计算机操作系统教程_第三版_(张尧学_张高_史美林_著)_清华大学出版社_第1章G

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 INTEL 80x86 CPU 中，内存空间0x00000——0x003ff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。

教高厅函〔2007〕46号
教育部办公厅关于公布2007年度普通
高等教育精品教材书目的通知
各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局，部属各高等学校，有关出版社：
为进一步提高高等教育教材质量，推动优秀教材进课堂，我部决定在已出版的“十一五”国家级规划教材中评选精品。

经出版社申报、专家评审，确定了218种教材为2007年度普通高等教育精品教材。

现将精品教材书目予以公布，供各高等学校选用教材时参考。

附件：2007年度普通高等教育精品教材书目
教育部办公厅
二○○七年七月二日
2007年度普通高等教育精品教材书目。

第一章绪论I.什么是操作系统的幕本功能?答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软们资源,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u.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（文们骡统管理)和用户接Ii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 ingsystem) ：操作员把用户提交的作收分类。

把一批作收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(timcsharingopcrationsystcm ）：把处理机的运行时（fnJ分成很短的时fFIJ片，按I<"t fnJ 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(rcaltimcsystcm）：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）和多爪处理（multiprocessing)有何区别?答：多道程序（multiprogramming)是作收之间自动调度执行、共享系统资源.并不是真正地同时俏行多个作业:而多熏处W。

. （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.第二章作业管理和用户接口1。

什么是作业？.作业步？答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务的处理的全部工作称为一个作业。

作业由不同的顺序相连的作业步组成。

作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。

如。

编辑愉入是一个作业步。

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》教案备课教师：晁妍职称：助教教学班级计科专业09级本科2班时间：2011年9月已教轮数：1计算机与信息学院2011-2012学年度第一学期课程教学目的及教学要求：本课程是计算机科学与技术专业的主要专业基础课和主干课。

本课程的学习目的在于使学生掌握操作系统的基本概念、基本原理、设计方法和实现技术，具有初步分析实际操作系统的能力，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础。

教材：《计算机操作系统》（第三版）汤小丹等推荐参考书：[1] 《计算机操作系统》（第二版）汤子瀛等西安电子科技大学出版社[2]《计算机操作系统教程》张尧学史美林清华大学出版社[3]《UNIX教程》（第2版）（美）Syed Mansoor Sarwar Robert Koretsky 张玉洁孟祥武译机械工业出版社[4]《计算机操作系统.学习指导与题解》梁红兵、汤小丹西安电子科技大学出版社[5]《操作系统实验指导—基于linux内核》徐虹编清华大学出版社第1、2讲（周次：第2周）(注：线右侧写教学方法、实验演示、新增补内容、重要标注、时间分配等) 教学章节：1.1 操作系统的目标和作用（简略）1.2 操作系统的发展过程（每种OS的不足与各自特点）教学目的及要求：目的：是使学生建立起 OS的基本概念。

要求：了解OS的引入和发展；理解多道程序设计技术；重点、难点：(注：重点和难点如果一致，则写在一起，若不同则应分开写)：OS引入和发展、OS的基本特征和功能。

教学内容：板书设计见PPT。

(注：内容每节课1-2页为宜)复习引入：首先说明对课程的成绩如何评定，提出学习要求，以及教材的使用并推荐参考教材。

然后介绍本课程的特点、性质和目的，以及如何学习，最后对本课程内容以及课时分配做简单的介绍。

新课讲授：操作系统在计算机系统中的地位：（结合课件中图加以说明，由此引出目标和作用）计算机系统由硬件和软件组成；操作系统在硬件基础上的第一层软件；是其他软件和硬件之间的接口。

操作系统实验报告课题：页面淘汰算法专业：班级：学号：姓名：年月日目录一实验目的 (3)二实验要求 (3)三背景知识 (3)四总体设计 (4)五详细设计 (7)六运行结果分析 (9)七心得体会 (13)八参考文献 (14)附：源代码 (15)一、实验目的本实验主要对操作系统中请求分页式内存管理及其应用的一些关键算法进行模拟。

学生通过设计与实现Clock算法，能够加强对相应理论的理解，并对了解操作系统内部的基本处理原理与过程也有很多益处。

利用简单的数据结构，模拟实现操作系统中的页面置换机制，通过写程序模拟实现上述三种内存页面置换算法，使学生进一步掌握内存页面置换的方法。

对操作系统中内存的管理有一个实践上的认识。

1、用C语言编写OPT、FIFO、LRU三种置换算法。

2、熟悉内存分页管理策略。

3、了解页面置换的算法。

4、掌握一般常用的调度算法。

5、根据方案使算法得以模拟实现。

6、锻炼知识的运用能力和实践能力。

二、实验要求●设计随机页面序号产生程序，并说明随机的性能和其性能可能对算法的影响●编写页面淘汰算法(FIFO、OPT、LRU)●结果数据的显示或提取●结果数据的分析几点说明：●设计并绘制算法流程，附加说明所需的数据结构●如何标记时间的先后、最久的将来、最久未被使用●描述Clock算法的基本原理、必要的数据结构、算法执行流程图、编码实现。

1）初始化：输入作业可占用的总页框数，初始化置空。

2）输入请求序列：输入一个作业页号访问请求序列，依次占用相应页框，直至全部占用；3）Clock算法：当页框全部占用后，对于后续新的页号访问请求，执行Clock 算法，淘汰1个页面后装入新的页号。

4）显示当前分配淘汰序列：显示淘汰的页号序列。

三、背景知识：在操作系统当中，在进程运行过程中，若其访问的页面不在内存中而需把他们调入内存，但内存已无空闲空间时，为了保证该进程能够正常的运行，系统必须从内存中调出一页程序或数据送到磁盘的兑换区中，但是应该是哪个页面被调出，需根据一定的算法来确定。

第一章绪论I.什么是操作系统的幕本效用?答:操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软们资源,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u.操作系统的基本效用包括:处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文们骡统管理)和用户接Ii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 ingsystem) :操作员把用户提交的作收分类.把一批作收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(timcsharingopcrationsystcm ):把处理机的运行时(fnJ分成很短的时fFIJ片,按I<"t fnJ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(rcaltimcsystcm):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)和多爪处理(multiprocessing)有何区别?答:多道程序(multiprogramming)是作收之间自动调度执行、共享系统资源.并不是真正地同时俏行多个作业:而多熏处W.. (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.第二章作业管理和用户接口1.什么是作业?.作业步？答：把在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务的处理的全部工作称为一个作业。

作业由不同的顺序相连的作业步组成。

作业步是在一个作业的处理过程中,计算机所做的相对独立的工作。

如.编辑愉入是一个作业步.它产生源程序文件:编译也是一个作业步.它产生目标代码文件.2.作业山几部分组成?各有什么效用?荞:作业山三部分组成: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愈图.3.作业的愉入方式有哪JL种?各有何特点谷:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机袖入方式、直接棍合方式、SPOOLING(Simultancous Peripheral OperationsOnlinc)系统和网络愉入方式.各有如卜特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来怕入作业.(2)脱机输入方式,又称预输入方式,利用低档个人计甘机作为外幽处理极进行钧入处理,存储在后备存储器I:.然后将此后援存储器连接到高速外围设备1二和上机相连。

Xxxx学院《操作系统》课程设计说明书设计题目：文件加密储存专业：计算机科学与技术指导教师： xxx班级： xxx学号： xxx姓名： xxx同组人： xxx计算机科学与工程系2011年12月30 日前言至今，密码技术是取得信息安全性最有效的一种方法, 密码技术是信息安全的核心技术。

通过数据加密，人们可以有效地保证通信线路上的内容不被泄露，而且还可以检验传送信息的完整性。

进一步，密码技术可以应用于数字签名、身份认证和信息鉴定，这些应用对于资源存取控制以及其它安全措施是必须而且有效的。

相对于防病毒软件和防火墙软件来说，基于密码技术密码类产品、认证类产品份额相对较小，但随着金融、电信、政府等行业信息化建设对于网络安全整体解决方案需求的增加，将会有较大的增长。

本次课程设计要求利用文件系统的系统调用编程对文件的内容进行加、解密。

要求程序从环境的命令行携带4个参数。

第一个是文件名，第二个是操作方式，第三个是密钥，第四个是加密钥循环使用长度。

其中后两个参数是可以忽略，但对忽略的情况要提供缺省值。

要求最后实现对文件的加密转储，或通过改道的办法进行转储。

对于已加密的文件可以进行解密显示或解密后转储。

形成加密或解密文件后要删除原来的文件。

目录一、系统环境 (4)二、设计目的 (4)三、设计内容 (5)四、程序流程图 (6)五、详细设计 (7)六、设计过程遇到问题及改进方法 (8)七、程序原代码 (9)八、程序运行结果分析 (12)九、心得体会 (14)参考文献 (15)一、系统环境硬件环境：处理器：英特尔酷睿2 双核E7200内存：三星 2G DDR2 667MHz软件环境：Windows XP 32位SP3操作系统VM workstation 9.0 red hat linux二、设计目的：加密技术是电子商务采取的主要安全保密措施，是最常用的安全保密手段，利用技术手段把重要的数据变为乱码保存，读取时以特定的解密方法将文件还原，加密技术包括两个元素：算法和密钥。

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。

操作系统原理实验教学大纲（本科） 2021操作系统原理实验教学大纲（本科）-2021《操作系统原理》实验教学大纲一、实验教学内容与基本建议实验一批处理系统的作业调度1目的要求1.增进对作业概念的认知；2.深入了解批处理系统如何组织作业、管理作业和调度作业。

2实验内容编写程序顺利完成批处理系统中的作业调度，建议使用积极响应比高者优先的作业调度算法。

实验具体内容包含：首先确认作业控制块的内容，作业控制块的共同组成方式；然后顺利完成作业调度；最后撰写主函数对所搞工作展开测试。

3所需实验设施设备pc、windows操作系统4教学形式及过程模拟、学生单一制顺利完成实验二进程管理1目的建议1．加深对进程概念的理解，明确进程和程序的区别。

2．深入了解系统如何组织进程、创建进程。

3．进一步认识如何实现处理器调度。

2实验内容编写程序顺利完成单处理机系统中的进程调度，建议使用时间片吕埃县调度算法。

实验具体内容包含：首先确认进程掌控块的内容，进程掌控块的共同组成方式；然后顺利完成进程建立原语和进程调度原语；最后撰写主函数对所搞工作展开测试。

3所需实验设施设备pc、windows操作系统4教学形式及过程模拟、学生单一制顺利完成实验三动态分区存储管理方式的主存分配回收1目的要求深入细致介绍动态分区存储管理方式主存分配废旧的同时实现。

2实验内容编写程序完成动态分区存储管理方式的主存分配回收的实现。

实验具体包括：首先确定主存空间分配表；然后采用最优适应算法完成主存空间的分配和回收；最后编写主函数对所做工作进行测试。

3所需实验设施设备pc、windows操作系统4教学形式及过程演示、学生独立完成实验四页式虚拟存储管理中地址切换和缺页中断1目的建议1．深入了解页式存储管理如何实现地址转换；2．进一步认识页式虚拟存储管理中如何处理缺页中断。

2实验内容编写程序顺利完成页式存储管理中地址切换过程和演示缺页中断的处置。

实验具体内容包含：首先对取值的地址展开地址切换工作，若出现缺页则先展开缺页中断处置，然后再展开地址切换；最后撰写主函数对所搞工作展开测试。

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．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？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．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？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，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。