操作系统 华理 chapter
合集下载
2021年华南理工大学 操作系统课后作业一
2021年华南理工大学操作系统课后作业一第一章：操作系统引论1. 什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？答：（1）操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程、控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
（2）操作系统的作用在于控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。
2. 简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。
答：采用批处理作业方式的操作系统叫批量操作系统；实时操作系统是指外界事件或数据产生时，能够接收并以足够快的速动予以处理，其处理的结果又能在规定的时间来控制生产过程或对处理系统做出快速响应。
并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统；允许多个联机用户同时使用一台计算机系统进行计算的操作的系统统称为分时操作系统。
3. 从交互性、及时性和和可靠性方面将分时系统和实时系统比较。
答：（1）从交互性分析，分时系统是一种通用系统主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力，而实时系统虽然也有交互能力但其交互能力不及前者。
（2）从及时性分析，实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定，而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的。
（3）从可靠性分析，实时系统对系统的可靠性要求比分时系统对系统的可靠性要求高。
4. 当代操作系统的四大基本特征是什么？其最基本的特征是什么？答：当代操作系统的四大基本特征有并发性、共享性、虚拟性和异步性；其中，并发性和共享性是最基本的特征。
5. 操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答：操作系统需要管理设备资源和信息资源两大类。
设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等；信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。
操作系统 华理 chapter5
5.1.1 I/O 设备
I/O设备的类型 1、 I/O设备的类型 1）按使用方式/共享属性分类 按使用方式/ 2）按传输速率分类 3）按信息交换的单位分类
独享设备 1）按使用方式/共享属性分类 ）按使用方式 共享属性分类 共享设备 虚拟设备 独享/独占设备： 独享 独占设备：在一段时间只允许一个用户进程访问的 独占设备 设备。多数低速设备属此类， 设备。多数低速设备属此类，打印机就是典型的独享设 备。 共享设备： 共享设备 ： 在一段时间允许多个用户进程同时访问的设 磁盘就是典型的共享设备。 备。磁盘就是典型的共享设备。 虚拟设备： 虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干 台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用， 台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用，通常把这种 经过虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备。 经过虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备。
通道（ 5.1.3 I/O 通道（5）
对通道的管理 二、CPU对通道的管理 对通道的管理 CPU通过执行 通过执行I/O指令以及处理来自通道的中断， 指令以及处理来自通道的中断， 通过执行 指令以及处理来自通道的中断 实现对通道的管理。来自通道的中断有两种， 实现对通道的管理。来自通道的中断有两种，一种 数据传送结束中断 另一种是故障中断。 中断， 故障中断 是数据传送结束中断，另一种是故障中断。 管态: CPU运行操作系统的管理程序的状态。 运行操作系统的管理程序的状态。 管态 运行操作系统的管理程序的状态 执行用户程序时的状态。 目态 :CPU执行用户程序时的状态。 执行用户程序时的状态 大中型计算机的I/O指令都是管态指令，只有当 指令都是管态指令， 大中型计算机的 指令都是管态指令 CPU处于管态时，才能运行 处于管态时， 指令， 处于管态时 才能运行I/O指令，目态时不能运 指令 指令。 行I/O指令。这是因为大中型计算机的软、硬件资源 指令 这是因为大中型计算机的软、 为多个用户所共享，而不是分给某个用户专用。 为多个用户所共享，而不是分给某个用户专用。
《操作系统chapter》PPT课件_OK
• (6) 用户B再利用公开密钥A对用户A发来的加密报文进行解密，得到用 户A发来的报文的真实明文。
32
9.2.4 网络加密技术
• 1．链路加密(Link Encryption) • 链路加密，是对在网络相邻结点之间通信线路上传输的数据进行加密。
结点1 P
E
Ke1
EKe1(P)
结点2
D
E
EKe2(P)
4
对各类资源的威胁
•
1. 对硬件的威胁
•
电源掉电 ；设备故障和丢失
•
2. 对软件的威胁
•
删除软件；拷贝软件；恶意修改
•
3. 对数据的威胁
•
窃取机密信息 ；破坏数据的可用性 ；破坏数据的完整性
•
4. 对远程通信的威胁
•
被动攻击方式；主动攻击方式
5
9.1.3 信息技术安全评价公共准则
• 1．CC的由来
21
Li = Ri - 1 Ri = f(Ri-1，Ki)Li-1
• 第三阶段：把经过16次迭代处理的结果(64位)的左32位与右32位互易位 置。
• 第四阶段：进行初始易位的逆变换。
22
2．非对称加密算法
非对称密码算法在对数据进行加密和解密 时，使用不同的密钥。每个用户都保存 着一对密钥，每个人的公开密钥都对外 公开。
• (4) 为了能对所收到的数字证明书进行解密，用户B须向CA机构申请 获得CA的公开密钥B。CA收到用户B的申请后，可决定将公开密钥B 发送给用户B。
31
• (5) 用户B利用CA的公开密钥B对数字证明书加以解密，以确认该数字 证明书确系原件，并从数字证明书中获得公开密钥A，并且也确认该 公开密钥A确系用户A
32
9.2.4 网络加密技术
• 1．链路加密(Link Encryption) • 链路加密，是对在网络相邻结点之间通信线路上传输的数据进行加密。
结点1 P
E
Ke1
EKe1(P)
结点2
D
E
EKe2(P)
4
对各类资源的威胁
•
1. 对硬件的威胁
•
电源掉电 ；设备故障和丢失
•
2. 对软件的威胁
•
删除软件；拷贝软件；恶意修改
•
3. 对数据的威胁
•
窃取机密信息 ；破坏数据的可用性 ；破坏数据的完整性
•
4. 对远程通信的威胁
•
被动攻击方式；主动攻击方式
5
9.1.3 信息技术安全评价公共准则
• 1．CC的由来
21
Li = Ri - 1 Ri = f(Ri-1，Ki)Li-1
• 第三阶段：把经过16次迭代处理的结果(64位)的左32位与右32位互易位 置。
• 第四阶段：进行初始易位的逆变换。
22
2．非对称加密算法
非对称密码算法在对数据进行加密和解密 时，使用不同的密钥。每个用户都保存 着一对密钥，每个人的公开密钥都对外 公开。
• (4) 为了能对所收到的数字证明书进行解密，用户B须向CA机构申请 获得CA的公开密钥B。CA收到用户B的申请后，可决定将公开密钥B 发送给用户B。
31
• (5) 用户B利用CA的公开密钥B对数字证明书加以解密，以确认该数字 证明书确系原件，并从数字证明书中获得公开密钥A，并且也确认该 公开密钥A确系用户A
Chapter2b
使用通信原语sleep和 使用通信原语sleep和wakeup
Sleep 是一个将引起调用进程阻塞的系统调用 即被挂起 直 是一个将引起调用进程阻塞的系统调用,即被挂起 即被挂起,直 到另外一个进程将其唤醒. 到另外一个进程将其唤醒 Wakeup调用有一个参数 即要唤醒的进程 调用有一个参数,即要唤醒的进程 调用有一个参数 即要唤醒的进程.
提问: 提问: 1. mutex的取值范围? 的取值范围? 的取值范围
Operating Systems and Applications
主讲教师:徐红云
6
Mutual Exclusion with Busy Waiting (1) 忙等待的互斥
禁止中断
使每个进程在刚刚进入临界区后立即禁止所有中断, 使每个进程在刚刚进入临界区后立即禁止所有中断,并在 就要离开之前再打开中断. 就要离开之前再打开中断. 对操作系统本身是一项很有用的技术, 对操作系统本身是一项很有用的技术,对用户进程则不是 一种合适的通用互斥机制. 一种合适的通用互斥机制.
锁变量
设立一个共享(锁 变量 其初值为0. 变量, 设立一个共享 锁)变量,其初值为 .当一个进程想进入 临界区时,它首先测试该锁,如果该锁的值是0, 临界区时,它首先测试该锁,如果该锁的值是 ,则该进 程将其设置为1并进入临界区 若该锁的值已经为1, 并进入临界区. 程将其设置为 并进入临界区.若该锁的值已经为 ,则该 进程将等待直到其值变为0. 进程将等待直到其值变为 . 是否能实现互斥? 是否能实现互斥?
Operating Systems and Applications
主讲教师:徐红云
9
Mutual Exclusion with Busy Waiting (4) Peterson解法 解法
Sleep 是一个将引起调用进程阻塞的系统调用 即被挂起 直 是一个将引起调用进程阻塞的系统调用,即被挂起 即被挂起,直 到另外一个进程将其唤醒. 到另外一个进程将其唤醒 Wakeup调用有一个参数 即要唤醒的进程 调用有一个参数,即要唤醒的进程 调用有一个参数 即要唤醒的进程.
提问: 提问: 1. mutex的取值范围? 的取值范围? 的取值范围
Operating Systems and Applications
主讲教师:徐红云
6
Mutual Exclusion with Busy Waiting (1) 忙等待的互斥
禁止中断
使每个进程在刚刚进入临界区后立即禁止所有中断, 使每个进程在刚刚进入临界区后立即禁止所有中断,并在 就要离开之前再打开中断. 就要离开之前再打开中断. 对操作系统本身是一项很有用的技术, 对操作系统本身是一项很有用的技术,对用户进程则不是 一种合适的通用互斥机制. 一种合适的通用互斥机制.
锁变量
设立一个共享(锁 变量 其初值为0. 变量, 设立一个共享 锁)变量,其初值为 .当一个进程想进入 临界区时,它首先测试该锁,如果该锁的值是0, 临界区时,它首先测试该锁,如果该锁的值是 ,则该进 程将其设置为1并进入临界区 若该锁的值已经为1, 并进入临界区. 程将其设置为 并进入临界区.若该锁的值已经为 ,则该 进程将等待直到其值变为0. 进程将等待直到其值变为 . 是否能实现互斥? 是否能实现互斥?
Operating Systems and Applications
主讲教师:徐红云
9
Mutual Exclusion with Busy Waiting (4) Peterson解法 解法
华东理工大学《操作系统》第四章处理机调度
21
分时系统中常用时间片轮转法 时间片选择问题： 固定时间片 可变时间片 与时间片q大小有关的因素： 1）系统响应时间R 2）就绪队列中所允许的最大进程数N
R与就绪队列中所允许的最大进程数N和q成比例 R＝Nq. q=R/N N一定时，q正比于系统所要求的响应时间
22
4） 多队列反馈轮转算法：
*首先系统中设置多个就绪队列； * 每个就绪队列分配给不同时间片，优先级高的为第 一级队列，时间片最小，随着队列级别的降低，时 间片加大； 当第一级队列空时，就去调度第二级队列，如此类 推； 每个进程并不固定在一个队列上，系统将新创建的 进程放入优先权最高的队列中去； • 当进程在CPU上运行完一个时间片以后并被投入下 一个队列； • 每个队列均按先进先出的算法组织； • 进程由于等待而放弃CPU后，进入等待队列，一旦 23 等待的事件发生，则回到原来的队列末尾。
1 3 3 2 3 4 4 2 2 t 1
处理开始时限 执行任务 任务到达
1
4
28
时限调度算法举例
2）具有处理完成时限要求的周期实时任务调 度，采用抢占式调度策略 如系统中有两个周期性实时任务A、B，A要求 每30ms执行一次，处理完成时限为30ms,执行 时间为15ms,而B要求每75ms执行一次,处理完 成时限为75ms,执行时间为45ms.
1)静态优先数法： 在进程创建时指定优先数，在进程运行时优先数不 变 2)动态优先数法： 在进程创建时创立一个优先数，但在其生命周期内 优先数可以动态变化。如等待和占有CPU时间长短 优先数可改变
20
3)时间片轮转调度算法 (RR—Round Robin) 把CPU划分成若干时间片（每个时间片的大小视情 况而异，如50ms，100ms或200ms等）,并且按顺序赋 给就绪队列中的每一个进程，进程轮流占 有CPU，当时间片用完时，即使进程未执 行完毕，系统也剥夺该进程的CPU，将该 进程排在就绪队列末尾。同时系统选择另 一个进程运行.
华南理工大学 操作系统课件第4章死锁处理
计算机操作系统
第4章 死锁处理
1
本章知识点
4.1 死锁问题概述 4.2 死锁处理 4.3 哲学家用餐问题
2
内容
•何为死锁? •死锁的必要条件：四条 •死锁的预防：预先静态分配法,有序资源使用法 •死锁的避免：银行家算法 •死锁的检测：资源分配图 •死锁的恢复：强制性撤消进程,挂起和解挂机构
3
死锁的现象
19
4.2.1 死锁预防
破坏死锁的必要条件之一，消除产生死锁的可能性， 严格地防止死锁的出现。 死锁的必要条件: 互斥条件 不可抢占条件 部分分配条件 循环等待条件 防止死锁发生 控制多个进程互斥访问资源 强迫进程暂时释放资源 “预先静态分配法” “有序资源使用法”
对资源限制严格，使资源利用率和进程执行效率大大降低， 是以降低处理速度作为代价的。
没有环，就不会死锁。
15
资源分配图示例
R1 R3
•
•
P1
P2
P3
• •
R2
P2 R3 P3 R2 P2
cycle, deadlock
16
资源分配图示例
R1
• •
P2
P1
P3
P 1 R 1 P 3 R 2 P 1
cycle, no deadlock • •
P4
17
4.2 死锁处理
破坏产生死锁的四个必要条件之一, 死锁的预防:预先静态分配法,有序资源使用法 死锁的避免:银行家算法 或者允许死锁产生，但当死锁发生时能检测出死锁， 并有能力实现恢复。 死锁的检测:资源分配图 死锁的恢复:强制性撤消进程,挂起和解挂机构
18
4.2 死锁处理
系统不发生死锁，必须设法破坏产生死锁的四个必 要条件之一, 或者允许死锁产生，但当死锁发生时能检测出死锁， 并有能力实现恢复。
第4章 死锁处理
1
本章知识点
4.1 死锁问题概述 4.2 死锁处理 4.3 哲学家用餐问题
2
内容
•何为死锁? •死锁的必要条件：四条 •死锁的预防：预先静态分配法,有序资源使用法 •死锁的避免：银行家算法 •死锁的检测：资源分配图 •死锁的恢复：强制性撤消进程,挂起和解挂机构
3
死锁的现象
19
4.2.1 死锁预防
破坏死锁的必要条件之一，消除产生死锁的可能性， 严格地防止死锁的出现。 死锁的必要条件: 互斥条件 不可抢占条件 部分分配条件 循环等待条件 防止死锁发生 控制多个进程互斥访问资源 强迫进程暂时释放资源 “预先静态分配法” “有序资源使用法”
对资源限制严格，使资源利用率和进程执行效率大大降低， 是以降低处理速度作为代价的。
没有环，就不会死锁。
15
资源分配图示例
R1 R3
•
•
P1
P2
P3
• •
R2
P2 R3 P3 R2 P2
cycle, deadlock
16
资源分配图示例
R1
• •
P2
P1
P3
P 1 R 1 P 3 R 2 P 1
cycle, no deadlock • •
P4
17
4.2 死锁处理
破坏产生死锁的四个必要条件之一, 死锁的预防:预先静态分配法,有序资源使用法 死锁的避免:银行家算法 或者允许死锁产生，但当死锁发生时能检测出死锁， 并有能力实现恢复。 死锁的检测:资源分配图 死锁的恢复:强制性撤消进程,挂起和解挂机构
18
4.2 死锁处理
系统不发生死锁，必须设法破坏产生死锁的四个必 要条件之一, 或者允许死锁产生，但当死锁发生时能检测出死锁， 并有能力实现恢复。
操作系统chapter4
0 100 相对地址 2500 LOAD1,2500 重定位寄存器 10000 10000 10100
LOAD1,2500
2500
365
＋
12500
365
5000 作业J 处理机一侧 存储器一侧
15000
主存
图 4-9 动态重定位示意图
3. 动态重定位分区分配算法
请求分配 u.size 分区 检索空闲分区链(表)
存中，从而获得空闲内存空间来装入新程序。
所谓“对换”， 是指把内存中暂时不能运行的进程或者
暂时不用的程序和数据，调出到外存上，以便腾出足够的内
存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和
数据，调入内存。对换是提高内存利用率的有效措施。
交换的基本单位为整个进程的地址空间。覆盖
的基本单位为一个程序的几个代码段或数据段。
空闲区链：首址递增排列；
申请：按分区的先后次序，从头查找，找到符合 要求的第一个分区； 优点：尽量使用低地址空间， 高地址空间保持大的空闲区域。
缺点：随着低地址分区不断划分而产生较多小分
区（内存碎片），每次分配时查找时间开销会 增大。
(2) 循环首次适应算法
空闲区链：首址递增排列； 申请：从上次分配的分区起查找（到最后分区时 再回到开头），找到符合要求的第一个分区，
2) 回收内存
图 4-7 内存回收时的情况
• 系统回收分区的主要步骤：1 检查回收分 区是否与空闲区邻接，如邻接则加以合 并；2 修改说明表 • 释放区邻接的分区情况可能是：释放区 邻接的是另一进程的已分配区，或者是 空闲区。 • 下面以首次适应法说明了系统回收该进 程占用区存在的四种可能情况。设进程 的释放区为R，与R相邻的两个空闲区分 别为F1和F2。R的首地址送LOC，R的尾 地址送LOC1，R的大小送SIZE。
LOAD1,2500
2500
365
＋
12500
365
5000 作业J 处理机一侧 存储器一侧
15000
主存
图 4-9 动态重定位示意图
3. 动态重定位分区分配算法
请求分配 u.size 分区 检索空闲分区链(表)
存中，从而获得空闲内存空间来装入新程序。
所谓“对换”， 是指把内存中暂时不能运行的进程或者
暂时不用的程序和数据，调出到外存上，以便腾出足够的内
存空间，再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和
数据，调入内存。对换是提高内存利用率的有效措施。
交换的基本单位为整个进程的地址空间。覆盖
的基本单位为一个程序的几个代码段或数据段。
空闲区链：首址递增排列；
申请：按分区的先后次序，从头查找，找到符合 要求的第一个分区； 优点：尽量使用低地址空间， 高地址空间保持大的空闲区域。
缺点：随着低地址分区不断划分而产生较多小分
区（内存碎片），每次分配时查找时间开销会 增大。
(2) 循环首次适应算法
空闲区链：首址递增排列； 申请：从上次分配的分区起查找（到最后分区时 再回到开头），找到符合要求的第一个分区，
2) 回收内存
图 4-7 内存回收时的情况
• 系统回收分区的主要步骤：1 检查回收分 区是否与空闲区邻接，如邻接则加以合 并；2 修改说明表 • 释放区邻接的分区情况可能是：释放区 邻接的是另一进程的已分配区，或者是 空闲区。 • 下面以首次适应法说明了系统回收该进 程占用区存在的四种可能情况。设进程 的释放区为R，与R相邻的两个空闲区分 别为F1和F2。R的首地址送LOC，R的尾 地址送LOC1，R的大小送SIZE。
华南理工大学操作系统(含课程设计)随堂练习
华南理工大学操作系统(含课程设计)随堂练习编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（华南理工大学操作系统(含课程设计)随堂练习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为华南理工大学操作系统(含课程设计)随堂练习的全部内容。
本次练习有13题，你已做13题，已提交13题，其中答对13题。
当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对10题.1.实时操作系统必须在（)内处理完来自外部的事件。
A。
响应时间 B.周转时间 C.被控对象规定时间 D.调度时间答题： A. B。
C. D. （已提交）参考答案：C问题解析：2。
操作系统是对（)进行管理的软件。
A。
软件B。
硬件C。
计算机资源D。
应用程序答题：A。
B。
C。
D. (已提交）参考答案：C问题解析：3.配置了操作系统的计算机是一台比原来的物理计算机功能更强的计算机，这样的一台计算机只是一台逻辑上的计算机，称为( ）计算机。
A。
并行 B. 真实C。
虚拟 D. 共享答题：A。
B。
C。
D。
（已提交）参考答案:C问题解析：4.操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的（）A。
利用率B。
可靠性C。
稳定性D。
兼容性答题： A. B. C。
D. （已提交)参考答案：A问题解析：5.在操作系统中，并发性是指若干事件____发生( ）A。
在同一时刻B。
在不同时刻C. 在某一时间间隔内D。
依次在不同时间间隔内C. : A. C. : ....: B. C. : B.A. B. C.A. 3B. 2C. 1D. 0答题： A. B. C。
D. （已提交)参考答案:B问题解析：5。
华南理工大学-操作系统课件PPT
计算机操作系统
第1章 操作系统概论
1
本章知识点
1.1 操作系统的作用 1.2 操作系统的演变 1.3 操作系统的主要成就 1.4 操作系统举例 1.5 操作系统的主要研究课题
2
1.1 操作系统的作用
操作系统是
控制应用程序执行， 充当硬件系统和应用程序(用户)之间界面(方便用户)
的软件。
用户1…n 应用程序1,2…
36
1.3.2 存储管理
虚拟处理器 读、写
复制
文件
虚拟存储器
(a) 用户观点
长期存储设备
实 际 处 理 器虚 拟 地 址(地 映 址 射 转 换 器 器 ) 存 储 器
内存 交 换
辅存
地 址
(b) 操作系统设计者观点 37
1.3.3 信息保护和安全性
与计算机系统和存储在其中的信息的存取控制 有关的4种保护策略： ①不共享。 ②共享原始程序或数据文件。 ③无存储子系统。 ④控制信息的分布。
➢ 微观上串行运行： 各作业交替使用 CPU
主要优点：
通过将用户的CPU请求和I/O请求重叠起来，
以此来提高CPU的利用率。
18
多道程序设计技术的要求
➢ Memory management(存储管理)– 系统必须为若干作业分派空间
➢ CPU scheduling (CPU调度) – 系统必须在就绪作业中挑选
然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上， 每当一个程序执行完毕返回监控器时，监控器已自动装 入下一个程序。
减少安装磁带、装入程序和返绕磁带等有关的工序浪费的 时间，因此，也就减少了计算机的空闲时间。
10
➢ 系统对作业的处理是成批地进行 ➢ 作业在系统中配置的监督程序控制下，
第1章 操作系统概论
1
本章知识点
1.1 操作系统的作用 1.2 操作系统的演变 1.3 操作系统的主要成就 1.4 操作系统举例 1.5 操作系统的主要研究课题
2
1.1 操作系统的作用
操作系统是
控制应用程序执行， 充当硬件系统和应用程序(用户)之间界面(方便用户)
的软件。
用户1…n 应用程序1,2…
36
1.3.2 存储管理
虚拟处理器 读、写
复制
文件
虚拟存储器
(a) 用户观点
长期存储设备
实 际 处 理 器虚 拟 地 址(地 映 址 射 转 换 器 器 ) 存 储 器
内存 交 换
辅存
地 址
(b) 操作系统设计者观点 37
1.3.3 信息保护和安全性
与计算机系统和存储在其中的信息的存取控制 有关的4种保护策略： ①不共享。 ②共享原始程序或数据文件。 ③无存储子系统。 ④控制信息的分布。
➢ 微观上串行运行： 各作业交替使用 CPU
主要优点：
通过将用户的CPU请求和I/O请求重叠起来，
以此来提高CPU的利用率。
18
多道程序设计技术的要求
➢ Memory management(存储管理)– 系统必须为若干作业分派空间
➢ CPU scheduling (CPU调度) – 系统必须在就绪作业中挑选
然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上， 每当一个程序执行完毕返回监控器时，监控器已自动装 入下一个程序。
减少安装磁带、装入程序和返绕磁带等有关的工序浪费的 时间，因此，也就减少了计算机的空闲时间。
10
➢ 系统对作业的处理是成批地进行 ➢ 作业在系统中配置的监督程序控制下，
操作系统 华理 chapter2
若两个程序p1和p2能满足下述条件，它 若两个程序p 能满足下述条件， 们便能并发执行，且具有可再现性。 们便能并发执行，且具有可再现性。
R(p1)∩W(p2)∪R(p2)∩W(p1)∪W(p1)∩W(p2) ={}
程序并发执行条件例题
Eg S1：a:=x+2 S2: b:=z+4 S3:c:=a-b S4:w:=c+1 试利用Bernstein条件证明： 条件证明： 试利用 条件证明 并发执行；（ ；（2） 不能。 （1）S1与S2并发执行；（ ） S1与S3,S2与S3,S3与S4不能。 ） 各语句的读、写集分别为： 解：各语句的读、写集分别为： R(S1)={x}, W(S1)={a}, R(S2)={z}, W(S2)={b}, R(S3)={a,b}, W(S3)={c}, R(S4)={c}, W(S4)=∩ W(S1) ={} 且W(S1) ∩ W(S2) ={} 所以由Bernstein条件，S1与S2并发执行。 条件， 并发执行。 所以由 条件 同理可证S 不能并发执行（ 同理可证 1与S3,S2与S3,S3与S4不能并发执行（略）。
通常一个程序可分成若干个程序段， 通常一个程序可分成若干个程序段，它们必 须按照某种先后次序执行， 须按照某种先后次序执行，仅当前一操作执 行后，才能执行后继操作。 行后，才能执行后继操作。 Eg1: S1: a:=x+y S1 S2 S3 b:=aS2: b:=a-5 S3: c:=b+1 Eg2:进行计算： I:输入操作 C:计算操作 进行计算 Eg2:进行计算： I:输入操作 C:计算操作 P:打印操作 在进行计算时， P:打印操作 在进行计算时，总是先输入用 户的程序和数据，然后进行计算， 户的程序和数据，然后进行计算，最后将结 果打印出来。 果打印出来。
华东理工815操作系统第13讲
0,1,2,…,n-1
物理地址和逻辑地址（2）
逻辑地址（程序地址，相对地址，虚地址）
用户编制的源程序，存在于程序员建立的符 号名字空间内，经过汇编或编译后形成若干目标 代码，这些目标代码连接后形成可装入程序，这 些程序通常采用相对地址的形式，其首地址为0， 其余指令中的地址都相对于首地址而编址。 不能用逻辑地址在内存中读取信息
内存空间的划分：将内存空间划分为若干个固定大 小的分区，除OS占一分区外，其余的每一个分区装 入一道程序。分区的大小可以相等，也可以不等， 但事先必须确定，在运行时不能改变。即分区大小 及边界在运行时不能改变。 系统需建立一张分区说明表或使用表，以记录分区 号、分区大小、分区的起始地址及状态（已分配或 未分配）。
第三步
（3）装入：由装入程序将装
入模块装入内存
内存
4.2
程序的装入和链接
绝对装入方式 可重定位装入方式 动态运行时装入方式
程序的装入
程序的链接
根据链接时间的不同，可将链接分成三种：
静态链接 装入时动态链接
运行时动态链接
物理地址和逻辑地址（1）
内存的结构：由若干存储单元组成，以字节为单位。
1、分区分配中的数据结构（1）
空闲分区表
用来登记系统中的空闲分区（分区号、分区起始 地址、分区大小及状态）。
分区号 1 2 3 4 5 大小KB 32 … 520 … … 起始地址KB 352 … 504 … … 状态 空闲 空表目 空闲 空表目 …
1、分区分配中的数据结构（2）
空闲分区链
用链头指针将系统中的空闲分区链接起来， 构成空闲分区链。每个空闲分区的起始部分存放 相应的控制信息（如大小，指向下一空闲分区的 指针等）。
操作系统 华理 chapter6
文件逻辑结构
将文件存储到外存的方法
文件系统设计的关键要素： 记录构成文件的方法 对任一文件存在着两种形式的结构： 文件的逻辑结构（文件的组织）
从用户观点出发，所观察到的文件组织形式，是用户 可以直接处理的数据及结构，它独立于物理特性。
文件的物理结构（文件的存储结构） 是指文件在外存上的存储组织形式，与存储介质的存 储性能有关，还和所采用的外存分配方式有关。（分为顺 序、链接及索引结构） 注：文件的逻辑结构和物理结构都将影响文件的检索速度。
索引文件-针对变长记录
索引顺序文件-为文件建立一张索引表， 为每组记录的第一个记录设置一个表项
一、文件逻辑结构的类型（2）
无结构的流式文件
好处：更加方便、OS代码更加可靠、灵 活，用户编程也更加方便
文件构成：由字符流构成。大量的源程序、 可执行 文件、 库函数等， 所采用的就是无结构的文件形式， 即流式文件。 有的计算机支持半字节寻址(Nibble Addressing) 长度：以字节为单位（通用计算机寻址的最小单位） 访问：对流式文件的访问，则是采用读写指针来指出 下一个要访问的字符。 注：在UNIX系统中，所有的文件都被看作是流式文件； 即使是有结构文件，也被视为流式文件；系统不对文 件进行格式处理。 可以把流式文件看作是记录式文件的一个特例。
本单位） 文件类型和文件系统模型 文件操作
一、数据的组成
数据项（最低级的数据组织形式） 基本数据项（最小的逻辑数据单位） 用于描述一个对象的某种属性的字符集， 是数据组织中可以命名的最小逻辑单位 组合数据项 由若干个基本数据项组成，简称组项 工资是个组项，由基本 记录 工资、工龄工资和奖励 是一组相关数据项的集合， 工资等基本项组成 用于描述一个对象在某方面的属性 文件
操作系统chapter-精PPT文档128页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
操作系统chapter-精
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
操作系统 华理 chapter7
同一程序中不包含被调用代码
系统调用是动态调用，程序中不包含被调用代码， 好处： （1）用户程序长度缩短
（2）当OS升级时，调用方式不必改变
系统调用方式的调用地址和返回地址都是不固定 的（系统调用指令中不包含调用地址，只包含功 能号；系统调用返回指令中不包括返回地址，通 过栈保存和弹出返回地址，系统调用返回地址不 固定）
形成一张“系统调用表”。
需要调用open()时，先 把open()的编号5放在ax 寄存器中，再发生中断。
中断处理程序根据ax查表， 5 得知需要调用的是 …… open()。
Linux的系统调用过程（3）
比如有这样一段程序 mov ax,5 open(); int 80h …… mov ax,3 read(); int 80h …… mov ax,4 write(); int 80h …… 用户态
命令解释程序的作用（2）
执行相应的命令处理程序。转到相应的命令处理 程序入口地址，再把控制权交给该处理程序去执 行。（对内部命令，其命令处理程序就含在解释
程序内，所以由解释程序直接执行）
处理结果送屏幕上显示。将处理结果送屏幕上显
示，或显示某些出错信息。
命令解释程序的组成（1）
常驻部分 包括一些中断服务子程序，如： INT 20 （正常退出中断） INT 27 （驻留退出中断） INT 24 （处理和显示标准错误信息） 包括程序：当用户程序终止后，检查暂存部分是 否已被用户程序覆盖，若已被覆盖，则重新将暂 存部分调入内存。
命令解释程序的工作流程
命令解释程序的作用（1）
等待用户输入命令。命令解释程序获CPU控制权后， 在屏幕上产生提示符，等待用户输入命令