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操作系统-第4章习题解析第4章习题解析1.为什么要配置层次式存储器?答：这是因为： a.设置多个存储器可以使存储器两端的硬件能并⾏⼯作。
b.采⽤多级存储系统，特别是Cache技术，这是⼀种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构⽅案。
c.在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压⼒。
增加CPU中寄存器的数量，也可⼤⼤缓解对存储器的压⼒。
2.可采⽤哪⼏种⽅式将程序装⼊内存？它们分别适⽤于何种场合？答：将程序装⼊内存可采⽤的⽅式有：绝对装⼊⽅式、重定位装⼊⽅式、动态运⾏时装⼊⽅式；绝对装⼊⽅式适⽤于单道程序环境中，重定位装⼊⽅式和动态运⾏时装⼊⽅式适⽤于多道程序环境中。
3.何为静态链接？静态链接时需要解决两个什么问题?答：静态链接是指在程序运⾏之前，先将各⾃⽬标模块及它们所需的库函数，链接成⼀个完整的装⼊模块，以后不再拆开的链接⽅式。
将⼏个⽬标链接装配成⼀个装⼊模块时，需解决以下两个问题： 将相对地址进⾏修改。
即将除第⼀个模块外的相对地址修改成装⼊模块中的相应的相对地址。
变换外部调⽤符号。
即将每个模块中所⽤的外部调⽤符号，都变换为相对地址。
4.何谓装⼊时动态链接？装⼊时动态链接⽅式有何优点？答：装⼊时动态链接是指将⽤户源程序编译后所得到的⼀组⽬标模块，在装⼊内存时，采⽤边装⼊边链接的⼀种链接⽅式，即在装⼊⼀个⽬标模块时，若发⽣⼀个外部模块调⽤事件，将引起装⼊程序去找相应的外部⽬标模块，把它装⼊内存中，并修改⽬标模块中的相对地址。
装⼊时动态链接⽅式有以下优点： 1）便于修改和更新 2）便于实现对⽬标模块的共享5.何谓运⾏时动态链接？运⾏时动态链接⽅式有何优点？答：运⾏时动态链接是将对某些模块的链接推迟到程序执⾏时才进⾏链接，也就是，在执⾏过程中，当发现⼀个被调⽤模块尚未装⼊内存时，⽴即由0S去找到该模块并将之装⼊内存，把它链接到调⽤者模块上。
优点：凡是在执⾏过程中未被⽤过的⽬标模块，都不会被调⼊内存和被链接到装⼊模块上，这样不仅能加快程序的装⼊过程，⽽且可节省⼤量的内存空间。
..第一章操作系统概述1）一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成2）计算机软件是指程序和与程序相关的文档的集合3）按功能可把软件分为“系统软件”和“应用软件”两部分系统软件：操作系统语言处理程序，数据库管理系统应用软件：各种管理软件，用于工程计算的软件包，辅助设计软件4）通常把未配置任何软件的计算机称为“裸机”5）操作系统可以被看作是计算机系统的核心，统管整个系统资源，制定各种资源的分配策略，调度系统中运行的用户程序，协调它们对资源的需求，从而使整个系统在高效、有序的环境里工作。
6）发展的动力：(1)提高计算机资源的利用率的需要(2)方便用户使用计算机的需要(3)硬件技术不断发展的需要(4)计算机体系结构发展的需要7）操作系统是在“裸机”上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充8）操作系统的定义：操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，以及方便用户使用计算机的一个大型程序9）操作系统的功能：?处理机管理：进程控制，进程同步，进程通信、调度、实施CPU分配?存储器管理：内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充?设备管理：缓冲管理，设备分配，设备管理?文件管理：存储空间管理，目录管理，读写管理和保护?与用户有关的接口：用户接口，程序接口，人机交互10）操作系统另一种定义：操作系统是一组能有效地组织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的种类：1)单道批处理系统特点：单路性、独占性、自动性、封闭性、顺序性缺点：系统的资源得不到充分的利用2)多道批处理系统特点：多路性、共享性、自动型、封闭性、无序性、调度性好处：?提高CPU的利用率?提高内存和I/O设备的利用率?增加系统吞吐量缺点：平均周转时间长，无交互能力3)分时系统分时系统是指在一台主机上连接了多个配有显示器和键盘的终端，由此所组成的系统，该系统允许多个用户同时通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
计算机操作系统中的文件系统和存储管理计算机操作系统作为整个计算机系统的核心，负责管理和控制计算机硬件和软件资源的使用。
其中，文件系统和存储管理是操作系统中重要的子系统，负责管理计算机中的文件和存储设备。
本文将介绍计算机操作系统中的文件系统和存储管理的作用、原理以及常见实现方式。
一、文件系统文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理和组织计算机中的文件，使用户能够方便地创建、访问、修改和删除文件。
文件系统在操作系统层次上对存储介质进行抽象，将存储设备上的数据组织为一个个文件，并提供了对文件的操作接口。
常见的文件系统有FAT、NTFS（在Windows系统中使用）、EXT4（在Linux系统中使用）等。
文件系统的主要功能如下：1. 文件的创建与删除：文件系统提供了创建和删除文件的接口，用户可以根据需要创建和删除文件。
2. 文件的读写操作：用户可以通过文件系统对文件进行读写操作，包括从文件中读取数据和向文件中写入数据。
3. 文件的共享与保护：文件系统可以对文件进行共享和保护，以控制不同用户对文件的访问权限。
4. 文件的组织和管理：文件系统可以对文件进行组织和管理，包括对文件进行分类、组合和命名等。
文件系统的实现方式一般采用了目录结构，它通过目录（或文件夹）来组织和管理文件。
目录可以看作是一个文件索引的表格，它记录了文件的位置、大小、权限等信息，使用户可以根据文件名或路径找到相应的文件。
二、存储管理存储管理是操作系统中的另一个重要组成部分，它负责管理计算机中的存储设备，包括内存、硬盘等，以使其能够高效地存储和检索数据。
存储管理的主要功能如下：1. 内存管理：存储管理负责对计算机中的内存进行管理，包括内存的分配与释放、内存的保护与共享等。
通过内存管理，操作系统可以为不同的进程提供独立的地址空间，保证它们之间的互不干扰。
2. 虚拟存储：虚拟存储是一种将物理内存和辅助存储设备（如硬盘）结合起来使用的技术。
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。
但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面，同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。
2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache：少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问；•内存RAM：若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问；•磁盘高速缓存：存在于主存中；•磁盘：数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问；由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理的目的1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。
(注意cpu和主存储器，这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能：•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存单元(字节)的地址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的；●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射；地址映射分静态和动态两种方式。
1、静态地址重定位是程序装入时集中一次进行的地址变换计算。
物理地址= 重定位的首地址+ 逻辑地址•优点：简单，不需要硬件支持；•缺点：一个作业必须占据连续的存储空间；装入内存的作业一般不再移动；不能实现虚拟存储。
操作系统的基本概念和功能操作系统是计算机的系统软件，是计算机中不可缺少的，其它所有的软件都是基于操作系统运行的，常用的操作系统有：Windows、DOS、UNIX、Linux 、OS/2、AIX等。
1、操作系统的基本概念：用来控制及指挥电脑系统运作的软件程序。
（1）操作系统管理和控制系统资源。
计算机的硬件、软件、数据等都需要操作系统的管理。
操作系统通过许多的数据结构，对系统的信息进行记录，根据不同的系统要求，对系统数据进行修改，达到对资源进行控制的目的。
（2）操作系统提供了方便用户使用计算机的用户界面。
在介绍操作系统的时候我们就已经看到，用户需要通过鼠标点击相应的图标就可以做他想要做的事情，桌面以及其上的图标就是操作系统提供给用户使用的界面，有了这种用户界面，对计算机的操作就比较容易了。
用户界面又称为操作系统的前台表现形式，Windows 98采用的是窗口和图标，DOS系统采用的是命令，Linux系统既采用命令形式也配备有窗口形式。
不管是何种形式的用户界面，其目的只有一个，那就是方便用户的使用。
操作系统的发展方向是简单、直观、方便使用。
（3）操作系统优化系统功能的实现。
由于系统中配备了大量的硬件、软件，因而它们可以实现各种各样的功能，这些功能之间必然免不了发生冲突，导致系统性能的下降。
操作系统要使计算机的资源得到最大的利用，使系统处于良好的运行状态，还要采用最优的实现功能的方式。
（4）操作系统协调计算机的各种功作。
计算机的运行实际上是各种硬件的同时动作，是许多动态过程的组合，通过操作系统的介入，使各种动作和动态过程达到完美的配合和协调，以最终对用户提出的要求反馈满意的结果。
如果没有操作系统的协调和指挥，计算机就会处于瘫痪状态，更谈不上完成用户所提出的任务。
因此，可以定义操作系统为：对计算机系统资源进行直接控制和管理，协调计算机的各种动作，为用户提供便于操作的人一机界面，存在于计算机软件系统最底层核心位置的程序的集合。
计算机操作系统文件系统了解文件管理和存储的原理计算机操作系统的文件系统是一种用于管理和存储计算机文件的机制。
它将文件组织成一个层次结构并提供了对文件的创建、读取、写入和删除等操作。
了解文件管理和存储的原理对于使用计算机的人来说是非常重要的。
本文将介绍文件系统的基本原理以及其在计算机操作系统中的作用。
一、文件系统的基本原理文件系统可以理解为一种虚拟的存储器，它通过记录文件的存储位置和相关属性来管理文件。
文件系统通常由文件、目录和文件描述符等组成。
1. 文件：文件是指一组有关联的数据的集合，可以是文本文件、图像文件、音频文件等。
文件在计算机中被划分为连续的块，每个块可以存储一部分文件数据。
2. 目录：目录是一种用于组织文件的结构。
它可以包含文件和其他目录。
通过目录，用户可以方便地找到所需的文件。
目录可以看作是一个树状结构，根目录位于最上层，下面是一些子目录和文件。
3. 文件描述符：文件描述符是操作系统为每个文件维护的一种数据结构。
它包含了文件的各种属性信息，比如文件大小、创建时间、修改时间等。
通过文件描述符，操作系统可以对文件进行管理和控制。
二、文件管理的原理文件管理是指对文件的创建、读取、写入和删除等操作。
计算机操作系统提供了一系列的系统调用来实现文件管理。
1. 创建文件：当用户需要创建一个新文件时，操作系统将为该文件分配一个唯一的文件名和一个文件描述符。
此时，文件系统会分配一部分空闲的存储空间来保存文件的数据。
2. 读取文件：当用户需要读取一个文件时，操作系统根据文件的文件名和文件描述符找到文件的存储位置，并将文件的数据读取到内存中供用户使用。
3. 写入文件：当用户需要向一个文件写入数据时，操作系统根据文件的文件名和文件描述符找到文件的存储位置，并将用户提供的数据写入到文件中。
4. 删除文件：当用户不再需要一个文件时，可以通过删除文件的方式来释放文件占用的存储空间。
操作系统会将文件的存储空间标记为可用，并从文件系统中删除该文件的相关信息。
操作系统概论-02323（2017年张琼声版本）第1章操作系统简介1.1什么是操作系统(1)操作系统概念：操作系统是一种复杂的系统软件，是不同程序代码、数据结构、初始化文件的集合，可执行。
操作系统是提供计算机用户与计算机硬件之间的接口，并管理计算机软件和硬件资源，并且通过这个接口使应用程序的开发变得简单、高效。
接口是两个不同部分的交接面。
接口分为硬件接口和软件接口，计算机的所有功能最终都是由硬件的操作来实现的，计算机屏蔽了对硬件操作的细节。
(2)操作系统完成的两个目标：1)与硬件相互作用，为包含在所有硬件平台上的所有底层可编程部件提供服务；2)为运行在计算机系统上的应用程序（即用户程序）提供执行环境。
现代计算机特点是支持多任务，一方面保证用户程序的顺利执行，另一方面使计算机系统资源得到高效的利用，保证计算机系统的高性能。
(3)操作系统的功能：处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理。
1.2操作系统的发展1)无操作系统2)单道批处理系统3)多道程序系统（多道批处理系统、分时系统）4)微机操作系统5)实时操作系统6)嵌入式操作系统7)物联网操作系统1.2.1无操作系统阶段：电子管，无存储设备，第一台：1946年宾夕法尼亚大学的「埃尼阿克」单道批处理系统：晶体管，磁性存储设备，内存中有一道批处理作业，计算机资源被用户作业独占。
吞吐量是指单位时间内计算机系统处理的作业量1.2.2单道批处理系统特点：自动性、顺序性、单道性。
优点：减少了等待人工操作的时间缺点：CPU资源不能得到有效的利用。
1.2.3多道程序系统多道程序系统：集成电路芯片，出现了分时操作系统（多个终端）。
特点：多道性、无序性、调度性、复杂性。
优点：能够使CPU和内存IO资源得到充分利用，提高系统的吞吐量。
缺点：系统平均周转时间长，缺乏交互能力。
1.2.4微机操作系统：第一台Intel公司顾问GaryKildall 编写的CP/M系统，是一台磁盘操作系统，用于Intel8080.1.2.5操作系统特点(1)分时系统：特点：多路性、及时性、交互性、独立性。
1计算机系统的多级层次结构， , 1：M0微程序（微指令）机器、2：M1传统(机器指令）机器、3：M2操作系统(作业控制）机器、4：M3汇编语言机器、5：M4高级语言机器、6：M5应用语言机器；1—2为实际机器,3—6为虚拟机器2，各个机器级的实现的依靠, , 翻译和解释3, 翻译, translation, 是先用转换程序将高一级机器级上实现的程序整个地变换成低一级机器级上等效的程序，然后再在低一级机器上实现的技术。
4，解释, interpretation, 在低级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高级机器级上的一条语句或指令的功能，通过高级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术.5, M0—M5各级的实现方式，, M0用硬件实现,M1用微程序(固件实现）,M2到M5大多采用软件实现.6, 虚拟机器的定义, , 以软件为主实现的机器7, 实际机器的定义, ，以硬件或固件实现的实际机器8 透明的定义,，客观存在的事物或属性从某个角度看不到，称之为透明9 计算机系统结构的定义， , 是系统结构的一部分,指的是传统机器级的系统结构，其界面之上包括操作系统、汇编语言、高级语言和应用语言级中所有的软件功能，界面之下包括所有硬件和固件的功能。
它是软件和硬件/固件的交界面，是机器语言、汇编语言、程序设计者，或者编译程序设计者看到的机器物理系统的抽象。
是研究软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定,提供机器语言、汇编语言设计者或编译程序生成系统为使其设计或生成的程序能在机器上正确运行应看到或遵循的计算机属性.10计算机系统结构的属性（需了解一部分）， , 1、数据表示;2、寻址方式；3、寄存器组织；4、指令系统；5、存储系统组织；6、中断机构;7、系统机器级的管态和用户态的定义与切换;8、I/O结构；9、信息保护方式和保护机构等等.11计算机系统结构不包含的内容,, 不包含“机器级内部”的数据流和控制流的组成，逻辑设计和器件设计等.12 计算机组成的定义,, 指的是计算机系统结构的“逻辑实现”，包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
操作系统五大管理功能包括哪些操作系统的五个基本管理功能你知道是什么呢?下面由店铺整理了操作系统五大管理功能包括哪些的相关知识，希望对你有帮助。
操作系统五大管理功能包括哪些1) 设备管理：主要是负责内核与外围设备的数据交互，实质是对硬件设备的管理，包括对输入输出设备的分配，初始化，维护与回收等。
例如管理音频输入输出。
2) 作业管理：这部分功能主要是负责人机交互，图形界面或者系统任务的管理。
3) 文件管理：这部分功能涉及文件的逻辑组织和物理组织，目录结构和管理等。
从操作系统的角度来看，文件系统是系统对文件存储器的存储空间进行分配，维护和回收，同时负责文件的索引，共享和权限保护。
而从用户的角度来说，文件系统是按照文件目录和文件名来进行存取的。
4) 进程管理：说明一个进程存在的唯一标志是pcb(进程控制块)，负责维护进程的信息和状态。
进程管理实质上是系统采取某些进程调度算法来使处理合理的分配给每个任务使用。
5)存储管理：数据的存储方式和组织结构。
补充：操作系统的四大类操作系统的类型也可以分为几种：批处理系统，分时操作系统，实时操作系统，网络操作系统等。
下面将简单的介绍他们各自的特点：1) 批处理系统：首先，用户提交完作业后并在获得结果之前不会再与操作系统进行数据交互，用户提交的作业由系统外存储存为后备作业;数据是成批处理的，有操作系统负责作业的自动完成;支持多道程序运行。
2) 分时操作系统：首先交互性方面，用户可以对程序动态运行时对其加以控制;支持多个用户登录终端，并且每个用户共享CPU和其他系统资源。
3) 实时操作系统：会有时钟管理，包括定时处理和延迟处理。
实时性要求比较高，某些任务必须优先处理，而有些任务则会被延迟调度完成。
4) 网络操作系统：网络操作系统主要有几种基本功能(1) 网络通信：负责在源主机与目标主机之间的数据的可靠通信，这是最基本的功能。
(2) 网络服务：系统支持一些电子邮件服务，文件传输，数据共享，设备共享等。
选择题部分：第一章：(1)计算机网络安全是指利用计算机网络管理控制和技术措施，保证在网络环境中数据的、完整性、网络服务可用性和可审查性受到保护。
A．保密性(2)网络安全的实质和关键是保护网络的安全。
C．信息(3)实际上，网络的安全问题包括两方面的内容：一是，二是网络的信息安全。
D．网络的系统安全(4)在短时间内向网络中的某台服务器发送大量无效连接请求，导致合法用户暂时无法访问服务器的攻击行为是破坏了。
C．可用性(5)如果访问者有意避开系统的访问控制机制，则该访问者对网络设备及资源进行非正常使用属于。
B．非授权访问(6)计算机网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、信息安全技术、通信技术、应用数学、密码技术和信息论等多学科的综合性学科，是的重要组成部分。
A．信息安全学科(7)实体安全包括。
B．环境安全、设备安全和媒体安全(8)在网络安全中，常用的关键技术可以归纳为三大类。
D．预防保护、检测跟踪、响应恢复第二章：(1)加密安全机制提供了数据的______.D．保密性和完整性(2)SSI．协议是______之间实现加密传输协议。
A．传输层和应用层(3)实际应用时一般利用_____加密技术进行密钥的协商和交换．利用_____加密技术进行用户数据的加密。
B．非对称对称(4)能在物理层、链路层、网络层、传输层和应用层提供的网络安全服务是。
B．数据保密性服务(5)传输层由于可以提供真正的端到端链接，因此最适宜提供安全服务。
D．数据保密性及以上各项(6)VPN的实现技术包括。
D．身份认证及以上技术第三章：(1)网络安全保障包括信息安全策略和。
D．上述三点(2)网络安全保障体系框架的外围是。
D．上述三点(3)名字服务、事务服务、时间服务和安全性服务是提供的服务。
C．CORBA网络安全管理技术(4)一种全局的、全员参与的、事先预防、事中控制、事后纠正、动态的运作管理模式是基于风险管理理念和。
A．持续改进模式的信息安全运作模式(5)我国网络安全立法体系框架分为。
