操作系统第二章
第二章 操作系统用户界面
图2.2 作业说明书的主要内容
2.2.3 一般用户的输入输出方式
联机输入输出方式
脱机输入输出方式 直接耦合方式
SPOOLING系统
网络联机方式
联机输入输出方式
用户和系统通过交互会话来输入作业。
外围设备直接和主机连接。由主机直接控制输入输 出；I/O与作业处理不能并行。降低了CPU效率 一台主机可以连接一台或多台外围设备。在单台设 备和主机相连接进行作业输入输出时，由于外围设 备的输入输出速度远远低于CPU处理速度，有可能 造成CPU资源的浪费。
联机作业控制的命令种类
环境设置 执行权限管理 系统管理 文件管理 编辑、编译、链接装配、执行命令 通信 资源要求
2.3 命令控制界面
现代操作系统，大都提供联机控制方式和批 处理方式。 批处理方式：指传统的作业控制语言编写的 作业说明书方式，也指那些把不同的交互命 令按一定格式组合后的命令文件方式。
陷阱处理机构、陷阱指令
必须为实现各种系统调用功能的子程序编造 入口地址表，每个入口地址都与相应的系统 子程序名对应。
由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能 号与该入口地址表中的有关项对应起来，从 而由系统调用功能号驱动有关系统子程序执 行。
陷阱处理机构、陷阱指令
在进入系统调用处理之前，陷阱处理机构要 保存处理机现场。在系统调用处理结束之后， 陷阱处理机构还要恢复处理机现场。
2.6 Linux与Windows的系统调用
2.6.1 Linux的系统调用
操作系统第二章课后答案
第二章进程管理2、试画出下面4条语句的前趋图:S2: b:=z+1;S3: c:=a-b;S4: w:=c+1;3、程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。
4、程序并发执行时为什么会失去封闭性与可再现性？因为程序并发执行时,就是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态就是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。
而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。
5、在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制与描述,从而在操作系统中引入了进程概念。
影响: 使程序的并发执行得以实行。
6、试从动态性,并发性与独立性上比较进程与程序?a、动态性就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,因而进程由一定的生命期;而程序只就是一组有序指令的集合,就是静态实体。
b、并发性就是进程的重要特征,同时也就是OS的重要特征。
引入进程的目的正就是为了使其程序能与其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身就是不能并发执行的。
c、独立性就是指进程实体就是一个能独立运行的基本单位,同时也就是系统中独立获得资源与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来运行。
7、试说明PCB的作用?为什么说PCB就是进程存在的唯一标志?a、PCB就是进程实体的一部分,就是操作系统中最重要的记录型数据结构。
PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。
因而它的作用就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,一个能与其它进程并发执行的进程。
b、在进程的整个生命周期中,系统总就是通过其PCB对进程进行控制,系统就是根据进程的PCB而不就是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB就是进程存在的唯一标志。
第二章 操作系统
进程通信 进程之间的联系称之为进程通信，用通信原语进行描述。进程 间的基本关系是同步和互斥两种。同步反映了进程间的合作关 系，同步的例子是一个进程需要以另一个进程的输出作为自己 的输入。互斥反映了进程间的竞争关系，互斥的例子是两个进 程可能同时使用同一资源。
死锁 当两个或两个以上的进程因争用系统资源而无休止地互相等待 时，就发生进程死锁，这是系统的一种出错状态，应采取预防 措施避免出现死锁现象。 预防死锁的方法有：静态预先分配所有资源法、有序资源分配 法和受控资源分配法。
网络操作系统（Network operating system）：运 行在局域网上的操作系统。目前，常用的网络操 作系统有NetWare和Windows NT等。 分布式操作系统（Distributed operating system）： 通过网络将物理上分布的具有自治功能的计算机 系统或数据处理系统互连，实现信息交换和资源 共享，协同完成任务。 单用户操作系统（Single-user operating system）：按同时管理的作业数，单用户操作系 统可分为单用户单任务操作系统和单用户多任务 操作系统。单用户单任务操作系统只能同时管理 一个作业运行，CPU运行效率低，如DOS；单用 户多任务操作系统允许多个程序或作业同时存在 和运行。
操作系统的组成
进程管理
进程是是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的 独立单位。 进程与程序具有不同的属性，概括如下： 程序是指令的集合，进程是指令的执行； 程序是静态的概念，进程是动态的概念； 程序存储需要介质，进程执行需要处理机； 程序是永存的，进程的生命是有限的。 进程由三部分组成：进程控制块、程序和数据的集合。
第二章Windows操作系统
单击“开始”按钮——找到要创建的快捷菜 单——按住CTRL键——按住鼠标左键——拖动到桌 面上的空白区域即可。
程 序 组
日 期 时 间 属 性
请大家跟我做：
修改或查找日期：
单击“月份”右边的箭头——选择你要的月份——单 击“年份”右边的箭头——选择你需要的年份——单 击确定。时间和日期就设置好了。
资
源
管
理
窗口是
器
Windows 集成环境
窗
的一块矩
口
形工作区
选
择
不
连
续
的
文
Ctrl+目标
件
选
择
连
续
的
文
件
Shift+目标
若将当前文件夹中的所有文件全部选定，可用 下述方法实现。
全
方法一：按组合键Ctrl＋A，即可选定所有文
选 件。 方法二：在“我的电脑”或“资源管理器”
文 窗口中，单击“编辑”菜单，选其中的“全部选定”
上机练习二：
内容： 1、打开资源管理器，浏览菜单。 2、适当调整资源管理器左右窗口的大小，隐 藏暂时不用的工具栏。 3、使用Windows资源管理器完成以下操作： （1）在D盘上创建一个名为XS的文件夹，再 在XS文件夹下创建两个并列的二级子文件夹， 其名为XS1和XS2。
（2）在D盘中任选3个不连续文件，将它 们复制到D:\XS文件夹中。再在D盘中任 选3个连续的文件复制到D:\XS\XS1文件夹 中。
删除和恢复文件或文件夹
删除操作 方法一：选定文件或文件夹→单击“文件”中 的“删除”，即可将选定的文件或文件夹删除。 方法二：选定文件或文件夹→右键单击→单击 快捷菜单中的“删除”，即可将选定的文件或文件夹 删除。 方法三：选定文件或文件夹→按键盘上的Delete 键即可。
第2章 操作系统知识
第二章操作系统1、操作系统的主要功能包括哪些？答：操作系统的主要功能包括：处理器管理（处理中断事件、处理器调度）、存储管理（存储分配、存储共享、存储保护、存储扩充）、设备管理、文件管理、作业管理、网络和通信管理。
2、试比较批处理和分时操作系统的不同点？答：批处理操作系统的主要特征：用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周转时间长；分时操作系统的主要特征：同时性、独立性、及时性、交互性。
3、进程最基本的状态有哪些？哪些事件可能引起不同状态之间的转换？答：（1）进程最基本的状态：运行态、就绪态、等待态。
（2）当进程被选中时，就绪态变为运行态；当进程遇到中断时，运行态变为等待态；当等待事件结束时，等待态变为就绪态；当进程即将运行时遇到外部事件的响应，进程由运行态变为就绪态。
4、试说明进程的互斥和同步两个概念之间的区别？答：进程的互斥和同步两个概念之间的区别：主要是进程对于资源的使用是出于竞争还是协作的关系。
5、什么是临界区和临界资源？对临界区管理的基本原则是什么？答：（1）临界区：每个进程中访问临界资源的那段程序叫做临界区。
进程对临界区的访问必须互斥，每次只允许一个进程进去临界区，其他进程等待。
（2）临界资源：指每次只允许一个进程访问的资源，分硬件临界资源、软件临界资源。
（3）临界区管理的基本原则是：①如果有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅允许一个进程进入。
②任何时候，处于临界区内的进程不可多于一个。
如已有进程进入自己的临界区，则其它所有试图进入临界区的进程必须等待。
③进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其它进程能及时进入自己的临界区。
④如果进程不能进入自己的临界区，则应让出CPU，避免进程出现“忙等”现象。
6、试比较分页式存储管理和分段式存储管理？答：页和分段系统有许多相似之处，但在概念上两者完全不同，主要表现在：（1）页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。
操作系统原理教程第2章
超线程的工作
– 超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器,应用程序
不须修正就可使用这两个逻辑处理器. – 每个逻辑处理器都可独立响应中断.第一个逻辑处理器 可追踪一个软件线程,而第二个逻辑处理器则可同时追 踪另一个软件线程. – 由于两个线程共同使用同样的执行资源,因此不会产生 一个线程执行的同时,另一个线程闲置的状况.
要进行合理的控制和协调才能正确执行
资源共享关系 相互合作关系
进程的同步与互斥
进程同步与互斥的概念 进程同步机制应遵循的原则 利用锁机制实现同步
进程同步与互斥的概念
临界资源
– 在系统中有许多硬件或软件资源,在一段时间内只允许一个进程访
问或使用,这种资源称为临界资源.
临界区
– 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量的操作
(1)P操作:记为P(S),描述为:
– – – – – – – –
P(S) { S=S-1; if (S<0) W(S); } V(S) { S=S+1; if (S<=0) R(S); }
(2)V操作:记为V(S),描述为:
利用PV操作实现互斥 利用PV操作实现互斥
概念:
– 互斥信号量是根据临界资源的类型设置的.有几种
进程的定义
– 一个程序在一个数据集合上的一次运行过程.所以
一个程序在不同数据集合上运行,乃至一个程序在 同样数据集合上的多次运行都是不同的进程.
进程的特征
– – – – –
动态性 并发性 独立性 异步性 结构性
进程的状态
进程的三种基本状态 进程的其它两种状态 进程状态间的转换
进程的三种基本状态
就绪状态
– 【例2-5】有4位哲学家围着一个圆桌在思考和进餐,
操作系统第二章
当一进程所期待的某一事件尚未出现时，该进 程调用阻塞原语把自己阻塞起来，阻塞原语的 操作过程如下：由于进程正处于运行状态，故 应中断处理机，把CPU状态保护到PCB中， 停 止运行该进程。然后把“活跃阻塞”赋予该进 程，并把它插入到该事件的等待队列中，再从 活跃就绪队列中按一定算法选取一进程投入运 行。
进程控制是OS内核实现的。
2.3.1 内核
一、操作系统的层次结构
2.3
进 程 控 制
1、引入：方便设计与维护，将操作系统分为不同层次，
将操作系统的功能设臵在不同的层次中。 2、原则： 按调用关系分层，只有外层能调用内层； 与硬件关系密切的放在最里层；例如进程调度； 与用户关系密切的放在最外层；
2.2.1
进程的定义和特征
一、引入：为描述并发下程序的执行情况
2.2
进 程 的 描 述
二、定义：进程是程序的一次执行过程，是系统进行 资源分配和处理机调度的一个独立单位。 三、特征：
动态性 并发性 独立性 异步性
结构特性：进程=程序段+数据段+PCB
2.2.1
进程的定义和特征
四、进程和程序的区别与联系
1、就绪状态(ready):等处理机 2、执行状态(running):用处理机 3、阻塞状态(blocked):等事件
2.2.2
进程状态及其演变
时间片完
二、基本状态演变图
2.2
进 程 的 描 述
创建
就绪 调度 事件发生 (I/O完成) 阻塞
运行
完成 撤消
等事件 (I/O请求)
2.2.2
1、引入
进程状态及其演变
2.3.1 内核
二、内核：
2.3
进 程 控 制
操作系统第二章课件第二章练习
第2章操作系统的基本概念一、单项选择题1. 操作系统是计算机系统中的（）软件。
A.应用B.系统C.支撑D.工具2. 在计算机系统中配置了批处理操作系统，则能够（）。
A.提高资源使用效率B.及时响应外部事件C.是用户直接干预作业的执行D.实现计算机间的通信3. 设计实时操作系统适应首先考虑（）。
A.系统效率B.交互能力C.可移植性D.可靠性4. 如用户要利用计算机系统直接调试和控制程序的执行，则应在其上配置（）操作系统。
A.批处理B.实时C.分时D.单用户5. 访管指令是一条（）指令。
A.特权B.只允许在目态执行的C.只允许在管态执行的D.在目态和管态均可执行的6. 单操作系统完成了用户请求的“系统功能调用”后，应让中央处理器（）工作。
A.维持在管态B.从管态转换到目态C.维持在目态D.从目态转换到管态二、多项选择题1. 在任何计算机系统中（）。
A.主存储器可被中央处理器直接访问B.当ＣＰＵ处于管态时只能执行特权指令C.操作系统只负责管理软件资源D.操作系统能接受用户输入的命令并控制用户程序的执行E.操作系统能为应用程序提供比裸机强的功能支持2. 各种类型的操作系统各有所长，它们追求的设计目标也不同，例如（）。
A.多到批处理系统是为了提高系统的资源用率B.分时系统允许用户直接与计算机系统交互C.实时系统首先要考虑实时性和可靠性D.网络操作系统必须实现激素算计之间的通信及资源共享E.分布时操作系统要让多台计算机协作完成一个共同的任务3. 程序状态字是用来控制指令执行顺序并且保留和知识与程序有关的系统状态。
所以，（）。
A. 每个程序都应该有一个PSWB. 程序状态字寄存器是用来存放当前运行程序的PSWC. 在多道程序设计系统中应设置多个程序状态自己村起来分别存放个成粗的PSW，以便多道并行执行D. 在用户程序的PSW中应置为管态，以便实用访管指令E. 处理器总是按程序状态字寄存器中的PSW控制程序的执行三、填空题1．计算机系统是由计算机________和计算机________两大部分组成。
操作系统第二章作业答案
第二章作业1.操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程中的合作和协调，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面要做哪些工作？答：为了从变化角度动态地分析研究可以并发执行的程序，真实的反应系统的独立性、并发性、动态性和相互制约，操作系统中不得不引入进程的概念。
为了防止操作系统及其关键的数据结构如：PCB等，受到用户程序破坏，将处理机分为核心态和用户态。
对进程进行创建、撤销以及在某些进程状态之间的转换控制。
2.试描述当前正在运行的进程状态改变时，操作系统进行进程切换的步骤。
答：分为两种情况：（1）：运行状态就绪状态：根据进程的自身的情况插入到就绪队列的适当位置，系统收回处理及转入进程调度程序重新进行调度。
（2）：运行状态→阻塞状态：系统会调用进程调度程序重新选择一个进程投入运行。
3.现代操作系统一般都提供多任务的环境，是回答以下问题。
为支持多进程的并发执行，系统必须建立哪些关于进程的数据结构？答：系统必须建立PCB。
为支持进程的状态变迁，系统至少应该供哪些进程控制原语？答：阻塞、唤醒、挂起和激活原语。
当进程的状态变迁时，相应的数据结构发生变化吗？答：会根据状态的变迁发生相应的变化。
例如：将进程PCB中进程的状态从阻塞状态改为就绪状态，并将进程从阻塞队列摘下，投入到就绪队列中。
4.什么是进程控制块？从进程管理、中断处理、进程通信、文件管理、设备管理及存储管理的角度设计进程控制块应该包含的内容。
答：PCB：描述进程本身的特征、状态、调度信息以及对资源占有情况等的数据结构，是进程存在的唯一标识。
进程控制块所包含的内容：①进程信息描述；②CPU信息状态；③进程调度信息；④进程控制和资源占用信息。
5.假设系统就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每隔300ms轮换一次，CPU在进程切换时所花费的时间是10ms，试问系统化在进程切换上的开销占系统整个时间的比例是多少？解：P=(10*10)/[(300+10)*10]=3.2%6.试述线程的特点及其与进程之间的关系。
第二章(操作系统)
8
返回本节
2.1.3 Windows XP简介
Windows XP的三个版本
Windows XP Home Edition 适用于大多数的家庭和普通用户 Windows XP Professional 适用于商业用户和有一定专业水平的家庭用户 Windows XP 64位Edition 专满足技术性工作站用户的强烈要求而设计 怎样安装xp
第二章 Windows操作系统的使用
本章重点
操作系统的功能 Windows XP的基本操作 文件和文件夹的管理 回收站的使用 程序管理
计算机管理
1
2.1 操作系统的功能与用户界面
操作系统在资源使用者和资源之间充当中间人的角 色，它负责管理、调度、指挥计算机的软硬件资源，使 其协调工作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
标三个部分，所有的操作都是从桌面开始。
开始菜单
任务栏
桌面图标
返回
12
2.1.4 Windows XP的桌面环境
任务栏
快速启动工具栏 窗口管理区 语言栏
开始按钮
系统提示区
任务一: 任务栏的设置
演示
13
2.1.4 Windows XP的桌面环境
开始菜单
用户帐户 系统工具和文 件管理工具列 表
常用程序列表
磁盘 用户
操作系统
内存
CPU
网络
程序
打印机
返回
2
2.1.1 操作系统的功能
处理器管理
处理器管理主要是对中央处理器（CPU）进行动态管理。 在多个程序运行时，所有的程序都是在处理器中运行得到结果 的，而现在大多的计算机都只有一块CPU，因此处理器管理实 际上是对处理器执行的“时间”管理，即如何将CPU真正合理 分配给每个任务。
操作系统第2章作业进程与线程
cycle receive，process，send end •输出模块P：
cycle receive，output end •然后使这三个程序模块并发执行。下图示： 程序并发执行时的前趋图：
•在该例中，存在以下前趋关系： •Ii→Ci, Ii→Ii+1, Ci→Pi, Ci→Ci+1 ,Pi→Pi+1 •而Ii+1,Ci及Pi-1是重叠的。亦即Ii+1,Ci以及Pi-1可 以并发执行。
④完成状态。 作业完成计算任务，结果由打印机
输出，最后由系统回收分配给它的全 部资源，准备退出系统时的作业状况。
2.2.2 作业描述 1．作业控制块JCB 为了管理和调度作业，系统为每个作 业设置了一个作业控制块JCB，它记录 该作业的有关信息。不同系统的JCB的 组成内容有所区别，下图给出了作业控 制块JCB的主要内容。
（1）作业调度 在多道程序设计系统中，系统可以同时
处理多个作业，系统要在许多作业中按一 定策略选取若干个作业，为它们分配必要 的资源，让它们能够同时执行，这就是作 业调度。被作业调度选中的作业在执行时 可共享系统资源。
2.1 作业管理 三、作业管理的基本功能
（2）作业控制 作业控制负责控制作业的输入、执行、
问题1：一个进程只有这两种状态吗？
一个进程的等待状态可以分为两种， 一种是等待CPU，叫就绪态，另一种 是等待I/O，叫阻塞态。
进程基本状态模型（三态模型）
（1）运行态（Running）
运行状态是指当前进程已分配到
CPU，它的程序正在处理机上执行时
的状态。处于这种状态的进程个数不
能大于CPU的数目。 运行 状态
操作系统第二章_dsf
•
如何协调各程序的执行顺序？
多个执行程序共享系统资源，程序之 间可能会相互影响，甚至影响输出结 果。 选择哪些、多少个程序进入内存执行？ 内存中的执行程序谁先执行？ 内存如何有效分配？
• • •
操作系统
第二章 进程的描述与控制
2.2 进程的描述
• 通常的程序不能参与并发执行，为了让程序 能并发执行，人们引入进程的概念对并发执行 的程序加以描述和控制。
操作系统
第二章 进程的描述与控制
顺序执行与并发执行特征对比
I1 I2
输入1
C2
输入2 计算1
输入3 计算2 输出2
输入4 计算3 输出3
C1
P1
P2
输出1
• 1. 2. 3.
操作系统
程序的顺序执行 顺序性 封闭性 可再现性
程序的并发执行 间断性 失去封闭性 不可再现性
第二章 进程的描述与控制
程序的并发执行引发的问题
应当注意，前趋图中必须不存在循环，但在图 2-2(b)中却有
着下述的前趋关系：S2→S3, S3→S2
操作பைடு நூலகம்统
第二章 进程的描述与控制
2.1.2 程序的顺序执行及其特征
– 程序：源代码程序、目标程序和可执行程序； 例如：sample.cpp sample.obj sample.exe – 程序执行：编辑、编译、链接、执行
I1 I2 I3 I4
C1
C2
C3
C4
P1
P2
P3
P4
•图 2-3 并发执行时的前趋图
操作系统 第二章 进程的描述与控制
在该例中存在下述前趋关系：
Ii→Ci，Ii→Ii+1, Ci→Pi, Ci→Ci+1，Pi→Pi+1 而Ii+1和Ci及Pi-1是重迭的，亦即在Pi-1和Ci以及Ii+1之间， 可以并发执行。 对于具有下述四条语句的程序段： • • • •
操作系统教程第2章复习
S3
(a) 程序的顺序执行
(b) 三条语句的顺序执行
图 2-1
程序的顺序执行
第二章 进 程 管 理 2. 程序顺序执行时的特征 (1) 顺序性：处理机的操作严格按照程序所规定的顺序 执行，即每一操作必须在上一个操作结束之后开始。 (2) 封闭性：程序是在封闭的环境下执行的，即程序运 行时独占全机资源，资源的状态(除初始状态外)只有本程序 才能改变它。程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素 影响。 (3) 可再现性：只要程序执行时的环境和初始条件相同， 当程序重复执行时，不论它是从头到尾不停顿地执行，还是 “停停走走”地执行，都将获得相同的结果。 程序顺序执行时的特性，为程序员检测和校正程序的错 误带来了很大的方便。
第二章 进 程 管 理
2.1.2.前趋图
• 为了描述一个程序的各部分(程序段 或语句)间的依赖关系，或者是一个 大的计算的各个子任务间的因果关 系，我们常常采用前趋图方式。
图2-2 九个结点的前趋图
第二章 进 程 管 理
前趋图（续）
• P1为初始结点，P9为终止结点每个结点 还具有一个重量。 • 该前趋图，存在下面的前趋关系： P1→P2 ， P1→P3 ， P1→P4 ， P2→P5 ， P3→P5 ， P4→P6 ， P4→P7 ， P5→P8 ， P6→P8，P7→P9，P8→P9；或表示为： • Ｐ ={P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9} ={(P1,P2),(P1,P3),(P1,P4), (P2,P5),(P3,P5),(P4,P6), (P4,P7),(P5,P8),(P6,P8), (P7,P9),(P8,P9)}
第二章 进 程 管 理 或者说，OS是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和 管理的。例如，当OS要调度某进程执行时，要从该进程的 PCB中查出其现行状态及优先级；在调度到某进程后，要根据 其PCB中所保存的处理机状态信息，设置该进程恢复运行的现 场，并根据其PCB中的程序和数据的内存始址，找到其程序和 数据； 进程在执行过程中，当需要和与之合作的进程实现同 步、通信或访问文件时，也都需要访问PCB；当进程由于某种 原因而暂停执行时，又须将其断点的处理机环境保存在PCB中。 可见，在进程的整个生命期中，系统总是通过PCB对进程进行 控制的，亦即，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而 感知到该进程的存在的。所以说，PCB是进程存在的惟一标志。
(完整版)操作系统第二章课后答案
第二章进程管理2. 试画出下面4条语句的前趋图:S2: b:=z+1;S3: c:=a-b;S4: w:=c+1;3.程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，以及为完成同一项任务而相互合作，致使在这些并发执行的进程之间，形成了相互制约的关系，从而也就使得进程在执行期间出现间断性。
4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？因为程序并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态是由多个程序来改变，致使程序的运行失去了封闭性。
而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。
5. 在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响?为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并能对并发执行的程序加以控制和描述，从而在操作系统中引入了进程概念。
影响: 使程序的并发执行得以实行。
6. 试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序?a. 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，因而进程由一定的生命期；而程序只是一组有序指令的集合，是静态实体。
b. 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建立了进程的程序并发执行，而程序本身是不能并发执行的。
c. 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来运行。
7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?a. PCB是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。
PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。
因而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。
b. 在进程的整个生命周期中，系统总是通过其PCB对进程进行控制，系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的，所以说，PCB是进程存在的唯一标志。
第2章计算机操作系统PPT课件
9/17/2024
大学计算机基础
用户接口
用户接口有两种类型： （1）命令接口和图形用户界面 用户 通过交互方式对计算机进行操作。 （2）程序接口 程序接口又称应用程 序接口（Application Programming Interface，API），为编程人员提供， 应用程序通过API可以调用操作系统 提供的功能。
操作系统
计算机硬件
整个计算机系统的层次结构
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.2 操作系统的作用和功能
1. 操作系统的作用
(1) 用户和计算机硬件之间的接口 (2) 硬件功能的扩充 为用户提供了 一台功能显著增强，使用更加方便， 安全可靠性更好，效率明显提高的机 器，称为虚拟计算机（Virtual Machine）。 (3) 资源管理器
9/17/2024
大学计算机基础
4．Linux Linux是一套免费使用和自由传播的、
与Unix完全兼容的类Unix操作系统。 Linux最初是由芬兰赫而辛基大学计算
机系的学生Linus Torvalds开发的一个操 作系统内核程序，Linux以其高效性和灵 活性著称，它能够在PC机上实现Unix操作 系统的功能。
9/17/2024
大学计算机基础
实时操作系统
实时操作系统是指系统能及时（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。
根据具体应用领域不同，实时操作系统分两类： （1） 实时控制系统 （2） 实时信息处理系统
9/17/2024
大学计算机基础
2.1.4 典型操作系统简介
9/17/2024
大学计算机基础
图中进程WINWORD.EXE有4个线程， 进程explore.exe有16个线程。
第二章. dos
现在大多数的个人计算机操作系统是单用户多任务操作系统，允许多个程
序和多个作业同时存在和运行。常用的操作系统中，Windows 3.X是基于图形界 面的16位单用户多任务操作系统；Windows 95和Windows 98 是32位单用户多任
务操作系统。
2、 多用户操作系统 多用户多任务操作系统的典型代表有UNIX、Windows NT 等。这类操作系 统支持多个用户通过不同终端共享一台计算机，并且支持每个用户同时运行多个 程序，因此广泛应用于银行结算系统、民航订票系统等。
1. 启动的含义 所谓DOS的启动，就是将系统盘中的DOS 核心程序装入内存，由DOS接管 对微机软、硬件资源的控制权，是微机系统处于等待用户输入命令的状态。DOS 启动成功的标志是在屏幕上出现DOS提示符A:\>或C:\> 2. 启动的途径 根据启动DOS时装入内存的DOS 系统文件取自软盘（A盘）还是取自硬盘 （C盘），分别称为软盘启动和硬盘启动。 3. 启动DOS的方式 启动DOS的方式通常分为冷启动和热启动，如果某些微机的主机箱上有复位 按钮，还可以用复位启动。一般在刚开机时用冷启动，在开机后遇到系统死机或 改变系统配置是用热启动或复位启动。
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2.1.3 操作系统的分类
3．批处理操作系统: 批处理操作系统是以作业为处理对象， 连续处理在计算机系统运行的作业流。这类操作系统的特点是：作 业的运行完全由系统自动控制，系统的吞吐量大，资源的利用率高。 4. 分时操作系统: 分时操作系统使多个用户同时在各自的终端 上联机的使用同一台计算机，CPU按优先级分配各个终端的时间片， 轮流为各个终端服务，对用户而言，有“独占”这一台计算机的感 觉。分时操作系统侧重于及时性和交互性，使用户的请求尽量能在 较短的时间内得到响应。常用的分时系统有：UNIX、VMS等。 5．实时操作系统: 实时操作系统使对随机发生的外部事件在限 定的时间范围内做出响应并对其进行处理的系统，外部事件一般指 来自于计算机系统相关联的设备的服务要求和数据采集。实时操作 系统广泛用于工业生产过程的控制和事物数据处理中，常用的系统 有RDOS等。
操作系统第二章习题答案3
第2章操作系统用户界面Page 362.1 什么是作业？什么是作业步？答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次全部工作称为一个作业，从系统的角度看，作业则是一个比程序更广的概念。
它由程序、数据和作业说明书组成，系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作。
而且，在批处理系统中，作业是抢占内存的基本单位。
也就是说，批处理系统以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行。
作业由不同的顺序相连的作业步组成。
作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。
例如，编辑输入是一个作业步，它产生源程序文件；编译也是一个作业步，它产生目标代码文件。
2.2 作业由哪几部分组成？各有什么功能？答：作业由三部分组成：程序、数据和作业说明书。
程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作。
2.3 作业的输入方式有哪几种？各有什么特点？答：作业的输入方式有5种：（1）联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业。
（2）脱机输入方式：利用低档个人计算机作为外围处理机进行输入处理，存储在后援存储器上，然后将此后援存储器连接到高速外围设备上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入工作。
（3）直接耦合方式：直接耦合方式把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来，从而省去了在脱机输入中那种依靠人工干预来传递后援存储器的过程。
（4）SPOOLING系统：SPOOLING又可译作外围设备同时联机操作。
在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。
作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。
（5）网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础。
当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时，就构成了网络输入方式2.4 试述 SPOOLING 系统的工作原理。
操作系统课件第二章
4．设备管理系统调用
申请设备、释放设备、设备I/O和重定向、获得和设置 设备属性、逻辑上连接和释放设备。 申请内存和释放内存；虚拟存储器的管理。
建立和断开通信连接、发送和接收消息、传送状态信 息、联接和断开远程设备。
5．内存管理系统调用
6．信息维护系统调用
2.3.2 系统调用的实现
在操作系统中，实现系统调用功能的机制
作系统的必要部分装入内存并使系统运行， 最终使系统处于命令接收状态 。 系统引导分为3个阶段。
①初始引导：把系统核心装入内存中的指定位 置，并在指定地址启动。 ②核心初始化：执行系统核心的初启子程序， 初始化系统核心数据。 ③系统初始化：为用户使用系统做准备。
（1）初始引导
初始引导也叫自举。自举的含义是操作系
（3）删除子目录命令
（4）显示目录结构命令
（5）改变当前目录命令
5．其他命令 （1）输入/输出重定向命令
如果在命令中设置输出重定向“＞”符，其后接文件 名或设备名，表示将命令的输出改向，送到指定文件 或设备上。 类似地，若在命令中设置输入重定向“＜”符，则不 再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或 设备上，取得输入信息。
图2-1 作业处理的4个步骤
①
编辑（修改）：建立一个新文件，或对 已有的文件中的错误进行修改。 ② 编译：将源程序翻译成目标代码。完成 这一步工作需要有相应语言的编译器。 ③ 连接：将主程序和其他所需要的子程序 和例行程序连接装配在一起，使之成为一 个可执行的、完整的内存映像文件。 ④ 运行：将内存映像文件调入内存，并启 动运行，最后得出计算结果。
专升本操作系统 第二章 用户与操作系统接口
2）进程通讯类系统调用: 进程通讯类系统调用:
消息传递方式:打开连接/接收连接,发送/接收消息; 消息传递方式:打开连接/接收连接,发送/接收消息; 共享存储区方式:建立存储区,建立连接, 共享存储区方式:建立存储区,建立连接,读/写存储区
2·1 作业组织和控制
对于一个作业， 对于一个作业，一般系统要进行以下几 项工作： 项工作： 1、编辑 、 2、 2、编译 3、装入 、 4、运行 、 各个作业步都是相关的
2·1 作业组织和控制
作业类型： 4）作业类型：
脱机作业：也称为批量型操作 批量型操作， 脱机作业：也称为批量型操作，在一 次业务处理过程中， 次业务处理过程中，从输入程序和数据 到输出结果的全过程。 到输出结果的全过程。
2·2 系统调用
系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯 一接口，开发人员可利用它使用系统功能。OS核心 一接口，开发人员可利用它使用系统功能。OS核心 中都有一组实现系统功能的过程（子程序）， ），系统 中都有一组实现系统功能的过程（子程序），系统 调用就是对上述过程的调用。 调用就是对上述过程的调用。 1、系统调用的基本概念 算态与管态】 【算态与管态】 计算机系统中的程序可分为系统程序与用户程 序两类。处理器运行系统程序的状态称为管态、 序两类。处理器运行系统程序的状态称为管态、特 权状态或系统状态；运行用户程序的状态为算态、 权状态或系统状态；运行用户程序的状态为算态、 目态或用户态。通常在程序的状态字中设置。 目态或用户态。通常在程序的状态字中设置。
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第二章
一、问答题
1. 配置在终端上的终端处理程序主要用于实现人机交互，应具有哪些功能？
2、什么是系统调用？系统调用与一般过程调用的区别是什么？
3、有I/O频繁、I/O与计算机均衡和计算量大的三个作业，它们同时进入内存并行工作，请给每个作业赋于运行优先数，并说明理由。
4、脱机命令接口和联机命令接口有什么不同？
5、简述作业的状态有哪些？作业调度是把什么状态的作业调入到内存？
6、系统调用的执行过程大体上分成哪三步？
7、命令解释程序有哪两种处理方法？
8、解释作业和作业调度，作业调度选择作业的必要条件是什么？
9、操作系统提供哪些便于用户控制交互式作业的使用接口？
10、一个具有分时兼批处理功能的操作系统应怎样调度和管理作业？为什么？
二、计算题和证明
1、某系统采用不能移动已在内存储器中作业的可变分区方式管理内存储器，现有供用户使用的内存空间100K，系统配有4台磁带机，有一批作业见表。
表
该系统采用多道程序设计技术，对磁带机采用静态分配，忽略设备工作时间和系统进行调度所花的时间，请分别写出采用优先数算法（数字越小优先级别越高），响应比高者优先算法、短作业优先算法、先来先服务算法选中作业执行的次序。
2、试证明短作业优先调度算法能达到最短平均周转时间。
3、有一个多道程序设计系统，采用不允许移动的可变分区方式管理内存中的用户空间，设用户空间为100K，内存空间的分配算法为最先适应分配算法，进程
调度算法采用先来先服务算法，今有如表所示作业序列：
假定所有作业都是计算型作业且忽略系统调度时间，请写出采用"计算时间短的作业优先算法"时作业的装入内存时间、开始执行时间、完成时间、周转时间以及它们的平均周转时间。
4、系统采用不能移动已在内存储器中作业的可变分区方式管理内存储器，现有供用户使用的内存空间200K，内存空间的分配算法为最先适应分配算法，进程调度算法采用先来先服务算法，有一批作业见表。
该系统采用多道程序设计技术，忽略设备工作时间和系统进行调度所花的时间，请分别写出采用“响应比高者优先算法”选中作业执行的次序以及各个作业的装入内存时间、开始执行时间、完成时间。
6、有一个具有两道作业的批处理系统，有如下表所示的作业序列（表中所列作业优先级即为进程优先级，数值越小优先级越高）。
列出下面情况下所有作业进入内存时刻及结束时刻，并计算其平均周转时间。
假设采用短作业优先的调度算法，进程调度采用优先级为基础的剥夺式算法。
5、在一个单道批处理系统中，采用响应比高者优先的作业调度算法。
当一个作
业进入系统后就可以开始调度，假定作业都是仅计算，忽略调度花费的时间。
现有三个作业，进入系统的时间和需要计算的时间如表所示：。