《操作系统》第一章：计算机操作系统概述
《计算机操作系统教程》第三版答案
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。
操作系统第一章
操作系统第一章操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统的硬件和软件资源，为用户提供良好的使用环境。
本章将介绍操作系统的定义、发展历程、功能以及不同类型的操作系统。
一、操作系统的定义和发展历程操作系统是一种系统软件，它管理计算机系统的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供各种功能和服务。
早期的计算机并没有操作系统，用户需要直接与计算机硬件打交道，操作繁琐且容易出错。
随着计算机技术的发展，操作系统逐渐出现并不断演化，为计算机系统的使用和管理带来了很大的便利。
二、操作系统的功能1. 资源管理：操作系统负责对计算机系统的硬件资源进行管理和分配，包括处理器、内存、磁盘、网络等资源的调度和分配，以提高系统的性能和效率。
2. 进程管理：操作系统负责管理和控制计算机系统中的进程，包括进程的创建、调度、同步和通信等操作，确保多个进程能够协调运行。
3. 内存管理：操作系统负责管理计算机系统中的内存资源，包括内存的分配、回收、物理地址映射等操作，以满足不同应用程序对内存的需求。
4. 文件管理：操作系统负责管理计算机系统中的文件系统，包括文件的创建、读写、保护和组织等操作，为用户和应用程序提供方便的文件访问接口。
5. 设备管理：操作系统负责管理计算机系统中的各类设备，包括输入输出设备、通信设备等，为用户和应用程序提供设备访问的接口和控制。
6. 用户接口：操作系统为用户提供友好的使用界面，包括命令行界面和图形用户界面等，使用户能够方便地操作计算机系统。
三、不同类型的操作系统1. 批处理操作系统：早期的计算机操作系统主要以批处理为主，用户通过提交批处理作业，由操作系统依次执行。
典型的批处理操作系统有IBM的OS/360和Unix的早期版本。
2. 分时操作系统：分时操作系统允许多个终端同时连接到计算机系统，每个用户可以独立地与计算机交互，并共享计算机的资源。
Unix是最早的分时操作系统之一。
3. 实时操作系统：实时操作系统对任务的执行时间有严格要求，主要用于控制和监控系统，例如工业自动化、航空航天等领域。
《计算机操作系统》第1章 操作系统概述
《计算机操作系统》第1章操作系统概述在当今数字化的时代，计算机已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
而在计算机的运行中，操作系统扮演着至关重要的角色，就如同一位默默付出的幕后英雄，掌控着计算机的各项资源，为用户和应用程序提供了一个稳定、高效的运行环境。
那么，究竟什么是计算机操作系统呢？简单来说，操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机的各种活动，使得计算机能够正常、高效地运行。
操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面。
首先是进程管理。
进程就像是计算机中的一个个“任务”，操作系统需要合理地分配 CPU时间，让各个进程能够有序地执行，避免出现混乱和冲突。
通过进程调度算法，操作系统决定哪个进程先运行，哪个进程等待，从而确保计算机的资源得到充分利用。
其次是内存管理。
内存是计算机存储数据和程序的重要场所，操作系统要负责合理地分配内存空间，确保各个程序都能得到足够的内存来运行，同时还要防止内存泄漏和非法访问等问题。
它会采用分页、分段等技术，有效地管理内存，提高内存的使用效率。
然后是文件管理。
我们在计算机中存储的各种文档、图片、视频等都以文件的形式存在。
操作系统负责组织和管理这些文件，包括创建、删除、读取、写入等操作。
它为用户提供了一个方便、直观的文件系统，使得用户能够轻松地找到和操作自己需要的文件。
设备管理也是操作系统的重要职责之一。
计算机中的各种硬件设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等，都需要操作系统来进行管理和控制。
操作系统要为设备驱动程序提供接口，使得设备能够正常工作，并且要处理设备之间的资源竞争和协调问题。
除此之外，操作系统还提供了用户接口。
这包括命令行接口和图形用户接口。
命令行接口适合专业人员进行高效的操作，而图形用户接口则更加直观、易用，适合普通用户进行日常的操作。
操作系统的种类繁多，常见的有 Windows、Mac OS、Linux 等。
计算机操作系统概述
04
游戏和娱乐
Windows拥有丰富的游戏和娱乐资源 ，包括内置的游戏、音乐和视频播放 器等。
Linux操作系统概述
自由与开放
Linux是一个自由和 开放源代码的操作系 统，任何人都可以查 看和修改其源代码。
稳定性和可靠性
Linux因其稳定性和 可靠性而广受好评， 适用于各种计算机环 境。
安全性
Linux具有很高的安 全性，由于其开源性 质，社区可以快速发 现并修复安全漏洞。
内存保护机制
要点一
内存保护
为了防止程序之间的相互干扰和破坏，操作系统为每个程 序分配独立的内存空间，并确保程序不能访问其他程序的 内存区域。
要点二
越界检查
操作系统会检查程序是否越界访问内存，一旦发现越界行 为，立即触发异常或错误。
缓存机制
CPU缓存
为了提高内存访问速度，CPU中通常会内置缓存，将最 近使用的数据存储在缓存中，以便后续访问时无需再从 内存中读取。
Linux
开源的类Unix操作系统，广 泛应用于服务器、桌面计算
机和移动设备。
macOS
苹果公司开发的图形化操作 系统，应用于苹果公司的 Mac计算机和iOS设备。
Android
基于Linux内核的移动设备操 作系统，广泛应用于智能手 机和平板电脑。
02
进程管理
进程的定义与状态
进程定义
进程是计算机中的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位 。
进程调度与切换
进程调度
操作系统根据一定的策略和算法，选择合适的进程在特定时间执行，以满足系统需求和资源分配的合理性。
进程切换
在多进程环境下，操作系统会在不同进程之间进行切换，以实现并发执行和资源共享。
第1章 操作系统概述
1.2.2 分时操作系统
分时操作系统是指采用了分时技术的操作系统。所谓分时技 术是把处理机的运行时间分成一个个很短的时间片，按时间片轮流 把处理机分配给各联机作业使用。若某作业在分配给它的时间片内 不能完成，则会被暂时中断执行，把处理机让给另一个作业使用， 等待下一轮循环时再继续执行。由于计算机的处理速度很快，作业 运行轮转得也很快，这样给每个用户的感觉就像是他独占了一台计 算机。
网络操作系统
潘峰 高佳琴 主编
第1章 操作系统概述
1.1 操作系统的概念
本节主要介绍计算机系统的构成，包括计算机硬件和软件， 使读者逐步体会操作系统在计算机系统中的地位，对操作系统有一 个初步的了解。
1.1.1 计算机系统
一个完整的计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统 两大部分构成。 计算机硬件是计算机各种物理设备的总称，主要包括中央处 理器（CPU）、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等。 计算机软件是程序和与程序相关的文档的集合，按功能划分， 可以将软件分为系统软件和应用软件。 计算机硬件是计算机的“躯体”，计算机软件是计算机的 “灵魂”，它们共同构成了计算机系统，如图1-1所示。缺少硬件 或没有软件的计算机都不能称之为完整的计算机系统。
3．虚拟性 虚拟性是指通过某些技术把一个物理实体变成若干个逻辑上 的对应物。即物理上虽然只有一个实体，但用户使用时会感觉有多 个实体可供使用。 4．异步性 异步性是指内存中的多个进程都按照各自独立的、不可预知 的速度向前推进。这是由于它们共享资源、并发执行的缘故。在多 道程序设计系统中，程序的完成具有不确定性。
1Байду номын сангаас2.5 网络操作系统
计算机网络是指把地理上分散的、具有独立功能的多个计算 机和终端设备，通过通信线路加以连接，以达到数据通信和资源共 享目的的计算机系统。而用于管理网络通信和共享资源，协调各计 算机任务的运行，并向用户提供统一的、有效方便的网络接口的程 序集合，就称为网络操作系统。
《操作系统精髓与设计原理·第六版》中文版答案
《操作系统》第一章计算机操作系统概述
《操作系统》第一章计算机操作系统概述在我们日常使用计算机的过程中，操作系统是那个默默工作却至关重要的幕后英雄。
它就像是一个大管家，有条不紊地管理着计算机的各种资源，让我们能够轻松地完成各种任务。
那么，究竟什么是操作系统呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。
操作系统，简单来说，是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机系统中各个部件的工作，为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全的操作环境。
想象一下，如果计算机没有操作系统，那将会是怎样一番混乱的景象。
硬件设备可能无法正常协同工作，软件应用程序难以被有效地安装和运行，用户将面对一堆复杂的指令和参数，而不是如今直观友好的图形界面。
操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面。
首先是处理机管理。
计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件，而操作系统负责合理地分配CPU 时间，使得多个程序能够并发地执行，充分利用 CPU 的资源，提高系统的效率。
这就好比一个交通警察，指挥着不同的车辆有序地通过路口，避免拥堵和混乱。
其次是存储器管理。
计算机的内存是存储正在运行的程序和数据的地方，操作系统需要确保内存的合理分配和回收，避免内存泄漏和浪费，同时还要提供虚拟内存机制，让计算机能够运行比实际物理内存更大的程序。
然后是设备管理。
计算机系统中连接着各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等等。
操作系统要负责对这些设备进行有效的管理，包括设备的分配、驱动程序的加载和卸载，以及设备的输入输出控制，让用户能够方便地使用这些设备。
文件管理也是操作系统的重要职责之一。
它负责对计算机中的文件进行组织、存储、检索和保护。
用户可以通过操作系统提供的文件系统方便地创建、删除、修改和读取文件，而不必关心文件在磁盘上的具体存储位置和方式。
最后是作业管理。
操作系统要对用户提交的作业进行调度和控制，确保作业能够按照一定的顺序和规则被执行，同时还要向用户提供作业的执行情况和结果。
操作系统(西安电子科技大学)
图1-3 计算机系统的层次关系
第1章 操作系统概述
1.3 操作系统的概念
为了深入理解操作系统的定义， 我们应注意以下 几点： （1） 操作系统是系统软件， 而且是裸机之上的第 一层软件。 （2） 操作系统的基本职能是控制和管理系统内的 各种资源， 有效地组织多道程序的运行。
第1章 操作系统概述
作为“管理者”， 操作系统主要负责如下事情： ① 监视各种资源并随时记录它们的状态； ② 实施某种策略以决定谁获得资源， 何时获得， 获得多少； ③ 分配资源供需求者使用； ④ 回收资源， 以便再分配。
第1章 操作系统概述
4. 文件管理功能 文件管理功能应包括： 文件存储空间的管理、 文 件操作的一般管理、 目录管理、 文件的读写管理和存 取控制。 (1) 文件存储空间的管理。 系统文件和用户文件都要放在磁盘上。
第1章 操作系统概述
（2） 文件操作的一般管理。 包括文件的创建、 删除、 打开、 关闭等。 （3） 目录管理。 包括目录文件的组织、 实现用 户对文件的“按名存取”， 以及目录的快速查询和文 件共享等。 （4） 文件的读写管理和存取控制。
第1章 操作系统概述
1.1 计算机发展简史
计算机的发展历史大致可分为以下几个阶段： 第一代： 1946年～1959年， 以美国建造的ENIAC 为代表， 主要电子器件是电子管。 第二代： 1960年～1964年， 主要特征是以晶体管 为主要电子器件， 如IBM 7090系列。 第三代： 1965年～1973年， 以集成电路作为计算 机的主要器件， 如IBM 360机种。
第1章 操作系统概述
2) 地址映射 大家都有这种经历: 我们在编写程序时并不考虑程 序和数据要放在内存的什么位置， 程序中设置变量、 数组和函数等只是为了实现这个程序所要完成的任务。 3) 内存保护 不同用户的程序都放在一个内存中， 必须保证它 们在各自的内存空间中活动， 不能相互干扰， 更不能 侵犯操作系统的空间。
第一章操作系统概述
第一章操作系统概述1.1 操作系统的目标和作用一、操作系统的定义（作用）◆ OS是计算机系统中的一个系统软件第一层软件，对硬件功能的首次扩充图 1.1 计算机系统的层次视图◆ OS是一些程序模块的集合，这些程序模块的作用是：（1）有效地组织和管理计算机系统中硬件和软件的资源。
（2）合理地组织计算机工作流程控制程序的执行，如：指令和数据装入主存，I/O设备和文件初始化，I/O设备的访问，对文件的访问。
◆向用户提供各种服务的功能：如提供多种工具（编辑器，调试器等）各种系统调用。
◆OS的目的是使用户能够灵活方便和有效地使用计算机，使计算机系统能高效地运行。
二、操作系统的功能（OS是计算机资源的管理者）（P17）1、CPU管理多道程序技术进程管理、调度、（虚拟处理机管理）2、存储管理多个程序共享内存资源（互不干扰共享）内存扩充（虚拟存储管理）3、文件管理——资源（信息资源）文件安全访问管理文件存储空间管理4、设备管理对I/O设备管理（设备分配，设备驱动）虚拟设备管理三．操作系统特征并发：在计算机系统中同时存在多个程序，从宏观上看这些程序是同时在执行的。
从微观上讲任何时刻只有一个程序在执行，微观上说这些程序在CPU上轮流执行。
并行： (与并发相同，但多指硬件支持）共享：操作系统与多个用户的程序共同使用计算机上的资源。
四.操作系统的目标◆方便性:用户界面◆有效性：系统效率（如CPU用的充足与否）资源利用率（如内存，外部设备是否忙碌）◆可扩充性◆开放性1.2 操作系统发展过程一．手工操作阶段人工处理上、下作业操作三、监督程序（单道批处理系统）——操作系统的雏形·一批作业（任务）同时提交·由监督程序处理作业切换工作·单道——内存中只存一道作业的程序，一道作业完成后才调入下一道作业单道程序运行过程：四、多道批处理——现代意义上的操作系统出现·多道——多道程序同时存在于主存之中，由CPU以切换方式为之服务，使的多个程序可以同时执行。
操作系统第1章 操作系统概述
操作系统第1章操作系统概述在我们日常使用电脑、手机等电子设备时，操作系统是那个默默在背后辛勤工作的“大管家”。
它负责管理和协调硬件资源，为我们提供一个方便、高效的工作和娱乐环境。
那么，操作系统到底是什么？它又有哪些重要的功能和特点呢？接下来，让我们一起走进操作系统的世界。
首先，我们来明确一下操作系统的定义。
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
它就像是一个指挥中心，掌控着计算机的一切活动，确保各个部件能够协同工作，以满足用户的需求。
操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面。
进程管理是操作系统的核心任务之一。
在计算机中，多个程序可能同时运行，操作系统需要合理地分配 CPU 时间，让每个程序都能得到执行的机会，避免某个程序独占资源而导致其他程序无法运行。
这就好比在一个繁忙的十字路口，交警要指挥车辆有序通行，避免交通堵塞。
内存管理也至关重要。
计算机的内存是有限的，而运行的程序和数据都需要占用内存空间。
操作系统要负责为程序分配内存，并在程序不再使用时及时回收，以确保内存的高效利用。
想象一下，内存就像是一个仓库，操作系统要决定哪些货物（程序和数据）存放在哪里，以及什么时候把不需要的货物清理出去，为新的货物腾出空间。
文件管理是操作系统的另一个重要功能。
我们在计算机中存储了大量的文件，操作系统需要对这些文件进行组织、存储和检索。
它要建立文件目录结构，方便用户查找和访问文件，同时还要确保文件的安全性和完整性。
设备管理也是操作系统不可缺少的一部分。
计算机连接着各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
操作系统要负责这些设备的驱动和管理，使它们能够正常工作，并协调设备之间的资源分配。
除了上述主要功能，操作系统还提供了用户接口，方便用户与计算机进行交互。
用户接口可以分为命令行接口和图形用户接口。
命令行接口通过输入命令来操作计算机，对于专业人员来说可能更加高效；而图形用户接口则以直观的图形和图标展示信息，更适合普通用户使用。
《操作系统》第一章：计算机操作系统概述
《操作系统》第一章：计算机操作系统概述操作系统（Operating System）是一种管理计算机硬件和软件资源的系统软件，是计算机系统中最基本的软件之一。
它为应用程序提供了一个运行环境，负责管理计算机的硬件资源和提供各种系统服务，同时也是用户与计算机硬件之间的接口。
本文将对计算机操作系统进行概述，包括其定义、功能、分类以及发展历程等方面的内容。
一、操作系统的定义操作系统是指控制和管理计算机硬件、软件资源，并协调各种应用程序运行的系统软件。
它是计算机系统的核心组成部分，能够管理计算机的内存、文件系统、进程和设备等资源，并提供各种系统服务，如文件管理、进程调度、内存管理等。
二、操作系统的功能1、资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，包括内存、磁盘、CPU、设备等，并为各个应用程序分配合适的资源。
2、进程管理：操作系统能够创建、调度和控制进程，确保它们能够按照既定的顺序和时间进行运行，并提供进程间的通信和同步机制。
3、文件管理：操作系统提供文件系统，负责管理计算机中的文件和目录，并提供对它们的访问控制和操作。
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、存储设备和通信设备，并提供设备的驱动程序和控制机制。
5、用户接口：操作系统为用户提供了一种与计算机交互的方式，如命令行界面、图形用户界面等，使用户能够方便地使用计算机。
三、操作系统的分类1、批处理操作系统：这种操作系统主要用于处理大量的批处理作业，自动化地执行一系列的任务，如批量打印、批量处理数据等。
2、分时操作系统：分时操作系统允许多个用户同时使用计算机系统，每个用户都可以独享计算机的一部分资源，在不同的终端上执行任务。
3、实时操作系统：实时操作系统主要用于对时间要求比较严格的实时应用，如控制系统、嵌入式系统等。
它能够按照既定的时间要求快速响应外部事件。
四、操作系统的发展历程1、手工操作阶段：在计算机发展初期，人们需要手工操作计算机的开关和装载程序，存在效率低下和易出错的问题。
计算机操作系统第1章
③ 系统从磁盘的输入井中挑选作业并将它们装入内存， 然后使它们在处理机上执行，称此阶段为作业的执行；
④ 作业执行结束后， 系统收回资源， 取出作业执行结 果， 这一阶段称为作业的完成。
微内核
包括文 件、目录 和进程 管理
(a)
Netwo rk (b)
图 1.8 强内核和微内核
第一章 操作系统概论
微内核与强内核相比具有以下优点： (1) 灵活性。 (2) 开放性。 (3) 可扩充性。
第一章 操作系统概论
1.4.2 传统的操作系统结构设计模式
从操作系统结构设计观点来看，早期的操作系统，主 要是单(处理)机操作系统，在结构设计方法上采用以下三 种设计模式：
控制器
设备 D
通道
控制器
设备 E
设备 F
控制器
设备 G
设备 H
图 1.3 单通路I/O系统
第一章 操作系统概论
3. CPU和通道的通信 CPU与通道之间的关系是主从关系。CPU是主设备， 通道是从设备。采用通道方式实现数据传输的过程如下：
(1) 当运行的程序要求数据传输时，CPU向通道发I/O指 令，
第一章 操作系统概论
1.5.1 单用户(微机)操作系统
用户
键盘命 令
用户程 序
命令处 理程序 文件管 理系统 输入输 出接口模 块
引导程 序
基本输 入输出系 统
裸机
图
MS-DOS的 结 构
硬件
1.11 MS-DOS
第一章 操作系统概论
1.5.2 批处理系统
① 用户首先准备好作业， 然后提交给系统， 称此阶段 为作业的提交；
《计算机操作系统》第1章 操作系统概述
手工操作的慢速度与计算机的高速度之间形成矛盾，此即所谓的人机矛盾。
1.2.2 单道程序批处理系统
人们设计了一个管理程序，称监督程序（Monitor），来实现作业的自动 转换处理。首先，程序员将数据、程序以及用作业语言书写的作业说明书作为 作业信息提交给操作员，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成 一个作业执行序列，并将这些作业信息“成批”地输入到计算机中，每一批作业 将由监督程序自动依次处理，这种自动定序的处理方式称为“批处理”。
1.3.3 虚拟性
操作系统的虚拟性（virtual），体现在它的方方面面，多道程序在单 CPU的计算机上同时运行机制使得多个程序好像独占一个CPU，若干终 端用户分时使用一台主机，好像每人独占了一台计算机；虚拟存储器使得 内存为1MB的计算机可以运行总容量为5MB以上的程序。这些都体现了操 作系统的虚拟性。
1.2.1 人工操作阶段 1.2.2 单道程序批处理系统 1.2.3 多道程序批处理系统 1.2.4 分时系统 1.2.5 实时系统 1.2.6 通用操作系统 1.2.7 操作系统的进一步发展
1.2.1 人工操作阶段
►在第一代计算机时期，构成计算机的主要元器件是电子管，计算机运算速度非常 慢（几千次／秒），这一时期的计算机上还没有配置任何操作系统，甚至没有任 何软件。这个时期上机完全是手工操作，用户（即程序员）需要直接与计算机硬 件打交道。
《操作系统》复习大纲及习题
《计算机操作系统》复习要点及习题第一章操作系统概述1、操作系统的定义及特征2、操作系统分类：批处理、分时、实时；三种系统的特点；3、理解并发与并行第二章进程管理1、进程的概念2、进程的结构、三种基本状态及状态之间的转换和转换条件3、进程与程序的联系与差别4、进程的并发执行使进程失去顺序性，可能产生与时间有关的错误。
5、共享变量、临界区、临界资源的概念6、进程互斥的概念7、重点：信号量机制——定义整形变量如S表示信号量，S的初值、S>0表示有S个资源可用、S<0则| S |表示S等待队列中的进程个数、S=0表示无资源可用的含义。
P(S)、V(S)操作的含义。
使用信号量机制实现进程互斥、同步问题。
P(S) 表示申请一个资源、V(S) 表示释放一个资源。
P.V操作必须成对出现，有一个P操作就一定有一个V操作。
当为互斥操作时，它们同处于同一进程；当为同步操作时，则不在同一进程中出现。
8、生产者-消费者问题第三章处理机调度与死锁1、重点：处理机调度算法（必须有完整的计算过程，只有结果无过程不能给满分）（1）、先到先服务算法（FIFO）（2）、短作业优先算法（SJF）给定一作业，假定它们同时到达，并且在一台处理机上按单道方式执行，则短作业优先调度算法平均周转时间为最短。
（3）、高响应比优先调度算法（4）、最高优先数算法（5）、循环轮转/时间片轮转算法(RR)2、死锁的概念——一组进程中的每一个进程，均无限期地等待此组进程中某个其他进程占有的，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁。
3、死锁四个必要条件：资源独占、保持申请、不可剥夺、循环等待4、死锁四种处理方法：死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁恢复5、死锁预防的两种方法：预先分配策略、有序分配策略6、死锁避免：进程提出资源请求，系统在分配之前进行安全性检测，若使进程进入不安全状态，则拒绝分配。
重点：银行家算法（必须有完整的计算过程，只有结果无过程不能给满分）6、死锁恢复四种方式：重新启动、终止进程、剥夺资源、进程回退第四章内存管理1、分区分配策略——最先适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。
计算机操作系统课件第一章
和协调。
（2）坚强性：当系统中的部分计算机或通路发生故障
第 时，其余部分可自动重构成为一个新的系统。
一 章
操 作 系 统 引 论
22
§1.3 操作系统的类型
操
作 按功能特征的不同把操作系统分为：
系
统 (1) 批处理操作系统
(2) 分时操作系统
(3) 实时操作系统
(4) 单用户操作系统
(5) 分布式操作系统
操 作
或多个作业的并发执行，因此，存储管理借助于虚拟
系
存储技术来获得增加内存的效果，使系统能运行内存
统
引
需求量远比物理内存大得多的作业，或让更多的作业
论
并发执行。
29
操 3．设备管理
作
系 统
• 设备分配。当用户程序提出输入输出请求后，设备管
理根据一定的设备分配原则和系统中设备情况对设备
进行分配。
(2) 设备传输控制。启动指定的输入输出设备，完成用户规
第
一 (6) 网络操作系统
章 一、 批处理操作系统
操
作 系
批处理操作系统一般适用于大中型计算机系统。批处
统 理操作系统可分为单道批处理操作系统和多道批处理操
引 论
作系统两种。
23
操 1．单道批处理操作系统
作
单道批处理操作系统是早期计算机系统中配置的一种
系 统
操作系统类型。
主要代表有：FMS（FORTRAN监控系统）、IBYSY
(2) 独占性：由于分时操作系统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，因而每个终端用
第 户彼此之间都感觉不到别人也在使用这台计算机，好像 一 自己独占整个计算机系统。
计算机操作系统第一章
计算机操作系统第一章在我们日常使用计算机的过程中，可能很少有人会去深入思考计算机操作系统究竟在背后扮演了怎样的角色。
但实际上，它就像是计算机的“大管家”，默默地管理和协调着计算机的各种资源，让我们能够高效、便捷地使用计算机完成各种任务。
计算机操作系统，简单来说，是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和管理计算机的硬件、软件资源，为用户提供一个方便、高效、安全的操作环境。
操作系统的发展历程可谓是一部波澜壮阔的科技进步史。
从早期的批处理系统，到后来的分时操作系统，再到如今的实时操作系统和网络操作系统，每一次的变革都带来了巨大的影响。
早期的批处理系统，主要是为了提高计算机的资源利用率。
在那个时候，计算机资源非常宝贵，人们通过将一批作业事先准备好，然后一次性提交给计算机进行处理，从而减少了人工干预和等待时间。
但这种方式的交互性很差，用户无法及时获得反馈。
随着技术的发展，分时操作系统应运而生。
它允许多个用户同时使用计算机，每个用户都感觉自己在独占计算机。
这极大地提高了计算机的交互性和使用效率，用户可以随时向计算机发送指令，并迅速得到响应。
而实时操作系统则主要应用于对时间要求非常严格的领域，比如航空航天、工业控制等。
在这些领域中，系统必须在规定的时间内完成任务，否则可能会导致严重的后果。
网络操作系统则是随着计算机网络的发展而出现的。
它不仅要管理本地计算机的资源，还要协调网络中其他计算机的资源，实现资源共享和通信。
操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面。
首先是处理机管理。
计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件之一，操作系统需要合理地分配和调度 CPU 资源，以确保各个任务能够得到及时的处理。
它通过进程和线程的概念来实现这一功能，将一个任务分解为多个进程或线程，然后根据一定的算法进行调度。
其次是存储管理。
计算机的内存是有限的，操作系统需要合理地分配内存空间，确保各个程序都能够正常运行。
操作系统第版第章操作系统概述
数据加密是保护数据完整性和保密性的重要手段之一。操作系统应该提供加密算法和机制，以保护数据的机密性和完整性。
安全审计
安全审计是监视和记录系统活动的重要手段之一，包括用户行为审计、系统事件审计等。操作系统应该提供安全审计机制，以便管理员可以跟踪和审查系统活动。
身份认证
身份认证是操作系统中另一个重要的安全机制，它通过验证用户的身份来防止未授权的访问。身份认证可以通过用户名和密码、数字签名、生物识别等技术实现。
05
总结词
强大的安全防护、广泛的应用场景、复杂的系统架构
详细描述
Windows系统提供了强大的安全防护功能，包括防火墙、杀毒软件、安全更新等。同时，Windows系统也具有广泛的应用场景，如桌面操作系统、服务器操作系统等。但是，由于其复杂的系统架构，Windows系统的安全配置和管理也相对复杂，需要专业的安全人员进行管理和维护。
操作系统的安全机制
操作系统的安全等级是指操作系统能够提供的安全保障的级别。通常，操作系统的安全等级越高，其安全性就越强。
常见的操作系统安全等级包括：C1、C2、B1、B2、B3、A1等。这些安全等级是根据操作系统的功能、数据保护、身份鉴别、审计跟踪等方面的表现来划分的。
操作系统的安全等级
案例分析
操作系统安全性应具备保密性、完整性、可用性和可审查性等基本要求。保密性是指只有授权用户才能访问敏感信息；完整性是指系统应保持未经授权的数据修改和破坏；可用性是指系统应防止拒绝服务和非预期操作；可审查性是指系统应提供一种机制来监视和记录系统活动。
操作系统安全性的基本要求
访问控制
访问控制是操作系统中最重要的安全机制之一，它通过限制用户对系统资源的访问来防止未授权的访问。访问控制应包括读、写、执行等操作权限的限制。
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作业
题二：在有一台CPU和2台I/O设备I/O1、I/O2,且能够实现抢先式多任 务并行工作的多道程序环境下，投入运行优先级由高到底的3个作业 P1,P2,P3。他们使用设备的先后顺序和占用设备时间分别是： P1：I/O2(30ms)、CPU(10ms)、I/O1(30ms)、CPU(10ms) P2：I/O1(20)、CPU(20)、I/O2(40) P3：CPU(30)、I/O1(20) 假设在系统中仅有着3个作业投入运行，各设备的利用率指该设备的使 用时间同作业进程组全部完成所占用最长时间的比率。在控制程序介 入时间可以忽略不计的假设下，作业P1、P2、P3从投入运行到完成所 用的时间分别是多少？3个作业从投入运行到全部完成，CPU、I/O1、 I/O2的利用率分别是多少？
分布式操作系统
四、操作系统的功能和特征
操作系统的功能
1、进程管理 2、作业管理 3、存储管理 4、文件系统 5、设备管理
操作系统的特征
1、并发性 2、共享性 3、不确定性 4、虚拟性
作业
题一：在操作系统中引入并发可以提高系统效率，若有两个程序 A和B。 A程序执行时所作的工作按次序需要用：
CPU：10秒、DEV1：5秒、CPU：5秒、DEV2：10秒 B程序执行时所作的工作按次序需要用： DEV1 ：10秒、CPU：10秒、DEV2：5秒、CPU：5秒、DEV2：10秒
1、如果在顺序环境下执行A、B两个程序，CPU的利用率为多少？
2、如果在并发环境下执行A、B两个程序，假设A程序先执行，则
3、操作系统在计算机系统中的地位
用户1
用户2 …… 用户n
应用程序 操作系统
硬件
二、操作系统发展历程
手
批
执
系
工
量
行
统
操
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
处
系
形
作
理
统
成
阶
阶
阶
阶
段
段
段
段
早期批处理 脱机批处理 多道程序设计 分时系统
三、操作系统分类
批量处理系统 分时系统 实时系统
网络操作系统
1.单道批处理 2.多道批处理
1.实时控制类 2.实时处理类
全国高职高专规划教材
科学出版社
第一章 计算机操作系统概述
1、操作系统概述 2、操作系统发展历程 3、操作系统分类 4、操作系统功能和特征
一、操作系统概述
1、操作系统的几种观点
(1)用户观点
(2)资源管理观点
(3)进程观点
2、操作系统的定义
操作系统是位于硬件层之上，所有其它软件层 之下的一个系统软件，他是这样一些程序模块 的集合——他们管理和控制计算机系统中的硬 件及软件资源，合理的组织计算机工作流程， 以便有效的利用这些资源为用户提供一个功能 强、使用方便的工作环境，从而在计算机和用 户之间起到接口的作用。