西安交通大学操作系统原理第一章
西安交通大学操作系统原理第一章
Common Functions of Interrupts
• Interrupt transfers control to the interrupt service routine generally, through the interrupt vector, which contains the addresses of all the service routines
• 输入一个命令,就执行一个库函数
• 缺点：
– 机器等人:效率低下
ENIAC计算机
美国宾夕法尼亚大学制造，运算速度1000次/每秒，数万个真空 管，占地100多平方米，重量130吨，功耗140kW.
1.2.2单一操作员、单一控制端操作系统
• 主要矛盾 – 人机矛盾：人工操作方式与机器利用率的矛盾 – CPU与I/O之速度不匹配的矛盾
– User mode and kernel mode – Mode bit provided by hardware
• Provides ability to distinguish when system is running user code or kernel code
• Some instructions designated as privileged, only executable in kernel mode
1 Introduction 操作系统引论
• What is an operating system? • Development and Types of OS • The features of OS • The functions of OS
Computer System Organization
操作系统原理_庞丽萍_第一章绪言
三. 桌面系统
随着微电子技术的发展，操作系统的目标： 不再是最大化CPU和外设的利用率 而是最大化用户方便性和响应速度 各种类型的Windows替代MS-DOS， IBM公司将MS-DOS升级为多任务OS/2 Linux个人计算机操作系统(类似于UNIX)
个人计算机操作系统得益于大型机操作系统的研制成果。 另一方面，微型计算机硬件费用很低，有些技术实现可简单。
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为什么学习操作系统 ?
掌握操作系统的基本理论，具备开发核心系统 软件的技能，设计操作系统或者修改现有的系统
为后继课程打好基础 ———— 数据库、网络、分布式系统 了解当前流行的实际操作系统的使用方法与实 现技术 ———— UNIX，Linux, Windows
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操作系统能做什么 ?
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软 操 统
件 程 序
用
其 户
二. 存储程序式计算机的结构和特点
存储程序式计算机(Von Neumann计算机)
1. 基本部件
CPU、主存储器、I/O设备、控制台 2. 特点 集中顺序过程控制 集中控制：由CPU集中管理 顺序性：程序计数器控制 过程性：模拟人们手工操作过程
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3. 计算机系统结构与操作系统的关系
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二. 批处理阶段
1. 联机批处理
特点：有监督程序；作业自动过渡
问题：CPU高速与I/O慢速的矛盾
解决：由卫星机负责I/O
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2. 脱机批处理 特点：有监督程序；作业自动过渡
问题：CPU高速与I/O慢速的矛盾
解决：由卫星机负责I/O
输入机
输入带
输入带
卫星机
主机
打印机
输出带
西安交通大学操作系统原理(高起专)期末考试高分题库全集含答案
138682--西安交通大学操作系统原理（高起专）期末备考题库138682奥鹏期末考试题库合集单选题：（1）下面（）种页面置换算法会产生Belady异常现象？A.先进先出页面置换算法（FIFO）B.最近最久未使用页面置换算法（LRU）C.最不经常使用页面置换算法（LFU）D.最佳页面置换算法（OPT）正确答案：A（2）使用户所编制的程序与实际使用的物理设备无关是由（）功能实现的。
A.设备分配B.缓冲管理C.设备管理D.设备独立性正确答案：D（3）在请求调页系统中有着多种置换算法：选择最先进入内存的页面予以淘汰的算法称为（）。
A.FIFO算法B.OPT算法C.LRU算法D.NRU算法正确答案：A（4）通常，文件的逻辑结构中（）组织方式，既适合于交互方式应用，也适合于批处理方式应用。
A.堆文件B.流式文件C.索引顺序文件D.顺序文件正确答案：C（5）从总体上说，多道程序设计技术可（）单位时间的算题量。
A.增加B.减少C.维持正确答案：A（6）从静态角度看，进程由程序、数据和（）三部分组成。
A.JCBB.DCBC.PCBD.PMT正确答案：C（7）在I/O设备控制的发展过程中，最主要的推动因素是（）、提高I/O速度和设备利用率。
A.提高资源利用率B.提高系统吞吐量C.减少主机对I/O控制的干预D.提高CPU与I/O设备的并行操作程度正确答案：C（8）为了实现多道程序设计，计算机需要有（）。
A.更大的内存B.更快的外部设备C.更快的CPUD.更先进的终端正确答案：A（9）在一单处理机系统中，若有5个用户进程，在非管态的某一时刻，处于阻塞态的用户进程最多有（）个。
A.1B.2C.3D.5正确答案：D（10）下列第（）项不是文件系统的功能?A.文件系统实现对文件的按名存取B.负责实现数据的逻辑结构到物理结构的转换C.提高磁盘的读写速度D.提供对文件的存取方法和对文件的操作正确答案：C（11）操作系统中，进程与程序的重要区别之一是（）。
《操作系统原理》PPT课件 (2)教学文稿
void *runner(void *param)
{
int upper=atoi(param);
int i;
sum = 0;
if (upper >0)
for ( i = 1; i <=upper; i++)
sum +=i;
pthread_exit(0);
}
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三、并发控制：互斥与同步 并发（Concurrent） 与并行（Parallel） 临界资源(critical resource)
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二、OS的分类
批系统 （batch system） ➢ 成批提交作业，作业完成或无法继续执行时发生切换
交互（分时）系统（interactive, Time-sharing system) ➢ 多个用户（应用程序）分享计算机资源 Windows, Linux, …
实时系统（Real-time system） ➢ 满足应用的时间约束要求 VxWorks, QNX, …
《操作系统原理》PPT课 件 (2)
第一部分 操作系统概述
一、操作系统的功能
▪ 实现对计算机资源的管理 (CPU, 存储器，I/O设备） ▪ 控制应用程序的执行 ▪ 提供应用程序访问计算机资源的接口（系统调用） ▪ 实现对操作系统内核及应用程序的保护
操作系统给计算机一个灵活的大脑、 一个强健的心脏和突出的个性
，如此反复。请用信号量解决这些进程的同步互斥问题。
答：本题中需要定义下述变量和信号量：
data_type buffer[M]; /* data_type对应于所需要的数据类型，如int、float等
*/
int in=0； /* 用来指示下一个可存放数据的缓冲区 */
西安交大操作系统原理课程作业答案
第一章操作系统引论1. 设计现代OS的主要目标是什么?方便性，有效性，可扩充性和开放性.2. OS的作用可表现为哪几个方面?a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；b. OS作为计算机系统资源的管理者；c. OS实现了对计算机资源的抽象.7. 实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a. 关键问题：使用户能与自己的作业进行交互，即当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，再将结果返回给用户。
b. 解决方法：------对于及时接收，只需在系统中设置一多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；此外，还须为每个终端配置一个缓冲区，用来暂存用户键入的命令（或数据）。
------对于及时处理，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。
12. 试在交互性，及时性和可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较.a. 分时系统是一种通用系统，主要用于运行终端用户程序，因而它具有较强的交互能力；而实时系统虽然也有交互能力，但其交互能力不及前。
b. 实时信息系统对实用性的要求与分时系统类似，都是以人所能接收的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性则是以控制对象所要求的开始截止时间和完成截止时间来确定的，因此实时系统的及时性要高于分时系统的及时性。
c. 实时系统对系统的可靠性要求要比分时系统对系统的可靠性要求高。
13. OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么?a. 并发性、共享性、虚拟性、异步性。
b. 其中最基本特征是并发和共享。
（最重要的特征是并发性）18. 是什么原因使操作系统具有异步性特征?在多道程序环境下允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，进程的执行通常并非一气呵成，而是以走走停停的方式运行。
内存中的每个进程在何时执行，何时暂停，以怎样的速度向前推进，每道程序总共需要多少时间才能完成，都是不可预知的，因此导致作业完成的先后次序与进入内存的次序并不完全一致。
第1章 引论
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计算机网络与其它类似系统的比较
终端分时系统
各终端分时占用主机资源 终端无计算能力,对主机的依赖性极强 通信主要采用异步串行连接(本地或远程)
多机系统
紧耦合,主机间通信多采用共享存储器,共享总 线等(有的系统也采用高速局域网)
分布式系统
见下页
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计算机网络与分布式系统 分布式系统的特点 在分布式OS统一调度下,各计算机协 调工作,共同完成一项任务,如并行 计算. 用户面对的是一台逻辑上的计算机, 组成分布式系统的各计算机怎样协同 工作,对用户透明. 用途主要是科学计算和事务处理.
城域网(Metropolitan Area Network , MAN)
范围:中等,<100KM 传输技术:宽带/基带 拓扑结构:总线
广域网(Wide Area Network , WAN)
范围:大,>100KM 传输技术:宽带,延迟大,出错率高 拓扑结构:不规则,点到点
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按拓扑结构分类 星形 有一个中心节点, 其它节点与其构成 点到点连接 树形 一个根结点,多个 中间分支节点和叶 子节点构成
单台主机:执行计算和通信任务 多台终端:执行用户交互 (终端集中器/终端服务器)
T T
连接方式:本地或远程
T T T
通信线路
TS T
HOST
T
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例子:飞机订票系统
HOST(航空公司总部) Terminals(订票点) 通信线路(电话线路)
缺点
主机负荷重——数据处理+通信 线路利用率低 集中控制方式,可靠性低
软件
通信软件(网络协议软件) 网络操作系统 网络管理/安全控制软件,网络应用软件
西安交通大学操作系统原理试题(A卷)
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西安交通大学考试题
六．（10分）设正在处理器上执行的一个进程的页表如下表所示，表中的虚页号和物理块号是十进制数，起始页号（块号）均为0。
所有的地址均是存储器字节地址。
页的大小为1024字节。
1.详述在设有快表的请求分页存储管理系统中，一个虚地址转换成物理内存地址的
过程。
2.下列十进制虚地址对应于什么物理地址：5579，2232
进程的页表
虚页号状态位访问位修改位物理块号
0 1 1 0 4
1 1 1 1 7
2 0 0 0 -
3 1 0 0 2
4 0 0 0 -
5 1 0 1 0
注：当某页被访问时，其访问位置1。
答：1.
1．判断是否越界，若是，则中断，否则，继续。
2．查找快表，若找着页表项，则修改访问位等，形成物理地址，结束。
否则，继续。
3．查找页表，若找着页表项，则修改访问位等，形成物理地址，将该页表项放入快表
第3 页。
西交18年秋季《操作系统原理(高起专)》在线作业满分答案
西交《操作系统原理（高起专）》在线作业
从总体上说，多道程序设计技术可（）单位时间的算题量。
A.增加
B.减少
C.维持
正确答案:A
有一类操作系统的系统响应时间的重要性超过系统资源的利用率，它被广泛地应用于卫星控制、导弹发射、飞机飞行控制、飞机订票业务等领域是（）。
A.分时操作系统
B.实时操作系统
C.批处理系统
D.网络操作系统
正确答案:B
在操作系统中进程是一个具有一定独立功能程序在某个数据集合上的一次（）。
A.并发活动
B.运行活动
C.单独操作
D.关联操作
正确答案:B
文件系统的主要目的是（）。
A.实现对文件的按名存取
B.实现虚拟存贮器
C.提高外围设备的输入输出速度
D.用于存贮系统文档
正确答案:A
操作系统中，进程与程序的重要区别之一是（）。
A.程序有状态而进程没有
B.进程有状态而程序没有
C.程序可占有资源而进程不可
D.进程能占有资源而程序不能
正确答案:B。
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Resources in computer system
指构成计算机系统所 必须的那些“硬”设 备
硬件资源
计
算
机
系
统
资
源
软件资源
程序和数据的集合
主机
中央处理机CPU 内存
存储设备（硬盘、软盘、光盘、磁带） 外部设备 I/O设备（键盘、显示器、打字机、鼠标）
Common Functions of Interrupts
• Interrupt transfers control to the interrupt service routine generally, through the interrupt vector, which contains the addresses of all the service routines
– User mode and kernel mode – Mode bit provided by hardware
• Provides ability to distinguish when system is running user code or kernel code
• Some instructions designated as privileged, only executable in kernel mode
Computer-System Operation
• I/O devices and the CPU can execute concurrently • Each device controller is in charge of a particular device
type • Each device controller has a local buffer • CPU moves data from/to main memory to/from local
1 Introduction 操作系统引论
• What is an operating system? • Development and Types of OS • The features of OS • The functions of OS
Computer System Organization
Abstract View of System structure
Computer system structure
• Hardware – provides basic computing resources (CPU, memory, I/O devices).提供基本的运算资源
• Operating system – controls and coordinates the use of the hardware among the various application programs for the various users.在各 种应用程序和用户之间控制与协调对硬件的使用
reboot – Typically stored in ROM or EPROM, generally
known as firmware – Initializes all aspects of system – Loads operating system kernel and starts
• System call changes mode to kernel, return from call resets it to user
Transition from User to Kernel Mode
Computer Startup
• bootstrap program is loaded at power-up or
• Interrupt architecture must save the address of the interrupted instruction
• A trap is a software-generated interrupt caused either
by an error or a user request • An operating system is interrupt driven
其它设备（MODEM、通信口）
系统软件（OS、Compiler、DBMS）
应用软件 （CAD、MIS、用户自己开发的系统等）
工具软件（软、硬件检测诊断程序）
User mode and kernel mode
• Dual-mode operation allows OS to protect itself and other system components
• One or more CPUs, device controllers connect through common bus providing access to shared memory
• Concurrent execution of CPUs and devices competing for memory cycles
பைடு நூலகம்
Computer system structure(cont.)
• Applications programs– define the ways in which the system resources are used to solve the computing problems of the users (compilers, database systems, video games, business programs).应用程序-定义解决用户问题的资源使用 方式（编译、数据库、视频游戏、事务程序等）
buffers • I/O is from the device to local buffer of controller • Device controller informs CPU that it has finished its
operation by causing an interrupt