操作系统第四章
操作系统-第四章调度
长程调度
就绪队列 长程调度 处理机 后备队列 短程调度 就绪/挂起队列
交互用户
进程调度算法---先来先服务（FCFS）
• 该方法按照到达的先后顺序排队， 每次调 度队首的进程 • FCFS算法属于非剥夺调度方式， 实现简单 ， 看似公平 • 但，对于那些后进入队列而运行时间较短 的进程，或I/O型的进程而言，可能需要长 时间等待
响应比高者优先
• 同短进程优先和剩余时间最短者优先调度 算法一样，很难准确估计进程的预期执行 时间 • 每次调度之前都需要计算响应比，增加了 系统开销
反馈调度方法
• 前面介绍的几种调度方法都存在各自不同的问题 ，尤其是短进程优先，剩余时间最短者优先 以及 响应比高者优先调度算法，都需要估计进程的预 期执行时间，如果估计不准确，将影响调度结果 和系统性能 • 如果根据进程执行历史，而非未来，进行调度， 将解决这个问题 • 就是一种根据进程执行历史调整调度方法的调度 方法，它结合了优先级和时间片轮转调度思想.
基于优先级的调度算法
• 基于时间片轮转调度算法循环式的为每个 被调度的进程分配一个时间片,对每个进程 都是公平的 • 然而,实际应用中，进程的性质可能是不同 的,例如,一个与用户进程小户的前台进程急 迫的需要对用户的输入作出响应,而一个后 台打印机进程的迫切性也许就不那么重要 • 因此可以为每个进程定义一个优先级,优先 级越高的进程将优先获得处理机的调度
调度目标
• 满足用户的要求：
– 响应时间，周转时间，截止直接
• 满足系统的需求：
– 系统吞吐量，处理机利用率，各类资源的平衡 使用，公平性及优先级
第四章 操作系统基础
3、新建文件和文件夹
4、移动、复制、删除文件和文件夹 5、压缩和解压文件或文件夹 6、搜索文件或文件夹 7、设置共享文件夹 8、查看文件、文件夹的属性
4.4 Windows Server 2003简介
4.4.1Windows Server 2003基本设置 4.4.2 Windows Server 2003的账户管理
2、选择文件或文件夹 （1）选定单个文件或文件夹：单击要选择的文件或文件夹图 标。 （2）选定多个连续的文件或文件夹：先选定第一个，再按键 盘上的Shift键，然后单击所要选的文件和文件夹。 （3）选定多个不连续的文件或文件夹：先按住键盘上的Ctrl 键，再逐个单击想要选择的文件或文件夹图标。 （4）选定全部文件或文件夹：选择【编辑】∕【全部选定】 命令或按Ctrl+A组合键。 （5）反向选定：如果除了少数几个文件不需要选中，其它的 文件都要选中，这时可以使用 “反向选定”的功能。操作方法是：先选中这几个文件不需要 选的文件，选择【编辑】∕【 反向选择】，则刚才未被选中的文件或文件夹就全部被选中。
3
4.1操作系统概述
4.2 Windows7的基本操作
4.3 文件系统管理 4.4 Windows Server 2003简介 4.5 注册表应用简介
4
4.1操作系统概述
4.1.1操作系统的概念及分类
操作系统（Operating System，简称OS）是计算机系统中的核心系统 软件，它负责管理和控制计算机系统的各种软、硬件资源，为其他软件 的运行提供支撑，并为用户和计算机之间搭起了一座交互沟通的桥梁。 按应用领域划分主要有以下三种： 1．桌面操作系统 2．服务器操作系统 3．嵌入式操作系统
4．文件夹和文件的所有权 （1）查看所有权 （2）更改所有权 5．加密文件系统 （1）加密文件的方法： （2）加密文件的访问授权方法：
《操作系统》第三版第四章课后答案
２、Ｓｐｏｏｌｉｎｇ技术
也备的技术
六、简答题
１、操作系统设备管理的目标是什么？
＊提高I/O设备和CPU的利用率
＊提高I/O速度
＊为用户使用设备提供方便、统一的界面
３、引入Ｓｐｏｏｌｉｎｇ系统有哪些好处
＊提高了I/O速度，将独占设备改造成共享设备，实现了虚拟设备功能，提高了系统的并行性，减少了用户进程的等待时间，提高了进程的推进速度。
５、什么是设备独立性？引入设备独立性有哪些好处？
＊设备独立性也称设备无关性，指应用程序与实际使用的物理设备无关，亦即它独立于具体的物理设备。用户程序中使用逻辑设备，由操作系统完成逻辑设备到物理设备的映射
第四章（与磁盘相关不做）
一、填空题
1：字符、块、字符
2：设备驱动
3：缓冲
５：输入井和输出井、输入缓冲区和输出缓冲区、输入进程和输出进程
６：中断源
７：中断、DMA、通道
二、单项选择题
１、B
２、B C
６、C
７、Ａ
三、多项选择题
１、BC
２、AB
３、AB DE
四、判断题
１、×
２、√
３、√
４、×
五、名词解释
１、设备驱动程序
＊好处：设备分配时的灵活性、易于实现I/O重定向、方便用户编程
操作系统第4章习题带答案
第四章一、问答题1、同步机制应遵循的准则是什么？2、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？3、简述死锁的定义和死锁产生的原因。
4、简述死锁定理和解除死锁的方法。
5、什么是安全状态？怎么判断系统是否处于安全状态？6、同步机制应遵循的准则是什么？7、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？二、计算题（共20分）1、当前系统中出现下述资源分配情况：利用银行家算法，试问如果进程P2提出资源请求Request（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？答：Request（1，2，2，2）<=(2,3,5,6)申请合法Request（1，2，2，2）<=Available，开始试探性分配，Available=(0,4,0,0) 测试系统是否安全：work= Available,finish=1没有进程的need满足<=work系统处于不安全状态，系统拒绝此次资源分配。
2、当前某系统有同类资源7个，进程P，Q所需资源总数分别为5，4。
它们向系统申请资源的次序和数量如表所示。
回答：问：采用死锁避免的方法进行资源分配，请你写出系统完成第3次分配后各进程占有资源量，在以后各次的申请中，哪次的申请要求可先得到满足?答：第1次申请，Q申请资源2，系统安全，分配第2次申请，P申请资源1，系统安全，分配第3次申请，Q申请资源1，系统安全，分配资源剩余3个，P占有1个资源，Q占有3个资源，第4次分配不安全，拒绝，第5分配系统安全，满足。
3、一个计算机系统有6个磁带驱动器和4个进程。
每个进程最多需要n个磁带驱动器。
问当n为什么值时，系统不会发生死锁？并说明理由答：n=2理由同第4题(进程资源最大需求－1)×进程数量＋1≤系统资源数量4、若系统有某类资源m×n+1个，允许进程执行过程中动态申请该类资源，但在该系统上运行的每一个进程对该资源的占有量任何时刻都不会超过m+1个。
计算机操作系统第四章-存储器管理
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。
但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面，同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。
2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache：少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问；•内存RAM：若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问；•磁盘高速缓存：存在于主存中；•磁盘：数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问；由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理的目的1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。
(注意cpu和主存储器，这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能：•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存单元(字节)的地址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的；●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射；地址映射分静态和动态两种方式。
1、静态地址重定位是程序装入时集中一次进行的地址变换计算。
物理地址= 重定位的首地址+ 逻辑地址•优点：简单，不需要硬件支持；•缺点：一个作业必须占据连续的存储空间；装入内存的作业一般不再移动；不能实现虚拟存储。
操作系统第四章复习
页框号为21。 因为起始驻留集为空， 而0页对应的ห้องสมุดไป่ตู้框为空闲链表中的第三个空闲页框，其对应的页框号为21。
页框号为32。 因为11 > 10故发生第三轮扫描，页号为1的页框在第二轮已经处于空闲页框链表中，此刻该页又被重新访问，因此应被重新放回到驻留集中，其页框号为32。
页框号为41。 因为第2页从来没有被访问过，不在驻留集中。因此从空闲链表中取出链表头的页框，页框号为41。
4. 在虚拟内存管理中，地址变换机构将逻辑地址转换为物理地址，形成该逻辑地址的阶段是（ ）。 ① 编辑 ② 编译 ③ 链接 ④ 装载 5. 采用段式存储管理的系统中，若地址用24位表示，其中8位表示段号，则允许每段的最大长度是_______ A）224 B）28 C） 216 D） 232 6. 作业在执行中发生了缺页中断，经操作系统处理后，应让其执行______指令。 A）被中断的前一条 B）被中断的后一条 C）被中断的 D） 启动时的第一条
7、某基于动态分区存储管理的计算机，其主存容量为55MB（初始为空），采用最佳适配（Best fit）算法，分配和释放的顺序为：分配15MB，分配30MB，释放15MB，分配6MB，此时主存中最大空闲分区的大小是（ ） A：7MB B：9MB C：10MB D：15MB
当该进程执行到时刻260时，要访问逻辑地址为17CAH的数据，请问答下列问题： （1）该逻辑地址对应的页号是多少？ （2）若采用先进先出置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？要求给出计算过程。 （3）若采用时钟置换算法，该逻辑地址对应的物理地址是多少？（设搜索下一页的指针沿顺时针方向移动，且当前指向2号页框）
页号
存储块号
0 1 2 3
5 10 4 7
操作系统第四章进程调度和死锁习题及答案
第四章一、单项选择题1．为了根据进程的紧迫性做进程调度，应采用(B )。
A．先来先服务调度算法 B. 优先数调度算法 C．时间片轮转调度法 D．分级调度算法2．采用时间片轮转法调度是为了( A)。
A．多个终端都能得到系统的及时响应 B．先来先服务C. 优先数高的进程先使用处理器 D．紧急事件优先处理3．采用优先数调度算法时，对那些具有相同优先数的进程再按( A )的次序分配处理器。
A 先来先服务 B. 时间片轮转 C. 运行时间长短 D．使用外围设备多少4. 当一进程运行时，系统强行将其撤下，让另一个更高优先数的进程占用处理器，这种调度方式是( B )。
A. 非抢占方式B．抢占方式 C. 中断方式 D．查询方式5．( B)必定会引起进程切换。
A．一个进程被创建后进入就绪态B．一个进程从运行态变成阻塞态C．一个进程从阻塞态变成就绪态6.( B)只考虑用户估计的计算机时间，可能使计算时间长的作业等待太久。
A．先来先服务算法B．计算时间短的作业优先算法C．响应比最高者优先算法 D．优先数算法7．先来先服务算法以( A )去选作业，可能会使计算时间短的作业等待时间过长。
A．进入的先后次序 B．计算时间的长短 C．响应比的高低 D．优先数的大小8．可以证明，采用( C )能使平均等待时间最小。
A.优先数调度算法 B．均衡调度算法C．计算时间短的作业优先算法 D．响应比最高者优先算法9．在进行作业调度时．要想兼顾作业等待时间和计算时间，应选取(D )。
A均衡调度算法 B．优先数调度算法C．先来先服务算法D．响应比最高者优先算法10．作业调度算法提到的响应比是指( B )。
A．作业计算时间与等待时间之比B．作业等待时间与计算时间之比C．系统调度时间与作业等待时间之比 D．作业等待时间与系统调度时间之比11．作业调度选择一个作业装入主存后，该作业能否占用处理器必须由( D )来决定。
A．设备管理 B．作业控制 C．驱动调度D．进程调度12．系统出现死锁的根本原因是( D )。
操作系统概念 第四五章概念整理
第四章线程1. 引入线程的原因①创建一个进程花费的时间少②个线程的切换花费的时间少③同一进程内的线程共享内存和文件，通信无需调用内核④适合多处理机系统2. 定义：轻量级进程（lightweight process LWP）是进程中的一个运行实体，一个执行单元，是一个CPU调度单位3.线程组成：PC TCB(线程控制块) 栈4.线程调度：Loop {RunThread();ChooseNextThread();SaveStateOfCPU (curTCB); 系统耗费调度延迟LoadStateOfCPU (newTCB);}何时调度：内部：①I/O阻塞②等待信号或其他线程③线程执行field()外部：中断定时器5、内核级线程依赖于OS核心，由内核的内部需求进行创建和撤销，执行一个指定的函数。
• 内核维护进程和线程的上下文信息；• 线程切换由内核完成；• 一个线程发起系统调用而阻塞，不会影响其他线程的运行；• 时间片分配给线程，所以多线程的进程获得更多CPU时间。
❉内核线程的创建和管理要慢于用户线程的创建和管理❤优点：①对于多处理器，内核可以同时调度同一进程的多个线程②阻塞是在线程一级完成③核心例程是多线程的❤缺点：同一进程内的线程切换调用内核，导致速度下降6、用户级线程不依赖于OS核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。
如：数据库系统informix，图形处理AldusPageMaker。
调度由应用软件内部进行，通常采用非抢先式和更简单的规则，也无需用户态/核心态切换，所以速度特别快。
一个线程发起系统调用而阻塞，则整个进程在等待。
时间片分配给进程，多线程则每个线程就慢。
•用户线程的维护由应用进程完成；• 内核不了解用户线程的存在；• 用户线程切换不需要内核特权；• 用户线程调度算法可针对应用优化；❤优点：①线程切换不用调用内核②调度是应用程序特定的，可以选择最好的算法③可以运行在任何操作系统上（只需要线程库）❤缺点：①一个线程发起系统调用而阻塞，则整个进程在等待②内核只将处理器分配给进程，同一进程中的两个线程不能同时运行于两个处理器上7、轻量级线程(LWP)是一种由内核支持的用户线程。
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第四章
一、问答题
1、什么叫临界资源？什么叫临界区？对临界区的使用应符合哪些规则？（同步机制应遵循的准则是什么？）
2、死锁产生的4个必要条件是什么？它们是彼此独立的吗？
3、何谓死锁？为什么将所有资源按类型赋予不同的序号，并规定所有进程按资源序号递增的顺序申请资源后，系统便不会产生死锁？
4、什么是安全状态？怎么判断系统是否处于安全状态？
5、简述死锁定理和解除死锁的方法。
二、计算和证明
1、当前系统中出现下述资源分配情况：
利用银行家算法，试问如果进程P2提出资源请求Request（1，2，2，2）后，系统能否将资源分配给它？
2、若系统有某类资源m×n+1个，允许进程执行过程中动态申请该类资源，但在该系统上运行的每一个进程对该资源的占有量任何时刻都不会超过m+1个。
当进程申请资源时只要有资源尚未分配完则满足它的申请，但用限制系统中可同时执行的进程数来防止发生死锁，你认为进程调度允许同时执行的最大进程数应该是多少？并说明原因。
3、n个进程共享某种资源R，该资源共有m个，每个进程一次一个地申请或释放资源。
假设每个进程对该资源的最大需求量均小于m，且各进程最大需求量之和小于m＋n，试证明在这个系统中不可能发生死锁。
4、当前某系统有同类资源7个，进程P，Q所需资源总数分别为5，4。
它们向系统申请资源的次序和数量如表所示。
回答：
问：采用死锁避免的方法进行资源分配，请你写出系统完成第3次分配后各进程占有资源量，在以后各次的申请中，哪次的申请要求可先得到满足?
5、一个计算机系统有6个磁带驱动器4个进程。
每个进程最多需要n个磁带驱动器。
问当n为什么值时，系统不会发生死锁？并说明理由
6、n个进程共享某种资源R，该资源共有m个可分配单位，每个进程一次一个地申请或释放资源单位。
假设每个进程对该资源的最大需求量均小于m，问各进程最大需求量之和至少小于多少，系统不会发生死锁，并证明。
7. 考虑某一系统，它有4类资源R1，R2，R3，R4，有5个并发进程P0，P1，P2，P3，P4。
请按照银行家算法回答下列问题；
⑴各进程的最大资源请求，已分配的资源矩阵和当前资源剩余向量如下图所示，计算各进程的需求向量组成的矩阵。
⑵系统当前是处于安全状态吗？
⑶当进程P2申请的资源分别为（0,3,2,0）时，系统能立即满足吗？
8、假定系统有4个同类资源和3个进程，进程每次只申请或释放一个资源。
每个进程最大资源需求量为2。
请问，这个系统为什么不会发生死锁？
9、考虑这样一种资源分配策略：对资源的申请和释放可以在任何时刻进行。
如果一个进程的资源得不到满足，则考查所有由于等待资源而被阻塞的进程，如果它们有申请进程所需要的资源，则把这些资源取出分给申请进程。
例如，考虑一个有3类资源的系统，Avai1ab1e=(4,2,2)。
进程A申请(2,2,1)，可以满足；进程B申请（1,0,1），可以满足，若A再申请(0,0,1)，则被阻塞（无资源可分）。
此时，若C申请(2,0,0)，它可以分得剩余资源(1,0,0)，并从A已分得的资源中获得一个资源，于是，进程A的分配向量变成：Available=(1,2,1)，而需求向量变成：Need=(1,0,1)。
⑴这种分配方式会导致死锁吗？若会，举一个例子；若不会，说明死锁的哪一个必要条件不成立。
⑵这种分配方式会导致某些进程的无限等待吗？
10、.有3个进程P1、P2和P3并发执行。
进程P1需使用资源r3和r1，进程P2需使用资源r1和r2，进程P3需使用资源r2和r3。
⑴若对资源分配不加限制，会发生什么情况，为什么？
⑵为保证进程能执行到结束，应采用怎样的资源分配策略？
11、设有A B、C三个进程，它们共享十个资源，每个进程最大需求量分别为4，7，8，它们对资源请求的序列如下表：（8分）
⑴请画出执行完序号4时的资源分配矩阵；
⑵为使系统不发生死锁，执行完序号6时，3个进程各处于什么状态，获得多少
同类资源？
⑶按照上题时的状态，系统会发生死锁吗？为什么？
三、综合题
1、如果有三个进程R、W1、W2共享一个缓冲器B，而B中每次只能存放一个数。
当缓冲器中无数时，进程R可以将从输入设备上读入的数存放到缓冲器中。
若存放到缓冲器中的是奇数，则允许进程W1将其取出打印；若存放到缓冲器中的是偶数，则允许进程W2将其取出打印。
同时规定：进程R必须等缓冲区中的数被取出打印后才能再存放一个数；进程W1或W2对每次存入缓冲器的数只能打印一次；W1和W2都不能从空缓冲中取数。
写出这三个并发进程能正确工作的程序。
2、设计一种可以避免死锁的资源分配算法，要求写明数据结构和相应方案或算法。
3、写一个管程，用于实现读者——写着问题，要求写者优先。
4、生产者消费者问题
5、请设计检测资源分配时系统是否安全的安全检测方案。
6、有一个仓库，可以存放A和B两种产品，但要求：1）每次只能存入一种产品（A或B）；2）-N＜A产品数量—B产品数量＜M。
其中，N和M是正整数。
试用同步算法描述产品A与产品B的入库过程。
7、在一个系统中，不采用死锁避免和预防措施，但当死锁发生后需要能够检测出来，请设计一个可行的死锁检测方案。
8、一个数据文件或记录（统称数据对象），可被多个进程共享。
有些读进程要求读，而另一些写进程对数据对象进行写或修改。
允许多个写进程同时读一个共享对象，决不允许一个写进程和其他读进程或写进程同时访问共享对象。
请用信号量或管程为工具，实现读写进程并发的正确管理。
9、假定有一个信箱可存放N封信，当信箱不满时发信者可把信件送入信箱；当信箱中有信时收信者可从信箱中取信。
用指针R，K分别表示可存信和取信的位置，请用信号量来管理这个信箱，使发信者和收信者能正确工作。
10、考虑三个吸烟者进程和一个经销商进程的系统。
每个吸烟者连续不断地做烟卷并抽他做好的烟卷，做一支烟卷需要烟草、纸和火柴三种原料。
这三个吸烟者
分别掌握有烟草、纸和火柴。
经销商源源不断地提供上述三种原料，但他只将其中的两种原料放在桌上，具有另一种原料的吸烟者就可以做烟卷并抽烟，且在做完后给经销商发信号，然后经销商再拿出两种原料放在桌上，如此反复。
试设计一个同步算法来描述他们的活动。
11、现有四个进程R1、R2、W1、W2，它们共享可以存放一个数的缓冲器B。
进程R1每次把来自键盘的一个数存入缓冲器B中，供进程W1打印输出；进程R2每次从磁盘上读一个数存放到缓冲器B中，供进程W2打印输出。
为防止数据的丢失和重复打印，问怎样用信号量操作来协调这四个进程的并发执行。
12、信号量方法控制进程的执行顺序。
13、a，b两点之间是一段东西向的单行车道，现要设计一个自动管理系统，管理规则如下：当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段，但另一方向的车必须在ab段外等待；当ab之间无车辆在行驶时，到达a点(或b点)的车辆可以进入ab段，但不能从a点和b点同时驶入，当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时，应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。
请用信号量机制为工具，对ab段实现正确管理以保证行驶安全。
14、哲学家就餐问题
15、某寺庙有小和尚和老和尚各若干人，水缸一只，由小和尚提水入缸给老和尚饮用。
水缸可容水10桶，水取自同一口水井中。
水井径窄，每次仅能容一只水桶取水，水桶总数为3个。
若每次入、取水仅为1桶，而且不可同时进行。
试用一种同步工具写出小和尚和老和尚的活动过程。