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
第2章-计算机操作系统(第三版)-汤小丹-西安电子科技大学出版社
S3
(a) 程序的顺序执行
(b) 三条语句的顺序执行
图 2-1 程序的顺序执行
第二章 进 程 管 理
2. 程序顺序执行时的特征
(1) 顺序性：理机的操作严格按照程序所规定的顺序 执行，即每一操作必须在上一个操作结束之后开始。
(2) 封闭性：程序是在封闭的环境下执行的，即程序运 行时独占全机资源，资源的状态(除初始状态外)只有本程序 才能改变它。程序一旦开始执行，其执行结果不受外界因素 影响。
第二章 进 程 管 理
I1
I2
I3
I4
C1
C2
C3
C4
P1
P2
P3
P4
图2-3 并发执行时的前趋图
第二章 进 程 管 理 在该例中存在下述前趋关系：
Ii→Ci，Ii→Ii+1，Ci→Pi，Ci→Ci+1，Pi→Pi+1
而Ii+1和Ci及Pi-1是重迭的，亦即在Pi-1和Ci以及Ii+1之间， 可以并发执行。对于具有下述四条语句的程序段：
第二章 进 程 管 理
→={(Pi，Pj)|Pi must complete before Pj may start}，如果 (Pi，Pj)∈→，可写成Pi→Pj，称Pi是Pj的直接前趋，而称Pj是 Pi的直接后继。在前趋图中，把没有前趋的结点称为初始结 点(Initial Node)，把没有后继的结点称为终止结点(Final Node)。此外，每个结点还具有一个重量(Weight)，用于表示 该结点所含有的程序量或结点的执行时间。在图2-1(a)和21(b)中分别存在着这样的前趋关系：
(3) 可再现性：只要程序执行时的环境和初始条件相同， 当程序重复执行时，不论它是从头到尾不停顿地执行，还是 “停停走走”地执行，都将获得相同的结果。
计算机专业课推荐参考书目
全国硕士研究生入学统一考试计算机专业课推荐参考书目一、数据结构★严蔚敏、吴伟民编著：《数据结构（c语言版）》，清华大学出版社★严蔚敏、吴伟民编著：《数据结构题集(C语言版)》，清华大学出版社二、计算机组成原理★唐朔飞编著：《计算机组成原理》，高等教育出版社，1999年版★唐朔飞编著：《计算机组成原理学习指导与习题解答》，高等教育出版社，2005年9月★白中英主编：《计算机组成原理》，科学出版社三、操作系统★汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛编著：《计算机操作系统(第三版)》，西安电子科技大学出版社★梁红兵、汤小丹编著：《计算机操作系统》学习指导与题解(第二版)，西安电子科技大学出版社，2008年9月四、计算机网络★谢希仁编著：《计算机网络(第5版)》，电子工业出版社★高传善、毛迪林、曹袖主编：《数据通信与计算机网络（第2版）》，高等教育出版社说明：★为首推书；出版年份不需要严格要求，一般是越新越好，关键以出版社和作者为主要参照。
相关参考辅导书：★本书编写组：《全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合考试大纲解析》，高等教育出版社，2008年10月★巩微、冯东晖主编：《2009年考研计算机学科专业基础综合考试全真模拟试题集》，原子能出版社，2008年10月★阳光考研命题研究中心编写：《2009年考研计算机科学专业基础综合考试教程》，中国人民大学出版社，2008年11月2009年计算机科学与技术学科联考高分突破考前冲刺400题一、数据结构1.教材：《数据结构》严蔚敏清华大学出版社清华大学严蔚敏的这本数据结构的教材是国内数据结构教材的权威。
也是国内使用最广，其广度远远超越其他同类教材，计算机考研专业课命题必定以它为蓝本。
这一本数据结构是2007年的最新版本，完全适合任何学校的考研数据结构的复习之用，是数据结构学习最权威的教材。
2.辅导书：《算法与数据结构考研试题精析（第二版）》机械工业出版社网上广为流传的数据结构1800题相信只要是计算机考研的同学无人不知无人不晓。
操作系统绪论010203
教学方式与成绩评定
教学方式
课堂讲授、课后作业及辅导答疑等。
考试方式
闭卷考试，包括选择题、简答题和综合题。
成绩评定
平时成绩（出勤，课堂表现，作业）+期末笔试（闭卷）
出勤：
1.因故不能参加课程学习,须事先请假,否则视为旷课; 旷课一次扣除3分；
2.迟到或早退2次,计旷课1次; 3.旷课3次（含3次）以上,取消考试资格。
Windows ME被戏称为“错误的版 本”(Mistake Edition)，遭遇了许多问题， 其中包括稳定性问题。但与Windows 98、 Windows 2000，甚至当时尚未发布的XP相 比，Windows ME的图形用户界面都有不小 的改进。
39
第39页/共97页
9、Windows XP
包括一些设计缺陷在内的Windows 3.11大部分架构都被
移植到了Windows 95中，Windows 95一部分代码在32位
模式下运行，另一部分代码则仍然在16位模式下运行，
系统运行时会经常需要在这两种模式间切换。大多数用
户不会注意到这一问题，但却成为了系统不稳定的隐患。
微软也被迫不断发布补丁软件，解决Windows 95存在的
10、Windows 7
09年7月发布，其中包含有全新的搜索 工具、任务栏和联网工具。Windows 8是在 Windows 7之后微软研发的新一代操作系统， 将于2012-2013年发布，核心版本号为 Windows NT 7.0。
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第42页/共97页
Unix操作系统
UNIX ，是一个强大的多用户、多任务操作系统， 支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于 分时操作系统。
计算机操作系统第三版课后答案(汤子瀛等著)(全部的)
计算机操作系统第三版课后答案（汤子瀛等著）（全部的）计算机操作系统第三版课后答案（汤子瀛等著）计算机操作系统课后答题计算机操作系统【第一章】1.设计现代操作系统的主要目标是什么？方便、有效、可扩展性和开放性。
2操作系统的功能是什么？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作为扩充机器.3.试图解释推动多通道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？不断提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需要；4.什么是离线I/O和在线I/O？a.脱机输入输出方式(off-linei/o)是为了解决人机矛盾及cpu和i/o设备之间速度不匹配而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间，提高了I/O速度。
具体内容是控制用户程序和外围计算机中的数据下，预先从低速输入设备输入到磁带上，当cpu需要这些程序和数据时，在直接从磁带机高速输入到内存，这大大加快了程序输入过程，减少了CPU等待输入的时间，这是一种离线输入技术；什么时候程序运行完毕或告一段落，cpu需要输出时，无需直接把计算结果送至低速输出设备，而是高速把结果被输出到磁带，然后在外围机器的控制下，磁带上的计算结果由相应的输出设备输出，该设备是脱机输出技术.b、如果这种输入和输出操作是在主机的控制下进行的，则称为在线输入和输出模式。
5.推动分时制形成和发展的主要动力是什么？用户的需要.即对用户来说，更好的满足了人-机交互，共享主机以及便于用户上机的需求.6.试说明实时任务的类型和实时系统的类型.a、根据实时任务是否具有周期性，将实时任务分为周期性实时任务和非周期性实时任务；---根据对截止时间的要求来划分，分为硬实时任务和软实时任务;b、通常，需要与银行进行实时控制的系统统称为实时控制系统，需要实时处理信息的系统称为实时控制系统信息处理系统.7.实现多渠道流程需要解决哪些问题？a、处理器管理问题；b、内存管理问题；c、I/O设备管理问题；d、文件管理问题；e、工作管理问题8.试比较单道与多道批处理系统的特点及优缺点.a、单通道批处理系统是最早的操作系统，具有自动化、顺序化和单通道的特点；第1页共29页计算机操作系统第三版课后答题（唐子英等）---多道批处理系统则具有调度性，无序性和多道性的特点；b、单通道批处理系统是为了解决人机之间的矛盾以及CPU和I/O设备之间的速度不匹配，以提高系统的效率而形成的资源利用率和系统吞吐量，但是仍然不能很好的利用系统资源；---多道批处理系统是对单道批处理系统的改进，其主要优点是资源利用率高，系统吞吐量大；缺点是平均周转时间长，无互动能力9.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?a.关键问题：及时接收，及时处理;b、为了及时接收，只需在系统中设置一个多通道卡。
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59页
第一章 操作系统引论
用户 程序 监督 程序
I/O 中断 请求 启动 I/O
I/O 操作
t1 t2
I/O 中断 请求
I/O 完成 结束 中断
启 动 I/ O
t3 t4
t5 t6
(3) 图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图 标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
第一章 操作系统引论
2. OS作为计算机系统资源的管理者 计算机系统资源分为四类：处理器、存储器、 I/O 设备以及信息(数据和程序)。 •处理机管理， 用于分配和控制处理机； •存储器管理，主要负责内存的分配与回收； •I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵； •文件管理，负责文件的存取、共享和保护。
是
源 程序
有 错吗 ？
否
运行 目 标程 序
装配 目 标程 序
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
第一章 操作系统引论
2. 单道批处理系统的特征 单道批处理系统并非是现在人们所理解的OS。但比 起人工操作方式的系统已有很大进步。
该系统的主要特征如下： (1) 自动性。 (2) 顺序性。 (3) 单道性。
程序 C
程 序D I/O 请 求
程序 D
调度 程序
(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）
《操作系统》2个教案
《操作系统》2个教案《操作系统》教案章节名称：第四章存储器管理第1节程序的装⼊与链接第2节连续分配⽅式任课教师：（计算机科学系）张雪亚教材：《计算机操作系统》（汤⼦瀛编）（西安电⼦科技⼤学出版社）⼀、教学⽬的和要求1.回忆存储器的相关知识,为后⾯的学习打好基础.2.了解程序装⼊与链接的⼏种不同⽅法.3.熟悉连续的内存分配⽅式4.掌握动态分区分配的实现⽅法⼆、教学重点及难点1. 重点：动态分区分配，可重定位分区分配.2. 难点：重定位的基本概念：①为何引⼊?②如何实现?动态分区分配：①数据结构②分配算法③分配过程三、学时分配第⼀课时:引⾔,程序的装⼊⽅法,程序的连接⽅法.第⼆课时:连续分配的四种⽅式,作业.四、教学⽅法1．课堂讲授。
2．课后实验。
五、教学⼿段课堂讲授为主，如果有投影设备，可以使⽤多媒体课件向学⽣演⽰。
六、教学过程引⾔从这节课开始，我们将进⼊存储器管理的学习。
存储器是计算机系统的重要组成部分，近年来，存储器的容量虽然⼀直在不断的扩⼤，但仍然不能满⾜现代软件发展的需要，因此存储器仍然是⼀种宝贵⼜紧俏的资源。
所以如何对它加以有效的管理不仅直接影响到存储器的利⽤率，还对系统的性能有很⼤影响。
存储器的功能结构如下图所⽰，在本章中我们的主要研究对象是内存。
第⼀课时程序的装⼊和链接在多道程序环境下，程序要运⾏必须为之创建进程，⽽创建进程的第⼀件事，就是要将程序和数据装⼊内存。
如何将⼀个⽤户源程序变为⼀个可在内存中执⾏的程序，通常要经过以下⼏步：（1）编译:由编译程序（Compiler ）将⽤户源代码编译成若⼲个⽬标模块（ObjectModule ）。
（2）链接:由链接程序(Linker)将编译后形成的⽬标模块以及它们所需要的库函数，链接在⼀起，形成⼀个装⼊模块（Laod Module ）;（3）装⼊：由装⼊程序（Loader ）将装⼊模块装⼊内存。
⼀、程序的装⼊⽅法为了阐述上的⽅便，我们先介绍⼀个⽆须进⾏链接的单个⽬标模块的装⼊过程。
【精品】计算机操作系统(第三版)汤子丹汤子瀛课后习题答案
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。
计算机操作系统(第三版)汤小丹第5章
注意：1)“本章要点”部分，用红字标注的不是期末考试出题范围。
2)“习题部分”用蓝字标注的是重点习题，期末考试50%的题目是这些习题的原题。
红字标注的习题期末考试不考，仅供考研的同学参考。
3）大部分习题答案只给出要点，同学们可以自行适当补充，但一定要简明扼要。
4）如“本章要点”部分用红字标注的非考试内容，在“习题”部分有相关的重点习题，则对该部分内容只需做该习题即可。
------------------------------------------------------------第五章设备管理要点对操作系统这门课程而言，这一章内容比较次要，主要掌握一些专业常识性的概念即可。
5.1-5.3小节这三小节介绍了硬件的一些基本知识，大部分在“组成原理”中学过。
回答以下问题：1 什么是块设备？什么是字符设备？你的个人电脑里有那些块设备？那些字符设备？【参考P161】2 什么是设备控制器？你的个人电脑中有那些设备控制器？【参考P162-163】3 什么是通道？【参考P164】4 什么是总线？【参考P106-107】5 I/O控制方式主要有哪几种？各自的主要特点。
答：【参考5.2小节】有程序I/O（轮询）、中断、DMA、通道。
前三种在微机中很常见。
6 为什么要用缓冲？你的个人电脑中有那些缓冲？答：【参考5.3小节】引入缓冲主要是为了调节两个通讯对象（或I/O对象）间速率的不匹配（比如CPU与I/O设备速率不匹配），缓冲是很常规的技术，广泛用于通信及I/O。
5.4 I/O软件这一小节是本章最重要的，它说明了操作系统I/O子系统应完成的功能及设计原则。
1 说明“设备独立性”的概念、思想、给用户带来的好处。
2 围绕P179图5-16，一层层的概略说明每层应完成的功能。
5.5 设备分配这一小节只需看一下SPOOLing，了解什么是虚拟设备，了解SPOOLing是如何用到虚拟打印机的【必要时可上网查询】5.6 磁盘存储器的管理回答以下问题【必要时可上网查询】1 盘面、磁道、扇区、盘簇的概念。
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1.1.3 推动操作系统发展的主要动力
1. 不断提高计算机资源利用率(批处理) 2. 2. 方便用户( 分时系统) 3. 3. 器件的不断更新换代 (8位-16位-32位) 4. 4. 计算机体系结构的不断发展 (单CPU到多
CPU)
1.2 操作系统的发展过程
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。
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。
-
输入设备
图
1
2 脱 机
外围机 主机
I/O
示
意
图
外围机
磁盘 输出设备
1.2.2 单道批处理系统
1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程
多道程序设计技术的好处： (1) 提高CPU的利用率。
•内存中若干道程序交替地运行。 • 当运行的程序因I/O而暂停执行时，系统可调度另 一道程序运行。
•保持了CPU处于忙碌状态。
用户 程序 监督 程序
I/O 中断 请求 启动 I/O
I/O 操作
t1 t2
I/O 中断 请求
I/O 完成 结束 中断
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来使用计算机系统。 OS是一个系统软件，因而这种接口是软件接口。
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
(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。
监 开始 督 程 序 调 度 一 批 程 序
还有 下 一个 作业 ？
否
停止
是 把下一个作业的源 程序 转换 为目 标程 序
是
源程 序
有错 吗？
否
运行 目标 程序
装配 目标 程序
图 1-3 单道批处理系统的处理流程
2. 单道批处理系统的特征 单道批处理系统并非是现在人们所理解的OS。但比 起人工操作方式的系统已有很大进步。
(2) 系统调用方式。OS提供了一组系统调用，用户 可在自己的应用程序中通过相应的系统调用，来操纵 计算机。
(3) 图形、窗口方式。用户通过屏幕上的窗口和图 标来操纵计算机系统和运行自己的程序。
2. OS作为计算机系统资源的管理者 计算机系统资源分为四类：处理器、存储器、 I/O 设备以及信息(数据和程序)。 •处理机管理， 用于分配和控制处理机； •存储器管理，主要负责内存的分配与回收； •I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵； •文件管理，负责文件的存取、共享和保护。
• 计算机系统由软硬件组成，
• 操作系统是用户和硬件系统之间的接口
• 其他的系统软件和应用软件都必须依赖 它的支持。
1.1 操作系统的目标和作用
1.1.1 操作系统的目标
目前存在着多种类型的OS，不同类型的OS，其 目标各有所侧重。通常的OS，有以下几个目标：
1. 方便性(机器语言难使用， OS可编译) 2. 有效性 (改善资源的利用率及提高系统呑吐量) 3. 可扩充性 (层次化和模块化使之可扩充) 4. 开放性 (遵循同一标准，软硬件兼容)
该系统的主要特征如下： (1) 自动性。 (2) 顺序性。 (3) 单道性。
1.2.3 多道批处理系统
1. 多道程序设计的基本概念
•用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列， 称为“后备队列”；
•然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择 若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资 源。
教材： 《计算机操作系统（第三版）》 汤小丹、汤子瀛等编 西安电子科大出版社 参考教材： 《操作系统概பைடு நூலகம்（第六版）》 Abraham Baer Galvin, Greg Gagne著， 郑扣根译 高等教育出版社
第一章 引论
1.1 操作系统的目标和作用 1.2 操作系统的发展过程 1.3 操作系统的基本特性 1.4 操作系统的主要功能 1.5 操作系统的结构设计
3. 多道批处理系统的优缺点
(1) 资源利用率高。 (2) (2) 系统吞吐量大。 (3) (3) 平均周转时间长。 (4) (4) 无交互能力。
4. 多道批处理系统需要解决的问题
(1) 处理机管理问题（CPU分配及提高利用率） (2) (2) 内存管理问题。 （内存分配和安全） (3) (3) I/O设备管理问题。（方便使用和利用率） (4) (4) 文件管理问题。（文件的组织，安全，一
3. OS用作扩充机器 •裸机：一台完全无软件的计算机系统。 •扩充机器或虚机器：覆盖了软件的机器。 •若在裸机上覆盖上一层I/O设备管理软件，可用来进行数据 输入和打印输出。
•若再覆盖上一层文件管理软件，可用来进行文件的存取。 •若再覆盖一层面向用户的窗口软件，则用户便可在窗口环 境下方便地使用计算机，形成一台功能更强的虚机器。
致） (5) (5) 作业管理问题。（组织作业，计算型，IO型）
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）
启 动 I/ O
t3 t4
t5 t6
I/O 完成
结束 中断
t7 t8
(a ) 单 道 程 序 运 行 情 况
程序 A 程序 B 程序 C 程序 D
程 序 A I/O 请 求
程 序 A I/O 完 成 程 序 A 再 被 调 度
程序 A
A完 成
程 序 B I/O 请 求
程序 B
程 序 B I/O 完 成
程 序 C I/O 请 求
C I/O 完 成 C 再 被 调 度
程序 C
程 序 D I/O 请 求
程序 D
调度 程序
(b ) 四 道 程 序 运 行 情 况
图 1-4 单道和多道程序运行情况
(2) 可提高内存和I/O设备利用率。 (3) 增加系统吞吐量。
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）