11.OS有几大特征 其最基本的特征是什么

并发 共享 虚拟 异步

并发和共享是多用户（多任务）OS的两个最基本的特征。它们又是护卫存在的条件。

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 独占资源应采取何种共享方式

OS环境下的资源共享或称为资源复用，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。这里宏观上既限定了时间（进程在内存期间），也限定了地点（内存）。而后者不限定时间和地点。

独占资源应采取互斥共享方式

13.什么是时分复用技术 举例说明它能提高资源利用率的根本原因是什么

(1)虚拟处理技术。利用多道程序设计技术，为每道程序建立至少一个进程，让多道程序并发执行。此时虽然系统中只有一台处理机，但通过分时复用的方法，能实现同时（宏观上）为多个用户服务，使每个终端用户都认为是有一个处理机在专门为他服务。

(2)虚拟设备技术。将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备，并允许每个用户占一台逻辑上的I/O设备。这样便可使原来仅允许在一段时间内有一个用户访问的设备（即临界资源），变为允许多个用户”同时“访问的共享设备。

14.是什么原因使操作系统具有异步性特征

对于内存中的每个进程，在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成等等，都是不可预知的。或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进的，此即进程的异步性。

15.处理机管理有哪些主要功能 其主要任务是什么

主要功能：

创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程。

主要任务：

进程控制、进程同步、进程通信、作业调度和进程调度。

16.内存管理管理有哪些主要功能 其主要任务是什么

1.内存分配

(1)为每道程序分配内存空间，使它们”各得其所“

(2)提高存储器的利用率，尽量减少不可用的内存空间（碎片）

(3)允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应数据和数据动态增长的需要》

2.内存保护

(1)确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行，彼此互不干扰

(2)绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据，也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。

3.地址映射

将地址空间中的逻辑地址转换为在内存空间中与之对应的物理地址

4.内存扩充

(1)请求调入功能，系统允许在装入部分用户程序和数据的情况下，便能启动该程序运行。在程序运行过程中，若发现要继续运行时所需的程序和数据尚未装入内存，可向OS发出请求，由OS从磁盘中所需部分调入内存，以便继续运行。

(2)置换功能，若发现在内存中已无足够的空间来装入需要调入的程序和数据时，系统应能将内存中的一部分暂时不用的程序和数据调至硬盘上，以腾出内存空间，然后再将所需调入的部分装入内存。

17.设备管理有哪些主要功能 其主要任务是什么

主要功能：

(1)缓冲管理

如果在I/O设备和CPU之间引入缓冲，则可有效地缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU的利用率，进而提高系统吞吐量。

(2)设备分配

根据用户进程的I/O请求、系统现有资源情况以及按照某种设备分配策略，为之分配其所需的设备。

(3)设备处理

用于实现CPU和设备控制器之间的通信，即由CPU向设备控制器发出I/O命令，要求它完成指定的I/O操作；反之，由CPU接受从控制器发来的中断请求，并给予迅速的响应和合法的处理。

主要任务

(1)完成用户进程提出的I/O请求，为用户进程分配所需的I/O设备，并完成指定的I/O操作。

(2)提高CPU和I/O设备的利用率，提高I/O速度，方便用户使用I/O设备。

18.文件管理有哪些主要功能 其主要任务是什么

主要功能

(1)文件存储空间的管理

(2)目录管理

(3)文件的读/写管理与保护

19.试说明推动传统OS演变为现代OS的主要因素是什么

软件开发技术的不断发展 促进了OS结构的更新换代

20.什么是微内核OS

尚无一致公认的定义 可以从如下四个方面进行描述

(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 它为何能有这些优点

(1)提高了系统的可拓展性，由于微内核OS的许多功能是由相对独立的服务器软件来实现的，当开发了新的硬件和软件时，微内核OS只需在相应的服务器中增加新的功能，或再增加一个专门的服务器。

(2)增强了系统的可靠性。微内核是通过精心设计和严格测试的，容易保证其正确性，另一方面，它提供了规范而精简的应用程序接口API，为微内核外部的程序编制高质量的代码创造了条件。

(3)可移植性强，在微内核操作系统中所有与特定CPU和I/O设备硬件有关的代码，均放在内核和内核下面的硬件隐藏层中。

(4)提供了对分布式系统的支持。在微内核操作系统中客户和服务器之间、服务器与服务器之间的通信采用消息传递通信机制，致使微内核OS能很好地支持分布式系统和网络系统。

(5)融入了面向对象技术

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

(1)系统安全

认证技术、密码技术、访问控制技术、反病毒技术

(2)网络的功能和服务

网络通信、资源管理、应用互操作

(3)支持多媒体

接纳控制功能、实时调度、多媒体文件的存储

23.在微内核OS中 为什么要采用客户/服务器模式

客户/服务机模式有一系列优点

(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

25.何谓微内核技术 在微内核中通常提供了哪些功能

(1)进程（线程）管理

(2)低级存储器管理

(3)中断和陷入处理