《操作系统原理》-3
《操作系统原理》(汤小丹)课后答案
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。
解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
操作系统原理课后习题答案
操作系统原理作业第1章1-2 批处理系统和分时系统各有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：在批处理系统中操作人员将作业成批装入计算机并由计算机管理运行，在程序的运行期间用户不能干预，因此批处理系统的特点是：用户脱机使用计算机，作业成批处理，系统内多道程序并发执行以及交互能力差。
在分时系统中不同用户通过各自的终端以交互方式共同使用一台计算机，计算机以“分时”的方法轮流为每个用户服务。
分时系统的主要特点是：多个用户同时使用计算机的同时性，人机问答方式的交互性，每个用户独立使用计算机的独占性以及系统响应的及时性。
分时系统一般采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为多个终端用户服务，因此分时系统的响应比较快。
1-4什么是多道程序设计技术？试述多道程序运行的特征。
答：多道程序设计技术是指同时把多个作业（程序）放入内存并允许它们交替执行和共享系统中的各类资源；当一道程序因某种原因（如I/O 请求）而暂停执行时，CPU 立即转去执行另一道程序。
多道程序运行具有如下特征：多道计算机内存中同时存放几道相互独立的程序。
宏观上并行：同时进入系统的几道程序都处于运行过程中，它们先后开始了各自的运行但都未运行完毕。
微观上串行：从微观上看内存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
1-6操作系统的主要特性是什么？为什么会有这样的特性？答：并发性，共享性，异步性，虚拟性，这些特性保证了计算机能准确的运行，得出想要的结果。
1-7（1）工作情况如图。
（2）CPU有空闲等待，它发生在100 ms150 ms时间段内，此时间段内程序A 与程序B都在进行I/O操作。
（3）程序A无等待现象，程序B在0 ms50 ms时间段与180 ms200 ms时间段内有等待现象。
第2章2-1 什么是操作系统虚拟机？答：在裸机上配置了操作系统程序后就构成了操作系统虚拟机2-3 什么是处理机的态？为什么要区分处理机的态？答：处理机的态，就是处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。
操作系统原理-第三章进程管理习题(1)
第三章进程管理习题一. 单选题1. UNIX操作系统的进程控制块中常驻内存的是（）。
A.proc结构B.proc结构和核心栈C.ppda区D.proc结构和user结构2. 当（）时，进程从执行状态转变为就绪状态。
A.进程被调度程序选中B.时间片到C.等待某一事件D.等待的事件发生3.在进程状态转换时，下列（）转换是不可能发生的。
A.就绪态→运行态B.运行态→就绪态C.运行态→阻塞态D.阻塞态→运行态4.下列各项工作步骤中，（）不是创建进程所必需的步骤。
A.建立一个PCBB.作业调度程序为进程分配CPUC.为进程分配内存等资源D. 将PCB链入进程就绪队列5.下列关于进程的叙述中，正确的是（）。
A.进程通过进程调度程序而获得CPU。
B.优先级是进行进程调度的重要依据，一旦确定不能改变。
C.在单CPU系统中，任一时刻都有1个进程处于运行状态。
D.进程申请CPU得不到满足时，其状态变为等待状态。
6.从资源管理的角度看，进程调度属于（）。
A.I/O管理B.文件管理C.处理机管理D.存储器管理7.下列有可能导致一进程从运行变为就绪的事件是（）。
A.一次I/O操作结束B.运行进程需作I/O操作C.运行进程结束D.出现了比现运行进程优先权更高的进程8.一个进程释放一种资源将有可能导致一个或几个进程（）。
A.由就绪变运行B.由运行变就绪C.由阻塞变运行D.由阻塞变就绪9.一次I/O操作的结束，有可能导致（）。
A.一个进程由睡眠变就绪B.几个进程由睡眠变就绪C.一个进程由睡眠变运行D.几个进程由睡眠变运行10.当一个进程从CPU上退下来时，它的状态应变为（）。
A.静止就绪B. 活动就绪C. 静止睡眠D. 活动睡眠11.为使进程由活动就绪变为静止就绪，应利用（）原语？** B. ACTIVE C. BLOCK D. WAKEUP12.在下面的叙述中，不正确的是（）。
A.一个进程可创建一个或多个线程B.一个线程可创建一个或多个线程C.一个线程可创建一个或多个进程D.一个进程可创建一个或多个进程13. 若系统中只有用户级线程，则处理机调度单位是（）。
操作系统原理 庞丽萍 答案习题三答案
习题三参考答案（P54）3-1用户与操作系统的接口是什么？一个分时系统提供什么接口？一个批处理系统又提供什么接口？答：用户与操作系统的接口是指操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制。
一个分时系统提供的接口有系统功能调用和键盘操作命令。
一个批处理系统提供的接口有系统功能调用和作业控制语言。
3-2计算机对用户算题任务的加工过程一般分哪几个作业步？各作业步之间的关系如何？用自己的上机体会说明。
答：计算机对用户算题任务的加工过程一般分四个作业步：编辑、编译、连接和运行。
各作业步之间的关系如下：前一个作业步的结果是下一个作业步的操作对象；一个作业步的成功完成依赖于上一个作业步的成功完成。
3-3什么是系统调用？对操作系统的服务请求与一般的子程序调用有什么区别？答：系统调用是操作系统提供给编程人员的惟一接口。
编程人员利用系统调用，在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。
因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。
系统调用与一般过程调用的主要区别如下：系统调用程序是在核心态执行，调用它们需要一个类似于硬件中断处理的中断处理机制来提供系统服务。
（也可按上课时讲的三个方面来阐述）3-5简述系统调用的执行过程。
答：系统调用命令的具体格式因系统而异，但由用户程序进入系统调用的步骤及执行过程大体相同：首先，将系统调用命令所需的参数（如功能号）或参数区首址装入指定寄存器；然后，在用户程序中适当的位置安排一条调用系统功能指令。
至于系统调用命令的功能号，有的系统直接在调用指令中给出，有的系统则把它作为系统调用命令的参数，在调用时放入指定寄存器。
当用户程序执行到调用系统功能的指令时，就转到系统调用的处理程序执行。
其过程如下：（1）为执行系统调用命令做准备，即将用户程序的“现场”保存起来，同时把系统调用命令的编号等参数放入约定的存储单元。
天大《操作系统原理》学习笔记三
主 题题： 《操作系统原理》学习笔记内 容容：《操作系统原理操作系统原理》》学习笔记学习笔记三三————存储管理存储管理存储管理主存储器又称为内存储器，它是处理机可以直接访问的存储器。
主存速度快，但容量有限。
存储管理主要是对主存的管理，同时也涉及到主存和外存交换信息。
一、存储管理的目的与功能计算机的系统结构是以内存储器为中心。
受系统地址总线的限制，内存空间并不能做的很大。
16位地址总线，内存最大64KB 。
32位地址总线，内存最大4GB 。
在多道系统中，多个用户作业要同时使用有限的内存空间。
内存储器成为系统的“瓶颈”资源。
如何充分利用和有效管理内存空间，是操作系统必须完成的主要任务。
在多道系统中，存储管理的目的是为系统中并发运行的多道作业提供相互独立的存储空间，并为用户使用存储器提供方便。
主存储器的存储空间分为两个部分：系统区：用于存放操作系统的程序和数据。
用户区：存放系统应用程序和用户的程序和数据。
存储管理主要是对用户区的存储空间进行管理。
操作系统中存储管理的功能主要有五个方面：存储分配。
为进入系统的多个作业合理地分配存储空间每个作业的程序及其数据存放在内存空间的什么区域。
使用连续的内存区域，还是把它分成若干块来占用不连续的存储空间。
合理组织作业占用的空间，以达到既便于程序运行时存取信息，又能够最大限度地减小空间的浪费，使内存空间得到充分的利用地址变换。
用户作业调入内存空间时所处的位置是根据内存空间当时的状况决定的。
一般情况下，同一个程序在每次调入内存时所占用的位置是完全不同的。
为了保证程序在使用内存的不同区域时仍能正确地执行，必须把在程序执行时要访问的存储单元的位置，由用户在编制程序时所定的地址变换成它们在内存的实际地址。
地址变换又称为地址重定位。
存储保护。
在整个内存空间中既存放着系统的程序和数据，又有多个用户的程序和数据。
保证系统的程序和数据不被用户非法访问和破坏。
保证每一个用户信息的安全。
操作系统原理测试题含答案3
操作系统原理测试题含答案31、位示图可用于( )。
A、文件的查找;B、磁盘空间的管理;C、主存空间的共享;D、实现文件的保护和保密;正确答案： B2、在单处理机系统中实现并发技术后,( ) 。
A、进程在一个时间段内并行运行,CPU与外设间并行工作。
B、进程在一个时刻点上并行运行,CPU与外设间并行工作.C、进程在一个时间段内并行运行,CPU与外设间串行工作.D、进程在一个时刻点上并行运行,CPU与外设间串行工作.正确答案： A3、某文件占10个磁盘块,现要把该文件磁盘块逐个读入主存缓冲区,并送用户区进行分析,假设一个缓冲区与一个磁盘块大小相同,把一个磁盘块读入缓冲区的时间为100us,将缓冲区的数据传送到用户区的时间是50us,CPU对一块数据进行分析的时间为50us。
在单缓冲区和双缓冲区结构下,读入并分析完该文件的时间分别是_____A、 1500us.1000usB、 2000us.2000usC、 1550us.1550usD、 1550us.1100us正确答案： D4、作业调度的关键在于（）。
A、选择恰当的进程管理程序B、选择恰当的作业调度算法C、用户作业准备充分D、有一个较好的操作环境正确答案： B5、以下不属于连续内存分配的内存管理方式为__________。
A、固定分区分配B、可变分区分配C、单一分区分配D、页式分配正确答案： D6、在多道程序设计系统中,有三个作业J1、J2、J3到达时间依次为8:00、8:30、9:00,它们需计算的时间分别为2小时,1小时和0.5小时。
系统采用响应比高者优先调度算法在10:00开始选择作业,作业被选中的次序应该是____。
A、 J1、J2、J3B、 J3、J2、J1C、 J2、J1、J3D、 J3、J1、J2正确答案： B7、在页式分配中,CPU从内存中取一次数据需要( )次访问内存。
A、 1B、 2C、 3D、根据数据量决定正确答案： B8、分配到必要的资源并获得处理机时间的进程状态是 ( )。
操作系统原理与实践教程(第三版)第3章习题答案
第3章处理器管理(1) 为什么程序并发执行会产生间断性特征，并失去封闭性和可再现性？解：之所以产生间断性特征是因为多个程序在并发执行时，需要为了完成同一项任务而相互合作，并发执行的程序间的这种相互制约导致了“暂停—执行—暂停”的间断性运行规律。
失去封闭性是因为程序在并发执行时，多个程序需要共享系统中的多种资源。
所以，这些资源的状态是由多个程序改变的，从而使程序的运行失去了封闭性。
失去可再现性是因为程序在并发执行时，由于失去了封闭性，从而导致其失去可再现性。
(2) 什么是进程？为什么要在操作系统中引入进程？解：进程是可并发执行且具有独立功能的程序在一个数据集合上的运行过程，它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
“进程”概念是人们为了使程序能够并发执行，并且能对并发的程序加以描述和控制而引入的。
(3) 试从并发性、独立性、动态性上比较程序和进程的不同。
解：●并发性是进程的重要特征，同时也是OS 的重要特征。
引入进程的目的正是为了使其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。
●独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。
而对于未建立任何进程的程序，都不能作为一个独立的单位参加运行。
●动态性是进程最基本的特性，可表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，以及由撤销而消亡，因而进程有一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。
(4) 什么是PCB？它具有什么作用？为什么说PCB是进程存在的唯一标识？解：进程控制块(Process Control Block，PCB)是操作系统为了管理进程而设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。
它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据)，成为一个能独立运行的基本单位，一个能和其它进程并发执行的进程.因为系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。
操作系统原理试题题库含答案 3
操作系统原理试题题库含答案(3)1、下述解决死锁的方法中,属于死锁避免策略的是( )。
A、银行家算法B、资源有序分配法C、资源分配图化简法D、撤消进程法正确答案： A2、进程有三种基本状态,可能的状态转换是( )。
A、就绪态到运行态、等待态到就绪态、运行态到等待态B、就绪态到运行态、就绪态到等待态、等待态到运行态C、就绪态到运行态、等待态到就绪态、等待态到运行态D、运行态到就绪态、就绪态到等待态、等待态到运行态正确答案： A3、在存储管理中,采用地址变换机构的目的是()A、加快进程空间寻址B、提高CPU效率C、进程空间保护和内存共享D、便于有效分配内存正确答案： A4、关于碎片的说法以下哪个是正确的（）。
A、静态页式存储管理中不存在碎片B、段页式存储管理中存在外碎片,但是不存在内碎片C、段式存储管理不存在内碎片D、页式存储管理既存在内碎片,也存在外碎片正确答案： C5、在面向用户的调度准则中,( )是选择分时系统中进程调度算法的重要准则。
A、响应时间快B、平均周转时间短C、截止时间的保证D、优先权高的作业能获得优先服务正确答案： A6、C语言编程中的printf函数属于（）。
A、系统调用B、原语C、自定义函数D、库函数正确答案： A7、关于进程的运行、就绪和阻塞三个状态,下列观点正确的是（）。
A、每个进程从创建到撤消都要经历这三个状态B、每个进程从创建到撤消,各个状态只能经历一次C、某些进程可以从阻塞状态转化为运行状态D、某些进程可以从运行状态转化为就绪状态正确答案： D8、在操作系统中引入线程的目的是____。
A、使多个程序能并发执行B、提高资源的利用率C、提高系统的吞叶量D、减少程序并发执行时的时空开销正确答案： D9、位示图方法可用于_____。
A、盘空间的管理B、盘的驱动调度C、文件目录的查找D、页式虚拟存贮管理中的页面调度正确答案： A10、一个进程是( )。
A、协处理器执行的程序B、一个独立的程序+数据集C、 PCB结构与程序和数据的集合D、一个独立的程序正确答案： C11、与计算机硬件关系最密切的软件是( )A、编译程序B、数据库管理程序C、游戏程序D、操作系统正确答案： D12、为了兼顾短作业和长时间等待的作业,应采用( )。
操作系统习题3
处理机调度的基本概念
调度队列模型 仅有进程调度的调度队列模型
分时系统
就绪队列为FIFO
处理机调度的基本概念
调度队列模型 具有高级和低级调度的调度队列模型
作业 调度 进程 调度 后 备 队 列 就 绪 队 列 C PU 进程 完成 时间 片完
等待 事件 1 事 件1出 现
等待 事件 2 事 件2出 现
调度算法
先来先服务(FCFS) 既可用于作业调度，也可用于进程调度 其中短作业C的带权周转时间竞高达100，这是 算法描述 不能容忍的；而长作业D的带权周转时间仅为1.99。 有利于长作业（进程），不利 于短作业（进程） 据此可知：FCFS调度算法有利于CPU繁忙型的作业， 进程名 到达时 服务时 开始执 完成时 周转时 带权周 而不利于I/O繁忙型的作业进程。 间 间 间 行时间 间 转时间
带权周转时间
1
2
2
5.5
3.5
2.8
调度算法
短作业（进程）优先(SJF) • 既可用于作业调度，也可用于进程调度 • 算法描述 • 有效降低作业平均等待时间，提高系统吞吐 量。 .例题： 1#—4#任务几乎同时到达的，并先后就 绪，估计运行时间分别为2、8、4、6秒，分 析调度过程和性能
调度算法
内容
处理机调度的基本概念 调度算法
实时调度 多处理机系统中的调度 产生死锁的原因和必要条件 预防死锁的方法 死锁的检测与解锁
实时调度
实时调度所具备的基本条件 必要的基本信息
• • • • • 就绪时间 开始截止时间和完成截止时间 处理时间 资源要求 优先级
系统处理能力强
• 若不够强，某些实时任务得不到及时处理，导致难以预料的后 果
《操作系统原理》3(2017)在线作业参考资料
一、单选题（共30 道试题，共60 分。
）V1. 下面关于设备属性的论述中，正确的是（）。
A. 字符设备的基本特征是可寻址到字节，即能指定输入的源位置或输出的目标位置B. 共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备C. 共享设备是指同一时间内允许多个进程同时访问的设备D. 在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁正确答案：B 满分：2 分2. 从静态角度看，进程由程序、数据和（）三部分组成。
A. JCBB. DCBC. PCBD. PMT正确答案：C 满分：2 分3. 在操作系统中，进程是一个（）概念，而程序是一个静态的概念。
A. 组合态B. 关联态C. 运行态D. 动态正确答案：D 满分：2 分4. 通常，文件的逻辑结构可以分为两大类：无结构的（）和有结构的记录式文件。
A. 堆文件B. 流式文件C. 索引文件D. 直接（Hash）文件正确答案：B 满分：2 分5. 在请求调页系统中有着多种置换算法：选择自某时刻开始以来，访问次数最少的页面予以淘汰的算法称为（）。
A. FIFO算法B. OPT算法C. LRU算法D. LFU算法正确答案：D 满分：2 分6. 使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（）功能实现的。
A. 设备分配B. 缓冲管理C. 设备管理D. 设备独立性正确答案：D 满分：2 分7. 通道具有（）能力。
A. 执行I/O指令集B. 执行CPU指令集C. 传输I/O命令D. 运行I/O进程正确答案：A 满分：2 分8. 在请求调页系统中有着多种置换算法：选择自上次访问以来所经历时间最长的页面予以淘汰的算法称为（）。
A. FIFO算法C. LRU算法D. NRU算法正确答案：C 满分：2 分9. 下列第（）项不是文件系统的功能?A. 文件系统实现对文件的按名存取B. 负责实现数据的逻辑结构到物理结构的转换C. 提高磁盘的读写速度D. 提供对文件的存取方法和对文件的操作正确答案：C 满分：2 分10. 实现CPU和外部设备并行工作的硬件支持是：（）。
操作系统原理
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全书共分为9章，主要内容包括：操作系统引论、进程与线程、进程并发控制、内存管理、页式和段式内存管 理、I/O管理、文件管理、死锁、多处理机系统介绍。
成书过程
修订过程
出版工作
该教材是作者在教学实践和科学研究的基础上，结合操作系统教学大纲、研究生入学考试要求和全国计算机 技术与软件专业技术资格考试大纲，在参考了中国国内外出版的众多操作系统教材的基础上编写而成。
该教材第3、4章由于世东编写，第1、5章由张丽娜编写，第2、8章由董丽薇编写，第6、7章由穆宝良编写， 第9章由于杨编写。高源副教授审阅了全稿并提出了修改意见；沈阳工业大学牛连强教授在该教材编写过程中给予 了指点和帮助。
2017年6月1日，该教材由清华系统引论：包括计算机系统与操作系统；操作系统的概念；操作系统的历史、类型、功能和特性； 操作系统体系结构。 第2章进程与线程：包括进程的概念、进程控制、线程、处理器调度。 第3章进程并发控制：包括并发概述、PV操作、进程同步、管程、进程间消息传递。 第4章内存管理：包括内存管理概述、内存管理的基础、单道编程中的内存管理、多道编程中的内存管理、空 闲空间管理。 第5章页式和段式内存管理：包括页式内存管理、页面更新算法、段式内存管理、虚拟内存。 第6章I/O管理：包括I/O管理概述、I/O系统、I/O缓冲、独占设备的分配、设备处理、虚拟设备、磁盘管理、 磁盘高速缓存、固态盘和智能磁盘讨论。 第7章文件管理：包括文件管理概述、文件组织和存取、目录管理、文件共享与安全、辅存空间管理。 第8章死锁：包括死锁原理、死锁检测、死锁避免、死锁预防、活锁与饥饿。
该教材的主线“以问题为导向，以学生为中心”为指导思想，突出学生应用知识思考和解决问题的能力。通 过典型例题解析启发学生的思维，加深对理论知识的理解。自测题全面且具代表性，对于重点、难点的问题既给 出了解答又有解题分析。
操作系统原理解析
操作系统原理解析操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理计算机硬件资源和提供用户与计算机系统之间的接口。
操作系统的设计和实现涉及到很多重要的原理和概念，本文将对操作系统原理进行解析。
一、操作系统的定义和作用操作系统是一种控制计算机硬件和软件资源的程序，它充当计算机系统和用户之间的接口，为用户提供各种功能和服务。
操作系统的主要作用包括：1. 硬件管理：操作系统管理计算机的硬件资源，包括处理器、内存、磁盘、网络等，调度和分配资源，提高资源利用率。
2. 文件管理：操作系统管理计算机中的文件和文件系统，包括创建、读取、写入、删除文件等操作，提供对文件的组织和访问方式。
3. 进程管理：操作系统管理计算机中的进程和线程，调度和控制进程的执行，实现多任务并发执行。
4. 设备管理：操作系统管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、通信设备等，提供对设备的驱动和控制。
5. 用户接口：操作系统提供用户与计算机系统之间的接口，包括命令行接口、图形用户界面等，使用户可以方便地操作计算机系统。
二、操作系统的原理和概念1. 多道程序设计：操作系统采用多道程序设计的原理，允许多个程序同时进入内存并并发执行，提高计算机的资源利用率。
2. 进程管理：操作系统通过进程管理实现程序的并发执行，每个程序被组织成一个进程，操作系统负责调度和控制进程的执行。
3. 内存管理：操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存的分配和回收，实现进程的加载和运行。
4. 文件系统：操作系统管理计算机中的文件和文件系统，为用户提供对文件的组织和访问方式，实现数据的存储和检索。
5. 设备管理：操作系统管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、通信设备等，为用户提供对设备的驱动和控制。
三、操作系统的发展历程操作系统的发展经历了多个阶段，主要包括以下几个阶段：1. 手工操作阶段：计算机刚刚出现时，操作系统并不存在，用户需要通过手工操作来执行程序和管理资源。
操作系统原理-3
中断
执行中 断
中断服务程 序
中断控制 器
可屏蔽中 断
I/O设备
BIOS中 中断服务 程序
内
存
中断向量 表
服务程序 地址
服务程序 地址
服务程 序
低地 址
栈顶指 针
BIOS中断服务程序装入内存 内存中建立中断向量表 I/O设备发出中断请求 CPU在两条指令之间响应中断 CPU查找中断向量编号 CPU把IP和各种参数压入堆栈 CPU根据中断向量表查找中断服务程序物理地址 CPU执行中断服务程序 中断服务程序结束CPU弹堆栈 CPU继续执行原来工作的下一条指令
I/O缓冲区
缓冲区提出 缓冲区组成 缓冲区使用
硬盘的处理和原理
硬盘的三个硬件参数 硬盘的低级格式化 硬盘的分区 硬盘的高级格式化
转轴
铝 合 金 园 薄 片 组
转动电机
磁 头 架
步进电机
硬盘低级格式化
原因 过程 作用
硬盘的高级格式化
引导区和引导扇区 FAT表和簇号链 FDT表和各级目录 数据区和它的工作原理
C
内存
数据总 地址总 控制总
线
线
线
端口地 址
P
端口地
址
端口地
U
址
I/O接口电 I/O接口电
路
路
I/O接口电 路
I/O 设 备
I/O 设 备
I/O 设 备
设备驱动程序软件
概念 驱动程序软件框架 结构
三和四层功能
和设备相关的三个 功能 独立于设备的四功 能
设备内部名
CON PRN COM LPT 路径名
操作系统原理
刘义常 主 编 郝文化 审
操作系统原理
操作系统原理操作系统原理随着计算机技术的日益发展，用户直接使用大型机器并独占机器，无论是对机器的效率来说还是对方便用户来说都不适宜。
人们创造出一类依靠计算机来管理自己和管理用户的程序，叫做操作系统。
操作系统是随着硬件和软件的不断发展而逐渐形成的一套软件系统，用来管理计算机资源(如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序)和自动调度用户的作业程序，而使多个用户能有效地共用一套计算机系统。
操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机系统软、硬件资源的分配和管理;控制和协调并发活动;提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。
以多道程序设计为基础的操作系统具备的主要特征是并发与共享。
另外。
由于操作系统要随时处理各种事件，所以它也具备不确定性。
操作系统具有的资源管理功能包括：处理机分配、存储管理、设备管理、软件资源管理。
操作系统资源管理的目标是提高系统资源的利用率和方便用户使用。
操作系统的核心任务是系统资源分配、控制和协调并发活动。
批量操作系统的主要特征是“批量”，优点是系统的吞吐率高，缺点是对用户的响应时间较长，用户不能及时了解自己程序的运行情况并加以控制。
分时操作系统一般采用时间片轮转的办法，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。
分时系统与批量系统的主要差别在于，所有用户界面都是通过像电传打字机或CRT联机终端那样的设备产生的。
每个用户通过各自的终端使用计算机。
分时系统具有的特点：并行性：共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序;独占性：分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端用户服务;交互性：用户与计算机之间可以进行“对话”，用户可以根据运算结果提出下一步要求，直到全部工作完成。
(批量操作系统、分时操作系统的出现标志着操作系统的初步形成。
)实时操作系统能够对外部输入的信息在规定的时间内(截止期限deadline)处理完毕并作出反应。
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缓冲存储管理程序
设备驱动程序
网络驱动程序
WINDOWS2000I/O管理 WINDOWS2000I/O管理 WINDOWS2000I/O系统结 WINDOWS2000I/O系统结 构 WINDOWS2000驱动程序 WINDOWS2000驱动程序 模型 WINDOWS2000磁盘管理 WINDOWS2000磁盘管理
I/O管理程序
文件系统
转轴 铝 合 金 园 薄 片 组 转动电机 步进电机 磁 头 架
硬盘低级格式化
原因 过程 作用
硬盘的高级格式化
引导区和引导扇区 FAT表和簇号链 FAT表和簇号链 FDT表和各级目录 FDT表和各级目录 数据区和它的工作原理
SPOOL技术 SPOOL技术 SPOOL技术概念 SPOOL技术概念 SPOOL技术的作用 SPOOL技术的作用 打印机中的SPOOL 打印机中的SPOOL
DMA和工作原理 DMA和工作原理
DMA概念 DMA概念 DMA工作原理 DMA工作原理 DMA发展前景 DMA发展前景
I／O子系统模型结构
硬件和相关组成部件 设备驱动程序软件 设备驱动程序公共通道 内核I 内核I／O子系统
第一层：操作系统内核I/O系统第二层：驱动程序接口层
第三层：设备驱动程序层
第四层：硬件相关部件层
硬件和相关组成部件
I／O接口专用电路 三种I 三种I／O总线 内存端口地址 微机常用端口地址
C 数据总 线 P 地址总 线 控制总 线
U I/O接口电 路 I/O 设 备 I/O接口电 路 I/O 设 备
内存 端口地 址 端口地 址 端口地 址 I/O接口电 路 I/O 设 备
操作系统原理
刘义常 主 编 郝文化 审
中国水利水电出版社
微机I 微机I／O的三种方式
程序方式的I 程序方式的I／O 中断I 中断I／O和工作原理 DMA的 DMA的I／O DMA控制器和工作原理 DMA控制器和工作原理
中断工作原理
中断向量编号 中断请求 CPU响应中断 CPU响应中断 中断服务程序 中断优先级 可屏蔽和不可屏蔽中断
设备驱动程序软件
概念 驱动程序软件框架 结构
三和四层功能
和设备相关的三个 功能 独立于设备的四功 能
设备内部名
CON PRN COM LPT 路径名
I/O缓冲区 I/O缓冲区
缓冲区提出 缓冲区组成 缓冲区使用
硬盘的处理和原理
硬盘的三个硬件参数 硬盘的低级格式化 硬盘的分区 硬盘的高级格式化
CPU
不可屏蔽 中断
执 行 中 断 中断控制 器 中断服务程 序 可屏蔽中 断 I/O设备 I/O
内
存
BIOS中 中 中断服务 程序
中断向量 表 服务程序 地址 服务程序 地址
服务程 序
服务程 序
高 地 址
堆栈底部 堆 栈
低 地 址
栈顶指 针
BIOS中断服务程序装入内存 中断服务程序装入内存 内存中建立中断向量表 I/O设备发出中断请求 设备发出中断请求 CPU在两条指令之间响应中断 在两条指令之间响应中断 CPU查找中断向量编号 查找中断向量编号 CPU把IP和各种参数压入堆栈 把 和各种参数压入堆栈 CPU根据中断向量表查找中断服务程序物理地址 根据中断向量表查找中断服务程序物理地址 CPU执行中断服务程序 执行中断服务程序 中断服务程序结束CPU弹堆栈 弹堆栈 中断服务程序结束 CPU继续执行原来工作的下一条指令 继续执行原来工作的下一条指令