操作系统第四版目录汤子瀛
《操作系统-汤小丹-第四版》第2章
共享性的概念与实现方法
共享性Байду номын сангаас念
指系统中的资源（如硬件、软件和数 据）可以被多个并发执行的程序共同 使用。
实现方法
采用虚拟技术将物理资源转化为逻辑 资源，通过资源分配和回收算法实现 资源的共享使用。
并发与共享的关系
文件系统的层次模型是指将文件系统的功能划分为多个层次，每一层都建立在下一层的基础上，并向上一层 提供服务。这种层次结构有利于文件系统的设计和实现。
文件系统的实现
文件系统的实现包括文件系统的数据结构和算法设计，以及文件系统的代码实现。在实现过程中，需要考虑 文件系统的效率、可靠性、安全性等因素。
文件系统的性能优化
线程状态
就绪状态、运行状态、阻塞状态。
线程同步与通信
互斥锁、条件变量、信号量等机 制。
处理器的调度与分配
调度策略
先来先服务、优先级调度、时间片轮转等。
分配方式
非抢占式、抢占式。
调度与分配的实现
通过硬件和软件的支持，如时钟中断、进程切换等机制。
内核的功能与结构
内核功能
进程管理、内存管理、设备管 理、文件管理、网络通信等。
04
05
手工操作阶段
批处理系统阶段 分时系统阶段
实时系统阶段
网络操作系统和 分布式操…
此阶段没有操作系统，用 户直接控制计算机硬件进 行操作。
为了解决人机矛盾及CPU 和I/O设备之间速度不匹配 的矛盾，出现了批处理系 统。
为了满足用户同时、交互 地使用计算机的需求，出 现了分时系统。
为了满足实时控制和实时 信息处理的需求，出现了 实时系统。
操作系统课件汤子瀛本科操作系统5(2024)
文件系统的功能
负责文件的存储、检索、共享和保护，提供方便 的文件访问接口。
文件系统的类型
根据文件性质和存储方式，可分为磁盘文件系统 、网络文件系统等。
2024/1/29
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文件的逻辑结构
逻辑结构的概念
从用户角度看到的文件组织形式，与物理存储方式无关。
逻辑结构的类型
包括顺序文件、索引文件、索引顺序文件等。
34
THANKS
感谢观看
2024/1/29
35
29
06
操作系统安全与维护
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/29
30
操作系统安全概述
01
操作系统安全性的 重要性
保护系统资源，防止未经授权的 访问和破坏。
02
安全威胁与攻击类 型
病毒、蠕虫、木马、恶意软件等 。
03
安全策略与防御措 施
防火墙、入侵检测系统、反病毒 软件等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
7
进程的概念与状态
2024/1/29
进程的定义
01
进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位，是程序的
执行过程。
进程的状态
02
进程在执行过程中会呈现不同的状态，包括就绪状态、执行状
态、阻塞状态等。
进程控制块PCB
03
每个进程都有一个唯一的进程控制块PCB，用于存储进程的标Fra bibliotek批处理操作系统
单道批处理系统、多道批处理系统。
分时操作系统
具有交互性、多路性、独立性、及时性等特点。
2024/1/29
汤子瀛计算机操作系统第4版知识点总结笔记课后答案
第1章操作系统引论1.1复习笔记一、操作系统的目标和作用1.操作系统的目标在计算机系统上配置操作系统的主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。
（1）方便性配置操作系统（OS）后，系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写的程序翻译成机器代码，用户可以直接通过OS所提供的各种命令操纵计算机系统，使计算机变得易学易用。
（2）有效性① 提高系统资源利用率早期未配置OS的计算机系统，各种资源无法得到充分利用，配置OS后，能有效分配各种设备的工作状态，提高系统资源的利用率。
② 提高系统的吞吐量OS可以通过合理地组织计算机的工作流程，加速程序的运行，缩短程序的运行周期，从而提高系统的吞吐量。
（3）可扩充性OS必须具有很好的可扩充性，才能适应计算机硬件、体系结构以及应用发展的要求。
（4）开放性开放性是指系统能遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。
开放性是衡量一个新推出系统或软件能否被广泛应用的至关重要的因素。
2.操作系统的作用操作系统（Operating System，OS）是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
其主要作用是管理好这些设备，提高它们的利用率和系统的吞吐量，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。
可以从以下几个方面讨论它的作用：（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。
图1-1是OS作为接口的示意图。
图1-1 OS作为接口的示意图从图中可以看出，用户可以通过命令方式、系统调用方式和图标—窗口方式来实现与操作系统的通信，并取得它的服务。
（2）OS作为计算机系统资源的管理者① 管理处理器，用于分配和控制处理器；② 管理存储器，主要负责内存的分配与回收；③ 管理I/O设备，负责I/O设备的分配与操纵；④ 管理文件，负责文件的存取、共享和保护。
注意：当一台计算机系统同时供多个用户使用时，则用户对系统中共享资源的需求有可能发生冲突，因此，操作系统必须对使用资源的请求进行授权，已协调用户对共享资源的使用。
计算机操作系统课件(汤子瀛) PPT
第一章 操作系统引论
2. 分时系统实现中的关键问题 为实现分时系统，其中，最关键的问题是如何使用户 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。 此后， 用户可继续键入下一条命令，此 即人—机交互。应强调指出，即使有多个用户同时通过自 己的键盘键入命令，系统也应能全部地及时接收并处理 (1) 及时接收。 (2) 及时处理。
第一章 操作系统引论
1.3.2 共享 共享(Sharing)
在操作系统环境下，所谓共享是指系统中的资源可 供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用。由于资 源属性的不同，进程对资源共享的方式也不同，目前主 要有以下两种资源共享方式。
第一章 操作系统引论
1. 互斥共享方式 互斥共享方式 系统中的某些资源，如打印机、磁带机，虽然它们可以提 供给多个进程(线程)使用，但为使所打印或记录的结果不致造 成混淆，应规定在一段时间内只允许一个进程(线程)访问该资 源。为此，当一个进程A要访问某资源时，必须先提出请求， 如果此时该资源空闲，系统便可将之分配给请求进程A使用， 此后若再有其它进程也要访问该资源时(只要A未用完)则必须 等待。 仅当A进程访问完并释放该资源后， 才允许另一进程 对该资源进行访问。我们把这种资源共享方式称为互斥式共 享，而把在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界 资源或独占资源。 计算机系统中的大多数物理设备，以及某 些软件中所用的栈、变量和表格，都属于临界资源，它们要 求被互斥地共享。
第一章 操作系统引论
3. 分时系统的特征 (1) 多路性。 (2) 独立性。 (3) 及时性。 (4) 交互性。
第一章 操作系统引论
1.2.5 实时系统
所谓“实时”，是表示“及时”，而实时系统(RealTime System)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。 1. 应用需求 (1) 实时控制。 (2) 实时信息处理。
计算机操作系统 汤子瀛 第四版 课后习题答案(全)
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。
汤子瀛《计算机操作系统》(第4版)笔记和课后习题考研真题详解
汤子瀛《计算机操作系统》（第4版）笔记和课后习题（含考研真题）详解完整版>精研学习wang>无偿试用20％资料
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第1章操作系统引论
1.1复习笔记
1.2课后习题详解
1.3考研真题详解
第2章进程的描述与控制
2.1复习笔记
2.2课后习题详解
2.3考研真题详解
第3章处理机调度与死锁
3.1复习笔记
3.2课后习题详解
3.3考研真题详解
第4章存储器管理
4.1复习笔记
4.2课后习题详解
4.3考研真题详解
第5章虚拟存储器
5.1复习笔记
5.2课后习题详解
5.3考研真题解
第6章输入输出系统
6.1复习笔记
6.2课后习题详解
6.3考研真题详解
第7章文件管理
7.1复习笔记
7.2课后习题详解
7.3考研真题详解
第8章磁盘存储器的管理
8.1复习笔记
8.2课后习题详解
8.3考研真题详解
第9章操作系统接口
9.1复习笔记
9.2课后习题详解
9.3考研真题详解
第10章多处理机操作系统10.1复习笔记
10.2课后习题详解10.3考研真题详解
第11章多媒体操作系统11.1复习笔记
11.2课后习题详解11.3考研真题详解
第12章保护和安全12.1复习笔记
12.2课后习题详解12.3考研真题详解。
计算机操作系统(汤子瀛)版chapter4-2
• 受地址“绑定”技术的影响，即
绝对地址产生时机的限制
11.覆盖与交换的比较
• 与覆盖技术相比，交换技术不 要求用户给出程序段之间的逻 辑覆盖结构；而且，交换发生 在进程或作业之间， • 而覆盖发生在同一进程或作业 内。此外，覆盖只能覆盖那些 与覆盖段无关的程序段
第四章
存储器管理
6. 虚拟存储技术
虚存：把内存与外存有机的结合起来使 用，从而得到一个容量很大的“内 存”，这就是虚存 实现思想：当进程运行时，先将一部分 程序装入内存，另一部分暂时留在外 存，当要执行的指令不在内存时，由 系统自动完成将它们从外存调入内存 工作 目的：提高内存利用率
1.页面和物理块
分页存储管理，是将一个进程的逻辑地 址空间分成若干个大小相等的片，称为页面 或页，并为各页加以编号。相应地，也把内 存空间分成与页面相同大小的若干个存储块， 称为(物理)块或页框(frame)，在为进程分配 内存时，以块为单位将进程中的若干个页分 别装入到多个可以不相邻接的物理块中。由 于进程的最后一页经常装不满一块而形成了 不可利用的碎片，称之为“页内碎片”。
为了解决这个问题人们采用一组硬件寄存器， 存放当前访问过的页的页描述子，
每次访问主存时，首先查找快表，若找到所 需的页描述子，则快速形成物理地址。否则从页 表中查找后形成物理地址，同时把页描述子写入 快表。如果设计得当，快表的命中率可以很高。
具有快表的地址变换机构
图 4-4-3 具有快表的地址变换机构
4.7 虚拟存储器
1. 概 述
问题的提出 :
程序大于内存 程序暂时不执行或运行完是否还要占用内存 虚拟存储器的基本思想是：程序、数据、 堆栈的大小可以超过内存的大小，操作系统 把程序当前使用的部分保留在内存，而把其 它部分保存在磁盘上，并在需要时在内存和 磁盘之间动态交换 虚拟存储器支持多道程序设计技术
《操作系统》2个教案
《操作系统》2个教案《操作系统》教案章节名称：第四章存储器管理第1节程序的装⼊与链接第2节连续分配⽅式任课教师：（计算机科学系）张雪亚教材：《计算机操作系统》（汤⼦瀛编）（西安电⼦科技⼤学出版社）⼀、教学⽬的和要求1.回忆存储器的相关知识,为后⾯的学习打好基础.2.了解程序装⼊与链接的⼏种不同⽅法.3.熟悉连续的内存分配⽅式4.掌握动态分区分配的实现⽅法⼆、教学重点及难点1. 重点：动态分区分配，可重定位分区分配.2. 难点：重定位的基本概念：①为何引⼊?②如何实现?动态分区分配：①数据结构②分配算法③分配过程三、学时分配第⼀课时:引⾔,程序的装⼊⽅法,程序的连接⽅法.第⼆课时:连续分配的四种⽅式,作业.四、教学⽅法1．课堂讲授。
2．课后实验。
五、教学⼿段课堂讲授为主，如果有投影设备，可以使⽤多媒体课件向学⽣演⽰。
六、教学过程引⾔从这节课开始，我们将进⼊存储器管理的学习。
存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器的容量虽然⼀直在不断的扩⼤，但仍然不能满⾜现代软件发展的需要，因此存储器仍然是⼀种宝贵⼜紧俏的资源。
所以如何对它加以有效的管理不仅直接影响到存储器的利⽤率，还对系统的性能有很⼤影响。
存储器的功能结构如下图所⽰，在本章中我们的主要研究对象是内存。
第⼀课时程序的装⼊和链接在多道程序环境下，程序要运⾏必须为之创建进程，⽽创建进程的第⼀件事，就是要将程序和数据装⼊内存。
如何将⼀个⽤户源程序变为⼀个可在内存中执⾏的程序，通常要经过以下⼏步：（1）编译:由编译程序（Compiler ）将⽤户源代码编译成若⼲个⽬标模块（ObjectModule ）。
（2）链接:由链接程序(Linker)将编译后形成的⽬标模块以及它们所需要的库函数，链接在⼀起，形成⼀个装⼊模块（Laod Module ）;（3）装⼊：由装⼊程序（Loader ）将装⼊模块装⼊内存。
⼀、程序的装⼊⽅法为了阐述上的⽅便，我们先介绍⼀个⽆须进⾏链接的单个⽬标模块的装⼊过程。
计算机操作系统课件(汤子瀛)完整版
计算机操作系统课件(汤子瀛)完整版计算机操作系统课程章节一、引言1.1 课程简介1.2 学习目标章节二、计算机系统概述2.1 计算机系统的组成2.2 计算机硬件2.2.1 CPU2.2.2 存储器2.2.3 I/O设备2.3 计算机软件2.3.1 系统软件2.3.2 应用软件2.4 操作系统的作用章节三、进程管理3.1 进程基本概念3.2 进程状态转换3.3 进程调度算法3.3.1 先来先服务（FCFS）3.3.2 短作业优先（SJF）3.3.3 最高响应比优先（HRRN）3.4 进程同步与互斥3.4.1 临界区3.4.2 信号量3.4.3 互斥量3.5 进程通信3.5.1 管道3.5.2 消息队列3.5.3 共享内存章节四、内存管理4.1 内存管理的基本概念4.2 物理内存管理4.3 逻辑内存管理4.4 虚拟内存管理4.4.1 分页式虚拟存储管理4.4.2 段式虚拟存储管理4.4.3 段页式虚拟存储管理章节五、文件系统5.1 文件系统的基本概念5.2 文件与文件系统的操作5.3 文件的逻辑结构5.4 文件的物理结构5.5 文件的存储空间管理5.6 文件的保护与访问控制章节六、设备管理6.1 设备管理的基本概念6.2 设备的层次结构6.3 设备的分配与释放6.4 设备驱动程序6.5 设备中断处理6.6 设备控制方式6.7 磁盘调度算法6.8RD技术章节七、操作系统安全7.1 安全性的概念7.2 安全性问题与威胁7.3 访问控制机制7.3.1 强制访问控制（MAC）7.3.2 自主访问控制（DAC）7.4 安全性策略7.4.1 安全性功能7.4.2 安全性策略附件：附件一、进程调度算法示例代码附件二、内存管理算法实现代码附件三、设备管理工具包法律名词及注释：1：著作权：法律对创造性表达的原创性作品的保护。
2：版权：著作权人对其作品所享有的专有权利。
3：许可证：允许特定行为或使用的法律文书。
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计算机操作系统第四版-汤小丹-教案第四章
3
第四章
存储器管理
4.1.1 多层结构的存储器系统
1. 存储器的多层结构 对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级：最高 层为CPU寄存器，中间为主存，最底层是辅存。在较高档的 计算机中，还可以根据具体的功能细分为寄存器、高速缓存、
主存储器、磁盘缓存、固定磁盘、可移动存储介质等6层。
如图4-1所示。
间分配给作业。
36
第四章
存储器管理
3. 最佳适应(best fit，BF)算法
所谓“最佳”是指，每次为作业分配内存时，总是把能 满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，避免“大材小 用”。为了加速寻找，该算法要求将所有的空闲分区按其容 量以从小到大的顺序形成一空闲分区链。
37
第四章
存储器管理
4. 最坏适应(worst fit，WF)算法
6
第四章
存储器管理
4.1.2 主存储器与寄存器
1. 主存储器 主存储器简称内存或主存，是计算机系统中的主要部件， 用于保存进程运行时的程序和数据，也称可执行存储器。
7
第四章
存储器管理
2. 寄存器
寄存器具有与处理机相同的速度，故对寄存器的访问速 度最快，完全能与CPU协调工作，但价格却十分昂贵，因此 容量不可能做得很大。
28
第四章
存储器管理
3. 分区分配操作
1) 分配内存 系统应利用某种分配算法，从空闲分区链(表)中找到所 需大小的分区。设请求的分区大小为u.size，表中每个空闲分 区的大小可表示为m.size。
29
第四章
存储器管理
图4-8 内存分配流程
30
第四章
存储器管理
2) 回收内存
当进程运行完毕释放内存时，系统根据回收区的首址， 从空闲区链(表)中找到相应的插入点，此时可能出现以下四
计算机操作系统课件(汤子瀛)
第一章 操作系统引论
3. OS
对于一台完全无软件的计算机系统(即裸机)，即使其功 能再强，也必定是难于使用的。如果我们在裸机上覆盖上一 层I/O设备管理软件，用户便可利用它所提供的I/O命令，来 进行数据输入和打印输出。此时用户所看到的机器， 将是一 台比裸机功能更强、使用更方便的机器。通常把覆盖了软件 的机器称为扩充机器或虚机器。如果我们又在第一层软件上 再覆盖上一层文件管理软件，则用户可利用该软件提供的文 件存取命令，来进行文件的存取。此时，用户所看到的是台 功能更强的虚机器。如果我们又在文件管理软件上再覆盖一 层面向用户的窗口软件，则用户便可在窗口环境下方便地使 用计算机，形成一台功能更强的虚机器。
第一章 操作系统引论
用户程序 监督程序
I/O 中断请求 启动 I/O
I/O 操作
t1 t2
I/O 中断请求
I/O 完成
启动 I/O
结束中断
t3 t4
t5 t6
I/O 完成
结束中断
t7 t8
(a) 单道程序运行情况
程序A 程序B 程序C 程序D
程序A I/O 请求
程序A I/O 完成 程序A再被调度
1.2.2 单道批处理系统
1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程
开始
还有 下 一个 作业？
是 把下一个作业的源 程序 转换为 目标程 序
否
停止
是
源程 序
有错 吗？
否
运行 目标 程序
装配 目标 程序
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
在OS (1) 提高CPU的利用率。
计算机操作系统汤子瀛版
当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程） 明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理 机分配给作业（进程），使之优先执行。
第一节 调度的类型和模型
3、中级调度 又称中程调度
(1)引入中级调度的目的
是为了提高内存的利用率和系统吐量。
(2)定义
应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的 内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此 时的进程状态为就绪驻外存状态，或挂起状态。 当这些进程重又举备运行条件，且内存又稍有 空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重 又具备运动条件的就绪进程重新调入内存，并 修改其状态为就绪态，挂在就绪队列上，等待 进程调度。
重要准则。
①定义
截止时间：指某任务必须开始执行的最迟时间，或必须完成的最 迟时间，对于严格的实时系统，其调度方式和调度算法必须保证 这点。否则将可能引起难以预料的后果。
（4）优先权准则 让紧急的作业，得到及时的处理。
第二节 调度算法
• 调度算法是指：根据系统的资源分配策 略所规定的资源分配算法，对于不同的 系统和系统目标，通常采用不同的调度 算法。
2)具有高低级调度的调度队列模型
图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型
3、同时具有三级调度的调度队列模型
当在OS中引入中级调度后，可把就绪态 分为内存就绪状态、外存就绪状态。可 把阻塞状态进一步分成内存阻塞和外存 阻塞两种状态。在调出操作的情况下， 可使内存就绪转变为外存就绪、内存阻 塞转变为外存阻塞；在中级调度的作用 下，外存就绪转变为内存就绪。
这种调度方式的优点是实现简单、系统开销小，适用大 于多数的批处理系统环境。但它难于满足紧急任务的 要求。
(2)抢占方式（Preemptive Mode） 这种调度方式，允许调度程序根据某种原则，去停止 某个正在执行的进程，将已分配给该进程的处理机， 重新分陪另一进程。
汤子瀛《计算机操作系统》(第4版)【章节题库(1-12章)】【圣才出品】
①命令方式。这是指由 OS 提供的一组联机命令（语言），用户可通过键盘键入有关的
命令，来直接操纵计算机系统。
②系统调用方式。OS 提供了一组系统调用，用户可在应用程序中通过调用相应的系统
调用来操纵计算机。
6．操作系统在计算机系统中位于（ ）之间。 A．CPU 和用户之间 B．中央处理器 CPU C．计算机硬件和用户 D．计算机硬件和软件之间 【答案】C 【解析】现代操作系统是一个复杂的软件系统，它与计算机硬件系统有着紧密联系，也 与用户有密不可分的关系，它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间，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。
7．操作系统是对（ ）进行管理的软件。 A．软件 B．硬件 C．计算机资源
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D．应用程序
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【答案】C
【解析】从一般用户的观点，可把 OS 看做是用户与计算机硬件系统之间的接口；从资
源管理的观点看，则可把 OS 视为计算机系统资源的管理者。另外，OS 实现了对计算机资
5．用户可以通过（ ）两种方式来使用计算机。 A．命令方式和函数方式 B．命令方式和系统调用方式 C．命令方式和文件管理方式 D．设备管理方式和系统调用方式
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【答案】B】用户可以通过以下两种方式来使用计算机：
3．批处理操作系统的目的是（ ）。 A．提高系统与用户的交互性能 B．提高系统资源利用率 C．降低用户作业的周转时间 D．减少用户作业的等待时间 【答案】B 【解析】在批处理系统中，操作人员将作业成批地装入计算机中，由操作系统在计算机 某个特定区域（一般称为输入井）将其组织好并按一定的算法选择其中的一个或几个作业，
计算机操作系统第四版-汤小丹-教案第八章
第八章
磁盘存储器的管理
连续组织方式的主要缺点如下：
(1) 要求为一个文件分配连续的存储空间。 (2) 必须事先知道文件的长度。 (3) 不能灵活地删除和插入记录。 (4) 对于那些动态增长的文件。
7
第八章
磁盘存储器的管理
8.1.2 链接组织方式
如果可以将文件装到多个离散的盘块中，就可消除连续 组织方式的上述缺点。在采用链接组织方式时，可为文件分
35
第八章
磁盘存储器的管理
3. 盘块的回收
盘块的回收分两步： (1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。 转换公式为： i = (b - 1)DIV n + 1
j = (b - 1)MOD n + 1
(2) 修改位示图。令map[i, j] = 0。
36
第八章
磁盘存储器的管理
8.2.3 成组链接法
8
第八章
磁盘存储器的管理
1. 隐式链接
在采用隐式链接组织方式时，在文件目录的每个目录项 中，都须含有指向链接文件第一个盘块和最后一个盘块的指 针。
9
第八章
磁盘存储器的管理
图8-2 磁盘空间的链接式分配
10
第八章
磁盘存储器的管理
2. 显式链接
这是指把用于链接文件各物理块的指针显式地存放在内 存的一张链接表中。该表在整个磁盘中仅设置一张，如图83所示。
存放下一个盘块号，它实际上是用于盘块之间的链接的指针， 通过它可以将一个文件的所有的盘块链接起来，而将文件的
第一个盘块号放在自己的FCB中。
13
第八章
磁盘存储器的管理
图8-4 MS-DOS的文件物理结构
14
第八章
操作系统(汤子瀛)习题答案
操作系统（汤子瀛）习题答案计算机操作系统(汤子瀛)习题答案计算机操作系统（唐子英）练习答案第1章1.设计现代os的主要目标是什么?直接从磁带机高速输入到内存，大大加快了程序的输入过程，减少了CPU等待输入的时间。
这是离线输入技术；当程序运行或停止一段时间时方便性，有效性，可扩充性和开放性.落，cpu需要输出时，无需直接把计2.os的作用可表现为哪几个方面?算结果送至低速输出设备，而是高速a.os作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b、操作系统作为计算机系统资源的管理者；c.os作为扩充机器.3.试图解释推动多通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?将计算结果输出到磁带上，然后在外围机的控制下，通过相应的输出设备将计算结果输出到磁带上，即离线输出技术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?用户的需求也就是说，对于用户来说，它更好地满足了人机交互、主机共享和便利性a.脱机输入输出方式(off-line于用户上机的需求.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6.试着解释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，分为周期性实在外围计算机的控制下，程序和数据可以执行实时任务和非周期实时任务——根从低速输入设备提前输入到磁带。
根据截止日期的要求，分为硬性要求。
当CPU需要这些程序和数据时，它就在1实时任务和软实时任务；计算机操作系统(汤子瀛)习题答案b、通常，需要实时控制的系统统称为实时控制系统，需要实时信息处理的系统称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.尝试比较单通道和多通道批处理系统的特点、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、单通道批处理系统是通过解决人机之间的矛盾以及CPU与I/O设备之间的速度不匹配而形成的。
计算机操作系统第四版 汤小丹 教案 PPT
图1-3 脱机I/O示意图
1.2.2 单道批处理系统 1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)
的处理过程 为实现对作业的连续处理，需要先把一批作业以脱机方
式输入到磁带上，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。
1.3.3 虚拟(Virtual) 1. 时分复用技术 (1) 虚拟处理机技术。 (2) 虚拟设备技术。
2. 空分复用技术 20世纪初，电信业中就已使用频分复用技术来提高信 道的利用率。它是指将一个频率范围比较宽的信道划分成 多个频率范围较窄的信道(称为频带)，其中的任何一个频带 都仅供一对用户通话。早期的频分复用技术只能将一条物 理信道划分为几条到几十条话路，后来又很快发展到成千 上万条话路，每条话路供一对用户通话。再后来在计算机 中也把空分复用技术用于对存储空间的管理，用以提高存 储空间的利用率。
第一章 操作系统引论
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
1.1.3 推动操作系统发展的主要动力 1．不断提高计算机资源利用率 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. 不断提出新的应用需求
1.2.5 实时系统(Real Time System) 1. 实时系统的类型 随着计算机应用的普及，实时系统的类型也相应增多，
下面列出当前常见的几种： (1) 工业(武器)控制系统。 (2) 信息查询系统。 (3) 多媒体系统。 (4) 嵌入式系统。
2. 实时任务的类型 (1) 周期性实时任务和非周期性实时任务。 (2) 硬实时任务和软实时任务。
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由汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛编著的《计算机操作系统(第4版高等学校计算机类十二五规划教材)》对传统操作系统(0S)和现代操作系统均做了较为全面的介绍。
全书共分12章：第一章为操作系统引论，介绍了OS的发展、传统0S和现代OS的特征及功能；第二和第三章深入阐述了进程和线程管理、进程同步、处理机调度和死锁；第四和第五章对连续和离散存储器管理方式及虚拟存储器进行了介绍；第六章自下而上地对I/0系统的各个层次做了较为系统的阐述；第七和第八章介绍了文件系统和磁盘存储器管理；第九章对用户接口以及接口的实现方法做了介绍；从第十章开始到第十二章是与目前0S发展现状紧密相关的内容，分别介绍了多处理机0S、网络OS、多媒体OS以及系统安全性。
本教材可作为计算机类专业的本科生教材，也可作为研究生教材，还可供从事计算机及通信工作的相关科技人员参考。
本教材内容基本覆盖了全国研究生招生考试操作系统课程考试大纲的主要内容，故也可作为考研的复习、辅导用书。
第一章操作系统引论
1.1 操作系统的目标和作用
1.2 操作系统的发展过程
1.3 操作系统的基本特性
1.4 操作系统的主要功能
1.5 OS结构设计
习题
第二章进程的描述与控制
2.1 前趋图和程序执行
2.2 进程的描述
2.3 进程控制
2.4 进程同步
2.5 经典进程的同步问题
2.6 进程通信
2.7 线程(Threads)的基本概念
2.8 线程的实现
习题
第三章处理机调度与死锁
3.1 处理机调度的层次和调度算法的目标
3.2 作业与作业调度
3.3 进程调度
3.4 实时调度
3.5 死锁概述
3.6 预防死锁
3.7 避免死锁
3.8 死锁的检测与解除
习题
第四章存储器管理
4.1 存储器的层次结构
4.2 程序的装入和链接
4.3 连续分配存储管理方式
4.4 对换(Swapping)
4.5 分页存储管理方式
4.6 分段存储管理方式
习题
第五章虚拟存储器
5.1 虚拟存储器概述
5.2 请求分页存储管理方式5.3 页面置换算法
5.4 “抖动”与工作集
5.5 请求分段存储管理方式
习题
第六章输入输出系统
6.1 I0系统的功能、模型和接口6.2 IO设备和设备控制器
6.3 中断机构和中断处理程序6.4 设备驱动程序
6.5 与设备无关的I0软件
6.6 用户层的I0软件
6.7 缓冲区管理
6.8 磁盘存储器的性能和调度习题
第七章文件管理
7.1 文件和文件系统
7.2 文件的逻辑结构
7.3 文件目录
7.4 文件共享
7.5 文件保护
习题
第八章磁盘存储器的管理
8.1 外存的组织方式
8.2 文件存储空间的管理
8.3 提高磁盘IO速度的途径8.4 提高磁盘可靠性的技术8.5 数据一致性控制
习题。