第9课_计算机操作系统

《计算机操作系统》课后习题答案注：课本为《计算机操作系统（第四版）》，汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛编著，西安电子科技大学出版社出版第一章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。

计算机操作系统慕课
一、课程简介
计算机操作系统是计算机科学的重要分支，是计算机系统的核心组成部分。

本课程旨在帮助学生全面了解操作系统的基本概念、原理和实现技术，掌握操作系统的设计、实现和应用。

二、课程内容
1.操作系统概述
操作系统的发展历程、操作系统的定义与功能、操作系统的类型与结构、操作系统的基本特征。

2.进程管理
进程的概念、进程的状态与转换、进程的创建与终止、进程的同步与通信、进程的并发控制。

3.内存管理
内存管理的功能与目标、内存的分区管理、内存的分页管理、内存的段式管理、内存的段页式管理。

4.文件系统
文件系统的概念与功能、文件的结构与分类、文件的存储与组织、文件的访问与控制、文件的备份与恢复。

5.设备管理
设备管理的概念与功能、设备的分类与识别、设备的驱动与控制、设备的分配与释放、设备的缓冲与虚拟化。

6.并发与多线程
并发与多线程的概念、线程的创建与控制、线程的同步与通信、线程池的管理与应用。

7.分布式系统
分布式系统的概念与特点、分布式系统的结构与组成、分布式系统的通信协议、分布式系统的资源管理。

8.安全与保护
操作系统的安全威胁与防护、操作系统的访问控制技术、操作系统的加密与解密技术、操作系统的漏洞修复与更新。

9.系统性能与优化
系统性能的评估指标、系统性能的优化方法、系统性能的监控与分析。

10.操作系统的设计与实现
操作系统的设计原则与步骤、操作系统的实现技术与方法。

《操作系统教程》（笫5版）教学重点、难点及解决办法（按十个核心知识单元排列）1、概念与原理重点：操作系统的发展历史、定义、作用、功能、特征、分类、发展动力和研究动向；操作系统在计算机系统中的地位，以及与其他软件的联系与区别；操作系统的资源管理技术：复用、虚拟和抽象；操作系统三个最基本抽象：进程抽象、虚存抽象和文件抽象；操作系统虚拟机及其实现原理；多道程序设计定义、实现基础、基本原理、主要特征、优点缺点。

难点：对并发性和共享性及其关系的深刻理解；多道程序运行的时间关系、处理器及设备利用率计算；操作系统在计算机系统中的地位和作用；操作系统与其他软件的联系与区别；对操作系统三个最基本抽象的深刻理解，虚拟机的定义及其实现原理。

解决办法：讲解操作系统是计算机系统的核心和灵魂，是各类软件系统中最复杂的软件之一，是软件系统中的基础软件；提醒学生注意学习方法、激发学习兴趣，学习本课程最终目标是建立起以操作系统为中心的计算机系统的系统级的认识和全局性把握；强调操作系统是理论性与实践性并重的课程，理论与实践相结合十分重要，既要学好原理，又要动手实践，做到课程教学与实验内容彼此呼应、掌握基本原理与提高编程能力相互并重；多道程序设计是讲授的重点之一，让学生理解和掌握多道程序设计原理，实现它必须解决的若干问题，基本调度思想，理解计算机效率的计算方法；可通过图解方法介绍操作系统三个最基本抽象，在此基础上再介绍虚拟机，让学生牢固掌握操作系统资源管理技术；本知识单元主要要求是讲清楚“操作系统是什么?为什么要它?它干什么?它如何干?”等问题，回顾操作系统的发展历史和分类，有助于理解操作系统的实质，提醒学生带着以上问题学习操作系统；建议学生多看参考书和参考资料，多浏览相关网站，并为学生提供这类信息资源。

2、接口与服务重点：操作系统接口、操作系统服务；POSIX标准、访管指令、应用编程接口API、标准库函数；程序接口与系统调用；操作接口与系统程序；shell概念、变量、命令、语句及其简单程序设计。

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。

《操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：《操作系统》总学时与学分：72学时 4学分课程性质：专业必修课授课对象：计算机科学与技术专业二、课程教学目标与任务操作系统原理是一门专业基础课程，是涉及考研等进一步进修的重要课程，是计算机体系中必不可少的组成部分。

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，理解操作系统的基本概念和主要功能，掌握操作系统的使用和一般的管理方法，从而为学生以后的学习和工作打下基础。

三、学时安排课程内容与学时分配表章节内容学时第一章操作系统引论5第二章进程管理12第三章处理机调度与死锁12第四章存储管理12第五章设备管理10第六章文件管理8第七章操作系统接口4第八章网络操作系统3第九章系统安全性3第十章UNIX操作系统3四、课程教学内容与基本要求第一章操作系统引论教学目标：通过本章的学习，使学生掌握操作系统的概念，操作系统的作用和发展过程，知道操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机系统的首次扩充，是现代计算机系统必须配置的软件。

基本要求：掌握操作系统的目标和作用、发展过程、基本特征及主要功能；了解操作系统的结构设计本章重点：操作系统的概念、作用，操作系统的基本特征以及操作系统的主要功能。

本章难点：操作系统基本特征的理解，操作系统主要功能的体现。

教学方法：讲授与演示相结合1．操作系统的目标和作用：操作系统的目标、作用、推动操作系统发展的主要动力。

2. 操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、批处理系统、分时系统、实时系统、微机操作系统的发展。

3．操作系统的基本特征：并发性和共享性、虚拟和异步性。

4. 操作系统的主要功能：处理机管理功能、存储器管理功能、设备管理功能、文件管理功能。

5. OS结构设计。

第二章进程管理教学目标：通过本章的学习使学生了解在现代的操作系统中程序并不能独立运行，作为资源分配和独立运行的基本单位都是进程。

操作系统所具有的四大特征也都是基于进程而形成的，并可以从进程的观点来研究操作系统。

计算机操作系统（第三版）课后习题答案第一章操作系统引论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13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。

14．处理机管理有哪些主要功能？答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；15．内存管理有哪些主要功能?答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、位置映射和内存扩充。

内存分配：为每道程序分配内存。

16．设备管理有哪些主要功能？答：主要功能有: 缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。

17．文件管理有哪些主要功能？答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。

计算机操作系统第二章进程管理2. 画出下面四条诧句的前趋图:S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1;答：其前趋图为：8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。

图P38答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源（2）执行状态→就绪状态：时间片用完（3）执行状态→阻塞状态：I/O请求（4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成16．进程在运行时存在哪两种形式的制约？答：（1）间接相互制约关系。

同处于一个系统中的进程，通常都共享着某种系统资源，也叫资源共享（2）直接相互制约关系。

这种资源于进程间的合作。

互斥：指几个并发进程若共享同一个临界资源，它们必须错开使用这个临界资源，即当一个进程正在使用临界资源且尚未使用完毕之前，其他进程不能抢夺使用该临界资源18. 同步机构应遵循哪些基本准则？答：同步机构应遵循的基本准则是空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待。

19. 试从物理概念上说明记录型信号量wait 和signal。

答：wait(S)：当S.value>0 时，表示目前系统中这类资源还有可用的。

《系统中的计算》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本节课的作业旨在帮助学生巩固系统中的计算相关知识，提高实际操作能力，同时培养学生的信息技术素养。

二、作业内容1. 计算题：请设计一份简单的加法、减法、乘法和除法算式，使用正确的运算符和数字，并确保结果的正确性。

每个算式不超过两个数字，避免使用超出小学范围的高阶运算。

2. 实践活动：通过搜索和下载一些计算机系统相关的小游戏，尝试理解游戏中的计算过程，并尝试自己设计一款简单的计算类游戏。

3. 观察思考：观察生活中的计算场景，如超市购物、家庭账本等，尝试用计算机系统中的计算知识解决实际问题。

三、作业要求1. 独立完成：作业需学生独立完成，不得抄袭或参考他人答案。

2. 操作规范：提交的作业应按照规定格式和要求进行，确保数据的准确性。

3. 创新性：鼓励学生尝试不同的作业方式，发挥自己的想象力和创造力，培养创新精神。

4. 时间限制：请在规定时间内完成作业，逾期将无法提交。

四、作业评价1. 评价标准：根据作业的正确性、创新性和完成度进行评价。

2. 评价方式：学生自评、小组互评和教师评价相结合。

3. 评价时间：作业提交后，将在课后进行作业评价，并及时反馈给学生。

五、作业反馈1. 反馈形式：作业反馈将以书面评语和电子版反馈的形式进行，确保每个学生都能及时收到。

2. 反馈内容：对于作业中的问题，将提供相应的指导建议，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。

同时，也会对优秀作品进行表扬和展示，鼓励学生继续发挥自己的优势。

3. 交流讨论：对于有争议的问题，鼓励学生通过小组讨论或师生交流的方式共同探讨，促进课堂互动和学生自主学习能力的培养。

通过本节课的作业设计，旨在帮助学生巩固系统中的计算相关知识，提高实际操作能力，同时培养学生的信息技术素养和创新精神。

希望每个学生都能在完成作业的过程中有所收获，不断提高自己的综合素质和能力。

作业设计方案（第二课时）一、作业目标1. 复习和巩固上一节课所学的计算机基础知识，如硬件、软件、操作系统等。