《计算机操作系统教程》(第3版)
教材：《计算机操作系统(第三版)》汤小丹、汤子瀛等编西安电子科共60页PPT
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
第一章 操作系统引论
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
(1) 命令方式。这是指由OS提供了一组联机命令 (语言)， 用户可通过键盘输入有关命令，来直接操纵 计算机系统。
1.2.1 无操作系统的计算机系统
1. 人工操作方式 •穿孔－－输入计算机－－运行－－输出结果 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。
第一章 操作系统引论 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) 减少了CPU的空闲时间。 (2) (2) 提高I/O速度。
A完 成
程 序 B I /O 完 成 C I /O 完 成 C 再 被 调 度
程 序 D I /O 请 求
(b ) 四 道 程 序 运 行 情 况
图 1-4 单道和多道程序运行情况
第一章 操作系统引论
(2) 可提高内存和I/O设备利用率。 (3) 增加系统吞吐量。
第一章 操作系统引论
2. 多道批处理系统的特征 (1) 多道性。 (2) (2) 无序性。 (3) (3) 调度性。 （作业调度，进程调度）
致） (5) (5) 作业管理问题。（组织作业，计算型，IO型）
第一章 操作系统引论
1.2.4 分时系统
1. 分时系统(Time-Sharing System)的产生 •“用户的需求”是分时系统发展的动力。 •用户的需求具体表现在以下几个方面： (1) 人—机交互。（如调试程序） (2) 共享主机。 (3) 便于用户上机。 （终端直接连入）
计算机操作系统(第3版)课后习题答案(完整版)
14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？
答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；
进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。
答：文件管理主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。
文件管理的主要任务：管理用户文件和系统文件，方便用户使用，保证文件安全性。
18．是什么原因使操作系统具有异步性特征？
答：操作系统的异步性体现在三个方面：一是进程的异步性，进程以人们不可预知的速度向
前推进，二是程序的不可再现性，即程序执行的结果有时是不确定的，三是程序执行时间的
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，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终
端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，
可扩充性。⑷易于改编应用软件。
21．试描述什么是微内核OS。
答：1）足够小的内核2）基于客户/服务器模式
3）应用机制与策略分离原理4）采用面向对象技术。
22．在基于微内核结构的OS中，应用了哪些新技术？
答：在基于微内核结构的OS中，采用面向对象的程序设汁技术。
23．何谓微内核技术？在微内核中通常提供了哪些功能？
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。
《计算机操作系统教程》第三版答案
第一章操作系统概述课后习题1. 硬件将处理机划分为两种状态，即管态和目态，这样做给操作系统设计带来什么好处 ? 答：便于设计安全可靠的操作系统。
管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。
通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能执行非特权指令。
如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。
2. 何为特权指令?举例说明之。
如果允许用户执行特权指令，会带来什么后果？答：只能在态下才能执行的指令称为特权指令。
如开关中断、置程序状态寄存器等。
如果允许用户执行特权指令，它将不仅影响当前运行的程序，而且还有可能影响操作系统的正常运行，甚至整个系统。
3. 中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的，还是由软件确定的 ? 答：中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。
例如，在 INTEL 80x86 CPU 中，内存空间0x00000——0x003ff为中断向量空间。
4. 中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的？答：中断向量的内容是由操作系统程序确定的。
向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字（中断处理程序运行环境），中断处理程序是由操作系统装入内存的，操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。
5. 中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态 ? 为什么? 答：应当标明是管态。
该状态由系统初试化程序设置，这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。
6. 中断和程序并发之间的关系是什么？答：中断是程序并发的必要条件。
如果没有中断，操作系统不能获得系统控制权，无法按调度算法对处机进行重新分配，一个程序将一直运行到结束而不会被打断。
7. 说明“栈”和“堆”的差别．答：栈是一块按后进先出（FIFO）规则访问的存储区域，用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。
计算机操作系统教程(第三版)左万历_课件
终止所有子孙进程
从所在队列(索引表)撤消PCB
进程的终止过程
导航
结束
28
2.2.9 进程与程序的联系与差别
进程与程序的联系
进程包括一个程序 进程存在的目的就是执行这个程序
进程与程序的差别
程序静态，进程动态 程序可长期保存，进程有生存期 一个程序可对应多个进程，一个进程只能执行一个 程序
导航 结束
吞吐量
=
作业道数 全部 处部时间
Multi-programming
导航
结束
2
2.1.1 单道程序设计的缺点 2.1.2 多道程序设计的提出 2.1.3 多道程序设计的问题
导航
结束
3
2.1.1 单道程序设计的缺点
处理机利用率低 设备利用率低 内存利用率低
t1 CPU 设备1 t2
运行程序A
t5
运行程序A
作业步jobstep作业处理过程中一个相对独立的步骤一般一个作业步可由一个进程完成某些作业步之间可以并行作业分类批处理作业交互式作业导航结束47241作业控制语言jcl描述批处理作业控制意图的语言作业说明书jcl语句的序列一般一特殊符号起始jobj1fortnendjob作业控制程序解释并处理作业说明书的程序作业控制进程执行作业控制程序的进程48读入作业内容释放输入井空间顺取作业控制语句是结束语句执行该作业步可能创建子进程申请输出井空间输出作业结果进程自我终止导航结束49242帐户管理etcpasswd文件用户名口令用户根目录同组用户余额
29
2.3 线程与轻进程
2.3.1 线程的引入 2.3.2 线程的概念 2.3.3 线程的结构 2.3.4 线程控制块 2.3.5 线程的实现 2.3.6 线程的应用 2.3.7 Java线程
全套课件计算机操作系统教程第三版
1.4操作系统的硬件介绍
• 1.4.1中央处理器（CPU） • 1.4.2存储系统 • 1.4.3 中断机制 • 1.4.4 I/O设备
• 1.4.5 时钟
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1.4.1中央处理器（CPU）
• 计算机的“大脑”是CPU，它从内存中取出指令并执行。 在每个CPU的基本周期中，首先从内存中取出指令，解码 以确定其类型和操作数，然后执行。循环以上过程，程序 得以执行完毕。
机上覆盖一层I/O设备管理软件，用户便可以利用这层
I/O设备管理软件提供给用户的接口来进行数据的输入
和输出，那么用户此时看到的计算机是一台功能强大、
使用方便的计算机，但实际上，计算机的硬件丝毫没
有变化，这样的计算机称为软件扩充的机器，或称软
件虚拟机。
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1.1.2 作为资源管理的操作系统
• 从作为机器功能扩充的观点看，操作系统是为用户提供基 本的方便的接口，这是一种自顶向下的观点或是自内向外 的观点。但是从用户向机器的观点或自底向上的观点来看， 操作系统则用来管理一个复杂计算机系统的各个部分。现 代计算机包含处理器、存储器、时钟、磁盘、终端、网络 接口、打印机以及许多其他设备。从这个角度来看，操作 系统的任务是在相互竞争的程序之间有序地控制对处理器、 存储器以及其他I/O接口设备的分配。
1.4.2 存储系统
• 1、存储系统的层次结构
•
最高层是CPU中的寄存器，由于采用和CPU相同的材料制造，所以速度和CPU
一样快。但寄存器一般容量比较小，在1KB以下。
•
第二层是高速缓存，它主要被硬件控制使用。当一个程序要读一个存储字时，
通过硬件系统首先检查是否在高速缓存中。如果在，称为高速缓存命中，直接读
计算机操作系统教程(第三版)左万历
文件系统结构
文件系统通常采用树形结构，根 目录下可以有多个子目录，每个 子目录可以包含文件和子目录。
文件属性
每个文件在文件系统中都有一个 或多个属性，如文件名、扩展名、 文件大小、创建时间、修改时间 等。
文件的存储与检索
文件存储
文件存储是将数据持久化到存储介质的过程，通常采用磁盘、SSD 等作为存储介质。
03
设备的分配与回收需要考虑到设备的共享性和并发性，以实现设备的充分利用 和提高系统的吞吐量。
设备的输入与
设备的输入与输出操作是设备管理中的重要环节。设备的输入操作是指将数据从设备传输到计算机内 存或磁盘中，而设备的输出操作是指将数据从计算机内存或磁盘中传输到设备中。
设备的输入与输出操作涉及到数据的传输、转换和处理。操作系统需要提供相应的机制和接口，使得应 用程序能够方便地进行输入和输出操作。
内存共享
在一些情况下，多个进程需要共享一些数据结构或信息，这时就需要实现内存共享。通过共享内存， 多个进程可以访问同一块内存空间，实现信息的传递和共享。但需要注意的是，共享内存需要谨慎处 理访问权限和同步问题，以避免出现数据不一致或死锁等问题。
04
文件系统
文件系统的概念与结构
文件系统定义
文件系统是操作系统中用于实现 文件存储、检索和管理的一组软 件和数据结构。
如Windows Server和Linux，支 持网络资源共享和管理。
实时系统
如RTOS，用于控制和监控实时任 务。
操作系统的分类
根据使用环境
批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统。
根据功能
单用户操作系统、多用户操作系统、网络操作系 统、分布式操作系统。
根据硬件结构
个人计算机操作系统、服务器操作系统、嵌入式 操作系统。
计算机操作系统教程(张尧学 史美林 张高)(第三版)第二章
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重庆大学计算机学院 《操作系统》教程
• 系统调用的分类（书P32） – 设备管理 – 文件管理 – 进程管理 – 进程通信 – 存储管理
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– 虚拟现实 • 虚拟现实（virtual reality,VR）是用计算机技术来生成一个 逼真的三维视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉世界，让用户可以 从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的 虚拟世界进行浏览和交互考察。实际应用的虚拟现实系统大体 可分为：
–桌面虚拟现实系统 –沉浸虚拟现实系统 –分布式虚拟现实系统 –增强现实
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系统调用原则 – 为了保障操作系统的安全性，使得操作系统的程序不被用户
程序破坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的 系统程序及数据。编程人员可以利用陷入（访管）指令来向 操作系统提出对系统程序及数据访问要求。
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– X-window • X-window 是1986年由美国MIT的雅典娜工程开发小组为了提供 一个独立于硬件的用户图形界面而开发成功的，广为流行的是 1988年3月发行的X11.2版本。尤其与UNIX操作系统结合，可运 行于IBM-PC到各种大中型机以及巨型机上，它又可运行在X终 端上。同时它也给程序员提供了工具箱（toolkit）和事件驱 动型编程模型。
《计算机操作系统教程(第三版)》 第6章 文件管理
2 . 路径名 在多级目录结构中，从根目录到末端的数据文件之间只有一条 唯一的路径。我们就可以用路径名惟一的表示一个文件。路径名有 绝对路径名和相对路径名两种表达形式。 绝对路径名，又称为全路径名，是指从根目录到达所要查找文 件的路径名。 相对路径名。在多级目录结构中，如果每次都从根目录开始检 索，会耗费大量的查找时间。为解决此问题，系统引入了当前目录 （又称为工作目录）。用户在一定时间内，可指定某一级的一个目 录作为当前目录（或称工作目录、值班目录），而后用户想访问某 一文件时，便不用给出文件的整个路径名，也不用从根目录开始查 找，只需给出从当前目录到查找的文件间的路径名即可，从而减少 查找路径。
6.1.2 文件的分类、属性及文件系统 的功能
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6.1.1 文件与文件系统的概念
1．文件的定义 文件是具有标识符（文件名）的一组相关信息的 集合。标识符是用来标识文件的。不同的系统对 标识符的规定有所不同。文件的确切定义有两种 说法： （1）文件是具有标识符的相关字符流的集合。 （2）文件是具有标识符的相关记录的集合。
3 . 索引分配
在索引分配策略中，系统为每个文件分配一个索 引块，索引块中存放索引表，索引表中的每个表 项对应分配给文件的一个物理块。
4 . i节点
最后一个磁盘分配策略是给每个文件赋予一张称 为i-节点(索引节点)的小型表，其中列出了文件 属性和各块在磁盘上的地址，实例如图6.13所示。
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索引节点编号 索引节点状态 连接指针 访问计数
逻辑设备名
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6.4.2 单级目录结构
文件名 C 文件的物理 位置 日期 时间 其他信 息
bsc
Wps …… 图6.8 单级目录结构
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操作系统教程(第三版)课件
操作系统的基本概念
要点一
总结词
操作系统的基本概念
要点二
详细描述
操作系统的基本概念包括进程、线程、内存管理、文件系 统等。进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配 和调度的基本单位；线程是进程内的一条执行路径，是系 统调度的基本单位。内存管理负责分配和回收内存空间， 以及管理内存中的程序和数据。文件系统负责管理磁盘存 储空间和文件，以及提供文件访问接口。
用户界面设计的基本原则 用户友好、易于使用、一致性、可靠性等。
系统桌面环境
系统桌面的定义 系统桌面是操作系统中提供给用户的主要界面，包括图标、 菜单、窗口等元素。
系统桌面的功能 系统桌面提供了一系列功能，如启动应用程序、管理文件 和目录、设置系统参数等。
系统桌面的个性化设置 用户可以根据自己的习惯和喜好，对系统桌面进行个性化 设置，如调整背景颜色、添加小工具等。
设备的回收处理
03
在设备回收后，需要进行一些处理工作，如关闭设备驱动程序、
释放系统资源等。
设备的虚拟化技术
设备虚拟化技术的概念
设备虚拟化技术是一种将物理硬件资源虚拟化为多个独立资源的 技术，使得多个虚拟资源可以共享物理硬件资源。
设备虚拟化的优点
设备虚拟化的优点包括提高硬件资源利用率、简化系统管理、提高 系统的可扩展性和可靠性等。
操作系统的分类
总结词
操作系统的分类
详细描述
根据不同的分类标准，操作系统可以分为多种类型。根据运行环境可以分为单机操作系 统和网络操作系统；根据使用性质可以分为通用操作系统和专用操作系统；根据处理方 式可以分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统；根据功能可以分为微机操
作系统和服务器操作系统等。
计算机操作系统教程_第三版_(张尧学_张高_史美林_著)_清华大学出版社_第6章g
第(2)点反映了进程的静态特性 一个进程的静态描述是由三部分组成的，即进程状态控制块 PCB，进程的程序文本（正文）段以及进程的数据段。 这三部分统称为进程上下文.
6.2.2 进程的虚拟地址结构 Linux进程的虚拟地址结构依赖于硬件，本书默认那些 与硬件有关部分依赖于intel 80x86。80x86平台中，每个进 程拥有一个4GB的虚拟空间。其中0-3GB的地址空间有用户 进程使用，3-4GB的地址空间称为核心地址空间，在所有进 程中共享，只被核心使用，用户进程不能使用。 Linux进程由逻辑段组成，一个进程的虚拟地址空间 被分成若干个虚拟区域来存放上述的逻辑段。区是虚拟地 址空间上的一段连续区域，是共享、保护以及进行内存分 配和地址变换的独立实体。 Linux中的区和段页式管理中的段非常相像。所不同的 是，段页式管理中的虚拟地址空间是二维的，而Linux的各 个进程的分区虚拟地址仍然是一维的。
为了使操作系统内核能在每次开机时顺利地装 入内存，用户必须事先把Linux操作系统的执行代 码以文件方式存储在计算机硬盘设备中，并对计算 机系统中的相应资源，例如高速缓存、交换区等进 行初始化。这一过程被称为操作系统的安装过程。
பைடு நூலகம்
Intel 80x86提供了4种不同权限的执行模式， Linux系统使用其中2种模式：核心态和用户态。 两态之间的主要区别是，用户态下的进程能存 取它们自己的指令与数据，但不能存取核心指令和 数据。然而，核心态下的进程能存取核心和用户地 址。另外，某些机器的指令是特权指令(如输入输出 指令)，在用户态下执行会引起错误，只能在核心态 下执行。 在不同的执行模式下执行时，同一进程使用不 同的堆栈，分别称为核心态堆栈和用户态堆栈。在 进程切换到不同执行模式时候，操作系统负责为进 程切换到相应的堆栈。
计算机操作系统教程-第三版-(张尧学-张高-史美林-著)-清华大学出版社-课后答案.docx
第一章绪论I.什么是操作系统的幕本效用?答:操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软们资源,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u.操作系统的基本效用包括:处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文们骡统管理)和用户接Ii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(batchprocess ingsystem) :操作员把用户提交的作收分类.把一批作收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(timcsharingopcrationsystcm ):把处理机的运行时(fnJ分成很短的时fFIJ片,按I<"t fnJ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(rcaltimcsystcm):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)和多爪处理(multiprocessing)有何区别?答:多道程序(multiprogramming)是作收之间自动调度执行、共享系统资源.并不是真正地同时俏行多个作业:而多熏处W.. (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.第二章作业管理和用户接口1.什么是作业?.作业步？答：把在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次业务的处理的全部工作称为一个作业。
作业由不同的顺序相连的作业步组成。
作业步是在一个作业的处理过程中,计算机所做的相对独立的工作。
如.编辑愉入是一个作业步.它产生源程序文件:编译也是一个作业步.它产生目标代码文件.2.作业山几部分组成?各有什么效用?荞:作业山三部分组成: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愈图.3.作业的愉入方式有哪JL种?各有何特点谷:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机袖入方式、直接棍合方式、SPOOLING(Simultancous Peripheral OperationsOnlinc)系统和网络愉入方式.各有如卜特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来怕入作业.(2)脱机输入方式,又称预输入方式,利用低档个人计甘机作为外幽处理极进行钧入处理,存储在后备存储器I:.然后将此后援存储器连接到高速外围设备1二和上机相连。
计算机操作系统(第3版)课后习题答案(完整版)
3）可移植性
4）提供了对分布式系统的支持
5）融入了面向对象技术
第二章
1.什么是前趋图？为什么要引入前趋图？
答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic
Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。
2.画出下面四条语句的前趋图:
答：进行进程切换时，所要保存的处理机状态信息有：
（1）进程当前暂存信息
（2）下一指令地址信息
（3）进程状态信息
（4）过程和系统调用参数及调用地址信息。
11．试说明引起进程创建的主要事件。
答：引起进程创建的主要事件有：用户登录、作业调度、提供服务、应用请求。
12．试说明引起进程被撤销的主要事件。
答：引起进程被撤销的主要事件有：正常结束、异常结束（越界错误、保护错、非法指令、
答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。
14．处理机管理有哪些主要功能？它们的主要任务是什么？
答：处理机管理的主要功能是：进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度；
进程管理：为作业创建进程，撤销已结束进程，控制进程在运行过程中的状态转换。
进程同步：为多个进程（含线程）的运行______________进行协调。
北京石油化工学院信息工程学院计算机系3/48
《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著3/48
答：内存管理的主要功能有：内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。
内存分配：为每道程序分配内存。
内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，彼此互不干扰。
地址映射：将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。
(完整版)计算机操作系统教程_第三版_(张尧学_张高_史美林_著)_清华大学出版社_课后答案
第一章绪论I.什么是操作系统的幕本功能?答:操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软们资源，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u.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(文们骡统管理)和用户接Ii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(batchprocess ingsystem) :操作员把用户提交的作收分类.把一批作收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(timcsharingopcrationsystcm ):把处理机的运行时(fnJ分成很短的时fFIJ片，按I<"t fnJ 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(rcaltimcsystcm):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)和多爪处理(multiprocessing)有何区别?答:多道程序(multiprogramming)是作收之间自动调度执行、共享系统资源.并不是真正地同时俏行多个作业:而多熏处W.. (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.第二章作业管理和用户接口1.什么是作业?.作业步？答：把在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务的处理的全部工作称为一个作业。
作业由不同的顺序相连的作业步组成。
作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。
如.编辑愉入是一个作业步.它产生源程序文件:编译也是一个作业步.它产生目标代码文件.2.作业山几部分组成?各有什么功能?荞:作业山三部分组成: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愈图.3.作业的愉入方式有哪JL种?各有何特点谷:作业的输入方式有5种:联机输入方式、脱机袖入方式、直接棍合方式、SPOOLING (Simultancous Peripheral OperationsOnlinc)系统和网络愉入方式.各有如卜特点:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来怕入作业.(2)脱机输入方式，又称预输入方式，利用低档个人计甘机作为外幽处理极进行钧入处理，存储在后备存储器I:.然后将此后援存储器连接到高速外围设备1二和上机相连。
《计算机操作系统(第3版)》教学大纲
操作系统课程名称（英文）：Operating System适用专业：信息管理与信息系统、电子商务、信息安全课程性质：专业基础课，必修学时：56学时，其中讲课：48学时，上机：8学时，实验：0学时先修课程：C语言程序设计、数据结构、信息系统基础一、本课程的地位、作用与任务通过本课程的学习，使学生掌握现代操作系统的基本原理及设计技术，了解操作系统的运行环境及实现方法，并运用操作系统的理论和方法分析现有的操作系统。
使学生在操作系统应用领域具有较强的分析问题和解决问题的能力，为将来系统研究和软件开发打下坚实的基础。
二、内容、学时及基本要求三、说明1．本大纲意在掌握了操作系统基本原理的基础上，加强对现代操作系统新技术和新方法的介绍，以使课程适应社会的需要。
本课程课内实验8学时，并另开设操作系统课程设计1周。
2．课程的教学要求层次：教学内容按熟练掌握、掌握、理解、了解几个层次要求。
在教学过程中，应注意理论联系实际、注重与本专业的其他学科知识的衔接与配合。
加强对学生分析问题和解决问题能力的培养。
3．本大纲的适用范围：本大纲适用信息管理与信息系统、电子商务、信息安全专业的课程。
4．教学中应注意的问题：该课程教学中应注意吸收新知识、新观念，尤其要密切注意操作系统发展的新动向。
5．教学方法：该课程的教学方法应以讲授法为主，案例教学、研究讨论教学为辅。
6．考核方式：期末采取闭卷考试方式，期末考试成绩占总评成绩70%、平时成绩占总评成绩20%、实验成绩占总评成绩10%。
7．上机学时分配：本实验Linux环境下进行，皆在培养学生理论联系实际能力和操作四、使用教材及参考书使用教材：《计算机操作系统》，郁红英李春强编著，清华大学出版社，2008年8月第1版参考书：1．《计算机操作系统实验指导》，郁红英李春强编著，清华大学出版社，2008年9月第1版2．《计算机操作系统》，汤子瀛等编著，西安电子科技大学出版社，1996年12月第1版3．《OPERATING SYSTEM CONCEPTS》Sixth Edition，Abraham Silberschatz,Perter Bear Galxin,Greg Gagne, 2004.1操作系统课程设计课程编号：0BS06904课程性质：必修适用专业：信息管理与信息系统、电子商务、信息安全课程设计周数（或学时）：1周（20学时）一、课程设计的目的与任务本课程设计在信息管理与信息系统、电子商务、信息安全专业必修的专业主干课程《操作系统》之后开设，是必不可少的操作系统重要实践环节。
计算机操作系统教程_张尧学(第3版)【课后练习答案、复习资料】
《计算机操作系统教程》张尧学__（第3版）第一章绪论1、什么就就是操作系统得基本功能?答：操作系统得职能就就是管理与控制汁算机系统中得所有硬、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得工作环境与友好得接口。
操作系统得基本功能包括:处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件系统管理)与用户接口等。
２、什么就就是批处理、分时与实时系统？各有什么特征？答:批处理系统(baｔchprｏceｓsingｓystｅm）：操作员把用户提交得作业分类,把一批作业编成一个作业执行序列,由专门编制得监督程序(monitｏｒ)自动依次处理。
其主要特征就就是:用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。
分时系统(tｉmeshａｒiｎgoｐｅratiｏnsysｔem）:把处理机得运行时间分成很短得时间片,按时间片轮转得方式,把处理机分配给各进程使用。
其主要特征就就是: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。
其主要特征就就是: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)与多重处理(ｍｕｌtiprｏcｅｓsｉnｇ)有何区别？答；多道程序（multiprograｍｍing)就就是作业之间自动调度执行、共享系统资源,并不就就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得支持。
4、讨论操作系统可以从哪些角度出发,如何把它们统一起来?答:讨论操作系统可以从以下角度出发:(１）操作系统就就是计算机资源得管理者（２)操作系统为用户提供使用计算机得界面；(3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。
上述这些观点彼此并不矛盾,只不过代表了同一事物(操作系统）站在不同得角度来瞧待。
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目录第1章绪论 (13)1.1操作系统概念 (13)1.2操作系统的历史 (13)1.2.1手工操作阶段 (13)1.2.2早期批处理 (13)1.2.3多道程序系统 (14)1.2.4分时操作系统 (15)1.2.5实时操作系统 (15)1.2.6通用操作系统 (15)1.2.7操作系统的进一步发展 (15)1.3操作系统的基本类型 (15)1.3.1批处理操作系统 (15)1.3.2分时系统 (16)1.3.3实时系统 (16)1.3.4通用操作系统 (16)1.3.5个人计算机上的操作系统 (16)1.3.6网络操作系统 (16)1.3.7分布式操作系统 (16)1.4操作系统功能 (16)1.4.1处理机管理 (16)1.4.2存储管理 (16)1.4.3设备管理 (16)1.4.4信息管理(文件系统管理) (16)1.4.5用户接口 (16)2计算机操作系统教程（第3版）1.5计算机硬件简介 (16)1.5.1计算机的基本硬件元素 (16)1.5.2与操作系统相关的几种主要寄存器 (17)1.5.3存储器的访问速度 (17)1.5.4指令的执行与中断 (18)1.5.5操作系统的启动 (19)1.6算法的描述 (19)1.7研究操作系统的几种观点 (19)1.7.1操作系统是计算机资源的管理者 (19)1.7.2用户界面的观点 (19)1.7.3进程管理的观点 (19)习题 (19)第2章操作系统用户界面 (20)2.1简介 (20)2.2一般用户的输入输出界面 (20)2.2.1作业的定义 (20)2.2.2作业组织 (20)2.2.3一般用户的输入输出方式 (21)2.3命令控制界面 (22)2.4Linux与Windows的命令控制界面 (22)2.4.1Linux的命令控制界面 (22)2.4.2Windows的命令控制界面 (23)2.5系统调用 (24)2.6Linux和Windows的系统调用 (24)2.6.1Linux系统调用 (24)2.6.2Windows系统调用 (25)计算机操作系统教程（第3版） 3 本章小结 (26)习题 (26)第3章进程管理 (27)3.1进程的概念 (27)3.1.1程序的并发执行 (27)3.1.2进程的定义 (28)3.2进程的描述 (28)3.2.1进程控制块PCB (28)3.2.2进程上下文 (28)3.2.3进程上下文切换 (29)3.2.4进程空间与大小 (29)3.3进程状态及其转换 (29)3.3.1进程状态 (29)3.3.2进程状态转换 (29)3.4进程控制 (30)3.4.1进程创建与撤销 (30)3.4.2进程的阻塞与唤醒 (31)3.5进程互斥 (31)3.5.1资源共享所引起的制约 (31)3.5.2互斥的加锁实现 (32)3.5.3信号量和P,V原语 (32)3.5.4用P,V原语实现进程互斥 (34)3.6进程同步 (34)3.6.1同步的概念 (34)3.6.2私用信号量 (35)3.6.3用P，V原语操作实现同步 (35)4计算机操作系统教程（第3版）3.6.4生产者-消费者问题 (36)3.7进程通信 (37)3.7.1进程的通信方式 (37)3.7.2消息缓冲机制 (38)3.7.3邮箱通信 (38)3.7.4进程通信的实例——和控制台的通信 (39)3.7.5进程通信的实例——管道 (40)3.8死锁问题 (44)3.8.1死锁的概念 (44)3.8.2死锁的排除方法 (45)3.9线程的概念 (45)3.9.1为什么要引入线程 (45)3.9.2线程的基本概念 (45)3.9.3线程与进程的区别 (46)3.9.4线程的适用范围 (46)3.10线程分类与执行 (47)3.10.1线程的分类 (47)3.10.2线程的执行特性 (47)本章小结 (48)习题 (48)第4章处理机调度 (50)4.1分级调度 (50)4.1.1作业的状态及其转换 (50)4.1.2调度的层次 (51)4.1.3作业与进程的关系 (51)4.2作业调度 (51)计算机操作系统教程（第3版） 54.2.1作业调度功能 (51)4.2.2作业调度目标与性能衡量 (53)4.3进程调度 (53)4.3.1进程调度的功能 (53)4.3.2进程调度的时机 (53)4.3.3进程调度性能评价 (53)4.4调度算法 (53)4.5算法评价 (54)4.5.1FCFS方式的调度性能分析 (54)4.5.2轮转法调度性能评价 (55)4.5.3线性优先级法的调度性能 (55)4.6实时系统调度方法 (56)4.6.1实时系统的特点 (56)4.6.2实时调度算法的分类 (56)4.6.3时限调度算法与频率单调调度算法 (56)本章小结 (58)习题 (58)第5章存储管理 (60)5.1存储管理的功能 (60)5.1.1虚拟存储器 (60)5.1.2地址变换 (60)5.1.3内外存数据传输的控制 (61)5.1.4内存的分配与回收 (61)5.1.5内存信息的共享与保护 (61)5.2分区存储管理 (62)5.2.1分区管理基本原理 (62)6计算机操作系统教程（第3版）5.2.2分区的分配与回收 (64)5.2.3有关分区管理其他问题的讨论 (66)5.3覆盖与交换技术 (66)5.3.1覆盖技术 (66)5.3.2交换技术 (66)5.4页式管理 (66)5.4.1页式管理的基本原理 (66)5.4.2静态页面管理 (67)5.4.3动态页式管理 (69)5.4.4请求页式管理中的置换算法 (70)5.4.5存储保护 (72)5.4.6页式管理的优缺点 (72)5.5段式与段页式管理 (72)5.5.1段式管理的基本思想 (72)5.5.2段式管理的实现原理 (72)5.5.3段式管理的优缺点 (75)5.5.4段页式管理的基本思想 (75)5.5.5段页式管理的实现原理 (75)5.6局部性原理和抖动问题 (76)本章小结 (77)习题 (78)第6章进程与存储管理示例 (79)6.1Linux进程和存储管理简介 (79)6.2Linux进程结构 (80)6.2.1进程的概念 (80)6.2.2进程的虚拟地址结构 (80)计算机操作系统教程（第3版）76.2.3进程上下文 (80)6.2.4进程的状态和状态转换 (81)6.2.5小结 (82)6.3进程控制 (82)6.3.1Linux启动及进程树的形成 (82)6.3.2进程控制 (83)6.4Linux进程调度 (85)6.5进程通信 (85)6.5.1Linux的低级通信 (85)6.5.2进程间通信IPC (86)6.6 Linux存储管理 (89)6.6.1虚存空间和管理 (89)6.6.2请求调页技术 (90)本章小结 (91)习题 (91)第7章Windows的进程与内存管理 (92)7.1Windows NT的特点及相关的概念 (92)7.1.1Windows NT体系结构的特点 (92)7.1.2Windows的管理机制 (92)7.2Windows进程和线程 (92)7.2.1Windows的进程和线程的定义 (92)7.2.2进程和线程的关联 (92)7.2.3Windows进程的结构 (93)7.2.4Windows线程的结构 (94)7.2.5Windows进程和线程的创建 (94)7.3Windows处理器调度机制 (95)8计算机操作系统教程（第3版）7.3.1调度优先级 (95)7.3.2线程状态 (95)7.3.3线程调度机制 (96)7.4Windows的内存管理 (97)7.4.1内存管理器 (97)7.4.2内存管理的机制 (97)7.5虚拟地址空间 (98)7.5.1虚拟地址空间布局 (98)7.5.2虚拟地址转换 (99)7.6页面调度 (100)7.6.1缺页处理 (100)7.6.2工作集及页面调度策略 (101)7.6.3页框号和物理内存管理 (101)本章小结 (102)习题 (102)第8章文件系统 (103)8.1文件系统的概念 (103)8.2文件的逻辑结构与存取方法 (103)8.2.1逻辑结构 (103)8.2.2存取方法 (105)8.3文件的物理结构与存储设备 (106)8.3.1文件的物理结构 (106)8.3.2文件存储设备 (107)8.4文件存储空间管理 (108)8.5文件目录管理 (108)8.5.1文件的组成 (108)计算机操作系统教程（第3版）98.5.2文件目录 (108)8.5.3便于共享的文件目录 (109)8.5.4目录管理 (110)8.6文件存取控制 (110)8.7文件的使用 (112)8.8文件系统的层次模型 (112)本章小结 (113)习题 (113)第9章设备管理 (115)9.1引言 (115)9.1.1设备的类别 (115)9.1.2设备管理的功能和任务 (116)9.2数据传送控制方式 (116)9.2.1程序直接控制方式 (116)9.2.2中断方式 (116)9.2.3DMA方式 (117)9.2.4通道控制方式 (118)9.3中断技术 (119)9.3.1中断的基本概念 (119)9.3.2中断的分类与优先级 (119)9.3.3软中断 (119)9.3.4中断处理过程 (119)9.4缓冲技术 (121)9.4.1缓冲的引入 (121)9.4.2缓冲的种类 (121)9.4.3缓冲池的管理 (121)10计算机操作系统教程（第3版）9.5设备分配 (123)9.5.1设备分配用数据结构 (123)9.5.2设备分配的原则 (124)9.5.3设备分配算法 (125)9.6I/O进程控制 (125)9.6.1I/O控制的引入 (125)9.6.2I/O控制的功能 (125)9.6.3I/O控制的实现 (126)9.7设备驱动程序 (126)本章小结 (126)习题 (126)第10章Linux文件系统 (128)10.1Linux文件系统的特点与文件类别 (128)10.1.1特点 (128)10.1.2文件类型 (128)10.2Linux的虚拟文件系统 (128)10.2.1 虚拟文件系统VFS框架 (128)10.2.2 Linux虚拟文件系统的数据结构 (128)10.2.3VFS的系统调用 (134)10.3文件系统的注册和挂装 (135)10.3.1文件系统注册 (135)10.3.2已挂装文件系统描述符链表 (135)10.3.3挂装根文件系统 (136)10.3.4挂装一般文件系统 (136)10.3.5卸载文件系统 (136)10.4进程与文件系统的联系 (136)10.4.2用户打开文件表 (136)10.4.3进程的当前目录和根目录 (137)10.5ext2文件系统 (137)10.5.1ext2文件系统的存储结构 (137)10.5.2ext2文件系统主要的磁盘数据结构 (138)10.5.3ext2文件系统的内存数据结构 (140)10.5.4数据块寻址 (140)10.6块设备驱动 (141)10.6.1设备配置 (141)10.6.2设备驱动程序的接口 (141)10.7字符设备驱动 (142)习题 (142)第11章Windows的设备管理和文件系统 (144)11.1Windows I/O系统的结构 (144)11.1.1设计目标 (144)11.1.2设备管理服务 (144)11.2设备驱动程序和I/O处理 (145)11.2.1设备驱动类型和结构 (145)11.2.2Windows的I/O处理 (145)11.3Windows的文件系统 (146)11.3.1Windows磁盘管理 (146)11.3.2 Windows文件系统格式 (147)11.3.3Windows文件系统驱动 (147)11.4NTFS文件系统 (147)11.4.1NTFS 的特点 (147)11.4.3NTFS的文件系统恢复 (148)本章小结 (148)习题 (148)参考文献 (149)第1章绪论1.1操作系统概念图1.1操作系统与硬件软件的关系1.2操作系统的历史1.2.1手工操作阶段1.2.2早期批处理1. 联机批处理2. 脱机批处理图1.2早期脱机批处理模型1.2.3多道程序系统图1.4程序工作示例1.2.4分时操作系统1.2.5实时操作系统1.2.6通用操作系统1.2.7操作系统的进一步发展1.3操作系统的基本类型1.3.1批处理操作系统图1.5批处理系统中作业处理及状态1.3.2分时系统1.3.3实时系统1.3.4通用操作系统1.3.5个人计算机上的操作系统1.3.6网络操作系统1.3.7分布式操作系统1.4操作系统功能1.4.1处理机管理1.4.2存储管理1.4.3设备管理1.4.4信息管理(文件系统管理) 1.4.5用户接口1.5计算机硬件简介1.5.1计算机的基本硬件元素图1.6计算机的基本硬件元素1.5.2与操作系统相关的几种主要寄存器1. 数据寄存器2. 地址寄存器3. 条件码寄存器4. 程序计数器PC5. 指令寄存器IR6. 程序状态字PSW7. 中断现场保护寄存器8. 过程调用用堆栈1.5.3存储器的访问速度图1.7存储介质的访问速度1.5.4指令的执行与中断图1.8指令的执行周期图1.9中断执行过程图1.10中断处理时的指令执行周期1.5.5操作系统的启动1.6算法的描述1.7研究操作系统的几种观点1.7.1操作系统是计算机资源的管理者1.7.2用户界面的观点1.7.3进程管理的观点习题1.1什么是操作系统的基本功能?1.2什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征?1.3多道程序设计(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别?1.4讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来?1.5写出1.6节中巡回置换算法的执行结果。