西电 Linux上机 Modern Operating Systems 现代操作系统 PPT课件
操作系统答案（西安电子科技大学版）
操作系统答案（西安电子科技大学版）计算机操作系统(汤子瀛，梁小丹，哲凤屏) 习题答案全部第一章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 作为扩充机器.3. 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?不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；4. 何谓脱机I/O 和联机I/O?a. 脱机输入输出方式(Off-Line I/O)是为了解决人机矛盾及CPU 和I/O 设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU 的空闲等待时间，提高了I/O 速度.具体内容是将用户程序和数据在一台外围机的控制下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当CPU 需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，从而大大加快了程序的输入过程，减少了CPU 等待输入的时间，这就是脱机输入技术;当程序运行完毕或告一段落，CPU 需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，把磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，这就是脱机输出技术.b. 若这种输入输出操作在主机控制下进行则称之为联机输入输出方式.5. 试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人-机交互，共享主机以及便于用户上机的需求.6. 试说明实时任务的类型和实时系统的类型.a. 实时任务的类型按任务执行时是否呈现周期性来划分，分为周期性实时任务和非周期性实时任务；---根据对截止时间的要求来划分，分为硬实时任务和软实时任务;b. 通常把要求进行实时控制的系统统称为实时控制系统,把要求对信息进行实时处理的系统成为实时信息处理系统.7. 实现多道程序应解决哪些问题?a. 处理机管理问题；b. 内存管理问题；c. I/O 设备管理问题；d. 文件管理问题；e. 作业管理问题.8. 试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点.a. 单道批处理系统是最早出现的一种OS，它具有自动性，顺序性和单道性的特点；---多道批处理系统则具有调度性，无序性和多道性的特点；b. 单道批处理系统是在解决人机矛盾及CPU 和I/O 设备之间速度不匹配的矛盾中形成的，旨在提高系统资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好的利用系统资源；---多道批处理系统是对单道批处理系统的改进，其主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长，无交互能力.9. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：及时接收，及时处理;b. 对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，多路卡作用是使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；---对于及时处理，应使所有的用户作业都直接进入内存，在不长的时间内，能使每个作业都运行一次.10 为什么要引入实时操作系统?更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要.11 OS 具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发(Concurrence),共享(Sharing),虚拟(V irtual),异步性(Asynchronism).b. 其中最基本特征是并发和共享.12 内存管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?a. 主要功能: 内存分配，内存保护，地址映射和内存扩充等.b. 内存分配的主要任务是为每道程序分配内存空间，提高存储器利用率，以减少不可用的内存空间，允许正在运行的程序申请附加的内存空间，以适应程序和数据动态增长的需要.---内存保护的主要任务是确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰.---地址映射的主要任务是将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址.---内存扩充的主要任务是借助虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量.13 处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?a. 进程控制，进程同步，进程通信和调度.b. 进程控制的主要任务是为作业创建进程，撤销已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换.---进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行调节.---进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.---调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法，选择出若干个作业，为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一新进程，把处理机分配给它，并为它设置运行现场，是进程投入运行.14 设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 缓冲管理，设备分配和设备处理，以及虚拟设备等.b. 主要任务:完成用户提出的I/O 请求，为用户分配I/O 设备；提高CPU 和I/O 设备的利用率；提高I/O速度；以及方便用户使用I/O 设备.15 文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a. 主要功能: 对文件存储空间的管理，目录管理，文件的读，写管理以及文件的共享和保护.b. 主要任务:对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性.16 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者.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.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.17 是什么原因使操作系统具有异步性特征?a. 程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.b. 每个程序在何时执行，多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.18 试说明在MS-DOS 3.X 以前的版本中，其局限性表现在哪几个方面?a. 在寻址范围上，DOS 只有1MB，远远不能满足用户需要.b. DOS 试单用户单任务操作系统，不支持多任务并发执行,与实际应用相矛盾.19 MS-DOS 由哪几部分组成?每部分的主要功能是什么?略.20 为什么Microsoft 在开发OS/2 时，选中了80286 芯片?设计OS/2 的主要目标之一是既能充分发挥80286 处理器的能力，又能运行在8086 处理器环境下开发的程序.因为在80286 内部提供了两种工作方式: 实方式和保护方式，使得Intel 80286 处理器不仅提供了多任务并发执行的硬件支持，而且还能运行所有在8086 下编写的程序。
西安电子科技大学嵌入式实时操作系统课件 第1章
第1章 嵌入式系统导论
出于兼容性和灵活性的考虑，系列化、模块化的单板机
也问世了，其典型代表是Intel公司的iSBC系列单板机、 Zilog公司的MCB单板机等。从此人们可以不必从选择芯片 开始，而是只要选择各功能模块，就能够组建一台专用计算 机系统。用户和开发者都希望从不同的厂家选购最适合的 OEM产品，插入外购或自制的机箱中就能形成新的系统， 这就要求插件是互相兼容的，从而导致了工业控制微机系统 总线的诞生。1976年Intel公司推出了Multibus，1983年扩展 为带宽达40 Mb/s的MultibusⅡ。1978年，由Prolog设计出了 简单STD总线并被广泛应用。
第1章 嵌入式系统导论
直到1971年Intel公司推出了第一颗商用集成电路微处理器
Intel 4004以后，许多厂商纷纷推出8位、16位微处理器。以 微处理器为核心的微型计算机以其体积小、价格低、性能可 靠等特点，迅速走出机房，广泛地应用于仪器仪表、家用电 器、医疗设备等领域。这个时期也被人们称为PC时代。
第1章 嵌入式系统导论
计算机被嵌入到应用系统中后，原来通用计算机的标准
形态便不再复现了，人机交互应用的计算机与通用计算机系 统区别开来，就把这种以嵌入为手段、以控制为目的的专用 计算机称做嵌入式计算机系统。因此，嵌入式系统起源于微 型机时代，嵌入式系统的嵌入性是它的一个根本特点，其本 质是将计算机嵌入到应用系统中去。
第1章 嵌入式系统导论
1.1.3 嵌入式系统的特点
嵌入式系统的本质是专用的计算机系统，与通用计算机 系统相比，不同的嵌入式系统的特点会有所差异，但基本特 点是一样的，其主要表现如下： (1) 系统内核小、实时高效。嵌入式系统大多应用于小 型电子设备，系统资源有限。例如，一般MCS-51系列单片 机只有几KB的内部RAM、几十KB的ROM，经扩展后也不 过64 KB，要在这样有限的资源上运行实时内核，就对内核 的尺寸提出了严格的限制，大的通用操作系统肯定是无法运 行起来的，一般只能运行嵌入式操作系统，如μC/OS-Ⅱ的 内核最小可裁剪到2 KB。
西安邮电大学linux操作系统课程设计ls的编写含源码
西安郵電大學操作系统课程设计报告书院系名称：计算机学院学生姓名：专业名称：软件工程班级：班学号：时间：2015 年4月13 日至2015 年4月24 日1实验目的操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源的虚拟机，其中的文件系统是对软件和设备进行管理的系统，文件系统是操作系统中非常重要的一个模块，它的实现占用了操作系统源码的最大编码量，其好坏也直接影响着用户对操作系统的感受程度。
通过对操作系统课程设计的实践，进一步加深对文件系统的认识和理解，并在此基础上培养学生的工程应用能力。
实验分别从用户态和内核态两个层次实践文件系统的部分功能。
2实验任务2.1 ls实现在linux下编程实现带参数的shell命令ls，ls命令必须支持如下功能。
1.基本要求(1)支持-l 参数；(2)输出结果按字典排序；(3)列出“.”文件，支持-a参数，在没有-a时候不显示隐藏文件；(4)显示记录总数。
2.高级要求(1)支持对给定的目录进行操作，如ls /tmp；(2)输出结果分栏排序，每栏的宽度由这一栏最长的文件名决定，显示的栏数还受终端显示器的宽度影响，每一列尽可能的等宽；(3)正确显示文件特殊属性suid、sgid和sticky，参见联机帮助确保程序能处理各种情况；(4)支持标准的ls支持选项-R，它的功能是递归地列出目录中所有的文件包含子目录中的文件；(5)支持标准的ls支持选项-u，它会显示出文件的最后访问时间，如果用了-u而不用-l，会有什么结果？；(6)当关掉一个文件的读权限，就不能打开这个文件来读。
如果从一个终端登录，打开一个文件，保持文件的打开状态，然后从另外的终端登录，去掉文件的读权限，这时有什么事情会发生？编写一个程序，先用open()打开一个文件，用read()读一些内容，调用sleep()等待20s以后，再读一些内容，从另外的终端，再等待的20s内去掉文件的读权限，这样会有什么结果？。
2.2编写内核模块显示目录或文件的信息。
Linux操作系统6
Linux操作系统北京邮电大学 电信工程学院计算中心第六章 用户管理• 在Linux操作系统中，每一个文件和程序必 须属于某一个“用户”。
每一个用户都有一个 唯一的身份标识叫做用户ID（User ID， UID）。
每一个用户也至少需要属于一个 “用户分组”，也就是由系统管理员建立的用 户小团体。
用户可以归属于多个用户分 组。
与用户一样，用户分组也有一个唯一 的身份标识叫做用户分组ID（Group ID， GID）• 对某个文件或程序的访问是以它的UID和 GID为基础的。
一个执行中的程序继承了 调用它的用户的权利和访问权限。
• 每位用户的权限可以被定义为下面两种中 的任何一种：普通用户或者根用户。
普通 用户只能访问他们拥有的或者有权限执行 的文件；分配给他们这样的权限是因为这 个用户或者属于这个文件的用户分组，或 者因为这个文件能够被所有的用户访问。
根用户能够访问系统全部的文件和程序， 而不论根用户是否拥有它们。
根用户通常 也被称为“超级用户”。
本章内容• • • • • • 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 基础知识 用户数据库 用户管理工具 SetUID和SetGID程序 如果没有文件的所有权 更该文件的所有权6.1 基础知识• 在Linux操作系统中，任何东西都有一个所有 者。
用户都按照这样一个方式配置：它们的访问 权限只分配给经过挑选的一个很小的用户范围。
• 6.1.1 用户登录子目录 • 6.1.2 口令 • 6.1.3 shell • 6.1.4 启动上机脚本程序 • 6.1.5 电子邮件6.1.1 用户登录子目录• 每一个实际登录进入系统上机的用户都需 要有地方保存那些专属于他的配置文件。
这需要让用户工作在自己定制的操作环境 中以免改变其他用户定制的操作环境—即 使是两个用户同时登录上机也应该如此安 排。
这个地方就叫做用户登录子目录 （ home directory） • 大多数站点都从/home开始安排用户登录 子目录• 根用户的登录子目录对大多数UNIX操作系 统的变体来说都是传统的“/”，许多Linux操 作系统的安装把它设置为/root • 把用户登录子目录安排在/home下的决定 完全是人为的6.1.2 口令• 每个账户都必须有一个口令，否则就根本不可能 登录进入它。
(超详细)西电软院操作系统实验报告DOC
操作系统课程设计实验报告册班级：1313012学号：...姓名：lan教师：杜军朝目录实验1 Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用实验2 makefile的编写及Linux内核编译实验3 Linux的进程和线程实验4 同步与互斥实验5 文件系统重要提示：1．实验正文建议使用小四号或五号宋体。
2．若附加图形，则请直接嵌入到实验手册相应位置。
3．各实验的源程序，请按实验分目录存放，如第一个实验的源程序存放在目录lab1下，第二个实验的源程序存放在目录lab2下等等，依次类推。
4．可互相讨论，但严禁抄袭网络或同学的实验结果。
实验编号 1 题目Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用实验目的1、掌握至少一种Linux系统的安装2、掌握虚拟机平台（Vmware Workstation）的使用和配置3、掌握至少一种配置Vmware中Linux系统与宿主机Windows系统的文件交换的方法4、掌握常用的Linux命令5、了解Linux的帮助系统实验内容1、Linux（虚拟机）安装及Linux常用命令使用报告1、目录操作命令正文2、文件操作命令3、文本文件查看命令4、用户系统命令5、网络相关命令6、U盘的使用方法7、用户管理命令8、用户组账号管理9、文件权限设置10、设置文件属主和属组实验编号 2 题目makefile的编写及Linux内核编译实验目的1、掌握Linux中makefile文件的编写2、理解Linux内核的Makefile3、掌握至少一个版本Linux内核的编译步骤4、了解Linux内核的配置过程实验内容1、准备工作：相关软件的获取与安装（源代码，软件包）2、编译工作：配置，编译3、修改启动配置文件：修改grub2启动项4、能够正确的编译源代码5、能够用编译出的内核启动系统报告内容要求(1) 实现方法和思路(2) 测试及结果报告正文内核编译过程1、拷贝源代码到/usr/src目录下将文件添加共享文件夹中，然后在terminal输入以下命令：cd /mnt/hgfscp -r packages /usr/srccp linux-2.6.32.60 /usr/src2、在usr/src目录下解压源码：cd /usr/srctar xvf linux-2.6.32.60.tar.bz23、拷贝packages到“~”目录下：cd /usr/srccp -r packages ~4、安装软件包：dpkg –i *.deb5、转到内核源代码所在的目录“/usr/src/linux-2.6.32.60”:cd /usr/src/linux-2.6.32.606、输入make menuconfig，进入general setup选项，进入local version 菜单，添加版本标示：lan，保存并退出。
【精品】第三版操作系统课后习题答案西安电子科技大学111
第三版操作系统课后习题答案西安电子科技大学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。
西电操作系统大作业Linux信号量机制(附代码)
Linux信号量机制1 需求说明1.1 基本需求目标：本次实验的目标是在Linux环境下实现一个多线程对临界资源的互斥操作，利用信号量实现对临界资源的保护，支持Linux下文件输入输出，提高对Linux环境下多进程、多线程、信号量机制和文件操作等知识的理解。
问题描述：设有进程A、B、C，分别调用过程get、copy、put对缓冲区S和T进行操作。
其中get负责从文件F_in中把数据块读入并输出缓冲区S，copy负责从S中提取数据块并复制到缓冲区T中，put负责从缓冲区T中取出信息存入到本地文件F_out中。
实现get、copy、put的操作过程。
功能需求：●提供与用户交互的界面，用户可指定输入、输出文件以及缓冲区大小●利用信号量(互斥量和条件变量)实现互斥●同时产生多个get、copy和put线程，利用信号量实现多个相同功能的线程间的通信，避免临界资源的非法访问，可参考读写者问题解决方案●支持文件输入、输出非功能需求：●程序应有较好的容错性（即能对用户输入的命令进行判断，并对错误的命令进行错误处理）过程需求：●使用vi进行代码的编写●使用make工具建立工程●将实现不同类别功能的函数写到不同的.c文件中，并使用makefile链接编译。
OBJS=main.o copy.o get.o put.o file.o signalmove:$(OBJS)signalmove.hgcc$(OBJS)-o signalmove-lpthread main.o:main.c signalmove.hgcc-c main.c-lpthreadcopy.o:copy.c signalmove.hgcc-c copy.cget.o:get.c signalmove.hgcc-c get.cput.o:put.c signalmove.hgcc-c put.cfile.o:file.c signalmove.hgcc-c file.c/**signalmove.h**Created on:May14,2012*Author:dell*/#ifndef SIGNALMOVE_H_#define SIGNALMOVE_H_#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<pthread.h>#include<semaphore.h>#include<signal.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<ctype.h>//file worksvoid file_in();void file_out();//copy from s to tvoid copy();//put and getvoid put();void get();sem_t read_sem;//readsem_t write_sem;//writesem_t copy_sem;//copypthread_mutex_t read_mutex;//pthread mutex for read pthread_mutex_t write_mutex;//pthread mutex for writechar*data_s;//read bufferchar*data_t;//write bufferint len;//buffer lengthchar*filename_out;//name_outchar*filename_in;//name_inint result;int result_copy;#endif/*SIGNALMOVE_H_*//**main.c**Created on:May14,2012*Author:dell*/#include"signalmove.h"int isdigit_all(char*str){while(*str!='\0'){if(!isdigit(*str++))return0;}return1;}//signal outvoid Handlesignal(int signo){printf("end program!\n",signo);exit(0);}void main(int argc,char*argv[]){if(argc!=4){printf("error input!1.filename_in,2.filename_out,3,length of buffer\n"); exit(0);}if(isdigit_all(argv[3])==0){printf("error input!1.filename_in,2.filename_out,3,length of buffer\n"); printf("error length of buffer must be digit!\n");exit(0);}result_copy=0;filename_in=argv[1];filename_out=argv[2];len=atoi(argv[3]);int thread_i=0;data_s=(char*)malloc(len*sizeof(char));data_t=(char*)malloc(len*sizeof(char));if(signal(SIGINT,Handlesignal)==SIG_ERR){printf("error signal out\n");}pthread_t read_pthread;pthread_t copy_pthread;pthread_t write_pthread;//sem lockint ini1=sem_init(&read_sem,0,1);int ini2=sem_init(&write_sem,0,0);int ini5=sem_init(©_sem,0,0);if(ini1&&ini2&&ini5!=0){printf("sem error\n");exit(1);}//mutex lockint ini3=pthread_mutex_init(&read_mutex,NULL);int ini4=pthread_mutex_init(&write_mutex,NULL);if(ini3&&ini4!=0){printf("mutex error\n");exit(1);}int thread_1=pthread_create(&read_pthread,NULL,(void*)&get, (void*)(&thread_i));if(thread_1!=0){printf("read thread create error!\n");exit(1);}thread_i++;int thread_2=pthread_create(©_pthread,NULL,(void*)©, (void*)(&thread_i));if(thread_2!=0){printf("copy thread create error!\n");exit(1);}thread_i++;int thread_3=pthread_create(&write_pthread,NULL,(void*)&put, (void*)(&thread_i));if(thread_3!=0){printf("write thread create error!\n");exit(1);}pthread_join(read_pthread,NULL);pthread_join(copy_pthread,NULL);pthread_join(write_pthread,NULL);free(data_s);free(data_t);exit(0);}/**file.c**Created on:May14,2012*Author:dell*file works*/#include"signalmove.h"void file_in(int fd,char*data,int len){while(1){sem_wait(&read_sem);pthread_mutex_lock(&read_mutex);printf("data_in..........\n");if(lseek(fd,0,SEEK_CUR)==-1){printf("lseek failed!\n");}if((result=read(fd,data,len))==-1){printf("read error!\n");}int i=0,j=0;printf("data_plete\n");pthread_mutex_unlock(&read_mutex);sem_post(©_sem);if(result<len){len=result;result=0;break;}}}void file_out(int fd,char*data,int len){while(1){sem_wait(&write_sem);pthread_mutex_lock(&write_mutex);printf("data_out..........\n");if(write(fd,data,len)==-1){printf("write error!\n");}printf("data_plete\n");pthread_mutex_unlock(&write_mutex);if(result_copy==1){break;}}}/**put.c**Created on:May14,2012*Author:dell*/#include"signalmove.h"void put(){int fd=open(filename_out,O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR); if(fd==-1){printf("open file wrong!\n");exit(0);}file_out(fd,data_t,len);}/***Created on:May14,2012*Author:dell*/#include"signalmove.h"void get(){int fd=open(filename_in,O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR); if(fd==-1){printf("open file wrong!\n");exit(0);}file_in(fd,data_s,len);}/**copy.c**Created on:May14,2012*Author:dell*copy data from S to T*/#include"signalmove.h"void copy(){while(1){sem_wait(©_sem);pthread_mutex_lock(&read_mutex);pthread_mutex_lock(&write_mutex);printf("copy..........\n");strcpy(data_t,data_s);int i=0;for(;i<len;i++){data_s[i]='';}printf("plete\n");pthread_mutex_unlock(&write_mutex);pthread_mutex_unlock(&read_mutex);sem_post(&write_sem);sem_post(&read_sem);if(result==0){result_copy=1;break;} }。
操作系统上机 西电科大实验环境概述
《操作系统实验课程》实验环境概述主讲：黄伯虎内容安排WRK简介实验环境的建立调试工具的使用WRK全称“Windows Research Kernel”，是微软公司“Windows Academic Program”的组成部分。
Windows Academic ProgramThe Windows Academic Program provides universities with curriculum materials, Windows kernel source code, and aproject environment for teaching operating system principles using Windows.Components:¾Windows Operating System Internals Curriculum Resource Kit¾Windows Research Kernel¾ProjectOZWRK包含两部分内容：¾Windows XP x64和Windows Server 2003 SP1操作系统的大部分内核源代码；¾一个用于教学和研究的Windows内核实验平台。
作用¾通过WRK，使用者可以阅读、修改、编译Windows内核源代码，并在给定的环境下运行和测试；¾可以观察Windows内核的运行情况；¾可以深度观测应用程序的运行情况。
WRK包含NTOS内核中以下部分的源代码： 进程(Processes)线程(Threads)本地过程调用(LPC)虚拟内存(Virtual memory)调度器(Scheduler)对象管理器(Object manager)I/O管理器(I/O manager)同步(Synchronization)辅助线程(Worker threads)内核堆管理器(Kernel heap manager)其他的NTOS内核功能不过包括的部分硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer) 文件系统(File systems)网络栈(Network stacks)设备驱动(Device drivers)这些组件以动态链接库的形式提供，以支持系统运行。
ch4西安电子科技大学操作系统课件【精选】
13
4.2 死锁举例
进程通信引起死锁
系统资源在总体上按照是否能被消耗可以分 为
永久性资源：就是指独占资源，可以重复使用， 如CPU、主存、I/O设备等。
临时性资源：可消耗的资源，通常由一个进程产 生，而被另一个进程消耗掉，只能使用短暂的时 间，如进程同步时交换的信息、数据文件等。
西安电子科技大学计算机学院
12
4.2 死锁举例
进程申请顺序不当引起死锁（前面例子） 同类资源分配不当引起死锁
假设系统中有9个单位的存储器，4个进程，每个 进程都需要4个存储器才能完成。
现系统给每个进程都分配了2个存储器，系统还剩 余1个存储器，但无论将其分配给哪一个进程，该进程 都不能执行完成，造成了死锁。
T2
则不会死锁。但如果先要求消
息，再发送消息，则会死锁。
S2
西安电子科技大学计算机学院
15
4.2 死锁举例
进程通信引起死锁
由此可见，死锁的产生与系统拥有的 资源数量、资源分配的策略、进程对资源 申请和使用的时机等多个因素有关，要解 决死锁需全面考虑这些因素。
西安电子科技大学计算机学院
16
4.3 解决死锁的方案
P2Req(R2)
D:不安全区 ④
P1Req(R1)
P1Req(R2)
进程推进顺序不合法
P1Rel(R1)
P1Rel(R2)
西安电子科技大学计算机学院
10
4.1 死锁的基本概念
产生死锁的四个必要条件：
互斥使用（资源独占） 非剥夺控制（不可强占） 零散请求 循环等待：等待进程形成一个封闭的链，链上的进
鸵鸟策略：对死锁不加理会 不让死锁发生：可以在进程执行前或在
计算机操作系统-西安电子科技大学出版社-第三版-课后习题答案
第一章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．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？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．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么？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，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。
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。
西安电子科技大学嵌入式实时操作系统课件 第11章
第11章 μC/OS-Ⅱ几个版本的区别
(4) V2.62增加了一个用于限制定义一个内存分区名称长
度的配置常量OS_MEM_NAME_SIZE，内存分区名不能超 过OS_MEM_NAME_SIZE定义的字节数。相应地，增加了 两个分别用来获取和设置内存分区名称的函数OSMem NameGet()和OSMemNameSet()，便于调试。 (5) V2.62增加了一个用于限制定义用户任务名称长度 的配置常量OS_TASK_NAME_SIZE，用户任务名称的长度 不能超过OS_TASK_NAME_SIZE定义的字节数。相应地， 增加了两个分别用于获取和设置用户任务名称的函数OSTas NameGet()和OSTaskNameSet()，便于调试。
Create()，创建一个定时器；OSTmrDel()，删除一个定时器； OSTmrRemainGet()，确定定时器还有多久溢出； OSTmrNameGet()，获取定时器名称；OSTmrStateGet()，获 取定时器当前状态；OSTmrStart()，启动定时器；OSTmr Stop()，暂停定时器。必须注意的是，在中断中不能调用以 上这些函数。另外，对时钟管理器的任务模式的描述如下： 首先，必须置OS_SEM_EN = 1，使得信号量操作有效，因 为时钟管理器需要获取两个信号量。
(2) V2.76将V2.62中的OS_DEBUG.C文件改名为
OS_DBG .C，并增加了参考文件OS_DBG_R.C。
第11章 μC/OS-Ⅱ几个版本的区别
(3) V2.76在μC/OS_Ⅱ.H文件中包含了OS_CPU.H和
OS_CFG.H文件，这样做的好处是用户不需要用其它库函数 就能编译μC/OS-Ⅱ。但必须注意的是，必须把这两个文件 从includes.h总头文件中移除，否则会发生重复包含错误。 (4) V2.76增加了一个用于设置信号量的值的函数 OSSemSet()，当置OS_SEM_SET_EN = 1时，函数有效。 (5) 一些对系统功能没有影响的代码的改写和删减这里 不再赘述。 (6) V2.76与V2.62相比没有什么功能上的增加和改变。
ixLinux操作系统课程教学大纲
《Unix/Linux操作系统》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：230446课程名称：Unix/Linux操作系统英文名称：Operating System of Unix/Linux课程类别：专业课学时：72（其中上机实验18学时）学分：3.5适用对象: 计算机科学与技术专业，网络工程专业考核方式：考试，考试成绩占70%，平时成绩占30%先修课程：操作系统、C语言二、课程简介本课程的目的主要是通过本课程学习，使学生比较深入地理解掌握UNIX系统的概念和原理，并使UNIX系统的理论与实践相结合。
本课程要求学生有专业基础课诸如：《操作系统》及《C语言程序设计》等课程的基础，在学习过程中，除要掌握UNIX的概念和原理外，还要学会UNIX的系统使用和管理。
计算机操作系统是计算机最基本的系统软件，而作为UNIX 操作系统又是在小型机以上使用最广的操作系统，我们通过对计算机操作系统概念的了解来掌握UNIX操作系统。
通过UNIX操作系统的教学，应使学生主要掌握UNIX操作系统的概念、组成以及系统的日常管理所需要的知识，还要掌握SHELL等相关的常用命令，UNIX 操作系统文件系统管理和UNIX系统管理的常用命令，vi编辑程序的使用等。
总之，在本科生阶段，除了掌握UNIX的基本概念，重点应该掌握UNIX操作系统的使用和日常维护和管理。
三、课程性质与教学目的课程性质：专业课通过本课程学习，使电视大学学员掌握UNIX/LINUX下进行系统程序设计所需的有关重要概念和知识,包括SHELL编程、基本的进程控制、复杂的进程通信，加上UNIX下的网络管理的基本知识，包括WWW服务器、DNS服务器、FTP服务器和MAIL服务器的安装、配置和使用。
讲授时，综合计算机操作系统和计算机网络的基本知识，并结合大量的实例分析,加深学生对UNIX操作系统的认识。
四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与要求1．熟悉操作系统的发展历史。
现代操作系统教程(慕课版)-课后习题答案1-8章全带原题
20、进程-资源分配图是用于（D）。
A．死锁的预防B．解决死锁的静态方法
C．死锁的避免D．死锁的检测与解除
1.2
1、Linux操作系统按照事件来源和实现手段将中断分为（硬中断）、（软中断）。
2、系统调用是通过（中断）来实现的；发生系统调用，处理器的状态常从目态变为管态。
运行态→等待态：以下几种情况会导致进程会由运行态切换到等待态，例如当一进程必须等待时，或是操作系统尚未完成服务，进程对一资源的访问尚不能进行时，还有初始化I/O且必须等待结果时，在进程间通信时，进程等待另一进程提供输入时等；
等待态→就绪态：当进程所等待的事件发生时，例如资源申请获得满足时，或是等待的数据或信号到来时，进程就可能由等待态切换到就绪态。
2、进程创建来源于以下事件：提交一个批处理作业；在终端上交互式的登录；操作系统创建一个服务进程；进程孵化新进程；等等。请描述进程的创建过程。
答：
①系统在进程表中增加一项，并从PCB池中取一个空白PCB；
②为新进程的进程映像分配地址空间。传递环境变量，构造共享地址空间；
③为新进程分配资源，除内存空间外，还有其他各种资源；
C．磁盘调度D．中断
5、以下关于进程的说法，错误的是（B）。
A．进程是程序在处理器上的一次执行过程
B．一个进程是由若干作业组成的
C．在线程出现后，进程仍然是操作系统中资源分配的基本单位
D．进程具有创建其他进程的功能
6、在下述关于父进程和子进程的叙述中，正确的是（D）。
A．父进程创建了子进程，因此父进程执行完了，子进程才能运行
A．管理信息B．信息存储
C．数据D．程序
14、设与某资源关联的信号量初值为3，当前值为-1。若M表示该资源的可用个数，N表示等待该资源的进程数，则M、N分别是（A）。
ch3西安电子科技大学操作系统PPT课件
3.2 进程定义与控制
进程组成：有程序段、数据段和进程控 制块(PCB)组成。
➢ 程序和数据是进程存在的物理基础，是进程 的实体
➢ 进程控制块是进程的灵魂，是进程存在的唯 一标志
➢ 操作系统为进程创建进程控制块和分配地址 空间的过程就是进程创建的过程
西安电子科技大学计算机学院 16
3.2 进程定义与控制
进程控制块：是操作系统用来记录进程 详细状态和相关信息的基本数据结构， 包括进程的标识信息、状态信息和控制 信息。
➢ 标识信息：唯一的标识一个进程，主要有进 程标识、用户标识和父进程标识。
➢ 状态信息：与CPU有关的各种现场信息，包 括寄存器状态、堆栈指针。以便该进程重新 占用CPU后能够继续执行。
CPU t
两个进程执行示意图
多道程序设计优点：
➢ CPU利用率高。 ➢ 设备利用率高。 ➢ 系统吞吐量大。
西安电子科技大学计算机学院
9
3.1 进程的引入
并发执行的特征：
➢ 失去封闭性：共享资源，程序之间互相制约。 ➢ 间断性：程序之间的制约关系致使程序执行时间
不连贯。
➢ 不可再现性：失去封闭性，也就失去了可再现性，
西安电子科技大学计算机学院
3
3.1 进程的引入
在早期计算机系统中，多道程序设计还 未出现之前，程序是顺序执行的。多道 程序设计出现后，操作系统可以实现多 个进程的并发执行。
进程（process）一词在20世纪60年代初 首先出现的MIT的MULTICS系统中。
进程是程序的一次执行，多个进程可以 并发执行。
于是，引入“进程”，能够反映程序 执行的独立性、并发性和动态性等特征。
西安电子科技大学计算机学院 12
2253 《现代操作系统》
2253 博士研究生《现代操作系统》科目入学考试大纲第一部分考试说明一．考试性质《现代操作系统》入学考试是华中科技大学计算机科学与技术相关专业所设置的一个考试科目。
它的评价标准是高等学校计算机学科优秀硕士毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证录取的博士生具有一定的计算机专业理论及软件开发能力，以利于计算机学科相关专业各导师择优选拔。
考试对象为参加博士生入学考试的应届或非应届硕士毕业生，以及具有同等学历的在职人员。
二．考试的学科范围操作系统的基本概念，包括：操作系统的定义、功能、特性、类型以及现代操作系统的用户界面与操作系统的逻辑结构。
操作系统资源管理策略、功能与实现技术，包括：处理机管理、存储管理、设备管理和文件系统。
了解操作系统的重要论题：死锁概念。
并发处理的概念及实现技术。
包括：进程概念、进程状态及变迁、进程控制、进程同步互斥的概念及实现技术。
实例操作系统，如：UNIX系统与Windows系统的类型、结构、用户界面、进程管理、设备管理与文件系统的有关问题。
三．评价目标《现代操作系统》科目考试是考核学生对操作系统的基本概念、基本原理及实现技术的掌握程度，考核学生融会贯通及综合运用所学知识的能力。
本科目的考试要求学生能理解操作系统的基本原理及实现技术，不要死记硬背；要求学生能灵活地运用所学知识分析问题、解决问题；要求学生能理论联系实际，了解实例操作系统的主要的概念及实现技术。
四．考试形式与试卷结构1．答卷方式：闭卷，笔试。
2．答题时间：180分钟。
3．考查内容及考查比例考查内容的难度分为较易、较难、难三个等级。
每份试卷中不同难度试题的分配比例是3：4：3。
基本概念和基本知识约占30%，在理解的基础上，运用所学知识来解决问题的试题约占40%，需要综合几个知识点来解决问题的试题约占30%。
题目的形式可以有多样。
如：填空题、选择题、判断改错题、简答题、计算题、图解题、实现同步互斥的编程题等。
题型不是关键，最关键的是对操作系统这门课程的知识点掌握的程度，知识就是每章必须掌握的基本内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
/* streams2 */ /* 190 */
/* * NOTE!! ...
需要修改
*/
.rept NR_syscalls - 190
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)
系统调用实现
1. 修改 usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S, 增加新的系 统调用表项：
make mrproper /* 清理旧的配置信息 */
make clean /*清理上次构建时生成的 文件*/
make menuconfig /* 进入后直接Exit并且 save*/
make dep
检查各模块的依赖关系
make bzImage 生成新内核(压缩格式),
Linux内核的构建
4. 将新内核复制到/boot下:
3. 修改 usr/include/asm/unistd.h, 增加新的系统调用编号：
#define __NR_mycall
191 /* my syscall */
4. 通过编译产生新内核，并重启操作系统。
Linux内核的构建
1. 确保是root用户
2. cd /usr/src/linux
3. 依次执行以下make语句
课设题目的测试函数
题目要求的测试函数可能形如
#include <linux/unistd.h> _syscall1(int,mycall,int,ret); //假设mycall接受一个int参数 int main(){
printf("My name is XXX,and my number is %d.\n",mycall(0)); printf("The last of my number is %d.\n",mycall(1)); return 0;}
间
Hardware
系统调用实现
include/asm/unistd.h中定义了所有系统调用的 编号
跳转表以系统调用编号为下标，大小由 NR_syscalls确定[include/linux/sys.h]
没有定义的跳转表项，一律指向函数 sys_ni_syscall()/*kernel/sys.c*/ {return -ENOSYS;}
如sys_fork, sys_exit.
系统调用
SYSCALL、libc、API
App
用
call fork()/printf()/strlen()/…
户
空
fork() printf() write() strlen() …
间 libc
内 核 空
sys_fork()
sys_write() sys_... … Kernel
2. 对于自定义的系统调用，需要经过特殊处理：
#include <linux/unistd.h> /* generate the stub for our new syscall * int sys_mycall(int a, int b) */ _syscall2 (int, mycall, int, a, int, b); //注意参数与mycall 要求的参数一致
。如学号为13091248 ，则返回8。 3. 若参数小于或等于0，则返回自己的学号后
三位。如学号为13091248，则返回248。
系统调用
系统调用
内核为用户进程提供的服务; 提供用户模式的进程和硬件设备的接口; 保护对内核所管理的资源的访问，提高系统
安全; 提高程序的可移植性； Linux系统调用在内核中全部以“sys_”开头，
修改后的代码:
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)/* streams2 */
.long SYMBOL_NAME(sys_vfork)
Байду номын сангаас
/* 190 */
.long SYMBOL_NAME(sys_mycall) /* 191 */
/* * NOTE!! ... */
.rept NR_syscalls - 19901
操作系统课程设计
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
实验内容2 系统调用
题目要求
为Linux内核增加一个系统调用，并编写用 户进程的程序来测试。
要求该系统调用能够完成以下功能：
1. 该系统调用有1个int型参数，返回值为int。 2. 若参数大于0，则返回自己学号的最后一位
说明
使用2.4或更高版本的内核可获得加分 参考资料：google搜索“linux增加系统
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)
课设题目的系统调用函数
题目要求的系统调用函数可能形如
asmlinkage int sys_mycall(int num) { if(num > 0){ return 2;} else { return 13081032;}
}
系统调用实现
增加系统调用
1. 修改 usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S（S必须为大写）, 找Entry(sys_call_table)增加新的系统调用表项：
修改前的代码: .long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) .long SYMBOL_NAME(sys_vfork)
cp arch/i386/boot/bzImage /boot/bzImage-new
注意：此处arch为相对路径，完整路径前面有/usr/src/linux
5.修改LILO配置文件 /etc/lilo.conf，在尾部添加（不能 修改原有内容）
image= /boot/bzImage-new label=linux-new root=/dev/sda5 initrd=/boot/initrd.img append=“” read-only
应与其他引导内核相同
这里与其他内核相同
应与其他引导内核相同 应与其他引导内核相同
运行：/sbin/lilo 6. 重启虚拟机：reboot，系统启动时按tab选择新的内核
系统调用实现
如何使用系统调用
1. 对于内核本身提供的系统调用，在libc中都已经提供了相 应的API，可以当做普通的库函数调用：