操作系统是计算机系统的核心组成部分,它负责管理和控制计算机的硬件资源,同时也为用户提供各种服务和接口。本题涉及了操作系统的一些核心概念和管理策略,主要包括以下几个方面:
1. **人机交互**:终端处理程序是操作系统中实现用户与计算机之间交互的重要部分,其主要功能包括接收用户输入、解释命令、执行命令并返回结果。它使得用户能够方便地操作计算机,执行各种任务。
2. **系统调用**:系统调用是用户程序通过操作系统内核提供的接口直接请求服务的一种方式。与一般过程调用不同,系统调用会切换到内核模式,拥有更高级别的权限,可以访问和操作受保护的系统资源。
3. **作业调度**:作业调度是指操作系统根据一定的策略从作业队列中选择合适的作业调入内存,以便执行。调度的目标通常包括公平性、响应时间、周转时间和系统吞吐量等。对于I/O频繁、I/O与计算均衡以及计算量大的作业,可以根据其特性赋予不同的优先级,例如,计算量大的作业可以优先执行以提高系统效率。
4. **命令接口**:命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。前者是用户直接在终端输入命令,系统立即响应;后者则是用户将一批命令写入文件,然后一次性提交给系统,系统在后台处理。
5. **作业状态**:作业的状态通常包括提交、就绪、运行和完成。作业调度通常从提交状态的作业中选择,将其调入内存变为就绪状态,然后等待CPU执行。
6. **系统调用执行过程**:系统调用一般分为三个步骤:用户态到内核态的转换、执行系统调用服务程序和返回用户态。
7. **命令解释程序**:命令解释程序有两种处理方式:同步处理和异步处理。同步处理是在接收到命令后立即执行,而异步处理则是在后台执行,允许用户继续输入其他命令。
8. **作业和作业调度**:作业调度是操作系统中的一种核心功能,它根据作业调度策略选择作业放入内存。选择作业的必要条件通常包括作业的优先级、预计运行时间、资源需求等。
9. **用户接口**:操作系统提供交互式接口,如命令行接口、图形用户界面(GUI)等,便于用户控制和管理作业。
10. **多道批处理与分时系统**:分时系统需要兼顾多个用户的响应时间,而批处理系统更注重系统吞吐量。因此,调度策略需要兼顾这两个方面,确保合理分配CPU时间。
11. **计算题和证明**:这部分涉及了具体的作业调度算法,如优先数算法、响应比高者优先算法、短作业优先算法和先来先服务算法。每个算法都有其特点和适用场景,例如,短作业优先算法可以减少平均周转时间。
12. **存储管理**:题目中提到了可变分区分配方式,其中最先适应算法和最短作业优先算法在处理内存分配时各有优缺点。计算题中需要考虑作业的到达时间、计算时间、内存需求等,计算作业的装入时间、开始执行时间、完成时间、周转时间。
以上是对操作系统习题的详细解释,涵盖了操作系统中的关键概念和操作,这些知识点对于理解和掌握操作系统原理至关重要。