第一章 操作系统概述【操作系统】

1.请简要描述操作系统的定义及其功能。

操作系统定义（不唯一）：

（是什么）是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合 —（干什么）它们管理和控制计算机系统中的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，（为什么）以便有效的利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，从而在计算机与其用户之间起到接口的作用。

五大功能： 处理机调度 内存管理 设备管理 文件管理 用户接口

2.为什么引入多道程序设计技术？

单道批处理的主要问题：CPU和I/O设备的运行是串行的，即在程序进行输入输出时，CPU只能等待? ? 能否将CPU和I/O进行并发呢？即在一个程序输入输出时，让另一个程序继续执行。换句话说，能否将CPU运行和输入输出设备的运行重叠起来改善整个系统的效率呢？CPU和I/O重叠需要我们将多个程序同时加载到计算机内存里，从而出现了多道程序设计技术

为了进一步提高资源的利用率和系统中作业的吞吐量，在60年代中期，引入了多道程序设计技术

3.什么是多道批处理、分时和实时操作系统？各有什么特点？请简要阐述。

在批处理系统中采用多道程序设计技术，就形成了多道批处理系统.

特点：多道：计算机内存中同时存放几道相互独立的作业；宏观上并行；微观上串行：任一时刻最多只有一道作业占用CPU，多道作业交替使用CPU

分时操作系统一般采用时间片轮转的方式，使一台计算机为多个终端用户服务。对每个用户能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力

特点：交互性：可人机对话；多用户同时性：共享CPU和其他资源，充分发挥系统的效率；独立性：每一用户独占一个终端；及时性：用户的请求能在很短的时间内获得响应

实时操作系统是以在允许时间范围之内做出响应为特征的。它要求计算机对于外来信息能以足够快的速度进行处理，并在被控对象允许时间范围内做出快速响应。

特点：高响应性；高可靠性、高安全性；具有一定的专用性，与批处理和分时系统相比，资源利用率和吞吐量可能较低

4. 一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达，它们的计算和I/O操作顺序如下。

P1: 计算60ms，I/O操作80ms，计算20ms

P1: 计算120ms，I/O操作40ms，计算40ms

不考虑调度和切换，请计算完成两个作业需要的最少时间。

答案：

5. 若某计算问题的执行情况如图所示，请回答下列问题：

（1）叙述该计算问题中处理机、输入机和打印机是如何协同工作的。

（2）计算在图所示的情况下处理机的利用率。

（3）简述处理机利用率不高的原因。

（4）请画出能提高处理机利用率的执行方案。