第8章 操作系统
操作系统第8章 操作系统实验
8.5.3 实验准备
1. Linux模块概述 2. 设备驱动程序的设计 3. 参考程序的分析
8.6 文件系统实验
8.6.1 实验内容
以root身份登录系统后,练习常用Linux文件操作命令以及 学习文件系统的装卸。
第8章 操作系统实验
内容提要
本教材以Linux操作系统为平台,通过它提供的键盘控制命令 了解操作系统的功能;通过它提供的系统调用命令实现进程 (线程)的同步与互斥、进程的通信、设备的管理等操作,从 而理解操作系统的工作原理。
本实验平台使用Red Hat Linux 9.0,并且使用文本操作界面。 实验内容包括Linux系统基本操作、进程通信、进程同步与互斥、 生产者与消费者、存储管理、设备管理、文件系统等实验。本 教材提供的实验同样适用于其他版本的Linux。
8.3 进程的同步与互斥实验
8.3.1 实验内容
1. 利用POSIX标准的pthread线程库创建五个线程,实现这 五个线程之间的互斥地访问数组N。这五个线程分别标识为0、 1、2、3、4,线程i的工作可描述如下: (1) 线程i休息一段时间,i可以是五个线程之一。 (2) 使N[i]加1,N[i]记录线程i进入临界区的次数。 (3) 使N[5]加1,记录这五个线程的进入临界区的总次数。 (4) 转(1)。 2. 利用POSIX标准的pthread线程库创建两个线程,实现这 两个线程之间的同步共享变量buffer(相当于一个缓冲区)。其 中一个线程产生一个随机数保存的变量buffer中,另一个线程将 该随机数打印出来。
第8章 操作系统实验
教学目标
通过本实验使学生理解操作系统的功能,掌握进程 (线程)的同步与互斥、进程的通信、设备的管理、文 件系统的实现原理,从而掌握操作系统的概念和原理。
操作系统--精髓与设计原理(第八版)第八章复习题答案
操作系统--精髓与设计原理(第⼋版)第⼋章复习题答案8.操作系统--精髓与设计原理(第⼋版)第⼋章复习题答案8.1 简单分页与虚拟内存分页有何区别?进程运⾏时,简单分页的所有页必须都在内存中,除⾮使⽤了覆盖技术,虚存分页并⾮所有页都须在内存页框中,仅在需要时才读⼊页,把⼀页读⼊内存可能需要把另⼀页写出到磁盘。
8.2 什么是抖动?当操作系统读取⼀块内存时,它必须把另⼀块换出。
如果⼀块正好在将要⽤到之前换出,操作系统就不得不很快地把它取回。
这类操作通常会导致⼀种称为系统抖动( thrashing)的情况。
这样会使处理器的⼤部分时间都⽤于交换块⽽⾮执⾏指令。
8.3 为何在使⽤虚拟内存时,局部性原理⾄关重要?局部性原理描述了⼀个进程中程序和数据引⽤的集簇倾向。
因此,假设在很短的时间内仅需要进程的⼀部分块是合理的。
同时,还可以对将来可能会访问的块进⾏猜测,从⽽避免系统抖动。
局部性原理表明虚拟内存⽅案是可⾏的。
8.4 哪些元素是页表项中能找到的典型元素?简单定义每个元素。
页号: 虚拟地址的页号部分。
进程标志符:使⽤该页的进程。
页号和进程标志符共同标志-个特定进程的虚拟地址空间的⼀页。
控制位: 该域包含⼀些标记,⽐如有效、访问和修改,以及保护和锁定信息。
链指针: 若某项没有链项,则该域为空(或⽤⼀个单独的位来表⽰)。
否则,该域包含链中下⼀项的索引值(0~2^m -1之间的数字)。
8.5 转换检测缓冲区的⽬的是什么?原则上,每次虚存访问都可能会引起两次物理内存访问:⼀次取相应的页表项,另⼀次取需要的数据。
因此,简单的虚拟内存⽅案会导致内存访问时间加倍。
为克服这个问题,⼤多数虚拟内存⽅案都为页表项使⽤了⼀个特殊的⾼速缓存,通常称为转换检测缓冲区(TranslationLookaside Buffer, TLB)。
8.6 简单定义两种可供选择的页⾯读取策略。
请求分页,只有当访问到某页中的⼀个单元时才将该页取⼊内存。
《操作系统》课程教案
《操作系统》课程教案第一章:操作系统概述1.1 教学目标了解操作系统的定义、功能和作用掌握操作系统的基本组成和分类理解操作系统的历史和发展1.2 教学内容操作系统的定义和作用操作系统的组成:内核、shell、文件系统、设备驱动程序操作系统的分类:批处理系统、分时系统、实时系统、分布式系统操作系统的历史和发展1.3 教学方法采用讲授法,介绍操作系统的概念和发展历程通过实例分析,让学生了解操作系统的组成和作用开展小组讨论,比较不同类型的操作系统1.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:操作系统的定义、功能、组成和分类实例:Windows、Linux、macOS等操作系统的特点1.5 教学评估课堂问答:了解学生对操作系统的概念和组成的掌握情况小组讨论:评估学生对不同类型操作系统的理解和分析能力课后作业:巩固学生对操作系统知识的学习第二章:进程管理2.1 教学目标了解进程的定义和作用掌握进程管理的基本方法和策略理解进程同步和互斥的概念2.2 教学内容进程的定义和作用进程管理的基本方法:进程调度、进程同步、进程互斥进程同步和互斥的实现:信号量、管程、事件等2.3 教学方法采用讲授法,介绍进程的定义和作用通过实例分析,让学生了解进程管理的方法和策略开展小组讨论,探讨进程同步和互斥的实现方式2.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:进程的定义、进程管理的方法和策略、进程同步和互斥的概念实例:进程调度算法、信号量的使用2.5 教学评估课堂问答:了解学生对进程的定义和作用的掌握情况小组讨论:评估学生对进程管理方法和策略的理解能力课后作业:巩固学生对进程同步和互斥知识的学习第三章:内存管理3.1 教学目标了解内存的定义和作用掌握内存管理的基本方法和策略理解内存分配和回收的原则3.2 教学内容内存的定义和作用内存管理的基本方法:分页、分段、虚拟内存内存分配和回收的原则:首次适应法、最佳适应法、最坏适应法3.3 教学方法采用讲授法,介绍内存的定义和作用通过实例分析,让学生了解内存管理的方法和策略开展小组讨论,探讨内存分配和回收的原则3.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:内存的定义、内存管理的方法和策略、内存分配和回收的原则实例:分页算法、分段算法、虚拟内存的实现3.5 教学评估课堂问答:了解学生对内存的定义和作用的掌握情况小组讨论:评估学生对内存管理方法和策略的理解能力课后作业:巩固学生对内存分配和回收知识的学习第四章:文件管理4.1 教学目标了解文件的定义和作用掌握文件管理的基本方法和策略理解文件系统的结构和组织方式4.2 教学内容文件的定义和作用文件管理的基本方法:文件的创建、删除、打开、关闭等文件系统的结构和组织方式:目录结构、文件存储方式、文件访问控制4.3 教学方法采用讲授法,介绍文件的定义和作用通过实例分析,让学生了解文件管理的方法和策略开展小组讨论,探讨文件系统的结构和组织方式4.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:文件的定义、文件管理的方法和策略、文件系统的结构和组织方式实例:Linux、Windows等操作系统中的文件管理4.5 教学评估课堂问答:了解学生对文件的定义和作用的掌握情况小组讨论:评估学生对文件管理方法和策略的理解能力课后作业:巩固学生对文件系统结构和组织方式知识的学习第五章:设备管理5.1 教学目标了解设备的定义和作用掌握设备管理的基本方法和策略理解设备驱动程序第六章:设备管理(续)5.2 教学内容设备驱动程序:概念、作用和实现方式设备管理的基本方法:设备分配、设备请求调度、设备控制设备管理的高级主题:I/O中断处理、DMA传输、虚拟设备5.3 教学方法采用讲授法,介绍设备驱动程序的概念和作用通过实例分析,让学生了解设备管理的方法和策略开展小组讨论,探讨设备管理的高级主题5.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:设备驱动程序的概念、设备管理的方法和策略、设备管理的高级主题实例:硬盘驱动程序、打印机驱动程序、I/O中断处理5.5 教学评估课堂问答:了解学生对设备驱动程序的定义和作用的掌握情况小组讨论:评估学生对设备管理方法和策略的理解能力课后作业:巩固学生对设备管理高级主题知识的学习第七章:操作系统用户界面7.1 教学目标了解操作系统的用户界面的定义和作用掌握操作系统用户界面的基本设计和实现方法理解图形用户界面(GUI)和命令行用户界面(CLI)的差异和优缺点7.2 教学内容用户界面的定义和作用用户界面的基本设计原则:用户友好性、易用性、可访问性GUI和CLI的设计和实现方法:窗口管理、事件处理、命令解析7.3 教学方法采用讲授法,介绍用户界面的定义和作用通过实例分析,让学生了解用户界面的设计和实现方法开展小组讨论,探讨GUI和CLI的差异和优缺点7.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:用户界面的定义、用户界面的设计和实现方法、GUI和CLI的差异和优缺点实例:Windows操作系统、Linux终端、macOS的Finder7.5 教学评估课堂问答:了解学生对操作系统用户界面的定义和作用的掌握情况小组讨论:评估学生对用户界面设计和实现方法的理解能力课后作业:巩固学生对GUI和CLI差异和优缺点知识的学习第八章:操作系统安全8.1 教学目标了解操作系统安全的定义和重要性掌握操作系统安全的基本机制和策略理解操作系统的安全威胁和防护措施8.2 教学内容操作系统安全的定义和重要性安全机制:访问控制、身份验证、加密、审计安全策略:最小权限原则、安全分层模型、安全内核常见安全威胁:恶意软件、漏洞攻击、social engineering防护措施:防火墙、入侵检测系统、安全更新8.3 教学方法采用讲授法,介绍操作系统安全的定义和重要性通过实例分析,让学生了解安全机制和策略开展小组讨论,探讨安全威胁和防护措施8.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:操作系统安全的定义、安全机制和策略、安全威胁和防护措施实例:操作系统安全漏洞案例分析、安全防护工具的使用8.5 教学评估课堂问答:了解学生对操作系统安全的定义和重要性的掌握情况小组讨论:评估学生对安全机制和策略的理解能力课后作业:巩固学生对操作系统的安全威胁和防护措施知识的学习第九章:操作系统性能分析9.1 教学目标了解操作系统性能的定义和重要性掌握操作系统性能分析的基本方法和工具理解操作系统性能优化和调优的策略9.2 教学内容操作系统性能的定义和重要性性能分析方法:基准测试、模拟、监控和分析工具性能评价指标:响应时间、吞吐量、资源利用率性能优化策略:进程调度优化、内存管理优化、文件系统优化9.3 教学方法采用讲授法,介绍操作系统性能的定义和重要性通过实例分析,让学生了解性能分析方法和工具开展小组讨论,探讨性能优化和调优的策略9.4 教学资源教材:《操作系统原理与应用》课件:操作系统性能的定义、性能分析方法和工具、性能优化和调优的策略实例:操作系统性能监控工具(如top, vmstat)的使用、性能优化的案例分析重点和难点解析1. 操作系统的定义和作用:理解操作系统作为计算机系统核心组件的基本概念,以及它在资源管理、程序执行和用户界面方面的关键作用。
第1-8章 操作系统的基本概念
第1-8章操作系统的基本概念一、选择题1..操作系统是一种(B).A.通用软件B.系统软件C.应用软件D.软件包2.操作系统_(D)_管理部分负责对进程进行调度。
A.主存储器B.控制器C.运算器D.处理机3.操作系统是对_(C)_进行管理的软件。
A.软件B.硬件C.计算机资源D.应用程序4.操作系统的基本类型有__(B)_.A.批处理系统、分时系统及多任务系统 B.实时、批处理及分时系统B.单用户系统、多用户系统及批处理系统 D.实时、分时、多用户系统5.所谓_(B)_是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。
A.多重处理B.多道程序设计C.实时处理D.共行执行6.关于操作系统的叙述正确的是(A)_.A.批处理作业必须具有作业控制信息B.分时系统不一定都具有人机交互功能B.从响应时间的角度看,实时系统与分时系统差不多 D.由于采用了分时技术,用户可独占计算机资源7.如果分时操作系统的时间片一定,那么(B),则响应时间越长。
A.用户数越少B.用户数越多C.内存越少D.内存越多8.系统在(C),发生从目态到管态的转换。
A.发出P操作时B.发出V操作时C.执行系统调用时D.执行置程序状态字时9.以下叙述正确的是(C). 低A.操作系统的作业管理是一种微观的高级管理B.作业的提交方式有两种,但对应的作业控制方式只有一种 C.一个作业从进入系统到运行结束,一般要经历的状态是:后备状态、就绪状态和完成状态。
D.多道批处理与单道批处理的主要区别在于它必须有作业调度功能和进程调度功能,内存中可以存放多道作业。
10._(C)是作业存在的唯一标志。
A.作业名B.进程控制块C.作业控制块D.程序名11.作业调度算法的选择常考虑的因素之一是使系统有最高的吞吐率,为此应__(B)_____.A.不让处理机空闲B.能够处理尽可能多的作业C.使各类用户都满意D.不使系统过于复杂12.当作业进入完成状态,OS(B).A.将删除该作业并收回其所占资源,同时输出结果。
计算机操作系统每章习题及答案
计算机操作系统每章习题及答案《操作系统》复习题第一章操作系统引论一、单项选择题1、操作系统是一种( B )。
A.应用软件B. 系统软件C.通用软件D. 工具软件2、操作系统是一组( C )。
A.文件管理程序B.中断处理程序C.资源管理程序D.设备管理程序3、现代操作系统的基本特征是( C )、资源共享和操作的异步性。
A.多道程序设计B. 中断处理C.程序的并发执行D. 实现分时与实时处理4、( D )不是操作系统关心的主要问题。
A. 管理计算机裸机B. 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面C. 管理计算机系统资源D. 高级程序设计语言的编译器5、引入多道程序的目的在于( A )。
A. 充分利用CPU,减少CPU等待时间B. 提高实时响应速度C. 有利于代码共享,减少主、辅存信息交换量D. 充分利用存储器6、( A )没有多道程序设计的特点。
A. DOSB. UNIXC. WindowsD.OS/27、下列操作系统中,为分时系统的是( C )。
A. CP/MB. MS-DOSC. UNIXD. Windows NT8、在分时系统中,时间片一定,( B ),响应时间越长。
A.内存越多B.用户数越多C.后备队列越短D.用户数越少9、批处理系统的主要缺点是( B )。
A.CPU的利用率不高B.失去了交互性C.不具备并行性D.以上都不是10、在下列性质中,( D )不是分时系统的特征。
A. 交互性B. 同时性C. 及时性D. 独占性11、实时操作系统追求的目标是( C )。
A.高吞吐率B.充分利用内存C. 快速响应D. 减少系统开销12、CPU状态分为系统态和用户态,从用户态转换到系统态的唯一途径是( C )。
A. 运行进程修改程序状态字B. 中断屏蔽C. 系统调用D. 进程调度程序13、系统调用的目的是(A )。
A.请求系统服务B.终止系统服务C.申请系统资源D.释放系统资源14、系统调用是由操作系统提供的内部调用,它(B )。
操作系统作业一及答案
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: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、有效地使用计算机,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。
作用: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:批处理操作系统:通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带(磁盘)上,并在系统中配上监督程序(Monitor),在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理,直到磁带(磁盘)上所有的作业全部完成。
其特点:(1)自动性;(2)顺序性。
分时操作系统:是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过自己的终端,以交互方式使用计算机,共享主机中的资源。
其特点:(1)多路性;(2)独立性;(3)及时性;(4)交互性。
实时操作系统:是指系统及时(或即时)响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。
其特点:(1)多路性;(2)独立性;(3)及时性;(4)交互性;(5)可靠性。
3操作系统需要管理哪些资源?它的基本功能是什么?答:硬件资源:CPU,打印机等,软件资源:数据,程序等4操作系统对外提供了哪些接口?答:(1)操作系统的命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行,用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能,它包括了键盘操作命令和作业控制命令,称为作业一级的用户接口。
命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命令方式(命令行)和间接命令方式(命令文件)。
(2)操作系统的程序接口它是用户程序和操作系统之间的接口,用户程序通过它们使用系统资源及系统服务,这种接口方式通常采用若干系统调用组成。
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)
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 8 章 操作系统安全
综上所述,要保证操作系统安全,三个方面必不可少:
首先,需要集中式基础设施,利用数量有限、可以统一下 载的镜像,自动管理企业网络的操作系统配置。大多数 安全入侵事件是由于没有合理配置操作系统而造成的。 然后,根据明确规定用户访问权限、身份和许可的安全策 略,针对这些操作系统对用户进行配置,这一切可以利 用身份生命周期管理程序实现自动管理。 第三,一旦管理员制订了合适的安全策略,就要监控策略 在企业里面的实施情况。事先制止可能违反安全的隐患, 以免危及企业。
如果一家企业的安全措施由人工管理改为自动管理,势 必可以大幅节省成本。人工方法不仅成本高昂、缺乏 灵活,还大大增加了故障率,因而提高了成本。 实际上,合理配臵的操作系统带来的安全是促进业务发 展的有效方法,它不仅能节省费用,还使企业内外心
8.2 Windows系统安全
大多数中小企业的网络服务器都选择Windows 的 NT/2000等操作系统。WinNT/2000有简体 中文版和英文版两种。强烈建议选择使用英文 版的操作系统,因为Windows操作系统是基 于英文开发的,所以中文版的bug肯定要多于 英文版,而且因为各种补丁都是先发表英文版 的,而中文版的往往要延迟一段时间,那么这 延迟的这段时间就有相当的风险。
操作系统第8章测试题及答案整理
第8章测试题及答案整理注:不保证全部正确,如有错误自行更改一.选择题1.假脱机技术是指。
A.联机同时外围设备操作技术B.对换技术和覆盖技术C.SPOOLing技术D.A和C2.缓冲技术中的缓冲池在中。
A.主存B.外存C.ROMD.寄存器3.引入缓冲的主要目的是。
A.改善CPU和I/O设备之间速度不匹配B.节省内存C.提高的CPU利用率D.高I/O设备的效率4.CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度,为了解决这一矛盾,可采用。
A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术5.为了使多个进程能同时处理输入和输出,最好使用结构的缓冲技术。
A.缓冲池B.闭缓冲区环C.单缓冲区D.双缓冲区6.通过硬件和软件的功能扩充,把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备,这种设备称为。
A.存储设备B.系统设备C.用户设备D.虚拟设备7.如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成,这种数据交换方式是。
A.程序查询B.中断C.DMAD.无条件存取8.中断发生后,应保留。
A.缓冲区指针B.关键寄存器内容C.被中断的程序D.页表9.下面的不属于设备管理机构。
A.JCBB.DCTC.COCTD.CHCT解析:JCB作业控制块、DCT设备控制表、COCT控制器控制表、CHCT通道控制表10.大多数低速设备都属于设备。
A.独享B.共享C.虚拟D.Spool11. 是直接存取的存储设备。
A.磁盘B.磁带C.打印机D.键盘显示终端12.以下叙述中正确的为。
A.在现代计算机中,只有I/O设备才是有效的中断源B.在中断处理过程中必须屏蔽中断C.同一用户所使用的I/O设备也可能并行工作D.Spooling是脱机I/O系统13. 是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
A.SpoolingB.虚存技术C.覆盖与交换D.通道解析:时间->空间(虚存)、空间->时间(Spooling)14.Spooling技术,实质是将转化为共享设备的技术。
精品文档-计算机操作系统教程(第二版)(徐甲同)-第8章
物,它是由计算机本身的系统结构逐渐演变过来的。它是由若 干台计算机以信息传输为主要目的而连接起来组成的系统,以 实现计算机或计算机系统之间的资源共享、数据通信、信息服 务与网络并行计算等为主要功能。
计算机网络作为一个信息处理系统,其构成的基本模式有 两种:对等模式和客户/服务器模式。
第8章 网络操作系统
1. 对等(Peer to Peer)模式 在对等模式中,网络上任一节点机所拥有的资源都作为网 络公用资源,可被其它节点机上的网络用户共享。在这种情况 下,一个节点机可以支持前、后台操作,当在前台执行应用程 序时,后台支持其它网络用户使用该机资源。也就是说,网络 上的一个节点机既可以作为客户机与其它节点机交往并访问其 资源,又可起到服务器的作用,它能管理本节点机的共享资源 并为其它节点机服务。此时可把对等模式中的节点机看成是客 户和服务器的组合体,因而有时也称其为组合站。
第8章 网络操作系统
3. 通信与同步 在计算机网络系统中,必须提供信息传输的基本功能,通 常以通信原语的形式出现。这些通信原语可供应用程序调用, 从而构成了用户与网络的接口。在两个进程的一次通信中,通 常可用发送(Send)原语和接收(Receive)原语来完成。但这两 条原语的执行也还存在两个问题,一是可靠性问题,二是同步 问题。
第8章 网络操作系统
(3) 网络服务软件。为支持服务器上资源共享,网络服务 器操作系统应提供一些核外实用程序供客户应用程序使用。这 些网络服务软件可以是文件服务、打印服务以及电子邮件服务 等。
(4) 网络安全管理软件。网络操作系统应对不同用户赋予 不同的访问权限,通过规定对文件和目录的存取权限等措施, 实现网络的安全管理。另外为了监测网络性能,及时了解网络 运行情况和发生故障,网络操作系统应配置网络管理软件。
计算机操作系统(第四版)1-8章 课后答案(全)
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。
天脉(ACoreOS)操作系统培训第八章:可配置组件
VxWorks兼容包移植步骤
(一)在配置OS时,选择支持“VxWorks兼容包” 组件; (二)将在VxWorks上开发的应用软件源程序放置在
LambdaAE环境创建的项目中,进行编译、链接; (三)解决编译或链接过程中出现警告、错误,可能会出现
如下情形:
—应用软件使用到VxWorks兼容包中未实现的服务; —由于编译版本不同(2.96、3.4.4),引入警告信息;
第八章 可配置组件
提纲
VxWorks兼容包 BIT管理 OpenGL 其他组件
2
VxWorks兼容包
为方便原面向VxWorks 5.4/5.5操作系统开发的应 用软件的迁移,充分分析现有系统使用API服务, 实现VxWorks兼容包
作为独立的可配置组件,可以进行裁剪
3
VxWorks兼容包
15
启动BIT测试
通常是指系统在正常运行时进行的BIT测试 (最常见的情形是对处于飞行状态的飞机的某些 设备进行检测)。由于某种需要,在系统正常运 转过程中,操作人员手动启动IBIT以了解系统某 些硬件设备的运转状态。因为这种测试是在系统 正常运转情况下进行的,用户对IBIT测试项进行 配置或实现某些测试接口时,必要慎重考虑和取 舍以保证IBIT测试不影响系统的正常运行
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周期BIT测试
通常指在系统正常运转过程中周期性或利用 系统空闲时间进行的BIT测试。这种测试允许系 统在运行过程中,对某些系统硬件设备进行周期 性或间歇性的监测。通常测试任务是一个可以被 抢占的低优先级任务,因此用户对CBIT进行测试 项进行配置或实现某些测试接口时,必要慎重考 虑和取舍以保证CBIT测试不影响系统的正常运行
由任务号得到任务名
taskNameToId() 由任务名得到任务ID号
第8章:unix操作系统
第八章一. 单项选择题1. UNIX是当今世界上广为使用的_________.A. 小型计算机操作系统B. 多用户多任务操作系统C. 大型计算机操作系统D. 实时多任务操作系统2. UNIX是____操作系统.A. 分时B. 批处理C. 单道D. 实时3. UNIX操作系统的SHELL是负责_____的模块.A. 解释并执行来自终端的命令B. 解释并执行来自终端的内部命令C. 解释并执行来自终端的外部命令D. 进行功能调用4. 在UNIX系统中,用户通过____读取磁盘文件中的数据.A. 作业申请表B. 原语C. 系统调用D. 软中断5. UNIX System V的调度原理其于_____.A. 先来先服务B. 短作业优先C. 时间片轮转D. 时间片+优先级6. UNIX System V的存储管理策略基于_____.A. 单一连续分配B. 固定式分区分配C. 可变式分区分配D. 请求分页7. 在UNIX System V中,系统向用户提供的用于创建新进程的系统调用是____.A. readB. forkC. pipeD. exit8. 当进行中断处理和系统调用时,都将涉及到进程上下文的保存和恢复,此时系统所保存和恢复的是_____的上下文.A. 系统进程B. 同一个进程C. 不同的进程D. 其他进程9. 所谓管道是指能连接某些读进程和写进程的、专门用于进程通信的共享文件.它允许读/写进程按____的方式传送数据.A. 后进先出B. 先进先出C. 任意10. UNLX操作系统的文件系统是_____.A. 一级目录结构B. 二级目录结构C. 分级树形结构D. 链表结构11. 下列4个操作系统中,是分时系统的是_____.A. CP/MB. MS-DOSC. UNLXD. UCDOS12. 下列4个操作系统中,_______没有多道程序设计的特点.A. OS/2B. MS-DOSC. UNLXD. Windows NT13. 下列4个操作系统中,_____具有多道程序设计的特点,但不是分时系统.A. OS/2B. Windows 3.1C. UNLXD. Windows NT14. UNIX操作系统中使用全屏幕编辑的命令是______.A. viB. editC. edlinD. ed15. UNIX把外部设备当作特殊的文件,它们都放在一级目录______中.A. /includeB. /binC. /libD. /dev16. 用ls命令以长格式列目录信息时,若某一文件的特征在文件列表中按如下顺序显示在屏幕上:8234 drwxrw-r- 2user gk 3564 COT 1999 /user/asd.h则同组人的访问权限是____.A. 读和执行B. 读或执行C. 写和执行D. 读和写17. UNIX系统中,把输入/输出设备看作是_____.A. 普通文件B. 特殊文件C. 索引文件D. 目录文件18. UNIX系统中,_____用于把一个进程的输出连接到另一进程的输入.A. 普通文件B. 特殊文件C. 目录文件D. 管道文件19. 在UNIX中文件可分为三类:_____、______和_______.A. 系统文件B. 普通文件C. 数据文件D. 目录文件E. 特殊文件F. 临时文件20. 在UNIX系统的多用户环境下,各个用户都是通过口令在各自的注册账号下行使自己的系统权限.系统对每个文件实行了____三级保护和______三种权限,从而大大加强了文件的保密性和安全性.A. 文件的系统、隐含及私有B. 文件的所有者、同组用户及其他人C. 读、写及执行D. 读、写、执行及拷贝21. UNIX中显示文件内容用_____命令.A. typeB. catC. dirD. more22. 指出下列左边的命令与右边所列的哪个功能相匹配.(1)who (______)(2)passwd (______)(3)date (______)(4)cal (_______)(5)su (_______)A. 显示日期B. 显示日历C. 使自己成为特权用户D. 显示哪些用户在使用系统E. 修改口令23. 下列命令执行的结果是(以字母形式):(1)chmod 755 file1 (____)(2)chmod 664 file2 (_____)(3)chmod 700 file3 (_____)(4)chmod 644 file4 (_____)A. rwxr-xr-xB. rw-rw-r-C. rwx-----D. rw-r-r-24. 下列功能和右边哪个命令相匹配.(1)改变工作目录(______)(2)建立目录(______)(3)删除目录(______)(4)列目录(______)(5)复制(______)(6)显于当前的工作目录(______)(7)目录改名或移动目录(______)A. pwdB. mvC. cpD. cdE. mkdirF. rmdirG. ls25. 假设当前目录为HOME目录,选择命令完成下列操作.(1)列出该目录中所有文件和目录(______)(2)读名为file2的文件(_____)(3)建立file2的一个副本,名为file5 (______)](4)建立一个子目录D2 (____________)(5)转到子目录D2 (______)(6)把file2移到D2 (_____)(7)列出HOME中的所有文件夹(_______)(8)建立与D2同级的子目录D3 (______)(9)在D3中为file2建立一个链接,名为file4 (_______)(10)删除子目录D3 (_____)A. rm*;cd..;rmdir D3B. cd D3;ln;;/D2/file2 file4C. cd..;mkdir D3D. ls-la;;/*E. mv../file2F. cd D2G. mkdir D2H. cp file2 file5I. cat file2或more file2J. ls-la26. 下列关于UNIX的叙述中,______是不正确的.A. UNIX是一个多道的分时操作系统B. PIPE机制是UNIX贡献之一C. 提供可动态装卸的文件卷是UNIX的特色之一D. 路径名是UNIX独有的实现文件共享的机制单项选择题答案******************************************一. 单项选择题1. B2. A3. A4. C5. D6. D7. B8. B9. B10. C11. C12. B13. B14. A15. D16. D17. B18. D19. B D E20. B C21. B22. E F A B C23. A B C D24. D E F G C A B25. J I H G F E D C B A26. D填空题1.UNIX系统为用户提供了面向操作的接口___和面向___的接口____.2.在UNIX System V中,将PCB分成进程表项和U区.除进程表项和U区外,管理进程的数据结构还有_____和___.3.UNIX把执行状态分为两种:一种是_____执行;另一种是核心态执行.4.软中断信号是一种实现______的实施,用于同志对方发生了异常事件.5.在UNIX系统中,为实现请求调页,核心配置了四种数据结构:_____、______、_______和_______.6.在UNIX系统中有两种读方式:一般读方式和______方式. 7.UNIX系统中的每个目录项由______及其相应的_____组成.8.用户在第一次访问任何文件之前,都必须先使用系统调用______来打开指定文件,然后才能对该文件执行读,写和修改等操作.9.在UNIX系统中,键盘,中断,打印机等以_____为单位组织和处理信息的设备称为_____;而磁盘,磁带等以_____为单位组织和处理信息的设备称为________10.. .通往一个文件的路径数目称为此文件的_____.11.用户当前目录下有一子目录temp,在该子目录下有文件test.c 和clock,给出完成以下操作的命令_____,______,_______,______.(1).用MV命令将test.c文件更名为同一目录下的para.c(2). 用MV命令将test.c文件更名为当前目录下的para.c(3).用cp命令完成(1)的操作(4).用cp命令完成(2)的操作12.一个UNIX系统中文件目录如图8.24所示,设当前目录是根目录,给出删除liu的manu子目录的两个命令______,_______.图8.24 一个UNIX系统中文件目录13.一个UNIX系统中文件目录如图8.25所示,设工作目录是u1,给出实现以下功能的UNIX命令________,_________,_______.(1) 显示test.txt文件的内容(2) 在当前目录中查找名为test.txt的文件(3) 将test.txt文件拷贝到temp子目录下,命名为temp1图8.25 一个UNIX系统中文件目录14.缓冲区可分为_____,______,______和______.15.一个进程只有在获得_____,_____和所需设备三者之后,才具备进行______的物质条件.填空题答案****************************1.Shell 程序系统调用2.本进程区表系统区表3.用户态4.进程间简单通信5.页表磁盘块描述表页面数据表对换使用表6.提前读7.文件名索引接点号8.open9.字符字符设备块块设备10.联结计数11. 1)$cd temp$mv test.c para.c2)$cd..$mv temp/test.c para.c3) $cd temp$cp test.c para.c$rm test.c4) $cd.$cp temp/test.c para.c$rm temp/test.c12.1)$cd/usr/liu/manu$rm chap1 chap2$cd..$rmdir manu2) $rm-r manu13.1)$cd text$cat test.txt2)$ find -name test.txt3)$cp test.txt/usr/u1/temp/temp114.单缓冲区双缓冲区多缓冲区缓冲池15.通道控制块I/O操作解析题8 *****************************************1 试利用UNIX 的进程状态说明一个进程在其生命周期内的变化过程.解一个进程从被创建开始到被释放为止的整个生命周期内的变化过程.状态之间的转化有些是通过系统原语或核心函数完成(如唤醒或调度等),有些则由外部事件的发生而导致状态转换(如陷入或中断).下面我们参照图8.2讨论一个进程可能的状态变迁过程,其中的事件说明了各种可能的转换原因,但进程不一定总是要经历这些事件.首先,当父进程执行调用FORK时,被创建进程进入创建状态(图中状态1).当被创建进程处于该状态时,核心为该进程分配U 区以及必要的内存工作集.内存管理分配程序如果能为该进程分配足够的内存,则进程状态发生,由创建状态变为内存中的就绪状态(图中状态2) .此时,由于该进程一分得存放U 区.各种页表和堆栈以及部分正文段和数据段等的内存空间,因此,该进程可以经调度选中后占有CPU.如果内存分配程序不能为该进程分配足够的内存,则该进程的进程上下文被存放到外存交换区中,进程由创建状态变为就绪且换出状态(图中状态3).如果进程处于就绪且换出状态,则只有在交换程序将进程上下文换入内存成为状态2(内存中就绪)之后,才有可能被调度执行.当进程进入内存中就绪状态后,进程调度程序将会在适当时机选择该进程去执行.折实,该进程在核心态下执行(图中状态4) ,以装配该进程的进程上下文.在这个状态下,该进程完成它的FORK 部分的工作.当进程完成FORK 系统调用后,它可能返回用户态下执行用户程序,这时该进程进入状态5, 即用户态下执行状态.另外,UNIX System V 调度策略规定,在进程完成系统调用后返回用户态之前,若此时有优先级高于当前进程的进程存在,则系统将调度优先级高的进程去占据处理机,从而使当前运行进程进入状态8(被剥夺状态).进程进入被剥夺状态后,所出的状态与内存中就绪状态相同,几要等到再一次进程调度时才能返回用户态执行.当进程处于用户态执行时,拥护程序中由于使用系统调用或输入/输出数据等而发生陷入或中断.这样,进程又进入状态4而变为在核心态执行.进程在核心态执行时,因为等待谋事件发生,如等待输入/输出完成等,调用SLEEP原语进入内存中睡眠状态(图中状态6).处于内存中睡眠状态的进程因为内存的限制,将在睡眠一段时间后被交换程序换出内存而进入睡眠且换出状态(图中状态7),知道时间发生后被唤醒原语唤醒而进入状态3,即就绪且换出状态.当进程完成时,将士用系统调用EXIT,从而似的进程进入僵死状态.2.(中国科学技术大学1996年试题)在UNIX System V 中,当一贯进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,该页面可能在什么地方?存储管理模块是如何把它调入内存的?解:在UNIX System V 中,一个进程所访问的页面或者正在内存中,或者在文件系统中,或者在对换设备上.因此,当一个进程所访问的一页既不在内存又不在文件系统中时,改页面可能在对换设备上.此时有核心调用有效性错误处理程序加以处理.当所缺页面在对换设备上但不在内存时,则说明该页曾一度在内存中,但已被偷页进程换出.为从对换设备上调入该页面,核心从磁盘块描述项中找到存放该页面的对换设备和块号,然后为缺页分配一内存页,修改此进程的相应页表项,使之指向该内存页,并将页面数据表放入相应散列队列中,再把该页从对换设备上调入内存.3.(中国科学技术大学1998年试题)在UNIX System V K ,如果一个盘块的大小为 1 KB,每个盘块号4个字节,那么,一个进程要访部偏移量为263168字节处的数据时,需要经过几次间接?解:偏移量度263168的逻辑性块号为:363168/1024=257块内偏移量为:263168-1024 *257=0因为10 <257 <266,所以偏听偏信移地址263168的块号在一次间接块内,故一个进程要访问偏移量为263168 字节处的数据时,只需要经过一次间接.4.在UNIX 系统中运行下面程序,最多可产生多少个进程?画出进程家族树.MAIN(){fork();fork();fork();}分析:系统调用fork的功能是一个创建新进程,新进程运行与其创建者一样的程序,新创建的进程称为子进程,调用fork的进程成为父进程,父子进程都从fork调用后的那条语句开始执行.当程序执行时,若所有进程都能成功地执行系统调用fork ,则会产生最多数目的进程.为了描述方便,将开始执行的进程称为 A 进程,此时程序PC 指向第一个fork 调用.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}当进程 A. B 成功地执行完第二个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别成为进程C .D .此时,进程A . B .C .D 的程序计数器PC指向第三个fork 调用,进程A 派生了3个子孙进程. main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程C*/fork();}main(){fork();fork();}当进程A . B .C .D 成功地执行完第三个fork 调用时,它们分别创建了一个子进程,将这些子进程分别称为进程E.F.G.H .此时,进程A . B .C .D.E.F.G.H 的程序计数器PC 指向程序结束处,进程A 派生了7个子孙进程.main(){fork();fork(); /* PC, 进程A*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程B*/fork();}main(){fork();fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程D*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程E*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程F*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程G*/fork();}main(){fork();fork(); /* PC, 进程H*/fork();}进程家族树是一棵有向树,有向树的节点代表进程,由进程P 指向Q 的边表示由进程P创建了进程Q .我们称进程P是进程Q的父进程,进程Q 是进程P的子进程,这样便形成了进程树.解:从上面的分析过程可以看出,执行第一个fork 调用时,进程 A 创建了进程B;执行第二个fork 调用时,进程A 创建了进程C,进程B 创建了进程D;执行第一个fork 调用时,进程A 创建了进程E,进程B 创建了进程F,进程C 创建了进程G,进程D 创建了进程H.因此,在UNIX 系统中运行题目中的程序,最多可产生7 个进程,其进程家族树如图8.26 所示.5.UNIX 采用一般写.异步写和延迟写三种方式将缓冲中的内容写回磁盘。
操作系统第五版答案第8章复习题及习题解答
虚拟内存8.1 简单分页与虚拟分页有什么区别?简单分页:一个程序中的所有的页都必须在主存储器中程序才能正常运行,除非使用覆盖技术。
虚拟内存分页:不是程序的每一页都必须在主存储器的帧中来使程序运行,页在需要的时候进行读取。
8.2 解释什么是抖动。
虚拟内存结构的震动现象,在这个过程中处理器大部分的时间都用于交换块,而不是执行指令。
8.3 为什么在使用虚拟内存时,局部性原理是至关重要的?可以根据局部性原理设计算法来避免抖动。
总的来说,局部性原理允许算法预测哪一个当前页在最近的未来是最少可能被使用的,并由此就决定候选的替换出的页。
8.4 哪些元素是页表项中可以找到的元素?简单定义每个元素。
帧号:用来表示主存中的页来按顺序排列的号码。
存在位(P):表示这一页是否当前在主存中。
修改位(M):表示这一页在放进主存后是否被修改过。
8.5 转移后备缓冲器的目的是什么?转移后备缓冲器(TLB)是一个包含最近经常被使用过的页表项的高速缓冲存储器。
它的目的是为了减少从磁盘中恢复一个页表项所需的时间。
8.6 简单定义两种可供选择的页读取策略。
在请求式分页中,只有当访问到某页中的一个单元时才将该页取入主存。
在预约式分页中,读取的并不是页错误请求的页。
8.7 驻留集管理和页替换策略有什么区别?驻留集管理主要关注以下两个问题:(1)给每个活动进程分配多少个页帧。
(2)被考虑替换的页集是仅限在引起页错误的进程的驻留集中选择还是在主存中所有的页帧中选择。
页替换策略关注的是以下问题:在考虑的页集中,哪一个特殊的页应该被选择替换。
8.8 FIFO和Clock页替换算法有什么区别?时钟算法与FIFO算法很接近,除了在时钟算法中,任何一个使用位为一的页被忽略。
8.9 页缓冲实现的是什么?(1)被替换出驻留集的页不久又被访问到时,仍在主存中,减少了一次磁盘读写。
(2)被修改的页以簇的方式被写回,而不是一次只写一个,这就大大减少了I/O操作的数目,从而减少了磁盘访问的时间。
计算机操作系统 第八章_文件管理
例如:*.c,*.for,*.f,*DBF,*.OBJ
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2) 按操作保护分类
① 只读文件,-r② 可读可写文件, -rw③ 可执行文件:允许文件主及被核准的用户去调用执行该文件而 不允许读和写文件,标记为: -x各个操作系统的保护方法和级别有所不同。DOS操作系统三种保护: 系统、隐藏、可写;UNIX或Linux操作系统有九个级别的保护
件形式,即流式文件。其长度以字节为单位。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。也可以把流式文件看作
是记录式文件的一个特例。
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。
好处:提供很大的灵活性
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索引文件的组织
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四 索引顺序文件
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五 直接文件和哈希文件
1、直接文件
可根据给定的记录键值,直接获得指定记录的物理地址。
换言之,记录键值本身就决定了记录的物理地址。这种由记
录键值到记录物理地址的转换被称为键值转换。组织直接文
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一 文件逻辑结构的类型
1 有结构文件 • • • 定长记录 变长记录 顺序文件
• 索引文件
• 索引顺序文件
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2. 无结构(流式)文件
流式文件是相关信息的有序集合,或者说是有一定意义的字符流。
对大量的源程序、可执行文件、库函数等,所采用的就是无结构的文
3) 按使用情况分类
操作系统第八章课后习题
1.目前常用的外存有哪几种组织方式?答;(1)连续组织方式。
为每一个文件分配--组位置相邻接的盘块,由此形成的文件物理结构是顺序式的文件结构。
(2)链接组织方式。
为每个文件分配一组位置离散的盘块,通过给每个盘块设置一个指针,将属于同-一个文件的盘块链接在一起,链接的顺序和文件的逻辑页的顺序一致。
由此形成的文件物理结构是链接文件。
(3)索引组织方式。
为每个文件分配--组位置离散的盘块,为每个文件建立一个物理结构的索引表,记录分配给该文件的物理盘块,以及这些盘块和文件逻辑页顺序的对应关系。
由此形成的文件物理结构是索引文件。
2 •山连续组织方式所形成的顺序文件的主要优缺点是什么?它主要应用于何种场合?(1)连续组织方式所形成的顺序文件的主要优点①顺序访问容易②顺序访问速度快(2)连续组织方式所形成的顺序文件的主要缺点①要求为一个文件分配连续的存储空间②必须事先知道文件的长度;③不能灵活地删除和插入记录④对于那些动态增长的文件,山于事先很难知道文件的最终大小,因而很难为分配空间,而即使事先知道文件的最终大小,在采用预分配存储空间的方法时也会使大量的存储空间长期空闲。
(3)主要适用场合:连续组织方式所形成的顺序文件是一种最简单、最常用的文件组织方法,它适用于许多资料处理的场合,如磁带文件,打印文件都是常用的顺序文件。
3.在链接式文件中常用哪种链接方式?为什么?答:链接方式分为隐式链接和显式链接两种形式。
隐式链接是在文件U录的每U 录项中,都含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指针。
显式链接贝把用于链接文件各物理块的指针,显式地存放在内存的一张链接表中。
4•在文件分配表中为什么要引入“簇”的概念?以“簇"为基本的分配单位有什么好处?(1)引入“簇”的原因:为了适应磁盘容量不断增大的需要,在进行盘块分配时不再以盘块而是以簇(Cluster)为基本单位。
一个簇应包含扇区的数量与磁盘量的大小直接有关。
《操作系统原理》 第8章 设备管理
1、缓冲技术的实现原理
当某个进程进行数据输出操作时,先将数据 送入缓冲区,当缓冲区满时再将缓冲区的内容送 到输出设备上;反之,当一个进程完成输入操作 时,先将输入设备上的数据送入缓冲区,当缓冲 区满时,再由CPU将数据取走。在缓冲管理中必 须建立缓冲区,缓冲区的设定有两种方式:可以 采用专门的硬件方法来实现缓冲,但会增加硬件 成本,除了在关键的地方采用少量必要的硬件缓 冲器外,在许多操作系统中都采用另一种称为软 件缓冲的方式,即从主存空间中划定出一个特殊 的内存区域作为缓冲区。
8.1.2
设备管理子系统的主要功能
设备管理属于操作系统中最烦琐、 最具复杂性的部分。为了有效的提高系统 中设备的效率,在设备管理中不仅涉及了 I/O中断、缓冲及通道技术,而且还包括了 各种类型设备的分配、启动以及虚拟设备 等多方面的管理。为了对物理特性各异的 设备,在调用时具有统一的格式和界面,以 方便用户,在设备管理中应追求如下的目标:
3.从资源分配角度进行划分 1)独占设备(Independence Device):一 次只允许分给一个用户作业使用的设备。 设备一旦被分出去后,在作业的整个执行 期间都被单独占用,别的作业不能与之共 用,必须等占用释放后才可再用。而且, 这类设备如果分配不当,可能会造成死锁。 多数是一些慢速设备,如磁卡机、打印机、 A/D、D/A转换器等。
3.多缓冲及缓冲池管理
双缓冲技术提高了I/O设备的并行度,但由于 在计算机系统中,CPU的速度总是比外设快得多, 真正要实现CPU与外设的并行操作,双缓冲技术还 不能达到要求,为此,在计算机中都采用多缓冲或 缓冲池结构。多缓冲是把主存中的多个缓冲区组织 成两部分,一部分用于做输入缓冲区,另一部分作 为输出缓冲区。缓冲池则是将多个缓冲区连接成一 个完整的区域,其中每个区既可以作为输入又可以 作为输出用。多缓冲及缓冲池是系统中的共享资源, 可供各进程使用,由系统统一分配和管理。它的使 用必须互斥地进行。
计算机操作系统-第8章网络操作系统
8.2.2 客户/服务器模式下的网络操作 系统的组成 1、工作站操作系统 工作站上配置操作系统的目的是: 1)工作站上的用户,可使用本地资源 并执行在本地可以处理的应用程序和 用户命令。 2)实现工作站上的用户与服务器的交 互。
2、服务器操作系统 在客户/服务器模式下的网络操作系统主要 指的就是服务器操作系统。位于网络服务器 上的操作系统的主要功能是: 1)管理服务器上的各种资源,如:处理机、 存储器、I/O设备以及数据库等; 2)实现服务器与客户的通信; 3)提供各种网络服务; 4)提供网络安全管理。
以客户/服务器模式为例看其通信过程 客户/服务器共享的一些定义通常放在头文 件中。主要有四组定义: (1)常数定义 (2)操作类型定义 (3)返回代码定义 (4)消息格式定义
客户进程的工作流程如图8-4所示
服务器进程的工作流程如图8-5所示
8.3.3远程过程调用 远程过程调用模型来自于高级程序设 计语言中传统的过程调用模型。传统 过程调用机制是结构化程序设计的基 石,它允许程序员把一个程序划分成 一些较小的、便于管理和调试的、功 能相对独立的片段(即过程)。
屏蔽本地资源与网络资源的差异性,为用 户提供各种基本网络服务功能,完成网络 共享系统资源的管理,并提供网络系统的 安全性服务。同时在多个用户争用系统资 源时,网络操作系统进行资源调剂管理。
8.1.1 网络操作系统的功能
网络操作系统除了具备单机操作系统所 需的功能,如内存管理、 CPU 管理、输 入输出管理、文件管理等外,还提供高 效可靠的网络通讯能力以及提供多项网 络服务功能,如远程管理、文件传输、 电子邮件、远程打印等。
客户/服务器模式下的操作系统
对等模式
在对等模式中,网络上任一节点机所拥有的资 源都作为网络公用资源,可被其它节点机上的 网络用户共享。
操作系统概念复习资料【8-13章】
结果分析:多分配一个物理块可有效减少缺页次数。
(3)分配给该作业3个物理块时,采用最佳页面替换算法, 进程执行过程中页面臵换如下表:
1 4 3 5 4 3 4 4 3 3 1 5 缺页次数为7,缺页中断率为:7/12。 f(2) f(1)
4 4
3 4 3
2 4 3 2
2 2 3 5 f(4)
1 5 1 3 5 f(2)
(2)分配给该作业4个物理块时,采用FIFO页面替换算 法,进程执行过程中页面臵换如下表:
4 4 3 4 3 2 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 5 5 3 2 1 f(4) 4 5 4 2 1 f(3) 3 5 4 3 1 f(2) 2 5 4 3 2 f(1) 1 1 4 3 2 f(5) 5 1 5 3 2 f(4)
2.在采用页式存储管理的系统中,某作业J的逻 辑地址空间为4页(每页2KB),且已知该作业 的页面映像表(即页表)如下所示。
页号 0 1 2
块号 2 4 6
3
8
试借助地址变换图(即要求 画出地址变换图)求出有效 逻辑地址4865所对应的物理 地址。
解:在本题中,一页大小 为2KB,即2048字节,则 逻辑地址4865的页号及 页内位移为: 页号: 4865/2048=2 页内位移: 48652048*2=769 通过页表可知页面2存放 在物理块6中,将物理块 号与逻辑地址中的页内 位移进行拼接,形成物 理地址,即: 6*2048+769=13057
综合分析计算题
1.个请求分页系统中,采用FIFO、最近最久未使用、 最佳页面臵换算法时,假如一个作业的页面走向为4、 3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5,当分配给该作业 的物理块数M分别为3和4时,试计算在访问过程中所 发生的缺页次数和缺页率。并比较所得结果。
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禁发长度错特征(34 位):表示对不正确的数据长度不发出错信 号。一般地说,如果通道命令给出的字节数与I/O设备所用的字节数 不一致,就发出错信号。如果该位置为“1”,则禁止发出出错信号。
第八章 设备管理
跳读特征(35 位): 表示禁止数据传送到内存。 当该位 为“1”时,从I/O设备上读出的数据不写入内存,这样就可 以跳过一些数据。 程序控制中断特征(36 位):如果该位为“1”, 只要取出 CCW并开始操作,则通道就向CPU发中断信号。 (4) 字节计数(48~63 位):规定了数据区的字节数。数据 主存始址和字节计数这两个字段主要用于数据传送类命令。
第八章 设备管理
3. 按资源分配角度分类
(1) 独占设备。
(2) 共享设备。 (3) 虚拟设备。
第八章 设备管理
4. 按传输数据数量分类 外部设备按传输数据的数量,分为字符设备和块设备。 (1) 字符设备。每次传输数据以字节为单位的设备称为字
符设备,如打印机、终端、键盘等低速设备。
(2) 块设备。传输以数据块为单位进行的设备称为块设 备。 如磁盘、磁带等高速外存储器等。
存 储 保 护 错
通 道 数 据 错
通 道 控 制 错
接 口 操 作 错
链 出 错
(a)
(b)
图 8.10 设备状态字节和通道状态字节 (a) 设备状态字节; (b) 通道状态字节
第八章 设备管理
8.2.4 CPU和通道间的通讯
1. 输入/输出指令 例如, 某系统中输入输出类指令主要有: SIO, TIO, HIO, TCH。
第八章 设备管理
(3) I/O逻辑。
CPU与控制器接口 数据线 控制器与设备接口 控制器 与设备 接口1 数据 状态 控制
数据寄存器 控制/ 状态 寄存器
地址线
„
I/O逻辑 控制线
控制器 与设备 接口i
数据 状态 控制
图 8.8 设备控制器的组成
第八章 设备管理
8.2 采用通道模型的I/O系统
8.2.1 通道类型
的串行口和主板上的一个控制芯片通信。任何时刻击键或释
放键, 都产生一个中断,而且键盘仅仅提供键码,而不是 ASCII码。 当击A键时,键码(30)被存放于I/O寄存器。输入字 符是大写、 小写、CTRL-A、ALT-A、-ALT-A,还是其它的组 合,则由驱动程序确定。因为驱动程序知道哪些键被按下还 没有释放, 因此它有足够的信息完成这项工作。虽然键盘接 口把全部工作交给了软件,但这提供了很大的灵活性。
控制器的视频ROM中(也可以使用RAM,以支持用户字体)。
ROM按 12 位编址,8 位来自字符代码,4位指定扫描线。ROM 中每个字节的 8 位控制 8 个像素,字符间的第 9 个像素总是为
空。因此屏幕上的每行文本需 14×80 次存储器访问,也需访问
相同次数的字符发生器。
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对于存储映像显示器,键盘是与显示器分开的,它可能 通过一个串行口或并行口和计算机相连。 对于每一个键动作, 产生CPU中断,键盘中断程序通过读I/O口取得键入的字符。 在IBM-PC中,键盘包括一个内嵌的微处理器,通过特殊
例如, 某系统中通道命令的格式如下: 0 7 8 31 32 47 48
字节计数
63
操作码
数据主存始址
特征
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每条通道命令由四个字段组成: (1) 操作码(0~7): 表示通道要执行的命令; (2) 数据主存始址: 表示本命令要访问的主存数据区的
起始地址;
(3) 特征位(32~47, 只使用了 32~36 位, 其余未用):
1. I/O控制方式 (1) 循环I/O测试方式。 (2) 程序中断I/O方式。 (3) DMA方式。 (4) 通道方式。
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CPU
内存
磁盘 控制器
驱动器
缓冲器 DMA寄存器 计数 系统总线 内存地址 计数
图 8.7 DMA方式下的数据传输
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采用DMA方式的数据传输处理过程如下: ① 当进程要求设备输入数据时,CPU把准备存放输入数据 的内存始址及要传输的字节数分别送入DMA控制器中的内存地 址寄存器和传送字节计数器;另外,还要把控制/状态寄存器中 的中断允许位和启动位置1,从而启动设备,开始数据输入。 ② 发出数据输入要求的进程进入阻塞状态, 进程调度程 序调度其它进程占有CPU。 ③ 输入设备不断地挪用CPU工作周期, 将数据从内部缓 冲区源源不断地送入内存,直至所要求的字节数全部传送完毕。 ④ DMA控制器在传输完成时通过中断请求线发出中断信 号, CPU接到中断信号后转中断处理程序进行相应处理。 ⑤ 中断处理结束后, CPU返回被中断的进程或去运行重 新被调度的进程。
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2. 时钟
晶振
每个脉冲减少一次计数器
使用保持寄存器装载计数器
图 8.3 可编程时钟
可编程时钟的优点是它的中断频率可由软件控制。 如果使
用振荡频率为1 MHz的晶体,那么计数器每一微秒接收到一个 脉冲, 对于16位的寄存器, 中断可编程为按 1 μs至 65 536 μs
的间隔发生。
Controller)。 这个芯片从视频RAM中取出字符,产生用于驱
动显示器(监视器)的视频信号,如图 8.4 所示。监视器产生水 平扫描屏幕的电子束。典型的屏幕有 480 至 1024 行, 每行 640 至 1200 点。 这些点称为像素(Pixel)。视频控制器调节电 子束,决定一个像素是亮的还是黑的。彩色监视器有三个电
1. 字节多路通道 2. 选择通道 3. 数组多路通道
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8.2.2 多通路I/O系统
设备E 通道A 控制器C 设备F 主存 设备G 通道B 控制器D 设备H
图 8.9 多通路的配置方案
ห้องสมุดไป่ตู้
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例如设备E到达主存的四条通路是: 通道A——控制器C——设备E 通道A——控制器D——设备E 通道B——控制器C——设备E 通道B——控制器D——设备E
47 48
63
0 0 0 0 下一条CCW地址 设备状态 通道状态 剩余计数
其中:
钥——通道访问主存时所用的保护钥, 它由CAW的前4位送来;
下一条CCW地址——通道命令计数,每当一条CCW执行完毕, 该地址自动加“8”,指向下一条CCW; 设备状态——记录设备状态的字节; 通道状态——记录通道状态的字节;
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2. 通道地址字和通道状态字 在通道进行输入/输出操作期间,要访问两个固定内存单 元:通道地址字(CAW)和通道状态字(CSW)。 通道地址字的格式如下:
0
钥
3 4
0000
7 8
通道程序首地址
31
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通道状态字的格式如下: 0 3 4
钥
7 8
31 32
39 40
图 8.1 按使用特性对设备的分类
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2. 按所属关系分类 外部设备按其所属关系可分为系统设备和用户设备。 (1) 系统设备。这是指在操作系统生成时已经登记在系统 中的标准设备, 如打印机、磁盘等。时钟也是一个特殊的系
统设备,它的全部功能就是按事先定义的时间间隔发出中断。
(2) 用户设备。这是指在系统生成时未登记在系统中的非 标准设备。这类设备通常是由用户提供的,因此该类设备的 处理程序也应该由用户提供, 并通过适当的手段把这类设备 登记在系统中,以便系统能对它实施统一管理。
37~39 位必须置 0,否则认为通道命令错。
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特征位进一步规定了本通道命令的意义, 其各特征如下: 数据链特征(32 位):当该位为“1”时, 在执行本命令后, 使 计数值为 0 并取下一条CCW,下一条CCW(它规定了新的数据主存 始址、 特征和计数)继续执行原来的操作。 命令链特征(33 位):该位为“1”时, 当前命令正常结束后, 顺序执行下一条CCW。 在通道程序中,除最后一条CCW外, 每条CCW应指定 32 位为 “1”, 或 33 位为“1”。最后一条CCW的所有特征位为“0”时, 表示通道在完成当前命令后自动停止。
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8.2.3 通道命令和通道程序
1. 通道命令及其格式
通常,计算机系统的I/O处理机具有如下三类基本通道操作: (1) 数据传送类, 如读、 写、 反读、 断定(检验设备状态); (2) 设备控制类, 如控制换页、 磁带反绕等; (3) 转移类, 即通道程序内部的控制转移。
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8.1 I/O系统的硬件结构 8.2 采用通道模型的I/O系统 8.3 I/O系统的软件组织 8.4 缓冲技术
8.5 磁盘的驱动调度
8.6 设备分配程序 8.7 WindowsNT的I/O系统
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8.1 I/O系统的硬件结构
8.1.1 I/O设备类型
1. 按使用特性分类
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8.1.2 I/O设备的物理特性
1. 磁盘
存取臂 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SV 11 12 13 14 15 16 17 18 19 臂移动方向
旋转方向 盘面
磁 头 定 位 部 件
图 8 2 磁 盘 物 理 结 构 概 念 图
.
SV-伺服磁头
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表8-1 典型的软盘和硬盘的技术参数
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(2) RS-232终端。
计算机 RS-2 32 接口卡 接收线 终端
CPU
存储器
传输线 总线 UART UART
图 8.5 RS-232终端与计算机通信
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(3) X终端。