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操作系统 第3章

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操作系统 第3章

在计算机的世界里，操作系统就像是一位幕后的大管家，默默地协调着各种硬件和软件资源，让计算机能够高效、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，让我们来聊聊进程管理。进程可以理解为正在运行的程序的实例。操作系统需要有效地管理这些进程，包括创建、调度、终止等操作。比如说，当您同时打开多个应用程序时，操作系统会合理地分配 CPU 时间给每个进程，确保它们都能得到执行的机会，不会出现某个进程独占资源而导致其他进程“挨饿”的情况。

进程调度算法在其中起着至关重要的作用。常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等等。先来先服务很直观，就是按照进程到达的先后顺序进行处理；短作业优先则会优先处理那些预计执行时间较短的进程，以提高系统的整体效率；时间片轮转则是给每个进程分配一段固定的时间片，时间一到就切换到下一个进程。

内存管理也是操作系统的重要职责之一。计算机的内存资源是有限的，操作系统需要合理地分配和回收内存，以满足不同进程的需求。这就涉及到内存分配算法，比如首次适应、最佳适应和最坏适应等。

虚拟内存技术的出现更是极大地扩展了计算机的可用内存空间。它通过将一部分磁盘空间模拟成内存来使用，当内存不足时，将一些暂时不用的数据存放到磁盘中，需要时再重新调入内存，让用户感觉好像拥有了无限大的内存。

接下来，我们说一说文件系统。文件是计算机中存储信息的基本单位，而文件系统则负责对文件进行组织、存储、检索和管理。不同的操作系统可能采用不同的文件系统格式，比如 Windows 常用的 NTFS，Linux 常用的 EXT4 等。

文件系统中的目录结构就像是一个图书馆的书架分类，让我们能够快速找到所需的文件。文件的读写操作也需要操作系统的支持，包括缓存机制、磁盘调度等，以提高文件访问的速度和效率。

设备管理也是操作系统不可忽视的一部分。计算机中的设备种类繁多，如键盘、鼠标、打印机、硬盘等等。操作系统需要为这些设备提供驱动程序，使其能够正常工作，并协调它们与其他部分的通信。

中断处理在设备管理中起着关键作用。当设备完成操作或者发生异常时，会向操作系统发送中断信号，操作系统会暂停当前的任务，转而处理中断事件，处理完成后再回到原来的任务继续执行。

操作系统的安全性也是至关重要的。它需要防止未经授权的访问、恶意软件的攻击以及保障用户数据的隐私和完整性。通过访问控制、加密技术等手段，操作系统为计算机系统构建了一道坚固的防线。

在这一章中，我们只是简单地触及了操作系统的一些核心概念和技术。实际上，操作系统是一个极其复杂而又精妙的系统，它的不断发展和优化为我们带来了更加便捷、高效和安全的计算体验。 随着技术的不断进步，操作系统也在不断演进和创新。比如，在云计算和移动设备普及的今天，操作系统需要更好地适应分布式计算环境和低功耗的需求。未来，操作系统或许会在人工智能、物联网等领域发挥更加重要的作用，为我们的生活带来更多的改变和便利。

总之，操作系统作为计算机系统的核心，其第 3 章所涵盖的内容为我们展现了它在资源管理、任务调度、数据存储和设备交互等方面的关键作用。通过深入理解这些概念和技术，我们能够更好地把握计算机系统的运行机制，为进一步探索和应用计算机技术打下坚实的基础。

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操作系统 第3章

操作系统 第3章

Operating Systems, 5th ed. Test Bank Chapter 3

1 Chapter 3 – Process Description and Control

True / False Questions:

1. T / F – The principal function of the processor is to execute machine

instructions residing in main memory.处理器的主要功能是处理驻留在主存中的指令。

ANS: T

2. T / F – A process trace is a listing of the sequence of instructions that execute

for that process.进程指令追踪就是这个进程的指令序列的列表。

ANS: T

3. T / F – The principal responsibility of the operating system is to control the

execution of processes.操作系统的主要任务是控制进程的执行。

ANS: T

4. T / F – When one process spawns another, the spawning process is referred to as

the child process and the spawned process is referred to as the parent process.当一个进程派生出另一进程时，产生进程的进程是子进程，被产生的进程是父进程。

ANS: F (opposite is true)

5. T / F – Round-Robin processing refers to a method of thread prioritization for

《现代操作系统第四版》 第三章 答案

《现代操作系统第四版》 第三章 答案

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=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个字节既要读又要写，22.5*2^27=671ms

4.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，12MB，和15MB。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。

操作系统第三章作业

操作系统第三章作业

Windows操作系统核心编程实验教程作业（第三章）

学号:

姓名：

班级：

指导老师：宋

2014年1月6日 1 / 6

2通过WinDbg来查看一个进程的工作进程页面

（1）运行计算器程序（calc.exe），随便输入任意数字，如下图所示：

（2）运行WinDbg, File-->Attach to a process，选择calc.exe

(3)输入命令"x calc!g*", 列出calc中所有以g开头的符号，如图

其中的gpszNum存放的就是用户输入的数值

（4）输入命令 "db poi(calc!gpszNum)", 因为gpszNum是一个指针变量，因此用取值操作poi，结果如下： 2 / 6

我们看到了我们在界面上输入的数字。

3编写程序，分别采用文件缓冲方式和内存映射文件方式将一个较大的文件进行倒序处理，统计两种方式采用的时间及内存占用情况。

部分代码：

public class FiteTest {

/**

* @paramargs

* @throws Exception

*/

public static void main(String[] args) throws Exception {

// TODO Auto-generated method stub

String filename = "C:\\Program Files\\Java\\jdk1.6.0_10\\jre\\lib\\rt.jar";

longcrc = 0;

long s1 = System.currentTimeMillis();

crc = mapfile(filename);

long e1 = System.currentTimeMillis();

System.out.println("crc: "+crc+" time 1: "+(e1-s1));

第二章 操作系统

第二章 操作系统

第二章 操作系统

§2.1操作系统

一、操作系统的定义（P27）

理解：① 操作系统是人机交互的接口。

② 直接管理硬件、软件。

③ 硬件之上的第一层软件。

二、操作系统的功能（P27）

一般指的是操作系统的五大管理功能：

① 处理机（进程）管理：负责为多个进程分配CPU资源，如：时间片轮转法。

② 存储管理：为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。

③ 设备管理：负责CPU与外设之间数据传输。

④ 文件管理：负责磁盘上文件的存取管理。

⑤ 作业管理：对所有进入系统的作业进行调度和控制。

三、操作系统的分类

1、分类（了解）

 分时操作系统：采用时间片轮转方式处理服务请求。

 实时操作系统：在规定的严格时间内完成该事件的处理。

批处理操作系统：许多用户的作业组成一批作业，系统自动、依次执行每个作业。

 网络操作系统：具有网络管理功能。

 分布式操作系统：网络基础之上，将网络中的资源统一管理。

2、常见的OS

① DOS：16位；单用户、单任务；命令行界面；无图形界面；Microsoft开发。

② Windows：32位；图形界面（GUI）；兼容DOS；Microsoft开发。

Windows版本：

 Windows95/98：单用户、多任务。

 Windows2000/2003：4个版本

Windows2000/2003 Prefessional：单用户、单任务。

Windows2000/2003 Server（3个版本）：多用户、多任务。 【总结】Windows个人版：单用户、多任务

Windows网络版（带Server字样）：多用户、多任务

③ UNIX：32位；多用户、多任务；不能与DOS同时运行。

④ OS/2：32位；多用户、多任务。

四、DOS操作系统

1、DOS（Disk Operating System）：磁盘操作系统