| 操作系统概述《操作系统 慕课版》课后答案 + 复习

Posted 2023-03-28 Graskli

目录

| 本章概念

| 本章算法

单道批与多道批的图像绘制

利用率的计算与分析 

| 课后简答题

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| 本章概念

1.OS的作用 作为用户与计算机硬件系统之间的接口 | 计算机系统资源的管理者 | 对计算机资源的抽象。OS的目标是：方便性 有效性 可扩充性 开放性

2.虚拟机 覆盖了I/O软件的设备称为扩充机器或虚拟机

3.OS的概念 铺设在计算机硬件上的多层软件的集合。OS是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合

4.推动OS发展的动力 提高计算机系统资源利用率 | 方便用户 | 器件不断更新换代 | 计算机体系结构不断发展 | 不断提出新的应用需求

5.OS的发展历程

• 【1945年 人工操作方式】

• 【20世纪50年代 脱机 I/O 】

  运作： 解决人机矛盾以及CPU与I/O之间速度不匹配的矛盾，程序和数据的输入输出都是在脱离主机的情况下完成的。

  联机 I/O ： 在主机直接控制下进行的 I/O。

  脱机I/O的优点：减少了CPU空闲时间，提高了IO速度

• 【20世纪50年代中期 单道批处理系统】

  运作：把一批作业以脱机IO方式输入到磁带、在系统配上监督程序，在程序控制下，作业被一个一个完成，在内存中始终只保存一道作业。

  优点：提高系统资源利用率和系统吞吐量。

  缺点：仍未能充分利用系统资源，造成计算机内存的浪费

• 【20世纪60年代中期 多道批处理系统】

  运作：作业先放到外存，排成一个队列（后备队列），由作业调度程序按照一定算法从队列选择若干个作业调入队列，使它们共享CPU和系统中的各种资源

  优点：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力

  待解决的问题：征用处理机问题、内存分配与保护、IO设备分配、文件组织与管理问题、作业管理、用户与系统的接口

• 【分时系统】

  发展原因：满足用户对于人机交互的要求

  运作：为了实现人机交互，必须放弃原批处理系统的运行方式，而采用：①作业直接进入内存，因为作业在磁盘上无法运行；②采用轮转运行，以保证每个作业都有机会运行，因此引入了时间片的概念

  特征：多路性（多终端连到同一主机上）、独立性（各自终端互不干扰）、及时性（响应所需时间为1-3s）、交互性

• 【实时系统】

  定义：OS能及时响应外部事件的请求，在规定时间内完成对事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行

  实时OS的类型：工业控制OS、信息查询OS、多媒体OS、嵌入式OS

  实时任务的类型：周期性 / 非周期性实时任务、硬实时任务（Hard real time，HRT）、软实时任务 SRT （上述四个任务类型，都伴随截止时间）

  特征：多路性（周期性对多路现场信息采集，对多个执行机构进行控制）、独立性（各自终端互不干扰）、及时性（响应所需时间为毫秒级）、交互性、可靠性

  实时系统具有的两个基本特征是：及时性、可靠性

6.操作系统基本特性

• 并发（并行是同一时刻发生，并发是同一时间间隔发生）：

  概念：宏观上多个程序同时运行，但微观上每一时刻只有一个程序运行。我们所说的并发，指的一般是进程的并发

• 共享：

  概念：OS的共享，指的是资源的复用：供内存中多个并发执行的进程共同使用（即限定了时间，又限制了地点）

  类型：互斥共享（A访问完后B才能访问）、“同时”共享（宏观上一起用，微观上交替用）

  并发和共享是多任务OS最基本的两个特征，它们互为对方存在的条件。资源的共享是以进程的并发执行为条件的；同时，若不能对资源共享进行协调，则会影响并发的速度

• 虚拟：通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能。通过时分复用和空分复用技术来实现

• 异步：先进入内存的作业可能后完成，后进入的可能先完成：即进程的推进速度无法预知，此即为异步性

7.操作系统的主要功能

• 处理机管理功能

  本质：传统多道程序系统中，处理机的分配和运行以进程为基本单位，因而对处理机的管理可归结于对进程的管理。

  功能：进程控制、同步、通信、调度

• 存储器管理功能

  功能：内存分配与回收（静态、动态分配）、内存保护（①各用户程序只在自己内存运行，②不允许用户访问OS程序和数据）、地址映射、内存扩充（虚拟存储技术：请求调入功能、置换功能）

• 设备管理功能

  功能：缓冲管理、设备分配、设备处理

• 文件管理功能

  功能：文件存储空间管理、目录管理、文件读写管理和保护

• 接口管理功能

  功能：OS向用户提供了“用户与OS之间的接口”，分为用户接口（联机用户接口、脱机用户接口、图形用户接口）、程序接口

8.操作系统的结构

• 简单结构

• 模块化结构：

  优点：提高OS设计的正确性、可理解性、易维护性、可适应性，加速OS开发过程

  缺点：接口规定很难满足划分后，模块对于接口的实际需求；B决定必须建立在A决定的基础上，没有可靠决定顺序，容易造成决定的无序性

• 分层式结构：

  优点：能保证正确性、易维护性、可扩展性

  缺点：系统效率低

• 微内核结构：

  概念：足够小的内核、基于客户/服务器的模式、采用策略和机制分离的原则、采用面向对象技术；

  功能：进程（线程）管理、低级存储器管理、中断和陷入处理（在微内核OS中，只有很小一部分的属于机制的放入了为内核中，另外绝大部分的都放在了微内核外的各种服务器中）

  优点：提高系统扩展性、可靠性、可移植性，提供了对分布式系统的支持，融入了面向对象技术。操作系统可仅通过调整策略来适应不同应用的需求

  存在的问题：因为客户和服务器间又消息传递，因此相比于早期的OS，微内核OS的运行效率有所降低（内核大则效率高但占用空间也大，反之效率低但是占空间小）

• 外核结构：

  概念：内核不提供传统OS的进程、虚拟存储器等抽象事物，而是专注于物理资源的隔离（保护）和复用，即非常小的内核负责保护系统资源，而硬件资源的管理职责则委托给应用程序。将原本属于OS内核的功能以库的形式提供给用户

9.系统调用

• 概念：使应用程序可以通过系统调用来简介调用OS中的相关过程，进而取得相应的服务

• 系统调用是通过中断机制实现的

• 区别于一般的过程调用：

  ①运行在不同的系统状态：系统调用的调用程序运行在用户态，而被调用程序运行在内核态

  ②因为调用和运行的系统状态不同（一个是用户态，一个是内核态），因此不允许由调用过程直接转向被调用过程，需要通过软中断机制先由用户态转为内核态，经内核分析后才能转向相应的系统调用处理子程序

  ③返回问题：每一次调用需要判断优先级

  ④嵌套调用：系统调用对于嵌套调用的深度有一定限制，但是一般的过程调用则没有

• 系统调用的类型：

  ①进程控制类系统调用

  ②文件操纵类系统调用

  ③进程通信类系统调用

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| 本章算法

单道批与多道批的图像绘制

 单道批：IO、计算只能执行一个

多道批：IO、计算可以并发执行

 

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利用率的计算与分析 

利用率 = 利用时间 / 总时间

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| 课后简答题

 

 

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慕课版软件质量保证与测试(第五章.课后作业)

慕课版软件质量保证与测试(第五章.课后作业

• • 一、选择题
  • 二、填空题
  • 三、判断题
  • 四、解答题

一、选择题

1. 软件测试是软件质量保证的重要手段，下述哪种测试是软件测试的最基础环节？（ ）
  A. 集成测试   B. 单元测试   C. 系统测试   D. 验收测试
参考答案：B

2. 增量式集成测试有3种方式：自顶向下增量测试方法、（ ）和混合增量测试方式。
  A. 自下向顶增量测试方法
  B. 自底向上增量测试方法
  C. 自顶向上增量测试方法
  D. 自下向顶增量测试方法
参考答案：B

3. 在软件测试步骤按次序可以划分为（ ）。
  A. 单元测试、集成测试、系统测试、验收测试
  B. 验收测试、单元测试、系统测试、集成测试
  C. 单元测试、集成测试、验收测试、系统测试
  D. 系统测试、单元测试、集成测试、验收测试
参考答案：A

4. 软件验收测试合格通过