操作系统教程(第一章)

《操作系统》教案（第一至第五章）一、教案概述本教案主要针对《操作系统》课程的五个章节进行详细的教学设计，包括教学目标、教学内容、教学方法、教学步骤和教学评价等方面。

通过本教案的学习，学生将掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术。

二、教学目标1. 了解操作系统的概念、发展和分类。

2. 掌握操作系统的主要功能和架构。

3. 理解进程管理、内存管理、文件管理和设备管理的基本原理。

4. 学习操作系统的设计方法和实现技术。

三、教学内容第一章：操作系统概述1. 操作系统的概念和发展历程2. 操作系统的目标和功能3. 操作系统的分类和特点第二章：操作系统架构1. 操作系统的主要组件2. 操作系统的层次结构3. 操作系统的接口和API第三章：进程管理1. 进程的概念和特性2. 进程的状态和转换3. 进程调度算法4. 进程同步与互斥5. 死锁与饥饿问题第四章：内存管理1. 内存分配与回收策略2. 内存分页和分段3. 虚拟内存技术4. 页面置换算法5. 内存保护机制第五章：文件管理1. 文件和目录的概念2. 文件系统的组织结构3. 文件存储分配策略4. 文件访问控制5. 磁盘空间管理和文件备份策略四、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。

2. 案例分析法：分析实际操作系统案例，加深对原理的理解。

3. 实验法：通过上机实验，巩固理论知识。

4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队合作能力。

五、教学步骤1. 引导：介绍本章主题，激发学生兴趣。

2. 讲解：详细讲解本章的核心概念和原理。

3. 案例分析：分析实际案例，加深学生对原理的理解。

4. 练习与讨论：布置练习题，组织小组讨论。

5. 总结：对本章内容进行归纳和总结。

六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况。

2. 练习题：评估学生对知识的掌握程度。

3. 实验报告：评价学生的实践操作能力。

4. 小组讨论报告：评估学生的团队合作和沟通能力。

七、教学资源1. 教材：选用权威、实用的操作系统教材。

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。

第一章绪论1．什么是操作系统的基本功能?答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。

操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。

2．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征?答：批处理系统(batchprocessingsystem)：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。

其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。

分时系统(timesharingoperationsystem)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。

其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。

实时系统(realtimesystem)：在被控对象允许时间范围内作出响应。

其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。

3．多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别?答；多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。

要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。

4．讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来?答：讨论操作系统可以从以下角度出发：(1)操作系统是计算机资源的管理者；(2)操作系统为用户提供使用计算机的界面；(3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。

上述这些观点彼此并不矛盾，只不过代表了同一事物(操作系统)站在不同的角度来看待。

每一种观点都有助于理解、分析和设计操作系统。

iOS手机操作系统使用教程使用教程：iOS手机操作系统第一章：介绍iOS手机操作系统iOS是由苹果公司开发的一种移动操作系统，主要用于iPhone、iPad和iPod Touch等设备。

作为一种高效、稳定且易用的操作系统，iOS可以说是如今最受欢迎的手机操作系统之一。

本教程将向您介绍iOS的基本使用方法，帮助您充分发挥iOS手机的功能。

第二章：iOS手机的基本操作在iOS手机上使用最频繁的操作之一就是解锁屏幕。

您只需要点击或滑动屏幕上的指定区域，即可进入主屏幕。

此外，还可以通过按住手机上的“Home”按钮唤出Siri或多任务切换界面。

第三章：掌握iOS手机的基本设置在iOS手机的设置中，有许多重要且实用的功能供用户自定义设置。

比如，您可以更改壁纸、调整屏幕亮度和音量、设置Wi-Fi和蓝牙连接以及添加新的邮件、联系人和日历帐户等。

第四章：产品ivity功能的使用iOS手机的许多功能旨在提高用户的工作和学习效率。

例如，您可以使用iOS手机上的日历应用程序来管理和跟踪您的日程安排，使用备忘录应用来记录想法和待办事项，或者使用提醒事项应用来设置提醒。

第五章：应用商店的使用iOS手机上的应用商店（App Store）是一个集成了数千款应用和游戏的平台。

您可以根据自己的兴趣和需求，选择并下载适合自己的应用程序。

此外，App Store还提供了各种免费和付费的应用程序和游戏。

第六章：使用iOS手机进行娱乐和媒体播放无论是听音乐、观看视频，还是玩游戏，iOS手机都提供了出色的娱乐和媒体播放功能。

您可以使用内置的音乐和视频应用程序来管理和播放您的音乐和视频文件，或者通过下载各种应用程序进一步扩展您的娱乐选项。

第七章：iOS手机的隐私和安全iOS手机提供了一系列安全功能，以保护用户的隐私和数据安全。

您可以设置密码锁屏、开启指纹或面容识别，使用密码保护应用程序和文件夹，并定期进行系统更新以获取最新的安全补丁。

第八章：备份和恢复iOS手机数据定期备份和恢复iOS手机的数据对于确保您的数据安全至关重要。

操作系统-第⼀章-概述1.1 操作系统的概念、功能和⽬标概念操作系统(Operating System，OS)是指 控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的⼯作和资源的分配，为⽤户和其他软件提供⽅便的接⼝和环境 的程序集合。

它是计算机系统中最基本的系统软件。

功能和⽬标①操作系统是系统资源的管理者②向上提供⽅便易⽤的服务③是最接近硬件的⼀层软件①操作系统是系统资源的管理者（管理功能）作为系统资源的管理者，其⽬标是安全、⾼效，提供的功能有：处理机管理管理处理机的分配与运⾏，解决冲突问题，可以理解为对进程的管理进程管理：进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度存储器管理为了提⾼多道程序运⾏效率，⽅便⽤户使⽤内存分配、地址映射、内存保护、共享和内存扩充⽂件管理操作系统负责管理⽂件的系统称为⽂件系统⽂件存储空间的管理、⽬录管理、⽂件读写管理和保护设备管理完成⽤户的IO请求，⽅便⽤户使⽤设备，提⾼设备的利⽤率缓冲管理、设备分配、设备处理、虚拟设备②向上提供⽅便易⽤的服务（接⼝功能）操作系统为⽤户和软件提供服务，通过提供接⼝来完成：命令接⼝联机控制⽅式：交互式命令接⼝，适⽤于分时或者实时系统，就像⼈与机器对话⼀样。

(⽤户说⼀句，系统跟着做⼀句)脱机控制⽅式：批处理命令接⼝，提交⼀组作业，系统进⾏处理，⽤户不能⼲预作业的运⾏。

(⽤户说⼀堆，系统跟着做⼀堆)程序接⼝由⼀组系统调⽤命令组成(也称作系统调⽤或者⼴义指令)可以在程序中进⾏系统调⽤来使⽤程序接⼝。

普通⽤户不能直接使⽤程序接⼝，只能通过程序代码间接使⽤。

此外还有GUI图形⽤户界⾯，可以说 命令接⼝和GUI是直接给⽤户使⽤的，⽽程序接⼝是给软件或是程序员使⽤的。

③是最接近硬件的⼀层软件（扩充机器）作为最接近硬件的⼀层软件，操作系统需要实现对硬件机器的扩展，将CPU、内存、磁盘、显⽰器、键盘等硬件合理地组织起来，让各种硬件能够相互协调配合，实现更多更复杂的功能。

操作系统教程第 5 版部分习题答案第一章：一、3、10、15、23、27、353. 什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？操作系统是管理系统资源、控制程序执行、改善人机界面、提供各种服务,并合理组织计算机工作流程和为用户有效地使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件.主要作用(1)服务用户—操作系统作为用户接口和公共服务程序(2)进程交互—操作系统作为进程执行的控制者和协调者(3)系统实现—操作系统作为扩展机或虚拟机(4)资源管理—操作系统作为资源的管理者和控制者10. 试述系统调用与函数(过程)调用之间的区别。

1)调用形式和实现方式不同；操作系统教程第 5 版部分习题答案(2)被调用的代码位置不同；(3)提供方式不同15. 什么是多道程序设计？多道程序设计有什么特点？多道程序设计是指允许多个作业 (程序)同时进入计算机系统内存并执行交替计算的方法。

从宏观上看是并行的，从微观上看是串行的。

(1)可以提高CPU内存和设备的利用率；( 2) 可以提高系统的吞吐率，使单位时间内完成的作业数目增加；( 3) 可以充分发挥系统的并行性，使设备和设备之间，设备和CPU 之间均可并行工作。

23. 现代操作系统具有哪些基本功能？请简单叙述之。

( 1 )处理器管理；( 2)存储管理；( 3)设备管理；操作系统教程第 5 版部分习题答案（4）文件管理；（5）联网与通信管理。

27. 什么是操作系统的内核？内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于内核态，具有直接访问计算机系统硬件设备和所有内存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序。

35. 简述操作系统资源管理的资源复用技术。

系统中相应地有多个进程竞争使用资源，由于计算机系统的物理资源是xx 和稀有的，操作系统让众多进程共享物理资源，这种共享称为资源复用。

（1）时分复用共享资源从时间上分割成更小的单位供进程使用；（2）空分复用共享资源从空间上分割成更小的单位供进程使用。

《操作系统教程》课后习题答案第一章操作系统概论1.什么是计算机系统？计算机系统是怎么构成的？了解PC 的组成情况，说明：1）硬件组织的基本结构，画出硬件配置图；2）主要系统软件和应用软件（若有的话）他们的作用。

答：计算机系统就是按照人的要求接收和存储信息，自动进行数据处理和计算，并输出结果信息的系统。

计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。

计算机系统的构成包括：如图 1.2计算机硬件系统的构成：如图 1.42.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。

3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。

答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。

它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。

答：你能用用操作系统管理很多资源5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控制各种软件资源。

6.操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。

答：1.并发性2.共享性3.随机性7.试从独立性，并发性和交互性和实时性四个方面来比较批处理系统，分时系统以及实时系统。

答：分时系统：并发性是指同时有多个用户共同使用一个计算机，宏观上看是多个人同时使用一个CPU，微观上是多个人在不同时刻轮流使用CPU.独占性，是指用户感觉不到计算机为他们服务，就好像整个系统为他所独占。

交互性：是指用户根据系统响应结果进一步提出新要求，用户直接干预每一步。

实时性：是指系统对用户提出的请求及时响应。

8.引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？多道程序系统的特征是什么？答：多道程序设计的基本思想在内存中保持多个作业，主机可以交替的方式同时处理多个作业，一般来说任何一道作业的运行总是要交替的使用处理器和外设子案9.多道程序设计的度是指在任一给定时刻，单个CPU 所能支持的进程数目最大值。

操作系统教程第5版课后答案费祥林、骆斌编著第一章操作系统概论习题一一、思考题1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。

答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。

是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。

硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。

软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。

其中系统软件是最靠近硬件的。

2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。

答：包括两大类，硬件资源和信息资源。

硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。

3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。

（1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序（2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者（3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机（4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。

其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。

又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。

单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。

批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。

操作系统第2版（徐宗元）课后习题答案第1章引论1．6．3选择题1.(1) (5) (6) (7) (10)2. A—(2) B—(1) C—(1) D—(4) E--(3)3. A—(3) B—(4) C—(1) D—(3) E—(4)4. A—(8) B--(9) C—(1) D—(5) E—(2)5. A—(5) B—(2)6. A—(2) B—(3) C—(4) E—(1)7. A—(2) B—(1) C—(3) E—(4)8. A—(2) B—(4) C—(3)9. A—(4) B—(5)10. A—(4) B—(2)11. A—(3) B—(1) C—(1) D—(3) E--(4)12. A—(3) B—(2) C—(4) D—(1) E--(2)13. A—(2)14. A—(1)15. A—(3) B—(4)16. A—(1)17. A—(2) B—(4) C—(3) D—(1)18. A—(3)19. A—(4)问答：1. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. OS作为计算机系统资源的管理者；c. OS作为扩充机器.2.什么是多道程序设计，引入多道程序设计的起因和目的是什么？a．所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。

也就是说，计算机内存中可以同时存放多道（两个以上相互独立的）程序，它们都处于开始和结束之间。

从宏观上看是并行的，多道程序都处于运行中，并且都没有运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流使用CPU，交替执行。

b．引入多道程序设计技术的根本目的是为了提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性，现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。

3.试从系统目标、多路性、独立性、交互性、及时性和可靠性等方面比较批处理操作系统分时操作系统及实时操作系统。

通过比较请写出它们三个各适合什么场合？a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前者.b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的.c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高4.操作系统的特征1．并发性在多道程序环境下，并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，即宏观上有多道程序同时执行，而微观上，在单处理机系统中每一个时刻仅能执行一道程序。

第一章绪‎论1‎．什么是操‎作系统的基‎本功能?‎答：操‎作系统的职‎能是管理和‎控制汁算机‎系统中的所‎有硬、软件‎资源，合理‎地组织计算‎机工‎作流程，并‎为用户提供‎一个良好的‎工作环境和‎友好的接口‎。

操作系统‎的基本功能‎包括：‎处理机管‎理、存储管‎理、设备管‎理、信息管‎理（文件系‎统管理）和‎用户接口等‎。

2‎．什么是批‎处理、分时‎和实时系统‎?各有什么‎特征?‎答：批处‎理系统（b‎a tchp‎r oces‎s ings‎y stem‎）：操作员‎把用户提交‎的作业分类‎，把一批作‎业编成一个‎作业执行序‎列，由专门‎编制的监督‎程序（mo‎n itor‎）自动依次‎处理。

其主‎要特征是：‎用户脱机使‎用计算机、‎成批处理、‎多道程序运‎行。

‎分时系统（‎t imes‎h arin‎g oper‎a tion‎s yste‎m）：把处‎理机的运行‎时间分成很‎短的时间片‎，按时间片‎轮转的方式‎，把处理机‎分配给各进‎程使用。

其‎主要特征是‎：交互性、‎多用户同时‎性、独立性‎。

实‎时系统（r‎e alti‎m esys‎t em）：‎在被控对象‎允许时间范‎围内作出响‎应。

其主要‎特征是：对‎实时信息分‎析处理速度‎要比进入系‎统快、要求‎安全可靠、‎资源利用率‎低。

‎3．多道程‎序（mul‎t ipro‎g ramm‎i ng）和‎多重处理（‎m ulti‎p roce‎s sing‎）有何区别‎?答‎；多道程序‎（mult‎i prog‎r ammi‎n g）是作‎业之间自动‎调度执行、‎共享系统资‎源，并不是‎真正地同时‎值行多个作‎业；而多重‎处理（mu‎l tipr‎o cess‎i ng）系‎统配置多个‎C PU，能‎真正同时执‎行多道程序‎。

要有效使‎用多重处理‎，必须采用‎多道程序设‎计技术，而‎多道程序设‎计原则上不‎一定要求多‎重处理系统‎的支持。

‎6。

《计算机操作系统教程第三版》答案作者左万历周长林第一章操作系统概述课后习题1.硬件将处理机划分为两种状态，即管态和目态，这样做给操作系统设计带来什么好处答：便于设计安全可靠的操作系统。

管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。

通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能执行非特权指令。

如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。

2.何为特权指令举例说明之。

如果允许用户执行特权指令，会带来什么后果？答：只能在管态下才能执行的指令称为特权指令。

如开关中断、置程序状态寄存器等。

如果允许用户执行特权指令，它将不仅影响当前运行的程序，而且还有可能影响操作系统的正常运行，甚至整个系统。

3.中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的，还是由软件确定的答：中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。

例如，在INTEL80某86CPU中，内存空间0某00000——0某003ff为中断向量空间。

4.中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的？答：中断向量的内容是由操作系统程序确定的。

向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字（中断处理程序运行环境），中断处理程序是由操作系统装入内存的，操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。

5.中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态为什么答：应当标明是管态。

该状态由系统初试化程序设置，这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。

6.中断和程序并发之间的关系是什么？答：中断是程序并发的必要条件。

如果没有中断，操作系统不能获得系统控制权，无法按调度算法对处机进行重新分配，一个程序将一直运行到结束而不会被打断。

7.说明“栈”和“堆”的差别．答：栈是一块按后进先出（FIFO）规则访问的存储区域，用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。