下载文档原格式
操作系统讲义第五章在计算机的世界里，操作系统就像是一位幕后的大管家，默默地管理着各种资源，确保计算机能够高效、稳定地运行。
这一章，咱们就来深入探讨一下操作系统中的一些关键概念和技术。
首先，咱们来聊聊进程管理。
进程可以简单理解为正在运行的程序。
比如说，当您打开一个浏览器浏览网页时，就启动了一个浏览器进程。
操作系统要负责为这些进程分配资源，如 CPU 时间、内存空间等，还要协调它们之间的运行顺序，避免冲突和混乱。
进程有几种不同的状态，比如就绪态、运行态和阻塞态。
就绪态就是进程已经准备好运行，只等 CPU 分配时间给它；运行态就是进程正在使用 CPU 执行指令；阻塞态则是进程因为等待某些资源而暂时无法运行，比如等待输入数据。
为了有效地管理进程，操作系统使用了各种调度算法。
比如先来先服务算法，谁先来就先给谁分配 CPU 时间；还有短作业优先算法，优先处理运行时间短的进程，以提高系统的整体效率。
接下来，咱们谈谈内存管理。
内存是计算机存储数据和程序的地方，就像一个大仓库。
操作系统要确保不同的程序能够合理地使用内存，避免相互干扰和冲突。
内存管理有分页和分段两种主要方式。
分页是将内存分成固定大小的页，程序也被分成同样大小的页，这样便于管理和分配。
分段则是根据程序的逻辑结构，将其分成不同的段，比如代码段、数据段等。
虚拟内存技术也是内存管理中的一个重要手段。
它允许程序使用比实际物理内存更大的内存空间，通过将暂时不用的数据存储在硬盘上，当需要时再调入内存，从而扩展了程序可用的内存范围。
再说说文件管理。
文件是计算机中存储信息的基本单位，操作系统要负责文件的创建、存储、检索和删除等操作。
文件系统就像是一个文件的仓库管理员，它规定了文件的组织方式和存储结构。
常见的文件系统有 FAT、NTFS 等。
文件在存储时，会被分配一个特定的存储空间，并通过目录结构进行管理，方便用户查找和访问。
文件的访问控制也是很重要的一环。
操作系统要确保只有授权的用户能够访问和修改特定的文件，以保护文件的安全性和完整性。
第五章设备管理（一）简答题1、为什么要在设备管理中引入缓冲技术？解：缓冲技术是用来在两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。
在OS的设备管理中，引入缓冲技术的主要原因可归结为以下几点。
（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
一般情况下，程序的运行过程是时而进行计算，时而进行输入或输出。
以打印机输出为例，如果没有缓冲，则程序在输出时，必然由于打印机的速度跟不上而使CPU停下来等待；然而在计算阶段，打印机又无事可做。
如果设置一个缓冲区，程序可以将待输出的数据先输出到缓冲区中，然后继续执行；而打印机则可以从缓冲区取出数据慢慢打印。
（2）减少中断CPU的次数。
例如，假定设备只用一位二进制数接收从系统外传来的数据，则设备每接收到一位二进制数就要中断CPU一次，如果数据通信速率为9.6Kb/s，则中断CPU的频率也是9.6KHz，即每100us就要中断CPU一次，若设置一个具有8位的缓冲寄存器，则可使CPU被中断的次数降低为前者的1/8。
（3）提高CPU和I/O设备之间的并行性。
由于在CPU和设备之间引入了缓冲区，CPU可以从缓冲区中读取或向缓冲区写入信息，相应地设备也可以向缓冲区写入或从缓冲区读取信息。
在CPU工作的同时，设备也能进行输入输出操作，这样，CPU和I/O设备就可以并行工作。
2、引入缓冲的主要原因是什么？P155【解】引入缓冲的主要原因是：●缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾；●减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制●提高CPU和I/O设备之间的并行性。
3、请简述为什么要在核心I/O子系统中要引入缓冲机制（Buffering）。
答：引入缓冲的主要原因：（1）缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
（2）减少对CPU的中断频率，放宽对中断响应时间的限制。
（3）提高CPU与I/O设备之间的并行性。
4、简述SPOOLing（斯普林）系统的工作原理。
解：多道程序并发执行后，可利用其中的一道程序来模拟脱机输入时外围控制机的功能，将低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上；再利用另一道程序来模拟脱机输出时外围控制机的功能，将高速磁盘上的数据传送到输出设备上，这样就可以在主机的直接控制下，实现脱机输入、输出操作，这时外围操作与CPU对数据的执行同时进行。
第5章操作系统BIOS定义：B（基本）I（输入）O（输出）S（系统）操作系统是系统软件，也是整个软件系统的核心。
（软件系统包括系统软件和应用软件。
）裸机：人们把只有硬件而没有安装任何软件的计算机称为裸机，在裸机上，用户没有办法进行任何操作，操作系统充当用户和计算机之间的接口。
虚计算机：当安装了操作系统之后，实际上呈现在应用程序和用户面前的是一台“虚计算机”。
操作系统的主要功能：包括文件管理、存储管理、设备管理、作业管理和处理器管理。
5 . 1 文件管理5.1.1 文件文件：是按一定格式存储在外存储器上的信息集合，是操作系统管理信息和能独立进行存取的最小单位。
文件名：分为主文件名和扩展名。
主文件名：由不少于1个ASCII码字符组成，文件名中可以包含英文字母(大小写不区分)、汉字、数字和一些特殊符号。
扩展名：也称为后缀、类型名，左侧必须用圆点“．”与文件名隔开。
扩展名用于指定文件的类型。
系统给定的扩展名不能随意改动，否则系统将不能识别。
文件说明信息：例如文件名、文件类型、存放位置、大小、创建/修改/最近访问时间、创建者、文件属性等。
保存在文件的目录中。
Windows允许一个文件兼有多种属性。
文件内容：全部保存在磁盘的数据区中。
5.1.2 文件目录和路径文件夹：一般存放文件，文件夹中还可以包含文件和文件夹，该文件夹称为子文件夹。
子文件夹中又可以包含文件和文件夹。
形成了一种类似树状多层次文件目录结构。
因为文件可能存放在各级文件夹中，就需要描述文件所在的位置。
可以通过文件路径描述文件所在的位置，文件路径分绝对路径和相对路径。
绝对路径：以根文件夹为起点的路径描述文件的位置。
对于硬盘分成3个逻辑盘C、D 和E而言，根文件夹就是C:\、D:\ 和E:\。
相对路径：从当前文件夹开始，描述文件的位置。
文件绝对路径：E:\2010 \计算机导论课\第6章操作系统.doc文件相对路径：\计算机导论课\第6章操作系统.doc文件夹也可以设置属性，设置和显示方法与文件相同。
第五章存储管理作业答案2、6、10、13、15、162、解释下列概念：物理地址、逻辑地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、紧缩、可重定位地址。
物理地址——内存中各存储单元的地址由统一的基地址顺序编址，这种地址称为物理地址。
逻辑地址——用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为逻辑地址。
逻辑地址空间——由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间。
内存空间——由内存中的一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间。
重定位——把逻辑地址转变为内存物理地址的过程叫做重定位。
静态重定位——在目标程序装入内存时所进行的重定位。
动态重定位——在程序执行期间，每次访问内存之前进行的重定位。
碎片——在分区法中，内存出现许多容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”。
紧缩——移动某些已分配区的内容，使所有作业的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端，这种技术称为紧缩。
可重定位地址——当含有它的程序被重定位时，将随之被调整的一种地址。
6、什么是虚拟存储器？它有哪些基本特征？参考答案：虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，在这种计算机系统中实现了用户逻辑存储器与物理存储器分离，它是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
虚拟存储器的基本特征是：虚拟扩充——不是物理上，而是逻辑上扩充了内存容量；部分装入——每个作业不是全部一次性地装入内存，而是只装入一部分；离散分配——不必占用连续的内存空间，而是“见缝插针”；多次对换——所需的全部程序和数据要分成多次调入内存。
10、某虚拟存储器的用户编程空间共32个页面，每页为1KB，内存为16KB。
假定某时刻一个用户页表已调入内存的页面页号和物理块号如表5-1所示。
则逻辑地址0A5C(H)所对应的物理地址为。
表5-1 页表中页号和物理块号对照表参考答案：0A5C(H)换成二进制：页号为2，查表，对应物理块号为4，与页内地址拼接成物理地址：再转换为十六进制，即125C(H)13、已知段表如表5-2所示。
注意：1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。
2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原题。
红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。
3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。
4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。
------------------------------------------------------------第五章设备管理要点对操作系统这门课程而言，这一章内容比较次要，主要掌握一些专业常识性的概念即可。
5.1-5.3小节这三小节介绍了硬件的一些基本知识，大部分在“组成原理”中学过。
回答以下问题：1 什么是块设备？什么是字符设备？你的个人电脑里有那些块设备？那些字符设备？【参考P161】2 什么是设备控制器？你的个人电脑中有那些设备控制器？【参考P162-163】3 什么是通道？【参考P164】4 什么是总线？【参考P106-107】5 I/O控制方式主要有哪几种？各自的主要特点。
答：【参考5.2小节】有程序I/O（轮询）、中断、DMA、通道。
前三种在微机中很常见。
6 为什么要用缓冲？你的个人电脑中有那些缓冲？答：【参考5.3小节】引入缓冲主要是为了调节两个通讯对象（或I/O对象）间速率的不匹配（比如CPU与I/O设备速率不匹配），缓冲是很常规的技术，广泛用于通信及I/O。
5.4 I/O软件这一小节是本章最重要的，它说明了操作系统I/O子系统应完成的功能及设计原则。
1 说明“设备独立性”的概念、思想、给用户带来的好处。
2 围绕P179图5-16，一层层的概略说明每层应完成的功能。
5.5 设备分配这一小节只需看一下SPOOLing，了解什么是虚拟设备，了解SPOOLing是如何用到虚拟打印机的【必要时可上网查询】5.6 磁盘存储器的管理回答以下问题【必要时可上网查询】1 盘面、磁道、扇区、盘簇的概念。
第5章WINDOWS XP操作系统的使用学习目的•（1）掌握Windows XP的基本操作方法。
•（2）了解Windows XP的功能和基本概念。
•（3）掌握“资源管理器”的操作和使用。
•（4）掌握文件、文件夹的概念、创建与删除、复制与移动、文件名和文件夹名的重命名、属性的设置和查看、文件的查找等操作。
•（5）掌握快捷方式的创建和使用。
•（6）熟悉磁盘属性的查看。
•（7）掌握控制面板中的常用设置。
重点与难点•（1）“资源管理器”或“我的电脑”的操作和使用。
•（2）文件和文件夹的概念、创建与删除、复制与移动、文件名和文件夹名的重命名、属性的设置和查看、文件的查找等操作。
•（3）控制面板中的常用设置。
主要内容• 5.1 Windows XP的基础操作• 5.2 文件与文件夹• 5.3 控制面板中常用属性操作• 5.4 程序管理5.1 Windows XP的基础操作5.1.1 项目15：Windows XP系统的启动和退出• 1.按下主机箱上的电源开关按钮，计算机启动并进入自检状态。
• 2.稍后会看到“欢迎”屏幕出现，此时屏幕上会显示用户建立的账户，单击用户图标进入系统，若有密码则输入密码后单击“登录”按钮进入系统。
• 3.单击“开始”菜单，选择“开始”菜单中的“关闭计算机”命令，则会出现“关闭”对话框，如图5-1所示。
（1）在启动Windows XP之前要确认计算机安装正确，否则会烧坏计算机部件。
（2）在关闭计算机时，Windows XP为用户提供了3种方式来关闭计算机：①“关闭”：把计算机所有任务结束，关闭电源，使计算机不再工作。
②“待机”：将打开的文档和应用程序保存在硬盘上，下次唤醒时文档和应用程序还像离开时那样打开着，使用户能够快速开始工作。
③“重新启动”：先把计算机所有任务关闭再重新打开计算机。
5.1.2 项目16：Windows XP窗口认识与基本操作•1. Windows XP 桌面组成 •Windows XP 桌面主要由任务栏、通知区域、开始菜单、桌面背景、桌面图标组成。
