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1、第一部分第一部分 操作系统概述操作系统概述考研大纲：考研大纲：(一一)操作系统的概念、特征、功能和提供的服务操作系统的概念、特征、功能和提供的服务(二二)操作系统的发展与分类操作系统的发展与分类(三三)操作系统的运行环境操作系统的运行环境 本章是学习操作系统相关知识的基础。复习要求如下：本章是学习操作系统相关知识的基础。复习要求如下：（1）掌握操作系统的基本概念）掌握操作系统的基本概念 包括操作系统的作用、包括操作系统的作用、功能功能 特征和操作系统的分层模型特征和操作系统的分层模型（2）掌握操作系统的基本类型和各类操作系统的特）掌握操作系统的基本类型和各类操作系统的特点，包括各类操作系统之间
2、的比较，能使用甘特图描述多作点，包括各类操作系统之间的比较，能使用甘特图描述多作业业/进程的执行过程。进程的执行过程。（3）掌握操作系统的软）掌握操作系统的软 、硬件运行环境，包括目态、硬件运行环境，包括目态和管态等概念和管态等概念 特别是中断和系统调用的过程。特别是中断和系统调用的过程。出题情况：出题情况：2009、2010、2011 各出单选题一题各出单选题一题 2分分1.1 操作系统的基本概念操作系统的基本概念1.什么是操作系统什么是操作系统 概念：概念：研究操作系统的观点：研究操作系统的观点：（1）系统观点：资源管理；）系统观点：资源管理；（2）用户观点：用户使用计算机的界面；）用户观
3、点：用户使用计算机的界面；（3）软件观点：程序和数据的集合。）软件观点：程序和数据的集合。2.操作系统的特征（并发、共享、虚拟、不确定）操作系统的特征（并发、共享、虚拟、不确定）3.操作系统功能（处理机管理、存储管理、设备操作系统功能（处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口）管理、文件管理、用户接口）4.操作系统提供的服务（程序执行、操作系统提供的服务（程序执行、I/O操作、文操作、文件系统操作、通信、错误检测、资源分配和保护）件系统操作、通信、错误检测、资源分配和保护）5.操作系统的性能指标（资源利用率、吞吐量、操作系统的性能指标（资源利用率、吞吐量、周转时间、平均周转时间等）周
4、转时间、平均周转时间等）1.2 操作系统的发展与分类操作系统的发展与分类1.发展发展（1）人工操作系统）人工操作系统（2）脱机输入）脱机输入/输出技术输出技术（3）批处理技术）批处理技术（4）多道程序设计技术）多道程序设计技术2.操作系统的基本类型操作系统的基本类型（1）批处理操作系统）批处理操作系统 单道批处理；单道批处理；多道批处理：多道批处理：特征：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行；特征：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行；（2）分时操作系统）分时操作系统 分时；分时；特征：多路、交互、独占、及时。特征：多路、交互、独占、及时。（3）实时操作系统）实时操作系统 特点：响
5、应及时和高可靠性。特点：响应及时和高可靠性。（4）网络操作系统）网络操作系统 特点：与网络的硬件相结合来完成网络的通信。特点：与网络的硬件相结合来完成网络的通信。（5）分布式操作系统）分布式操作系统 特点：特点：保证资源的一致性、通信速度高和并行处理能力。保证资源的一致性、通信速度高和并行处理能力。1.3 操作系统的运行环境操作系统的运行环境1.操作系统的硬件环境操作系统的硬件环境 （1）CPU （2）存储器）存储器 （3）缓冲技术缓冲技术 （4）中断：）中断：概念：中断、中断源、中断系统概念：中断、中断源、中断系统 分类：分类：按中断信号的来源：外中断、内中断；按中断信号的来源：外中断、内中
6、断；按中断信号的含义和功能：机器故障中断、按中断信号的含义和功能：机器故障中断、I/O中断、外中断、外中断、程序性中断、访管中断中断、程序性中断、访管中断 处理过程：保护被中断进程现场；分析中断原因、执行处理过程：保护被中断进程现场；分析中断原因、执行中断处理程序；恢复被中断进程现场。中断处理程序；恢复被中断进程现场。1.3 操作系统的运行环境操作系统的运行环境1.操作系统的硬件环境操作系统的硬件环境 （4）中断：中断：中断优先级中断优先级 中断屏蔽中断屏蔽 （5）时钟时钟命令管理命令管理作业管理作业管理文件管理文件管理I/O管理管理存储管理存储管理中断处理、进程控制中断处理、进程控制与通信、
7、与通信、CPU调度等调度等裸机裸机1.3 操作系统的运行环境操作系统的运行环境2.操作系统与其它软件的关系操作系统与其它软件的关系（1）重定位）重定位（2）装入程序：绝对装入、再定位装入、连接装入）装入程序：绝对装入、再定位装入、连接装入3.操作系统与人的接口操作系统与人的接口（1）命令接口）命令接口（2）程序接口）程序接口（3）图形接口）图形接口1.设内存中有三道程序设内存中有三道程序A、B、C，它们按，它们按A、B、C的优先次序执行。它们的计算和的优先次序执行。它们的计算和I/O操作时间如表操作时间如表11所示所示(单位：单位：ms)。假设三道程序使用相同的设备进行假设三道程序使用相同的设
8、备进行IO操作，操作，即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多即程序以串行方式使用设备，试画出单道运行和多道运行的时间关系图道运行的时间关系图(调度程序的执行时间忽略不计调度程序的执行时间忽略不计)。在两种情况下，完成这三道程序各要花多少时间在两种情况下，完成这三道程序各要花多少时间?表表1.1 三道程序操作的时间三道程序操作的时间程序程序操作操作ABC计计算算306020I/O403040计计算算1010202.下列选项中，在用户态执行的是下列选项中，在用户态执行的是 。A 命令解释程序命令解释程序 B 缺页处理程序缺页处理程序 C 进程调度程序进程调度程序 D时钟中断处理程序时钟中断处
9、理程序 注：本题为注：本题为2011年全国考研题年全国考研题 解：命令解释程序解释用户在用户态下输入的命令，解：命令解释程序解释用户在用户态下输入的命令，是在用户态下执行的。本题答案为是在用户态下执行的。本题答案为A。3.用户程序中要将一个字符送到显示器上显示，需用户程序中要将一个字符送到显示器上显示，需使用操作系统提供的使用操作系统提供的 接口。接口。A系统调用系统调用 B函数函数 C 原语原语 D子程序子程序 解：用户程序通过程序接口解：用户程序通过程序接口(即系统调用即系统调用)启动启动I0操作。本题答案为操作。本题答案为A。4.下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是下列选项中，操作
10、系统提供给应用程序的接口是 。A系统调用系统调用 B 中断中断 C 库函数库函数 D 原语原语操作系统接口有命令接口、程序接口和图形接口，操作系统接口有命令接口、程序接口和图形接口，其中程序接口又称为系统调用其中程序接口又称为系统调用.本题答案为本题答案为A。5.叙述系统调用的概念和操作系统提供系统调用的叙述系统调用的概念和操作系统提供系统调用的原因。原因。解：系统调用也称程序接口，是程序级的接口，即解：系统调用也称程序接口，是程序级的接口，即用户程序可以利用系统调用提供的一组系统调用命令去用户程序可以利用系统调用提供的一组系统调用命令去调用操作系统内核中的一个调用操作系统内核中的一个(或一组
11、或一组)过程来完成自己所过程来完成自己所需要的功能。需要的功能。系统调用可以看做是操作系统内核和应用程序之间系统调用可以看做是操作系统内核和应用程序之间进行交互的接口，操作系统向用户程序提供系统调用的进行交互的接口，操作系统向用户程序提供系统调用的原因是为了对系统进行原因是为了对系统进行“保护。当用户程序需要系统服保护。当用户程序需要系统服务，也就是要调用系统内核中的某些程序时，只能从规务，也就是要调用系统内核中的某些程序时，只能从规定的位置进入内核，这样才能保证系统的安全。定的位置进入内核，这样才能保证系统的安全。6.简述系统调用的过程。简述系统调用的过程。（1）系统产生软中断，由硬件完成现
12、场保护，）系统产生软中断，由硬件完成现场保护，并通过中断向量转向系统调用总控程序，同时处并通过中断向量转向系统调用总控程序，同时处理机状态由用户态切换为系统态。理机状态由用户态切换为系统态。（2）系统调用总控程序根据系统调用号和系）系统调用总控程序根据系统调用号和系统内部的系统调用入口转入相应的系统调用处理统内部的系统调用入口转入相应的系统调用处理过程。过程。（3）系统调用处理过程执行完毕后，返回成）系统调用处理过程执行完毕后，返回成功与否以及成功时的执行结果给调用者，恢复中功与否以及成功时的执行结果给调用者，恢复中断进程或新调度进程的断进程或新调度进程的CPU现场，返回被中断现场，返回被中断的进程或新进程。的进程或新进程。