操作系统第一章作业讲解
操作系统第一章详解(考研)精品PPT课件
第一章 操作系统引论
1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
OS 处 于 用 户 与 计 算 机 硬 件 系 统 之 间 ， 用 户 通 过 OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下， 能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和 运行自己的程序。
第一章 操作系统引论
(3) 图形、窗口方式：用户通过屏幕上的窗口和 图标来实现与OS的通信，并取得它的服务。（用户 接口）
第一章 操作系统引论
用户 应用程序 系统调用 命令 图标、窗口
操作系统 计算机硬件
图 1-1 OS作为接口的示意图
第一章 操作系统引论
2. OS作为计算机系统资源的管理者
计算机系统资源： 硬件：处理器
I/O软 件 物理接口
硬件 虚机器
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
第一章 操作系统引论
3. OS实现了对计算机资源的抽象
同样，可以再覆盖一层用于文件管理的软 件，由它来实现对文件操作的细节，并向 上提供一组对文件进行存取操作的命令， 方便用户对文件进行存取。
由此可见，OS是铺设在计算机硬件上的 多层系统软件，它们不仅增强了系统的功 能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由 它们实现了对计算机硬件操作的多个层次 的抽象。
第一章 操作系统引论
外围机（卫星机）
外围机：专门用于与I/O设备打交道，完 成面向用户的输入输出（纸带或卡片）， 中间结果暂存在磁带或磁盘上。
第一章 操作系统引论
1.1.1 操作系统的目标
有效性：提高系统资源的利用率；提高系 统的吞吐量（指系统在单位时间内所完成 的总工作量）。
方便性：配置操作系统后可使计算机系统 更容易使用。
操作系统第一章复习总结+习题(带讲解)
第一章操作系统概论操作系统的定义：1.资源管理的观点：操作系统是控制和管理计算机的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以及方便用户的程序集合。
2.用户的观点：操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的第一次扩充。
操作系统形成：操作系统的发展过程中，多道批处理系统和实时控制系统的出现，标志着操作系统的正式形成。
操作系统的特征：并发性、共享性、虚拟性、不确定性操作系统的功能进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、操作系统接口操作系统接口分类：程序接口（为程序员提供）、命令接口(为用户提供)操作系统类型基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统新型：微机操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统多道程序设计技术：为了提高系统吞吐量和资源利用率，允许多个程序同时驻留内存，使处理机在这些程序之间切换，在一段时间内，执行完多个程序的处理技术称为多道程序设计技术。
批处理操作系统：用户的作业被成批的输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行。
单道批处理系统：内存中仅放一道作业、作业的完成顺序与进驻内存的顺序相关多道批处理系统：内存中存放多道作业、作业的完成顺序与进驻内存的顺序无严格对应关系。
分时系统：允许多个终端用户同时使用计算机，在这样的紫铜中，用户感觉不到其他用户的存在。
特征：多路性、独立性、及时性、交互性、可靠性实时系统：系统对特定输入做出的反应速度足以控制发出实时信号的对象。
“实时”的含义是指计算机对于外来信息能够及时处理，并且能在被控对象允许的范围内做出快速反应。
（要求更好的及时性）实时系统分类：实时控制系统、实时信息控制系统UNIX是一个多用户、多任务的分时操作系统(声明：习题参考答案均属个人意见，仅供参考，参考答案设置字体为白色，看时请自行设置为其他颜色。
)习题：1. 下列选项中，在用户模式下执行的是（）。
A 命令解释程序B 缺页处理程序C 进程调度程序D 时钟中断处理程序参考答案：A2.用户程序调用操作系统的功能必须使用（）。
最新操作系统第一章作业讲解资料
第一章 习题1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。
3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。
假设可在15分钟内并行完成这3个作业。
则各资源的利用率分单道CPU 磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1打印利用率：10 / 15 = 2 / 32、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A 和B 。
这2个程序对CPU 和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为：程序A ：磁带（30S ）、CPU （10S ）、磁盘（30S ）、CPU （10S ）、磁带（20S ） 程序B ：磁盘（20S ）、CPU （30S ）、磁带（40S ）假定：CPU 、磁盘和磁带都能并行工作，试问：在单道和多道两种方式下， 1）程序A 和B 从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？2）CPU 、磁盘和磁带的利用率是多少？答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式）在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为120S （抢占式）单道运行的时间关系图磁带计算多道、非抢占式运行的时间关系图磁带计算多道、非抢占式运行的时间关系图3、有三个程序A、B、C，它们使用同一个设备进行I/O操作，并按A、B、C的优先次序执行。
这三个程序的计算机和I/O操作时间如下表所示。
假设调度时间可忽略不计，请分别画出单道程序环境和多道程序环境下（假设内存中可同时装入这三道程序），它们运行的时间关系图，并比较它们的总运行时间。
计算机操作系统作业
答：操作系统的基本类型有多批道处理系统、分时系统和实时系统。特点分别为：
多批道处理系统：多道性、无序性、调度性;
分时系统：多路性、独立性、及时性、交互性;
实时系统：多路性、独立性、及时性、交互性、高可靠性。
第二章中断
2.1为什么说操作系统是由中断驱动的？
3.9处理机的状态与进程的状态有何区别？
答：处理机有时可能执行系统程序，有时又执行用户程序为了保证OS中的关键表格不被用户的程序所破坏，因而引进了用户态和核心态两种状态。从进程管理的角度出发，将进程划分程三种基本的状态：运行状态，就绪状态、等待状态、新建状态和终止状态。进程之间的状态有三个特点：
(1)进程之间的状态转换在大多数情况下是不可逆的。
综合上述，可得Байду номын сангаас作系统是由中断驱动的。
２．１什么是系统调用？
所谓系统调用，指运行在用户态的应用程序请求操作系统为之服务的一种手段。它由运行在核心态的操作系统的一段程序来完成特定功能，属于一种特殊的过程调用。
2.3什么是系统调用？系统调用与一般程序有什么区别？
答：所谓系统调用，指运行在用户态的应用程序请求操作系统为之服务的一种手段。它由运行在核心态的操作系统的一段程序来完成特定功能，属于一种特殊的过程调用。
答：1）虚拟机观点：即OS是添加在硬件上的第一层软件，是对硬件功能的首次扩充与直接延伸，每对计算机作一次扩充，就使其功能更加强大，使用更加方便。
2）资源管理观点：操作系统是管理计算机系统资源的程序，主要是指在多道程序之间合理地分配和回收各种资源，是资源得到充分有效的使用，是程序得以有条不紊地运行。
3）服务用户观点：操作系统作为软件，它是一个为用户服务的大型的复杂程序。
1-4章习题讲解、练习题、内存实验(操作系统)
一个状态转换的发生，是否一定导致另一 个转换发生，列出所有的可能。
解答：不一定。可能的情况如下： 1.就绪执行 导致 执行就绪 2.执行阻塞 导致 就绪执行（就绪队列不空） 3.执行就绪 导致 就绪执行（就绪队列不空） 4.阻塞就绪 可能导致 就绪执行 （在抢占方式下，该进程优先级高于当前进程和 就绪队列中的所有进程） 作业问题：认为阻塞就绪一定导致就绪执行。
31.(c)(e)会发生死锁。
34.（a）不是死锁状态，（b）是死锁状 态。
P1
R1 P1
R2
14.在一个请求分页系统中，采用LRU页面置换算法，假如 一个页面的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2 、1、5，当分配给作业的物理块数为3和4时，试计算在访 问过程中所发生的缺页次数和缺页率,并比较所得结果
选择题
１、在计算机系统中配置操作系统的主要目的是（Ａ），操作系 统的主要功能是管理计算机系统中的（Ｂ），其中包括（Ｃ）管 理和（Ｄ）管理，以及设备管理和文件管理。这里的（Ｃ）管理 主要是对进程进行管理。 Ａ：（１）增强计算机系统的功能；（２）提高系统资源的利用 率；（３）提高系统的运行速度；（４）合理地组织系统的工作 流程，以提高系统吞吐量。 Ｂ：（１）程序和数据；（２）进程；（３）资源；（４）作业 ；（５）任务。 Ｃ、Ｄ：（１）存储器；（２）虚拟存储器；（３）运算器； （４）处理机；（５）控制器。
8、对于记录型信号量，在执行一次P操作时，信号量的值应 当 A ；当其值为 B 时，进程应阻塞。在执行V操作时 ，信号量的值应当 C ；当其值为 D 时，应唤醒阻塞队 列中的进程。 A，C：(1)不变； (2)加1； (3)减1； (4)加指定数值； (5)减指定数值。 B，D：(1)大于0； (2)小于0； (3)大于等于 0； (4)小于等于0。
操作系统作业--第一章
操作系统作业--第一章操作系统作业——第一章操作系统是计算机系统中不可或缺的一部分，它负责管理计算机的硬件和软件资源，提供用户与计算机之间的接口，使得计算机系统能够高效地工作。
本文将介绍操作系统的定义、功能以及其在计算机系统中的重要作用。
一、操作系统的定义操作系统是指控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
它与应用程序以及硬件之间充当着桥梁的作用，使得计算机硬件能够为用户程序提供必要的支持和服务。
二、操作系统的功能1.进程管理操作系统负责管理计算机系统中各个进程的创建、调度、暂停、恢复、终止等操作。
通过进程管理，操作系统能够合理利用计算机的资源，提高计算机的并发性和吞吐量。
2.内存管理操作系统管理计算机系统中的内存资源，包括内存的分配和回收、内存的保护和隔离，以及虚拟内存的管理等。
通过内存管理，操作系统能够有效地管理计算机系统的内存资源，提高内存的利用率。
3.文件管理操作系统对计算机系统中的文件进行组织、存储和管理。
它负责文件的创建、读取、写入、删除等操作，并确保文件的安全和完整性。
通过文件管理，操作系统方便了用户对文件的管理和使用。
4.设备管理操作系统管理计算机系统中的各种硬件设备，包括输入输出设备、存储设备、通信设备等。
它负责设备的分配、调度、控制和维护，确保用户程序能够与硬件设备正常进行交互。
三、操作系统在计算机系统中的作用1.资源管理操作系统负责管理计算机系统中的各种资源，包括处理器、内存、磁盘、网络等。
通过合理地分配和调度这些资源，操作系统能够提高计算机系统的利用率和性能。
2.提供接口操作系统为用户与计算机系统之间提供了接口，使得用户能够方便地使用计算机系统的功能。
它通过命令行、图形界面等方式向用户提供操作系统的各种服务。
3.保护系统安全操作系统通过访问控制、密码管理等方式来保护计算机系统的安全。
它能够限制用户对系统资源的访问权限，防止未经授权的操作对计算机系统造成损害。
4.提供错误处理操作系统能够处理各种错误和异常情况，包括硬件故障、软件错误等。
计算机操作系统课后习题答案解析张尧学
第一章绪论1．什么是操作系统的基本功能?答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件系统管理）和用户接口等。
2．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征?答：批处理系统（batchprocessingsystem）：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。
其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。
分时系统（timesharingoperationsystem）：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。
其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。
实时系统（realtimesystem）：在被控对象允许时间范围内作出响应。
其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。
3．多道程序（multiprogramming）和多重处理（multiprocessing）有何区别?答；多道程序（multiprogramming）是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时值行多个作业；而多重处理（multiprocessing）系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。
要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。
6.设计计算机操作系统时与那些硬件器件有关运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备第二章作业管理和用户接口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，作业说明书则体现用户的控制意图。
3．作业的输入方式有哪几种?各有何特点答：作业的输入方式有5种：联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING（Simultaneous Peripheral OperationsOnline）系统和网络输入方式，各有如下特点：（1）联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业。
计算机基础实训作业-第1章 中文版Windows7操作系统
第一章中文版Windows7操作系统实验1 Ｗindows 7基本操作一、实验目的1．掌握鼠标的基本操作。
2．掌握窗口、菜单基本操作。
3．掌握桌面主题的设置4．掌握任务栏的使用和设置及任务切换功能5．掌握“开始”菜单的组织6．掌握快捷方式的创建二、实验内容及步骤1．鼠标的使用（1）指向：将鼠标依次指向任务栏上每一个图标，如将鼠标指向桌面右下角时钟图标显示计算机系统日期。
（2）单击：单击用于选定对象。
单击任务栏上的“开始”按钮，打开“开始”菜单；将鼠标移到桌面上的“计算机”图标处，图标颜色变浅，说明选中了该图标,如图1-1。
图1-1 选定了的“计算机”图标（3拖动：将桌面上的“计算机”图标移动到新的位置。
（如不能移走，则应在桌面上空白处右击，在快捷菜单的”查看”菜单中，选将“自动排列图标”前的对勾去掉）。
（4）双击：双击用于执行程序或打开窗口。
双击桌面上的“计算机”图标，即打开“计算机”窗口，双击某一应用程序图标，即启动某一应用程序。
（5）右击：右击用于调出快捷菜单。
右击桌面左下角“开始”按钮，或右击任务栏上空白处、右击桌面上空白处、右击“计算机”图标，右击一文件夹图标或文件图标。
都会弹出不同的快捷菜单。
2、桌面主题的设置在桌面任一空白位置右击鼠标，在弹出的快捷菜单中选择“个性化”，出现“个性化”设置窗口。
（1）设置桌面主题选择桌面主题为Aero风格的“风景”，观察桌面主题的变化。
然后单击“保存主题”，保存该主题为“我的风景”，如图1-2。
图1-2 个性化设置窗口（2）设置窗口颜色单击图1-2下方的“窗口颜色”，打开如图1-3所示“窗口颜色和外观”窗口，选择一种窗口的颜色，如“深红色”，观察桌面窗口边框颜色的从原来的暗灰色变为了深红色，最后单击“保存修改”按钮。
图1-3 “颜色和外观”设置窗口（3）设置桌面背景点击图1-2中的“桌面背景”，，设置桌面背景图为“风景”，设置为幻灯片放映，时间间隔为5分钟，无序放映，如图1-4。
第1章_操作系统概述习题及答案
第一章操作系统概述习题及答案一、填空题1．用户与操作系统的接口有，两种。
【答案】命令接口，系统调用【解析】按用户界面的观点，操作系统是用户与计算机之间的接口。
用户通过操作系统提供的服务来有效地使用计算机。
一般操作系统提供了两类接口为用户服务，一种是程序一级的接口，即通过一组广义指令（或称系统调用）供用户程序和其他系统程序调用；另一种是作业一级的接口，提供一组控制命令供用户去组织和控制自己的作业。
2．用户程序调用操作系统有关功能的途径是。
【答案】利用系统调用命令【解析】系统调用命令是操作系统专门给编程人员提供的调用操作系统有关功能的途径，一般在汇编语言和C语言中都提供了使用系统调用命令的方法。
编程人员可以在这些语言中利用系统调用命令动态请求和释放系统资源。
3．UNIX系统是①操作系统，DOS系统是②操作系统。
【答案】①分时（或多用户、多任务），②单用户（或单用户、单任务）【解析】UNIX系统是一个可供多个用户同时操作的会话式的分时操作系统，DOS系统是为个人计算机设计的一个单用户操作系统。
4．现代计算机中，CPU工作方式有目态和管态两种。
目态是指运行①程序，管态是指运行②程序。
执行编译程序时，CPU处于③。
【答案】①用户，②操作系统，③目态【解析】CPU工作方式分为目态和管态，主要是为了把用户程序和操作系统程序区分开，以利于程序的共享和保护。
5．从资源分配的角度讲，计算机系统中的资源分为、、和。
操作系统相应的组成部分是、、和。
【答案】处理机、存储器、输入／输出设备和文件资源；处理机管理、存储器管理、设备管理和文件系统【解析】计算机系统中的资源分为硬件资源和软件资源。
硬件资源有处理机、内／外存储器及输入／输出设备。
而软件资源指的是程序、数据和相应的文档。
从资源管理的观点，操作系统是计算机资源系统的管理系统，它提供了处理机管理、存储器管理、输入／输出设备管理和信息文件管理的功能。
对每种资源的管理都可从提供资源情况的记录、资源分配策略、资源分配和回收等几个方面来加以讨论。
操作系统课后作业
第一章：操作系统引论1.什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？答：（1）操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程、控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
（2）操作系统的作用在于控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。
2.简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。
答：采用批处理作业方式的操作系统叫批量操作系统；实时操作系统是指外界事件或数据产生时，能够接收并以足够快的速动予以处理，其处理的结果又能在规定的时间来控制生产过程或对处理系统做出快速响应。
并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统；允许多个联机用户同时使用一台计算机系统进行计算的操作的系统统称为分时操作系统。
3.操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答：操作系统需要管理设备资源和信息资源两大类。
设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等；信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。
大体上可以叫软硬件资源，所以操作系统管理包括进程管理、处理器管理、内存管理、设备管理、文件管理4.操作系统对外提供了哪些接口？答：操作系统对外提供了命令接口、程序接口及交互界面。
第二章：进程管理1．PCB有什么作用？PCB中主要包括什么信息？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？答：PCB用于描述进程的基本情况以及进程运行和变化的过程，它与进程一一对应。
当系统创建进程时，系统为进程分配一个PCB；在进程运行过程中，系统通过PCB对进程实施管理和控制；进程结束时，系统将收回PCB.PCB中的内容主要包括调度信息和现场信息两大部分。
(完整版)操作系统第五版费祥林_课后习题答案解析参考(可编辑修改word版)
第一章操作系统概论1、有一台计算机，具有 IMB 内存，操作系统占用 200KB ，每个用户进程各占200KB 。
如果用户进程等待 I/O 的时间为 80 % ，若增加 1MB 内存，则 CPU 的利用率提高多少？答：设每个进程等待 I/O 的百分比为 P ，则 n 个进程同时等待刀 O 的概率是Pn ，当 n 个进程同时等待 I/O 期间 CPU 是空闲的，故 CPU 的利用率为 1-Pn。
由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳 4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O 的时间为 80 % , 故：CPU 利用率＝l-（80%)4 = 0.59若再增加 1MB 内存，系统中可同时运行 9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l- （1-80%)9 = 0.87故增加 IMB 内存使 CPU 的利用率提高了 47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序 B 后开始运行。
程序 A 的运行轨迹为：计算 50ms 、打印100ms 、再计算 50ms 、打印 100ms ，结束。
程序 B 的运行轨迹为：计算 50ms 、输入 80ms 、再计算 100ms ，结束。
试说明（1 ）两道程序运行时，CPU 有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序 A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，CPU 存在空闲等待，时间为 100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。
程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3设有三道程序，按 A 、B 、C 优先次序运行，其内部计算和 UO 操作时间由图给出。
试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。
操作系统课后习题答案(第一章)
习题一1-1 存储程序式计算机的主要特点是什么？答：1.存储程序：用户将解决的问题的步骤事先告诉计算机，成为程序；2.程序控制：计算机所作的任何事情都是通过CPU执行程序来完成的。
1-2 批处理系统和分时系统各具有什么特点？为什么分时系统的响应比较快？答：批处理系统：先将程序加载到内存中然后再由CPU执行。
分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。
分时系统由于是时间片轮转来运行程序，所以比多道处理系统响应更快。
1-3 实时系统的特点是什么？实时信息处理系统和分时系统从外表看来很相似，它们有什么本质的区别？答：实时系统的特点是快速响应。
实时系统：实时系统是指计算机对于外来信息能够在被控制对象允许的截止期限内反应的系统。
分时系统：分时系统是把处理机时间划分成很短的时间片（如几百毫秒）轮流地分配给各个联机作业使用，如果某个作业在分配的时间片用完之前还未完成计算，该作业就暂时中断。
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在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，相互穿插地运行。
特征：多道——计算机主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，即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，主存中的多道程序轮流或分时地占有处理机，交替执行。
（注：基于现在系统的发展，逐渐出现了多核CPU，所以出现了在微观上可以并行的特征）1-5 什么是操作系统？从资源管理的角度去分析操作系统，它的主要功能是什么？答：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；提供用户借口，使用户获得良好的工作环境。
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。
操作系统讲义-第一章
LOGO
Linux操作系统简介
Minix是最小的类Unix操作系统，是Andrew S. Tanenbaum专门为教学编写的。
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Linux操作系统简介
Linux是Linus Torvalds在Minix的基础上开发的内 核。
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第12周 实验四 虚拟内存管理模拟系统调试
第13、14周
第6章 设备管理
第15～17周
第7章 文件管理
18、 复习
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LOGO
第一章 操作系统概述
1 操作系统的概念
2 操作系统的形成和发展
3
操作系统的分类
4 操作系统的结构设计 5 Linux操作系统简介
解释程序等组成。 核心本身又可分成二大部分：一部分是进程控制子
系统；另一部分则是文件子系统。二组系统调用 分别与这二大子系统交互。
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Shell的功能
Shell是用户与系统交互作用的界面，作为解释程序 出现：
接收用户打入的命令，进行分析，创建子进程，由 子进程实现命令所规定功能，等子进程终止工作 后，发出提示符。
Shell还是一种高级程序设计语言，它有变量、关键 字、各种控制语句，如if、case、while、for等， 有自己的语法结构。利用Shell程序设计语言可以 编写出功能强大、代码简单的程序，特别是它把 相关的LINUX命令有机地组合在一起，可大大提 高编程的效率。
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操作系统作业一及答案
第一章：操作系统引论1.什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
作用：控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。
2、简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。
答：批处理操作系统：通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带（磁盘）上，并在系统中配上监督程序（Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直到磁带（磁盘）上所有的作业全部完成。
其特点：（1）自动性；（2）顺序性。
分时操作系统：是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性。
实时操作系统：是指系统及时（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。
其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性；（5）可靠性。
3操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答：硬件资源：CPU，打印机等，软件资源：数据，程序等4操作系统对外提供了哪些接口？答：（1）操作系统的命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行，用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能，它包括了键盘操作命令和作业控制命令，称为作业一级的用户接口。
命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命令方式（命令行）和间接命令方式（命令文件）。
（2）操作系统的程序接口它是用户程序和操作系统之间的接口，用户程序通过它们使用系统资源及系统服务，这种接口方式通常采用若干系统调用组成。
计算机操作系统第一章作业及答案
第一章作业1、设计现代OS的主要目标是什么？答：有效性、方便性、可扩充性、开放性。
10、试从交互性、及时性、以及可靠性方面将分时系统和实时系统进行比较。
答：(1) 交互性：交互性是分时系统的关键问题，在分时系统中，联机用户可以通过终端与系统进行广泛的人机交互；实时系统也具有交互性，但在实时系统中进行的交互，仅限于访问系统中的某些特定的专用服务程序，交互性有较大的局限性。
(2) 及时性：分时系统的即时性，是指用户能在很短的时间内获得系统的响应，此时间间隔是以人能接受的等待时间为限的，一般为2-3秒；及时性是实时系统的关键问题之一，实时信息系统的及时性要求与分时系统类似，而实时控制系统的及时性要求则是由被控制对象所要求的开始截止时间/完成截止时间决定的，一般为秒级、百毫秒级、毫秒级，甚至更低。
(3) 可靠性：可靠性是实时系统的另一个关键问题，实时系统中的任何差错都可能带来巨大的经济损失或灾难性后果，所以实时系统要求高可靠性；分时系统的可靠性要求要低于实时系统。
14、是什么原因使操作系统具有异步性特征？答：在多道、单处理机环境下，程序的执行不是一气呵成的，而是走走停停的。
内存中的每道程序在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及能以怎样的速度向前推进，每道程序总共需多少时间才能完成，等等，都是不可预知的。
或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
操作系统在单处理机环境下通过处理机管理而实现多道功能，这就造成了操作系统的异步性特征。
15、处理机管理有哪些主要功能？其主要任务是什么？答：处理机管理主要功能包括：进程控制：主要任务是为作业创建进程、撤消已结束的进程，以及控制进程在运行过程中的状态转换。
在现代OS中，进程控制还应具有为一个进程创建若干个线程的功能和撤消(终止)已完成任务的线程的功能。
进程同步：主要任务是为多个进程(含线程)的运行提供协调，包括进程同步和互斥。
操作系统第一章作业讲解
第一章 习题1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。
3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。
假设可在15分钟内并行完成这3个作业。
则各资源的利用率分单道CPU 磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1 打印利用率：10 / 15 = 2 / 32、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A 和B 。
这2个程序对CPU 和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为： 程序A ：磁带（30S ）、CPU （10S ）、磁盘（30S ）、CPU （10S ）、磁带（20S ） 程序B ：磁盘（20S ）、CPU （30S ）、磁带（40S）假定：CPU 、磁盘和磁带都能并行工作，试问：在单道和多道两种方式下， 1）程序A 和B 从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？ 2）CPU 、磁盘和磁带的利用率是多少？答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式） 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为120S （抢占式）单道运行的时间关系图计算磁带多道、非抢占式运行的时间关系图磁盘计算磁带AB30607080120501002040多道、非抢占式运行的时间关系图CPU磁带磁盘单道26%（5 / 19） 47%（9 / 19） 26%（5 / 19） 两道（抢占/非抢占）42%（5 / 12）75%（9 / 12）42%（5 / 12）3、有三个程序A 、B 、C ，它们使用同一个设备进行I/O 操作，并按A 、B 、C 的优先次序执行。
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第一章 习题
1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。
3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。
假设可在15分钟内并行完成这3个作业。
则各资源的利用率分别为多少？
单道CPU 利用率：5 /（5+15+10）= 5 / 30 = 1 / 6
磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1 打印利用率：10 / 15 = 2 / 3
2、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A 和B 。
这2个程序对CPU 和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为： 程序A ：磁带（30S ）、CPU （10S ）、磁盘（30S ）、CPU （10S ）、磁带（20S ） 程序B ：磁盘（20S ）、CPU （30S ）、磁带（40S ）
假定：CPU 、磁盘和磁带都能并行工作，试问：在单道和多道两种方式下， 1）程序A 和B 从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？ 2）CPU 、磁盘和磁带的利用率是多少？
答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S
在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式） 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S
；B 为120S （抢占式）
单道运行的时间关系图
计算
磁带
多道、非抢占式运行的时间关系图
磁盘计算
磁带A
B
30607080
120
50100
2040
多道、非抢占式运行的时间关系图
CPU
磁带
磁盘
单道
26%（5 / 19） 47%（9 / 19） 26%（5 / 19） 两道（抢占/非抢占）
42%（5 / 12）
75%（9 / 12）
42%（5 / 12）
3、有三个程序A 、B 、C ，它们使用同一个设备进行I/O 操作，并按A 、B 、C 的优先次序执行。
这三个程序的计算机和I/O 操作时间如下表所示。
假设调度时间可忽略不计，请分别画出单道程序环境和多道程序环境下（假设内存中可同时装入这三道程序），它们运行的时间关系图，并比较它们的总运行时间。
程序 操作
A
B C 计算 30 60 20 I/O 40 30 40 计算
10
10
20
单道运行的时间关系图
多道、非抢占式运行的时间关系图
4、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？（课本上第7题）
答：实现分时系统的关键问题，是使用户能与自己的作业交互作用，即用户在自己的终端上键入一条命令
以请求系统服务后，系统能及时地接收并处理该命令，并在用户能够接受的时延内将结果返回给用户。
及时地接收命令和返回输出结果只要在系统中配置一个多路卡，并为每个终端配置一个缓冲区用来暂存用户键入的命令和输出的结果便可以了。
要确保在一个较短的时间内，系统中所有用户程序都能执行一次，从而使用户键入的命令能够得到及时处理。
一方面，用户作业提交后应立即进入内存；另一方面，系
统应设置一个被称为时间片的很短的时间，并规定每个程序每次只能运行一个时间片，如果时间片用完，则不管它是否运行完毕，都必须将CPU让给下一个作业。
通过作业分时共享CPU，可使所有的作业得到及时处理，使用户的请求得到及时的响应。
5、OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？（课本上第13题）
答：OS的四大特征是：并发性、共享性、虚拟性和异步性。
其中最重要的是并发性，其他三个特征都是以并发为前提的。
6、是什么原因使操作系统具有异步性特征？（课本上第18题）
答：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于竞争资源等因素的限制，使进程的执行不是“一气呵成，而是以“走走停停”的方式运行，所以内存中的每个进程何时获得处理机运行；进程何时因提出某种资源请求而暂停；进行以怎样的速度向前推进；每道程序总共需要多少时间完成，等等。
这些因素都会造成进程是以人们不可预知的速度向前推进。
也就是操作系统的异步性。