第 1 章 操作系统简介¶
校订依据：本目录《操作系统概论（2017年版）》第一章、书前自学考试大纲和附录答案；第 9 节另对照本地题目讲解资料。产品、历史“第一”和体系结构代表按教材列举理解，不作为当前产品现状或完整历史结论。下表编号指大纲“考核内容与考核要求”。
复习导航：大纲要求与笔记位置¶
| 大纲条目 | 层次 | 位置 | 学完应能做到 |
|---|---|---|---|
| 1.1 用户与硬件的接口 | 识记 | 第 1 节 | 说明屏蔽硬件细节、提供运行环境的作用 |
| 1.2 系统资源的管理者 | 识记 | 第 1 节 | 列出处理机、内存、设备、文件及管理目的 |
| 2.1 单道与多道批处理 | 识记 | 第 2 节 | 列特点与缺点，解释多道提高利用率的原因 |
| 2.2 分时系统 | 识记 | 第 2 节 | 列四个特点，说明交互与多用户共享的优点 |
| 2.3 实时系统 | 识记 | 第 2 节 | 说明时间约束、五个特点及应用领域 |
| 2.4 主流操作系统及应用 | 识记 | 第 2 节 | 将教材产品与应用领域配对 |
| 2.5 并发、共享、虚拟、异步 | 领会 | 第 3 节 | 解释并举例，区分并发与并行，说明并发与共享的关系 |
| 2.6 操作系统的功能 | 识记 | 第 4 节 | 列四项资源管理及用户接口，展开子功能 |
| 2.7 三种体系结构 | 识记 | 第 5 节 | 比较组织方式、优点与缺点 |
| 3.1 CPU 的逻辑结构 | 识记 | 第 6 节 | 说明模型机 PC、IR、AC 的作用 |
| 3.2 机器级表示与指令执行 | 领会 | 第 6 节 | 逐步追踪指令执行中寄存器和内存的变化 |
第 1、3、4、6 节对应大纲的主要概念；第 9 节周转时间计算属于第三章内容，此处作为预习。
1 操作系统的作用（1.1、1.2，识记）¶
操作系统是管理计算机软硬件资源、为应用程序提供运行环境的系统软件。它由程序代码、数据结构和初始化文件等组成。教材把它描述为覆盖在裸机上的第一层软件。这一层向下控制硬件，向上提供服务，应用程序借此使用计算机资源。
图1-1 操作系统在计算机系统中的位置
1.1 用户与硬件之间的接口。 接口规定了不同组成部分之间的交互方式。USB、串口和并口属于硬件接口，函数调用接口属于软件接口。应用程序通常通过库函数和系统调用请求操作系统服务，由内核与设备驱动完成具体的硬件操作。例如，printf() 输出到终端时，会通过相应的库函数和内核服务完成数据传送。教材以读取磁盘文件为例作对比：有操作系统时只需 open()、fread()、fclose() 三个函数；裸机上则须自行计算柱面号、磁道号、扇区号，再以汇编调用 int 13h。
操作系统的任务因此分为两方面：控制底层可编程硬件；为应用程序建立执行环境，并分配、管理所需资源。
1.2 资源的管理者。 管理对象是处理机、内存、设备、文件，网络操作系统还包括网卡和带宽。在本课采用的单 CPU 模型中，处理机在任意时刻执行一个程序流，其使用权由调度程序分配。内存在多任务下不是独占的。系统要为各程序分配空间，保证地址空间互不干扰、用完回收，还要完成逻辑地址到物理地址的转换。设备方面须接受 I/O 请求、分配设备、管理 I/O 缓存、驱动设备。文件方面须完成外存空间的分配回收、按名存取、文件组织和共享保护。
2 操作系统的发展（2.1–2.4，识记）¶
操作系统的发展与资源利用方式的变化有关。早期系统着重减少人工干预，多道程序提高了资源利用率，分时和实时系统则进一步满足交互和时限要求。
发展顺序为：无操作系统、单道批处理、多道程序系统（含多道批处理和分时）。此后相继出现微机、网络、实时、嵌入式、物联网操作系统。教材列举的四个历史代表是：多道程序系统的第一个 OS/360；通用分时系统的第一个，MIT 的 CTSS；微机操作系统的第一个，CP/M；商用嵌入式操作系统的第一个，VRTX32。
作业由用户程序及其处理的数据组成。吞吐量是单位时间处理的作业量；周转时间从作业提交算至完成，平均周转时间为各作业周转时间的算术平均值。
2.1 单道批处理。 内存中只驻留一道作业，能自动成批处理。三个特点：
- 自动性。操作系统控制下自动装入作业、运行、撤销，再装入下一道。
- 顺序性。外存中的作业按顺序装入，先进内存的先运行完。
- 单道性。任何时刻内存中只有一道作业，该作业结束后才能装入下一道。
相对无操作系统的系统，减少了等待人工操作的时间。缺点是作业独占 CPU 和内存，作业进行 I/O 时 CPU 只能空等。
多道批处理的做法是：作业先在外存排成后备队列。调度程序按策略选择若干道调入内存，使它们共享 CPU 和其他资源。四个特点：
- 多道性。内存驻留多道程序，一道等待 I/O 时 CPU 转去运行另一道。
- 无序性。作业完成的先后与进入内存的先后无严格对应，先进的不一定先被调度，也不一定先完成。
- 调度性。需要作业调度（从后备队列选择作业进入内存）与进程调度（从就绪队列选择进程执行）两级。
- 复杂性。作业共享 CPU、内存、外设和文件，处理机、内存、I/O、文件、作业均需管理；分时系统另多一层终端用户管理。
提出多道程序的背景与作业类型有关。通用机运行 CPU 操作密集型作业时利用率高；运行输入输出密集型作业时，CPU 频繁等待 I/O，浪费最高达 80%~90%。若内存能同时容纳足够多作业，CPU 利用率可接近 100%。
优点为提高 CPU、内存和 I/O 设备的利用率，提高系统吞吐量；缺点为平均周转时间长，缺乏交互能力。
图1-3 内存中有多道作业
2.2 分时。 多个用户通过终端同时使用一台主机，是多道程序系统的自然延伸。四个特点：
- 多路性。一台主机同时连接多台联机终端。
- 独立性。各终端用户独立操作、互不干扰，感觉如同独占主机。
- 及时性。用户请求在很短时间内得到响应。
- 交互性。用户可通过终端与系统广泛对话。
分时系统通过轮流分配处理机时间，使多个用户能够交互地使用主机。教材另在实时系统中列出可靠性要求，两类系统的特点应分别理解。
为及时接收命令，系统用缓冲区暂存尚未处理的请求。为及时处理请求，教材模型把用户任务保留在内存中，再以短时间片轮转，使各任务都能较快轮到一次。
2.3 实时。 用于实时控制和实时信息处理两个领域。实时任务的正确性取决于结果和完成时间。即使计算结果正确，超过规定的截止时间也可能造成任务失败。实时系统可以由实时操作系统管理，也可以采用无操作系统的专用实现。
| 特点 | 含义 |
|---|---|
| 多路性 | 与分时相同，更突出对多路现场信息的采集、对多个对象或执行机构的控制 |
| 独立性 | 用户之间独立操作；实时控制中信息的采集与对象的控制也互不干扰 |
| 及时性 | 信息处理按人能接受的等待时间定；控制按开始或完成截止时间定 |
| 交互性 | 只限于访问系统某些特定的专用服务程序 |
| 可靠性 | 要求比分时高，错误可能造成重大损失甚至危及生命，靠多级容错 |
应用领域：工业现场控制、智能机器人、海底探测、航空航天、锅炉温度压力控制、重病监测。批处理、分时、实时是三种基本的操作系统类型，一个实际系统也可能兼有其中两者的功能。
2.4 主流操作系统及其应用领域。 教材从不同角度对操作系统分类。按功能分为批处理、分时、实时三类；第二节开头按出现顺序列出微机、网络、实时、嵌入式、物联网五类；第七小节按产品形态讲的是主机、服务器、微机、嵌入式，外加物联网。这些分类分别描述服务方式、发展过程和应用领域。比较时需要采用相同的分类依据。
| 类型 | 用途与代表 |
|---|---|
| 主机 | 三类服务：批处理（保险索赔、连锁店销售报告）、事务处理（银行支票、航班预定，每秒成百上千笔）、分时；代表 OS/360、OS/390 |
| 服务器 | 在网络上同时为众多用户服务，提供打印、文件、Web 服务；Solaris、FreeBSD、Linux、Windows Server |
| 微机 | 支持多任务，为单个用户提供应用环境与开发环境；Windows 系列、Linux 发行版、Macintosh、Chrome OS |
| 嵌入式 | 宿主在非计算机设备中；VxWorks、QNX、WinCE、Android；用于手机、数码相机、ATM、工业控制、军工、医疗 |
| 物联网 | 本质是嵌入式操作系统；iOS、Android Things、Windows 10 IoT Core、FreeRTOS |
嵌入式操作系统的特征：小巧、实时性、可装卸、代码固化、弱交互性、强稳定性、接口统一、低能耗。教材明确列出了这些特征，应与应用领域一起记忆。
3 现代操作系统的特点（2.5，领会）¶
多道程序共享硬件后，程序的执行关系和资源使用方式随之改变。并发、共享、虚拟和异步从不同方面概括了这些变化。
并发是两个或多个事件在同一时间间隔内发生，并行是同一时刻发生。在单 CPU 单核上同时听歌与编辑文档，实为快速轮流交替，任意时刻只有一个程序流在 CPU 上。
共享指资源可供内存中多个并发进程共同使用，分两种。互斥共享为任意时刻只给一个进程，如打印机；同时共享为宏观上可被多个进程同时访问，如磁盘，微观上仍是轮流访问。
并发与共享相互依赖。并发执行使多个进程产生共享资源的需要，合理的资源共享机制又为并发执行提供条件。
虚拟是把一个物理实体变成若干逻辑上的对应物。物理实体真实存在，逻辑对应物由系统的软件和硬件机制提供；虚拟打印机、虚拟内存、虚拟 CPU 均属此类。
异步性是进程以不可预知的速度向前推进，何时执行、何时暂停、推进快慢、完成时间均不可知；键盘鼠标中断这类事件同样是随机到达的。
例如，单核上听歌与编辑文档交替推进，这是并发；多个进程轮流使用磁盘，是共享；每个进程都以为自己独占 CPU，这是虚拟；资源等待和中断使推进时机、速度难以预知，则是异步。这些特征可以同时出现在一个运行场景中，分别描述进程的执行关系、资源使用方式和运行进度。
4 操作系统的功能（2.6，识记）¶
内存管理的任务有四项。目标是为多道程序提供运行环境，方便用户使用内存，提高利用率，并从逻辑上扩充内存以实现虚拟存储。
- 分配。为每道程序分配空间，允许运行中的程序申请附加内存。分静态分配（分区大小、数量固定）和动态分配（按请求分配，大小数量可变）。还需有记录使用状况的数据结构、分配算法和回收功能。
- 保护。内核空间不被用户随意访问，各用户程序只在自身空间内运行。做法是用界限寄存器存允许访问的上下限，越界即发中断停止该程序。
- 地址映射。CPU 访问内存时将逻辑地址转换为物理地址，需要硬件支持。编译链接后相对程序起始地址计算的地址是逻辑地址，其范围称地址空间；内存单元的地址是物理地址，其范围称内存空间，物理地址须送地址总线才能选中单元。
- 扩充。借助虚拟存储从逻辑上扩充容量。请求调入指装入一部分即启动，访问到尚未装入的部分时再调入；置换指空间不足时把部分内容换出到外存。
进程管理五项：进程的描述与组织；控制（创建、撤销、唤醒、阻塞）；同步（多个进程运行的协调与互斥）；通信（进程之间交换信息）；调度（从可执行进程中选择一个，将处理机分配给它）。
设备管理四项：缓冲管理；设备分配；设备处理，由驱动程序实现 CPU 与设备控制器之间的通信；设备独立性和虚拟设备。前者使应用程序不依赖具体物理设备，后者把一个物理设备变成多个逻辑设备供多用户共享。
文件管理三项：文件的存储空间管理；目录管理，为每个文件建目录项，目录项含文件名、属性和地址；读写管理和存取控制，用来防止未核准的用户存取、冒名顶替，以及以不正确的方式使用文件。
用户接口三类：命令接口，分联机（键盘命令加命令解释程序）和脱机（批处理用户接口）；图形用户接口，通过窗口、菜单、对话框、滚动条、图标操作；程序接口，即系统调用。
操作系统的主要功能可概括为内存管理、进程管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。内存管理包括分配、保护、地址映射和扩充。界限寄存器是教材介绍的一种保护方式；printf() 等库函数可间接请求内核服务，但不等同于系统调用。
5 体系结构（2.7，识记，大纲明确列出三种）¶
操作系统需要实现多项管理功能，体系结构规定这些功能如何划分、依赖和通信。大纲要求掌握单体、层次和微内核三种组织方式。
单体结构把所有软件和数据结构放在一个逻辑模块里，对外只留系统调用的界面。各功能之间缺少严格的层次边界，内部子程序可以相互调用，信息隐藏程度较低。优点是结构简单、便于理解和实现，集中在一个内核里效率高。问题在于互相调用容易形成循环调用和死锁；改动一个子程序往往牵动多处，可修改性和可维护性差。代表为 UNIX、MS-DOS、Linux、Mac OS X、BSD。教材提到的模块化是单体结构的改良，不算第四种模型。
图1-6 单体结构：所有功能在一个逻辑模块里
层次结构把系统分解为多层，层间有严格接口。每层只依赖下层，不能访问上层，调用方向单向下行。优点是便于实现、调试和测试，可读性、可靠性、可移植性均较强，改动一层只影响相邻两层。难点在层次的划分，划分不当会出现循环依赖。完成一个功能还要穿过若干层，存在性能开销。代表为 Dijkstra 的 THE 系统。
图1-7 层次结构：单向调用，只能向下
客户/服务器与微内核结构把核心功能外移。文件系统、网络、驱动程序均移至内核之外，做成用户态的服务器进程；微内核只保留处理机调度、内存管理和消息通信，服务器之间靠它传递消息。优点是灵活、可靠、易维护，也适合分布式。代价是消息传递的开销远高于直接系统调用，效率下降；缓解办法有两种，优化消息传递机制，或扩大微内核、把关键服务移回内核。代表为 Windows NT、COS-IX V2.3、Mach、VxWorks。
图1-8 客户/服务器结构的微内核操作系统
层次结构主要通过调用层次约束模块之间的依赖；微内核结构则把部分服务放到内核之外，通过消息传递协调这些服务。两者的组织依据不同。
6 CPU 的逻辑结构与指令的执行（3.1、3.2）¶
本节通过模型机说明 CPU 如何执行指令。模型机使用三个主要寄存器：PC 存指令地址，IR 存正在执行的指令，AC 作临时存储和累加。复习重点是三个寄存器的作用及其配合；这一简化模型仅用于说明指令执行过程。
在机器级表示中，高级语言程序被编译成指令集合，每条指令都属于该计算机体系结构的指令集。处理器按这些指令规定的操作执行程序。一条指令所需的处理称为指令周期，分取指周期和执行周期两步。
图1-9 指令周期：取指周期与执行周期
取指时，每个周期开始从存储器取一条指令；PC 存着下一条待取指令的地址，取完自动递增。取到的指令放入 IR，处理器译码后执行。动作分四类：CPU 与存储器之间传送指令或数据；CPU 与 I/O 设备之间传送；算术或逻辑运算；控制操作（修改指令执行顺序）。
教材的模型机中，指令和数据均为 16 位，由 4 位操作码和 12 位地址组成。这样最多有 16 种操作码，地址字段可表示 4096 个地址，地址用 3 位十六进制表示。教材原文写“4096 字节”，同时又说明按 16 位单元或字组织存储器，两处单位不一致。若按字寻址，容量是 4096 个字，即 8192 字节；若按字节寻址，才是 4096 字节。因此，容量换算需以寻址单位为前提。
下面的加法实例用到三种操作码。0001 从内存取数送入 AC；0101 将内存中的数与 AC 相加，结果留在 AC；0010 把 AC 的内容存回内存。
图1-10 模型机的指令和数据格式
实例把 940 单元的内容与 941 单元的内容相加，结果送回 941。两处初值分别为 3 和 2，三条指令存于 300、301、302。
| 指令 | 地址 | 动作 | 执行后 |
|---|---|---|---|
| 1940 | 300 | 0001，从 940 取数送 AC | AC＝3 |
| 5941 | 301 | 0101，AC 与 941 的值相加 | AC＝5 |
| 2941 | 302 | 0010，把 AC 存入 941 | 941＝5 |
PC 依次为 300、301、302、303，IR 依次装入 1940、5941、2941。
以上指令和地址沿用教材的十六进制写法。1940 中的 1 是操作码，940 是数据所在的地址，不是装入 AC 的常数。300 是指令所在的地址，二者不可混淆。
| 执行的指令 | 取指后的 PC | IR | 执行后的 AC | 执行后的内存 941 |
|---|---|---|---|---|
| 300 单元的指令 | 301 | 1940 | 3 | 2 |
| 301 单元的指令 | 302 | 5941 | 5 | 2 |
| 302 单元的指令 | 303 | 2941 | 5 | 5 |
指令执行过程可表述为：根据 PC 到内存取指令并放入 IR；顺序取指时更新 PC，使其指向下一条指令。处理器随后对 IR 中的指令译码，按操作码及地址完成传送、运算或控制操作，再重复取指与执行。模型机每取一条指令 PC 加 1，遇到转移则按控制要求改变执行顺序；不可把“加 1”推广为所有机器、所有指令的固定规则。
图1-11 程序执行过程的实例
程序执行是反复取指、译码和执行的过程。PC 用于确定后续取指位置，执行指令则可能改变寄存器或内存中的数据。由于这些操作由具体硬件实现，程序和操作系统需要与处理器的指令集体系结构相适应。
7 考核要求¶
四个能力层次递升。识记要求能识别和记忆术语、定义、特点、分类、组成、过程、功能、作用。领会要求理解其工作方式、与硬件和应用程序开发的关系，以及功能实现所用的策略和算法。简单应用要求用原理分析解决问题，大纲举的例子是银行家算法和平均周转时间计算。综合应用要求综合运用原理、方法和技术，例子是信号量机制的应用和进程调度算法的设计。
第一章的 11 条考核条目中，只有 2.5（四个特征的含义）和 3.2（机器级表示与指令执行）属领会。其余均为识记。
本章重点为四个特征、基本功能、操作系统在计算机系统中的地位和作用、程序自动执行的过程；难点为四个特征的理解，以及 CPU 逻辑结构与指令执行的关系。
命题规定：闭卷笔试 150 分钟；识记 30%、领会 35%、简单应用 20%、综合应用 15%；难度按易、较易、较难、难 3:3:3:1；重点内容不少于 60%；题型有单选、填空、简答和综合。
8 教材本章习题¶
题目取自教材第一章习题，答案依据教材附录与本章正文。
8.1 单项选择题¶
1. Linux 操作系统是【 】
答案与解析
参考答案：D。
按教材口径，Linux 属于分时操作系统。题目中的“多用户多任务”不在选项中。
2. 操作系统内核中文件系统模块的主要功能是【 】
答案与解析
参考答案：D。
文件系统负责文件的按名存取和存储管理。
3. 下列关于批处理系统的叙述中，正确的是【 】
答案与解析
参考答案：B。
批处理分为单道和多道。批处理缺乏交互能力；多道程序系统还包括分时系统。
8.2 填空题¶
1. 单道批处理系统的内存中只能驻留＿＿道用户作业。
答案与解析
一。
2. 单道批处理系统与无操作系统的计算机系统相比而言，减少了＿＿的时间。
答案与解析
等待人工操作。
3. 操作系统是一组控制和管理计算机＿＿和＿＿资源、合理地对各类作业进行调度，以及方便用户的程序集合。
答案与解析
硬件；软件。
4. 并发是指两个或两个以上的事件在同一＿＿内发生。
答案与解析
时间间隔。
5. 现代操作系统的特征包括并发、＿＿、虚拟和异步。
答案与解析
共享。
8.3 简答题¶
1. 请说明操作系统的作用和功能。
答案与解析
操作系统提供用户与硬件之间的接口，并管理计算机资源。主要功能包括内存管理、进程管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。
2. 请说明单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统的特点及优缺点。
答案与解析
单道批处理具有自动性、顺序性、单道性，减少人工等待，但 I/O 期间 CPU 空闲。多道批处理具有多道性、无序性、调度性、复杂性，提高资源利用率和吞吐量，但平均周转时间较长、缺乏交互。分时系统具有多路性、独立性、及时性、交互性，便于多个用户通过终端共享主机。
3. 内存管理有哪些主要功能？
答案与解析
内存分配、内存保护、地址映射、内存扩充。具体说明见本章第 4 节。
4. 请说明指令执行的过程。
答案与解析
根据 PC 从内存取指令并放入 IR；更新 PC；译码并执行指令；重复取指与执行。模型机中，PC、IR、AC 分别保存指令地址、当前指令和运算数据。
5. 操作系统具有哪些特征？
答案与解析
并发、共享、虚拟、异步。含义与实例见本章第 3 节。
9 拓展：平均周转时间（本地资料标注为 2016 年 4 月综合题）¶
本节取自《第1章时间周期真题.pdf》讲解资料，年份和分值沿用该资料标注，未与原卷核验。周转时间计算在大纲中属于第三章 2.2 的“简单应用”要求。
9.1 本题涉及的两个量¶
周转时间 Tᵢ 为完成时刻减提交时刻，即一次减法。其值大于或等于运行时间。除在 CPU 上执行外，作业还可能在外存后备队列等待调度、在就绪队列等待进程调度；执行期间也可能等待 I/O。没有额外等待时可以相等，本题 J1 的周转时间和运行时间均为 60 分钟。第三章将这四段分别讨论，第一章只给出减法本身。
平均周转时间为各作业周转时间之和除以作业数，即 (T₁＋T₂＋…＋Tₙ) ÷ n。教材式 (3-1) 记作 T ＝ (1/n)ΣTᵢ。式中 T 指平均周转时间，与单个作业的 Tᵢ 不可混用。
第三章另有带权周转时间（式 3-2），本题不作要求，不计入。
9.2 原题¶
- 有一个单道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达 4 个作业，它们的提交时间和估计运行时间见下表。系统采用短作业优先（SJF）算法。 要求： （1）列表给出 4 个作业的开始执行时间、完成时间、周转时间； （2）计算平均作业周转时间。
| 作业 | 提交时间 | 估计运行时间（分钟） |
|---|---|---|
| J1 | 8:00 | 60 |
| J2 | 8:20 | 35 |
| J3 | 8:25 | 25 |
| J4 | 8:30 | 20 |
单道是该题的前提：一次只装入一道作业，选中的作业运行结束后才轮到下一道，不会被切走。因此以下不考虑轮转与抢占，只需排出顺序、沿时间轴推算。
9.3 要求（1）：列出开始、完成、周转¶
8:00 仅 J1 到达，直接运行 J1。60 分钟后于 9:00 结束，周转时间 9:00−8:00＝60。此处易误选 J4。它运行时间仅 20 分钟，看似最该优先，但 8:30 才提交，8:00 时尚未进入候选集。短作业优先选取的是当前已到达作业中运行时间最短者，而非全局最短者。
9:00 时 J2、J3、J4 均已到达，运行时间分别为 35、25、20。系统选取 J4，9:00 开始、9:20 完成，周转时间 9:20−8:30＝50。基准为提交时刻 8:30 而非开始时刻 9:00，中间等待的 30 分钟计入周转时间。此处最易失分：若按开始时刻计算，结果为 20。
9:20 只剩 J2 和 J3，选取较短的 J3，9:45 完成。周转时间 9:45−8:25＝80。
9:45 只剩 J2，10:20 完成，周转时间 10:20−8:20＝120。J2 在 J1 之后的三道作业中提交最早，却最后完成。调度优先选择 J4 与 J3，J2 一直等待，并非运行之后主动让出 CPU。
| 作业 | 提交 | 运行 | 开始 | 完成 | 周转 |
|---|---|---|---|---|---|
| J1 | 8:00 | 60 | 8:00 | 9:00 | 60 |
| J4 | 8:30 | 20 | 9:00 | 9:20 | 50 |
| J3 | 8:25 | 25 | 9:20 | 9:45 | 80 |
| J2 | 8:20 | 35 | 9:45 | 10:20 | 120 |
表中按执行顺序排列。
9.4 要求（2）：计算平均作业周转时间¶
平均周转时间 ＝(60＋50＋80＋120) ÷ 4 ＝ 310 ÷ 4 ＝ 77.5 分钟。
可作验算：四个完成时刻换算为分钟相加得 2305，四个提交时刻相加得 1995。两者之差 310 恰为周转时间之和。此步约需半分钟，可检出表格填写错误。
9.5 作答与扣分点¶
讲解资料标注本题 10 分，其中表格 6 分、平均周转时间 4 分；该评分细则未经官方试卷核验。计算时先求各作业的周转时间，再求平均值。
五处易错：
- 以全局最短作业为候选，忽略 J4 在 8:00 尚未提交。
- 混淆周转、等待与运行时间。J4 的完成减提交为 50，开始减提交为 30，完成减开始为 20。本题无 I/O，中间的 30 分钟是等待时间。
- 将本题非抢占 SJF 误作抢占调度，中途切换作业，或凭空加入 CPU 空闲时间。本题各作业连续衔接，没有空闲；其他题若尚无作业到达，CPU 可以空闲。
- 求平均时忘记除以作业个数，或将总周转时间当作平均值。
- 单位未统一为分钟，将 9:00−8:00 记为 1。
10 闭卷复习与跨章联系（补充）¶
操作系统通过统一管理资源、提供用户接口，为应用程序建立运行环境。并发、共享、虚拟和异步描述了这一环境中的运行特征；后续章节将分别说明进程、处理机、内存、文件和设备的具体管理机制。
| 自测题（自编） | 参考答案与辨析 |
|---|---|
| 单 CPU 上两个程序交替推进，属于并发还是并行？ | 并发；并行强调同一时刻实际同时执行，单 CPU 的交替不等于同时。 |
| 多道批处理的主要收益和局限是什么？ | 利用 CPU 与 I/O 重叠提高利用率和吞吐量；交互性较差，等待可能较长。 |
| 分时与实时最突出的目标分别是什么？ | 分时重交互和及时响应；实时要求在规定时限内完成，并重视可靠性。 |
| 操作系统为什么能表现出异步性？ | 各进程执行进度受调度、资源和外部事件影响，以不可预知的速度推进。异步不表示结果必然错误。 |
| 文件管理与设备管理有什么联系？ | 文件系统负责名字、组织和存放位置，设备管理组织底层 I/O；读文件常需要二者配合。 |
| PC 与 IR 分别保存什么？ | PC 保存后续要取的指令地址，IR 保存当前取出的指令；取指、译码、执行需区分。 |
复习时可结合具体运行场景解释并发、共享、虚拟和异步。比较单体、层次与微内核结构时，从功能位置、模块依赖和通信方式三个方面入手。教材中的产品现状属于 2017 年版本背景，考试复习按教材理解，不作为当前产品市场报告。
本章原有“平均周转时间”拓展题与第三章调度配套使用；完成第一章概念复习后再做，避免把它误当作大纲第一章单独列出的计算要求。