计算机操作系统教程_第四版_(张尧学著)_清华大学出版社_第8章
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湖北省高等教育自学考试实践(技能)课程大纲课程名称:操作系统(实践)课程代码:02327一、实践能力的培养目标。
操作系统(实践)课程是我省高等教育自学考试通信工程本科段的一门重要的专业必修课程,通过上机实践,指导学生综合应用所学知识,建立系统和完整的计算机系统概念,理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法,掌握操作系统基本理论与管理方式。
在算法基础上,解决实际的管理功能的问题,提高学生实际应用、编程的能力。
设置本课程的培养目标:通过本课程的学习,自学应考者应掌握计算机操作系统的基本概念、基本结构、工作原理和实现技术,熟悉计算机操作系统与硬件的关系,掌握并发、共享、虚拟和异步等基本特征,具备一定解决在实际工作中使用计算机遇到的各种问题,并为将来从事计算机应用和通信领域的工作储备必要的基础知识。
二、实践(技能)课程教学基本要求。
(含学时、学分要求)本课程一共1个学分,16个学时。
本课程教学基本要求:1.理解操作系统的结构设计、运行环境和运行机制。
2.理解操作系统中进程/线程模型、各类调度算法设计应用。
3.理解进程同步与互斥,信号量及P、V操作和管理,经典的进程同步互斥解决方案。
4.理解死锁的概念,掌握死锁产生的原因及条件,死锁的解决对策。
5.理解操作系统中存储管理的各种基本概念,分区管理方案,物理内存管理方案;虚拟存储技术的引入和实现方法。
6.理解文件系统的基本概念和实现机制,文件和目录相关概念和实现方法等。
7.理解I/O设备管理概念、I/O硬件、I/O软件的层次结构等。
三、实践(技能)课程教学参考教材。
指定教材:《操作系统》(第一版),陈向群、孙卫真编著,机械工业出版社,出版日期:2017-10-01,ISBN:9787111581789.参考教材:《计算机操作系统教程》(第4版),张尧学等编著,清华大学出版社.四、实践(技能)考核的场所、设备、师资要求。
考核的场所:计算机机房。
考核的设备:开发工具:C++编程语言环境。
计算机操作系统第四版计算机操作系统是计算机科学中关注的重要领域之一。
操作系统是管理计算机系统硬件和软件资源的核心程序,它对计算机的运行、管理、维护和安全都扮演着至关重要的角色。
本文将介绍计算机操作系统第四版的概述和重点内容。
一、操作系统的定义操作系统是计算机系统中最基本的软件,它负责管理计算机系统的硬件和软件资源。
操作系统由内核和外壳两部分组成,内核是操作系统的核心部分,负责管理并控制系统硬件设备和资源的访问,而外壳则是操作系统提供给用户的各种接口、命令、程序和应用的集合。
操作系统的功能主要包括:管理系统资源,处理进程和线程,提供系统服务,实现文件管理、内存管理和存储管理功能,保障系统安全和稳定性。
二、计算机操作系统第四版的概述《计算机操作系统 - 第四版》是由美国加州大学伯克利分校的Andew S. Tanenbaum和荷兰阿姆斯特丹自由大学的Herbert Bos合作编写的一部经典教材,它在计算机操作系统领域被公认为是标志性著作之一。
该书于2014年第三次出版,对最新的操作系统技术和发展趋势进行了全面的梳理和介绍。
该书的主要内容涵盖了现代操作系统的体系结构、进程管理、内存管理、文件系统、磁盘管理、网络通信、安全等领域,同时涵盖了许多新兴技术和热门话题,如多核处理器、云计算、虚拟化等。
该书在全球范围内广泛应用于计算机科学和工程专业的教育和研究之中。
三、操作系统的体系结构在计算机操作系统中,体系结构是操作系统的核心部分,它决定了操作系统管理所有资源的结构和组织方式、数据结构、算法等。
操作系统的体系结构可以分为单体式和微内核两类。
单体式操作系统采用单一核心结构,所有的系统调用都由内核执行。
微内核操作系统则将操作系统分为较小的内核和更高层的服务进程,通过定义标准接口实现它们之间的通信。
微内核的优点是极大地提高了整个系统的可靠性和安全性,缺点是执行效率较低。
另外,还有一种叫做混合式操作系统的体系结构,它的设计是将单体式和微内核两种体系结构结合起来,以获得两者的优点,并克服缺点。
计算机操作系统课后习题答案第四版计算机操作系统课后习题答案(第四版)计算机操作系统是计算机系统中至关重要的组成部分,它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源,为用户提供一个方便、高效、可靠的工作环境。
下面是对计算机操作系统第四版课后习题的答案解析。
一、操作系统的概念1、什么是操作系统?它的主要功能有哪些?操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序,是计算机系统的内核与基石。
它的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口管理等。
处理机管理负责合理分配和调度 CPU 资源,提高 CPU 利用率;存储器管理负责管理内存空间的分配、回收和保护;设备管理负责对外部设备进行有效管理和控制;文件管理负责对文件的存储、检索、共享和保护;用户接口管理则为用户提供了方便的操作界面。
2、操作系统有哪些分类?操作系统可以按照不同的标准进行分类。
按照用户数量,可分为单用户操作系统和多用户操作系统;按照任务数,可分为单任务操作系统和多任务操作系统;按照系统功能,可分为批处理操作系统、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等。
1、什么是进程?进程和程序有什么区别?进程是程序在一个数据集合上的一次执行过程,是系统进行资源分配和调度的基本单位。
进程与程序的区别在于:程序是静态的指令集合,而进程是动态的执行过程;程序可以长期保存,进程具有生命周期;进程具有并发性,而程序没有;进程由程序、数据和进程控制块(PCB)组成。
2、进程的三种基本状态是什么?它们之间是如何转换的?进程的三种基本状态是就绪状态、执行状态和阻塞状态。
当进程已获得除CPU 以外的所有必要资源,只要再获得CPU 便可立即执行时,处于就绪状态;当进程正在 CPU 上运行时,处于执行状态;当进程因等待某一事件而暂时无法继续执行时,处于阻塞状态。
就绪状态到执行状态是通过进程调度实现的;执行状态到就绪状态是时间片用完或出现更高优先级的进程;执行状态到阻塞状态是进程因等待某事件而主动放弃 CPU;阻塞状态到就绪状态是等待的事件发生。
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(batchprocess in gsystem ):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,并不是真正地同时值行多个作业;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,必须采用运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备答:作业由三部分组成:程序、数据和作业说明书。
程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,作业说明书则体现用户的控制意图。
3.作业的输入方式有哪几种?各有何特点答:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING(Simultaneous Peripheral OperationsOnline )系统和网络输入方式,各有如下特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来输入作业。
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件,它管理着计算机系统的硬件和软件资源,并为用户和应用程序提供接口,以方便他们的使用。
2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能:- 进程管理:负责创建、执行和终止进程,并管理它们的资源分配。
- 存储管理:管理计算机系统的内存资源,包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。
- 文件系统管理:管理计算机系统中的文件和文件夹,包括文件的存储、读写和保护等。
- 设备管理:负责管理计算机系统中的各种设备,如打印机、键盘和鼠标等。
- 用户接口:提供用户与计算机系统进行交互的接口,如命令行界面和图形用户界面。
3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型:- 批处理操作系统:按照一系列预先定义的指令集来运行任务。
- 分时操作系统:多个用户可以同时使用计算机系统。
- 实时操作系统:对任务的响应时间要求非常高,用于控制系统和嵌入式系统。
- 网络操作系统:支持多台计算机之间的通信和资源共享。
- 分布式操作系统:在多台计算机上分布式地管理和调度任务。
第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例,而线程是进程内的一个执行单元。
进程拥有独立的地址空间和资源,而线程共享进程的地址空间和资源。
多个线程可以在同一进程内并发执行,从而提高系统的效率和资源利用率。
2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态:- 创建状态:进程正在被创建。
- 就绪状态:进程准备好执行,等待分配CPU资源。
- 运行状态:进程占用CPU资源执行。
- 阻塞状态:进程等待某种事件发生。
- 终止状态:进程完成执行或被终止。
3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。
常见的调度算法有:- 先来先服务(FCFS)调度算法:按照进程到达的顺序进行调度。
- 最短作业优先(SJF)调度算法:选择运行时间最短的进程进行调度。
第一章操作系统引论1.设计现代OS的主要目标是什么?答:方便性,开放性,有效性,可扩充性2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;OS作为计算机系统资的管理者;OS实现了对计算机资源的抽象。
3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。
0s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·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里,为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。
5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机1/0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,把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。
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。
而耽机1/0方式是指程序和数据的輸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,系统应能及寸接收并及时处理该命令,在用户能接受的时采内将结果返回给用户。
解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设路多路卡,健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据;为每个终端配路缓冲区,暂存用户捷入的命令或教据。
针对反时处理问题,应便所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。
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,并不是真正地同时值行多个作业;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。
6.设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备第二章作业管理和用户接口2.作业由哪几部分组成?各有什么功能?答:作业由三部分组成:程序、数据和作业说明书。
程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,作业说明书则体现用户的控制意图。
3.作业的输入方式有哪几种?各有何特点答:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING(Simultaneous Peripheral OperationsOnline)系统和网络输入方式,各有如下特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来输入作业。
计算机操作系统第四版课件一、教学内容本节课的教学内容选自计算机操作系统第四版教材,主要讲解操作系统的基本概念、功能和分类。
具体包括操作系统的定义、作用、进程管理、内存管理、文件管理和用户接口等方面的内容。
二、教学目标1. 使学生了解操作系统的概念,理解操作系统的基本功能和作用。
2. 培养学生掌握操作系统的基本原理,提高分析和解决实际问题的能力。
3. 增强学生对计算机操作系统的兴趣,激发其进一步学习计算机知识的热情。
三、教学难点与重点重点:操作系统的概念、功能和分类。
难点:进程管理、内存管理、文件管理等方面的原理和实现。
四、教具与学具准备教具:计算机、投影仪、黑板、粉笔。
学具:教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入:以Windows操作系统为例,让学生观察并描述操作系统的启动过程,引出操作系统的概念。
2. 概念讲解:讲解操作系统的定义、作用,以及操作系统的基本功能和分类。
3. 原理分析:分析进程管理、内存管理、文件管理等方面的原理和实现。
4. 例题讲解:以Linux操作系统为例,讲解进程管理、内存管理、文件管理等方面的具体实现。
5. 随堂练习:(1)操作系统的主要功能有哪些?(2)进程管理的基本原理是什么?(3)内存管理的基本策略有哪些?(4)文件管理的主要任务是什么?6. 板书设计:操作系统的概念、功能和分类;进程管理、内存管理、文件管理的原理和实现。
7. 作业设计(1)请简要描述操作系统的启动过程。
(2)请列举操作系统的基本功能。
(3)请解释进程、线程的概念及其关系。
(4)请阐述内存管理的任务和基本策略。
(5)请描述文件管理的 main 任务。
8. 课后反思及拓展延伸本节课通过讲解操作系统的概念、功能和分类,使学生了解了操作系统的基本知识。
在讲解进程管理、内存管理、文件管理等方面的原理和实现时,要注意引导学生思考,提高其分析和解决问题的能力。
同时,激发学生对计算机操作系统的兴趣,为后续课程的学习打下基础。
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,并为用户供应一个优秀的工作环境和友善的接口。
操作系统的基本功能包含:办理机管理、储存管理、设施管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。
2.什么是批办理、分时和及时系统各有什么特色答:批办理系统( 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履行序列,由特意编制的监察程序(monitor )自动挨次办理。
其主要特色是:用户脱机使用计算机、成批办理、多道程序运转。
分时系统(timesharingoperationsystem ):把办理机的运转时间分红很短的时间片,准时间片轮转的方式,把办理机分派给各进度使用。
其主要特色是:交互性、多用户同时性、独立性。
及时系统(realtimesystem):在被控对象同意时间范围内作出响应。
其主要特色是:对及时信息剖析办理速度要比进入系统快、要求安全靠谱、资源利用率低。
3.多道程序( multiprogramming )和多重办理( multiprocessing)有何差别答;多道程序( multiprogramming )是作业之间自动调动履行、共享系统资源,其实不是真实地同时价行多个作业;而多重办理(multiprocessing )系统配置多个 CPU,能真实同时履行多道程序。
要有效使用多重办理,一定采纳多道程序设计技术,而多道程序设计原则上不必定要求多重办理系统的支持。
6.设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关运算器、控制器、储存器、输入设施、输出设施第二章作业管理和用户接口2.作业由哪几部分构成各有什么功能答:作业由三部分构成:程序、数据和作业说明书。
程序和数据达成用户所要求的业务办理工作,作业说明书则表现用户的控制企图。
3.作业的输入方式有哪几种各有何特色答:作业的输入方式有 5 种:联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、 SPOOLING (Simultaneous Peripheral OperationsOnline )系统和网络输入方式,各有以下特点:(1)联机输入方式:用户和系统经过交互式会话来输入作业。
张尧学《计算机操作系统教程》课后题答案第一章绪论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,并不是真正地同时值行多个作业;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。
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设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备第二章作业管理和用户接口2.作业由哪几部分组成?各有什么功能?答:作业由三部分组成:程序、数据和作业说明书。
程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,作业说明书则体现用户的控制意图。
3.作业的输入方式有哪几种?各有何特点答:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING(Simultaneous Peripheral OperationsOnline)系统和网络输入方式,各有如下特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来输入作业。
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。
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