操作系统原理与Linux系统试验(庞丽萍 郑然) 复习笔记
操作系统原理第四版庞丽萍习题八答案
操作系统原理第四版庞丽萍习题八答案习题八参考答案（P192）8-1什么是“设备独立性”？引入这一概念有什么好处？解答：所谓设备独立性是指，用户在编制程序时所使用的设备与实际使用的设备无关，也就是在用户程序中仅使用逻辑设备名。
引入设备独立性，可使应用程序独立于物理设备。
独立性可使用户程序独立于某一特定的物理设备。
此时，进程只需用逻辑设备名去请求使用某类设备。
当系统中有多台该类设备时，系统可将其中的任一台设备分配给请求进程，而不必局限于某一指定设备。
这样，可以显著地提高资源的利用率和可适应性。
独立性还可以使用户程序独立于设备类型。
例如，在进行输出时，既可以利用显示终端进行输出，也可以利用打印机进行输出。
有了这种适应性，就可以很方便地实现输出重定向。
类似地可以实现输入重定向。
8-4什么是缓冲？引入缓冲的原因是什么？解答：缓冲是两种不同速度的设备之间传输信息时平滑传输过程的常用手段。
引入了缓冲技术的原因有：（1）为了进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。
（2）为了减少中断次数和CPU的中断处理时间。
如果没有缓冲，慢速I/O设备每传送一个字节就要产生一个中断，CPU必须处理该中断。
如果采用了缓冲，则慢速I/O设备将缓冲区填满时，才向CPU 发出中断，从而减少了中断次数和CPU的中断处理时间。
（3）为了解决DMA或通道方式下数据传输的瓶颈问题。
DMA 或通道方式都适用于成批数据传输，在无缓冲的情况下，慢速I/O设备只能一个字节一个字节的传送信息，这造成了DMA或通道方式数据传输的瓶颈。
缓冲区的设置适应了DMA或通道方式的成批数据传输方式，解决了数据传输的瓶颈问题。
8-5常用的缓冲技术有哪些？解答：常用的缓冲技术有双缓冲、环形缓冲和缓冲池。
引入双缓冲可以提高处理机与设备之间的并行操作程度。
例如，输入设备先将第一个缓冲区装满数据，在输入设备向第二个缓冲区装数据时，处理机就可以从第一个缓冲区中取出数据进行处理；当第一个缓冲区的数据处理完毕，若第二个缓冲区已经装满数据，则处理机又可以从第二个缓冲区中取出数据进行处理，而输入设备又可向第一个缓冲区装填数据。
09.操作系统原理_庞丽萍_第九章文件系统
(四) 文件目录及其结构
一. 文件目录有关概念
1. 什么是文件目录 文件目录是记录文件的名字、存放地址及其他有关文 件的说明信息和控制信息的数据结构。
2. 文件目录的内容
(1)
(2) 文件逻辑结构
说明该文件的记录是否定长、记录长度及记录个数等。
20
(3) 文件物理结构 记录文件的物理结构形式。 连续文件——指出文件第一块的物理地址、文件所占 块数 串联文件——指出该文件第一块的物理地址 索引文件——指出索引表地址。 (4) 存取控制信息 登记文件主本人具有的存取权限、核准的其他用户及
id=15 id=16 id=17 id=18 id=19
id=20 id=21
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例：图9.11中有两个链接 子目录f共享子目录e中的文件j 子目录d共享子目录c中的文件a
假定当前目录为id=8
(1) 子目录f共享子目录e中的文件j 用文件路径名k直接存取文件j(id=)17 (2) 子目录d共享子目录c中的文件a 用文件路径名“*：d：f”存取文件a (id=12)； 假定当前目录为id= 10，对 (2) 则可用f直接存取文件a(id=12)。
在二级文件目录下，一个文件的路径名是由用 户名和文件名拼起来得到的。 如—— 用户wang的文件beta
其路径名为“wang：beta”
用户gao的文件beta 其路径名为“gao：beta”。
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四. 树型文件目录结构 1. 什么是树型文件目录 在多级目录系统中(除最末一级外)，任何一级目录 的目录项可以描述一个目录文件，也可以描述一个非 目录文件(数据文件)，而数据文件一定在树叶上。这 样，就构成了一个树形层次结构。
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(六) 文件操作
操作系统原理知识点
操作系统原理知识点《操作系统原理知识点大揭秘》嘿，大家好呀！今天咱就来聊聊这高深莫测又无处不在的操作系统原理知识点！你们说，这操作系统就像咱生活中的大管家，默默地在背后忙活着，让咱的电脑、手机啥的能顺顺溜溜地工作。
先来唠唠进程这个小家伙。
它就像是一个忙碌的小蜜蜂，在系统里到处飞，执行各种任务。
一会儿在这边采点花蜜（处理数据），一会儿又跑到那边嗡嗡叫（切换任务）。
有时候它们还会打架（资源竞争），这可就需要操作系统这个聪明的裁判来调解啦！不然它们打得不可开交，咱的电脑可就得卡得不行咯。
还有内存管理，这可是个大学问。
就像咱家里的衣柜，得把衣服（数据）整整齐齐地放好。
要是乱塞一气，找起来可就麻烦啦！操作系统得把内存安排得妥妥当当，让每个进程都有自己的小空间，还不能互相捣乱。
不然一个进程把另一个进程的衣服给弄乱了，那可不得了。
再来说说这调度算法。
它就像是个精明的老板，得安排好每个员工（进程）的工作。
啥时候该让这个员工上场，啥时候又让那个员工休息，都得算计好。
不能让某个员工累得半死，也不能让有的员工闲着没事干。
这可得有点手段，不然大家都不满意，工作可就没法干啦！然后就是文件系统，这可是个大宝藏啊！里面存着我们各种各样的宝贝（文件）。
操作系统就像个守宝库的卫士，得把这些宝贝保护好，还得让我们能轻松找到它们。
要是找个文件都像大海捞针一样，那可太要命啦！哎呀呀，说起这操作系统原理知识点，那真是又有趣又让人头疼。
有时候觉得它们怎么这么复杂呀，脑袋都要绕晕了。
但是细细一想，又觉得它们真的好神奇，能让我们的电子设备变得这么好用。
就好像我们的生活一样，虽然有时候会遇到一些麻烦和困难，但只要我们慢慢去理解、去适应，就能发现其中的乐趣和奥秘。
操作系统原理就是这样，只要我们用心去学，就能掌握这个神奇的世界。
怎么样？听我这么一说，是不是对操作系统原理知识点有了更深的认识呀？哈哈，那就赶紧去探索吧，相信你会发现更多好玩的东西呢！。
linux系统应用基础教程第3版 笔记
linux系统应用基础教程第3版笔记《Linux系统应用基础教程（第3版）》是一本涵盖Linux系统基础知识和应用实践的教材，它针对初级和中级Linux用户，系统地介绍了Linux系统的安装、配置及应用开发等方面的内容。
下面是本人对该书的学习笔记，总结了书中的重点内容和个人的理解。
第一章Linux操作系统简介1.1 Linux操作系统简介Linux是一种自由开源的类UNIX操作系统，包含了操作系统内核、各种软件工具和应用程序等。
其特点有稳定性高、安全性好、支持众多的应用程序等。
1.2 Linux内核Linux内核是操作系统的核心，也是整个Linux系统其中最重要的组件之一。
它负责管理系统硬件资源、提供各种系统调用接口、实施进程管理和IO管理等功能。
1.3 Shell的基本概念Shell（壳）是一种与用户交互的用户接口程序。
Linux Shell作为用户与内核之间的接口，承载着指令解析和执行的功能。
常见的Shell有Bourne Shell (sh)、Bourne Again Shell (bash)、C Shell (csh)和Korn Shell (ksh)等。
第二章Linux操作系统的安装与配置2.1 Linux安装Linux的安装一般可以选择光盘安装、网络安装或虚拟机安装等方式。
具体步骤包括选取合适的Linux发行版、准备安装媒介、进行系统分区和配置、安装引导程序和安装基本软件等。
2.2 Linux系统的基本设置完成安装后，还需进行系统的基本设置，包括网络设置、用户管理、软件包管理和系统服务管理等。
其中关于软件包管理，可以使用RPM（Red Hat Package Manager）和apt-get等工具进行软件包的安装、更新和卸载等操作。
2.3 Linux系统的磁盘和文件系统管理Linux支持众多的文件系统，如Ext2、Ext3、Ext4、XFS和Btrfs 等。
它们在性能、容错和扩展性上有所不同。
《操作系统实验》课程教学大纲
操作系统实验一、课程概况所属专业: 软件工程开课单位：数学计算机科学学院课程类型: 专业实验课程课程代码: 07414230开课学期: 4 学分： 1学时：34 核心课程: 否拟使用教材：袁宝华，操作系统实验教程，清华大学出版社，2010国内(外)现有教材：1.郑然，庞丽萍，计算机操作系统实验指导(Linux版)，人民邮电出版社(第1版)，20142.欧阳毅，操作系统实验指导，浙江工商大学出版社(第1版)，2012学习参考资料二、课程描述本门课程是对《操作系统》课堂教学的一个重要补充，与理论学习起着相辅相成的作用。
通过本实验课程的学习，学生可以增强本专业学生对操作系统软件实现技术的认识，对加深理解和掌握操作系统相关原理有重要帮助。
为在校继续学习其它专业课程和进行毕业设计，以及毕业后在信息技术领域工作或继续学习打下坚实的基础。
三、课程目标掌握进程调度、进程同步、内存分配、文件管理的方法和原理。
掌握操作系统的设计和实现思路，通过编写操作系统基本算法和功能的模拟程序，提高其解决实际问题的能力。
形成严谨、求实、创新的科学态度以及发现和解决问题的能力。
四、教学要求本课程由8组实验构成，分为验证、设计性类型，通过完成操作系统课程的实验环节，要求学生了解操作系统的实现方法和过程。
五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核采用平时考核、期末理论考核与上机考核相结合的方式进行。
平时考核用于考察学生参与课程教学的行为表现、实验操作情况，占课程总成绩的70%；期末理论考核主要用于检验学生对于实验原理与操作流程的熟悉程度，占课程总成绩的10%；上机考核为学生按教师命题编写程序，根据设计情况与结果进行评分，占课程总成绩的20%。
六、课程内容实验一：了解Linux（授课时间：第四学期第一到二周）教学目标：了解Linux。
主要内容：Linux的安装及配置、Linux基本环境与使用、Vi编辑器的使用、gcc 编译器的使用。
操作系统复习笔记内容概括
4. RM 策略需要调度 个任务时, 最坏情况下的 CPU 利用率为
.
两个任务约为
, 无限多个任务时约为
.
3. 最早截止期限优先 (EDF)
三、内存管理
1. 内存管理: 管理所有和内存相关的操作和保存在主存中的资源, 使得多个进程能够使用主存和 资源.
6. 截止时间: 实时系统必须要满足截止时间.
7. 可预测性: 涉及多媒体的实时系统, 人的耳朵和眼睛十分灵敏, 所以进程调度必须是高度 可预测和有规律的.
2. 批处理系统的调度
1. 先来先服务 (FCFS, FIFO): 当新作业进入, 排到队尾; 当进程被堵塞, 就接着运行队 头任务; 当阻塞进程变为就绪时, 进入队尾.
3. 进程控制块 (PCB)
1. 在内核中, 每个进程都通过一个数据结构来保存它相关的状态, 如它的进程标识符 PID、 进程状态、虚拟内存状态、打开的文件等, 这个数据结构称为进程控制块 PCB.
4. 多道程序设计
1. 上下文切换
1. 将当前处理器的寄存器上下文保存到当前进程的系统级上下文的现场信息中;
3. 动态重定位: 使用基址寄存器和界限寄存器将每个进程的地址空间映射到物理内存的不同部分.
4. 连续内存分配:
1. 首次适配 (first fit): 沿着链表搜索, 直到找到一个空闲区.
2. 最佳适配 (best fit): 搜索整个链表, 找出能够容纳进程的最小空闲区.
3. 最差适配 (worst fit): 总是分配最大的可用空闲区.
2. 外部碎片: 与页相比, 段是不定长的, 多次替代和调换后, 就会形成空闲区, 这种现象称 为外部碎片. 这种现象可以通过内存紧缩来解决.
操作系统原理与Linux系统试验(庞丽萍 郑然) 复习笔记
操作系统原理与Linux系统实验考试范围第一章操作系统的发展也历经了初级阶段、操作系统的形成阶段和操作系统的进一步发展这三个阶段。
通道：一种专用的处理部件，它能控制一台或多台外设的工作，负责外设与主存之间的信息传输。
中断：指当主机与接到某种信号（如I/0设备完成信号）时，马上停止原来的工作，转去处理这一事件，当事件处理完毕，主机又回到原来的工作点继续工作。
操作系统的形成标志是：采用多道程序设计技术和分时技术。
多道程序设计技术：主存中同时存放几道相互独立的程序，它们在操作系统的控制之下，相互穿插地运行。
分时技术：把CPU时间划分成很短的时间片，轮流地分配给各个联机作业使用。
什么是操作系统：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户界面，使用户获得良好的工作环境。
操作系统的特性：1、并发（指能处理多个同时性活动的能力）；2、共享（多个计算任务对系统资源的共同享用）；3、不确定性并发和共享是一对孪生兄弟，程序的并发执行，必然要求对系统资源的共享，而只有提供系统资源共享的可能才能使程序真正的并发执行。
操作系统的资源管理：处理机管理、存储管理、设备管理和文件系统。
处理机管理：最核心的是问题是CPU的时间分配；功能是：确定进程调度策略；给出进程调度算法和进行处理机的分派。
存储管理：任何程序的执行都必须从主存中获取数据信息。
功能：1.存储分配和存储无关；2.存储保护；3.存储扩充。
文件系统：软件资源是各种程序和数据的集合，操作系统将这些信息组织成文件，以文件的形势进行管理。
操作系统的基本类型：批量操作系统、分时操作系统、实时操作系统。
个人计算机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
分时操作系统特点：1.并行性 2.独占性 3.交互性实时操作系统：实时应用的目的是监视、响应或控制外部环境。
实时：计算机对外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控制对象允许的截止期限内作出快速反应。
操作系统原理知识点总结
操作系统原理知识点总结操作系统原理知识点总结1.操作系统概述1.1 定义和作用操作系统（Operating System，简称OS）是一种控制和管理计算机资源、提供服务和应用程序运行环境的软件系统。
它的作用是使计算机硬件和软件能够协调工作，提供用户与计算机的接口，并实现计算机系统的有效管理。
1.2 操作系统的基本功能1.2.1 进程管理操作系统负责创建、终止、调度和控制进程，使多个进程能够并发执行，并提供进程间通信的机制，如信号量、管程等。
1.2.2 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存分配、回收、页面置换等，以实现多道程序的同时运行。
1.2.3 文件系统管理操作系统负责管理磁盘上的文件，包括文件的存储、组织、检索和保护，提供对文件的访问和管理接口。
1.2.4 设备管理操作系统负责管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、存储设备、通信设备等，并提供设备的共享和虚拟化。
1.3 操作系统的分类1.3.1 批处理操作系统批处理操作系统是最早出现的操作系统类型，它按照用户提供的作业顺序依次处理作业，无需用户干预。
1.3.2 分时操作系统分时操作系统允许多个用户通过终端同时访问计算机系统，每个用户都可以独立运行程序。
1.3.3 实时操作系统实时操作系统主要用于对时间要求非常严格的应用场景，如航空航天、核能控制等。
1.4 操作系统的结构1.4.1 单体结构单体结构是最简单的操作系统结构，所有的功能模块都集中在一个程序中。
1.4.2 分层结构分层结构将操作系统分为多个层次，每个层次提供一组相关的功能，并通过接口进行通信。
1.4.3 微内核结构微内核结构将操作系统核心功能模块分为核心部分和外部服务，核心部分运行在内核态，外部服务运行在用户态。
2.进程管理2.1 进程的概念进程是指计算机中正在运行的程序的实例，它包括程序的代码、数据和执行状态。
2.2 进程的状态2.2.1 运行态进程正在执行或等待CPU执行。
操作系统(庞丽萍)第2章 操作系统的结构和硬件支持
由处理机外部事件引起的中断
由处理机内部事件引起的中断
中断与俘获
③ 中断与俘获的例
中断 clock 时钟 rk 磁盘 tty 终端 非法 指令 地址 越界
俘获
俘点 溢出 trap 指令
中断与俘获示意图
exit
fork
read 17
操作系统的结构和硬件支持——中断及其处理
3. 中断响应 (中断进入)
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操作系统的结构和硬件支持——中断及其处理
(2) 按中断方式分类
① 强迫性中断 不是正在运行的程序所期待的中断。 如：输入输出中断、外中断、机器故障中断、程序性中断
② 自愿中断
是运行程序所期待的事件。 如：访管中断
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操作系统的结构和硬件支持——中断及其处理
(3) 按中断来源分类
① 中断
② 俘获
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操作系统的结构和硬件支持——中断及其处理 ② 保护现场 当中断发生时，必须立即把现场信息保存在主存中，这一 工作称之为保护现场。 ③ 恢复现场 程序重新运行之前，把保留的该程序现场信息从主存中送 至相应的指令计数器、通用寄存器或一些特殊的寄存器中。 完成这些工作称为恢复现场。
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操作系统的结构和硬件支持——中断及其处理
进入相应的中断服务例程
恢复被中断程序的现场
软件中断处理过程示意图
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操作系统的结构和硬件支持——小结
第2章 操作系统的结构和硬件支持 小结
操作系统的结构和硬件支持——小结
什么是操作系统虚拟机 操作系统的结构 区分处理机的态的目的 管态、用户态，二者的区别
中断的定义、类型
中断响应的定义、实质、所需的硬件支持 软件中断处理过程
操作系统原理庞丽萍
操作系统原理庞丽萍操作系统原理是计算机科学中的重要基础课程之一，它主要涉及计算机系统中的操作系统的设计和实现原理。
操作系统是计算机硬件和应用软件之间的桥梁，它负责管理计算机的硬件资源和提供给用户和应用程序一个友好的接口。
本文将从操作系统的定义、特征、功能、原理等方面进行详细讨论。
首先，操作系统是什么？操作系统是一种软件，它位于计算机硬件和应用软件之间。
它是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个统一的、友好的、高效的接口。
操作系统具有以下几个特征。
首先，它是一个系统软件，不同于应用软件，操作系统是直接运行在计算机硬件上的。
其次，它是一种中介程序，它位于用户和硬件之间，负责管理和控制硬件资源的分配和调度。
再次，它是一个扩充机制，通过提供系统调用接口和应用编程接口，使得用户和应用程序可以方便地使用和控制硬件资源。
最后，它是一个容错机制，操作系统能够通过检测和处理错误以保证计算机系统的稳定运行。
操作系统的功能可以分为五个方面。
第一，处理器管理，包括进程管理和处理器调度。
进程管理负责进程的创建、销毁和切换等操作，处理器调度负责决定哪个进程获得处理器的使用权。
第二，存储器管理，包括内存分配和内存保护。
内存分配负责为进程分配内存空间，内存保护负责保护每个进程的内存空间，防止互相干扰。
第三，文件系统管理，包括文件的存储和访问控制。
文件系统管理负责将文件存储到磁盘上，并提供文件的读写操作接口。
第四，设备管理，包括设备分配和设备驱动。
设备管理负责给进程分配设备，并提供设备的驱动程序。
第五，用户接口，包括命令解释和图形界面。
用户接口负责解释用户的命令，并向用户提供一个友好的操作界面。
操作系统的实现原理主要包括进程管理、存储器管理、文件系统管理和设备管理等。
进程管理的原理涉及调度算法、进程同步、进程通信等。
调度算法包括先来先服务调度、最短作业优先调度、时间片轮转调度和优先级调度等。
操作系统原理笔记总结
操作系统原理笔记总结操作系统是计算机系统的核心，负责管理硬件资源、提供用户接口以及运行应用程序。
本文将为你详细总结操作系统的工作原理，帮助读者深入理解这一计算机科学中的重要概念。
一、操作系统概述1.操作系统的定义操作系统（Operating System，简称OS）是一种管理计算机硬件与软件资源的系统软件，它是计算机系统的核心与基石。
2.操作系统的功能操作系统主要有以下功能：- 硬件资源管理：如CPU、内存、外设等。
- 软件资源管理：如程序、进程、文件等。
- 提供用户接口：如命令行、图形界面等。
- 系统安全与保护：如权限控制、病毒防护等。
3.操作系统的类型操作系统可分为批处理系统、分时系统、实时系统等。
二、操作系统核心原理1.进程管理- 进程：进程是程序在执行过程中的一个实例，包括程序计数器、寄存器和变量等。
- 进程调度：操作系统通过进程调度算法，动态地将CPU资源分配给各个进程。
- 进程同步与互斥：操作系统能够确保多个进程在访问共享资源时的正确性和一致性。
2.存储管理- 内存分配：操作系统负责为进程分配内存空间，确保它们能够正常运行。
- 虚拟内存：虚拟内存技术使操作系统可以模拟更大的内存空间，提高内存利用率。
- 页面置换：当内存不足时，操作系统会根据一定的算法替换内存中的页面。
3.文件系统- 文件：文件是存储在外设上的数据集合，操作系统负责管理文件的创建、删除、读写等操作。
- 目录：目录是文件的组织结构，用于方便地查找和管理文件。
- 文件系统布局：文件系统负责在磁盘上分配空间，存储文件和目录。
4.设备管理- 设备驱动：操作系统通过设备驱动程序与硬件设备通信，实现对设备的管理和控制。
- I/O调度：操作系统负责调度输入/输出请求，提高设备利用率。
三、操作系统实例与发展趋势1.主流操作系统- Windows：微软公司开发的操作系统，广泛应用于个人和服务器领域。
- Linux：基于Unix的开源操作系统，广泛应用于服务器、嵌入式和超级计算机等领域。
操作系统原理 庞丽萍 答案 习题五答案
操作系统课后习题参考答案
湖北工业大学信息工程学院计算机系 沈华
这说明在最坏情况下，每个进程均还差一个资源，而此时系统中 还有一个没被分配的可用资源。将它分配给任何一个进程，都可以使 该得到全部资源的进程运行结束而释放其占有的资源，并将释放的资 源分配给其它的进程，使其它进程都能运行结束，系统不会发生死锁。
int mutexa, mutexb, mutex1, mutex2, counta, countb; mutexa=1; mutexb=1; mutex1=mutex2=1; counta=countb=0; cobegin
bargei; //i=1,2,…,m carj; //j=1,2,…,n
答：（1）驳船长 200 米，当驳船通过了 A 桥，其船头到达 B 桥，请 求 B 桥吊起，而此时它的尾部仍占据 A 桥。若这个时候 B 桥上及 B 桥到 A 桥之间的公路上都被汽车占据，而汽车又要求通过 A 桥。这 样驳船和汽车都无法前进，形成死锁的局面。 （2）可以规定资源按序申请和分配，从而破坏了死锁的循环等待条 件，防止死锁的发生。规定如下：B 桥的序号小于 A 桥的序号，驳 船和汽车都必须先申请序号小的资源 B 桥，申请得到满足后，再申 请序号大的资源 A 桥。 （4） 算法如下： 设置两个互斥信号量 mutexa，mutexb，用来实现驳船和汽车对 A 桥 和对 B 桥的互斥使用；设置两个共享变量 counta 和 countb，分别用 来记录 A 桥和 B 桥上的汽车数并设置互斥信号量 mutex1 和 mutex2， 用来实现汽车对共享变量 counta 和 countb 的互斥访问。 Main( ){
5-5 p 个进程共享 m 个同类资源，每一个资源在任一时刻只能供一个 进程使用，每一进程对任一资源都只能使用一有限时间，使用完便立 即释放。并且每个进程对该类资源的最大需求量小于该类资源的数 目。设所有进程对资源的最大需求数目之和小于 p+m。试证：在该 系统中不会发生死锁。 证明：假设每个进程最多请求Xi（1≤i≤p）个资源，则根据题意有：
操作系统原理 庞丽萍 答案 习题四答案
(a)解：Main(){ int s12=0,s13=0,s14=0; P1; P2; P3;
2
cobegin
操作系统课后习题参考答案
湖北工业大学信息工程学院计算机系
沈华
P4; coend } P1(){ p1 execute; V(s12); V(s13); V(s14); } P2(){ P(s12); p2 execute; } P3(){ P(s13); p3 execute; } P4(){ P(s14); p4 execute; } (b)略
4-18 什么是线程？线程和进程有什么区别? 答：线程有时也称为轻量级进程，它是比进程更小的活动单位，它是 进程中的一个执行路径。一个进程可以有多个执行路径即线程。 线程和进程的主要区别如下：
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操作系统课后习题参考答案
湖北工业大学信息工程学院计算机系
沈华
（1）线程是进程的一个组成部分。一个进程可以有多个线程，而且 至少有一个可执行的线程。 （2）进程是资源分配的基本单位，它拥有 自己的地址空间和各种资源。 线程是处理机调度的基本单位， 它只能 和其他线程共享进程的资源，而本身并不具有任何资源。 （3）进程的 多个线程都在进程的地址空间内活动。 这样， 在以线程为单位进行处 理机调度和切换时， 由于不发生资源变化特别是地址空间的变化， 因 此切换时间较短。 而以进程为单位进行处理机调度和切换时， 由于涉 及到资源转移及现场保护等问题， 将导致切换时间变长和资源利用率 降低。 （4）线程和进程一样，都有自己的状态和相应的同步机制。但 是， 由于线程没有自己单独的程序和数据空间， 因而不能像进程的程 序和数据那样交换到外存去。 （5）进程的调度和控制大多由操作系统的内核完成，而线程的控制 既可以由操作系统内核完成，也可以由用户控制完成。
操作系统原理_庞丽萍_第四章并发处理
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2. 进程与程序的区别 (1) 程序是静态的概念；进程是动态的概念。 (2) 进程是一个独立运行的活动单位。 (3) 进程是竞争系统资源的基本单位。
(4) 一个程序可以对应多个进程；一个进程至少包含一个 程序。
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二. 进程状态
1. 进程的基本状态 (1) 运行状态(running) 该进程已获得运行所必需的资源，它的程序正在处理机 上执行。 (2) 等待状态(wait) 进程正等待着某一事件的发生而暂时停止执行。这时， 即使给它CPU控制权，它也无法执行，则称该进程处于等 待态。
例：三个并发执行的程序段。
P Q R
7
3. 并行语句记号
可以用语句 cobegin
S1；S2；┅ ；Sn
coend 来表示语句S1，S2，┅，Sn可以并发执行。
三. 与时间有关的错误
什么是与时间有关的错误 程序并发执行时，若共享了公共变量，其执行结果与各并 发程序的相对速度有关，即给定相同的初始条件，若不加以 控制，也可能得到不同的结果，此为与时间有关的错误。
(3) 就绪状态(ready)
进程已获得除CPU之外的运行所必需的资源，一旦得到 CPU控制权，立即可以运行。
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2. 进程状态的变迁 进程的状态随着自身的推进和外界条件的变化而发生变 化。
运 行 时间片到 进程调度 服务请求 (请求I/O等)
就 绪 服务完成/ 事件来到
等 待
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三. 进程描述
(8) 通信信息：
进程间进行通信时所记录的有关信息。 (9) 家族联系： 指明本进程与家族的联系 (10) 占有资源清单
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(三) 进程控制
一. 进程控制的概念 1. 进程控制的职责 对系统中的全部进程实施有效的管理，负责进程状态的 改变。 进程状态变化：
操作系统原理知识点总结
操作系统原理知识点总结操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，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。
在学习和理解操作系统原理时，有几个关键的知识点需要掌握。
本文将就这些知识点进行总结和梳理，帮助读者更好地理解操作系统原理。
1. 进程与线程进程是操作系统中的基本执行单元，它是一个具有独立资源的程序。
每个进程都拥有自己的内存空间、文件和设备等资源。
线程是进程的一部分，一个进程中可以包含多个线程。
线程是CPU调度和执行的最小单位，它可以共享进程的资源。
2. 进程调度进程调度是指操作系统决定哪个进程应该执行的过程。
常见的进程调度算法有先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。
不同的调度算法有不同的特点，根据应用场景选择合适的调度算法能够提高系统性能。
3. 内存管理内存管理是操作系统负责管理计算机内存空间的一项重要任务。
它包括内存分配、地址映射、内存保护和内存回收等操作。
常见的内存管理技术有分区管理、页式管理和段式管理等。
4. 文件系统文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的组织结构。
它提供了文件的读取、写入和删除等操作。
文件系统还负责文件的存储管理，包括文件的分配、索引和保护等。
5. 输入输出(I/O)输入输出是指计算机与外部设备进行数据交换的过程。
操作系统负责管理和控制计算机的输入输出设备，包括硬盘、打印机、键盘和鼠标等。
操作系统通过设备驱动程序和中断处理程序实现对外部设备的控制和管理。
6. 死锁死锁是指多个进程因竞争有限的资源而无法继续执行的状态。
死锁的发生会导致系统无法正常工作，因此需要采取相应的死锁避免和死锁恢复策略。
常见的策略有资源分配图法、银行家算法和死锁检测算法等。
7. 文件系统安全文件系统安全是指保护文件和目录不受非法访问、破坏和篡改的措施。
操作系统通过访问控制和权限管理实现对文件系统的安全保护。
常见的安全措施包括用户身份验证、文件权限设置和加密等。
《操作系统原理》课程复习
段式内存管理
段式内存管理的基本思想
将作业的地址空间划分为若干个段，每个段定义了一组逻辑信息，系统以段为单位为作 业分配内存空间。
段式内存管理的优缺点
优点是便于实现信息的共享和保护，且可以动态增长；缺点是会产生内存碎片，且段的 长度对系统性能有很大影响。
虚拟内存管理
虚拟内存的基本概念
虚拟内存是一种内存扩充技术，它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存，而实际上，它通常是被分隔 成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。
05 设备管理
设备管理的基本概念
设备分类
按信息交换单位可分为块设备和字符设备；按共 享属性可分为独占设备、共享设备和虚拟设备。
设备管理的功能
包括设备分配、设备处理、设备独立性和缓冲管 理等。
设备管理的目标
提高设备利用率、方便用户使用、保证设备使用 的安全性等。
I/O控制方式
程序直接控制方式
CPU直接控制I/O设备进行数据 传送。
进程控制块与进程队列
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进程控制块（PCB） 记录进程相关信息的数据结构，包括进程标识符、 进程状态、程序计数器、寄存器集合等。
进程队列
根据进程状态将进程链接起来的数据结构，如就 绪队列、等待队列等。
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PCB与进程队列的关系
PCB是进程存在的唯一标志，进程队列通过PCB 来管理进程。
进程同步与通信机制
设备分配策略
静态分配和动态分配。静态分配是在作业运行前就为其分配所需的全部设备；动态分配是在作业 运行过程中根据需要动态地分配设备。
设备回收
当设备不再被使用时，需要将其回收以供其他作业使用。
设备驱动程序
设备驱动程序的概念
吉林省考研计算机科学复习资料操作系统原理速记
吉林省考研计算机科学复习资料操作系统原理速记操作系统是计算机科学中的重要课程之一，也是计算机考研的必修内容。
掌握操作系统原理对于考生来说至关重要。
为了帮助吉林省考研计算机科学的考生们更好地复习操作系统原理，本文将提供一份操作系统原理的速记资料，希望能帮助大家事半功倍。
一、概述操作系统是计算机的核心软件之一，主要功能包括资源管理、进程管理、文件管理和设备管理等。
它作为计算机系统与用户之间的接口，负责协调和控制计算机硬件与软件资源。
掌握操作系统的基本概念和主要功能是理解操作系统原理的基础。
二、进程管理1. 进程与线程进程是指计算机中正在运行的程序的实例，它由程序的执行代码、数据和资源组成。
线程是程序执行的最小单位，进程内可以包含多个线程。
掌握进程与线程的概念及其关系是理解多任务处理的基础。
2. 进程调度进程调度是操作系统决定哪个进程优先执行的过程。
常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转和优先级调度等。
了解各种调度算法的特点和应用场景，对于理解进程调度的原理很有帮助。
三、资源管理1. 内存管理内存管理是操作系统对内存资源的分配和回收的过程。
常见的内存管理技术有连续分配、离散分配和虚拟内存等。
掌握内存管理的主要概念和方法，有助于提高计算机的运行效率。
2. 文件管理文件管理是指操作系统对文件的存储、组织和访问进行管理的过程。
了解文件的存储结构、目录管理和文件操作等内容，能够更好地理解文件管理的基本原理。
四、设备管理设备管理是操作系统对计算机设备进行管理和控制的过程。
硬件设备如磁盘、打印机和网络等是计算机系统的重要组成部分。
了解设备管理的基本概念和技术，可以优化计算机的设备使用效率。
五、操作系统的分类根据不同的应用领域和使用环境，操作系统可以分为批处理系统、分时系统和实时系统等。
了解不同类型操作系统的特点和应用场景，可帮助考生更好地理解操作系统的本质。
六、操作系统的发展与应用操作系统作为计算机科学的核心学科，其发展历程非常丰富。
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操作系统原理与Linux系统实验考试范围第一章操作系统的发展也历经了初级阶段、操作系统的形成阶段和操作系统的进一步发展这三个阶段。
通道：一种专用的处理部件，它能控制一台或多台外设的工作，负责外设与主存之间的信息传输。
中断：指当主机与接到某种信号（如I/0设备完成信号）时，马上停止原来的工作，转去处理这一事件，当事件处理完毕，主机又回到原来的工作点继续工作。
操作系统的形成标志是：采用多道程序设计技术和分时技术。
多道程序设计技术：主存中同时存放几道相互独立的程序，它们在操作系统的控制之下，相互穿插地运行。
分时技术：把CPU时间划分成很短的时间片，轮流地分配给各个联机作业使用。
什么是操作系统：操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机的软、硬件资源的分配和管理；控制和协调并发活动；提供用户界面，使用户获得良好的工作环境。
操作系统的特性：1、并发（指能处理多个同时性活动的能力）；2、共享（多个计算任务对系统资源的共同享用）；3、不确定性并发和共享是一对孪生兄弟，程序的并发执行，必然要求对系统资源的共享，而只有提供系统资源共享的可能才能使程序真正的并发执行。
操作系统的资源管理：处理机管理、存储管理、设备管理和文件系统。
处理机管理：最核心的是问题是CPU的时间分配；功能是：确定进程调度策略；给出进程调度算法和进行处理机的分派。
存储管理：任何程序的执行都必须从主存中获取数据信息。
功能：1.存储分配和存储无关；2.存储保护；3.存储扩充。
文件系统：软件资源是各种程序和数据的集合，操作系统将这些信息组织成文件，以文件的形势进行管理。
操作系统的基本类型：批量操作系统、分时操作系统、实时操作系统。
个人计算机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
分时操作系统特点：1.并行性 2.独占性 3.交互性实时操作系统：实时应用的目的是监视、响应或控制外部环境。
实时：计算机对外来信息能够以足够快的速度进行处理，并在被控制对象允许的截止期限内作出快速反应。
现代操作系统大多是多用户、多任务的操作系统，所采用的关键性技术是并行处理技术和虚拟技术。
并行处理指：利用多个处理部件，为完成一个整体任务而同时执行。
虚拟技术为用户提供逻辑部件，使用方便的接口。
虚拟存储技术：1、用户提供逻辑地址和用户程序的作业空间；2.程序实际上存储在物理主存中。
操作系统负责管理和调度系统资源并组织计算机的工作流程。
操作系统的运行基础是：裸机（CPU、存储器和外部设备组成），还包括支持操作系统实施控制的中断机制、为保护操作系统而设置的处理机状态。
系统中两类程序在运行：管理程序和用户程序处理机的态：处理机当前处于何种状态，正在执行哪类程序。
为了保护操作系统至少区分种状态：管态和用户态特权指令：改变机器状态的指令、修改特殊寄存器的指令、涉及外部设备的输入/输出指令。
管态：又称系统态。
是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态。
CPU可以使用全部机器指令，包括一些特权指令。
可以使用所有的资源，允许访问整个存储区。
用户态：又称目态，是用户程序执行时处理机所处的状态。
禁止使用特权指令，不能直接取用资源与改变机器状态，并且只允许用户程序访问自己的存储区域。
由用户态自动转向管态：1.系统功能调用；2.用户程序发生一次中断；3.用户程序运行时错误，程序性中断；4.企图修改特权指令，按3处理。
中断：指某个事件发生时，系统终止现行程序运行，引出处理该事件程序进行处理，处理完毕后返回断点，继续持行。
按中断方式分类：强迫性中断（输入/输出中断、外中断、机器故障中断、程序性中断）和自愿性中断（访问中断）。
按中断来源分类：1）中断。
由处理机外部事件引起的中断。
包括I/O中断、外中断。
2）俘获。
由处理机内部事件引起的中断，包括访管中断、程序性中断、机器故障性中断。
中断响应的实质：交换用户程序和处理该事件的中断处理指令执行地址和处理机关态，以达到（保留程序断点及有关信息和转入相应的中断处理程序）的目的。
中断响应的过程：书P26 图2-2中断处理过程：书P26 图2-3中断向量：该类型中断的中断服务例行程序的入口地址和处理机的状态字，也即每一个中断向量包含两个字：1.中断服务例行程序入口地址；2.服务程序所用的处理机状态字两类不同的中断机制：向量中断和探询中断Linux操作系统包括Linux内核，还包括Shell文件，带有多窗口管理器的X-Windows图形用户接口、文本编辑器、高级语言编译器等常用软件。
Linux内核是Linux的心脏，包括1.负责多进程管理和多进程调度程序；2.负责管理进程地址空间的主存管理程序；3.负责网络、进程间通信的服务程序；4.负责响应中断的中断处理程序和设备驱动等核心服务程序第三章系统的引导分为三个阶段：1.初始引导 2.核心初始化 3.系统初始化系统引导方式：独立引导方式和辅助下装方式作业是要求计算机系统按指定步骤对初始数据进行处理并得到计算结果的加工过程。
静态连接：将所有的处部调用函数都连接到目标文件中形成一个完整的主存映像文件。
动态连接：将连接工作延迟到程序运行的时候进行，所需要的支持是动态连接库(DLL)。
操作系统的用户界面是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制，用户能够借助这种机制和系统提供的手段来控制用户所在的系统。
操用系统的用户界面分为：1）操作界面，用户通过这个操作界面来组织自己的工作流程和控制程序运行。
2）程序界面，任何一个用户程序在其运行过程中，可以使用操作系统提供的系统功能调用来请求操作系统的服务。
第四章操作系统的重要特征是并发和共享。
顺序程序：一个程序由若干个程序段组成，若这些程序段的执行必须是顺序的。
顺序程序的特点：1）顺序性（每个操作必须在下一个操作开始执行前结束）2）封闭性(其计算结果不受外界的影响) 3）可再现性（输入条件相同，程序一定得到相同的结果）程序并发执行：若干个程序同时在系统中运行，这些程序的执行在时间上是重叠的，一个程序的执行尚未结束，另一个程序的执行已经开始，即使这个重叠只是很小的一部分。
cobeginS1; S2; S3;……Sn; coend; So;cobeginS1; S2; S3;……Sn; coend;Sn+1进程：一个程序与其数据一道通过处理机执行所发生的活动。
一个程序在给定活动空间和初始环境下，在一个处理机上执行过程。
一个具有独立功能的程序关开某个数据集合的一次运行活动。
进程与程序的区别：1）进程->动态概念；程序是静态概念2）进程是一个独立运行的单位，能与其他进程并行活动3）进程是竞争计算机系统资源有限资源的基本单位，也是进行处理机调度的基本单位。
进程状态变迁图：书P50 图4-6进程的组成：成结构上讲，每个进程都由程序、数据和一个进程控制块(PCB)组成。
线程：线程是比进程小得多的活动单位，它是进程中的一个执行路径。
进程控制：是处理机功能的一部分，通过建立进程控制机制，实现进程的创建、撤销、进程等和唤醒功能。
原语：一种特殊的系统调用，它完成一个特定的功能，其特点是原语执行时不可中断，所以原语操作具有原子性，即它是不可再分的。
用于进程控制的原语有：创建原语、撤销原语、阴塞原语、唤醒原语。
创建原语：create (name , priority) name: 创建进程原语的标识符；priority为进程优先级撤销原语：kill ( exit)进程等待：susp(chan) 入口参数chan表示进程等待的原因。
进程唤醒：wakeup(chan)操作系统提供的同步机构有：锁和上锁、开锁操作；信号灯和其上P、V操作。
互斥：在操作系统中，当某一进程正在访问某一存储区域时，就不允许其他进程来读出或者修改该存储区的的内容；否则，就会发生无法估计的错误。
同步：并发进程在一些关键点上可能需要互相乖待与互通信息。
锁和上锁、开锁操作：书P60信号灯和P、V操作：书P61进程互斥和同步的实现：P62进程通信：一个进程与另一个进程之间交换消息的一种方式。
消息传递系统包括消息缓冲和信箱通信等方式。
资源的静态分配：在批量系统中，作业所需要的资源在调度到这个作业时，根据用户给出的信息进行分配，并在作业运行完毕后释放所获得的全部资源。
资源的动态分配：操作系统对进程所需要的资源都是在进程运行中根据进程运行情况动态地分配，使用和释放。
资源分配策略：1）先请求先服务2）优先调度书P74死锁：在两个或多个并发进程中，哪果每个进程持有某种资源而又都等待别的进程释放其现在保持着的资源，在未改变这种状态之前都不能推向前进。
死锁是两个或多个进程被无期限地阻塞、相互等待的一种状态。
产生死锁的原因：书P77产生死锁的必要条件：1.互斥条件（多个进程共享的资源具有互斥的特性，即一次只能由一个进程使用） 2.不剥夺条件（非抢占，即在进程所获资源在未使用完毕之前，不能被其它进程强行夺走） 3.占有并等待（部分分配，即进程每次申请它所需要的一部分资源） 4.环路条件（循环等待）解决死锁的策略：1.采用资源静态分配方法预防死锁； 2.采用资源动态分配、有效控制方法来； 3.当死锁发生时检测出死锁，并设法修复 4.忽略死锁，一旦发生死锁便重启。
死锁的预防：静态资源分配方法。
P79死锁的避免：在动态分配资源的策略下彩用某种算法来预防死锁的发生，从而拒绝可能引起死锁的某个资源请求。
方死锁避免方法：1）有序资源分配法2）银行家算法P80作业状态：1）后备状态2）执行状态3）完成状态作业周转时间：ti = tci – tsi 即作业的周转时间= 作业进入系统的时间–作业完成时间平均周转时间：作业带权周转时间：wi = ti / tri 即作业时间除以作业实际执行时间平均带权周转时间：先来先服务算法：书P83短作业优先算法：书P83调度方式：1）非剥夺方式2）可剥夺方式优先数可以按静态或动态方式指派给进程。
P85进程状态变适图：书P86 图5-7地址变换：也叫地址映射，将程序地址空间中的逻辑地址变换成主存中的物理地址的过程。
静态地址映射：书P88动态地址映射：书P88存储保护：1）上、下界寄存器方案2）基址、限长寄存器方案书P90分区的放置策略：算次适应算法和最佳适应算法。
书P94 图5-17、图5-18。
首次适应算法：将作业放置到主存中地址最低的，且能容纳它的第一个空闲区。
最佳适应算法：将作业放入主存中与它所需大小最接近的空闲区中。
碎片：已分配区间存在着的一些没有被充分利用的连空闲区。
页表：程序的虚地址空间划分为若干页，这此连续的页面在主存中可能占用不连续的主存块。
为保证程序正确运行，必须在执行每条揸令时将程序中的逻辑地址变换为实际的物理地址，即进行动态重新定位。
在页式系统中，实现这种地址变抽象的机构称为页面的映像表。