操作系统第四版(汤小丹)第7章

具有作业调度和进程调度的调度队列模型子主题资源利用率：CPU利用率=CPU有效工作时间/CPU总工作时间平衡性：协调CPU和IO，使系统资源都经常处于忙碌状态策略强制执行高优先权优先，重要计算先来先服务短作业优先的优缺点实时调度的算法把内存中暂时不能运行的程序，或暂时不用的程序和数据换出到外存1.将逻辑地址的页号和页表长度进行比较，如果页号大于页表长度，发生越界中断2.如果小于页表长度，则页表始址+页号*位置得到物理块号3.物理块号*页面大小+页内地址=得到物理地址快表、联想寄存器、TLB1.将逻辑地址的页号与页表寄存器的页表长度进行比较，如果页号大于页表长度，越界中断1.将逻辑地址的段号和段表长度进行比较，如果段表长度<段号，产生越界中断请求分页的内存分配（请求调入软件）最小物理块的确定：作业正常运行所需要的最小物理块内存分配策略固定分配局部置换：只分可变分配局部置换：先分可变分配全局置换：没有内存，可换他人物理块分配算法：如何为不同的进程分配物理块预测页策略：预计不久之后会被访问的页优先调入内存，可一次调入多页，但是预测效率低下请求调页策略：需要的页面不在内存，发出请求，一次调入一页从打开文件表的表目删除直接-->物理地址哈希文件目录管理的要求1.实现按名存取2.允许文件重名3.提高检索速度4.文件共享基本信息类使用信息类为每一个用户建立一个单独的用户文件目录缺点用户相互隔离，无法合作创建者不用链接创建一个Link文件，存有共享文件的路径非创建者，连接到Link1.顺序访问容易消除了磁盘的外碎片，提高了外存的利用率（内碎片是消除不了的，因为每个盘块的大小固定）显式的“显”在哪里：链接文件各盘块的指针显式地存放在内存的一张链接表隐式的“隐”在哪里：下一个盘块号存在于上一个盘块中，而不是显示地放在外存有多少扇区，优点：支持直接访问优点大大加快了对大型文件的查找速度分配和回收：与内存的动态分区分配算法相同。

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？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。

第一章操作系统答：操作系统是一组能有效组织和管理计算机软硬件资源、合理调度作业、方便用户使用的程序的集合，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。

作为用户与计算机硬件系统的接口；作为计算机系统资源的管理者：实现对计算机资源的抽象方便性、有效性、可扩展性和开放性。

（使用编译指令或OS提供的命令操纵系统）（提高系统的吞吐量、系统资源利用率）（可添加或修改功能、模块）（能遵循世界标准规范，兼容性强）不断提高计算机利用率、方便用户、器件的不断更新换代、计算机体系结构的不断发展。

处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理并发、共享、虚拟、异步。

答：并发性是指多个事件在同一时间间隔内发生；并行性是指多个事件在同一时刻发生。

答：指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用。

在一段时间内只允许一个进程访问资源；允许多个进程在一段时间内“同时”访问资源，“同时”指的是宏观意义，在微观上是交替访问的答：把通过某种技术将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物的功能称为“虚拟”。

利用某设备为一用户服务的空闲时间，转去为其他用户服务，使设备得到最充分的利用。

（虚拟处理机、虚拟设备。

虚拟为n个，平均速度W 1/n）利用存储器的空闲时间分区域存放和运行其他的多道程序，以此提高内存的利用率。

（虚拟后，平均内存W 1/n）答：指进程以人们不可预知的速度向前推进。

答：将一批作业以脱机方式（使用外围机，脱离主机）输入在磁带上，使作业在监督程序的控制下一个个连续处理。

提高系统资源利用率和系统吞吐量。

内存中只有一道程序，系统资源浪费。

单道性、顺序性、自动性。

答：将作业输入在外存，排成后备队列，并在由于某程序I/O 操作而暂停执行时的CPU 空闲时间，按照一定算法，调度后备队列的另一个程序运行，使多道程序交替运行，保持CPU处于忙碌状态。

进一步提高系统资源利用率和系统吞吐量。

资源利用率高、系统吞吐量达。

平均周转时间长、无交互能力。

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)4.5 分页存储管理方式4.6 分段存储管理方式习题第五章虚拟存储器5.1 虚拟存储器概述5.2 请求分页存储管理方式5.3 页面置换算法5.4 “抖动”与工作集5.5 请求分段存储管理方式习题第六章输入输出系统6.1 I0系统的功能、模型和接口6.2 IO设备和设备控制器6.3 中断机构和中断处理程序6.4 设备驱动程序6.5 与设备无关的I0软件6.6 用户层的I0软件6.7 缓冲区管理6.8 磁盘存储器的性能和调度习题第七章文件管理7.1 文件和文件系统7.2 文件的逻辑结构7.3 文件目录7.4 文件共享7.5 文件保护习题第八章磁盘存储器的管理8.1 外存的组织方式8.2 文件存储空间的管理8.3 提高磁盘IO速度的途径8.4 提高磁盘可靠性的技术8.5 数据一致性控制习题。

计算机操作系统(第四版)汤小丹课后完整版计算机操作系统(第四版)汤小丹课后完整版计算机操作系统是计算机科学领域的重要基础知识，它掌握着计算机系统的核心功能和运行原理。

汤小丹编写的《计算机操作系统》第四版是该领域的一本经典教材，它全面而深入地介绍了操作系统的各个方面。

本文将对该教材进行全面概述，从内容结构、特点以及与其他版本的比较等方面进行分析。

一、内容结构《计算机操作系统(第四版)汤小丹课后完整版》的内容结构紧密，逻辑严谨，主要分为以下几个部分：1. 引言：本部分介绍了操作系统的概念、功能和历史背景，并简要介绍了后续各章节的内容。

2. 进程管理：这一部分详细介绍了进程的概念、进程的状态转换、进程调度等内容。

此外，还包含了进程同步与互斥、死锁及其预防等重要主题。

3. 存储管理：该部分介绍了存储器的层次和地址转换机制，详细讲解了虚拟存储器、内存分配与回收等关键技术。

4. 文件系统：这一部分主要介绍了文件的概念、文件系统的管理和存储组织策略等内容。

同时，还涵盖了文件系统的性能优化和安全性保护等关键问题。

5. 输入输出系统：该章节详细介绍了输入输出设备的概念、I/O操作的特点以及各种I/O控制技术。

此外，还包含了磁盘调度算法、缓存技术等内容。

6. 系统结构与分布式系统：这部分主要介绍了计算机系统的层次结构和组成，以及分布式系统的基本概念和相关技术。

7. 死锁：这一章节进一步深入讲解了死锁的概念、分类以及解决死锁问题的算法。

8. 发展动态：本部分介绍了操作系统的最新发展动态和研究前沿，对未来可能出现的新技术和新方向进行了展望。

以上为《计算机操作系统(第四版)汤小丹课后完整版》的主要内容结构，每个章节都涵盖了相关知识点和实践案例，为读者提供了全面的学习资源。

二、特点与优势1. 全面性：该教材从进程管理、存储管理、文件系统、输入输出系统、系统结构与分布式系统等多个角度对操作系统进行全面介绍，使读者能够全面了解和掌握操作系统的各个方面。

计算机操作系统(第四版) 汤小丹课后习题答案
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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．O S 的作用可表现在哪几个方面答：（ 1）O S 作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2））O S 作为计算机系统资源的管理者（3））O S 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：O S 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。