计算机操作系统课程教学大纲

计算机操作系统课程教学大纲
计算机操作系统课程教学大纲

《计算机操作系统》课程教学大纲

课程简介

“计算机操作系统”是计算机应计算机科学与技术专业学生必修的重要专业基础课,是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。在计算机软硬件课程的设置上,它起着承上启下的作用。其特点是概念多、较抽象和涉及面广,其整体实现思想和技术难于理解。操作系统对计算机系统资源实施管理,是所有其他软件与计算机硬件的唯一接口,所有用户在使用计算机时都要得到操作系统提供的服务。操作系统技术是衡量一个国家计算机技术整体实力和创新能力的关键。本课程主要内容包括:操作系统引论、进程管理、存储器管理、文件系统、设备管理等方面的概念和技术方法等。

课程大纲

一、课程的性质与任务:

操作系统是计算机科学与技术专业的主干课程,它综合了计算机软件和硬件技术,具有很强的系统性,是衡量教学质量和学生专业技能整体水平的重要课程。操作系统技术的掌握与应用决定了一个国家计算机系统软件的研发能力,是培养计算机创新人才的重要途径。学生通过本课程的学习,理解操作系统的基本概念和主要功能,它是如何组织和运作的,从而在本质上掌握计算机系统的运行机制,为迅速发展我国自己的操作系统,振兴我国信息产业打下坚实基础。

二、课程的目的与基本要求:

●本课程的目的

掌握操作系统这一重要系统软件的结构与构造,它的各组成部分的具体工作原理与技术实现方法,各部分之间的相互联系。通过系统的学习,学生站在一定高度掌握计算机系统的软硬件协作关系和整体工作原理,为今后从事专业工作打下坚实基础。

●基本要求

1、掌握理论上的重要概念和重要技术,例如多道程序、并发、分时、进程、进程间通信、虚拟存储器等。

2、由于本课程难度很高,对于专业技术经验不足的一般学生来讲本课程的内容不容

易消化和掌握,加上课内学时有限等因素,建议教学过程中多建设网络视频资源,教师将讲授之内容以网络教学资源的形式提供给学生,一方面便于学生课前预习、课后复习,突破学时限制,另一方面为交互式教学和自主式学习创造条件,而且可以扩大课堂容量。

3、知识掌握要有层次结构。第一个层次是主流操作系统(类UNIX)的常用命令,第二个层次是学会用系统调用编写C语言应用程序,第三个层次是操作系统原理的掌握。这种层次结构教学方法保证不同层次的学生均有收获和成就感,也体现了由浅入深、由表及里的教学方法的灵活运用。

4、教学过程避免“重理论、轻实践”的现象,应该紧密结合一个具体操作系统来帮助学生理解深奥的理论与技术。

三、面向专业

计算机科学与技术、信息管理与信息系统

四、先修课程

计算机组成原理、汇编语言、C语言程序设计、数据结构。

五、本课程与其它课程的联系

操作系统是一门综合性较强的课程,需要学生有一定的计算机硬件基础知识,而操作系统本身是一个大型的系统软件,它的功能是通过定义数据结构和程序描述来实现的。为此,学习本课程之前学生应具备计算机组成、汇编语言、C语言程序设计、数据结构等方面的知识。

操作系统又是其它许多后续课程如计算机网络、编译原理、软件体系结构等的先行课程,它为进一步学习后续课程打下基础。

六、教学内容安排、要求、学时分配及作业:

第一章引言(INTRODUCTION),(理论2学时,实验2学时)

§1.1什么是操作系统(WHA T IS AN OPERA TING SYSTEM?)

从功能扩展机和资源管理器两个角度掌握操作系统的概念(Extended Machine & Resource Manager)

作业:

1.What are the two main functions of an operating system?

2.What is the difference between kernel mode and user mode? Why is the difference important to an operating system?

§1.2 操作系统历史(HISTORY OF OPERATING SYSTEMS)

结合硬件发展了解操作系统的由来,通过现有的操作系统产品重点掌握分时系统和多任务系统的概念。

作业:

1.What is multiprogramming?

2.What is spooling? Do you think that advanced personal computers will have spooling as a standard feature in the future?

§1.3 操作系统中的重要概念(OPERA TING SYSTEM CONCEPTS)

结合实际抽象出并理解进程、文件、shell等概念。(Processes, Files, and Shell)

作业:

1.Write a shell that is similar to Fig. 1-10 but contains enough code that it actually works so you can test it. You might also add some features such as redirection of input and output, pipes, and background jobs.

§1.4 系统调用(SYSTEM CALLS)

通过演示UNIX下的带有系统调用的C语言程序,使学生理解操作系统中各种主要的系统调用功能和使用方法。

作业:

1.Write a program (or series of programs) to test all the MINIX 3 system calls. For each call, try various sets of parameters, including some incorrect ones, to see if they are detected.

§1.5 操作系统结构(OPERATING SYSTEM STRUCTURE)

一般了解单一结构、分层结构、虚拟机操作系统,理解微内核操作系统结构。

作业:

1.Examine the difference between a micro-kernel system and a monolithic system

第二章进程(PROCESSES), (理论16学时,实验2学时)

§2.1 进程引言(INTRODUCTION TO PROCESSES),1学时

掌握进程模型,理解进程实现,了解线程

作业:

1.Why is multiprogramming central to the operation of a modern operating system?

2.What are the three main states that a process can be in? Describe the meaning of each one briefly.

§2.2 进程间通信(INTERPROCESS COMMUNICATION),2学时

理解竞争条件、临界区、临界资源以及信号量的概念,掌握用信号量解决进程同步与互斥的方法

作业:

1.Does the busy waiting solution using the turn variable work when the two processes are running on a shared-memory multiprocessor, that is, two CPUs, sharing a common memory?

2.Consider a computer that does not have a TEST AND SET LOCK instruction but does have an instruction to s contents of a register and a memory word in a single indivisible action. Can that be used to write a routine enter_region such as the one found in Fig. 2-12?

3.Give a sketch of how an operating system that can disable interrupts could implement semaphores.

4.Show how counting semaphores (i.e., semaphores that can hold an arbitrarily large value) can be implemented using only binary semaphores and ordinary machine instructions.

5.In a situation with a high-priority process, H, and a low-priority process, L, was described, which led to H looping forever. Does the same problem occur if round-robin scheduling is used instead of priority scheduling? Discuss.

§2.3 经典进程同步问题(CLASSICAL IPC PROBLEMS),1学时

掌握进餐的哲学家问题,了解读者-写者和理发师问题

作业:

1.In the solution to the dining philosophers problem (Fig. 2-20), why is the state variable set to HUNGRY in the procedure take_forks?

2.Consider the procedure put_forks in Fig. 2-20. Suppose that the variable state[i] was set to THINKING after the two calls to test, rather than before. How would this change affect the solution for the case of 3 philosophers? For 100 philosophers?

3.The readers and writers problem can be formulated in several ways with regard to which category of processes can be started when. Carefully describe three different variations of the problem, each one favoring (or not favoring) some category of processes. For each variation, specify what happens when a reader or a writer becomes ready to access the data base, and what happens when a process is finished using the data base.

§2.4 进程调度(SCHEDULING),1学时

掌握轮转和多级队列调度算法

作业:

1.Round- robin schedulers normally maintain a list of all runnable processes, with each process occurring exactly once in the list. What would happen if a process occurred twice in the list? Can you think of any reason for allowing this?

2.Five batch jobs A through E, arrive at a computer center at almost the same time. They have estimated running times of 10, 6, 2, 4, and 8 minutes. Their (externally determined) priorities are 3, 5, 2, 1, and 4, respectively, with 5 being the highest priority. For each of the following scheduling algorithms, determine the mean process turnaround time. Ignore process switching overhead.(a) Round robin.(b) Priority scheduling.(c) First-come, first-served (run in order 10, 6, 2, 4, 8).(d) Shortest job first. For (a), assume that the system is multiprogrammed, and that each job gets its fair share of the CPU. For (b) through (d) assume that only one job at a time runs, until it finishes. All jobs are completely CPU bound.

§2.5 MINIX中进程的实现(IMPLEMENTA TION OF PROCESSES),11学时

了解源代码的组织和头文件(1学时);掌握MINIX引导和系统初始化(1学时),MINIX 的中断处理、进程间通信和调度(4学时),硬件相关的内核支持(1学时)

作业:

1.During execution, MINIX maintains a variable proc_ptr that points to the process table entry for the current process. Why?

2.MINIX does not buffer messages. Explain how this design decision causes problems with clock and keyboard interrupts.

3.When a message is sent to a sleeping process in MINIX, the procedure ready is called to put that process on the proper scheduling queue. This procedure starts out by disabling interrupts. Explain.

4.The MINIX procedure mini_rec contains a loop. Explain what it is for.

5.MINIX essentially uses the scheduling method in Fig. 2-43, with different priorities for classes. The lowest class (user processes) has round-robin scheduling, but the tasks and servers always are allowed to run until they block. Is it possible for processes in the lowest class to starve? Why (or why not)?

6.Add code to the MINIX kernel to keep track of the number of messages sent from process (or task) i to process (or task) j. Print this matrix when the F4 key is hit.

7.Modify the MINIX scheduler to keep track of how much CPU time each user process has had recently. When no task or server wants to run, pick the user process that has had the smallest share of the CPU.

8.Modify the hwint_master and hwint_slave macros in mpx386.s so the operations now performed by the save function are performed inline. What is the cost in code size? Can you measure an increase in performance?

第三章输入/输出(INPUT/OUTPUT) (理论16学时,实验2学时)

§3.1 I/O硬件原理(PRINCIPLES OF I/O HARDW ARE),1学时

了解I/O设备、设备控制器以及DMA等概念

作业:

1.What is memory-mapped I/O? Why is it sometimes used?

2.Explain what DMA is and why it is used.

3.Although DMA does not use the CPU, the maximum transfer rate is still limited. Consider reading a block from the disk. Name three factors that might ultimately limit the rate of transfer.

§3.2 I/O软件原理(PRINCIPLES OF I/O SOFTWARE),1学时

了解I/O软件的目标;掌握中断处理程序、设备驱动程序、设备无关I/O件以及用户空间I/O软件的概念、原理以及它们之间的层次调用关系

作业:

1.Each device driver has two different interfaces with the operating system. One interface is

a set of function calls that the operating system makes on the driver. The other is a set of calls that the driver makes on the operating system. Name one likely call in each interface.

2.Why do operating system designers attempt to provide device-independent I/O wherever it is possible?

3.In which of the four I/O software layers is each of the following done?(a) Computing the track, sector, and head for a disk read.(b) Maintaining a cache of recently used blocks.(c) Writing commands to the device registers.(d) Checking to see if the user is permitted to use the device.(e) Converting binary integers to ASCII for printing.

4.Why are output files for the printer normally spooled on disk before being printed?

§3.3 死锁(DEADLOCKS),1学时

一般了解死锁的概念和原理;了解死锁检测、预防和避免的算法

§3.4 MINIX I/O系统概述(OVERVIEW OF I/O IN MINIX),2学时

掌握MINIX中断处理程序、设备驱动程序、设备无关I/O软件以及用户空间I/O软件的实现。

作业:

1.Why are RS232 terminals interrupt driven, but memory-mapped terminals not interrupt driven?

2.Why do operating systems provide escape characters, such as CTRL-V in MINIX?

3.After receiving a CTRL-C (SIGINT) character, the MINIX driver discards all output currently queued for that terminal. Why?

§3.5 MINIX块设备(BLOCK DEVICES IN MINIX),2学时

掌握MINIX块设备驱动程序的软件结构

作业:

Describe the general principle of MINIX block device drivers.

§3.6 RAM盘驱动(RAM DISKS),1学时

理解MINIX RAM盘驱动程序的结构及工作原理

§3.7 磁盘驱动(DISKS),2学时

了解磁盘硬件和软件;掌握硬盘驱动程序的工作原理

作业:

Modify the MINIX floppy disk driver to do track-at-a-time caching.

§3.8 时钟(CLOCKS),2学时

了解时钟硬件和软件;掌握时钟驱动程序的工作原理

作业:

1.Modify MINIX to display current time every minute on the upper right corner of the screen.

2.The clock interrupt handler on a certain computer requires 2 msec (including process switching overhead) per clock tick. The clock runs at 60 Hz. What fraction of the CPU is devoted to the clock?

§3.9 终端驱动(TERMINALS),4学时

掌握驱动程序的结构;理解键盘驱动程序;了解显示器驱动程序

作业:

1.Write a graphics driver for the IBM color display, or some other suitable bitmap display. The driver should accept commands to set and clear individual pixels, move rectangles around the screen, and any other features you think are interesting. User programs interface to the driver by opening /dev/graphics and writing commands to it.

2.Modify the terminal driver so that in addition to a having a special key to erase the previous character, there is a key to erase the previous word.

第四章存储器管理(MEMORY MANAGEMENT) (理论12学时,实验2学时)

§4.1 分区(PARTITION MANAGEMENT ALGORITHM),2学时

理解位示图、链表等数据结构;掌握BF, WF, FF等分区分配算法;掌握虚地址、实地址、地址变换、重定位等概念与技术。

作业:

1. A computer has 1 GB of RAM allocated in units of 64 KB. How many KB are needed if

a bitmap is used to keep track of free memory?

2.What is the difference between a physical address and a virtual address?

https://www.360docs.net/doc/f211563044.html,ing the page mapping of Fig. 4-8, give the physical address corresponding to each of the following virtual addresses:

(a) 20 (b) 4100 (c) 8300

§4.2 分段(SEGMENTA TION),2学时

理解保护模式下分段系统的硬件支持;掌握段表等重要的数据结构;掌握段的共享与保护机制。

作业:

1.Describe the principle of segmentation.

2.What mechanisms does Pentium use to protect one process accessed from another? Describe the corresponding hardware and tables.

3.What mechanisms does Pentium use to protect kernel data accessed from common process? Describe the corresponding hardware and tables.

§4.3 分页系统(PAGING SYSTEMS),2学时

掌握分页系统中页表结构、TLB、MMC及缺页中断等概念;掌握分页系统的地址变换过程;了解工作集、抖动等概念;掌握LRU和FIFO等页面置换算法;了解分页与分段的对比;了解段页式存储管理方案。

作业:

1.Explain the difference between internal fragmentation and external fragmentation. Which one occurs in paging systems? Which one occurs in systems using pure segmentation?

2.When segmentation and paging are both being used, as in the Pentium, first the segment descriptor must be looked up, then the page descriptor. Does the TLB also work this way, with two

levels of lookup?

§4.4 MINIX存储器管理(MEMORY MANAGEMENT IN MINIX),6学时

理解存储管理系统的头文件和数据结构(1学时);掌握FORK、EXIT、W AIT、EXEC系统调用的实现(2学时);掌握信号处理过程(3学时)。

作业:

1.It was pointed out that on an exec call, by testing for an adequate hole before releasing the current process' memory, a suboptimal implementation is achieved. Reprogram this algorithm to do better.

2.In Sec. 4.8.4, it was pointed out that it would be better to search for holes for the text and data segments separately. Implement this improvement.

3.Redesign adjust to avoid the problem of signaled processes being killed unnecessarily because of a too-strict test for stack space.

4.To tell the current memory allocation of a MINIX process you can use the command:chmem +0 a.out, but this has the annoying side effect of rewriting the file, and thus changing its date and time information. Modify chmem to make a new command showmem, which simply displays the current memory allocation of its argument.

第五章文件系统() (理论8学时,实验2学时)

§5.1 文件及目录(FILES AND DIRECTORIES),1学时

了解文件、文件系统、目录、路径、绝对路径、相对路径、文件属性等概念。

作业:

1.NTFS uses Unicode for naming files. Unicode supports 16-bit characters. Give an advantage of Unicode over ASCII .

2.Some files begin with a magic number. Of what use is this?

3.Fig. 5-4 lists some . Not listed in this table is parity. Would that be a useful ? If so, how might it be used?

4.Give 5 different path names for the . (Hint:think about the directory entries "." and "..".)

§5.2 文件系统实现( IMPLEMENTATION),1学时

理解连续分配、链接分配、文件分配表等文件存储方法;掌握基于索引节点的文件存储方式;掌握基于索引节点的目录结构和路径搜索方法;掌握UNIX磁盘空闲空间管理算法。

作业:

1.What is the difference between a hard link and a symbolic link? Give an advantage of each one.

2.When a removed, its blocks are generally put back on the free list, but they are not erased. Do you think it would be a good idea to have the operating system erase each block before releasing it? Consider both security and performance factors in your answer, and explain the effect

of each.

3.Three different protection mechanisms that we have discussed are capabilities, access control lists, and the UNIX rwx bits. For each of the following protection problems, tell which of these mechanisms can be used.

(a) Ken wants his files readable by everyone except his office mate.

(b) Mitch and Steve want to share some secret files.

(c) Linda wants some of her files to be public.

For UNIX, assume that groups are categories such as faculty, students, secretaries, etc.

§5.3 MINIX文件系统(MINIX ),4学时

掌握MINIX文件系统布局、位图、i-节点、高速缓存、文件描述符、文件锁等的实现原理;了解文件系统调用的实现细节。

1.The size of the filp table is currently defined as a constant, NR_FILPS, in fs/const.h. In order to accommodate more users on a networked system you want to increase NR_PROCS in include/minix/config.h. How should NR_FILPS be defined as a function of NR_PROCS?

2.Suppose that a technological breakthrough occurs, and that nonvolatile RAM, which retains its contents reliably following a power failure, becomes available with no price or performance disadvantage over conventional RAM. What aspects of design would be affected by this development?

3.Symbolic links are files that point to other files or directories indirectly. Unlike ordinary links such as those currently implemented in MINIX, a symbolic link has its own i-node, which points to a data block. The data block contains the path to the linked to, and the i-node makes it possible for the link to have different ownership and permissions from the to. A symbolic link and the directory to which it points can be located on different devices. Symbolic links are not part of MINIX. Implement symbolic links for MINIX.

§5.4 MINIX文件系统实现(IMPLEMENTA TION),2学时

掌握MINIX文件系统的实现过程。

作业:

1.Although the current limit to a MINIX is determined by the 32-, in the future, with 64-bit , files larger than 232 1 bytes may be allowed, in which case triple indirect blocks may be needed. Modify FS to add triple indirect blocks.

2.Show if setting the (now-unused) ROBUST flag might make the more or less robust in the face of a crash. Whether this is the case in the current version of MINIX has not been researched, so it may be either way. Take a good look at what happens when a modified block is evicted from the cache. Take into account that a modified data block may be accompanied by a modified i-node and bitmap.

3.Design a mechanism to add support for a "foreign" , so that one could, for instance,

mount an MS-DOS on a directory in the MINIX .

4.Write a pair of programs, in C or as shell scripts, to send and receive a message by a covert channel on a MINIX system. Hint:A permission bit can be seen even when a otherwise inaccessible, and the sleep command or system call is guaranteed to delay for a fixed time, set by its argument. Measure the data rate on an idle system. Then create an artificially heavy load by starting up numerous different background processes and measure the data rate again.

5.Implement immediate files in MINIX, that is small files actually stored in the i-node itself, thus saving a disk access to retrieve them.

七、实验名称与类别:

注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型

八、实验目的、内容与要求

实验1:MINIX系统调用与接口

实验目的:

验证操作系统作为虚拟机和功能扩展机,为程序提供的接口。

实验内容:

在MINIX系统上,编写C语言程序,程序中使用如下系统调用:

1、进程管理方面的系统调用fork, waitpid, exit, getpid。

2、文件管理方面的系统调用fcntl,link, unlink。特别地,使用fcntl的锁机制,实现多进程共享一个文件。

实验要求:

详细分析程序的设计与实现,说明每个程序所体现的操作系统原理,说明测试过程。

实验2:消息机制及进程调度

实验目的:

通过实验,进一步理解和巩固消息通信机制和进程调度过程。

实验内容:

编写C语言程序,当用户按下F4键时,系统显示到F4键按下时为止时,有哪些进程之间传递了消息,传递了多少个消息。

实验要求:

详细分析实验原理,即MINIX的消息传递机制和进程调度机制四、程序分析、测试过程。

实验3:时钟显示的设计与实现

实验目的:

通过实验,巩固对设备驱动程序的工作原理的掌握。

实验内容:

更新MINIX的时钟驱动程序和终端驱动程序的源代码,使得MINIX启动之后在主控终端右上角每隔1秒钟显示当前时间

实验要求:

认真掌握MINIX时钟驱动程序、系统任务以及终端驱动程序的结构、实现原理、这几个进程之间的消息传递机制,详细说明程序的实现过程。

实验4:存储分配

实验目的:掌握存储分配的实现原理。

实验内容:修改MINIX源代码,实现最佳适应算法。

实验要求:

详细分析实现过程,包括首次适应算法、最佳适应算法、最坏适应算法实现的工作原理,详细说明最佳适应算法在MINIX中的实现与设计过程,对程序作出详细注释,写出测试过程。

实验5:P、V操作的实现

实验目的:掌握信号量的原理及实现方法。

实验内容:

为MINIX加入P、V操作功能。

实验要求:

详细分析实现过程,包括Makefile、函数库、c接口、编译连接过程、实现原理。不能只用程序代码填写实验报告,否则成绩无效。

九、教材与参考书:

本课程选用教材:

本课程推荐参考书:

十、本课程理论课及实验课的考核方式:

理论课考核方式:

平时成绩(作业、实验和考勤)占30%,期末考试占70%。

实验课考核方式:

实验结果在机器上演示,实验报告占总成绩的30%,演示占70%。

执笔:高升

审核:肖来胜

批准人:王荣辉

时间:2006.9.1

计算机操作系统(第四版)课后答案第一,二,三章

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。针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS? 答:实时操作系统是指系统能及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。引入实时OS 是为了满足应用的需求,更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9.什么是硬实时任务和软实时任务?试举例说明。 答:硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。举例来说,运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。举例:网页内计算机操作系统第三版答案 2 / 47 容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统不实时系统迚行比较。答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。(2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。(3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 11.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么? 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.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不可预知性,即每个程序何时执行,执行顺序以及完成时间是不确定的。15.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。通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。处理机调度:(1)作业调度。从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为他们分配运行所需的资源(首选是分配内存)。(2)进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程,把处理机分配给它,并设臵运行现场,使进程投入执行。 16.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么? 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。计算机操作系统第三版答案 3 / 47 地址映射:将地址空间的逻辑地址

第九课 计算机操作系统教学设计

第九课<<计算机操作系统>>教学设计 一、教学内容分析:本课内容参考四川教育出版社《信息技术》七年级(上)第九课-计算机操作系统,本课内容有:计算机系统的管理者-操作系统,Windows 操作系统的发展及windows 操作系统的特点。 二、学生情况分析 本课教学内容对象是初一(七)年级同学,学生来自不同的区县及学校,各校的教育教学条件及教学要求不统一,能力水平不齐,学习环境发生了改变,学习者本身年龄也不断增长,信息技术课程的学习,也进入了一个新的阶段。为了能更科学地理解知识,学会变通,可以设置一些问题让学生自行寻找答案。 三、教学目标 目标难度知识与技能行为目标 (1)知道计算机操作系统的作用和地位,了解常用的操作系统,通过练习对比dos 与windows 系统的区别。 (2)知道现用windows 操作系统的特点和发展方向,丰富自己的知识结构。 (3)体会计算机操作系统对计算机的管理作用及windowsxp 操作系统的安装及启动的基本过程。 过程与方法 (1)以任务为驱动,培养学生的观察能力,自我探索总结的能力; (2)培养学生进行自主学习、协作学习的能力; (3)培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力 情感态度及价值观 (1)培养学生之间的协作合作关系,增强学生合作精神。 (2)培养学生大胆尝试探究精神。 四、重点难点 教学重点:认识计算机操作系统的作用和Windows 操作系统的发展及特点。教学难点:对Dos、Windows 操作系统特点的理解及掌握Windows 操作系统启动及安装的特点。五、教学方法 任务驱动法、分组协作法、自主探究法 六、教学准备 局域网,多媒体电子教室,教学课件,及windows xp setup 演示软件。

计算机操作系统(第四版)

第三章处理机调度与死锁 1,高级调度与低级调度的主要任务是什么?为什么要引入中级调度? 【解】(1)高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存,并为它们创建进程,分配必要的资源,然后再将新创建的进程排在就绪队列上,准备执行。(2)低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机,然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。(3)引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此,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。当这些进程重又具备运行条件,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行条件的就绪进程重新调入内存,并修改其状态为就绪状态,挂在就绪队列上,等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流? 【解】作业包含通常的程序和数据,还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流;在操作系统的控制下,逐个作业进程处理,于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB?其中包含了哪些内容? 【解】每当作业进入系统时,系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB,根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有:1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型(CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型)5)作业状态6)调度信息(优先级、作业已运行)7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5.在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业? 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数,取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入

计算机操作系统(第四版)1-8章 课后答案(全)

第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么?答:方便性,开放性,有效性,可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面?答:OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;OS作为计算机系统资的管理者;OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层1/0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。0s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·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里,为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机1/0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,把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。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。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?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,系统应能及寸接收并及时处理该命令,在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设路多路卡,健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据;为每个终端配路缓冲区,暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题,应便所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS?答:实时操作系统是指系统能及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。引入实时OS是为了满足应用的需求,熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务?试举例说明。答:硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结是。举例来说,运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。举例:网页内容的更新、火车售票系统。 10.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。(2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。(3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带未巨大的经济损失,甚至是灾难性后,,所以在实时系统中,往往都采取了

计算机操作系统(第三版)-复习题答案

操作系统第一章复习题 一、选择题 1、下列选项中,( D )不是操作系统关心的主要问题。 A 管理计算机裸机 B 设计、提供用户程序与计算机硬件系统的界面。 C 管理计算机系统资源 D 高级程序设计语言的编译器 2、多道批处理系统的主要缺点是( C )。 A CPU利用率低 B 不能并发执行 C 缺少交互性 D 以上都不是。 3、在操作系统中,( D )部分属于微内核。 A 输入/输出井的管理程序,及作业调度软件。 B 用户命令解释程序 C 磁盘文件目录管理软件 D 进程通信服务例程 4、通常在分时系统中运行的作业称为( C )。 A 前台作业 B 后台作业 C 终端型作业 D 批量型作业 5、在下面的选项中,( A )不属于操作系统提供给用户的可用资源。 A 中断机制 B 处理机 C 存储器 D I/O 设备 6、操作系统在计算机系统中处于( B )的位置。 A 计算机硬件和软件之间 B 计算机硬件和用户之间 C 处理机和用户程序之间 D 外部设备和处理机之间 7、操作系统是对( C )进行管理的软件。 A 软件 B硬件 C计算机资源 D 应用程序 8、操作系统中采用多道程序设计技术提高了CPU和外部设备的( A )。 A 利用率 B 可靠性 C 稳定性 D 兼容性 9、操作系统提供给程序员的接口是( B )。 A 进程 B 系统调用 C 库函数 D B和C 10、所谓( B )是指将一个以上的作业放入内存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A 多重处理 B 多道程序设计 C 实时处理 D 共行执行 11、实时系统必须在( C )内处理完来自外部的事件。 A 响应时间 B 周转时间 C 规定时间 D 调度时间 12、在操作系统中,并发性是指若干事件( C )发生。 A 在同一时刻 B 一定在不同时刻 C 在某一时间间隔 D 依次在不同时间间隔内 13、订购机票系统处理各个终端的服务请求,处理后通过终端回答用户,所以它是一个( D )。 A 分时系统 B 多道批处理系统 C 计算机网络 D实时信息处理系统 二、填空题 1、操作系统两个最基本的特征是(并发)和(共享),两者之间互为存在条件。 2、实时系统应具有的两个基本特征,它们是(及时性)和(高可靠性)。 3、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为(分时操作系统);允许多个用户 将多个作业提交给计算机集中处理的操作系统称为(批处理操作系统);计算机系统能

川教版七年级信息技术下册教案

川教版七年级信息技术下 册教案

第一课计算机资源管理

第二课文件和文件夹 一、目的: 1.了解文件、文件名及文件夹的概念;

2.了解计算机中文件的存放方式; 二、重点:文件、文件名、文件夹的概念及文件的存放; 三、难点:文件、文件名及文件夹概念的理解; 四、教学方法: 新授课,讲练结合,临控教学 五、教学课时:1课时 六、教学设计 一、情境导入 我们的生活需要有组织的从事生产和劳动,如校园里的领导是校长,那么同学们就是接受管理的人员;这就好比我们的所学的“资源管理器”或“我的电脑”,是管理计算机的领导层,但是“资源管理器”或“我的电脑”又是怎样管理好计算机里面的信息呢? 通过提问,挖掘学生的想像力,提高他们的学习兴趣。 二、课前热身 讨论:我们通过电脑来处理文章、表格、声音、图像等各种各样的信息,这些信息在电脑中又是以什么样的形式组织在一起的呢? 三、合作探究 1.整体感知: 所有的信息都是保存在存储介质上的,并且由“资源管理器”或“我的电脑”进行管理。 2.教师引导学生阅读课文第4、5页的内容。 课件展示文件和文件夹——文件的概念; 明确:文件是计算机系统中信息存储的基本单元,是关于某个主题的信息的集合。而这些信息可以是一张图形、一幅图像、一系列数据、一段文字、一段声音、一帧动画等等。 3.教师展示五个文件:“班级规章制度.doc”、“我的学校.doc”、“同一首歌.wav”、“童话.wav”、“我的照片.bmp”。 学生一边观看,一边总结相同与不同的地方。 课件展示文件名的组成 班级规章制度.doc

主文件名小圆点扩展名/后辍名 明确:主文件名和扩展名之间用小圆点“.”隔开,给文件命名时,一般是用文件的主题内容作为该文件的主文件名,以便查找和区别文件;文件的扩展名用来表示文件的类型。 课件展示在同一磁盘的同一个文件夹中,不能有两个主文件名和扩展名都相同的文件。 学生活动:复制两至三次同一个文件到同一个文件夹下,请几位同学说出结果。 明确:这个规定是为了防止文件操作中同名文件的混淆。如果同样一个文件需要保留两个版本,可以将其分别保留在两个不同的文件夹中。 4.引导学生阅读课本第5、6页内容; 课件展示文件的类型 明确:文件可以分为系统文件、通用文件和用户文件三类。系统文件及通用文件通常由专业人员装入硬盘(一般是C盘),其文件名与扩展名由系统约定好(用以表时文件的性质、类型),用户不能随便对这些文件进行改名或删除。用户文件的主名可以由用户根据自己的需要及爱好进行命名,而扩展名一般由生成文件的应用程序所规定。 课件展示常见的文件扩展名 引导学生思考:计算机中的文件有很多种,怎样进行管理呢? 提问:家里面散乱一推的书里面找一本书和图书馆里分类编目的书架中找一本书,哪一个更容易? 明确:为了便于管理和查找,可以将文件分门别类地存放。而文件夹就是把文件进行分类存放的一种工具。 引导学生阅读图2—2与图2—3。 明确:在一台计算机的文件管理系统里,分门别类的建立不同的文件夹来管理文件,就可以提高使用计算机的工作效率,而Windows资源管理器以树形结构分层显示用户计算机上的文件、文件夹和驱动器的结构,并且这些文件都将显示在“我的电脑”工作界面中。

计算机操作系统(第三版-汤小丹等)课后习题答案(全)整理后

第一章操作系统引论 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.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么 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.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么 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,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。

计算机操作系统第四版试题及答案

操作系统期末考试(一) 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,只有一个是正确的,将其号码写在题干的括号中。每小题2分,共20分) 1、文件系统的主要组成部分是() A、文件控制块及文件 B、I/O文件及块设备文件 C、系统文件及用户文件 D、文件及管理文件的软件 2、实现进程互斥可采用的方法() A、中断 B、查询 C、开锁和关锁 D、按键处理 3、某页式管理系统中,地址寄存器的低9位表示页内地址,则页面大小为() A、1024字节 B、512字节 C、1024K D、512K 4、串联文件适合于()存取 … A、直接 B、顺序 C、索引 D、随机 5、进程的同步与互斥是由于程序的()引起的 A、顺序执行 B、长短不同 C、信号量 D、并发执行 6、信号量的值() A、总是为正 B、总是为负 C、总是为0 D、可以为负整数 7、多道程序的实质是() A、程序的顺序执行 B、程序的并发执行 C、多个处理机同时执行 D、用户程序和系统程序交叉执行 8、虚拟存储器最基本的特征是() A、从逻辑上扩充内存容量 B、提高内存利用率 C、驻留性 D、固定性 ; 9、飞机定票系统是一个() A、实时系统 B、批处理系统 C、通用系统 D、分时系统 10、操作系统中,被调度和分派资源的基本单位,并可独立执行的实体是() A、线程 B、程序 C、进程 D、指令 二、名词解释(每小题3分,共15分) 1.死锁: 2.原子操作: 3.临界区: 4.虚拟存储器: 5.文件系统: ' 三、判断改错题(判断正误,并改正错误,每小题2分,共20分) 1、通道是通过通道程序来对I/O设备进行控制的。 () 2、请求页式管理系统中,既可以减少外零头,又可以减少内零头。 () 3、操作系统中系统调用越多,系统功能就越强,用户使用越复杂。 () 4、一个进程可以挂起自已,也可以激活自已。 () 5、虚拟存储器的最大容量是由磁盘空间决定的。 () 6、单级文件目录可以解决文件的重名问题。 () 7、进程调度只有一种方式:剥夺方式。 ()

计算机操作系统第三版复习资料

1,OS:操作系统,是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件的首次扩展。 2:OS的作用可表现在哪几方面? (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(扩展机) 3:OS有几大特征?其最基本的特征是? 四大特征:并发,共享,虚拟,异步最基本为并发性,是其他的基础。 临界资源:在同一时刻,只能有一个进程对其访问的资源。 临界区:在每个进程中,访问临界资源的一段代码。 进程:一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。 线程:减少程序在并发执行时所付出的时间和空间开销。 PCB :记录用于描述进程情况及控制进程运行的全部信息。 4.PCB的主要内容,PCB是如何组织的? 内容:(1):进程描述信息(2):处理机状态信息(3):进程调度信息(4):进程控制信息 链表:同一状态的进程其PCB成一链表,多个状态对应多个不同的链表。 索引:同一状态的进程归入一个index表(由index指向PCB),多个状态对应多个不同的index表 5.进程与程序的区别 1) 进程是动态的,程序是静态的:程序是有序代码的集合;进程是程序的执行。 2) 进程是暂时的,程序是永久的:进程是一个状态变化的过程,程序可长久保存。 3) 进程与程序的组成不同:进程的组成包括程序、数据和进程控制块(即进程状态信息)。 4) 进程与程序的对应关系:通过多次执行,一个程序可对应多个进程;通过调用关系,一个进程可包括多个程序。6。进程与线程的区别 (1) 地址空间和其他资源(如打开文件):进程间相互独立,同一进程的各线程间共享--某进程内的线程在其他进程 不可见 (2) 通信:进程间通信IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信--需要进程同步和互斥手 段的辅助,以保证数据的一致性 (3) 调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。 7.为什么引入进程概念? 在多道程序环境下,程序的执行属于并发性,此时他们将失去封闭性,并具有间断性和不可再现性的特性。这决定了通常的程序是不能并发执行的,则程序结果不可再现。为使程序能并发执行,且为了对其进行控制,则引入了进程。8:试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因? (1)处于就绪态的进程,在调度程序位置分配处理机后。其即从就绪态转为执行态。 (2)对执行的进程,如果系统分配给它的时间片用完,而被暂停执行时,其由执行态转为就绪态。 (3)如果因发生某事件而使进程的执行受阻,使其无法继续执行,该进程有执行太转变为阻塞态 典型原因有:I/O请求、申请缓冲空间 9:同步机构应遵循哪些基本准则?为什么? (1)空闲让进;当无进程处于临界区时,表明临界资源处于空闲阶段,应允许一个请求进入临界区。 (2)忙则等待;当已经有进程进入临界区时表明临界资源正在被访问,则应该让其他的请求等待。 (3)有限等待;对要求访问临界区的进程,应保证其在有限时间内进入临界区,以免死等。 (4)让权等待;当进程不能进入自己的临界区时,应释放处理机,以免忙等。 10:为什么要在OS中引入线程? 引入线程是为了减少程序在并发执行时所付出的时间和空间开销,使OS有更好的并发性。 高级调度:又称作业调度、宏观调度,从用户工作流程的角度,一次提交的若干个流程,其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天。 低级调度:进程换线程,微观调度,从CPU资源的角度,执行的单位。时间上通常是毫秒。因为执行频繁,要求在实现时达到高效率。 中级调度:内外存交换,从存储器资源的角度,将进程的部分或全部换出到外存上,将当前所需部分换入到内存。 为什么引入中级调度? 为了提高内存利用率和系统吞吐量,其实现的就是存储系统中的对换功能。 6:在抢占调度方式中,抢占的原则是?

计算机操作系统第四版课后习题答案

《计算机操作系统》课后习题答案 注:课本为《计算机操作系统(第四版)》,汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛编著,西安电子科技大学出版社出版 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.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么? 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.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么? 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?

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章

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. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a-b; S4=w:=c+1; 答:其前趋图为: 3. 为什么程序并发执行会产生间断性特征? 程序在并发执行时,由于它们共享系统资源,以及为完成同一项任务而相互合作,致使在这些并发执行的进程之间,形成了相互制约的关系,从而也就使得进程在执行期间出现间断性。 4. 程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性? 因为程序并发执行时,是多个程序共享系统中的各种资源,因而这些资源的状态是由多个程序来改变,致使程序的运行失去了封闭性。而程序一旦失去了封闭性也会导致其再失去可再现性。 5. 在操作系统中为什么要引入进程概念?它会产生什么样的影响? 为了使程序在多道程序环境下能并发执行,并能对并发执行的程序加以控制和描述,从而在操作系统中引入了进程概念。影响: 使程序的并发执行得以实行。 6. 试从动态性,并发性和独立性上比较进程和程序? a. 动态性是进程最基本的特性,可表现为由创建而产生,由调度而执行,因得不到资源而暂停执行,以及由撤销而消亡,因而进程由一定的生命期;而程序只是一组有序指令的集合,是静态实体。 b. 并发性是进程的重要特征,同时也是OS的重要特征。引入进程的目的正是为了使其程序能和其它建立了进程的程序并发执行,而程序本身是不能并发执行的。 c. 独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统中独立获得资源和独立调度的基本单位。而对于未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。 7. 试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志? a. PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构。PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能和其它进程并发执行的进程。 b. 在进程的整个生命周期中,系统总是通过其PCB对进程进行控制,系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB是进程存在的唯一标志。 11.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成 12.为什么要引入挂起状态?该状态有哪些性质? 答:引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要,父进程需要,操作系统需要,对换需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。10.在进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有哪些?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。13.在进行进程切换时,所要保存的处理机状态信息有哪些? 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。 14.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。 15.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、特权指令错、运行超时、等待超时、算术运算错、I/O 故障)、外界干预(操作员或操作系统干预、父进程请求、父进程终止)。 16.在创建一个进程时所要完成的主要工作是什么? 答:(1)OS 发现请求创建新进程事件后,调用进程创建原语Creat();(2)申请空白PCB;(3)为新进程分配资源;(4)初始化进程控制块;(5)将新进程插入就绪队列. 17.在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么? 答:(1)根据被终止进程标识符,从PCB 集中检索出进程PCB,读出该进程状态。(2)若被终止进程处于执行状态,立即终止该进程的执行,臵调度标志真,指示该进程被终止后重新调度。(3)若该进程还有子进程,应将所

计算机操作系统教程(第3版)知识点

名词解释 第一章内容: 1、操作系统的概念(名词解释): 操作系统是位于硬件层之上,所有其他系统软件层之下的一个系统软件,使得管理系统中的各种软件和硬件资源得以充分利用,方便用户使用计算机系统。 第二章的内容: 1.作业的定义(名词解释) 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处理的全部工作称为一个作业。 第三章的内容: 1、程序的并发执行定义: 一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中,其执行时间在客观上互相重叠,即一个程序段的执行尚未结束,另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。 增强计算机系统的处理能力和提高资源利用率所采取的一种同时操作技术。 5、死锁的概念: 指各并发进程互相等待对方所拥有的资源,且这些并发进程在得到对方资源之前不会释放自己所拥有的资源。 8.线程:线程又被称为轻权进程或轻量级进程。线程是进程的一部分。线程是CPU调度的一个基本单位。 第五章内容: 1、存储器是由内存和外存组成的,在存储管理系统把进程中那些不经常被访问的程序段和 数据放入外存中,待需要访问它们时再将它们调入内存。 2、虚拟存储器:进程中的目标代码、数据等的虚拟地址组成的虚拟空间。 5、用户程序自己控制内外存之间的数据交换的例子是覆盖。覆盖技术要求用户清楚地了解程序的结构,并指定各程序段调入内存的先后次序。 6、操作系统控制方式又可进一步分为两种,一种呈交换方式,另一种是请求调入方式和预调入方式。 3、覆盖技术与交换技术是在多道环境下用来扩充内存的2钟方法。 第九章内容: 2、中断的基本概念:计算机在执行期间,系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件,使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序,待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。 3、根据中断源产生的条件,可把中断分为外中断和内中断。

川教版七年级信息技术下册教学计划

北师大遂宁实验外国语学校 七年级下册信息技术教学计划 一、指导思想 培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解和掌握信息技术及其应用对人们日常生活和科学技术的深刻影响;通过信息技术课程,使学生具有获取信息、处理信息和应用信息的能力,教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等方面的问题,负责任地使用信息技术;培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息时代的学习、工作和生活打下必要的基础。 二、基本情况 本学期,我担任七年级2个班的信息技术课。经过上学期的信息技术学习,对电脑有一定的认识,能够了解和使用一些简单的常用的应用程序。由于每一学期信息技术课时比较少,大多数学生学习后没有注意巩固,学生掌握的情况不是很理想,参差不齐。有条件的学生家中有电脑,上机时间相对多一些,操作较熟练,有部分学生纯粹是上课时间练习,课后就没有巩固的机会,所以,这一部分学生对所学知识遗忘较大,操作易生疏。 三、教学目标 培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能,了解信息技术的发展及其应用对人类日常生活和科学技术的深刻影响。通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力,教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题,负责任地使用信息技术;培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息时代的学习、工作和生活打下必要的基础。 1、进一步使学生了解信息与信息技术。 2.了解掌握计算机的硬件与软件知识。 3、进一步学习计算机基本操作 5、初步学习网络知识,学会网上浏览和制作简单的网页。 6、培养学生主动学习和自学能力,培养学生正确的学习信息技术的方法。

计算机操作系统(第三版)考试试题及答案(汤小丹)

第一章操作系统引论 (一)单项选择题 1、操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( ) A.使用方便 B.高效工作 C.合理使用资源 D.使用方便并高效工作 2、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( )。 A.分时操作系统 B.批处理单道系统 C.实时操作系统 D.批处理多道系统 3、下列系统中( )是实时系统。 A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.化学反应堆控制系统 D.计算机辅助设计系统4、操作系统是一种系统软件,它( )。 A.控制程序的执行 B.管理计算机系统的资源 C.方便用户使用计算机 D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行 5、计算机系统把进行( )和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统 A.CPU管理B.作业管理 C.资源管理D.设备管理 6、批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( )。 A.不能自动选择作业执行 B.无法协调资源分配 c.不能缩短作业执行时间 D在作业执行时用户不能直接干预 7、分时操作系统适用于( )。 A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享 8、在批处理兼分时的系统中,对( )应该及时响应,使用户满意。 A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信 9、实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( )。 A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度 C.不强求系统资源的利用率 D.不必向用户反馈信息 (二)填空题 1、计算机系统是按用户要求接收和存储信息,自动进行_______并输出结果信息的系统。 2、计算机系统把进行_______和控制程序执行的功能集中组成一种软件称为操作系统。 3、操作系统使用户合理_______,防止各用户间相互干扰。 4、使计算机系统使用方便和_______是操作系统的两个主要设计目标。 5、批处理操作系统、_______和实时操作系统是基本的操作系统。 6、在多道操作系统控制下,允许多个作业同时装入_______,使中央处理器轮流地执行各个作业。 7、批处理操作系统提高了计算机系统的_______,但在作业执行时用户不能直接干预作业的执行。 8、在分时系统中,每个终端用户每次可以使用一个由_______规定的CPU时间。 9、分时系统具有同时性、独立性、及时性和_______等特点。 10、在批处理兼分时系统中,往往把由分时系统控制的作业称为_______作业,把由批处理系统控制的作业称为_______作业。 11、实时系统要求有_______,不强求系统资源的利用率。 12、操作系统的资源管理功能有:处理器管理、_______、文件管理、设备管理和作业管理。 13、_______为用户合理地分配处理器时间.尽可能地使处理器处于忙状态,提高处理器的工作效率。 (三)简答题

计算机操作系统(第四版) 课后答案完整版

第一章 1.设计现代?OS得主要目标就是什么? 答:( 1)有效性( 2)方便性?( 3)可扩充性?( 4)开放性 2.OS 得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得接口 (2)) OS 作为计算机系统资源得管理者 (3)) OS 实现了对计算机资源得抽象 3.为什么说?OS 实现了对计算机资源得抽象? 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得第一层次抽 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得第二层次抽象、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, 隐藏了对硬件操作得细节, 由它们共同实现了对计算机资源得抽象。 4。试说明推动多道批处理系统形成与发展得主要动力就是什 么?答:主要动力来源于四个方面得社会需求与技术发展: (1 )不断提高计算机资源得利用率; (2)方便用户; (3 )器件得不断更新换代; (4)计算机体系结构得不断发展。 5.何谓脱机?I/O与联机I/O? 答:脱机?I/O就是指事先将装有用户程序与数据得纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在 外围机得控制下, 把纸带或卡片上得数据或程序输入到磁带上。该方式下得输入输出由外围 机控制完成,就是在脱离主机得情况下进行得、 而联机I/O方式就是指程序与数据得输入输出都就是在主机得直接控制下进行得。 6.试说明推动分时系统形成与发展得主要动力就是什么? 答:推动分时系统形成与发展得主要动力就是更好地满足用户得需要、主要表现在: CPU?得分时使用缩短了作业得平均周转时间; 人机交互能力使用户能直接控制自己得作业; ?主机得共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己得作业。 7.实现分时系统得关键问题就是什么?应如何解决? 答:关键问题就是当用户在自己得终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令, 在用户能接受得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 端上输入得数据; 为每个终端配置缓冲区,?暂存用户键入得命令或数据。针对及时处理问题, 应使所有得用户作业都直接进入内存,?并且为每个作业分配一个时间片, ?允许作业只在自己 得时间片内运行,这样在不长得时间内,能使每个作业都运行一次。 8。为什么要引入实时?OS?

计算机操作系统课后答案

第一章操作系统引论 思考与练习题 1.什么是操作系统?它的主要功能是什么? 2.什么是多道程序设计技术?多道程序设计技术的主要特点是什么? 3.批处理系统是怎样的一种操作系统?它的特点是什么? 4.什么是分时系统?什么是实时系统?试从交互性,及时性,独立性,多路性,可靠性等几个方面 比较分时系统和实施系统。 5.实时系统分为哪俩种类型? 6.操作系统主要特征是什么? 7.操作系统也用户的接口有几种?它们各自用在什么场合? 8.“操作系统是控制硬件的软件”这一说法确切吗?为什么? 9.设内存中有三道程序,A,B,C,它们按A~B~C的先后顺序执行,它们进行“计算”和“I/o操作” 的时间如表1-2所示,假设三道程序使用相同的I/O设备。 (1)试画出单道运行时三道程序的时间关系图,并计算完成三道程序要花多少时间。 (2)试画出多道运行时三道程序的时间关系图,并计算完成三道程序要花多少时间。 10.将下列左右两列词连接起来形成意义最恰当的5对。 DOS 网络操作系统 OS/2 自由软件 UNIX 多任务 Linux 单任务 Windows NT 为开发操作系统而设计C语言 11.选择一个现代操作系统,查找和阅读相关的技术资料,写一篇关于操作系统如何进行内存管理、存储管理、设备管理和文件管理的文章。 答案 1.答: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.答:把多个独立的程序同时放入内存,使她们共享系统中的资源。 1)多道,即计算机内存中同时放多道相互独立的程序。 2)宏观上并行,是指共识进入系统的多道程序都处于运行过程。 3)微观上串行,是指在单道处理机环境下,内存中的多道程序轮流地占有CPU,交替执行。3.答:批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中用户的作业被成批地输入到计算机中,然后在操作系统的控制下,用户的作业自动的执行。

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