操作系统原理

操作系统原理复习题

一、名词解释

1、作业：

2、原语：

3、死锁：

4、互斥：

5、快表：

6、写时拷贝：

7、虚拟存储器：

8、操作系统：

9、进程：

一、名词解释

1、作业：是用户在一次算题过程中或一次事物处理中要求计算机系统所做的工作的集合。

2、原语：用以完成特定功能的执行时不可分割的或不可中断的系统调用。

3、死锁：系统中的多个进程因竞争使用资源而造成它们之间形成互相等待的状态。

4、互斥：两个进程不能同时进入访问同一临界资源及临界区。

5、快表：为提高地址变换速度，在地址变换机构中增设的一个具有并行查寻能力的特殊高速缓冲存储器，称为快表。 6、写时拷贝：子进程和父进程共享一个虚存空间，只是在两个进程中某一个进程需要向虚拟内存写入时，才建立属于该进程的虚存空间，并把要写入的内容拷贝到新建立的虚拟内存中，然后建立该虚拟内存与物理地址页面的映射关系。

7、虚拟存储器：指仅把作业的一部分装入内存便可以运行作业的存储器系统，具体说，是指具有请求调入的功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。

8、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的程序的集合。

9、进程：是进程实体的运行过程。

二、简答题

1．叙述页式存储管理中快表的作用以及使用快表实现地址转换的过程。

2．为什么要引入段页式存储管理？段页式存储管理的优缺点是什么？

3．在spool系统中设计了一张“缓输出表”，请问哪些程序执行时要访问缓输出表，简单说明之。

4．一个含五个逻辑记录的文件，系统把它以链接结构的形式组织在磁盘上，每个记录占用一个磁盘块，现要求在第一记录和第二记录之间插入一个新记录，简述它的操作过程。

5．进程调度中“可抢占”和“非抢占”两种方式，哪一种系统的开销更大？为什么？

6．试比较进程调度与作业调度的不同点。 7．试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。

操作系统原理与设计

操作系统是一种系统软件，负责管理并协调计算机硬件与软件资源，提供用户与计算机系统之间的交互界面，以及保护计算机系统的安全和稳定性。

操作系统的设计需要考虑以下几个方面：

1. 处理器管理：操作系统需要对多个进程进行管理，包括分配和调度处理器时间片、实现进程间的通信、协调多进程对CPU的争夺等。

2. 存储管理：操作系统需要管理计算机系统中的内存、磁盘等存储资源，确保进程能够访问到所需的数据和程序，同时还要管理各种缓存，以提高系统性能。

3. 设备管理：操作系统需要负责管理各种硬件设备，包括输入输出设备、网络接口等，管理它们的使用和访问，保护设备的安全性和稳定性。

4. 文件系统管理：操作系统需要提供文件系统，管理计算机系统中的各种文件和目录，支持文件的创建、修改、删除、访问、共享等操作。

5. 用户界面：操作系统需要提供各种用户界面，包括命令行、图形界面、Web界面等，以方便用户与计算机系统进行交互。

6. 安全管理：操作系统需要保护计算机系统的安全性，包括防止恶意程序的攻击和入侵、保护用户数据的隐私和机密性、管理访问控制等。

总之，操作系统的设计涉及到多个方面，需要充分考虑计算机系统的各种资源和需求，以实现高效、安全、稳定的系统运行。

操作系统概述

组织教学：清点人数，开始上课。

复习：

多媒体系统的组成

授新：

一、 操作系统的基本概念

操作系统是为了方便用户和提高计算机的利用率，而对计算机系统资源进行组织和管理的程序集合。用户是一个广义的概念，包括一般用户和软件开发人员等；资源包括处理器、存储器、输入/输出设备等硬件资源，以及程序、数据等软件资源。

二、操作系统的主要特性

1.并发（concurrence）

并行性与并发性这两个概念是既相似又区别的两个概念。并行性是指两个或者多个事件在同一时刻发生，这是一个具有微观意义的概念，即在物理上这些事件是同时发生的；而并发性是指两个或者多个事件在同一时间的间隔内发生，它是一个较为宏观的概念。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内有多道程序在同时运行，但在单处理机的系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上这些程序是在交替执行的。

2.共享 (sharing)

所谓共享是指，系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。由于资源的属性不同，故多个进程对资源的共享方式也不同，可以分为：互斥共享方式 和 同时访问方式

3.虚拟 (virtual) 它是指通过技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。在操作系统中虚拟的实现主要是通过分时的使用方法。

4.异步 (asynchronism)

在多道程序设计环境下，允许多个进程并发执行，由于资源等因素的限制，通常，进程的执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。

三、操作系统的分类

操作系统有各种分类方法，通常按其系统功能、运行环境及服务对象来分类。尽管分类方法不同，迄今为止的各种操作系统均属于这些操作系统之一或它们的组合：单用户操作系统、批量处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统和并行操作系统等。

1．批处理操作系统

批处理操作系统中，用户的作业分批提交并处理，即系统将作业成批输入系统并暂存在外存中，组成后备作业队列，每次按一定的调度原则从后备作业中选择一个或多个装入主存进行处理，作业完成后退出。这些操作由系统自动实现，在系统中形成了一个自动转接的作业流，当一批作业运行完毕，输出结果后，系统便接收下一批作业。

操作系统的基本概念和实现原理

概述

操作系统是计算机系统中最为核心的软件之一，它为计算机提供了基本的管理和控制功能。操作系统的设计和实现涵盖了许多计算机科学的核心概念和技术，如进程管理、内存管理、文件系统等。本文将从操作系统的基本概念和实现原理两个方面，探讨操作系统的核心技术和原理。

一、操作系统的基本概念

操作系统是计算机系统中的一种基本软件，它是计算机硬件和应用程序之间的中介，负责协调和管理系统资源，提供一些基本的服务和接口，如进程管理、内存管理、文件系统等。

1. 进程管理

进程是指正在运行的程序的程序实例，它通过各种系统调用来向操作系统请求服务，比如 I/O 操作、内存分配等。操作系统需负责进程的管理和调度，将 CPU 资源分配给不同的进程。

进程管理的核心技术是进程调度算法，其目的是使 CPU 的利用率最高，同时保证进程能够按时完成任务。常用的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短进程优先（SJF）、时间片轮转等。

2. 内存管理 内存管理主要包括内存的分配、回收和保护等功能。在操作系统中，每个进程都有自己的虚拟地址空间，操作系统需要将此地址空间映射到实际的物理地址空间，并保证每个进程的地址空间相互独立，不会相互干扰。另外，操作系统还需要解决内存碎片的问题，采用动态存储分配算法来解决。

3. 文件系统

文件系统是操作系统中的一种重要的管理方式，它负责管理磁盘中存储的各种文件。文件系统需负责文件的读写、创建、删除等操作，并提供一些常用的系统调用，如 open、read、write 等。文件系统通常采用树形结构来组织磁盘中的文件。

二、操作系统的实现原理

操作系统的实现基于计算机的硬件和体系结构，包括中央处理器（CPU）、存储器等。操作系统需要通过操作硬件来提供服务和管理系统资源，因此需要与硬件密切配合。

1. 操作系统内核

操作系统通常采用内核（Kernel）的形式来实现，内核是操作系统的核心，是操作系统的实际执行者。内核一般分为用户态和内核态两部分，用户态是指应用程序的执行空间，内核态是指操作系统的执行空间。在用户态，应用程序不能直接访问硬件资源，必须通过系统调用来访问，而在内核态，操作系统可以直接访问硬件资源。