第三章 内存管理[2]

《操作系统》课程教案第一章：操作系统概述1.1 教学目标了解操作系统的定义、功能和作用掌握操作系统的基本组成和分类理解操作系统的历史和发展1.2 教学内容操作系统的定义和作用操作系统的组成：内核、shell、文件系统、设备驱动程序操作系统的分类：批处理系统、分时系统、实时系统、分布式系统操作系统的历史和发展1.3 教学方法采用讲授法，介绍操作系统的概念和发展历程通过实例分析，让学生了解操作系统的组成和作用开展小组讨论，比较不同类型的操作系统1.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：操作系统的定义、功能、组成和分类实例：Windows、Linux、macOS等操作系统的特点1.5 教学评估课堂问答：了解学生对操作系统的概念和组成的掌握情况小组讨论：评估学生对不同类型操作系统的理解和分析能力课后作业：巩固学生对操作系统知识的学习第二章：进程管理2.1 教学目标了解进程的定义和作用掌握进程管理的基本方法和策略理解进程同步和互斥的概念2.2 教学内容进程的定义和作用进程管理的基本方法：进程调度、进程同步、进程互斥进程同步和互斥的实现：信号量、管程、事件等2.3 教学方法采用讲授法，介绍进程的定义和作用通过实例分析，让学生了解进程管理的方法和策略开展小组讨论，探讨进程同步和互斥的实现方式2.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：进程的定义、进程管理的方法和策略、进程同步和互斥的概念实例：进程调度算法、信号量的使用2.5 教学评估课堂问答：了解学生对进程的定义和作用的掌握情况小组讨论：评估学生对进程管理方法和策略的理解能力课后作业：巩固学生对进程同步和互斥知识的学习第三章：内存管理3.1 教学目标了解内存的定义和作用掌握内存管理的基本方法和策略理解内存分配和回收的原则3.2 教学内容内存的定义和作用内存管理的基本方法：分页、分段、虚拟内存内存分配和回收的原则：首次适应法、最佳适应法、最坏适应法3.3 教学方法采用讲授法，介绍内存的定义和作用通过实例分析，让学生了解内存管理的方法和策略开展小组讨论，探讨内存分配和回收的原则3.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：内存的定义、内存管理的方法和策略、内存分配和回收的原则实例：分页算法、分段算法、虚拟内存的实现3.5 教学评估课堂问答：了解学生对内存的定义和作用的掌握情况小组讨论：评估学生对内存管理方法和策略的理解能力课后作业：巩固学生对内存分配和回收知识的学习第四章：文件管理4.1 教学目标了解文件的定义和作用掌握文件管理的基本方法和策略理解文件系统的结构和组织方式4.2 教学内容文件的定义和作用文件管理的基本方法：文件的创建、删除、打开、关闭等文件系统的结构和组织方式：目录结构、文件存储方式、文件访问控制4.3 教学方法采用讲授法，介绍文件的定义和作用通过实例分析，让学生了解文件管理的方法和策略开展小组讨论，探讨文件系统的结构和组织方式4.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：文件的定义、文件管理的方法和策略、文件系统的结构和组织方式实例：Linux、Windows等操作系统中的文件管理4.5 教学评估课堂问答：了解学生对文件的定义和作用的掌握情况小组讨论：评估学生对文件管理方法和策略的理解能力课后作业：巩固学生对文件系统结构和组织方式知识的学习第五章：设备管理5.1 教学目标了解设备的定义和作用掌握设备管理的基本方法和策略理解设备驱动程序第六章：设备管理（续）5.2 教学内容设备驱动程序：概念、作用和实现方式设备管理的基本方法：设备分配、设备请求调度、设备控制设备管理的高级主题：I/O中断处理、DMA传输、虚拟设备5.3 教学方法采用讲授法，介绍设备驱动程序的概念和作用通过实例分析，让学生了解设备管理的方法和策略开展小组讨论，探讨设备管理的高级主题5.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：设备驱动程序的概念、设备管理的方法和策略、设备管理的高级主题实例：硬盘驱动程序、打印机驱动程序、I/O中断处理5.5 教学评估课堂问答：了解学生对设备驱动程序的定义和作用的掌握情况小组讨论：评估学生对设备管理方法和策略的理解能力课后作业：巩固学生对设备管理高级主题知识的学习第七章：操作系统用户界面7.1 教学目标了解操作系统的用户界面的定义和作用掌握操作系统用户界面的基本设计和实现方法理解图形用户界面(GUI)和命令行用户界面(CLI)的差异和优缺点7.2 教学内容用户界面的定义和作用用户界面的基本设计原则：用户友好性、易用性、可访问性GUI和CLI的设计和实现方法：窗口管理、事件处理、命令解析7.3 教学方法采用讲授法，介绍用户界面的定义和作用通过实例分析，让学生了解用户界面的设计和实现方法开展小组讨论，探讨GUI和CLI的差异和优缺点7.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：用户界面的定义、用户界面的设计和实现方法、GUI和CLI的差异和优缺点实例：Windows操作系统、Linux终端、macOS的Finder7.5 教学评估课堂问答：了解学生对操作系统用户界面的定义和作用的掌握情况小组讨论：评估学生对用户界面设计和实现方法的理解能力课后作业：巩固学生对GUI和CLI差异和优缺点知识的学习第八章：操作系统安全8.1 教学目标了解操作系统安全的定义和重要性掌握操作系统安全的基本机制和策略理解操作系统的安全威胁和防护措施8.2 教学内容操作系统安全的定义和重要性安全机制：访问控制、身份验证、加密、审计安全策略：最小权限原则、安全分层模型、安全内核常见安全威胁：恶意软件、漏洞攻击、social engineering防护措施：防火墙、入侵检测系统、安全更新8.3 教学方法采用讲授法，介绍操作系统安全的定义和重要性通过实例分析，让学生了解安全机制和策略开展小组讨论，探讨安全威胁和防护措施8.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：操作系统安全的定义、安全机制和策略、安全威胁和防护措施实例：操作系统安全漏洞案例分析、安全防护工具的使用8.5 教学评估课堂问答：了解学生对操作系统安全的定义和重要性的掌握情况小组讨论：评估学生对安全机制和策略的理解能力课后作业：巩固学生对操作系统的安全威胁和防护措施知识的学习第九章：操作系统性能分析9.1 教学目标了解操作系统性能的定义和重要性掌握操作系统性能分析的基本方法和工具理解操作系统性能优化和调优的策略9.2 教学内容操作系统性能的定义和重要性性能分析方法：基准测试、模拟、监控和分析工具性能评价指标：响应时间、吞吐量、资源利用率性能优化策略：进程调度优化、内存管理优化、文件系统优化9.3 教学方法采用讲授法，介绍操作系统性能的定义和重要性通过实例分析，让学生了解性能分析方法和工具开展小组讨论，探讨性能优化和调优的策略9.4 教学资源教材：《操作系统原理与应用》课件：操作系统性能的定义、性能分析方法和工具、性能优化和调优的策略实例：操作系统性能监控工具（如top, vmstat）的使用、性能优化的案例分析重点和难点解析1. 操作系统的定义和作用：理解操作系统作为计算机系统核心组件的基本概念，以及它在资源管理、程序执行和用户界面方面的关键作用。

《真菌学》教学大纲一、课程简介《真菌学》是生物学学科中的一门重要课程，主要研究真菌的形态学、分类学、生态学、遗传学以及应用等方面的知识。

本课程旨在帮助学生全面了解真菌的基本特征、分类和生态习性，掌握真菌的遗传和繁殖特点，以及在实际生产和生活中的各种应用。

通过本课程的学习，学生将具备扎实的真菌学基础知识，为进一步从事相关领域的研究和实践工作打下坚实的基础。

二、课程目标1、掌握真菌的基本概念、分类及形态特征；2、了解真菌的生态习性和繁殖特点；3、掌握真菌在生产和生活中的应用；4、培养学生的独立思考能力、创新实践能力和综合运用知识的能力。

三、教学内容第一章绪论1、真菌学的定义和研究内容；2、真菌在自然界和人类生活中的重要性；3、真菌学的发展历程和未来趋势。

第二章真菌的形态学1、真菌的形态特征；2、真菌的结构和组成；3、真菌的繁殖方式。

第三章真菌的分类学1、真菌的分类方法；2、常见真菌的种类和特征；3、真菌的命名规则和方法。

第四章真菌的生态习性1、真菌在自然界中的分布和多样性；2、真菌与环境的关系；3、真菌在生态系统中的作用。

第五章真菌的遗传学1、真菌的遗传物质和基因组结构；2、真菌的基因表达和调控；3、真菌的变异和进化。

第六章真菌的应用1、真菌在农业生产中的应用；2、真菌在食品工业中的应用；3、真菌在医药行业中的应用；4、真菌在环境保护中的应用。

四、教学方法本课程采用多媒体教学、课堂讲解、实验操作和案例分析等多种教学方法，旨在帮助学生全面掌握课程内容，提高实际操作能力和解决问题的能力。

五、考核方式本课程的考核方式包括平时作业、课堂讨论、实验操作和期末考试等多种形式，旨在全面评价学生的学习效果和综合能力。

一、课程简介《博弈论》是经济学、管理学、心理学、政治学等多个学科的重要分支，主要研究决策过程中各方之间的相互影响和策略互动，以及如何通过策略选择达到最优结果。

本课程旨在让学生掌握博弈论的基本概念、分析方法和实际应用，提高学生在决策分析、策略优化等方面的综合素质。

操作系统第二版课后习题答案操作系统第二版课后习题答案操作系统是计算机科学中的重要领域，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供良好的使用体验。

在学习操作系统的过程中，课后习题是巩固和深化知识的重要方式。

本文将为大家提供操作系统第二版课后习题的答案，帮助读者更好地理解和掌握操作系统的知识。

第一章：引论1. 操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。

2. 进程是指正在执行的程序的实例。

进程控制块（PCB）是操作系统用来管理进程的数据结构，包含进程的状态、程序计数器、寄存器等信息。

3. 多道程序设计是指在内存中同时存放多个程序，通过时间片轮转等调度算法，使得多个程序交替执行。

4. 异步输入输出是指程序执行期间，可以进行输入输出操作，而不需要等待输入输出完成。

第二章：进程管理1. 进程调度的目标包括提高系统吞吐量、减少响应时间、提高公平性等。

2. 进程调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转等。

3. 饥饿是指某个进程长时间得不到执行的情况，可以通过调整优先级或引入抢占机制来解决。

4. 死锁是指多个进程因为争夺资源而陷入无限等待的状态，可以通过资源预分配、避免环路等方式来避免死锁。

第三章：内存管理1. 内存管理的主要任务包括内存分配、内存保护、地址转换等。

2. 连续内存分配包括固定分区分配、可变分区分配和动态分区分配。

3. 分页和分段是常见的非连续内存分配方式，分页将进程的地址空间划分为固定大小的页，分段将进程的地址空间划分为逻辑段。

4. 页面置换算法包括最佳置换算法、先进先出（FIFO）算法、最近最久未使用（LRU）算法等。

第四章：文件系统管理1. 文件是操作系统中用来存储和组织数据的逻辑单位，可以是文本文件、图像文件、音频文件等。

2. 文件系统的主要功能包括文件的创建、删除、读取、写入等操作。

3. 文件系统的组织方式包括层次目录结构、索引结构、位图结构等。

操作系统教程第五版费翔林课后答案本文是针对操作系统教程第五版费翔林书籍中的课后题目提供的答案解析。

在这个教程中，费翔林教授详细介绍了操作系统的基本概念、原理和实践，涵盖了进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等各个方面。

通过对这些课后题目的解答，可以更好地理解和巩固操作系统的知识。

第一章：引论1.什么是操作系统？它的主要目标是什么？–答案：操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。

操作系统的主要目标是为用户提供一个方便、高效、安全的计算机环境。

2.请简要描述操作系统的角色和功能。

–答案：操作系统有几个角色和功能：•资源管理：操作系统管理计算机的各种硬件资源，包括处理器、内存、存储设备和输入输出设备。

•进程管理：操作系统创建、调度和终止进程，以及处理进程间的通信和同步。

•内存管理：操作系统分配和回收内存，管理虚拟内存，以及处理内存的保护和共享机制。

•文件系统：操作系统管理文件和目录的存储和访问，提供文件的创建、读取、写入和删除等操作。

•设备管理：操作系统管理计算机的输入输出设备，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

•用户接口：操作系统提供了与计算机交互的界面，包括命令行界面和图形用户界面等。

第二章：进程管理1.什么是进程？进程的状态有哪些？–答案：进程是指在计算机中正在运行的程序的实例。

进程的状态包括：•就绪：进程已经准备好执行，但是还没有被分配到处理器。

•运行：进程正在处理器上执行。

•阻塞：进程由于某些原因不能继续执行，需要等待某个事件的发生。

•终止：进程已经完成或被终止，等待被操作系统回收。

2.请简要描述进程的创建、终止和状态切换的过程。

–答案：进程的创建是通过调用系统调用来完成的，系统为新进程分配资源，并设置进程的初始状态。

进程的终止可以是正常终止（调用系统调用进行退出）或异常终止（例如发生错误）。

进程状态之间的切换通过操作系统的调度算法来实现，例如从就绪状态切换到运行状态，或从运行状态切换到阻塞状态。

操作系统概念第九版教学设计一、概述操作系统是计算机领域的重要学科，是计算机应用的基石之一。

本文以《操作系统概念(第九版)》为教材，结合自身经验，提出一份适用于操作系统概念课程的教学设计。

二、课程目标1.掌握操作系统相关概念和基础知识；2.熟悉操作系统结构和组成部分；3.学会操作系统资源管理与进程调度；4.了解常见的文件系统和存储管理方式；5.能够运用计算机操作系统解决大规模计算问题。

三、教学内容及安排第一章：操作系统概述1.操作系统概念及历史2.操作系统特征和任务3.操作系统的基本功能4.操作系统的分类及功能安排：1课时第二章：进程管理1.进程概念和进程状态2.进程控制块和进程切换3.进程调度及其算法4.同步和互斥机制5.进程通信安排：3课时第三章：内存管理1.内存管理基础2.连续内存分配方式3.页式存储管理方式4.段式存储管理方式5.虚拟内存管理方式安排：3课时第四章：设备管理1.设备管理概述2.IO系统结构3.设备软件机制4.磁盘管理和文件系统安排：3课时第五章：进程间通信1.进程间通信方式2.管道通信和消息队列通信3.信号通信和共享内存通信安排：2课时第六章：进程调度算法1.进程调度算法及其特性2.先来先服务调度算法3.最短作业优先调度算法4.优先级调度算法5.时间片轮转调度算法安排：2课时第七章：文件系统1.文件系统概述2.文件的逻辑结构3.目录结构和文件管理4.文件存储空间管理安排：2课时第八章：安全性和保护1.安全性和保护的概念2.访问控制和身份认证3.文件访问和备份4.操作系统安全性相关问题安排：2课时第九章：操作系统案例研究1.UNIX和Linux操作系统2.Windows操作系统3.macOS操作系统安排：2课时四、教学方法教学方法分为讲授和实践两种。

其中讲授以教材为主要参考，加强理论讲述和重点难点强化。

实践由教师进行示范和引导，学生自主实践并提交实验报告。

五、考核方式考核方式包括平时练习和期末考试。

计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。

1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。

1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。

其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。

第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。

2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。

2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。

第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。

3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。

3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。

第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。

4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。

4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。

第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。

5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。

5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。

第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么？答：以应用为中心，以计算机技术为基础，硬件、软件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.简述嵌入式系统的主要特点。

答：（1）功耗低、体积小、具有专用性（2）实时性强、系统内核小（3）创新性和高可靠性（4）高效率的设计（5）需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域？答：嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。

4. 简述嵌入式系统的发展趋势答：（1）嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持（2）连网成为必然趋势（3）精简系统内核、算法，设备实现小尺寸、微功耗和低成本（4）提供精巧的多媒体人机界面（5）嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分？答：嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。

嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成，其中，硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件；软件系统包括操作系统和应用软件。

6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型，各自特点是什么？答：（1）具有强实时特点的嵌入式操作系统。

（2）具有弱实时特点的嵌入式操作系统。

（3）没有实时特点的嵌入式操作系统。

第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式？各自特点是什么？答：冯诺依曼体系和哈佛体系。

冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中，其二是典型指令的执行周期包含取指令TF，指令译码TD，执行指令TE，存储TS四部分，目前应用的低端嵌入式处理器。

哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的数据存储器带宽，适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。

2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术？答：（1）流水线技术（2）超标量执行（3）总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答：ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力，通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。

操作系统课程教案课程简介本课程是关于操作系统的基础知识和理论的介绍。

在这个课程中，你将了解操作系统的起源、发展史和基本结构。

我们将介绍操作系统的核心概念，如进程管理、内存管理和文件系统等。

学习目标本课程的学习目标是： - 理解操作系统的基础结构和概念； - 掌握进程管理、内存管理和文件系统等操作系统核心概念； - 能够分析和解决操作系统的一些常见问题。

授课方式本课程授课内容将包括课堂讲解、实验和作业三个方面。

具体的安排如下：•课堂讲解：讲解操作系统的基础知识和理论，以及如何应用这些知识解决实际问题；•实验：通过实验，学生需要掌握操作系统的一些基本应用。

实验安排如下：–实验一：进程管理–实验二：内存管理–实验三：文件系统•作业：通过作业，学生需要将理论知识应用到实际问题中。

具体安排如下：–作业一：进程管理–作业二：内存管理–作业三：文件系统考核方式本课程采用综合成绩评估方式，其中课堂表现、实验和作业各占比例。

具体如下：•课堂表现：20%•实验成绩：30%•作业成绩：50%教学大纲第一章：操作系统简介1.1 操作系统的概念和功能 1.2 操作系统的历史和发展 1.3 操作系统的分类和特点第二章：进程管理2.1 进程的概念和特征 2.2 进程的状态和转换 2.3 进程调度算法 2.4 进程同步和互斥第三章：内存管理3.1 内存的分段和分页 3.2 虚拟内存和页面置换 3.3 内存保护和地址转换第四章：文件系统4.1 文件的组织和存储 4.2 文件的访问和保护 4.3 文件系统的组织和实现实验安排实验一：进程管理实验目的：掌握进程的创建、调度和同步。

实验内容： 1. 创建进程和线程； 2. 实现进程的互斥和同步； 3. 编写进程调度算法。

实验二：内存管理实验目的：掌握内存的分配、管理和保护。

实验内容： 1. 内存分页和分段； 2. 实现虚拟内存和页面置换； 3. 实现内存保护和地址转换。

实验三：文件系统实验目的：掌握文件的组织和访问方法。

第三章内存管理习题1.IBM360 有一个设计，为了对2KB 大小的块进行加锁，会对每个块分配一个4bit的密钥，这个密钥存在PSW (程序状态字)中，每次内存引用时，CPU都会进行密钥比较。

但该设计有诸多缺陷，除了描述中所言，请另外提出至少两条缺点。

A:密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。

2. 在图3-3 中基址和界限寄存器含有相同的值16384 ，这是巧合，还是它们总是相等？如果这只是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？A :巧合。

基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。

3. 交换系统通过紧缩来消除空闲区。

假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。

A: 32bit=4Byte===> 每字节10/4=2.5 ns 128MB=1282A20=2A27Byte 对每个字节既要读又要写，22.5*2A27=671ms4. 在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB，4MB，20MB，18MB，7MB，9MB，1 2 M B ，和1 5 M B 。

对于连续的段请求：(a) 12MB(b) 10MB(c) 9MB 使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？A：首次适配算法：20MB ，10MB ，18MB ；最佳适配算法：12MB ，10MB ，9MB；最差适配算法：20MB ；18MB ；15MB ；下次适配算法：20MB ；18MB ；9MB；5. 物理地址和虚拟地址有什么区别？A :实际内存使用物理地址。

这些是存储器芯片在总线上反应的数字。

虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。

因此，具有32 位字的机器可以生成高达4GB 的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。