🌕写在前面
Hello🤗大家好啊,我是kikokingzz,名字太长不好记,大家可以叫我kiko哦~
从今天开始,我们将要开启一个新的系列【闪耀计划】,没错!这是今年上半年的一整个系列计划!本专题目的是通过百天刷题计划,通过题目和知识点串联的方式,完成对计算机操作系统的复习和巩固;同时还配有专门的笔记总结和文档教程哦!想要搞定,搞透计算机操作系统的同学,本专栏将会通过模块化的分类,刷够1000道题,为大家提供点对点的考点相关知识轰炸!值得注意的是,本专栏将会通过教程+课后习题的方式来进行巩固教学,课后习题的题量也是算入总题数的哦!
🎉🎉订阅本专栏,将为你带来最一手的备战秘籍!🎉🎉
🍊博客主页:kikoking的江湖背景🍊
🌟🌟往期必看🌟🌟
🔥【闪耀计划】第一话· 操作系统的基本概念🔥
🔥【闪耀计划】第一日·课后作业🔥
目录
🌕写在前面
🍺知识点4:操作系统的发展历史
🥝4.1 手工操作阶段(此时无操作系统)
🥝4.2 批处理阶段(操作系统刚出现)
🍊1.单道批处理系统
🍊2.多道批处理系统
📜习题检测
🥝4.3 分时操作系统
📜习题检测
🥝4.4 实时操作系统
📜习题检测
🥝4.5 网络操作系统和分布式计算机系统
🥝4.6 个人计算机操作系统
📜习题检测
🌕写在最后
热爱所热爱的, 学习伴随终生,kikokingzz与你同在!❥(^_-)
kiko:学完了操作系统的整体概念,接下来我们应该学习什么啦?
小明:按道理来说,应该是学习操作系统这个大类下面的知识点啦!
kiko:不错,之后确实是这个学习路线,但是现在我们还要再了解一下操作系统的发展历史~
小明:发展历史?这还需要单独开一章讲的吗?
kiko:你以为我想呀?关键连考试都单独考呀!你说这重要吗?
【2016统考真题】下列关于批处理系统的叙述中,正确的是( )。【2017统考真题】与单道程序系统相比,多道程序系统的优点是( )。【2018统考真题】下列关于多任务操作系统的叙述中,正确的是( )。
🥝4.1 手工操作阶段(此时无操作系统)
用户在计算机上算题的所有工作都要人干预,如程序装入、运行、结果的输出等。随着计算机硬件的发展,机器运行速度越来越快,人工干预的时间相对占比越来越大,导致人机矛盾越来越大。
通过上图我们不难发现手工操作系统的两个缺点❌:
❌缺点1:用户独占全机,资源利用率低。
❌缺点2:CPU等待手工操作占大部分时间,CPU的利用不充分。
✅为了改进以上缺点,于是就产生了单道批处理系统
✨✨✨我是分割线✨✨✨
🥝4.2 批处理阶段(操作系统刚出现)
为解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾,出现了批处理系统。按发展历程又分为单道批处理系统、多道批处理系统(多道程序设计技术出现以后才有的)。
🍊1.单道批处理系统(CPU患有强迫症)
Q1:什么是单道批处理系统?
A1:系统对作业的处理是成批进行的,但内存中始终保持一道作业;其引入了脱机输入/输出技术(外围机+磁带完成),并由监督程序负责控制作业的输入、输出。
Q2:什么是脱机输入/输出技术?
A2:脱机技术是提前将作业数据输入/输出到磁带,不需要每次都靠人力去安装纸带,相当于脱离了主机的控制,因此用于缓和/设备与主机之间的速度矛盾。
Q3:单道批处理系统有什么特征?
A3:通过上图我们不难发现,相比手工操作阶段,单道批处理系统由于引入了脱机技术,已经大幅缩减了原本人工干预的时间,缓解了一定程度的人机矛盾,使得资源利用率有所提升。但是我们依然可以看到,内存中仅能有一道程序运行,只有在该程序运行结束后,才能调入下一道程序(这就是说╮(╯_╰)╭CPU有强迫症,必须要等上一个程序彻底运行完成,才会运行下一道程序)CPU有大量时间是在等待I/O操作完成,资源利用率依然很低。
🍊2.多道批处理系统(CPU在跑接力比赛 )
Q1:什么是多道程序设计技术?
A1:多道程序设计技术允许多个程序同时进入内存,并允许它们在CPU中交替地运行,这些程序共享系统中的各种硬件/软件资源。当一道程序因I/O请求而暂停时,CPU立即转去运行另一道程序;它通过让系统中各个组成部分都尽量去“忙”,可实现系统各部件之间的并行工作,使其整体在单位时间内的效率翻倍。
Q2:什么是多道批处理系统?
A2:采用多道程序设计技术的批处理系统,就是多道批处理系统。该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度程序自动地选择作业运行。
Q3:多道批处理系统有什么特征?
A3:通过上图我们可以发现,多道批处理系统中允许多道程序并发执行,共享计算机资源,保证了CPU可以持续忙碌,资源利用率大大提升。(看到了吧,计算机的CPU就像跑接力比赛那样,上一道程序只要完成了计算,下一道程序就接过“交接棒”继续计算,完全不管上一道程序的后续过程)但由于采用批处理系统,用户提交完作业之后稚只能等待计算机处理完成,中间不能控制自己的作业执行,没有人机交互功能;例如:无法在程序执行过程中输入一些参数。
📜习题检测
📜018.题目难度 ⭐️⭐️
018.提高单机资源利用率的关键技术是( )。A.脱机技术
B.虚拟技术
C.交换技术
D.多道程序设计技术🍊详细题解:
A. 脱机技术是提前将作业数据输入/输出到磁带,不需要每次都靠人力去安装纸带,相当于脱离了主机的控制,因此用于缓和/设备与主机之间的速度矛盾。
B. 虚拟技术以多道程序设计技术为前提。
C. 交换技术以多道程序设计技术为前提。
D. 多道程序设计技术允许在内存中运行多个程序,当一个程序等待时,处理机可以去执行其他程序,因此提高了系统资源的利用率。
✅正确答案:D
📜019.题目难度 ⭐️
019.批处理系统的主要缺点是( )。
A.系统吞吐量小
B.CPU利用率不高
C.资源利用率低
D.无交互能力🍊详细题解:
批处理系统中,作业执行时用户无法干预其运行,只能通过事先编制的作业控制说明书来间接干预,缺少交互能力,因此才有了分时操作系统的出现。
上期复习·脱机命令接口(批处理命令接口):由一组作业控制命令组成。用户把需要执行的作业写成一份作业操作说明书,连同作业一块提交给系统,系统调度到该作业时,系统中的命令解释程序逐条解释执行说明书上的命令,从而间接控制作业的运行。适用于批处理系统。
✅正确答案:D
📜020.题目难度 ⭐️⭐️⭐️
020.下列选项中,不属于多道程序设计的基本特征的是( )。
A.制约性
B.间断性
C.顺序性
D.共享性🍊详细题解:
A. 制约性:程序的执行因为共享资源而相互制约;多道程序设计中,程序的执行将会因为共享资源及相互协同的原因,产生竞争,相互制约。例如你在用微信视频的时候,没法再使用前置摄像头进行QQ视频了,这是因为微信这个进程正在使用互斥共享资源(摄像头),这时QQ视频的这个进程就被制约了。
B. 间断性:一个程序的执行是走走停停的;多道程序设计中,考虑到内存中各道程序竞争的公平性,各个程序是交替上CPU运行的,因而程序是断断续续执行的。
C. 顺序性:各个程序按顺序依次执行;顺序性是单道程序技术的特点,多道程序中,程序是走走停停的,我们无法知道哪个程序先运行,哪个程序后运行。
D. 共享性:多道程序设计技术允许内存中运行多个程序,且这些程序共享系统中的各种硬件/软件资源。共享性与多道程序设计(并发性)是共存的:没有并发,共享就没有意义,没有共享,并发就没有意义。
✅正确答案:C
📜021.题目难度 ⭐️⭐️
021.【2016统考真题】下列关于批处理系统的叙述中,正确的是( )。I.批处理系统允许多个用户与计算机直接交互II.批处理系统分为单道批处理系统和多道批处理系统III.中断技术使得多道批处理系统的IO设备可与CPU并行工作A.仅I、III B.仅Ⅱ C.仅I、II D.仅II、III
🍊详细题解:
I. 批处理系统无交互功能,作业执行时用户无法直接干预,只能通过预先编制作业控制说明书来间接干预,缺少交互能力,也因此才发展出了分时操作系统。
II.正确,批处理系统有单道和多道两种;其本质区别在于单道批处理系统的内存始终只允许运行一道内存,而多道批处理系统的内存允许运行多道程序,但它们本质都是批处理系统!
III. 多道批处理系统中的内存允许多道程序允许,当一道程序因I/O请求而暂停运行时,触发中断,CPU便立即转去运行另一道程序,进而实现了IO设备与CPU并行工作。
✅正确答案:D
📜022.题目难度 ⭐️⭐️⭐️
022.【2017统考真题】与单道程序系统相比,多道程序系统的优点是( )。I. CPU利用率高 II.系统开销小 III.系统吞吐量大 IV. IO设备利用率高A.仅I、III B.仅I、IV C.仅II、III D.仅I、II、IV
🍊详细题解:
首先我们要先了解几个概念:
CPU利用率:CPU处于忙碌状态的时间所占比例。系统开销:除了处理作业之外,系统在进程、内存等管理上消耗的时间。系统吞吐量:单位时间内CPU完成的作业数量。I/O设备利用率:I/O设备处于忙碌状态的时间所占比例。
例如:我们运行两个作业,分别计算一下单道程序与多道程序的利用率和吞吐率:
由上图中计算可知,相比单道程序技术,多道程序技术的CPU和IO设备利用率更高,系统吞吐量更大;而由于多道程序系统中引入了多道程序,因此系统在处理进程、内存管理上会多花一些时间。
✅正确答案:D
📜023.题目难度 ⭐️⭐️
023.【2018统考真题】下列关于多任务操作系统的叙述中,正确的是( )。I、具有并发和并行的特点II.需要实现对共享资源的保护III.需要运行在多CPU的硬件平台上A.仅I B.仅Ⅱ C.仅I、II D. I、II、II
🍊详细题解:
I. 多任务操作系统可在同一时间内运行多个应用程序,即并发运行多个程序,那么并发必然也会导致并行的特点,例如处理机和IO设备之间并行。
II.多个任务必须互斥地访问共享资源,为达到这一目标必须对共享资源进行必要的保护,因此 II 正确。
III.现代操作系统都是多任务的(特点是并发和并行),并不一定需要运行在多CPU的硬件上,单个CPU也可以满足要求,因此 III 错误。
✅正确答案:C
✨✨✨我是分割线✨✨✨
🥝4.3 分时操作系统
Q1:什么是分时技术?
A1:把处理器运行时间切分成很短的时间片,按时间片轮流把处理器分配给各联机作业使用,若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算,则该作业暂时停止运行,把处理器让给其他作业使用,等待下一轮再继续运行。由于计算机速度很快,作业运行轮转得也很快,因此给每个用户的感觉就像是自己独占一台计算机。
例如:下图中每个时间片为50ms,有4个用户,每隔200ms任何一个用户都可以被响应,给用户的感觉就像是他们独占了一台计算机 。
Q2:什么是分时操作系统?
A2:分时操作系统是指多个用户通过终端同时共享一台主机,这些终端连接在主机上,用户可以同时与主机进行交互操作而互不干扰。分时系统支持多道程序设计的系统,但它不同于多道批处理系统。多道批处理是实现作业自动控制而无须人工干预的系统,而分时系统是实现人机交互的系统。
Q3:分时操作系统有什么特征?
A3:虽然分时操作系统解决了人机交互问题,允许多个用户使用同一台计算机,并且用户对计算机的操作相互独立;但它对各个用户/作业都是完全公平的,循环地为每个用户/ 作业服务一个时间片,不能区分任务的紧急性,在一些军用、紧急场合不适用。
Q4:分时操作系统如何暂停一个时间片用完的进程呢?
A4:这里其实是基于“中断机制”进行的,关于中断机制的内容,我们在后续的这一话中有体现哦【闪耀计划】第三话·操作系统运行环境的层层细节(这段话可是我刚刚添加的呢,来自于2022/6/17,与时俱进,实时更新)
📜习题检测
📜024.题目难度 ⭐️⭐️
024.分时系统追求的目标是( )。
A.充分利用IO设备
B.比较快速响应用户
C.提高系统吞吐率
D.充分利用内存🍊详细题解:
A、C、D是多道批处理系统追求的目标,但是其无法快速响应用户,没有人机交互性,用户只能通过事先编制的作业控制说明书来间接干预。
B. 要求快速响应用户是分时系统出现的重要原因之一。
✅正确答案:B
📜025.题目难度 ⭐️
025.在分时系统中,时间片一定时,( )响应时间越长。
A.内存越多
B.内存越少
C.用户数越多
D.用户数越少🍊详细题解:
分时系统中,当时间片固定时,用户数越多,响应时间自然就变长。
✅正确答案:C
📜026.题目难度 ⭐️
026.在分时系统中,为使多个进程能够及时与系统交互,最关键的问题是能在短时间内,使
所有就绪进程都能运行。当就绪进程数为100时,为保证响应时间不超过2s,此时的时间片
最大应为( )。A. 10ms
B. 20ms
C. 50ms
D. 100ms🍊详细题解:
响应时间不超过2s,即在2s内必须响应所有进程,所以时间片最大为 2s / 100 = 20ms
✅正确答案:B
✨✨✨我是分割线✨✨✨
🥝4.4 实时操作系统
Q1:什么是实时操作系统?
A1:为了能在某个时间限制内完成某些紧急任务而不需要时间片排队,这才产生了实时操作系统。主要应用在需要对外界输入立即做出反应对场合,不能有拖延,否则会产生严重后果。在实时操作系统的控制下,计算机系统接收到外部信号后及时进行处理,并且要在严格的时限内处理完事件。
Q2:硬实时和软实时的区别是什么?
A2:硬实时系统对实时要求更严格,更硬!所以是硬实时系统;而软实时系统允许有偶尔的违约,相对较为弹性,较软,所以叫软实时系统:
Q3:实时操作系统有什么特征?
A3:实时操作系统的特征是及时性与可靠性。
Q4:多道批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统各有什么特点?
📜习题检测
📜027.题目难度 ⭐️⭐️
027.实时操作系统必须在( )内处理来自外部的事件。
A.一个机器周期
B.被控制对象规定时间
C.周转时间
D.时间片🍊详细题解:
实时操作系统要求能实时处理外部事件,即在规定的时间内完成对外部事件的处理。
✅正确答案:B
📜028.题目难度 ⭐️
028.实时系统的进程调度,通常采用( )算法。
A.先来先服务
B.时间片轮转
C.抢占式的优先级高者优先
D.高响应比优先🍊详细题解:
抢占式的优先级高者优先算法:如果优先级更高的进程到达,则无论现在CPU是否在处理别的进程,都要先处理优先级高的。实时系统必须能够及时地处理某些紧急的外部事件,因此普遍用高优先级,并用“可抢占”来确保实时处理。
✅正确答案:C
📜029.题目难度 ⭐️
029.( )不是设计实时操作系统的主要追求目标。
A.安全可靠
B.资源利用率
C.及时响应
D.快速处理🍊详细题解:
实时性和可靠性是实时操作系统最重要的两个目标。
A. 安全可靠体现了可靠性。
B. 资源利用率不是实时操作系统的主要目标,即为了保证快速处理高优先级任务,允许“浪费”一些系统资源。
C. 及时响应体现了实时性。
D. 快速处理体现了实时性。
✅正确答案:B
📜030.题目难度 ⭐️
030.下列( )应用工作最好采用实时操作系统平台。I.航空订票 II.办公自动化 III.机床控制 IV.AutoCAD V.工资管理系统 VI.股票交易系统A. I、II和III B. I、III、IV C. I、V、IV D. I、III、VI
🍊详细题解:
实时操作系统主要应用在需要对外界输入立即做出反应的场合,不能有拖延,否则会产生严重后果。本题中 I.航空订票 需要实时处理票务信息,因为票的实时余量反映了票有没有卖完; III.机床控制也要实时,不然会出差错;VI.股票交易行情随时在变,若不能实时交易会出现偏差,造成经济损失;剩下的II、IV、V对实时的要求不高。
✅正确答案:D
✨✨✨我是分割线✨✨✨
🥝4.5 网络操作系统和分布式计算机系统
Q1:什么是网络操作系统?
网络操作系统:是伴随着计算机网络的发展而诞生的,能把网络中各个计算机有机地结合起来,实现数据传送等功能,实现网络中各种资源的共享(如文件共享)和各台计算机之间的通信。(如:Windows NT 就是 一种典型的网络操作系统,网站服务器就可以使用)。
Q2:什么是分布式计算机系统?
分布式操作系统由多台计算机组成并满足下列条件:系统中任意两台计算机通过通信方式交换信息;系统中每台计算机都具有同等的地位;每台计算机上的资源为所有用户共享;系统中的任意台计算机都可以构成一个子系统,并且还能够重构;任何工作都可以分布在几台计算机上,由它们并行工作、协同完成这个任务。
Q3:它们分别有什么特征呢?
🥝4.6 个人计算机操作系统
个人计算机系统是目前最广泛的操作系统,它广泛应用于文字处理、电子表格、游戏中,常见的有 Windows、Linux 和 Macintosh 等。
📜031.题目难度 ⭐️⭐️
031.下列关于操作系统的说法中,错误的是( )。I.在通用操作系统管理下的计算机上运行程序,需要向操作系统预订运行时间II.在通用操作系统管理下的计算机上运行程序,需要确定起始地址,并从这个地址开始执行III.操作系统需要提供高级程序设计语言的编译器IV.管理计算机系统资源是操作系统关心的主要问题A.I、III B.II、III C. I、II、III、IV D.以上答案都正确
🍊详细题解:
I. 通用操作系统使用时间片轮转调度算法,用户运行程序并不需要预先预定运行时间。
II. 操作系统执行程序时,程序的指令都会存放在内存里,启动时必须从起始地址开始执行。
III. 编译器是后安装上去的。
IV. 操作系统的主要功能就是管理计算机系统资源。
✅正确答案:A
📜习题检测
📜032.题目难度 ⭐️
032.操作系统的基本类型主要有( )。
A.批处理操作系统、分时操作系统和多任务系统
B.批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统
C.单用户系统、多用户系统和批处理操作系统
D.实时操作系统、分时操作系统和多用户系统🍊详细题解:
综上我们可知操作系统的类型有:批处理系统、分时系统、实时系统、网络系统、分布式系统、个人PC系统等。对于本题我们选择B选项。
✅正确答案:B
📜033.题目难度 ⭐️
033.操作系统有多种类型。允许多个用户以交互的方式使用计算机的操作系统,称为( );
允许多个用户将若干作业提交给计算机系统集中处理的操作系统,称为( );在( )的控制下,
计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据,并及时做出响应;在IBM-PC中,
操作系统称为( )。A.批处理系统
B.分时操作系统
C.实时操作系统
D.微型计算机操作系统🍊详细题解:
A. 多道批处理系统:允许多个用户提交若干作业给计算机系统集中处理。
B. 分时操作系统:允许多用户交互访问计算机。
C. 实时操作系统:在被控对象规定时间内及时完成指定操作。
D. 微型计算机操作系统:指的就是PC操作系统,IBM-PC提示这是个人计算机。
✅正确答案:B、A、C、D
📜034.题目难度 ⭐️
034.有两个程序,程序A依次使用CPU计10s、设备甲计5s、CPU计5s、设备乙计10s、CPU计10s;
程序B依次使用设备甲计10s、CPU计10s、设备乙计5s、CPU计5s、设备乙计10s。
(1)在单道程序环境下先执行程序A再执行程序B,CPU的利用率是多少?
(2)在多道程序环境下,CPU利用率是多少?🍊详细题解:
✅正确答案:50% 、88.9%
🌕写在最后
计算机网络世界是相当丰富的,内容方向繁多,但只要一步一个脚印,跟随【宇宙计划】,吃透、搞懂、拿捏住最基础的计算机网络内容是完全没有问题的!
热爱所热爱的, 学习伴随终生,kikokingzz与你同在!❥(^_-)