西安交通大学操作系统原理第一章
西安交通大学操作系统原理第一章
Common Functions of Interrupts
• Interrupt transfers control to the interrupt service routine generally, through the interrupt vector, which contains the addresses of all the service routines
• 输入一个命令,就执行一个库函数
• 缺点：
– 机器等人:效率低下
ENIAC计算机
美国宾夕法尼亚大学制造，运算速度1000次/每秒，数万个真空 管，占地100多平方米，重量130吨，功耗140kW.
1.2.2单一操作员、单一控制端操作系统
• 主要矛盾 – 人机矛盾：人工操作方式与机器利用率的矛盾 – CPU与I/O之速度不匹配的矛盾
– User mode and kernel mode – Mode bit provided by hardware
• Provides ability to distinguish when system is running user code or kernel code
• Some instructions designated as privileged, only executable in kernel mode
1 Introduction 操作系统引论
• What is an operating system? • Development and Types of OS • The features of OS • The functions of OS
Computer System Organization
操作系统原理_庞丽萍_第一章绪言
三. 桌面系统
随着微电子技术的发展，操作系统的目标： 不再是最大化CPU和外设的利用率 而是最大化用户方便性和响应速度 各种类型的Windows替代MS-DOS， IBM公司将MS-DOS升级为多任务OS/2 Linux个人计算机操作系统(类似于UNIX)
个人计算机操作系统得益于大型机操作系统的研制成果。 另一方面，微型计算机硬件费用很低，有些技术实现可简单。
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为什么学习操作系统 ?
掌握操作系统的基本理论，具备开发核心系统 软件的技能，设计操作系统或者修改现有的系统
为后继课程打好基础 ———— 数据库、网络、分布式系统 了解当前流行的实际操作系统的使用方法与实 现技术 ———— UNIX，Linux, Windows
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操作系统能做什么 ?
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软 操 统
件 程 序
用
其 户
二. 存储程序式计算机的结构和特点
存储程序式计算机(Von Neumann计算机)
1. 基本部件
CPU、主存储器、I/O设备、控制台 2. 特点 集中顺序过程控制 集中控制：由CPU集中管理 顺序性：程序计数器控制 过程性：模拟人们手工操作过程
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3. 计算机系统结构与操作系统的关系
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二. 批处理阶段
1. 联机批处理
特点：有监督程序；作业自动过渡
问题：CPU高速与I/O慢速的矛盾
解决：由卫星机负责I/O
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2. 脱机批处理 特点：有监督程序；作业自动过渡
问题：CPU高速与I/O慢速的矛盾
解决：由卫星机负责I/O
输入机
输入带
输入带
卫星机
主机
打印机
输出带
西安交通大学操作系统原理(高起专)期末考试高分题库全集含答案
138682--西安交通大学操作系统原理（高起专）期末备考题库138682奥鹏期末考试题库合集单选题：（1）下面（）种页面置换算法会产生Belady异常现象？A.先进先出页面置换算法（FIFO）B.最近最久未使用页面置换算法（LRU）C.最不经常使用页面置换算法（LFU）D.最佳页面置换算法（OPT）正确答案：A（2）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（3）在请求调页系统中有着多种置换算法：选择最先进入内存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.NRU算法正确答案：A（4）通常，文件的逻辑结构中（）组织方式，既适合于交互方式应用，也适合于批处理方式应用。
A.堆文件B.流式文件C.索引顺序文件D.顺序文件正确答案：C（5）从总体上说，多道程序设计技术可（）单位时间的算题量。
A.增加B.减少C.维持正确答案：A（6）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（7）在I/O设备控制的发展过程中，最主要的推动因素是（）、提高I/O速度和设备利用率。
A.提高资源利用率B.提高系统吞吐量C.减少主机对I/O控制的干预D.提高CPU与I/O设备的并行操作程度正确答案：C（8）为了实现多道程序设计，计算机需要有（）。
A.更大的内存B.更快的外部设备C.更快的CPUD.更先进的终端正确答案：A（9）在一单处理机系统中，若有5个用户进程，在非管态的某一时刻，处于阻塞态的用户进程最多有（）个。
A.1B.2C.3D.5正确答案：D（10）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（11）操作系统中，进程与程序的重要区别之一是（）。
《操作系统原理》PPT课件 (2)教学文稿
void *runner(void *param)
{
int upper=atoi(param);
int i;
sum = 0;
if (upper >0)
for ( i = 1; i <=upper; i++)
sum +=i;
pthread_exit(0);
}
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三、并发控制：互斥与同步 并发（Concurrent） 与并行（Parallel） 临界资源(critical resource)
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二、OS的分类
批系统 （batch system） ➢ 成批提交作业，作业完成或无法继续执行时发生切换
交互（分时）系统（interactive, Time-sharing system) ➢ 多个用户（应用程序）分享计算机资源 Windows, Linux, …
实时系统（Real-time system） ➢ 满足应用的时间约束要求 VxWorks, QNX, …
《操作系统原理》PPT课 件 (2)
第一部分 操作系统概述
一、操作系统的功能
▪ 实现对计算机资源的管理 (CPU, 存储器，I/O设备） ▪ 控制应用程序的执行 ▪ 提供应用程序访问计算机资源的接口（系统调用） ▪ 实现对操作系统内核及应用程序的保护
操作系统给计算机一个灵活的大脑、 一个强健的心脏和突出的个性
，如此反复。请用信号量解决这些进程的同步互斥问题。
答：本题中需要定义下述变量和信号量：
data_type buffer[M]; /* data_type对应于所需要的数据类型，如int、float等
*/
int in=0； /* 用来指示下一个可存放数据的缓冲区 */
西安交大操作系统原理课程作业答案
第一章操作系统引论1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性，有效性，可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. OS作为计算机系统资源的管理者；c. OS实现了对计算机资源的抽象.7. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：使用户能与自己的作业进行交互，即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，再将结果返回给用户。
b. 解决方法：------对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。
------对于及时处理，应使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。
12. 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a. 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。
b. 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，因此实时系统的及时性要高于分时系统的及时性。
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。
13. OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发性、共享性、虚拟性、异步性。
b. 其中最基本特征是并发和共享。
（最重要的特征是并发性）18. 是什么原因使操作系统具有异步性特征?在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，进程的执行通常并非一气呵成，而是以走走停停的方式运行。
内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的，因此导致作业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致。
第1章 引论
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计算机网络与其它类似系统的比较
终端分时系统
各终端分时占用主机资源 终端无计算能力,对主机的依赖性极强 通信主要采用异步串行连接(本地或远程)
多机系统
紧耦合,主机间通信多采用共享存储器,共享总 线等(有的系统也采用高速局域网)
分布式系统
见下页
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计算机网络与分布式系统 分布式系统的特点 在分布式OS统一调度下,各计算机协 调工作,共同完成一项任务,如并行 计算. 用户面对的是一台逻辑上的计算机, 组成分布式系统的各计算机怎样协同 工作,对用户透明. 用途主要是科学计算和事务处理.
城域网(Metropolitan Area Network , MAN)
范围:中等,<100KM 传输技术:宽带/基带 拓扑结构:总线
广域网(Wide Area Network , WAN)
范围:大,>100KM 传输技术:宽带,延迟大,出错率高 拓扑结构:不规则,点到点
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按拓扑结构分类 星形 有一个中心节点, 其它节点与其构成 点到点连接 树形 一个根结点,多个 中间分支节点和叶 子节点构成
单台主机:执行计算和通信任务 多台终端:执行用户交互 (终端集中器/终端服务器)
T T
连接方式:本地或远程
T T T
通信线路
TS T
HOST
T
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例子:飞机订票系统
HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路)
缺点
主机负荷重——数据处理+通信 线路利用率低 集中控制方式,可靠性低
软件
通信软件(网络协议软件) 网络操作系统 网络管理/安全控制软件,网络应用软件
西安交通大学操作系统原理试题(A卷)
共3 页第1 页
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西安交通大学考试题
六．（10分）设正在处理器上执行的一个进程的页表如下表所示，表中的虚页号和物理块号是十进制数，起始页号（块号）均为0。
所有的地址均是存储器字节地址。
页的大小为1024字节。
1.详述在设有快表的请求分页存储管理系统中，一个虚地址转换成物理内存地址的
过程。
2.下列十进制虚地址对应于什么物理地址：5579，2232
进程的页表
虚页号状态位访问位修改位物理块号
0 1 1 0 4
1 1 1 1 7
2 0 0 0 -
3 1 0 0 2
4 0 0 0 -
5 1 0 1 0
注：当某页被访问时，其访问位置1。
答：1.
1．判断是否越界，若是，则中断，否则，继续。
2．查找快表，若找着页表项，则修改访问位等，形成物理地址，结束。
否则，继续。
3．查找页表，若找着页表项，则修改访问位等，形成物理地址，将该页表项放入快表
第3 页。
西交18年秋季《操作系统原理(高起专)》在线作业满分答案
西交《操作系统原理（高起专）》在线作业
从总体上说，多道程序设计技术可（）单位时间的算题量。
A.增加
B.减少
C.维持
正确答案:A
有一类操作系统的系统响应时间的重要性超过系统资源的利用率，它被广泛地应用于卫星控制、导弹发射、飞机飞行控制、飞机订票业务等领域是（）。
A.分时操作系统
B.实时操作系统
C.批处理系统
D.网络操作系统
正确答案:B
在操作系统中进程是一个具有一定独立功能程序在某个数据集合上的一次（）。
A.并发活动
B.运行活动
C.单独操作
D.关联操作
正确答案:B
文件系统的主要目的是（）。
A.实现对文件的按名存取
B.实现虚拟存贮器
C.提高外围设备的输入输出速度
D.用于存贮系统文档
正确答案:A
操作系统中，进程与程序的重要区别之一是（）。
A.程序有状态而进程没有
B.进程有状态而程序没有
C.程序可占有资源而进程不可
D.进程能占有资源而程序不能
正确答案:B。
西安交通大学操作系统课内实验报告全解
西安交通大学实验报告——操作系统原理课内实验姓名：班级：学号：实验一用户接口实验一、实验目的1、理解并掌握面向操作命令的接口 Shell，学会简单的shell编码。
2、理解操作系统调用的运转体制，掌握创立系统调用的方法。
二、实验内容1、控制台命令接口实验理解面向操作命令的接口shell和进行简单的shell编程。
该实验是经过“几种操作系统的控制台命令”、“终端办理程序”、“命令解说程序”和“Linux操作系统的bash”来让实验者理解面向操作命令的接口shell和进行简单的shell 编程。
查察bash版本。
编写bash脚本，统计/my目录下c语言文件的个数2)系统调用实验。
2、系统调用实验理解操作系统调用的运转体制。
该实验是经过实验者对“Linux操作系统的系统调用体制”的进一步认识来理解操作调用的运转体制；同时经过“自己创立一个系统调用mycall（）”和“编程调用自己的系统调用”进一步掌握创立和调用系统调用的方法。
编程调用一个系统调用fork（），察看结果。
编程调用创立的系统调用foo（），察看结果。
自己创立一个系统调用mycall（），实现功能：显示字符串到屏幕上。
编程调用自己创立的系统调用。
系统创立三、实验准备为了使用户经过操作系统达成各项管理任务，操作系统一定为用户供应各样接口来实现人机交互。
经典的操作系统理论将操作系统的接口分为控制台命令和系统调用两种。
前者主要供应给计算机的操作人员对计算机进行各样控制；尔后者则供应个程序员，使他们能够方便地使用计算机的各样资源。
四、实验步骤及结果1、控制台命令接口实验1）查察bash版本操作：在shell提示符下输入：$echo$BASH_VERSION结果：版本是（1）-release2）成立bash脚本，输出Helloword操作：在编写器中输入以下内容#!/bin/bashechoHelloWorld!结果：操作：履行脚本使用指令：$./text结果：（3）编写bash脚本：统计/my目录下c语言文件的个数经过bash脚本，能够有多种方式实现这个功能，而使用函数是此中个一个选择。
西安交大操作系统实验报告
西安交通大学操作系统专题实验报告班级：学号：姓名：2022年4月25日目录1内核编译与系统调用 (1)1.1实验目的 (1)1.2实验内容 (1)1.3实验思想（或流程图） (1)1.4实验步骤 (1)1.5测试数据设计 (3)1.6程序运行初值及运行结果分析 (3)1.7实验总结 (4)1.7.1实验中的问题与解决过程 (4)1.7.2实验收获 (5)1.7.3意见与建议 (5)1.8附件 (5)1.8.1附件1 程序 (5)1.8.2附件2 MakeFile (8)1.8.3附件3 Readme (8)2 进程软中断与管道通信 (13)2.1实验目的 (13)2.2实验内容 (13)2.3实验思想（或流程图） (13)2.4结果分析 (15)2.5实验总结 (16)2.6源代码 (17)3 模块编程与字符设备驱动 (20)3.1实验目的 (20)3.2实验内容 (20)3.3实验总结 (21)3.4附件 (22)1内核编译与系统调用1.1实验目的掌握系统调用的设计过程，为以后设计更复杂系统奠定基础。
1.2实验内容安装Linux，熟悉Linux的操作，并编译内核，构建、使用自己的Linux内核设计系统调用：设计、添加自己的系统调用，并重新编译内核予以验证为Linux内核设计添加一个系统调用，将系统的相关信息（CPU型号、操作系统的版本号、系统中的进程等，类似于Windows的任务管理器）以文字形式列表显示于屏幕，并编写用户程序予以验证。
请参阅proc文件系统的相关说明，读取proc文件系统的相关信息，可参考实验指导书的proc编程实验1.3实验思想（或流程图）系统调用是应用程序和操作系统内核之间的功能接口,其主要目的使用户可以使用操作系统提供的有关设备管理、输入/ 输出系统、文件系统和进程控制、通信以及存储管理等方面的功能 ,而不必了解系统程序的内部结构和有关硬件细节,从而起到减轻用户负担和保护系统以及提高资源利用率的作用。
5操作系统原理 (西安交大网络教育 )习题答案
一、单项选择题1、（信号量）是一种只能进行P、V操作的特殊变量。
2、一个进程是（PCB结构与程序和数据的组合）。
3、操作系统中，当（时间片完），进程从执行状态转变为就绪状态。
4，设有三个作业J1，J2，J3同时到达，运行时间分别为T1，T2，T3，且T1≤T2 ≤ T3。
若它们在一台处理机上按单道运行，采用短作业优先算法，则平均周转时间为（T1+ 2/3T2 + 1/3T3）。
5、在操作系统中，死锁出现是指（若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源）6.若系统有三个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是( 10 ) 。
7、预防死锁的论述中，（可以通过破坏产生死锁的四个必要条件之一或其中几个的方法，来预防发生死锁）条是正确的论述。
8、关于死锁与不安全状态的关系，下列描述正确的有（死锁是一种不安全状态）：9、银行家算法是一种（死锁避免）算法。
10、以下哪种算法不属于多个分区的可变分区存储管理方式的主存分配算法（最后适应分配算法）11、在固定分区管理方式中，处理器执行作业时，对每条指令中的地址要求满足（下限地址≤绝对地址≤上限地址）12、以下叙述中，不正确的是（采用动态和静态重定位的系统都支持“程序浮动”）13、在页式存储管理中，假定地址用m个二进制位表示，其中页内地址部分占用了n个二进制位，那么最大的作业允许有（2(m-n) ）个页面。
14、关于一个分区的存储管理，以下叙述不正确的是（一个分区的存储管理中，必须采用动态重定位的方式进行地址转换）15、下面哪种算法不属于页式虚拟存储管理中的页面调度算法（优先数调度算法）16、缺页中断率与哪个因素无关（作业的逻辑地址）17、很好地解决了“零头”问题的存储管理方法是（页式存储管理）18、在存储管理中，（可变分区管理）可与覆盖技术配合.19、虚拟存储器的最大容量（由计算机的地址结构决定）20、下述（先进先出）页面淘汰算法会产生BELADY现象.21、计算机系统的二级存储包括（主存储器和辅助存储器）22、以下关于主存空间的说法中正确的是（操作系统与硬件的接口信息、操作系统的管理信息和程序等存放在主存储器的系统区）23、联想存储器在计算机系统中是用于（地址变换）24、以下有关可变分区管理中采用的主存分配算法说法中错误的是（最佳适应算法是最好的算法，但后过的较大作业很难得到满足）25、下面关于重定位的有关描述，错误的是（静态重定位中装入主存的作业仍然保持原来的逻辑地址）26、在可变式分区分配方案中，最佳适应算法是将空闲区在空闲区表中按（容量递增）次序排列27、在分页存储系统中，页表是由（操作系统）建立的28、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，采用（缓冲技术）29、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（DMA 方式）30、在下列文件的物理结构中，不利于文件长度动态增长的是（连续结构）31、操作系统有多种类型：允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统，称为（分时操作系统）。
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Resources in computer system
指构成计算机系统所 必须的那些“硬”设 备
硬件资源
计
算
机
系
统
资
源
软件资源
程序和数据的集合
主机
中央处理机CPU 内存
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带） 外部设备 I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
Common Functions of Interrupts
• Interrupt transfers control to the interrupt service routine generally, through the interrupt vector, which contains the addresses of all the service routines
– User mode and kernel mode – Mode bit provided by hardware
• Provides ability to distinguish when system is running user code or kernel code
• Some instructions designated as privileged, only executable in kernel mode
Computer-System Operation
• I/O devices and the CPU can execute concurrently • Each device controller is in charge of a particular device
type • Each device controller has a local buffer • CPU moves data from/to main memory to/from local
1 Introduction 操作系统引论
• What is an operating system? • Development and Types of OS • The features of OS • The functions of OS
Computer System Organization
Abstract View of System structure
Computer system structure
• Hardware – provides basic computing resources (CPU, memory, I/O devices).提供基本的运算资源
• Operating system – controls and coordinates the use of the hardware among the various application programs for the various users.在各 种应用程序和用户之间控制与协调对硬件的使用
reboot – Typically stored in ROM or EPROM, generally
known as firmware – Initializes all aspects of system – Loads operating system kernel and starts
• System call changes mode to kernel, return from call resets it to user
Transition from User to Kernel Mode
Computer Startup
• bootstrap program is loaded at power-up or
• Interrupt architecture must save the address of the interrupted instruction
• A trap is a software-generated interrupt caused either
by an error or a user request • An operating system is interrupt driven
其它设备（MODEM、通信口）
系统软件（OS、Compiler、DBMS）
应用软件 （CAD、MIS、用户自己开发的系统等）
工具软件（软、硬件检测诊断程序）
User mode and kernel mode
• Dual-mode operation allows OS to protect itself and other system components
• One or more CPUs, device controllers connect through common bus providing access to shared memory
• Concurrent execution of CPUs and devices competing for memory cycles
பைடு நூலகம்
Computer system structure(cont.)
• Applications programs– define the ways in which the system resources are used to solve the computing problems of the users (compilers, database systems, video games, business programs).应用程序-定义解决用户问题的资源使用 方式（编译、数据库、视频游戏、事务程序等）
buffers • I/O is from the device to local buffer of controller • Device controller informs CPU that it has finished its
operation by causing an interrupt