操作系统是计算机系统的核心组成部分,它管理和协调计算机硬件与软件资源,提供服务给用户和其他软件。在本题中,我们关注的焦点是操作系统的基础知识,包括它的分类、功能、以及操作系统中的核心概念,如多道程序设计、虚拟机、进程状态等。
计算机系统由硬件系统和软件系统构成,软件分为系统软件(如操作系统)和应用软件(用户用于特定任务的程序)。操作系统是安装在裸机上的第一层软件,首次扩展了计算机硬件的功能,主要包括处理机管理(含作业管理)、存储管理、设备管理和文件管理四大基本功能。
处理机管理涉及作业调度、进程控制等,确保多个任务公平、有效地使用CPU。存储管理则优化内存分配,避免碎片并提高利用率。设备管理负责I/O设备的分配与控制,而文件管理则维护数据的存储、访问和保护。分时系统与批处理系统结合,引入“前台”和“后台”作业,以提高处理能力和系统功能。
分时系统具备多路性、交互性、独立性和及时性,允许多个用户同时交互使用计算机,而实时系统强调高及时性和高可靠性,适用于控制等需要快速响应的应用。批处理系统则主要追求资源利用率和吞吐量,用户提交作业后不提供交互。
多道程序设计技术是操作系统中提高资源利用率的关键,允许多个程序在内存中并发执行,充分利用CPU和外部设备。选择题中提到的操作系统类型,如批处理、分时和实时,反映了不同的资源管理和用户交互模式。
问答部分,多道程序设计技术使得计算机能更好地管理和调度资源,提高效率,为操作系统的发展奠定了基础。虚拟机的概念是指操作系统通过软件抽象,为用户提供一个功能扩展的、易于使用的计算环境,尽管这个环境并非实际的硬件。在分时系统中,CPU时间被分割成时间片,用户感觉上多个进程同时运行,但实际上CPU是轮流服务于各个进程的。
进程是操作系统中的基本执行单元,有运行、就绪和阻塞三种状态。在多道程序设计系统中,进程是动态的,而程序是静态的。进程调度负责分配CPU资源,有不可剥夺和剥夺两种策略,以确保系统资源的公平分配和高效利用。
操作系统练习题涵盖了操作系统的基本概念、分类、核心功能以及进程管理的相关知识,这些都是理解和掌握操作系统运作的关键。通过解答这些问题,学生可以深化对操作系统原理的理解,并提升分析和解决问题的能力。