第一章：计算机系统概述
计算机系统基本组成
I．处理器：控制计算机的操作，执行数据处理功能。当只有一个处理器时，它通常指中央处理器（CPU）。
II. 主存储器：存储数据和程序。
iii．输入/输出模块：在计算机和外部环境之间移动数据。
iv．系统总线：为处理器、主存储器和输入输出模块提供通信的设施。
什么是中断？
中断是指计算机的处理机用来处理外来请求或内部错误的一种机制，该机制软硬件结合，使得计算机的处理机能够暂停当前指令系列的执行而转向请求指令系列的执行。
1.将计算机的处理机正在执行的指令系列称为当前指令系列，当前指令系列通常是用户程序。
2.将计算机为处理各类突发（非预期）事件请求（I/O请求,时钟请求，程序错误，硬件错误）而有待
执行的指令系列称为请求指令系列，通常称为中断处理程序，是操作系统的一部分。
3.请求指令系列执行期间，可以被其它事件中断（在允许多重中断的情况下）。
4.执行请求指令系列完毕后，可以返回被暂停的原始指令系列，也可以不返回（在多道程序设计环
境中）。
5.中断处理程序与社会事务中的应急事件的预案类似。
中断处理
中断的发生激活了很多事情，包括处理器硬件中的事件及软件中的事件。
1.设备给处理器发出一个中断信号。
2.处理器在响应中断前结束指令系列的执行。
3.处理器对中断进行测定，确定存在未响应的中断，并给提交中断的设备发送确认信号，确认信号
允许该设备取消它的中断信号。
4.处理器需要把处理权转移到中断程序中去做准备。首先，需要保存从中断点恢复当前程序所需要
的信息，要求的最少信息包括程序状态字（PSW）和保存在程序计数器中的下一条执行的指令地址，它们被压入系统控制栈中（参见附录1B）。
5.处理器把响应此中断的中断处理器入口地址装入程序的计数器中。
6.在这一点，与被中断程序相关的程序计数器和PSW被保存到系统栈中。此外，还有一些其他信息
被当作正在执行程序的状态的一部分。
7.中断处理器现在可以开始处理中断，其中包括检查与I/O操作相关的信息或其他引起中断的事件，
还可能包括给I/O设备发送附加命令或应答。
8.当中断处理结束后，被保存的寄存器值从栈中释放并恢复到寄存器中。
9.最后的操作是从栈中恢复PSW和程序计数器的值，其结果是下一条要执行的指令来自被中断的程
序。
处理多重中断的方法：
处理多重中断有两中方法：
1.当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。
禁止中断的意思是处理器将对任何新的中断请求信号不予理睬。
2.定义中断优先级，允许高优先级的中断打断优先级低的中断处理器的运行。
第二章：操作系统概述
操作系统通常提供的服务：
1.程序开发
2.程序运行
3.I/O设备访问
4.文件访问控制
5.系统访问
6.错误检测和响应
7.审计
作为资源管理器的操作系统
1.操作系统与普通的计算机软件作用相同，也就是说，它由处理器执行的一段程序或一组程序。
2.操作系统经常会释放可控制，而且必须以来处理器才能恢复。
操作系统开发中的五个主要理论成就
1.进程
2.内存管理
3.信息保护和安全
4.调度和资源管理
5.系统结构
进程
进程的概念是操作系统结构的基础。
1.一个正在执行的程序
2.计算机中正在运行的程序的一个实例
3.可分配给处理器并由处理器执行的一个实体
4.由单一的顺序的执行线索、一个当前状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元
计算机系统发展的三条主线：
多道程序批处理操作、分时和实时事务系统，它们在时间和同步中所产生的问题推动了进程概念的发展。
1．多道程序设计是为了让处理器和I/O设备（包括存储设备）同时保持忙状态，以实现最大效率。
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其关键机制是，在响应表示I/O事务结束的信号时，操作系统将对主存中驻留的不同程序进行处理器切换。
2．通用的分时。其主要设计目标是能及时响应单个用户的要求，但是由于成本原因，又要可以同时支持多个用户。由于用户反应时间相对较慢，因此这两个目标是可以同时实现的。
3．实时事务处理系统。在这种情况下，很多用户都在对数据库进行查询或修改，此时系统响应时间是最终要的。
进程的组成：
1.一段可执行的程序
2.程序所需要的相关数据（变量、工作空间、缓冲区等）
3.程序的执行上下文
最后一部分是根本。
执行上下文又称为进程状态，是操作系统用来管理和控制进程所需的内部数据。这种内部信息是分开的，因为操作系统信息不允许被进程直接访问。
上下文包括操作系统管理进程以及处理器正确执行进程所需要的所有信息，包括处理器的内容，如程序计数器和数据寄存器。他还包括操作系统使用的信息，如进程优先级以及进程是否在等待特定I/O事件的完成。
操作系统担负的五个基本的存储器管理责任:
1.进程隔离：操作系统必须保护独立的进程，防止互相干涉数据和存储空间。
2.自动分配和管理：程序应该根据需要在存储层间动态地分配，分配对程序员来说是透明的。
3.支持模块化程序设计：程序员应该能够定义程序模块，并且动态地创建、销毁模块，改变模块大
小。
4.保护和访问控制
5.长期存储
操作系统的几种不同方法和设计要素：
1.微内核体系结构
2.多线程
3.对称多处理
4.分布式操作系统
5.面向对象设计
多线程
多线程技术是指把执行一个应用程序的进程划分程可以同时执行的多个线程。
线程和进程的区别：
线程：
可分派的工作单元。它包括处理器上下文（包括程序计数器和栈指针，）和栈中自己的数据区域（为允许子程序分支）。线程顺序执行，并且是可中断的，这样处理器就可以转到另一线程。
进程：
一个或多个线程和相关系统资源（如包含相互据和代码的存储器空间、打开的文件和设备）的集合。这紧密对应于一个正在执行的程序的概念。通过把一个应用程序分解成多个线程，程序员可以在很大程度上控制应用程序的模块性和应用程序相关事件的时间安排。
对称多处理(Symmetric MultiProcessing, SMP)：
对称多处理可定义为具有以下特征的一个独立的计算机系统：
1.有多个处理器。
2.这些处理器共享同一个主存储器和I/O设备，它们之间通过通信总线或其他内部连接方案互相连
接。
3.所有处理器都可以执行相同的功能（因此称为对称）。
对称多处理操作系统可以调度进程或线程得到所有的处理器运行。对称多处理器结构比单处理器结构具有更多的潜在优势。
第三章进程描述和控制
在进程执行时，任意给定一个时间，进程都可以唯一地表征为以下元素：
1．标识符：跟这个进程相关的唯一标识符，用来区别其他进程。
2．状态：如果进程正在执行，那么进程处于执行态。
3．优先级：相对于其他进程的优先级。
4．程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。
5．内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有其他进程共享内存块的指针。
6．上下文数据：进程执行的处理器的寄存器中的数据。
7．I/O状态信息：包括显示的I/O请求、分配给进程的I/O设备（例如磁带驱动器）和被进程使用的文件列表等。
8．审计信息：可包括处理器时间总和、使用的时钟数总和、时间限制、审计号等。
导致进程创建的原因：
1.新的批处理作业：通常位于磁带或磁盘中的批处理作业控制流被提供给操作系统。当操作系统准
备接纳新工作是，它将读取下一个作业控制命令。
2.交互登录：终端用户登录到系统。
3.操作系统因为提供一项服务而创建：操作系统可以创建也个进程，代表用户程序执行一个功能，
使用户无需等待（如控制打印的任务）。
4.由现有的进程派生：基于模块化的考虑，或者为了开发并行性，用户程序可以指示创建多个进程。进程派生
当操作系统为另一个进程的显示请求创建一个进程时，这个动作称为进程派生。
当一个进程派生另一个进程时，前一个进程称为父进程，被派生的进程称为子进程。在典型情况下，相关进程需要相互之间的通讯和合作。
导致进程终止的原因：
1.正常完成：进程自行执行一个操作系统服务调用，表示它已经结束运行
2.超过时限：进程运行时间超过规定的时限。
3.无可用内存：系统无法满足系统需要的内存空间
4.越界：进程试图访问不允许访问的内存单元。
5.保护错误：进程试图使用不允许使用的资源或文件，或者试图以一种不正确的方式使用，如：往
制度文件中写。
6.算术错误：进程试图进行被禁止的计算，如除以零或者存储大于硬件可以接纳的数字
7.时间超出：进程等待某一事件发生的时间超过了规定的最大值。
8.I/O失败：在输入或输出期间发生错误，如找不到文件、在超出规定的最多努力次数后仍然读写失
败。
9.无效指令：进程试图执行一个不存在的指令。
10.特权指令：进程试图使用为操作系统保留的指令。
11.数据误用：错误类型或未初始化的一块数据。
12.操作员或操作系统干涉：由于某些原因，操作员或操作系统终止进程（例如，如果存在死锁）。
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13.父进程终止：当一个父进程终止时，操作系统可自动终止该进程的所有后代进程。
14.父进程请求：父进程通常具有终止其任何后代进程的权利。
进程状态转换图
挂起状态进程：
挂起状态进程的概念与不再主存中的进程概念是等价的。
挂起状态进程的特点如下所示：
1.进程不能立即执行。
2.进程可能是或不是正在等待一个事件。如果是，阻塞条件不依赖于挂起条件，阻塞事件的发生不
会使进程立即被执行。
3.为阻止进程执行，可以通过代理把这个进程至于挂起状态，代理可以是进程自己，也可以是父进
程或操作系统。
4.除非代理显示地命令系统进行状态转换，否则进程无法从这个状态中转移。
进程挂起的原因：
1.交换：操作系统需要释放足够的主存空间，以调入并执行处于就绪态的进程。
2.其他OS原因：操作系统可能挂起后台进程或工具程序进程，或者被怀疑导致问题的进程。
3.交互式用户请求：用户可能希望挂起一个程序的执行，目的是为了调试或者与一个资源的使用进
行连接。
4.定时：一个进程可能会周期性地执行（例如审计或系统监视进程），而且可能在等待下一个时间间
隔时被挂起。
5.父进程请求：父进程可能会希望挂起后代进程的执行，以检查或修改挂起的进程，或者协调不同
后代进程之间的行为。
进程控制块PCB (Process Control Block)：
存放进程的管理和控制信息的数据结构称为进程控制块。它是进程管理和控制的最重要的数据结构，每一个进程均有一个PCB，在创建进程时，建立PCB，伴随进程运行的全过程，直到进程撤消而撤消。
在不同的操作系统中对进程的控制和管理机制不同，PCB中的信息多少也不一样，通常PCB应包含如下一些信息。
1、进程标识符name：
每个进程都必须有一个唯一的标识符，可以是字符串，也可以是一个数字。UNIX系统中就是一个整型数。在进程创建时由系统赋予。
2、进程当前状态status：
说明进程当前所处的状态。为了管理的方便，系统设计时会将相同的状态的进程组成一个队列，如就绪进程队列，等待进程则要根据等待的事件组成多个等待队列，如等待打印机队列、等待磁盘I/O 完成队列等等。
3、进程相应的程序和数据地址，以便把PCB与其程序和数据联系起来。
4、进程资源清单。列出所拥有的除CPU外的资源记录，如拥有的I/O设备，打开的文件列表等。
5、进程优先级priority：
进程的优先级反映进程的紧迫程序，通常由用户指定和系统设置。UNIX系统采用用户设置和系统计算相结合的方式确定进程的优先级。
6、CPU现场保护区cpustatus：
当进程因某种原因不能继续占用CPU时（等待打印机），释放CPU，这时就要将CPU的各种状态信息保护起来，为将来再次得到处理机恢复CPU的各种状态，继续运行。
7、进程同步与通信机制用于实现进程间互斥、同步和通信所需的信号量等。
8、进程所在队列PCB的链接字根据进程所处的现行状态，进程相应的PCB参加到不同队列中。PCB
链接字指出该进程所在队列中下一个进程PCB的首地址。
9、与进程有关的其他信息。如进程记账信息，进程占用CPU的时间等。
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进程执行模式：
非特权模式通常称为用户模式，这是因为用户程序通常在该模式下运行；特权模式可称为系统模式、控制模式或内核模式，内核模式指的是操作系统的内核，这是操作系统中包含重要系统功能的部分。
操作系统内核的典型功能：
进程管理：
1.进程的创建和终止。
2.进程的调度和分配。
3.进程切换。
4.进程同步以及对进程间通信的支持。
5.进程控制块的管理。
内存管理：
1.给进程分配地址空间。
2.交换。
3.页和段的管理。
I/O管理：
1.缓冲区管理。
2.给进程分配I/O通道和设备。
支持功能：
1.中断处理
2.审计
3.监视
进程的创建：
1.给新进程分配一个唯一的进程标识号。
2.给进程分配空间。
3.初始化进程控制块。
4.设置正确的连接。
5.创建或扩充其他数据结构。
UNIX下进程创建的方法：（摘自：https://www.doczj.com/doc/f418771893.html,/gnu/linux/fork.html）
在UNIX 系统中，用户创建一个新进程的唯一方法就是调用系统调用fork。调用fork 的进程称为父进程，而新创建的进程叫做子进程。系统调用的语法格式：
pid = fork();
在从系统调用fork 中返回时，两个进程除了返回值pid 不同外，具有完全一样的用户级上下文。在子进程中，pid 的值为零。在系统启动时由核心内部地创建的进程0是唯一不通过系统调用fork 而创建的进程。
核心为系统调用fork 完成下列操作：
为新进程在进程表中分配一个空项。
为子进程赋一个唯一的进程标识号(PID)。
做一个父进程上下文的逻辑副本。由于进程的某些部分，如正文区，可能被几个进程所共享，所以核心有时只要增加某个区的引用数即可，而不是真的将该区拷贝到一个新的内存物理区。
增加与该进程相关联的文件表和索引节点表的引用数。
对父进程返回子进程的进程号，对子进程返回零。
理解系统调用fork 的实现是十分重要的，因为子进程就象从天而降一样地开始它的执行序列。
下面是系统调用fork 的算法。核心首先确信有足够的资源来成功完成fork。如果资源不满足要求，则系统调用fork 失败。如果资源满足要求，核心在进程表中找一个空项，并开始构造子进程的上下文。
算法：fork
输入：无
输出：对父进程是子进程的PID
对子进程是0
{
检查可用的核心资源
取一个空闲的进程表项和唯一的PID 号
检查用户没有过多的运行进程
将子进程的状态设置为“创建”状态
将父进程的进程表中的数据拷贝到子进程表中
当前目录的索引节点和改变的根目录(如果可以)的引用数加1
文件表中的打开文件的引用数加1
在内存中作父进程上下文的拷贝
在子进程的系统级上下文中压入虚设系统级上下文层
/* 虚设上下文层中含有使子进程能
* 识别自己的数据，并使子进程被调度时
* 从这里开始运行
*/
if (正在执行的进程是父进程) {
将子进程的状态设置为“就绪”状态
return (子进程的PID) // 从系统到用户
}
else {
初始化计时区
return 0;
}
}
我们来看看下面的例子。该程序说明的是经过系统调用fork 之后，对文件的共享存取。用户调用该程序时应有两个参数，一个是已经有的文件名，另外一个是要创建的新文件名。该进程打开已有的文件，创建一个新文件，然后，假定没有遇见过错误，它调用fork 来创建一个子进程。子进程可以通过使用相同的文件描述符而继承地存取父进程的文件(即父进程已经打开和创建的文件)。
当然，父进程和子进程要分别独立地调用rdwrt 函数，并执行一个循环，即从源文件中读一个字节，然后写一个字节到目标文件中区。当系统调用read 遇见文件尾时，函数rdwrt 立即返回。
#include
int fdrd, fdwt;
char c;
main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 3) {
exit(1);
}
if ((fdrd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1) {
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exit(1);
}
if ((fdwt = creat(argv[2], 0666)) == -1) {
exit(1);
}
fork();
// 两个进程执行同样的代码
rdwrt();
exit(0);
}
rdwrt()
{
for (;;) {
if (read(fdrd, &c, 1) != 1) {
return ;
}
write(fdwt, &c, 1);
}
}
在这个例子中，两个进程的文件描述符都指向相同的文件表项。这两个进程永远不会读或写到相同的文件偏移量，因为核心在每次read 和write 调用之后，都要增加文件的偏移量。尽管两个进程似乎是将源文件拷贝了两次，但因为他们分担了工作任务，因此，目标文件的内容依赖于核心调度两个进程的次序。如果核心这样调度两个进程：使他们交替地执行他们的系统调用，或甚至使他们交替地执行每对read 和write 调用，则目标文件的内容和源文件的内容完全一致。但考虑这样的情况：两个进程正要读源文件中的两个连续的字符"ab"。假定父进程读了字符"a"，这时，核心在父进程写之前，做了上下文切换来执行子进程。如果子进程读到字符"b"，并在父进程被调度前，将它写到目标文件，那么目标文件将不再含有字符串"ab"，而是含有"ba"了。核心并不保证进程执行的相对速率。
再来看看另外一个例子：
#include
char string[] = "Hello, world";
main()
{
int count, i;
int to_par[2], to_chil[2]; // 到父、子进程的管道
char buf[256];
pipe(to_par);
pipe(to_chil);
if (fork() == 0) {
// 子进程在此执行
close(0); // 关闭老的标准输入
dup(to_child[0]); // 将管道的读复制到标准输入
close(1); // 关闭老的标准输出
dup(to_par[1]); // 将管道的写复制到标准输出
close(to_par[1]); // 关闭不必要的管道描述符
close(to_chil[0]);
close(to_par[0]);
close(to_chil[1]);
for (;;) {
if ((count = read(0, buf, sizeof(buf)) == 0)
exit();
write(1, buf, count);
}
}
// 父进程在此执行
close(1); // 重新设置标准输入、输出
dup(to_chil[1]);
close(0);
dup(to_par[0]);
close(to_chil[1]);
close(to_par[0]);
close(to_chil[0]);
close(to_par[1]);
for (i = 0; i < 15; i++) {
write(1, string, strlen(string));
read(0, buf, sizeof(buf));
}
}
子进程从父进程继承了文件描述符0和1(标准输入和标准输出)。两次执行系统调用pipe 分别在数组to_par 和to_chil 中分配了两个文件描述符。然后该进程执行系统调用fork，并复制进程上下文：象前一个例子一样，每个进程存取自己的私有数据。父进程关闭他的标准输出文件(文件描述符
1)，并复制(dup)从管道线to_chil 返回的写文件描述符。因为在父进程文件描述符表中的第一个空槽
是刚刚由关闭腾出来的，所以核心将管道线写文件描述符复制到了文件描述符表中的第一项中，这样，标准输出文件描述符变成了管道线to_chil 的写文件描述符。父进程以类似的操作将标准输入文件描述符替换为管道线to_par 的读文件描述符。与此类似，子进程关闭他的标准输入文件(文件描述符0)，然后复制(dup) 管道线to_chil 的读文件描述符。由于文件描述符表的第一个空项是原先的标准输入项，所以子进程的标准输入变成了管道线to_chil 的读文件描述符。子进程做一组类似的操作使他的标准输出变成管道线to_par 的写文件描述符。然后两个进程关闭从pipe 返回的文件描述符。上述操作的结果是：当父进程向标准输出写东西的时候，他实际上是写向to_chil--向子进程发送数据，而子进程则从他的标准输入读管道线。当子进程向他的标准输出写的时候，他实际上是写入to_par--向父进程发送数据，而父进程则从他的标准输入接收来自管道线的数据。两个进程通过两条管道线交换消息。
无论两个进程执行的顺序如何，这个程序执行的结果是不变的。他们可能去执行睡眠和唤醒来等待对方。父进程在15次循环后退出。然后子进程因管道线没有写进程而读到“文件尾”标志，并退出。
进程的切换：
进程切换的功能是很简单的。在某一时刻，一个正在运行的进程被中断，操作系统制定另一个进程为运行态，并把控制权交给这个进程。
进程切换的步骤：
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1.保存处理器上下文，包括程序计数器和其他寄存器。
2.更新当前处于运行太的进程的进程控制块，包括进程状态改变为另一状态（就绪态、阻塞太、就
绪/挂起态或退出态）。还必须更新其他相关域，包括离开运行态的原因和审计信息。
3.把进程的进程控制块移到相应的队列（就绪、在事件i处阻塞、就绪/挂起）。
4.选择另一个进程执行。
5.更新所选择进程的进程控制块，包括把进程的状态变为运行态。
6.更新内存管理的数据结构，这取决于如何管理地址转换。
7.恢复处理器在被选择的进程的最后一次切换出运行态时的上下文，这可以通过载入程序设计数据
和其他寄存器以前的值来实现。
进程切换涉及到状态变化，比模式切换需要做更多的工作，显然，模式切换与进程切换是不同的。发生模式切换可以不改变正处于运行态的进程状态，在这种情况ixa，保存上下文和以后恢复上下文只需要很少的开销。但是如果当前正在运行的进程被切换到另一个状态（就绪、阻塞等），则操作系统必须使其环境产生实质性的变化。
UNIX进程状态转换图：
进程控制：
UNIX中的进程创建是通过内核系统调用fork()实现的。当一个进程产生一个fork()请求时，操作系统执行以下功能[BACH86]:
1.为新进程表中分配一个空项。
2.为子进程赋一个唯一的进程标识号。
3.为一个父进程上下文的逻辑副本，不包括共享内存区。
4.添加父进程拥有的所有文件的计数器，以表示有一个另外的进程现在也拥有这些文件。
5.把子进程置为就绪态。
6.向父进程返回子进程的进程号；对子进程返回零。
当父进程的内核模式下完成以上操作后，会继续下面三种操作之一：
1.在父进程中继续执行。控制返回用户模式下父进程进行fork调用处。
2.处理器控制权转交给子进程。子进程开始执行代码，执行点与父进程相同，也就是说在fork
调用的返回处。
3.控制权转交给另一个进程。父进程和子进程都置于就绪态。
第四章线程、对称多处理和微内核
多线程：
多线程是指操作系统支持在一个进程中执行多个线程的能力，每个进程中只有一个线程在执行的传统方法（还没有明确线程的概念）称为单线程方法。
资源只能分配给进程（进程调用资源），而一个进程可以有一个或者多个线程。
在一个进程中的每个线程有：
1.线程执行状态（运行，就绪）
2.在未运行时保存的线程上下文；可以把线程看做进程中的一个独立的程序计数器在操作。
3.一个执行的栈。
4.用于每个线程局部变量静态存储空间。
5.对所属进程的内存和资源的访问，并与该进程中的其它线程共享这些资源。
在多线程环境中，仍然有与进程相关联的进程控制块和用户地址空间，但是每个线程都有一个独立的栈，还有独立的控制块用于包含寄存器值、优先级和其他与线程相关的状态信息。
线程的重要优点：
1.在一个已有的进程中创建一个新线程比创建一个进程所需的时间要少许多。
2.终止一个线程比终止一个进程花费的时间少。
3.同一进程内线程间切换比进程间切换花费的时间少。
4.线程提高了不同的执行程序间通讯效率。在大多数操作系统中，独立进程间的通信需要内核的介
入，以提供保护和通信所需要的机制。但是由于在同一个进程中的线程共享内存和文件，他们无需调用内核就可以互相通信。
在支持线程的操作系统中，调度和分派是在线程基础上完成的；因此大多数与执行相关的信息可以保存在线程级的数据结构中。
但是，有些活动影响着进程中的所有线程，操作系统必须在进程一级对他们进行管理。挂起涉及到把一个进程的地址空间换出主存并为其他进程的地址空间腾出位置。因为一个进程中的所有线程共享同一个地址空间，所以他们都会同时被挂起。类似的，进程终止也会导致其中的线程的终止。
线程同步：
一个进程中所有线程共享同一个地址空间和诸如打开的文件之类的其他资源。一个线程对资源的任何修改都会影响同一个进程中其他线程的环境。因此需要同步各种线程的活动，以便他们互不干涉且不破坏数据结构。
线程同步的方法主要有互斥锁和信号量:
1．互斥锁方法：
互斥锁是一种简单的加锁方法来控制对共享资源的存取。它只有两种状态：上锁和解锁。在同一时刻只能有一个线程掌握某个已经上锁的互斥锁，拥有上锁状态的线程能够对共享资源进行操作。若
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其他的线程希望上锁一个已经上锁了的互斥锁，则该线程会被挂起，直到上锁的线程释放互斥锁为止。
2．信号量方法：
信号量本质上是一个非负的整数计数器，它可以用来控制对公共资源的访问，如果信号量的值大于0，则表示资源可用，否则表示资源不可用。信号量可以用于进程或者线程之间的同步和互斥两种情况。如果用于互斥，一般只需要设置一个公共信号量sem。如果用于同步，一般需要设置多个公共/私有信号量，并安排不同的初始值来实现他们之间的顺序执行。
用户级线程：
在一个纯粹的用户级线程中，有关线程管理的所有工作都由应用程序完成，内核没有意识到有线程的存在。
●使用用户级线程代替内核级线程的优点：
1.由于所有线程管理数据结构都在一个进程的用户地址空间中，线程切换不需要内核模式特权，因
此，进程不需要为了线程管理而切换到内核模式，者节省了在者两种模式间进行切换（从用户模式到内核模式；从内核模式返回到用户模式）的开销；
2.调用可以是应用程序装用的。一个应用程序可能倾向于简单的轮询调度算法，而另一个一个用程
序可能倾向于基于优先级的调度算法。调度算法可以去适应应用程序，而不会扰乱底层操作系统的调度器；
3.用户级线程可以在任何操作系统中运行，不需要对底层内核进行修改以支持用户级线程。线程库
是一组供所有应用程序共享的应用级软件包。
●用户级线程相对于内核级线程的两个明显缺点：
1.在典型的操作系统中，许多系统调用都会引起阻塞。因此，当用户级线程执行一个系统调用时，
不仅这个线程会被阻塞，进程中的所有线程都会被阻塞；
2.在纯粹的用户级线程策略中，一个多线程应用程序不能利用多处理技术。内核一次只能一个进程
分配给一个处理器，因此一次进程中只有一个线程可以执行。实际上，在一个进程内有应用级的多道程序。虽然多道程序会使得应用程序的速度明显提高，但是同时执行部分代码更会使得应用程序受益。
内核级线程：
在一个纯粹的内核级线程软件中，有关线程管理的所有工作都是由内核完成的，应用程序部分没有进行线程管理的代码，只有一个到内核级线程实施的应用程序编程接口（API）。
●使用内核级线程的优点（克服了用户级线程方法的两个基本缺陷）：
1.内核可以同时把同一个进程中的多个线程调度到多个处理器中；
2.如果进程中的一个线程被阻塞，内核可以调度同一个进程中的另一个线程。
3.内核级线程的另一个优点是内核例程自身也可以使用多线程。
●相对与用户级线程，内核级线程方法的的主要缺点：
同一个进程在把控制从一个线程时传送到另一个线程时需要到内核的模式切换。
因此，从表面上看，虽然使用内核级线程多线程技术会比使用单线程的进程有明显的速度上提高，但是使用用户级线程比内核级线程又有额外的提高。不过这个额外的提高是否真的能够实现则要取决与应用程序的性质。
如果应用程序中的大多书线程切换都需要内核模式的访问，那么基于用户级线程的方案不会比基于内核级线程的方案好多少。
第五章并发性：互斥和同步
操作系统设计中的核心问题是关于进程和线程的管理：
1.多道程序设计技术：管理但处理器系统中的多个进程；
2.多处理技术：管理多处理器系统中的多个进程；
3.分布式处理技术：管理多台分布式计算机系统中多个进程的执行。
并发是所有问题的基础，也是操作系统设计的基础。其产生的问题不仅会出现在多处理环境和分布式处理环境中，也会出现在单处理器的多道程序设计中。
●并发包括的设计问题：
1.进程间通讯
2.资源共享与竞争
3.多个进程活动的同步以及分配给进程的处理器时间。
●并发出现的上下文：
1.多个应用程序：多道程序设计技术允许在多个活动的应用程序间动态共享处理时间。
2.结构化程序设计：作为模块化设计和结构化程序设计的扩展，一些应用程序可以有效地设计成一
组并发进程；
3.操作系统结构：同样的结构化程序设计有点可以用于系统程序员，且我们已经知道操作系统滋生
常常作为一组进程或线程来实现。
和并发相关的关键术语：
临界区：是一段代码，在这段代码中进程将访问共享资源，当另一个进程已经在这段代码中运行时，这个进程就不能在这段代码中执行。
死锁：两个或两个以上的进程因为其中的每个进程都在等待其他进程昨完某些事情而不能继续执行，这样的情形叫死锁。
活锁：连个或两个以上的进程为了响应其他进程中的变化而继续改变自己的状态但不做有用的工作，这样的情形叫做活锁。
互斥：当一个进程在临界区访问共享资源时，其他进程不能进入该临界区访问任何共享资源，这种情形叫互斥。
竞争条件：多个线程或者进程在读写一个共享数据时结果依赖于他们执行的相对时间，这种情形叫做竞争条件。
饥饿：是指一个可运行的进程尽管能继续执行，但被调度器无限期地忽视，而不能被调度执行的情况。
互斥的要求：
为了提供对互斥的支持，必须满足一下要求：
1.必须强制实施互斥：在具有关于相同资源或共享对象的临界区的所有进程中，一次只允许一个进
程进入临界区。
2.一个在非临界区停止的进程必须不干涉其他的进程。
3.决不允许出现一个需要访问临界区的进程被无限延时的情况，即不会出现死锁和饥饿。
4.当没有进程在临界区中时，任何需要进入临界区的进程必须能够立即进入。
5.当相关进程的速度和处理器的数目没有任何要求和限制。
6.一个进程驻留在临界区中的时间必须是有限的。
生产者消费者：
有一个或多个生产者产生某种类型的数据（记录，字符），并放置在缓冲区中；有一个消费者从缓冲区中取数据，每次取一项；系统保证避免对缓冲区的重复操作，也就是说，在任何时候只有一个代理（生产者或消费者）可以访问缓冲区。
读者写者问题：
有一个许多进程共享的数据区，这个数据区的进程（reader）和一些只往数据区中写数据的进程
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（writer）；此外还需要如下条件：
1.任意多的读进程可以同时读这个文件；
2.一次只有一个进程可以往文件中写；
3.如果一个写进程正在往文件中写时，则禁止任何进程读文件；
第六章并发性：死锁和饥饿
第七章内存管理
内存管理的五点需求：
重定位
保护
共享
逻辑组织
物理组织
内存管理技术：（具体见课本P221表7.1）
动态分区的放置算法：
最佳适配：选择与要求的大小最接近的块。
首次适配：从开始扫描内存，选择大小足够的第一个可用块；
临近适配：从上一次放置的位置开始扫描内存，选择下一个大小足够的可用块。
三种算法的优劣：
分区式存储管理
早期的单用户、单任务的操作系统将内存空间简单地分为两个区域：系统区和用户区。操作系统使用系统区；应用程序则装入到用户区，并使用用户区全部空间。这种方式管理简单，但浪费内存空间。
为了支持多个程序并发执行，现代操作系统引入了分区式存储管理。内存被分为若干个区域，操作系统占用其中一个分区，其余的分区则提供给应用程序使用，每个应用程序占用其中一个或几个分区。
根据分区的大小是否固定，可以将分区式存储管理机制分为固定分区和动态分区两种类型。动态分区在进程申请内存空间时按其要求的容量分配内存，或根据进程的要求在其执行过程中动态改变分区大小。
分区存储管理的优点是易于实现，但缺点是容易造成空间浪费，产生碎片。
交换技术和分页技术
根据程序的局部性原理，在一个较短的时间间隔内，程序所访问的存储器地址在很大比例上集中在存储器地址空间的很小范围内。交换技术正是利用了程序的局部性原理实现多任务并发环境中的存储管理。交换过程由换入和换出两个过程组成：换入过程将外存交换区的数据和程序代码换至内存，而换出过程将内存中的数据换到外存交换区中。
操作系统将暂时不执行的程序代码保存在外存中，并将这些进程排入进程请求的长期调度队列。队列中的一部分进程被调到主存中执行。当由于输入/输出操作等原因使得存储器中无进程处于就绪状态时，操作系统将部分进程换出至外存，并排入中期队列。腾出的内存空间则换入中期队列或长期队列中的一个可
执行的进程。
交换技术的优点是增加了并发运行的进程数目。缺点是换入和换出操作增加了处理机的时间开销；而
且交换的单位为整个进程的地址空间，没有考虑程序执行过程中地址访问的统计特性。
交换技术和早期采用的覆盖技术一样，虽然都是从逻辑上利用外存扩大主存空间，但并没有将主存和外存组成一个有机的整体。
分页技术引申出一种非常重要的存储管理策略——虚拟存储器(简称虚存)。在存储管理部件(MMU)的支持下，虚拟存储器技术可以彻底解决存储器的调度与管理问题。
第八章虚拟内存
分页和分段的特点：（见课本P240表8.1）
关于替换策略的算法：（课本P256->……图8.16）
虚拟存储器的基本概念
实地址与虚地址
用户编制程序时使用的地址称为虚地址或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称为实地址或物理地址，其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。程序进行虚地址到实地址转换的过程称为程序的再定位。
虚存的访问过程
虚存空间的用户程序按照虚地址编程并存放在辅存中。程序运行时，由地址变换机构依据当时分配给该程序的实地址空间把程序的一部分调入实存。每次访存时，首先判断该虚地址所对应的部分是否在实存中：如果是，则进行地址转换并用实地址访问主存；否则，按照某种算法将辅存中的部分程序调度进内存，再按同样的方法访问主存。由此可见，每个程序的虚地址空间可以远大于实地址空间，也可以远小于实地址空间。前一种情况以提高存储容量为目的，后一种情况则以地址变换为目的。后者通常出现在多用户或多任务系统中：实存空间较大，而单个任务并不需要很大的地址空间，较小的虚存空间则可以缩短指令中地址字段的长度。
虚存机制要解决的关键问题
(1)调度问题：决定哪些程序和数据应被调入主存。
(2)地址映射问题：在访问主存时把虚地址变为主存物理地址（这一过程称为内地址变换）；在访问辅存时把虚地址变成辅存的物理地址（这一过程称为外地址变换），以便换页。此外还要解决主存分配、存储保护与程序再定位等问题。
(3)替换问题：决定哪些程序和数据应被调出主存。
(4)更新问题：确保主存与辅存的一致性。
在操作系统的控制下，硬件和系统软件为用户解决了上述问题，从而使应用程序的编程大大简化。
页式虚拟存储器
页式虚存地址映射
页式虚拟存储系统中，虚地址空间被分成等长大小的页，称为逻辑页；?鞔婵占湟脖环殖赏
?物理页。相应地，虚地址分为两个字段：高字段为逻辑页号，低字段为页内地址（偏移量）；实存地址也分两个字段：高字段为物理页号，低字段为页内地址。通过页表可以把虚地址（逻辑地址）转换成物理地址。
在大多数系统中，每个进程对应一个页表。页表中对应每一个虚存页面有一个表项，表项的内容包含该虚存页面所在的主存页面的地址（物理页号），以及指示该逻辑页是否已调入主存的有效位。地址变换时，用逻辑页号作为页表内的偏移地址索引页表（将虚页号看作页表数组下标）并找到相应物理页号，用物理页号作为实存地址的高字段，再与虚地址的页内偏移量拼接，就构成完整的物理地址。现代的中央处理机通常有专门的硬件支持地址变换。
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内页表和外页表
页表是虚地址到主存物理地址的变换表，通常称为内页表。与内页表对应的还有外页表，用于虚地址与辅存地址之间的变换。当主存缺页时，调页操作首先要定位辅存，而外页表的结构与辅存的寻址机制密切相关。例如对磁盘而言，辅存地址包括磁盘机号、磁头号、磁道号和扇区号等。
段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器
段式虚拟存储器
段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。在段式虚拟存储系统中，虚地址由段号和段内地址（偏移量）组成。虚地址到实主存地址的变换通过段表实现。
每个程序设置一个段表，段表的每一个表项对应一个段。每个表项至少包含下面三个字段：
1. 有效位：指明该段是否已经调入实存。
2. 段起址：指明在该段已经调入实存的情况下，该段在实存中的首地址。
3. 段长：记录该段的实际长度。设置段长字段的目的是为了保证访问某段的地址空间时，段内地址
不会超出该段长度导致地址越界而破坏其他段。
段表本身也是一个段，可以存在辅存中，但一般驻留在主存中。
段式虚拟存储器有许多优点：
1.的逻辑独立性使其易于编译、管理、修改和保护，也便于多道程序共享。
2.段长可以根据需要动态改变，允许自由调度，以便有效利用主存空间。
段式虚拟存储器也有一些缺点：
1.为段的长度不固定，主存空间分配比较麻烦
2.容易在段间留下许多外碎片，造成存储空间利用率降低。
3.由于段长不一定是2的整数次幂，因而不能简单地像分页方式那样用虚地址和实地址的最低若干
二进制位作为段内偏移量，并与段号进行直接拼接，必须用加法操作通过段起址与段内偏移量的求和运算求得物理地址。
因此，段式存储管理比页式存储管理方式需要更多的硬件支持。
段页式虚拟存储器
段页式虚拟存储器是段式虚拟存储器和页式虚拟存储器的结合。
实存被等分成页。每个程序则先按逻辑结构分段，每段再按照实存的页大小分页，程序按页进行调入和调出操作，但可按段进行编程、保护和共享。
第九章单处理器调度
处理器调度的类型：
处理器调度的目标是以满足系统个目标（如响应时间，吞吐率，处理器效率）的方式，把进程指定到一个或多个处理器中执行。在许多系统中，这个调度互动分成是哪个独立的功能：长程调度、中程调度、短程调度。
1.长程调度：
2.中程调度：
3.短程调度：
第十一章 I/O管理和磁盘调度 复习题 11.1列出并简单定义执行I/O的三种技术。 ·可编程I/O：处理器代表进程给I/O模块发送给一个I/O命令，该进程进入忙等待，等待操作的完成，然后才可以继续执行。 ·中断驱动I/O：处理器代表进程向I/O模块发送一个I/O命令，然后继续执行后续指令，当I/O模块完成工作后，处理器被该模块中断。如果该进程不需要等待I/O完成，则后续指令可以仍是该进程中的指令，否则，该进程在这个中断上被挂起，处理器执行其他工作。 ·直接存储器访问（DMA）：一个DMA模块控制主存和I/O模块之间的数据交换。为传送一块数据，处理器给DMA模块发送请求，只有当整个数据块传送完成后，处理器才被中断。 11.2逻辑I/O和设备I/O有什么区别？ ·逻辑I/O：逻辑I/O模块把设备当作一个逻辑资源来处理，它并不关心实际控制设备的细节。逻辑I/O模块代表用户进程管理的一般I/O功能，允许它们根据设备标识符以及诸如打开、关闭、读、写之类的简单命令与设备打交道。 ·设备I/O：请求的操作和数据（缓冲的数据、记录等）被转换成适当的I/O指令序列、通道命令和控制器命令。可以使用缓冲技术，以提高使用率。 11.3面向块的设备和面向流的设备有什么区别？请举例说明。 面向块的设备将信息保存在块中，块的大小通常是固定的，传输过程中一次传送一块。通常可以通过块号访问数据。磁盘和磁带都是面向块的设备。 面向流的设备以字节流的方式输入输出数据，其末使用块结构。终端、打印机通信端口、鼠标和其他指示设备以及大多数非辅存的其他设备，都属于面向流的设备。 11.4为什么希望用双缓冲区而不是单缓冲区来提高I/O的性能？ 双缓冲允许两个操作并行处理，而不是依次处理。典型的，在一个进程往一个缓冲区中传送数据（从这个缓冲区中取数据）的同时，操作系统正在清空（或者填充）另一个缓冲区。 11.5在磁盘读或写时有哪些延迟因素？ 寻道时间，旋转延迟，传送时间 11.6简单定义图11.7中描述的磁盘调度策略。 FIFO:按照先来先服务的顺序处理队列中的项目。 SSTF:选择使磁头臂从当前位置开始移动最少的磁盘I/O请求。 SCAN:磁头臂仅仅沿一个方向移动，并在途中满足所有未完成的请求，直到
专科《操作系统原理及应用》 一、 （共 题 共 ?分） 在手工操作阶段，存在的一个严重的问题是（）。 （ 分） ??计算机的速度不快 ??计算机的内存容量不大 ?外部设备太少 ??用户使用不方便 标准答案： ? 下列选项（）不是操作系统关心的。 （ 分） ??管理计算机硬件 ??提供用户操作的界面 ?管理计算机资源 ??高级程序设计语言的编译 标准答案： 批处理最主要的一个缺点是（）。 （ 分） ??用户无法与程序交互 ??一次只能执行一个程序 ?没有实现并发处理 ?????的利用率较低 标准答案：? 当 ??执行用户程序的代码时，处理器处于（）。 （ 分） ??自由态 ??用户态 ??核心态 ??就绪态 标准答案： ? 根据中断信号的来源，（）引起的中断称为外中断。 （ 分） ?????完成 ??内存越界 ?用户态下执行特权指令 ??数据传输出错 标准答案：? ? 作业的处理一般分为多个作业步，连接成功后，下一步的工作是（）。 （ 分） ??运行 ??编辑 ??检测 ??连接 标准答案：? 操作系统向用户提供了二种使用计算机的接口，其中一个是（）。 （ 分） ??函数库 ??子程序调用 ??中断机制 ??系统调用 标准答案： 并发执行的一个特点是（）。 （ 分） ??结果可再现 ??程序与计算不再一一对应 ?计算结果会出错 ??不会顺序执行 标准答案：
进程的基本状态有三种，其中一个是（）。 （ 分） ??开始态 ??就绪态 ??唤醒态 ??结束态 标准答案： ? 对进程进行控制的原语，完成的功能包括（）。 （ 分） ??执行就绪的进程 ??唤醒等待的进程 ?将运行程序就绪 ??淘汰出错的进程 标准答案： ? 资源描述器中应包含的内容有（）。 （ 分） ??分配标志 ??等待队列的指针 ?唤醒程序的地址 ??资源分配程序入口地址 标准答案： ? 死锁四个必要条件中，不能破坏的是（）。 （ 分） ??互斥条件 ??部分分配 ??不剥夺条件 ??等待条件 标准答案：? ? 批处理系统中，作业的状态可分为多种，其中一种为（）。 （ 分）??提交 ??创建 ??就绪 ??等待 标准答案：? ? 评价作业调度的性能时，衡量用户满意度的准确指标应该是（）。 （ 分） ??周转时间 ??带权周转时间 ?平均周转时间 ??平均带权周转时间 标准答案： ? 在进程访问内存时完成的地址变换，称为（）。 （ 分） ??局部地址映射 ??全局地址映射 ?动态地址映射 ??静态地址映射 标准答案： ? 当分区采用首次适应算法时，自由主存队列必须按（）排序。 （ 分） ??空闲区的首址递增 ??空闲区的首址递减 ?空闲区的大小递增 ??空闲区的大小递减 标准答案：? ? 根据对设备占用方式的不同，设备分配技术中的一种是（）。 （ 分） ??动态分配 ??静态分配 ??永久分配 ??虚拟分配
上海电力学院 课程设计报告 课程名称：操作系统原理 题目名称：采用可变分区存储管理，模拟主存空间的分配和回收 姓名： xxx 学号： xxx 班级： 2013054 同组姓名： xxx 课程设计时间： 2015.7.6～2015.7.10 评语： 成绩：
课程设计题目 一、设计内容及要求 可变分区存储管理模拟 设计内容:编写程序模拟实现可变分区存储管理。 具体要求： 编写程序模拟实现可变分区存储管理，实现存储管理的基本功能，包括内存的分配、内存的回收、地址变换等。 输入：1、输入新进程名称及使用内存的大小（可创建多个进程）； 2、撤销某个指定的进程； 3、某个进程的逻辑地址； 输出：显示每次创建进程或者撤销进程后内存使用的状况，包括每一个进程占据的内存的位置和大小； 计算并输出给定逻辑地址对应的物理地址。 必须分别使用以下分配算法完成模拟： 1、首次适应算法； 2、最佳适应算法； 3、最差适应算法； 小组分工： 程序设计讨论： 程序主体设计： 程序调试及修改： 实验报告设计： 总结： （要求注明小组分工情况） 二、详细设计 1）原理概述 对于可变分区存储管理的内存分配与回收，主要为设计以下几个部分： 1、设计动态输入空闲分区表的程序 2、设计内存分配的程序 3、设计内存回收的程序 首次适应算法： FF算法要求空闲分区表或空闲分区链以地址递增的次序链接。在分配内时，从链首开始查找，直至找到一个大小能满足要求分区为止；然后再按照作业大小，从该分区中划一块内存空间分配给请求者，余下的空闲分区仍留在空闲链中。如从链首直至链尾都不能找到一个能满足要求的分区，则此次分配失败，返回 最佳适应算法： BF算法是指每次为作业分配内存，总是把满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，避免“大材小用”。为了加速寻找，该算法要求所有的空闲分区按其容量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。这样，第一次找到能满足要求的空闲区，
第1章计算机系统概述 1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令： 0011 = 从I/O中载入AC 0111 = 把AC保存到I/O中 在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）： 1.从设备5中载入AC。 2.加上存储器单元940的内容。 3.把AC保存到设备6中。 假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。 答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006 步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC 步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC 步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备 6 1.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。 答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。 b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并 且PC增1。这两个步骤是并行完成的。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。 b. 地址940中的值被送入MBR中。 c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。 b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并 且PC增1。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。 b. 地址941中的值被送入MBR中。 c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存 到AC中。 5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。 b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并 且PC增1。 c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。 6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。 b. AC中的值被送入MBR中。 c. MBR中的值被存储到地址为941的存储单元之中。 1.4、假设有一个微处理器产生一个16位的地址（例如，假设程序计数器和地址寄存器都是16位）并且具有一个16位的数据总线。 a.如果连接到一个16位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？ b.如果连接到一个8位存储器上，处理器能够直接访问的最大存储器地址空间为多少？ c.处理访问一个独立的I/O空间需要哪些结构特征？ d.如果输入指令和输出指令可以表示8位I/O端口号，这个微处理器可以支持
上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4)
1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27)
六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N
块内存（N 《操作系统精髓与设计原理·第六版》中文版答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 复习题答案 第1章计算机系统概述 1.1 列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。 1.2 定义处理器寄存器的两种主要类别。 用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。 控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。 1.3 一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？ 处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。 处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。 数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。 控制：某些指令可以改变执行顺序。 1.4 什么是中断？ 中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。 1.5 多中断的处理方式是什么？ 处理多中断有两种方法。第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。 1.6 内存层次的各个元素间的特征是什么？ 存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。 1.7 什么是高速缓冲存储器？ 高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。 1.8 列出并简要地定义I/O操作的三种技术。 可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。 中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行。 直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。 1.9 空间局部性和临时局部性间的区别是什么？ 空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。 1.10 开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？ 空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。 第2章操作系统概述 操作系统原理及应用试题附答案 第一部分选择题一、单项选择题（本大题共4小题，每小题2分，共8分） 1、从静态角度来看，进程由__________、数据集合、进程控制块及相关表格三部分组成。（）A、JCB B、PCB C、程序段 D、I/O缓冲区 2、请求页式管理方式中，首先淘汰在内存中驻留时间最长的帧，这种替换策略是_____.（）A、先进先出法（FIFO） B、最近最少使用法（LRU） C、优先级调度 D、轮转法 3、文件安全管理中，___________安全管理规定用户对目录或文件的访问权限。（）A、系统级 B、用户级 C、目录级 D、文件级 4、排队等待时间最长的作业被优先调度，这种算法是___________。A、优先级调度 B、响应比高优先 C、短作业优先D、先来先服务第二部分非选择题 二、填空题（本大题共16小题，每小题1分，共16分） 5、常规操作系统的主要功能有：_处理机管理_、存贮管理、设备管理、文件管理以及用户界面管理。 6、操作系统把硬件全部隐藏起来，提供友好的、易于操作的用户界面，好象是一个扩展了的机器，即一台操作系统虚拟机。 7、进程管理的功能之一是对系统中多个进程的状态转换进行控制。 8、逻辑_文件是一种呈现在用户面前的文件结构。 9、操作系统中实现进程互斥和同步的机制称为同步机构_。 10、内存中用于存放用户的程序和数据的部分称为用户区（域）。 11、存贮器段页式管理中，地址结构由段号、段内页号和页内相对地址三部分组成。 12、在操作系统中，通常用户不使用设备的物理名称（或物理地址），而代之以另外一种名称来操作，这就是逻辑设备名。 13、在操作系统中，时钟常有两种用途：报告日历和时间，对资源使用记时。 14、库文件允许用户对其进行读取、执行，但不允许修改. 操作系统原理期末试卷10套含答案7 一、单项选择题(每题2分，共20分) 1．以下著名的操作系统中，属于多用户、分时系统的是( B ). A．DOS系统B．UNIX系统 C．Windows NT系统D．OS／2系统 2．在操作系统中，进程的最基本的特征是( A ). A．动态性和并发性B．顺序性和可再现性 C．与程序的对应性D．执行过程的封闭性 3．操作系统中利用信号量和P、V操作，( C ). A．只能实现进程的互斥B．只能实现进程的同步 C．可实现进程的互斥和同步D．可完成进程调度 4．作业调度的关键在于( C ). A．选择恰当的进程管理程序B．用户作业准备充分 C．选择恰当的作业调度算法D．有一个较好的操作环境 5．系统抖动是指( D ). A．使用机器时，屏幕闪烁的现象 B．由于主存分配不当，偶然造成主存不够的现象 C．系统盘有问题，致使系统不稳定的现象 D．被调出的页面又立刻被调入所形成的频繁调入调出现象 6．在分页存储管理系统中，从页号到物理块号的地址映射是通过( B )实现的. A．段表B．页表 C. PCB D．JCB 7．在下述文件系统目录结构中，能够用多条路径访问同一文件(或目录)的目录结构是( D ) A．单级目录B．二级目录 C．纯树型目录D．非循环图目录 8．SPOOLing技术可以实现设备的( C )分配. A．独占B．共享 C．虚拟D．物理 9．避免死锁的一个著名的算法是( C ). A．先人先出算法B．优先级算法 C．银行家算法D．资源按序分配法 10．下列关于进程和线程的叙述中，正确的是( C ). A．一个进程只可拥有一个线程 B．一个线程只可拥有一个进程 C．一个进程可拥有若干个线程 D．一个线程可拥有若干个进程 二、判断题(选择你认为正确的叙述划√，认为错误的划×并说明原因.每题2分，共10分) 1．简单地说，进程是程序的执行过程.因而，进程和程序是一一对应的.( ) 2．V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加l后如果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，使该进程变为阻塞状态，而现进程继续进行.( ) 3．段页式存储管理汲取了页式管理和段式管理的长处，其实现原理结合了页式和段式管理的基本思想，即用分段方法来分配和管理用户地址空间，用分页方法来管理物理存储空间.( ) 4．在采用树型目录结构的文件系统中，各用户的文件名必须互不相同.( ) 5．用户程序应与实际使用的物理设备无关，这种特性就称作与设备无关性.( ) 答案：1．(×)改正为：进程和程序不是一一对应的. 2．(×)改正为：V操作是对信号量执行加1操作，意味着释放一个单位资源，加1后如果信号量的值小于等于零，则从等待队列中唤醒一个进程，现进程变为就绪状态，否则现进程继续进行. 3．(√) 4．(×)改正为：在采用树型目录结构的文件系统中，不同用户的文件名可以相同. 5．(√) 三、填空题(每空2分，共30分) 操作系统精髓与设计原理课后答案 第1章计算机系统概述 1.1列出并简要地定义计算机的四个主要组成部分。 主存储器，存储数据和程序；算术逻辑单元，能处理二进制数据；控制单元，解读存储器中的指令并且使他们得到执行；输入/输出设备，由控制单元管理。 1.2定义处理器寄存器的两种主要类别。 用户可见寄存器：优先使用这些寄存器，可以使机器语言或者汇编语言的程序员减少对主存储器的访问次数。对高级语言而言，由优化编译器负责决定把哪些变量应该分配给主存储器。一些高级语言，如C语言，允许程序言建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。 控制和状态寄存器：用以控制处理器的操作，且主要被具有特权的操作系统例程使用，以控制程序的执行。 1.3一般而言，一条机器指令能指定的四种不同操作是什么？ 处理器－寄存器：数据可以从处理器传送到存储器，或者从存储器传送到处理器。 处理器－I/O：通过处理器和I/O模块间的数据传送，数据可以输出到外部设备，或者从外部设备输入数据。 数据处理：处理器可以执行很多关于数据的算术操作或逻辑操作。 控制：某些指令可以改变执行顺序。 1.4什么是中断？ 中断：其他模块（I/O，存储器）中断处理器正常处理过程的机制。 1.5多中断的处理方式是什么？ 处理多中断有两种方法。第一种方法是当正在处理一个中断时，禁止再发生中断。第二种方法是定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级的中断处理器的运行。 1.6内存层次的各个元素间的特征是什么？ 存储器的三个重要特性是：价格，容量和访问时间。 1.7什么是高速缓冲存储器？ 高速缓冲存储器是比主存小而快的存储器，用以协调主存跟处理器，作为最近储存地址的缓冲区。1.8列出并简要地定义I/O操作的三种技术。 可编程I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令（用以执行这个指令）；在进一步的动作之前，处理器处于繁忙的等待中，直到该操作已经完成。 中断驱动I/O：当处理器正在执行程序并遇到与I/O相关的指令时，它给相应的I/O模块发布命令，并继续执行后续指令，直到后者完成，它将被I/O模块中断。如果它对于进程等待I/O的完成来说是不必要的，可能是由于后续指令处于相同的进程中。否则，此进程在中断之前将被挂起，其他工作将被执行。 直接存储访问：DMA模块控制主存与I/O模块间的数据交换。处理器向DMA模块发送一个传送数据块的请求，（处理器）只有当整个数据块传送完毕后才会被中断。 1.9空间局部性和临时局部性间的区别是什么？ 空间局部性是指最近被访问的元素的周围的元素在不久的将来可能会被访问。临时局部性（即时间局部性）是指最近被访问的元素在不久的将来可能会被再次访问。 1.10开发空间局部性和时间局部性的策略是什么？ 空间局部性的开发是利用更大的缓冲块并且在存储器控制逻辑中加入预处理机制。时间局部性的开发是利用在高速缓冲存储器中保留最近使用的指令及数据，并且定义缓冲存储的优先级。 第2章操作系统概述 第2章文件管理习题解答 1．什么是文件和文件系统？文件系统有哪些功能？ 【解答】文件是具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。 文件系统是指操作系统系统中实现对文件的组织、管理和存取的一组系统程序，它实现对文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。 文件系统的功能“ （1）文件及目录的管理。如打开、关闭、读、写等。 （2）提供有关文件自身的服务。如文件共享机制、文件的安全性等。 （3）文件存储空间的管理。如分配和释放。主要针对可改写的外存如磁盘。（4）提供用户接口。为方便用户使用文件系统所提供的服务，称为接口。文件系统通常向用户提供两种类型的接口：命令接口和程序接口。不同的操作系统提供不同类型的接口，不同的应用程序往往使用不同的接口。 2．Linux文件可以根据什么分类？可以分为哪几类？各有什么特点？ 【解答】在Linux操作系统中，文件可以根据内部结构和处理方式进行分类。 在Linux操作系统中，可以将文件分为普通文件、目录文件、特别文件三类。 各类文件的特点是： 普通文件：由表示程序、数据或正文的字符串构成的文件，内部没有固定的结构。这种文件既可以是系统文件，也可以是库文件或用户文件。 目录文件：由文件目录构成的一类文件。对它的处理(读、写、执行)在形式上与普通文件相同。 特别文件：特指各种外部设备，为了便于管理，把所有的输入/输出设备都按文件格式供用户使用。这类文件对于查找目录、存取权限验证等的处理与普通文件相似，而其他部分的处理要针对设备特性要求做相应的特殊处理。 应该指出，按不同的分类方式就有不同的文件系统。 3．什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？Linux文件系统分别采用什么样的结构？有什么优点和缺点? 【解答】文件的逻辑结构：用户对文件的观察的使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织方式称为文件的逻辑组织。 文件的物理结构：从系统的角度考察文件在实际存储设备上的存放形式，又称为文件的存储结构。 在Linux系统中，所有文件的逻辑结构都被看作是流式文件，系统不对文件进行格式处理。 在Linux系统中，文件的物理结构采用的是混合多重索引结构，即将文件所占用盘块的盘块号，直接或间接地存放在该文件索引结点的地址项中。 在Linux系统中，采用混合索引结构的优点是，对于小文件，访问速度快；对于大中 操作系统原理课程设计报告 系（院）：计算机科学学院 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：2020.5.25——2020.5.30 设计地点： 一、课程设计目的 (4) 二、课程设计的任务和要求 (4) 三、模拟程序的描述： (5) 四、运行环境 (7) 五、算法原理 (8) 1）多级反馈队列调度算法 (13) 2）优先权调度算法 (14) 六、需求分析 (16) 七、总体设计 (17) 八、详细设计与实现[含代码和实现界面] (19) 九、主要代码分析： (26) 十、总结 (44) 一、课程设计目的 《操作系统原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，也是研究生入学考试中计算机专业综合中所涉及的内容。该课程理论性强，纯粹的理论学习相对枯燥乏味，不易理解。通过课程设计，可加强学生对原理知识的理解。 二、课程设计的任务和要求 本次课程设计的题目是，时间片轮转调度算法的模拟实现。要求在充分理解时间片轮转调度算法原理的基础上，编写一个可视化的算法模拟程序。 具体任务如下： 1、根据需要，合理设计PCB结构，以适用于时间片轮转调度算法； 2、设计模拟指令格式，并以文件形式存储，程序能够读取文件并自动生成指令序列。 3、根据文件内容，建立模拟进程队列，并能采用时间片轮转调度算法对模拟进程进行调度。 三、模拟程序的描述： 模拟指令的格式：操作命令+操作时间 ● C ：表示在CPU上计算 ●I ：表示输入 ●O ：表示输出 ●W ：表示等待 ●H ：表示进程结束 操作时间代表该操作命令要执行多长时间。这里假设I/O设备的数量没有限制，I和O设备都只有一类。 I，O，W三条指令实际上是不占有CPU的，执行这三条指令就应该将进程放入对应的等待队列（输入等待队列，输出等待队列，其他等待队列）。 参考书目： 1.[美]William Stallings，陈渝等译．操作系统-精髓与设计原理(第五版)．北 京：电子工业出版社，2006 2.James L. Peterson，Operating System Concepts（Second Edition）， Addison-Wesley Publishing Company Inc.，1985 3.[荷]特纳鲍姆，现代操作系统（英文版.第2版），北京，机械工业出版社， 2002 4.[美]Andrew S．Tanenbaum & Albert S．Woodhull，王鹏等译．操作系统： 设计与实现(第二版)．北京：电子工业出版社，1998 5.[美]Larry L.Peterson, Bruce S.Davie著, 计算机网络系统方法（英文.第 三版）, 机械工业出版社，2005 6.张尤腊，仲萃豪等，计算机操作系统，北京，科学出版社，1979 7.孙钟秀，费翔林，骆斌，谢立，操作系统教程（第三版），北京，高等教育 出版社，2003 8.汤子瀛，哲凤屏，汤小丹．计算机操作系统(修订版)．西安，西安电子科技 大学出版社，2001 9.何炎祥，李飞等，计算机操作系统，北京，清华大学出版社，2006 10.陈向群，向勇等，Windows 操作系统原理（第2版），北京，机械工业出版社， 2004 11.左万历，周长林，计算机操作系统教程（第二版），北京，高等教育出版社， 2005 12.孟庆昌，操作系统，北京，电子工业出版社，2004 13.蒋静，徐志伟，操作系统-原理.技术与编程，北京，机械工业出版社，2004 14.张尧学，史美林．计算机操作系统教程(第2版)．北京：清华大学出版社， 2000 15.盂静．操作系统原理教程．北京：清华大学出版社，2001 16.冯耀霖，杜舜国，操作系统（第2版），陕西，西安电子科技大学出版社， 1996 17.李学干，计算机系统结构（第三版），陕西，西安电子科技大学出版社，2000 18.曾平，曾慧．操作系考点精要与解题指导.北京，人民邮电出版社，2002 19.徐甲同，网络操作系统，吉林，吉林大学出版社，2000 20.David A. Rusling，The Linux Kernel，北京，机械工业出版社，2000 21.陈莉君，Linux操作系统内核分析，北京，人民邮电出版社，2000 操作系统原理课程设计 ——银行家算法模拟 指导老师：周敏唐洪英杨宏雨 杨承玉傅由甲黄贤英 院系：计算机学院计算机科学与技术班级：0237-6 学号：2002370609 姓名：刘洪彬 同组者：杨志 时间：2005/1/10---2005/1/14 银行家算法模拟 一、设计目的 本课程设计是学生学习完《计算机操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。 二、设计要求 银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。 从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：两人一组，每组从所给题目中任选一个（如自拟题目，需经教师同意），每个学生必须独立完成课程设计，不能相互抄袭，同组者文档不能相同； 设计完成后，将所完成的工作交由老师检查； 要求写出一份详细的设计报告。 三、设计内容 编制银行家算法通用程序，并检测所给状态的系统安全性。 1）银行家算法中的数据结构 假设有n个进程m类资源，则有如下数据结构： 可利用资源向量Available。这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。Available[j]=K，则表示系统中现有Rj 类资源K个。 最大需求矩阵Max。这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i，j]=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 分配矩阵Allocation。这也是一个n*m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给没一进程的资源数。如果Allocation[i，j]=K，则表示进程i 当前已分得Rj类资源的数目为K。 需求矩阵Need。这也是一个n*m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。 [试题分类]:专科《操作系统原理及应用》_08004260 [题型]:单选 [分数]:2 1.批处理最主要的一个缺点是（）。 A.用户无法与程序交互 B.没有实现并发处理 C.CPU的利用率较低 D.一次只能执行一个程序 答案:A 2.磁盘空闲块常用的组织形式有三种，其中一种为（）。 A.空闲块连续 B.空闲块索引 C.空闲块压缩 D.空闲块链 答案:D 3.常用的文件物理结构有三种，其中的一种形式是（）。 A.记录文件 B.压缩文件 C.索引文件 D.流式文件 答案:C 4.批处理系统中，作业的状态可分为多种，其中一种为（）。 A.提交 B.就绪 C.创建 D.等待 答案:A 5.并发执行的一个特点是（）。 A.计算结果会出错 B.不会顺序执行 C.程序与计算不再一一对应 D.结果可再现 6.下列选项（）不是操作系统关心的。 A.管理计算机资源 B.提供用户操作的界面 C.高级程序设计语言的编译 D.管理计算机硬件 答案:C 7.当CPU执行用户程序的代码时，处理器处于（）。 A.核心态 B.就绪态 C.自由态 D.用户态 答案:D 8.根据对设备占用方式的不同，设备分配技术中的一种是（）。 A.动态分配 B.永久分配 C.静态分配 D.虚拟分配 答案:D 9.评价作业调度的性能时，衡量用户满意度的准确指标应该是（）。 A.周转时间 B.平均周转时间 C.带权周转时间 D.平均带权周转时间 答案:C 10.在手工操作阶段，存在的一个严重的问题是（）。 A.外部设备太少 B.用户使用不方便 C.计算机的速度不快 D.计算机的内存容量不大 答案:B 11.作业的处理一般分为多个作业步，连接成功后，下一步的工作是（）。 《操作系统原理》课程设计 课题名称：进程调度算法 姓名： 班级： 学号： 课程设计起止时间：2005年1月2日——2005年1月7日指导教师：成绩： 课程设计任务书 进程调度算法 一、设计说明 该程序实现了进程的创建，且对该进程队列进行动态优先权抢占式和时间片轮转算法的调度。 二、详细设计 1. 流程图 2. 程序运行环境 Turbo C 2.0 3. 变量的名称、作用及含义说明 链表结构process，整型变量name表示进程名称，整型变量prior表示优先数，整型变量needtime表示需要执行时间，整型变量CPUtime表示CPU执行时间，整型变量runtime表示进程执行时间，整型变量state表示运行状态（1:ready, 2:execute, 3:finish）。 4. 各主要模块的功能表述 [ 子函数] ①Createp() 用来创建新进程，其中的整型变量n表示需要创建的进程个数； ②PrintP1(h) 用来打印输出时间片轮转算法的创建进程和运行进程的各变量值； ③Finish(h) 用来判断某个进程是否执行完； ④Find(h) 用来查找该进程队列中优先数最大的进程； ⑤PrintP2(h) 用来打印输出动态优先权抢占式算法的创建进程和运行进程的各变量值； ⑥ExecuteP_prio(h) 执行动态优先权抢占式进程调度算法； ⑦ExecuteP_time(h) 执行时间片轮转进程调度算法； [ 主函数] main（）中使用字符变量select表示a和b中的一个字母，整型变量num表示1至3中的一个数，用双层switch语句实现各模块功能。 5.程序源代码 #include 第二章操作系统概述 复习题 2.1操作系统设计的三个目标是什么？ 方便：操作系统使计算机更易于使用。 有效：操作系统允许以更有效的方式使用计算机系统资源。 扩展的能力：在构造操作系统时，应该允许在不妨碍服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统功能。 2.2什么是操作系统的内核？ 内核是操作系统最常使用的部分，它存在于主存中并在特权模式下运行，响应进程调度和设备中断。 2.3什么是多道程序设计？ 多道程序设计是一种处理操作，它在两个或多个程序间交错处理每个进程。 2.4什么是进程？ 进程是一个正在执行的程序，它被操作系统控制和选择。 2.5操作系统是怎么使用进程上下文的？ 执行上下文又称为进程状态，是操作系统用来管理和控制所需的内部数据。这种内部信息和进程是分开的，因为操作系统信息不允许被进程直接访问。上下文包括操作系统管理进程以及处理器正确执行进程所需要的所有信息，包括各种处理器寄存器的内容，如程序计数器和数据寄存器。它还包括操作系统使用的信息，如进程优先级以及进程是否在等待特定I/O事件的完成。 2.6列出并简要介绍操作系统的五种典型存储管理职责。 进程隔离：操作系统必须保护独立的进程，防止互相干涉数据和存储空间。 自动分配和管理：程序应该根据需要在存储层次间动态的分配，分配对程序员是透明的。因此，程序员无需关心与存储限制有关的问题，操作系统有效的实现分配问题，可以仅在需要时才给作业分配存储空间。 2.7解释实地址和虚地址的区别。 虚地址指的是存在于虚拟内存中的地址，它有时候在磁盘中有时候在主存中。实地址指的是主存中的地址。 2.8描述轮循调度技术。 轮循调度是一种调度算法，所有的进程存放在一个环形队列中并按固定循序依次激活。因为等待一些事件（例如：等待一个子进程或一个I/O操作）的发生而不能被处理的进程将控制权交给调度器。 《操作系统原理》期末考试题 、单项选择题（每题 分，共分） 1. 操作系统是一种（ ）。 A. 系统软件 B. 系统硬件 C. 应用软件 D. 支援软件 2. 分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同在于（ ）。 A. 实现各台计算机这间的通信 B. 共享网络中的资 源 C.满足较在规模的应用 D. 系统中多台计算机协作完成同一任务 3. 下面对进程的描述中，错误的是（ A.进程是动态的概念 B. C.进程是指令的集合 D. 4?临界区是指并发进程中访问共享变量的（ ）段。 5. 要求进程一次性申请所需的全部资源，是破坏了死锁必要条件中的哪一条 。 A.互斥 B. 请求与保持 C. 不剥夺 D. 循环等待 6. 以下哪种存储管理不可用于多道程序系统中（ ）。 A.单一连续区存储管理 B.固定式区存储管理 C.可变分区存储管理 D.段式存储管理 7. 在可变式分区存储管理中，某作业完成后要收回其主存空间，该空间可能与 相邻空闲区合 并，修改空闲区表，使空闲区数不变且空闲区起始地址不变的 ）。 进程执行需要处理机 进程是有生命期的 A.管理信息 B.信息存储 C. 数据 D. 程序 情况是（）。 A.无上邻空闲区也无下邻空闲区 C.有下邻空闲区但无上邻空闲区 8. 系统“抖动”现象的发生不是由 A.置换算法选择不当 C.主存容量不足 9. 在进程获得所需全部资源，唯却 A.运行 B.阻塞 10. 要页式存储管理系统中，将主存等分成（ A.块 B.页B. D. B. D. CPU 时,有上邻空闲区但无下邻空闲区 有上邻空闲区也有下邻空闲 区）引起的。 交换的信息量过大 请求页式管理方案 进程处于（ C.就绪 ）。 C. 段长 状态。 D.新建 D.段 ******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2007年秋季学期 操作系统原理课程设计 题目：内存管理模拟系统 专业班级：05软件工程（2）班 姓名：尹盼盼 学号：05240204 指导教师：王旭阳 成绩：______________ 目录 摘要.......................................................................... 错误！未定义书签。正文.......................................................................... 错误！未定义书签。 1、设计思路............................................................................ 错误！未定义书签。 2、各模块的伪码算法............................................................ 错误！未定义书签。 3、函数的调用关系图............................................................ 错误！未定义书签。 4、测试.................................................................................... 错误！未定义书签。设计总结 ................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 ................................................................. 错误！未定义书签。致谢...................................................................... 错误！未定义书签。附录：部分源程序代码 ......................................... 错误！未定义书签。 摘要 操作系统的内存管理是指系统软件对其他应用程序使用内存时所作的管理，是一种统筹关系。本设计采用活动分区方案，但不采用紧凑算法。假设系统内存容量为100KB。能处理内存回收的时候上下邻合并的问题；对随机出现的进程i申请jKB内存，程序能判断是否能分配；释放随机的首地址为Handle的内存块；同时输出内存使用情况和空闲情况。 关键词：C语言、内存管理、操作系统、管理系统、内存的分配和回收 正文 1、设计思路 内存管理是计算机系统以一种优化性能的方式，在需要内存的不同进程（如操作系统或应用程序调用）之间将有限的内存进行分配的过程。执行这种任务的通用技术叫做虚拟内存技术，这项技术利用保留的磁盘空间存储不在物理内存中的对象，来模拟比实际可用的内存大得多的地址空间。此设计为了了解UNIX的《操作系统精髓与设计原理·第六版》中文版标准答案
操作系统原理及应用试题附答案
操作系统原理期末试卷10套含答案7
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操作系统原理与应用第2章文件管理
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