第3章进程管理3.1进程的概念
3.1.1程序的并发执行
1. 程序(program)
2. 程序的顺序执行
3. 多道程序系统中程序执行环境的变化
4. 程序的并发(concurrent)执行
图3.1堆栈的取数和存数过程
2
计算机操作系统教程（第3版）3.1.2进程的定义
3.2进程的描述
3.2.1进程控制块PCB
1. 描述信息
2. 控制信息
3. 资源管理信息
4. CPU现场保护结构
3.2.2进程上下文
图3.2进程上下文结构
图3.3UNIX System Ⅴ进程上下文组成
计算机操作系统教程（第3版） 3 3.2.3进程上下文切换
图3.4进程上下文的切换过程
3.2.4进程空间与大小
图3.5进程空间示例
3.3进程状态及其转换
3.3.1进程状态
3.3.2进程状态转换
图3.6进程状态转换
4
计算机操作系统教程（第3版）3.4进程控制
3.4.1进程创建与撤销
1. 进程创建
图3.7创建原语流图
2. 进程撤销
图3.8撤销原语流图
计算机操作系统教程（第3版） 5 3.4.2进程的阻塞与唤醒
图3.9阻塞原语图
图3.10唤醒原语
3.5进程互斥
3.5.1资源共享所引起的制约
1. 临界区
图3.11多进程共享内存栈区示例
6
计算机操作系统教程（第3版）
2. 间接制约
3. 什么是互斥
3.5.2互斥的加锁实现
3.5.3信号量和P,V原语
1. 信号量(semaphore)
2. P,V原语
图3.12P原语操作功能
图3.13V原语操作功能
计算机操作系统教程（第3版）7
8
计算机操作系统教程（第3版）3.5.4用P,V原语实现进程互斥
3.6进程同步
3.6.1同步的概念
计算机操作系统教程（第3版）9
3.6.2私用信号量
3.6.3用P，V原语操作实现同步
图3.14缓冲区队列
10
计算机操作系统教程（第3版）
3.6.4生产者-消费者问题
图3.15生产者-消费者问题
计算机操作系统教程（第3版）11
3.7进程通信
3.7.1进程的通信方式
图3.16消息的组成
图3.17缓冲区或邮箱通信结构
12
计算机操作系统教程（第3版）
3.7.2消息缓冲机制
3.7.3邮箱通信
图3.18邮箱通信结构
计算机操作系统教程（第3版）13
3.7.4进程通信的实例——和控制台的通信
图3.19和控制台通信示例
14
计算机操作系统教程（第3版）
1. KCP和DCP的动作
2. CCP和KCP及DCP的接口
3. CCP与用户进程的接口
图3.20CCP和用户进程接口
4. CCP的动作
3.7.5进程通信的实例——管道
1. 管道pipe
图3.21管道通信
计算机操作系统教程（第3版）15 2. 示例
图3.22父进程和子进程P1，P2通信例子
16
计算机操作系统教程（第3版）
计算机操作系统教程（第3版）17
图3.23例2程序流程图
18
计算机操作系统教程（第3版）3.8死锁问题
3.8.1死锁的概念
1. 死锁的定义
图3.24死锁的概念
计算机操作系统教程（第3版）19
2. 死锁的起因
3. 产生死锁的必要条件
3.8.2死锁的排除方法
1. 死锁预防
2. 死锁避免
3. 死锁的检测和恢复
3.9线程的概念
3.9.1为什么要引入线程
3.9.2线程的基本概念
图3.25等效于单线程的进程执行示意图
图3.26多线程情况下进程执行示意图
20
计算机操作系统教程（第3版）3.9.3线程与进程的区别
图3.27多线程与进程的关系3.9.4线程的适用范围
图3.28RPC请求处理
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS？ 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内计算机操作系统第三版答案 2 / 47 容的更新、火车售票系统。 10．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 11．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。14．是什么原因使操作系统具有异步性特征？ 答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的不可预知性，即每个程序何时执行，执行顺序以及完成时间是不确定的。15．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？ 答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步：为多个进程（含线程）的运行进行协调。通信：用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。处理机调度：（1）作业调度。从后备队里按照一定的算法，选出若干个作业，为他们分配运行所需的资源（首选是分配内存）。（2）进程调度：从进程的就绪队列中，按照一定算法选出一个进程，把处理机分配给它，并设臵运行现场，使进程投入执行。 16．内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么？ 答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。内存分配：为每道程序分配内存。内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。计算机操作系统第三版答案 3 / 47 地址映射：将地址空间的逻辑地址
第九课<<计算机操作系统>>教学设计 一、教学内容分析：本课内容参考四川教育出版社《信息技术》七年级（上）第九课-计算机操作系统，本课内容有：计算机系统的管理者-操作系统，Windows 操作系统的发展及windows 操作系统的特点。 二、学生情况分析 本课教学内容对象是初一（七）年级同学，学生来自不同的区县及学校，各校的教育教学条件及教学要求不统一，能力水平不齐，学习环境发生了改变，学习者本身年龄也不断增长，信息技术课程的学习，也进入了一个新的阶段。为了能更科学地理解知识，学会变通，可以设置一些问题让学生自行寻找答案。 三、教学目标 目标难度知识与技能行为目标 （1）知道计算机操作系统的作用和地位，了解常用的操作系统，通过练习对比dos 与windows 系统的区别。 （2）知道现用windows 操作系统的特点和发展方向，丰富自己的知识结构。 （3）体会计算机操作系统对计算机的管理作用及windowsxp 操作系统的安装及启动的基本过程。 过程与方法 （1）以任务为驱动，培养学生的观察能力，自我探索总结的能力； （2）培养学生进行自主学习、协作学习的能力； （3）培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力 情感态度及价值观 （1）培养学生之间的协作合作关系，增强学生合作精神。 （2）培养学生大胆尝试探究精神。 四、重点难点 教学重点：认识计算机操作系统的作用和Windows 操作系统的发展及特点。教学难点：对Dos、Windows 操作系统特点的理解及掌握Windows 操作系统启动及安装的特点。五、教学方法 任务驱动法、分组协作法、自主探究法 六、教学准备 局域网，多媒体电子教室，教学课件，及windows xp setup 演示软件。
计算机操作系统复习总结-汤子瀛
操作系统的定义：操作系统是以一组控制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。 1.1.1操作系统的目标：1.方便性 2.有效性 3.可扩充性 4.开放性 2.1.2 操作系统的作用： 1.os作为用户与计算机硬件系统之间的接口 2.os作为计算机系统资源的管理者 3.os用作扩充机器 1.1.3 推动操作系统发展的主要动力： 1.不断提高计算机资源利用率 2.方便用户 3.器件的不断更新换代 4.计算机体系结构的不断发展 1.2操作系统的发展过程： 1.2.1无操作系统的计算机系统：1.人工操作方式 2.脱机输入输出（Off-Line I/O）方式 1.2.2单道批处理系统（特征：自动性；顺序性；单道性） 1.2.3多道批处理系统： 1.多道程序设计的基本概念： （1）提高CPU的利用率）（2）可提高内存和I/O设备利用率（3）增加系统吞吐量 2.多道批处理系统的特征：（1）多道性（2）无序性（3）调度性 3.多道批处理系统的优缺点： （1）资源利用率高（2）系统吞吐量大（3）平均周转时间长（4）无交互能力 4.多道批处理系统需要解决的问题： （1）处理机管理问题（2）内存管理问题（3）I/O设备管理问题（4）文件管理问题 （5）作业管理问题 1.2.4分时系统： 分时系统是指，在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。 1.分时系统的产生：推动分时系统形成和发展的主要动力，是用户的需求（需要的具体表现：人-机 交互、共享主机、便于用户上机） 2.分时系统实现中的关键问题：（1）及时接收（2）及时处理 3.分时系统的特征：（1）多路性（2）独立性（3）及时性（4）交互性 1.2.5实时系统：
第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务？试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了
第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户；(3)器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。
操作系统第一章复习题 一、选择题 1、下列选项中，（ D ）不是操作系统关心的主要问题。 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面。 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 2、多道批处理系统的主要缺点是（ C ）。 A CPU利用率低 B 不能并发执行 C 缺少交互性 D 以上都不是。 3、在操作系统中，（ D ）部分属于微内核。 A 输入/输出井的管理程序，及作业调度软件。 B 用户命令解释程序 C 磁盘文件目录管理软件 D 进程通信服务例程 4、通常在分时系统中运行的作业称为（ C ）。 A 前台作业 B 后台作业 C 终端型作业 D 批量型作业 5、在下面的选项中，（ A ）不属于操作系统提供给用户的可用资源。 A 中断机制 B 处理机 C 存储器 D I/O 设备 6、操作系统在计算机系统中处于（ B ）的位置。 A 计算机硬件和软件之间 B 计算机硬件和用户之间 C 处理机和用户程序之间 D 外部设备和处理机之间 7、操作系统是对（ C ）进行管理的软件。 A 软件 B硬件 C计算机资源 D 应用程序 8、操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（ A ）。 A 利用率 B 可靠性 C 稳定性 D 兼容性 9、操作系统提供给程序员的接口是（ B ）。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D B和C 10、所谓（ B ）是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A 多重处理 B 多道程序设计 C 实时处理 D 共行执行 11、实时系统必须在（ C ）内处理完来自外部的事件。 A 响应时间 B 周转时间 C 规定时间 D 调度时间 12、在操作系统中，并发性是指若干事件（ C ）发生。 A 在同一时刻 B 一定在不同时刻 C 在某一时间间隔 D 依次在不同时间间隔内 13、订购机票系统处理各个终端的服务请求，处理后通过终端回答用户，所以它是一个（ D ）。 A 分时系统 B 多道批处理系统 C 计算机网络 D实时信息处理系统 二、填空题 1、操作系统两个最基本的特征是（并发）和（共享），两者之间互为存在条件。 2、实时系统应具有的两个基本特征，它们是（及时性）和（高可靠性）。 3、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（分时操作系统）；允许多个用户 将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为（批处理操作系统）；计算机系统能
1，OS：操作系统，是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩展。 2：OS的作用可表现在哪几方面？ （1）：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）：OS作为计算机系统资源的管理者 （3）：OS实现了对计算机资源的抽象(扩展机) 3：OS有几大特征？其最基本的特征是？ 四大特征：并发，共享，虚拟，异步最基本为并发性，是其他的基础。 临界资源：在同一时刻，只能有一个进程对其访问的资源。 临界区：在每个进程中，访问临界资源的一段代码。 进程：一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。 线程：减少程序在并发执行时所付出的时间和空间开销。 PCB ：记录用于描述进程情况及控制进程运行的全部信息。 4.PCB的主要内容，PCB是如何组织的？ 内容：（1）：进程描述信息（2）：处理机状态信息（3）：进程调度信息（4）：进程控制信息 链表：同一状态的进程其PCB成一链表，多个状态对应多个不同的链表。 索引：同一状态的进程归入一个index表（由index指向PCB），多个状态对应多个不同的index表 5.进程与程序的区别 1) 进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。 2) 进程是暂时的，程序是永久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存。 3) 进程与程序的组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程控制块（即进程状态信息）。 4) 进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。6。进程与线程的区别 (1) 地址空间和其他资源（如打开文件）：进程间相互独立，同一进程的各线程间共享－－某进程内的线程在其他进程 不可见 (2) 通信：进程间通信IPC，线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信－－需要进程同步和互斥手 段的辅助，以保证数据的一致性 (3) 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。 7.为什么引入进程概念？ 在多道程序环境下，程序的执行属于并发性，此时他们将失去封闭性，并具有间断性和不可再现性的特性。这决定了通常的程序是不能并发执行的，则程序结果不可再现。为使程序能并发执行，且为了对其进行控制，则引入了进程。8：试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因？ （1）处于就绪态的进程，在调度程序位置分配处理机后。其即从就绪态转为执行态。 （2）对执行的进程，如果系统分配给它的时间片用完，而被暂停执行时，其由执行态转为就绪态。 （3）如果因发生某事件而使进程的执行受阻，使其无法继续执行，该进程有执行太转变为阻塞态 典型原因有：I/O请求、申请缓冲空间 9：同步机构应遵循哪些基本准则？为什么？ （1）空闲让进；当无进程处于临界区时，表明临界资源处于空闲阶段，应允许一个请求进入临界区。 （2）忙则等待；当已经有进程进入临界区时表明临界资源正在被访问，则应该让其他的请求等待。 （3）有限等待；对要求访问临界区的进程，应保证其在有限时间内进入临界区，以免死等。 （4）让权等待；当进程不能进入自己的临界区时，应释放处理机，以免忙等。 10：为什么要在OS中引入线程？ 引入线程是为了减少程序在并发执行时所付出的时间和空间开销，使OS有更好的并发性。 高级调度：又称作业调度、宏观调度，从用户工作流程的角度，一次提交的若干个流程，其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天。 低级调度：进程换线程，微观调度，从CPU资源的角度，执行的单位。时间上通常是毫秒。因为执行频繁，要求在实现时达到高效率。 中级调度：内外存交换，从存储器资源的角度，将进程的部分或全部换出到外存上，将当前所需部分换入到内存。 为什么引入中级调度？ 为了提高内存利用率和系统吞吐量，其实现的就是存储系统中的对换功能。 6：在抢占调度方式中，抢占的原则是？
第1章操作系统引论 1.1复习笔记 一、操作系统的目标和作用 1.操作系统的目标 在计算机系统上配置操作系统的主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。 （1）方便性 配置操作系统（OS）后，系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写的程序翻译成机器代码，用户可以直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机系统，使计算机变得易学易用。 （2）有效性 ① 提高系统资源利用率 早期未配置OS的计算机系统，各种资源无法得到充分利用，配置OS后，能有效分配各种设备的工作状态，提高系统资源的利用率。 ② 提高系统的吞吐量 OS可以通过合理地组织计算机的工作流程，加速程序的运行，缩短程序的运行周期，从而提高系统的吞吐量。 （3）可扩充性 OS必须具有很好的可扩充性，才能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。
（4）开放性 开放性是指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。开放性是衡量一个新推出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。 2.操作系统的作用 操作系统（Operating System，OS）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。其主要作用是管理好这些设备，提高它们的利用率和系统的吞吐量，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。可以从以下几个方面讨论它的作用： （1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 OS处于用户与计算机硬件系统之间，用户通过OS来使用计算机系统。图1-1是OS作为接口的示意图。 图1-1 OS作为接口的示意图 从图中可以看出，用户可以通过命令方式、系统调用方式和图标—窗口方式来实现与操作系统的通信，并取得它的服务。 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 ① 管理处理器，用于分配和控制处理器；
《计算机操作系统》课后习题答案 注：课本为《计算机操作系统（第四版）》，汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛编著，西安电子科技大学出版社出版 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？
操作系统 课程名称（英文）：Operating System 适用专业：信息管理与信息系统、电子商务、信息安全 课程性质：专业基础课，必修 学时：56学时，其中讲课：48学时，上机：8学时，实验：0学时 先修课程：C语言程序设计、数据结构、信息系统基础 一、本课程的地位、作用与任务 通过本课程的学习，使学生掌握现代操作系统的基本原理及设计技术，了解操作系统的运行环境及实现方法，并运用操作系统的理论和方法分析现有的操作系统。使学生在操作系统应用领域具有较强的分析问题和解决问题的能力，为将来系统研究和软件开发打下坚实的基础。 二、内容、学时及基本要求
三、说明 1．本大纲意在掌握了操作系统基本原理的基础上，加强对现代操作系统新技术和新方法的介绍，以使课程适应社会的需要。本课程课内实验8学时，并另开设操作系统课程设计1周。 2．课程的教学要求层次： 教学内容按熟练掌握、掌握、理解、了解几个层次要求。在教学过程中，应注意理论联系实际、注重与本专业的其他学科知识的衔接与配合。加强对学生分析问题和解决问题能力的培养。 3．本大纲的适用范围： 本大纲适用信息管理与信息系统、电子商务、信息安全专业的课程。 4．教学中应注意的问题： 该课程教学中应注意吸收新知识、新观念，尤其要密切注意操作系统发展的新动向。 5．教学方法： 该课程的教学方法应以讲授法为主，案例教学、研究讨论教学为辅。 6．考核方式：期末采取闭卷考试方式，期末考试成绩占总评成绩70%、平时成绩占总评成绩20%、实验成绩占总评成绩10%。 7．上机学时分配：本实验Linux环境下进行，皆在培养学生理论联系实际能力和操作
名词解释 第一章内容： 1、操作系统的概念（名词解释）： 操作系统是位于硬件层之上，所有其他系统软件层之下的一个系统软件，使得管理系统中的各种软件和硬件资源得以充分利用，方便用户使用计算机系统。 第二章的内容： 1.作业的定义（名词解释） 在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。 第三章的内容： 1、程序的并发执行定义： 一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。 增强计算机系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同时操作技术。 5、死锁的概念： 指各并发进程互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方资源之前不会释放自己所拥有的资源。 8．线程：线程又被称为轻权进程或轻量级进程。线程是进程的一部分。线程是CPU调度的一个基本单位。 第五章内容： 1、存储器是由内存和外存组成的，在存储管理系统把进程中那些不经常被访问的程序段和 数据放入外存中，待需要访问它们时再将它们调入内存。 2、虚拟存储器：进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间。 5、用户程序自己控制内外存之间的数据交换的例子是覆盖。覆盖技术要求用户清楚地了解程序的结构，并指定各程序段调入内存的先后次序。 6、操作系统控制方式又可进一步分为两种，一种呈交换方式，另一种是请求调入方式和预调入方式。 3、覆盖技术与交换技术是在多道环境下用来扩充内存的2钟方法。 第九章内容： 2、中断的基本概念：计算机在执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。 3、根据中断源产生的条件，可把中断分为外中断和内中断。
第一章操作系统引论 (一)单项选择题 1、操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境，因此它必须使计算机( ) A.使用方便 B．高效工作 C.合理使用资源 D．使用方便并高效工作 2、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( )。 A．分时操作系统 B．批处理单道系统 C．实时操作系统 D．批处理多道系统 3、下列系统中( )是实时系统。 A．计算机激光照排系统 B．办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D．计算机辅助设计系统4、操作系统是一种系统软件，它( )。 A．控制程序的执行 B．管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D．管理计算机系统的资源和控制程序的执行 5、计算机系统把进行( )和控制程序执行的功能集中组成一种软件，称为操作系统 A．CPU管理B．作业管理 C．资源管理D．设备管理 6、批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率，但( )。 A.不能自动选择作业执行 B．无法协调资源分配 c．不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 7、分时操作系统适用于( )。 A．控制生产流水线B．调试运行程序c．大量的数据处理D．多个计算机资源共享 8、在批处理兼分时的系统中，对( )应该及时响应，使用户满意。 A．批量作业B.前台作业c．后台作业D．网络通信 9、实时操作系统对可靠性和安全性要求极高，它( )。 A．十分注重系统资源的利用率B．不强调响应速度 C．不强求系统资源的利用率 D．不必向用户反馈信息 (二)填空题 1、计算机系统是按用户要求接收和存储信息，自动进行_______并输出结果信息的系统。 2、计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 3、操作系统使用户合理_______，防止各用户间相互干扰。 4、使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 5、批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 6、在多道操作系统控制下，允许多个作业同时装入_______，使中央处理器轮流地执行各个作业。 7、批处理操作系统提高了计算机系统的_______，但在作业执行时用户不能直接干预作业的执行。 8、在分时系统中，每个终端用户每次可以使用一个由_______规定的CPU时间。 9、分时系统具有同时性、独立性、及时性和_______等特点。 10、在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为_______作业，把由批处理系统控制的作业称为_______作业。 11、实时系统要求有_______,不强求系统资源的利用率。 12、操作系统的资源管理功能有：处理器管理、_______、文件管理、设备管理和作业管理。 13、_______为用户合理地分配处理器时间．尽可能地使处理器处于忙状态，提高处理器的工作效率。 (三)简答题
第三课：计算机操作系统 【教学目标】 1、知识目标：（1）了解操作系统的功能； （2）了解Windows的界面、特点以及Windows的基本操作； （3）理解文件、文件夹、路径的概念，学会用“资源管理器”管理文件等。 （4）会灵活使用Windows的帮助等内容。 2、能力目标：掌握简单的基本操作。 3、情感目标：通过游戏体会鼠标用法，寓教于乐，培养学生正确对待游戏的态度。 【教学重点】鼠标的五种用法及资源管理器的使用。 【教学难点】资源管理器中的不同操作方法。 【教学方法】讲解法、问题教学法 【教学用具】计算机网络电子教室 【课型】新授 【课时】 2课时 【教学过程】 （第一课时） 一、导入 通过上节课的学习，我们已经知道完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。其中计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。而操作系统是系统软件的核心，是计算机硬件的第一级扩充。操作系统是计算机的管家，管理着计算机中的软、硬件资源，并且是用户与计算机交互的接口，从而实现了人机对话。这节课我们就以Windows2000操作系统为例来一起学习一下计算机操作系统知识： 二、新授 （l 启动Windows2000系统（了解） 1、在计算机启动过程中，首先检查各个硬件状态是否正常，即自检。自检完成后，操作系统装载并启动。一般情况下，这个过程不需要我们干预，是计算机自启动过程 2、活动：请学生启动计算机。并注意观察启动过程中主机、显示器、键盘等的变化。 （2） Windows2000操作系统的界面（识记） 界面组成：桌面、图标、窗口、菜单等。要求学生知道各个组成元素的名称即可。 （3）鼠标的五种基本用法：指向单击双击右击拖动 通过纸牌和扫雷游戏体会鼠标的用法。注意强调双击不是左右键一起按。 （4）控制面板是对系统进行配置的工具集合。通过它，用户可以增删系统的各种软、硬组件，调整系统的各种配置参数，使计算机更适合自己的使用。如：改变键盘、鼠标的设置等。特别举例当任务栏上不显示输入法图标时可在控制面板中设置。 （5）文件和文件名的命名法则。主文件·扩展名来构成。最多不超过255个字符或127个汉字。不能使用“\ / : * ? “ < > |”等九个字符。 （6） Windows资源管理 分类：包括对硬件和软件资源的管理。从功能上分为： 处理器管理（初步了解——查看CPU的性能参数、使用情况） 存储器管理（初步了解——查看内存的性能参数、使用情况） 设备管理（初步了解——了解所用计算机外围设备的配置、性能等情况） 作业管理（初步了解——是多任务并行执行的操作系统。观察任务及任务的进程情况）
第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统？它的主要功能是什么？ 2.什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？ 3.批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？ 4.什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性，及时性，独立性，多路性，可靠性等几个方面 比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型？ 6.操作系统主要特征是什么？ 7.操作系统也用户的接口有几种？它们各自用在什么场合？ 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗？为什么？ 9.设内存中有三道程序，A,B,C，它们按A~B~C的先后顺序执行，它们进行“计算”和“I/o操作” 的时间如表1-2所示，假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图，并计算完成三道程序要花多少时间。 10．将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件 UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计C语言 11．选择一个现代操作系统，查找和阅读相关的技术资料，写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。 答案 1．答：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合。 2．答：把多个独立的程序同时放入内存，使她们共享系统中的资源。 1）多道，即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2）宏观上并行，是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3）微观上串行，是指在单道处理机环境下，内存中的多道程序轮流地占有CPU，交替执行。3．答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动的执行。
计算机操作系统课后题 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户
的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。 解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 11、OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性、异步性。最基本的特征是并性！ 发性和共享 14、是什么原因使操作系统具有异步性的特征？ 在多道程序环境下，允许多个进程并发执行。但由于资源等
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a-b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征？ 程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征，同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。 11．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 12．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：（1）进程当前暂存信息（2）下一指令地址信息（3）进程状态信息（4）过程和系统调用参数及调用地址信息。13．在进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有哪些？ 答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有： （1）进程当前暂存信息 （2）下一指令地址信息 （3）进程状态信息 （4）过程和系统调用参数及调用地址信息。 14．试说明引起进程创建的主要事件。答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。 15．试说明引起进程被撤销的主要事件。答：引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障）、外界干预（操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止）。 16．在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）OS 发现请求创建新进程事件后，调用进程创建原语Creat()；（2）申请空白PCB；（3）为新进程分配资源；（4）初始化进程控制块；（5）将新进程插入就绪队列. 17．在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么？ 答：（1）根据被终止进程标识符，从PCB 集中检索出进程PCB，读出该进程状态。（2）若被终止进程处于执行状态，立即终止该进程的执行，臵调度标志真，指示该进程被终止后重新调度。（3）若该进程还有子进程，应将所
由汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛编著的《计算机操作系统(第4版高等学校计算机类十二五规划教材)》对传统操作系统(0S)和现代操作系统均做了较为全面的介绍。全书共分12章：第一章为操作系统引论，介绍了OS的发展、传统0S和现代OS的特征及功能；第二和第三章深入阐述了进程和线程管理、进程同步、处理机调度和死锁；第四和第五章对连续和离散存储器管理方式及虚拟存储器进行了介绍；第六章自下而上地对I/0系统的各个层次做了较为系统的阐述；第七和第八章介绍了文件系统和磁盘存储器管理；第九章对用户接口以及接口的实现方法做了介绍；从第十章开始到第十二章是与目前0S发展现状紧密相关的内容，分别介绍了多处理机0S、网络OS、多媒体OS以及系统安全性。本教材可作为计算机类专业的本科生教材，也可作为研究生教材，还可供从事计算机及通信工作的相关科技人员参考。本教材内容基本覆盖了全国研究生招生考试操作系统课程考试大纲的主要内容，故也可作为考研的复习、辅导用书。 第一章操作系统引论 1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 OS结构设计 习题 第二章进程的描述与控制 2.1 前趋图和程序执行 2.2 进程的描述 2.3 进程控制 2.4 进程同步 2.5 经典进程的同步问题 2.6 进程通信 2.7 线程(Threads)的基本概念 2.8 线程的实现 习题 第三章处理机调度与死锁 3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标 3.2 作业与作业调度 3.3 进程调度 3.4 实时调度 3.5 死锁概述 3.6 预防死锁 3.7 避免死锁 3.8 死锁的检测与解除 习题 第四章存储器管理 4.1 存储器的层次结构 4.2 程序的装入和链接 4.3 连续分配存储管理方式 4.4 对换(Swapping)