Everybody，阿婆主根據《計算機操作系統》（第四版、湯子瀛）這本書來對一些考研或者是工作上對計算機操作系統的知識疑難點進行了總結，有需要的朋友可以通過阿婆主總結的文章來進行學習或背記相關的考點，阿婆主希望能夠幫助到大家。接下來我會根據每個章節來進行對知識點的總結，每次更新一章的知識點，全文手打，若有錯誤的地方麻煩大家指出，方便我及時更新錯誤的地方。好了，廢話不多說，切入正題~
目錄（檢索你需要知道的知識點）
第一章操作系統的基礎知識點
1.1.1 試說明操作系統與硬件、其他系統軟件以及用戶之間的關係。
1.1.2 什麼是多道程序技術？在OS中引入該技術，帶來了哪些好處？
1.1.3 推動批處理系統和分時系統形成和發展的主要動力是什麼？
1.1.4 實現分時系統的關鍵問題是什麼?應該如何解決?
1.1.5 試從交互性\及時性以及可靠性三個方面,比較分時系統與實時系統。
1.2.1 操作系統具有哪幾大特徵？它們之間有何關係？
1.3.1 試比較分層式結構與模塊式結構的異同。
1.3.2 微內核結構具有哪些優點？爲什麼？
第一章操作系統的基礎知識點
1.1 OS的引入和發展過程中的典型問題分析
1.1.1 試說明操作系統與硬件、其他系統軟件以及用戶之間的關係。
答：操作系統是覆蓋在硬件上的第一層軟件，它管理計算機的硬件和軟件資源，並向用戶提供良好的界面。操作系統與硬件緊密相關，它直接管理着硬件資源，爲用戶完成所有與硬件相關的操作，從而極大地方便了用戶對硬件資源的使用並提高了硬件資源的利用率。操作系統是一種特殊的系統軟件，其他系統軟件運行在操作系統的基礎之上，可獲得操作系統提供的大量服務，也就是說操作系統是其他系統軟件與硬件之間的接口。而一般用戶使用計算機除了需要操作系統外，還需要用到大量的其他系統軟件和應用軟件，以使其工作更方便和高效。可見硬件、操作系統、其他系統軟件、應用程序和用戶之間存在着如下圖所示的層次關係：
1.1.2 什麼是多道程序技術？在OS中引入該技術，帶來了哪些好處？
答：多道程序技術是指在內存中同時存放若干個作業，並使它們共享系統的資源且同時運行的技術。
在OS中引入多道程序技術帶來了以下好處：
（１）提高CPU的利用率。在引入多道程序設計技術後，由於可同時把若干道程序裝入內存，並可使它們交替地執行，這樣，當正在運行的程序因Ｉ／Ｏ而暫停執行時，系統可調度另一道程序到CPU執行，從而可保持CPU處於忙狀態，使CPU的利用率提高。
（２）可提高內存和Ｉ／Ｏ設備的利用率。爲了能運行較大的作業，通常內存都具有較大的容量，但由於８０％以上的作業都屬於中、小型作業，因此在單道程序的環境下也必定造成內存的浪費。類似地，系統中所配置的多種類型的Ｉ／Ｏ設備，在單道程序環境下，也不能充分利用。如果允許在內存中裝入多道程序，並允許它們併發執行，則無疑會大大地提高內存和Ｉ／Ｏ設備的利用率。
（３）增加系統吞吐量。在保持CPU、Ｉ／Ｏ設備不斷忙碌的同時，必然會大幅度地提高系統的吞吐量，從而降低作業加工所需的費用。
1.1.3 推動批處理系統和分時系統形成和發展的主要動力是什麼？
答：
（１）推動批處理系統形成和發展的主要動力是“不斷提高系統資源利用率”和“提高系統吞吐量”。它們主要表現在：脫機輸入／輸出技術的應用和作業的自動過渡大大地提高了Ｉ／Ｏ的速度、Ｉ／Ｏ設備與CPU並行工作的程度、減少了主機CPU的空閒時間；多道程序設計技術的應用更進一步提高了CPU、內存和Ｉ／Ｏ設備的利用率和系統的吞吐量。
（２）推動分時系統形成和發展的主要動力則是“爲了更好地滿足用戶的需要”。主要表現在CPU的分時使用縮短了作業的平均週轉時間；人機交互能力的提供使用戶能方便地直接控制自己的作業；主機的共享，使多個用戶(包括遠程用戶)能同時使用同一臺計算機，獨立地\互不干擾地處理自己的作業。
1.1.4 實現分時系統的關鍵問題是什麼?應該如何解決?
答：實現分時系統的關鍵問題是使用戶能與自己的作業進行交互，即用戶在自己的終端上鍵入一條命令以請求系統服務後，系統能及時地接收並處理該命令，並在用戶能夠接受的時延內將結果返回給用戶。
及時地接收命令和返回輸出結果是比較容易做到的，一般只要在系統中配置一多路卡，併爲每個終端配置一個緩衝區用來暫存用戶鍵入的命令和輸出的結果便可以了。因此，關鍵要解決的問題是確保在一較短的時間內，系統中所有的用戶程序都能執行一次，從而使用戶鍵入的命令能夠得到及時處理。爲此,一方面,用戶作業提交後應立即進入內存；另一方面，系統應設置一個被稱爲時間片的很短的時間，並規定每個程序每次最長只能連續運行一個時間片，如果時間片用完,則不管它是否運行完畢，都必須將CPU讓給下一個作業。通過作業分時共享CPU，可使所有的作業得到及時的處理，使用戶的請求得到及時的響應。
1.1.5 試從交互性\及時性以及可靠性三個方面,比較分時系統與實時系統。
答：
(1)從交互性方面來考慮。交互性問題是分時系統的關鍵問題，在分時系統中，用戶可以通過終端與系統進行廣泛的人機交互，如文件編輯、數據處理和資源共享。實時系統也具有交互性，但在實時系統中交互性僅限於訪問系統中某些特定的專用服務程序，也就是說它的交互性具有很大的侷限性。
（2）從及時性方面來考慮。分時系統的及時性是指用戶能在很短的時間內獲得系統的響應，此時間間隔是以人們能接受的等待時間決定的，一般爲2~3秒。對實時系統來說，及時性是它的關鍵問題之一，實時信息系統的及時性要求與分時系統相似，而實時控制系統的及時性要求則是由被控制對象要求的開始截止時間和完成截止時間決定的，一般爲秒級、百毫秒級直到毫秒級，甚至更低。
（3）從可靠性方面來考慮。可靠性是實時系統的另一個關鍵問題，實時系統中的任何差錯都可能帶來巨大的經濟損失，甚至帶來無法預料的災難性後果，所以實時系統往往採取多級容錯措施來保證系統的高度可靠。分時系統雖然也要求可靠，但比實時系統的要求更低。
1.2 OS的基本特徵和功能中的典型問題分析
1.2.1 操作系統具有哪幾大特徵？它們之間有何關係？
答：操作系統的特徵有併發性、資源共享性、虛擬性和異步性。它們的關係如下：
（1）併發性和資源共享性是操作系統最基本的特徵。爲了提高計算機資源的利用率，OS必然要採用多道程序設計技術，使多個程序共享系統的資源，併發地執行。
（2）併發性和資源共享性互爲存在的條件。一方面，資源的共享是以程序（進程）的併發執行爲條件的，若系統不允許程序併發執行，自然不存在資源共享問題；另一方面，若系統不能對資源共享實施有效管理，協調好諸進程對共享資源的訪問，也必將影響到程序的併發執行，甚至根本無法併發執行。
（3）虛擬性以併發性和資源共享性爲前提。爲了使併發進程能更方便、更有效地共享資源，操作系統常採用多種虛擬技術在邏輯上增加CPU和設備的數量以及存儲器的容量，從而解決衆多併發進程對有限的系統資源的爭用問題。
（4）異步性是併發性和資源共享性的必然結果。操作系統允許多個併發進程共享資源、相互合作，使得每個進程的運行過程受到其他進程的制約，不再“一氣呵成”，這必然導致異步性特徵的產生。
1.3 分層式和微內核結構中的典型問題分析
1.3.1 試比較分層式結構與模塊式結構的異同。
答：分層式結構與模塊式結構一樣具有模塊化的特徵。分層式結構也要將複雜的操作系統按其功能分成若干個比較簡單、相對獨立的模塊；爲了使模塊之間能夠交互，它也必須規定模塊之間的接口。因此，分層式結構具有模塊式結構的優點。
分層式結構與模塊式結構的主要區別在於，分層式結構中各模塊之間是有序的。分層式結構將各個功能模塊按他們的功能流圖的調用次序安排成若干層，各層之間的模塊不能像模塊式結構那樣通過接口毫無規則地相互依賴、互相調用，而只能是單向依賴或單向調用，即每層中的模塊只能使用較低層模塊提供的功能和服務。因此，分層式結構中，模塊之間的組織結構和依賴關係更加清晰，這不僅增加了系統的可讀性和可適應性，同時還可使每一層建立在可靠的基礎上，從而提高系統的可靠性。
1.3.2 微內核結構具有哪些優點？爲什麼？
答：微內核結構的優點如下：
（1）提高了系統的可擴展性。在微內核結構中，OS的大部分功能，都是由相對獨立的服務器來實現的，用戶可以根據需要，選配其中的部分或全部服務器；還可以隨着計算機硬件和OS技術的發展，相應的更新若干服務器或增加一些新的服務器。
（2）增強了OS的可靠性。由於所有的服務器都是運行在用戶態，它們不能直接訪問硬件，因此，當某個服務器出現錯誤時，通常只會影響到它自己，而不會引起內核和其他服務器的損壞和崩潰。
（3）可移植性更好。在微內核的OS中，所有與特定CPU和I/O設備硬件相關的代碼，均放在內核和內核下的硬件隱藏層中，而操作系統其他絕大部分（即各種服務器）均與硬件平臺無關，因而，把操作系統移植到另一硬件平臺上所需作的改動比較小。
（4）適用於分佈式系統。對用戶進程（即客戶）而言，如果他通過消息傳遞與服務器通信，那麼他只需發送一個請求，然後等待服務器發來的響應，而根本無需知道這條消息是在本地機就地處理還是通過網絡送給遠地機上的服務器處理。
