第1章 操作系统概述
第1章 操作系统概述
分时式共享使用。 分时式共享使用。 也就是说用户（进程）占用该资源无需使用一个 也就是说用户（进程） 逻辑上的完整周期。 逻辑上的完整周期。 例如说对处理机的使用， 例如说对处理机的使用，用户程序随时都可以被 剥夺使用CPU，只要运行现场保存好了， 剥夺使用CPU，只要运行现场保存好了，下次该 用户程序再次占用CPU时就可以继续运行 时就可以继续运行。 用户程序再次占用CPU时就可以继续运行。 再例如对磁盘的I 当一个用户（进程） 再例如对磁盘的I／0，当一个用户（进程）让磁 盘执行了一条I 请求后，其他用户（进程） 盘执行了一条I／0请求后，其他用户（进程）又 可向磁盘发出I 请求， 可向磁盘发出I／0请求，系统并不要求某个用户 进程）的几个I （进程）的几个I／0请求之间不能插入其他用户 进程） 请求。 （进程）的I／0请求。
3. 文件管理(file management) 文件管理(file
创建或删除文件 创建或删除目录 提供操作文件和目录的原语 将文件映射到辅存上 在稳定的存储媒介上备份文件
4. 作业管理(job management) 作业管理(job
作业管理的任务就是为用户提供一个使用系 统的良好环境，使用户能有效地组织自己的 工作流程，并使整个系统能高效地运行。
操作系统原理
第1章 操作系统概述
目录
1．1 计算机系统概述 1．2 操作系统的概念 1．3 操作系统的功能 1. 4 操作系统的用户接口 1．5 操作系统的发展历史 1．6 操作系统分类 1．7 研究操作系统的几种观点
1．1 计算机系统概述
1.1.1 计算机的发展与分类 计算机的发展历程 第一代，电子管计算机（1946年~1957年 第一代，电子管计算机（1946年~1957年） 第二代，晶体管计算机（1958年~1964年 第二代，晶体管计算机（1958年~1964年） 第三代，集成电路计算机（1965年~1970年 第三代，集成电路计算机（1965年~1970年） 第四代，大规模集成电路计算机（1971年至今 年至今） 第四代，大规模集成电路计算机（1971年至今） 未来的计算机 光子计算机 生物计算机 量子计算机
操作系统 概念,问答
第一章操作系统概述1操作系统：是管理系统资源，控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。
2操作系统功能：a处理器管理b存储管理c设备管理d文件管理e网络与通信管理f用户接口3操作系统的主要特性：并发性，共享性，异步性并发性：两个或两个以上的活动或时间在同一时间间隔内发生，其实质是对有限的物理资源强行复用，供多用户共享以提高效率并行性：两个或两个以上的活动或事件在同一时刻发生并发性和并行性的关系：并行活动一定是并发的，反之并发活动未必是并行的，并行性是并发性的特例，而并发性是并行性的扩展4多道程序设计基本思想多道程序设计是指允许多个作业同时进入计算机系统的主存并启动交替计算的方法，也就是说，主存中多个相互独立的程序处于开始和结束之间，从宏观上看是并行的，多道程序设计都处于运行过程中，但尚未运行结束；从微观上看是串行的，各道程序轮流占用cpu交替地执行，引入多道程序设计技术，可以提高cpu的利用率，充分发挥计算机硬部件的并行性5内核及其属性内核是一组程序模块，作为可信软件来提供支持进程并发执行的基本功能和基本操作，通常驻留在内核空间，运行于核心态，具有访问硬件设备和所有主存空间的权限，是仅有的能够执行特权指令的程序内核的功能：资源抽象，资源分配，资源共享内核的属性：a内核是由中断驱动的b内核是不可抢占的c内核部分程序在屏蔽中断状态下执行d内核可使用特权指令6API，库函数和系统调用第二章处理器管理1特权指令和非特权指令，访管指令，原语特权指令：指仅供内核程序使用的指令，如启动设备，设置时钟，控制中断屏蔽位，清空主存，建立存储键，加载psw等敏感性操作内核能够执行全部指令，应用程序只能使用非特权指令访管指令包括操作码和访管参数两部分，前者表示此指令时访管指令，后者则表示具体的访管要求原语是在管态下执行，完成系统特定功能的过程，其特点是执行过程中不允许被中断。
《操作系统》教案》课件
《操作系统》教案（第一至第五章）一、教案概述本教案主要针对《操作系统》课程的五个章节进行详细的教学设计，包括教学目标、教学内容、教学方法、教学步骤和教学评价等方面。
通过本教案的学习，学生将掌握操作系统的基本概念、原理和关键技术。
二、教学目标1. 了解操作系统的概念、发展和分类。
2. 掌握操作系统的主要功能和架构。
3. 理解进程管理、内存管理、文件管理和设备管理的基本原理。
4. 学习操作系统的设计方法和实现技术。
三、教学内容第一章：操作系统概述1. 操作系统的概念和发展历程2. 操作系统的目标和功能3. 操作系统的分类和特点第二章：操作系统架构1. 操作系统的主要组件2. 操作系统的层次结构3. 操作系统的接口和API第三章：进程管理1. 进程的概念和特性2. 进程的状态和转换3. 进程调度算法4. 进程同步与互斥5. 死锁与饥饿问题第四章：内存管理1. 内存分配与回收策略2. 内存分页和分段3. 虚拟内存技术4. 页面置换算法5. 内存保护机制第五章：文件管理1. 文件和目录的概念2. 文件系统的组织结构3. 文件存储分配策略4. 文件访问控制5. 磁盘空间管理和文件备份策略四、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和关键技术。
2. 案例分析法：分析实际操作系统案例，加深对原理的理解。
3. 实验法：通过上机实验，巩固理论知识。
4. 小组讨论法：分组讨论问题，培养团队合作能力。
五、教学步骤1. 引导：介绍本章主题，激发学生兴趣。
2. 讲解：详细讲解本章的核心概念和原理。
3. 案例分析：分析实际案例，加深学生对原理的理解。
4. 练习与讨论：布置练习题，组织小组讨论。
5. 总结：对本章内容进行归纳和总结。
六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况。
2. 练习题：评估学生对知识的掌握程度。
3. 实验报告：评价学生的实践操作能力。
4. 小组讨论报告：评估学生的团队合作和沟通能力。
七、教学资源1. 教材：选用权威、实用的操作系统教材。
操作系统复习题与答案
《操作系统》练习及参考答案第1章操作系统概述1.3.1 选择最合适的答案1.一般用户更喜欢使用的系统是（）。
A.手工操作B.单道批处理C.多道批处理D.多用户分时系统2. 与计算机硬件关系最密切的软件是（）。
A.编译程序B.数据库管理系统C.游戏程序D.OS3. 现代OS具有并发性和共享性，是（）的引入导致的。
A.单道程序B. 磁盘C. 对象D.多道程序4. 早期的OS主要追求的是（）。
A.系统的效率B.用户的方便性C.可移植D.可扩充性5.（）不是多道程序系统A.单用户单任务B.多道批处理系统C.单用户多任务D.多用户分时系统6.（）是多道操作系统不可缺少的硬件支持。
A.打印机B.中断机构C.软盘D.鼠标7. 特权指令可以在（）执行。
A.目态B.浏览器中C.任意的时间D.进程调度中8. 没有了（）计算机系统就启动不起来。
A.编译器B.DBMSC.OSD.浏览器9. 通道能够完成（）之间的数据传输。
A.CPU与外设B.存与外设C.CPU与主存D.外设与外设10. 操作系统的主要功能有（）。
A.进程管理、存储器管理、设备管理、处理机管理B.虚拟存储管理、处理机管理、进程调度、文件系统C.处理机管理、存储器管理、设备管理、文件系统D.进程管理、中断管理、设备管理、文件系统11. 单处理机计算机系统中，（）是并行操作的。
A.处理机的操作与通道的操作是并行的B.程序与程序C.主程序与子程序D.用户程序与操作系统程序12. 处理机的所有指令可以在（）执行。
A.目态B.浏览器中C.任意的时间D.系统态13.（）功能不是操作系统直接完成的功能。
A.管理计算机硬盘B.对程序进行编译C.实现虚拟存储器D.删除文件14. 要求在规定的时间对外界的请求必须给予及时响应的OS是（）。
A.多用户分时系统B.实时系统C.批处理系统时间D.网络操作系统15. 操作系统是对（）进行管理的软件。
A.硬件B.软件C.计算机资源D.应用程序16.（）对多用户分时系统最重要。
计算机操作系统课后答案
计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。
1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。
1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。
其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。
第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。
2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。
2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。
第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。
3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。
第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。
4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。
第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。
5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。
5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。
操作系统复习总结
第一章操作系统概述1.操作系统主要特征是什么？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，以方便用户使用的程序集合。
2.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗？为什么？不正确，因为操作系统不仅仅是控制硬件，同时它还控制计算机的软件。
第二章进程与线程1.操作系统中为什么要引入进程的概念？为了实现并发进程之间的合作和协调，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？①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。
②为了防止操作系统及其关键的数据结构受到用户程序破坏，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.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？就绪队列中有10个进程，这10个进程轮换执行，每隔进程的运行时间是300ms，切换另一个进程所花费的总时间是10ms，隐刺系统化在进程切换上的时间开销占系统整个时间的比例是：10//(300+10)=3.2%.3.试述线程的特点及其与进程之间的关系。
答：线程是进程内的一个相对独立的运行单元，是操作系统调度和分派的单位。
线程只拥有一点必不可少的资源（一组寄存器和栈），但可以和铜属于一个进程的其他线程共享进程拥有的资源。
关系：1>线程是进程的一部分，是进程内的一个实体；一个进程可以有多个线程，但至少必须有一个线程。
一个线程只能在一个进程的地址空间内活动；2>进程资源的拥有者，同一个进程的多个线程共享该进程占有的所有资源；3>处理机分配给进程，线程是系统的调度单位。
1．这种策略一方面照顾了短进程，一个进程如果在100ms运行完毕它将退出系统，更主要的是照顾了I/O量大的进程，进程因I/O进入阻塞队列，当I/O完成后它就进入了高优先级就绪队列，在高优先级就绪队列等待的进程总是优于低优先级就绪队列的进程。
操作系统讲义
操作系统第一章操作系统概述1.1 操作系统的目标和作用1.1.1操作系统的目标目标：1. 便利性。
不需要人人都是程序员2. 有效性。
工作协调高效3. 可扩充性。
各自独立进展4. 开放性。
移植和互操作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来用法计算机系统。
（从用户角度来看，来操纵计算机。
）(1) 指令输入。
形式又分为以下几种：指令行（Command Line Input ）：由OS供应的一组联机指令（语言），用户可通过键盘输入有关指令，来挺直操纵计算机系统。
图形用户界面（GUI ）：用户通过显示设备上的窗口和图标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
自然输入方式（NUI ）：用户通过语音识别输入来操纵计算机系统和运行自己的程序。
(2) 系统调用方式（System Call ）。
OS供应了一组系统调用，用户可在自己的应用程序中通过相应的用法编程调用API1.1.3推动操作系统进展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率2. 便利用户3. 器件的不断更新换代4. 计算机体系结构的不断进展用户的需求是推动OS进展的根本动力2. OS 作为计算机系统资源的管理者在一个计算机系统中通常都含有各种各样的硬件和软件资源。
需要空间和时间来用法这些资源，OS合理调配和用法。
（这是从管理者的角度来看）3. OS用作扩展机、虚拟机隐蔽了计算机具体详情，为用户呈现的是一台虚拟机，功能上扩展了几个功能部件的组合。
（这是从进展的角度来看）Government1.2 操作系统的进展过程1.2.1无操作系统的计算机系统1. 人工操作方式从第一台计算机ENIAC 诞生(1945 年2月)到50年月中期的计算机，属于第一代。
这种人工操作方式有以下两方面的缺点：(1) 用户独占全机。
(2) CPU 等待人工操作。
2. 脱机输入/输出(Off-Line I/O) 方式这种脱机I/O方式的主要优点如下：(1)削减了CPU的空闲时间。
蒲晓蓉_操作系统第1章课件_操作系统概述
分时系统—联机系统
服务器
终端1 终端2 终端3
终端n
分时系统实例
• 第一个分时系统：MIT的兼容分时系统CTSS • 它是一个单道分时系统。在该系统中，每次只 能将一道程序（作业）装入并驻留内存。 • 时间片 • 为了减少磁盘I/O，只将新装入的程序需要覆 盖的那部分用户数据写出到磁盘。 • 假设有4个交互用户，其存储需求如下： JOB1(15000)，JOB2(20000)，JOB3(5000)， JOB4(10000) • 内存的0-5000区域被监控程序占用
操作系统的定义
操作系统是计算机系统中的一个系统软件, 管理和控制计算机系统中的硬件和软件 资源,合理地组织计算机的工作流程,以便 有效利用这些资源为用户提供一个功能 强、使用方便的工作环境 ,从而在计算机 与用户之间起到接口的作用。
1.3 操作系统的形成与发展
操作系统的简历
• 50 年代中期，第一个简单批处理操作系 统 • 60年代中期，多道程序批处理系统 • 不久，分时系统、实时系统 • 80年代，微机及网络操作系统
单道批处理系统，早期操作系统
• 程序员首先将命令、程序和数据用汇编 语言或FORTRAN语言写在纸上,然后用 穿孔机制成卡片,最后将这些卡片交给操 作员
$END $RUN $FORTRAN $JOB 9000 John
图1.2 作业卡片示意图
• 批处理程序 (又称为监督程序，或管理程序 ),管 理应用程序的运行。 • 操作步骤： 1.收集一批作业 (卡 ),用专用 I/O计算机将作 业逐个读到磁带上保存起来。 2. 批处理程序将磁带上的第一个作业读入 计算机，运算结束后将结果输出到输出磁带上。 3.自动读入下一个作业,并运行。 4. 当一批作业全部执行结束后 , 取下输入磁 带和输出磁带 , 用输入磁带录入下一批作业 , 将 输出磁带送到专用输出计算机,进行脱机打 印。
操作系统知识点复习总结
计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。
软件系统：有系统软件、支撑软件和应用软件三类。
系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件；支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件；应用软件是特定应用领域的专用软件。
硬件系统：借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。
如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理（有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu，把输入输出设备统称为I/O设备）。
关于计算机系统的详细：Cpu的四大组件构成：ALU、CU、寄存器和中断系统。
存储器：理想存储器是大容量、高速度和低价位。
在计算机系统中存储器的分层结构：寄存器、高速缓存（cache）（用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配）、主存（RAM和ROM）、磁盘和磁带。
I/O系统：由I/O软件和I/O硬件组成，前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户，实现I/O系统与主机工作的协调。
I/O硬件包括接口模块和I/O设备。
关于系统中断：利用中断功能，处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。
第1章操作系统引论操作系统的定义：控制和管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便用户使用的程序集合。
计算机的四代发展：(1)没有操作系统的计算机（没有晶体管，使用机器语言写成的）(2)有监控系统的计算机（出现晶体管，使用汇编语言和高级语言，出现了单道批处理系统）(3)带操作系统的计算机（出现了小规模的集成电路，出现了多道程序设计技术—相当于系统中断，由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求，出现了分时系统。
多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。
）(4)多元化操作系统的计算机（出现了大规模集成电路，分布式操作系统）操作系统的特征并发性：两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。
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。
计算机操作系统慕课版课后答案
计算机操作系统慕课版课后答案计算机操作系统是指控制和管理计算机硬件和软件资源的一组程序集合，它是各种计算机软件和硬件之间的重要接口。
掌握计算机操作系统的基本知识对于学习和应用计算机技术具有至关重要的作用。
以下是对于计算机操作系统慕课版课后题目的详细答案。
第一章: 操作系统概述1. 什么是操作系统？操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合。
2. 操作系统的主要功能是什么？操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理以及用户界面。
第二章: 进程管理1. 进程和线程的区别是什么？进程是一个程序的执行实例，拥有独立的内存空间和系统资源。
线程是一个进程内的独立执行单元，共享相同的内存空间和系统资源。
2. 进程通信的方法有哪些？进程通信的方法主要包括管道、信号量、共享内存、消息队列等。
第三章: 内存管理1. 什么是虚拟内存？虚拟内存是指操作系统为每个进程提供的一个抽象的内存空间，使得进程有更多的可用内存空间。
2. 分页和分段的区别是什么？分页是将进程划分为固定大小的页面，而分段是将进程划分为逻辑上相关的分段。
第四章: 文件系统管理1. 文件系统的作用是什么？文件系统负责管理计算机中的文件和目录，使用户可以方便地访问和操作文件。
2. 文件系统中的文件分配方法有哪些？文件分配方法主要包括连续分配、链式分配、索引分配等。
第五章: 设备管理1. 什么是设备驱动程序？设备驱动程序是操作系统中的一部分，负责控制和管理设备的操作和通信。
2. 设备管理中的中断处理方法有哪些？中断处理方法包括轮询、中断向量表以及中断处理程序。
总结计算机操作系统是计算机技术中的基础知识，对于学习和应用计算机技术具有重要的作用。
通过对操作系统慕课版课后题目的详细解答，可以更好地掌握操作系统的基本概念和功能，提高计算机技术的应用能力。
理解进程管理、内存管理、文件系统管理以及设备管理等知识点，对于提升计算机系统的性能和可靠性具有重要意义。
unix课后习题
第1章操作系统概述1、什么是操作系统？答：控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。
2、操作系统有哪三种类型，他们之间有什么区别？答：单用户单进程、单用户多进程、多用户多进程。
第一个是操作系统在同一时间允许一个用户，同一时间只能运行一个进程。
3、对分时系统，给出一个清晰而准确的描述？答：多个用户分享使用一台JSJ，多个程序分时共享硬件和软件资源。
多路性、独占性、交互性和与时性。
4、目前典型操作系统的主要功能是什么？这些功能的基本用途是什么？答：功能，执行程序，程序的输入和输出操作进程间的通信，错误检测与报告，不同类型的文件操作，用户和安全管理。
5、分别列出字符用户界面和图形用户界面的一个优点和一个缺点？答：CUI执行效率高，外观不美观；GUI 便于使用，缺乏可扩展性。
6、分别列出字符用户界面和图形用户界面有什么不同？目前，在UNIX系统中最流行的图形用户界面是什么？它是由谁开发的？答：CUI通过输入命令来完成相关操作，GUI通过输入设备（如鼠标）来完成相关操作。
7、应用程序程序员接口（API）和应用程序用户接口（AUI）分别包括那些内容？答：AUI通过语言库和系统调用接口与操作系统内核联系在一起，应用软件构成了AUI，系统调用接口由一组为完成特定任务而执行内核代码的函数构成，语言库和系统调用接口构成API。
8、列出UNIX家族中常见的5种操作系统。
你现在使用的是哪一个UNIX系统？答：UNIX版本：AIX、BSD、FreeBSD、LINUX、system V。
第2章UNIX操作系统简史2、如果由你来设计POSIX标准，将包含那些内容？答：支持程序和命令互相兼容，易用性。
3、UNIX系统的前身是什么？UNIX与其前身最初在哪里，由谁开发的？答：前身是MULTICS，由Dennis Ritchie 和Ken Thompson在AT&T中研制。
第3章UNIX起步1、主存的作用是什么？答：主存用来存储正在运行的程序或进程。
《操作系统》课程教案
《操作系统》课程教案第一章：操作系统概述1.1 教学目标了解操作系统的定义、功能和作用掌握操作系统的基本组成和分类理解操作系统的历史和发展1.2 教学内容操作系统的概念操作系统的功能：进程管理、存储管理、文件管理、作业管理和用户接口操作系统的分类：批处理系统、分时系统、实时系统和分布式系统操作系统的历史和发展1.3 教学方法采用讲授和讨论相结合的方式，介绍操作系统的概念和功能通过案例分析，使学生了解操作系统的实际应用场景引导学生思考操作系统的未来发展1.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：操作系统的概述和分类案例：Windows、Linux、Mac OS等操作系统的介绍1.5 教学评估课堂讨论：了解学生对操作系统的认识和理解程度期中期末考试：测试学生对操作系统知识的掌握程度第二章：进程管理2.1 教学目标掌握进程的概念和属性理解进程的状态转换和调度算法掌握进程同步和互斥的原理及实现方法2.2 教学内容进程的概念和属性：进程的定义、进程的标识符、进程的属性进程的状态转换：进程的状态及其转换条件进程调度算法：先来先服务算法、短作业优先算法、轮转算法和高响应比优先算法进程同步和互斥：同步的概念、互斥的概念、信号量机制和管程机制2.3 教学方法采用讲授和实验相结合的方式，使学生理解进程的概念和属性通过模拟实验，让学生掌握进程的状态转换和调度算法通过案例分析，使学生了解进程同步和互斥的应用场景2.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：进程的概念和属性、进程的状态转换和调度算法、进程同步和互斥实验软件：模拟进程调度和同步互斥的实验环境2.5 教学评估课堂讨论：了解学生对进程概念和属性的理解程度实验报告：评估学生对进程状态转换和调度算法的掌握程度期中期末考试：测试学生对进程管理知识的掌握程度第三章：存储管理3.1 教学目标掌握存储管理的基本概念和任务理解内存分配和回收策略掌握虚拟存储器和分页、分段机制3.2 教学内容存储管理的基本概念和任务：存储管理的任务、存储管理的层次结构内存分配和回收策略：首次适应法、最佳适应法和最坏适应法虚拟存储器：虚拟存储器的概念、虚拟内存的实现机制分页和分段机制：分页机制、分段机制、分页和分段的比较3.3 教学方法采用讲授和实验相结合的方式，使学生理解存储管理的基本概念和任务通过模拟实验，让学生掌握内存分配和回收策略通过案例分析，使学生了解虚拟存储器和分页、分段机制的应用场景3.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：存储管理的基本概念和任务、内存分配和回收策略、虚拟存储器和分页、分段机制实验软件：模拟内存分配和回收的实验环境3.5 教学评估课堂讨论：了解学生对存储管理基本概念和任务的理解程度实验报告：评估学生对内存分配和回收策略的掌握程度期中期末考试：测试学生对存储管理知识的掌握程度第四章：文件管理4.1 教学目标掌握文件和目录的概念理解文件存储结构和存取方法掌握文件系统的实现和操作4.2 教学内容文件和目录的概念：文件的概念、目录的概念文件存储结构和存取方法：顺序存储结构、存储结构、索引存储结构文件系统的实现和操作：文件系统的组织结构、文件系统的创建和删除、文件的打开和关闭4.3 教学方法采用讲授和实验相结合的方式，使学生理解文件和目录的概念通过模拟实验，让学生掌握文件存储结构和存取方法通过案例分析，使学生第四章：文件管理（续）4.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：文件和目录的概念、文件存储结构和存取方法、文件系统的实现和操作实验软件：模拟文件存储和访问的实验环境4.5 教学评估课堂讨论：了解学生对文件和目录概念的理解程度实验报告：评估学生对文件存储结构和存取方法的掌握程度期中期末考试：测试学生对文件管理知识的掌握程度第五章：作业管理5.1 教学目标掌握作业的概念和分类理解作业调度和进程调度的关系掌握作业管理和进程管理的基本方法5.2 教学内容作业的概念和分类：批作业、交互式作业、批处理作业作业调度：作业调度的任务和算法进程调度：进程调度的任务和算法作业管理和进程管理的基本方法：作业队列的管理、进程队列的管理5.3 教学方法采用讲授和实验相结合的方式，使学生理解作业的概念和分类通过模拟实验，让学生掌握作业调度和进程调度的关系通过案例分析，使学生了解作业管理和进程管理的基本方法5.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：作业的概念和分类、作业调度和进程调度的关系、作业管理和进程管理的基本方法实验软件：模拟作业调度和进程调度的实验环境课堂讨论：了解学生对作业概念和分类的理解程度实验报告：评估学生对作业调度和进程调度的掌握程度期中期末考试：测试学生对作业管理知识的掌握程度第六章：用户接口6.1 教学目标掌握命令接口和图形用户接口的概念理解命令接口的设计和实现理解图形用户接口的设计和实现6.2 教学内容命令接口的概念：命令接口的定义、命令接口的设计原则命令接口的实现：命令的解析、命令的执行图形用户接口的概念：图形用户接口的定义、图形用户接口的设计原则图形用户接口的实现：图形界面的设计、图形界面的交互6.3 教学方法采用讲授和实验相结合的方式，使学生理解命令接口和图形用户接口的概念通过模拟实验，让学生掌握命令接口的设计和实现通过案例分析，使学生了解图形用户接口的设计和实现6.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：命令接口和图形用户接口的概念、设计和实现实验软件：模拟命令接口和图形用户接口的实验环境课堂讨论：了解学生对命令接口和图形用户接口概念的理解程度实验报告：评估学生对命令接口设计和实现的掌握程度期中期末考试：测试学生对用户接口知识的掌握程度第七章：操作系统安全7.1 教学目标掌握操作系统安全的基本概念理解操作系统的安全机制掌握操作系统的安全策略7.2 教学内容操作系统安全的基本概念：安全威胁、安全属性操作系统的安全机制：访问控制、身份认证、审计和监控操作系统的安全策略：最小权限原则、安全分层模型7.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，使学生理解操作系统安全的基本概念通过模拟实验，让学生掌握操作系统的安全机制通过讨论，使学生了解操作系统的安全策略7.4 教学资源教材：《操作系统概念》或《现代操作系统》课件：操作系统安全的基本概念、安全机制和安全策略案例：操作系统安全威胁的实例分析7.5 教学评估课堂讨论：了解学生对操作系统安全概念的理解程度案例分析报告：评估学生对操作系统安全机制的掌握程度期中期末考试：测试学生对操作系统安全知识的掌握程度第八章：操作系统性能评价8.1 教学目标掌握操作系统性能评价的基本概念和方法理解操作系统性能评价的指标和准则掌握操作系统性能评价的实验方法和工具8.2 教学内容操作系统性能评价的基本概念：性能评价的目的、性能评价的方法操作系统性能评价的指标和准则：响应时间、吞吐量、CPU利用率操作系统性能评价的实验重点和难点解析1. 进程的概念和属性：理解进程的定义和各种属性是理解操作系统其他概念的基础。
《操作系统》复习大纲及习题
《计算机操作系统》复习要点及习题第一章操作系统概述1、操作系统的定义及特征2、操作系统分类：批处理、分时、实时；三种系统的特点；3、理解并发与并行第二章进程管理1、进程的概念2、进程的结构、三种基本状态及状态之间的转换和转换条件3、进程与程序的联系与差别4、进程的并发执行使进程失去顺序性，可能产生与时间有关的错误。
5、共享变量、临界区、临界资源的概念6、进程互斥的概念7、重点：信号量机制——定义整形变量如S表示信号量，S的初值、S>0表示有S个资源可用、S<0则| S |表示S等待队列中的进程个数、S=0表示无资源可用的含义。
P(S)、V(S)操作的含义。
使用信号量机制实现进程互斥、同步问题。
P(S) 表示申请一个资源、V(S) 表示释放一个资源。
P.V操作必须成对出现，有一个P操作就一定有一个V操作。
当为互斥操作时，它们同处于同一进程；当为同步操作时，则不在同一进程中出现。
8、生产者-消费者问题第三章处理机调度与死锁1、重点：处理机调度算法（必须有完整的计算过程，只有结果无过程不能给满分）（1）、先到先服务算法（FIFO）（2）、短作业优先算法（SJF）给定一作业，假定它们同时到达，并且在一台处理机上按单道方式执行，则短作业优先调度算法平均周转时间为最短。
（3）、高响应比优先调度算法（4）、最高优先数算法（5）、循环轮转/时间片轮转算法(RR)2、死锁的概念——一组进程中的每一个进程，均无限期地等待此组进程中某个其他进程占有的，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁。
3、死锁四个必要条件：资源独占、保持申请、不可剥夺、循环等待4、死锁四种处理方法：死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁恢复5、死锁预防的两种方法：预先分配策略、有序分配策略6、死锁避免：进程提出资源请求，系统在分配之前进行安全性检测，若使进程进入不安全状态，则拒绝分配。
重点：银行家算法（必须有完整的计算过程，只有结果无过程不能给满分）6、死锁恢复四种方式：重新启动、终止进程、剥夺资源、进程回退第四章内存管理1、分区分配策略——最先适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法。
国开电大计算机与科学第二学期操作系统概述自测习题及答案
第1章操作系统概述自测习题1．操作系统的基本职能是（D）。
选择一项：A. 提供功能强大的网络管理工具B. 提供方便的可视化编辑程序C. 提供用户界面，方便用户使用D. 控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行正确答案是：控制和管理系统内各种资源，有效地组织多道程序的运行2．按照所起的作用和需要的运行环境，操作系统属于（C）。
选择一项：A. 支撑软件B. 应用软件C. 系统软件D. 用户软件正确答案是：系统软件3．在计算机系统中，操作系统是（B）。
选择一项：A. 处于应用软件之上的系统软件B. 处于裸机之上的第一层软件C. 处于硬件之下的低层软件D. 处于系统软件之上的用户软件正确答案是：处于裸机之上的第一层软件4．现代操作系统的基本特征是（C）、资源共享和操作的异步性。
选择一项：A. 实现分时与实时处理B. 中断处理C. 程序的并发执行D. 多道程序设计正确答案是：程序的并发执行5．以下不属于操作系统具备的主要功能的是（A）。
选择一项：A. 文档编辑B. CPU调度C. 内存管理D. 中断处理正确答案是：文档编辑6．为用户分配主存空间，保护主存中的程序和数据不被破坏，提高主存空间的利用率。
这属于（B）。
选择一项：A. 作业管理B. 存储管理C. 文件管理D. 处理器管理正确答案是：存储管理7．操作系统对缓冲区的管理属于（C）的功能。
选择一项：A. 处理器管理B. 存储器管理C. 设备管理D. 文件管理正确答案是：设备管理8．操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是（B）。
选择一项：A. shell命令B. 系统调用C. 图形界面D. C语言函数正确答案是：系统调用9．系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（A）。
选择一项：A. 只能通过用户程序间接使用B. 与系统的命令一样C. 直接通过键盘交互方式使用D. 是命令接口中的命令正确答案是：只能通过用户程序间接使用10．在下列操作系统中，强调吞吐能力的是（C）。
操作系统的基本功能和使用方法
操作系统的基本功能和使用方法第一章：操作系统概述操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源，提供良好的用户界面和应用程序管理。
本章将介绍操作系统的基本概念和作用。
1.1 操作系统的定义操作系统（Operating System，简称OS）是一种管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供服务的软件系统。
1.2 操作系统的作用（1）资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，如处理器、内存、硬盘、输入输出设备等，合理分配资源，提高资源利用率。
（2）进程管理：操作系统管理和调度各个进程的执行，确保它们按照合理的顺序和优先级运行。
（3）文件系统管理：操作系统管理计算机中文件的存储和检索，提供文件的读写、复制、删除等操作。
（4）用户界面：操作系统提供用户与计算机系统之间的界面，如命令行界面和图形用户界面，方便用户操作和控制计算机。
（5）安全性保护：操作系统通过权限管理和安全机制，保护计算机系统免受恶意软件和未授权访问的威胁。
第二章：操作系统的分类操作系统可按不同的标准进行分类，常见的分类方法有五种：批处理操作系统，分时操作系统，实时操作系统，网络操作系统和分布式操作系统。
2.1 批处理操作系统批处理操作系统适用于按批量处理任务的计算机系统，用户提交批处理作业后，操作系统按照一定的算法和策略，批量执行作业并输出结果。
2.2 分时操作系统分时操作系统允许多个终端用户共享计算机系统，用户通过终端连接到计算机，操作系统轮流分配处理器时间，每个用户都能得到相应的响应。
2.3 实时操作系统实时操作系统对任务的处理要求时间进行极为严格，能够及时响应外部事件，并在要求的时间内完成任务。
实时操作系统用于航空航天控制、工业控制等领域。
2.4 网络操作系统网络操作系统支持多台计算机的互联和通信，允许用户通过网络进行分布式计算和资源共享。
2.5 分布式操作系统分布式操作系统是在多个计算机上运行的操作系统，形成一个虚拟的单一系统，用户可以透明地访问分布在不同计算机上的资源。
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第1章 操作系统概述
（3） 设备驱动。 实现CPU与通道和外设之间的通信。 由CPU向通 道发出I／O指令， 后者驱动相应设备进行I／O操作。 当I／O任务完成后， 通道向CPU发中断信号， 应的中断处理程序进行处理。 （4） 设备无关性。 又称设备独立性， 即用户编写的程序与实际使用 的物理设备无关， 由操作系统把用户程序中使用的逻 辑设备映射到物理设备中。 由相
处于核心的最高层， 离用户层最近。 如图1-4所示。
第1章 操作系统概述
图形界面 用 命令界面
应
shell层
层
程序界面 (系统调用)
作
系 统
核
硬件
操
图1-4 操作系统的三种界面
心
第1章 操作系统概述
2） 命令界面
操作系统所提供的最重要的系统程序是命令解释
程序， 它是最初启动作业（进程）或用户刚进入分时 系统时就正在系统中运行的那个程序。 在批处理系统中， 利用控制卡片向操作系统提出 命令； 而在交互式系统中， 用户直接在终端上输入命 令， 这些命令就起与控制卡同样的作用。
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
（3） 设置操作系统的另一个目的是扩充机器功能 以方便用户使用。 计算机系统的基本资源包括硬件 （如处理机、 内存、 各种设备等）、 软件（系统软件 和应用软件）和数据。
第1章 操作系统概述
输入设备
主
机
打印机
操作员 控制台
图1-5 第一代计算机的控制关系
第1章 操作系统概述
(2) 串行工作， 人的操作与计算机的运行以及计算
机各个部件之间都是按时间先后顺序工作的：
(3) 人工干预， 计算机是在人的直接联机干预下进 行工作的。 上述控制关系如图1-5所示。
第1章 操作系统概述
1.5.2 早期批处理阶段 1. 早期联机批处理 在这种系统中， 操作员有选择地把若干作业合为 一批， 监督程序先把这批作业从输入设备上逐个地传 送到磁带上， 当输入完成， 监督程序就开始执行这批 作业。
第1章 操作系统概述
2. 早期脱机批处理 早期脱机批处理的明显特征是， 在主机之外另设 一台小型卫星机， 该机只与外部设备打交道， 不与主 机直接连接， 从而使主机腾出较多的时间专门完成快 速的计算任务。 其结构模型如图1-6听示。
第1章 操作系统概述
3） 图形界面 系统调用和命令方式给用户提供的是一维空间界面， 是最基本的用户界面， 也称为第一代用户界面。 以微软Windows操作系统为代表给用户提供了图形 界面， 这是在二维空间中动态活动的窗口。 图形界面 为用户提供了方便、 直观、 灵活、 有动感的工作环境。 用户利用鼠标、 窗口、 菜单、 图标、 流动条等图形
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
3. 设备管理功能
设备管理的主要功能包括： 缓冲区管理、 设备分配、
设备驱动和设备无关性。 （1) 缓冲区管理。 缓冲区管理的目的是解决CPU和外设速度不匹配的 矛盾， 从而使它们能充分并行工作， 提高各自的利用率。 （2） 设备分配。 根据用户的I/O请求和相应的分配策略， 为该用户分 配外部设备以及通道、 控制器等。
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：
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。
CPU工 作 通道工作 时间
图1-7 多道程序执行过程示意
第1章 操作系统概述
由图1-7可见， 在单CPU的系统中， 这些程序在微 观上只能是交替地运行， 但在宏观上(在一段较长时间 内)它们可被视为是并行的， 因为在这段时间内各个可 执行的程序都向前推进了。 只有在多处理机系统中， 这些并发程序才可以真正并行地执行。
第1章 操作系统概述
4) 内存扩充 一个系统中内存容量是有限的， 不能随意扩充其 大小。 而且用户程序对内存的需求越来越大， 很难完 全满足用户的要求。
第1章 操作系统概述
2. 处理机管理功能 （1） 作业和进程调度。 一个作业通常要经过两级调度才得以在CPU上执行。 （2） 进程控制。 进程是系统中活动的实体。 （3） 进程通信。 多个进程在活动过程中彼此间会发生相互依赖或者 相互制约的关系。
第1章 操作系统概述
1.2.2 计算机软件分类
按照所起的作用和需要的运行环境， 软件通常可
分为三大类， 即应用软件、 支撑软件和系统软件。 计算机系统中硬件和软件以及各类软件之间是按 层次结构组织的， 如图1-3所示。
第1章 操作系统概述
用户
用户
…
用户
用户
应 用 软 件
管 理 信 息 系 统 、 飞 机 订 票 系 试 工 具 、 编 辑 工 具 、支 目 测 项 统 、 银 行 系 统 、 地 理 信 息 系 统 、 具 、 DFD编 辑 器 、 语 言 转 管理工 撑 CAD系 统 、 数 学 计 算 软 件 换 工 具 、 界 面 测 试 工 具 等 软 包等 语言编译程序、连接装配程序、 数据库管理系统、网络软件等 系 统 软 件 操作系统 计算机硬件 件
第1章 操作系统概述
1.5.4 多道程序系统阶段
多道程序设计的基本思想是在内存里同时存放若
干道程序， 它们可以并行地运行， 也可以交替地运行。 这样处理机得到了比较充分的利用。 图1-7表示了一个具有两道程序的系统中CPU和通 道的利用情况。
第1章 操作系统概述
作业 CPU工 作 A 通道工作
B
第1章 操作系统概述
1.6 操作系统的类型
1.6.1 多道成批系统 早期的计算机系统大多是批处理系统。 在这种系 统中， 把用户的计算任务按“作业(Job)”进行管理。 所谓作业， 是用户定义的、 由计算机完成的工作单位。 它通常包括一组计算机程序、 文件和对操作系统的控 制语句。
第1章 操作系统概述
序状态字（PSW）。
第1章 操作系统概述
2. 存储器 在现代计算机中， 可以存放信息的部件很多， 但 它们在存取速度、 容量和成本等方面有很大差别。 一 个存储器系统往往由各种部件构成一个层次结构， 图 1-2示出了三级存储器的结构。 图中， 左部文字说明 存储器的性能、 成本依箭头所示方向相对变化。
工具和部件与系统会话， 使人机交互水平上升了一个
台阶。 所以， 图形界面也称为第二代用户界面。
第1章 操作系统概述
1.5 操作系统的发展历程
1.5.1 手工操作阶段 初级人机交互方式。 这种使用方法具有以下特点： (1) 资源独占， 即计算机的全部硬件资源(如CPU、 内存、 设备等)都由一个程序独自占用；
（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
5. 用户接口 现代操作系统通常向用户提供三种类型的界面： 程序界面（系统调用）、 命令界面和图形界面。 1） 系统调用 系统调用是操作系统提供给编程人员的接口， 因 而也称为程序员界面。 从操作系统内部实现的层次结构上看， 系统调用
第1章 操作系统概述
第 四 代 ： 从 1974 年 至 今 ， 大 规 模 集 成 电 路 （LSI）、 超大规模集成电路（VLSI）用于计算机， 从巨型机到微型机、 个人计算机， 其类型层出不穷。 与之相应， 计算机科学和技术也得到了迅速发展。
第1章 操作系统概述
1.2 计算机系统组成
1.2.1 计算机系统结构 现代通用计算机系统由CPU、 内存和多种I/O设备 组成， 通过系统总线连接在一起， 实现彼此通信。 图 1-1示出多数微型机采用的系统结构。
第1章 操作系统概述
存储器存取 时间减小 存储器存取 速度增加
高速缓存器 程序和数据 可 以 被 CPU 直接存取 内 存
每位存储器 成本增加 存储器容量 减 小 程 必 内 被 序和数据 须先移到 存，才能 CPU存 取
外
存
图1-2 三级存储器结构
第1章 操作系统概述
3. I/O设备 I/O设备是人机交互的工具， 通常由控制器和设备 本身组成。 4. 总线 总线部件的功能是负责CPU、 存储器和设备控制 器彼此间的信息或数据的传送的， 是计算机内部的 “公交车”。
第1章 操作系统概述
控制器—设备 接 口
磁盘驱动器
打印机
CPU
内
存
磁 盘 控制器
打印机 控制器
…
其 它 控制器 系统总线
图1-1 利用总线连接CPU、 内存、 控制器和I/O设备
第1章 操作系统概述