计算机操作系统 第10章 用户接口
(完整版)操作系统课后题答案

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。
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。
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。
20.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。
25.何谓微内核技术?在微内核中通常提供了哪些功能?答:把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式)中去运行,而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。
在微内核中通常提供了进程(线程)管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。
第二章进程管理2. 画出下面四条语句的前趋图:S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a – b;S4=w:=c+1;答:其前趋图为:7.试说明PCB 的作用,为什么说PCB 是进程存在的惟一标志?答: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。
作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序,成为一个能独立运行的基本单位,成为能与其它进程并发执行的进程。
OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。
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.19.为什么要在OS 中引入线程?答:在操作系统中引入线程,则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使OS具有更好的并发性,提高CPU的利用率。
国家开放大学《操作系统》章节测试参考答案

国家开放大学《操作系统》章节测试参考答案第1章操作系统概述一、单项选择题1.操作系统的基本职能是()。
A. 提供用户界面,方便用户使用B. 提供方便的可视化编辑程序C. 提供功能强大的网络管理工具D. 控制和管理系统内各种资源,有效地组织多道程序的运行2.按照所起的作用和需要的运行环境,操作系统属于()。
A. 应用软件B. 系统软件C. 支撑软件D. 用户软件3.在计算机系统中,操作系统是()。
A. 处于裸机之上的第一层软件B. 处于系统软件之上的用户软件C. 处于应用软件之上的系统软件D. 处于硬件之下的低层软件4.现代操作系统的基本特征是()、资源共享和操作的异步性。
A. 程序的并发执行B. 实现分时与实时处理C. 多道程序设计D. 中断处理5.以下不属于操作系统具备的主要功能的是()。
A. 中断处理B. CPU调度C. 内存管理D. 文档编辑6.为用户分配主存空间,保护主存中的程序和数据不被破坏,提高主存空间的利用率。
这属于()。
A. 存储管理B. 作业管理C. 文件管理D. 处理器管理7.操作系统对缓冲区的管理属于()的功能。
A. 设备管理B. 存储器管理C. 文件管理D. 处理器管理8.操作系统内核与用户程序、应用程序之间的接口是()。
A. shell命令B. C语言函数C. 图形界面D. 系统调用9.系统调用是由操作系统提供的内部调用,它()。
A. 与系统的命令一样B. 直接通过键盘交互方式使用C. 是命令接口中的命令D. 只能通过用户程序间接使用10.在下列操作系统中,强调吞吐能力的是()。
A. 多道批处理系统B. 实时系统C. 网络系统D. 分时系统11.批处理系统的主要缺点是()。
A. CPU的利用率不高B. 系统吞吐量小C. 不具备并行性D. 失去了交互性12.为了使系统中所有的用户都能得到及时的响应,该操作系统应该是()。
A. 分时系统B. 网络系统C. 实时系统D. 多道批处理系统13.下面不属于分时系统特征的是()。
操作系统教程第五版费翔林课后答案

操作系统教程第五版费翔林课后答案本文是针对操作系统教程第五版费翔林书籍中的课后题目提供的答案解析。
在这个教程中,费翔林教授详细介绍了操作系统的基本概念、原理和实践,涵盖了进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等各个方面。
通过对这些课后题目的解答,可以更好地理解和巩固操作系统的知识。
第一章:引论1.什么是操作系统?它的主要目标是什么?–答案:操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
操作系统的主要目标是为用户提供一个方便、高效、安全的计算机环境。
2.请简要描述操作系统的角色和功能。
–答案:操作系统有几个角色和功能:•资源管理:操作系统管理计算机的各种硬件资源,包括处理器、内存、存储设备和输入输出设备。
•进程管理:操作系统创建、调度和终止进程,以及处理进程间的通信和同步。
•内存管理:操作系统分配和回收内存,管理虚拟内存,以及处理内存的保护和共享机制。
•文件系统:操作系统管理文件和目录的存储和访问,提供文件的创建、读取、写入和删除等操作。
•设备管理:操作系统管理计算机的输入输出设备,包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
•用户接口:操作系统提供了与计算机交互的界面,包括命令行界面和图形用户界面等。
第二章:进程管理1.什么是进程?进程的状态有哪些?–答案:进程是指在计算机中正在运行的程序的实例。
进程的状态包括:•就绪:进程已经准备好执行,但是还没有被分配到处理器。
•运行:进程正在处理器上执行。
•阻塞:进程由于某些原因不能继续执行,需要等待某个事件的发生。
•终止:进程已经完成或被终止,等待被操作系统回收。
2.请简要描述进程的创建、终止和状态切换的过程。
–答案:进程的创建是通过调用系统调用来完成的,系统为新进程分配资源,并设置进程的初始状态。
进程的终止可以是正常终止(调用系统调用进行退出)或异常终止(例如发生错误)。
进程状态之间的切换通过操作系统的调度算法来实现,例如从就绪状态切换到运行状态,或从运行状态切换到阻塞状态。
计算机操作系统每章习题及答案

计算机操作系统每章习题及答案《操作系统》复习题第一章操作系统引论一、单项选择题1、操作系统是一种( B )。
A.应用软件B. 系统软件C.通用软件D. 工具软件2、操作系统是一组( C )。
A.文件管理程序B.中断处理程序C.资源管理程序D.设备管理程序3、现代操作系统的基本特征是( C )、资源共享和操作的异步性。
A.多道程序设计B. 中断处理C.程序的并发执行D. 实现分时与实时处理4、( 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5、引入多道程序的目的在于( A )。
A. 充分利用CPU,减少CPU等待时间B. 提高实时响应速度C. 有利于代码共享,减少主、辅存信息交换量D. 充分利用存储器6、( A )没有多道程序设计的特点。
A. DOSB. UNIXC. WindowsD.OS/27、下列操作系统中,为分时系统的是( C )。
A. CP/MB. MS-DOSC. UNIXD. Windows NT8、在分时系统中,时间片一定,( B ),响应时间越长。
A.内存越多B.用户数越多C.后备队列越短D.用户数越少9、批处理系统的主要缺点是( B )。
A.CPU的利用率不高B.失去了交互性C.不具备并行性D.以上都不是10、在下列性质中,( D )不是分时系统的特征。
A. 交互性B. 同时性C. 及时性D. 独占性11、实时操作系统追求的目标是( C )。
A.高吞吐率B.充分利用内存C. 快速响应D. 减少系统开销12、CPU状态分为系统态和用户态,从用户态转换到系统态的唯一途径是( C )。
A. 运行进程修改程序状态字B. 中断屏蔽C. 系统调用D. 进程调度程序13、系统调用的目的是(A )。
A.请求系统服务B.终止系统服务C.申请系统资源D.释放系统资源14、系统调用是由操作系统提供的内部调用,它(B )。
操作系统(1~8章的课后习题答案)

1.1:存储程序式计算机的主要特点是:集中顺序过程控制(1)过程性:模拟人们手工操作(2)集中控制:由CPU集中管理(3)顺序性:程序计数器1.2:a:批处理系统的特点:早期批处理有个监督程序,作业自动过渡直到全部处理完,而脱机批处理的特点:主机与卫星机并行操作。
b:分时系统的特点:(1):并行性。
共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。
(2):独占性。
分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务,每个用户的感觉是自己独占计算机。
操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。
(3):交互性。
用户与计算机之间可以进行“交互会话”,用户从终端输入命令,系统通过屏幕(或打印机)将信息反馈给用户,用户与系统这样一问一答,直到全部工作完成。
c:分时系统的响应比较快的原因:因为批量操作系统的作业周转时间较长,而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法,一台计算机与许多终端设备连接,使一台计算机同时为多个终端用户服务,该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间,并提供交互会话功能。
1.3:实时信息处理系统和分时系统的本质区别:实时操作系统要追求的目标是:对外部请求在严格时间范围内做出反应,有高可靠性和完整性。
其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
此外,实时操作系统应有较强的容错能力,分时操作系统的工作方式是:一台主机连接了若干个终端,每个终端有一个用户在使用。
用户交互式地向系统提出命令请求,系统接受每个用户的命令,采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交互方式在终端上向用户显示结果。
用户根据上步结果发出下道命。
分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段,称为时间片。
操作系统以时间片为单位,轮流为每个终端用户服务。
每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。
分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。
计算机操作系统复习知识点汇总

计算机操作系统复习知识点汇总第一章绪论1、操作系统的定义、目标、作用1OS是配置在计算机硬件上的第一层软件;是对硬件系统的首次扩充..2OS的主要目标是:方便性;有效性;可扩充性和开放性.3OS的作用可表现为:a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;一般用户的观点b. OS作为计算机系统资源的管理者;资源管理的观点c. OS实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式;反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..3、多道批处理系统需要解决的问题处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.b. 其中最基本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..5、并行和并发并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能a. 处理机管理功能:进程控制;进程同步;进程通信和调度.b. 存储管理功能:内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等c. 设备管理功能:缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等d. 文件管理功能:对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护7、操作系统与用户之间的接口a. 用户接口:是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务b. 程序接口:是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..第二章进程管理1、进程的定义、特征;进程实体的组成1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..2、进程的三种基本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..3、引起进程进入挂起状态的原因如下:a. 终端用户的请求b. 父进程请求c. 负荷调节的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图— P394、创建进程的主要步骤a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..5、进程控制块PCB的作用1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志3进程与PCB是一一对应的为什么说PCB是进程存在的唯一标志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..6、进程控制块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用原语是由若干条指令组成的;用于完成一定功能的一个过程;与一般过程的区别在于:它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..8、引起创建进程的事件用户登录、作业调度、提供服务、应用请求9、引起进程终止的事件正常结束、异常结束、外界干预10、引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做11、临界资源和临界区1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;不论是硬件临界资源;还是软件临界资源;多个进程必须互斥地对它进行访问..12、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型进程间通信机制包括:共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..14、线程的定义、属性在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..线程具有下述属性:1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..15、进程和线程的比较a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位;b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性;c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源;d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..16.进程与程序的区别①程序是静态的;进程是动态的;②进程更能真实地描述并发;而程序不能;③进程具有创建其他进程的功能;而程序没有④进程只是一次执行过程;有生命周期;而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;17.进程互斥与同步的基本概念i.进程互斥:由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..ii.进程同步:在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..18、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待19.常用的几种信号量机制整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..第三章处理机调度1、高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长;低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..引入中级调度的主要目的:是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程3、进程调度方式1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式——原则:优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..5、调度算法▲1、先来先服务FCFS2、短作业进程优先SJFSPF3、高优先权优先4、高响应比优先调度算法HRN..5、时间片轮转法1 要求:掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价:a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..6 高响应比优先调度算法优先权=等待时间+要求服务时间\要求服务时间响应比=等待时间+要求服务时间/要求服务时间=响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..8、何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法;c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..互斥条件:一个资源一次只能被一个进程使用..请求和保持条件:保留已经得到的资源;还要求其它的资源..不剥夺条件:资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..环路等待条件:系统中的进程形成了环形的资源请求链..9、处理死锁的基本方法1预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件2避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件3检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生4解除死锁—撤销或挂起一些进程10、预防死锁的方法a.摒弃"请求和保持"条件b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件11、银行家算法▲要求掌握能够根据安全性检测算法;通过查找安全序列来判断某个时刻系统是否处于安全状态..能利用银行家算法来计算:当某进程提出资源请求时;系统是否分配..12、死锁检测掌握死锁定理的概念:当且仅当一组进程某个状态S的资源分配图是不可完全简化的;则说明S状态为死锁状态..知道在进行死锁的检测常用的工具是资源分配图;并通过对资源分配图的化简判断一组进程是否处于安全状态无环..第四章存储管理1、存储器按存储量、速度怎么划分至少应具有三级:最高层为CPU寄存器、中间为主存、最底层为辅存;较高档点的根据具体功能还可细分为:寄存器;高速缓存、主存储器、磁盘缓存;固定硬盘、可移动存储介质等6层..主存储器简称内存或主存:容量一般为数十MB到数GB;其访问速度远低于CPU执行指令的速度..为此引入寄存器和高速缓存;寄存器访问速度最快;价格昂贵;容量不大;高速缓存容量大于或远大于寄存器;从几十KB到几十MB;访问速度快于主存储器..2、程序的装入方式绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式3、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接4、对换的定义、分类、实现对换是把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调到外存上;以便腾出足够的内存空间;再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存..以整个进程为单位;称为“整体对换”或“进程对换”;以“页”或“段”为单位;分别称为“页面对换”和“分段对换”;又称为“部分对换”为了实现进程对换;系统必须能实现三方面的功能:对换空间的管理、进程的换出;以及进程的换入..6、基本分页存储管理方式重点考查1、分页的基本原理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片;称为页面或页;将这些页面装入到内存一些不连续的内存块中..若将一个进程的所有页面一次全部装入到内存叫基本分页;若按进程的运行情况分多次部分装入到内存叫请求式分页..由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片;称为页内碎片系统为每个进程建立一张页面映像表;简称页表..页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射..2、分页系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和页表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断页号是否越界;并能掌握地址变换机构图..7 、基本分段存储管理方式1、分段存储管理方式的引入原因引入分段存储管理方式;主要是为了满足用户和程序员的一些需要:方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接2、分段系统的基本原理在分段存储管理方式中;作业的地址空间被划分为若干个二维段;每个段定义了一组逻辑信息;逻辑地址由段号和段内地址组成..每个段在表中占有一个表项;其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”..段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射..将一个作业的这些段装入到内存一些不连续的区域中在分段中一个作业获得的地址空间是不连续的;但是每个段获得的空间是连续的..当将一个作业的所有段一次全部装入到内存的是基本分段;若按作业的运行情况分多次部分装入到内存的是请求式分段..在分段中也会出现碎片..8、分段系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和段表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断段号和段地位移量是否越界..9、分段和分页的主要区别a. 分页和分段都采用离散分配的方式;且都要通过地址映射机构来实现地址变换;这是它们的共同点;b. 对于它们的不同点有三;第一;从功能上看;页是信息的物理单位;分页是为实现离散分配方式;以消减内存的外零头;提高内存的利用率;即满足系统管理的需要;而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位;它含有一组其意义相对完整的信息;目的是为了能更好地满足用户的需要;c. 页的大小固定且由系统确定;而段长度不固定;决定于用户所编写的程序;d. 分页的作业地址空间是一维的;而分段的作业地址空间是二维的.10、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有多次性;对换性和虚拟性三大主要特征;b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性;它是以多次性和对换性为基础的;而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上..11、页面置换算法▲1、先进先出FIFO2、最佳置换算法OPT3、最近最久未使用LRU置换算法4、Clock置换算法5、最少使用LFU置换算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能对前3种算法根据算法思想计算缺页中断次数和缺页中断率;参考书P150页和作业题..2掌握先进先出FIFO、最佳置换算法OPT、最近最久未使用LRU置换算法的性能评价–先进先出:实现简单;性能最差;与进程实际的运行不相适应;且有可能会出现Belady现象即在未给进程或作业分配它所要求的全部页面时;有时会出现分配给作业的内存块数增多;缺页次数反而会增多的奇怪现象–最佳置换算法OPT:理论上;性能最佳;实际上;无法实现;通常只用在研究其它算法时;做参考评价..最近最久未使用LRU置换算法:性能较好;实现复杂;需要硬件支持..12、分段保护采取以下措施保证信息安全:越界检查、存取控制检查、环保护机构第五章设备管理1、I/O设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类:存储设备又称外存、后备存储器、辅助存储器;输入输出设备又可具体划分:输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类:低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备;中速设备行式打印机、激光打印机;高速设备磁带机、磁盘机、光盘机..按信息交换的单位分类:块设备磁盘;字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类:独占设备;共享设备磁盘;虚拟设备2、设备控制器的组成设备控制器由以下三部分组成:1设备控制器与处理机的接口;该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信;提供有三类信号线:数据线、地址线和控制线..2设备控制器与设备的接口;可以有一个或多个接口;且每个接口连接一台设备..每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号..3I/O逻辑;用于实现对设备的控制..其通过一组控制线与处理机交互;处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令;I/O逻辑对收到的命令进行译码..3、I/O通道设备如何引入虽然在CPU和I/O设备之间增加了设备控制器后;已能大大减少CPU对I/O的干预;但当主机配置的外设很多时;CPU的负担仍然很重;为此;在CPU和设备控制器之间又增设了通道..I/O通道是一种特殊的处理机;它具有执行I/O指令的能力;并通过执行通道I/O程序来控制I/O操作..通道与普通处理机的区别:1没有自己的内存;且与主机共享主机内存2执行的指令单一;主要执行与I/O有关的指令..通道分为:字节多路通道主要连接低速字符设备;数组选择通道主要连接高速块设备;数组多路通道主要连接中高速块设备4、有哪几种I/O控制方式各适用于何种场合1I/O控制方式:程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA I/O控制方式、I/O通道控制方式..2程序I/O方式适用于早期的计算机系统中;并且是无中断的计算机系统;中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中;DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O 控制方式;当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式;但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器..5、DMA控制器的组成1DMA控制器由三部分组成:主机与DMA控制器的接口、DMA控制器与块设备的接口、I/O控制逻辑..2DMA方式与中断控制方式的区别:相同点是都是以块为单位进行传输..区别是:1CPU处理中断的时间:●中断控制方式:是在数据缓冲寄存器满之后要求CPU进行中断处理●DMA方式:是在所要求转送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理..这就大大减少了CPU进行中断处理的次数..2数据传送的完成者:●中断控制方式:是在中断处理时由CPU控制完成的;●DMA方式:是DMA控制器完成的..6、为了实现主机与控制器之间成块数据的直接交换;需设置DMA控制器中四类寄存器DR:数据寄存器;暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR:内存地址寄存器DC:数据计数器;存放本次CPU要读或写的字节数CR:命令\状态寄存器;接收从CPU发来的I/O命令;或相关控制信息;或设备状态7、缓冲的引入原因操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点:1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾;2减少对CPU的中断频率;放宽对中断响应时间的限制;3提高CPU与I/O 设备之间的并行性..8、缓冲池的组成、工作方式三个队列:空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区:1用于收容输入数据的工作缓冲区;2用于提取输入数据的工作缓冲区;3用于收容输出数据的工作缓冲区;2用于提取输出数据的工作缓冲区;9、SPOLLing系统的定义、组成、特点SPOOLing系统是对脱机I/O工作的模拟;其必须有高速随机外存通常采用磁盘的支持..SPOOLing系统主要有以下四个部分:1输入井和输出井;为磁盘上开辟的两大存储空间;分别模拟脱机输入/出时的磁盘;并用于收容I/O设备输入的数据和用户程序的输出数据;2输入缓冲区和输出缓冲区;在内存中开辟;分别用于暂存由输入设备和输出井送来的数据;3输入进程SPi和输出进程SPo;分别模拟脱机输入/出时的外围控制机;用于控制I/O过程;4I/O请求队列;由系统为各个I/O请求进程建立的I/O请求表构成的队列..SPOLLing系统的特点:提高了I/O的速度;将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..10、磁盘的类型和访问时间组成磁盘分为两类:固定头磁盘一般为大容量磁盘和移动头磁盘一般为中小型容量磁盘..磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间11、磁盘磁盘调度算法▲1、先来先服务FCFS2、最短寻道时间优先SSTF3、扫描Scan算法又称为“电梯调度算法“4、循环扫描CScan算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能根据算法思想计算碰头的寻道轨迹;寻道距离和寻道时间;参考书P194页和作业题..2掌握算法性能评价●先来先服务FCFS:公平、简单;平均寻道时间可能较长;●最短寻道时间优先SSTF:平均寻道时间比FCFS算法短;但可能会出现“饥饿现象”和“磁臂粘着”现象..●扫描Scan算法:消除了“饥饿”现象;但可能会出现“磁臂粘着”现象..●循环扫描CScan算法:改进了对于边缘区磁道访问的不公平;但可能会出现“磁臂粘着”现象..5.N-Step-Scan和FSCAN算法:可避免出现“磁臂粘着”现象..第六章文件管理1、文件的定义、属性文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合;可分为有结构文件和无结构文件..文件的属性包括:文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间。
计算机操作系统第三版PPT课件

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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
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(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。
(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。
新世纪计算机类本科系列教材
计算机操作系统
(修订版) 汤子瀛 哲凤屏 汤小丹 编著
西安电子科技大学出版社
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目录
第一章 操作系统引论 第二章 进程管理 第三章 处理机调度与死锁 第四章 存储器管理 第五章 设 备 管 理 第六章 文件管理 第七章 操作系统接口 第八章 网络操作系统 第九章 系统安全性 第十章 UNIX系统内核结构
1. 单道批处理系统(Simple Batch Processing System)的处理过程
开始
还有 下 一个 作业 ?
是 把下一个作业的源 程序 转换 为目 标程 序
否
停止
是
源程 序
有错 吗?
否
运行 目标 程序
装配 目标 程序
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图 1-3 单道批处理系统的处理流程
2.
单道批处理系统是最早出现的一种OS,严格地说, 它只能算作是OS的前身而并非是现在人们所理解的OS。 尽管如此,该系统比起人工操作方式的系统已有很大进 步。
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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
从第一台计算机诞生(1945年)到50年代中期的计算机,属于 第一代,这时还未出现OS。这时的计算机操作是由用户(即程 序员)采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统,即由程序员 将事先已穿孔(对应于程序和数据)的纸带(或卡片)装入纸带输入 机(或卡片输入机),再启动它们将程序和数据输入计算机, 然 后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算结果后, 才让 下一个用户上机。这种人工操作方式有以下两方面的缺点:
操作系统与用户的接口

不同的操作系统所提供的系统调用命令的条数、调用格式和 所完成的功能都不尽相同。
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2.1操作系统与用户的接口
从用户程序进入系统调用的执行过程大致为:首先,把系统 调用命令所需的参数或参数区首选首地址装入指定的通用寄 存器;然后设置一条调用指令(如“访管”指令或“软中断” 指令);当用户程序执行到该条调用指令时,就转到系统调 用的处理程序。其处理过程如图2-2所示。
2.1.2命令接口 1.联机命令接口 联机命令接口由一组键盘操作命令组成,是用户以交互方式
请求操作系统服务的手段。用户通过终端或控制台输入操作 命令,向系统提出服务请求。 用户每输完一条命令,控制就转入操作系统的命令解释程序, 系统对该命令解释执行,完成指定的操作。执行完毕,控制 又转回终端或控制台,用户可接着输入下一条命令。如此反 复,直到作业完成。 键盘操作命令的作业控制方式灵活方便,用户可根据运行情 况随时干预自己的作业,但是,系统的资源利用率不太高。
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2.1操作系统与用户的接口
所有计算机的用户都是通过上述接口与操பைடு நூலகம்系统发生联系的。 作业管理涉及的是作业控制级接口的管理。
3.图形用户接口 图形用户接口是近些年一种比较流行的交互式接口。 图形用户接口采用了图形化的操作界面,用非常容易识别的
各种图标来将系统的各项功能、各种应用程序和文件直观地 表示出来。用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应用程 序和文件的操作,此时用户已完全不必像使用命令接口那样 去记住各种子命令名及格式,从而把用户从繁琐且单调的操 作中解放出来,使计算机成为一种非常有效且生动有趣的工 具。
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10.2.1 Shell命令语言简介
►在 L i n u x 系 统 中 , S h e l l 是 命 令 语 言 、 命 令 解 释 程 序 及 程 序 设 计 语 言 的 统 称 , 它是一种具有特殊功能的程序,是用户使用Linux操作系统的命令接口。
10.2.1 Shell命令语言简介
►首 先 , S h e l l 是 一 个 命 令 语 言 解 释 器 。 当 用 户 输 入 命 令 时 , 只 要 是 在 提 示 符 下输入的,总是由 Shell负责对命令进行解释并将其转换成计算机可以执 行的机器码,交给Linux核心去处理。
► $ Command -option argument list
► 例如: ls ►是一条不带选项的显示目录命令,以当前工作目录为缺省参数,打印出当
前工作目录所包含的目录项。 ► rm –f test ►这是一条带选项命令,操作是强制删除test文件。
10.2.2 Shell命令分类
►Shell命令一般分为以下几类: ►1. 文件操作与管理类 ►例如:ls命令: 显示文件或目录; ►c d 命 令 : 切 换 目 录 ; ►mv命令:移动或重命名; ►r m 命 令 : 删 除 文 件 。
10.1.4 联机命令类型
►为了能向用户提供多方面的服务,通常,操作系统都向用户提供了几十条 甚至上百条的联机命令。根据这些命令所完成功能的不同,可把它们分成 以下几类:① 系统访问类;② 磁盘操作类; ③ 文件操作类;④ 目录操作 类;⑤ 通信类; ⑥ 其他命令。
10.1.4 联机命令类型
►为了能向用户提供多方面的服务,通常,操作系统都向用户提供了几十条 甚至上百条的联机命令。根据这些命令所完成功能的不同,可把它们分成 以下几类:① 系统访问类;② 磁盘操作类; ③ 文件操作类;④ 目录操作 类;⑤ 通信类; ⑥ 其他命令。
10.1 用户接口
从计算机产生以来,最基本的操作方式就是键盘命令方式。用户通过键 盘输入命令,对计算机提出要求,完成自己的工作。
对于程序开发人员,需要编制程序来实现自己想要完成的功能,在程序 中经常要使用到操作系统的功能,这就要使用操作系统的程序接口,也 就是系统调用。
10.1 用户接口
而在现代,一般用户最经常使用的方式就是图形用户界面了,也就是图 形用户接口(GUI),不论对计算机熟悉与否,都很容易地通过点击图 标的方式来进行自己的操作。
第10章 用户接口
பைடு நூலகம் 本章目录
10.1 用户接口 10.2 Shell命令语言 10.3 系统调用
10.1 用户接口
10.1.1 命令接口 10.1.2 程序接口 10.1.3 图形接口 10.1.4 联机命令类型
第10章 用户接口
►操作系统不仅是系统资源的管理者,而且要为用户提供服务。通常,用户 使用计算机时,必须通过一定的方式和途径,将自己的使用要求告诉计算 机。用户使用计算机的方式和途径构成了操作系统的用户接口,或称用户 界面(User Interface)。根据不同的服务对象,操作系统会提供不同的 用户接口。
►图形用户接口(Graphical User Interface,简称 GUI,又称图形用户界 面)采用了图形化的操作界面,使用WIMP 技术,将窗口(Window)、图标 (Icon)、菜单(Menu)、鼠标(Pointing device)等元素集成在一起,用非常 容易识别的各种图标来将系统各项功能、各种应用程序和文件,直观、逼 真地表示出来。
10.1.2 程序接口
➢ 用汇编语言编写程序的用户,可以直接向系统提出调用外设的请求; ➢ 用高级语言编写程序的用户,也可以在编程时使用过程调用语句,通过
相应的编译程序将其翻译成系统调用命令,去调用系统提供的各种功能 和服务。 ➢ 程序接口将在后面的10.3和10.4两节介绍。
10.1.3 图形接口
10.2.1 Shell命令语言简介
►其次,Shell自身也是一种解释型的程序设计语言,它允许用户用 Shell语 言编写Shell程序。Shell程序中可以包含绝大多数在高级语言中见到的程 序元素,如函数、变量、数组和程序控制结构。
10.2.1 Shell命令语言简介
►如果在一个命令行中只有一个命令,称之为简单命令。命令由小写字母构 成,命令可带有参数表,用于给出执行命令时的附加信息。命令名与参数 表之间还可使用一种称为选项的自变量, 用破折号开始,后跟一个或多个 字母、数字。
10.1.1 命令接口
►命 令 接 口 是 用 户 利 用 操 作 系 统 命 令 组 织 和 控 制 作 业 的 执 行 或 管 理 计 算 机 系 统。
10.1.1 命令接口
►命 令 接 口 可 以 进 一 步 分 为 联 机 用 户 接 口 和 脱 机 用 户 接 口 。
命令接口
►① 联 机 用 户 接 口 ( 交 互 式 接 口 ) : 它 由 一 组 键 盘 操 作 命 令 组 成 。 用 户 通 过 控制台或终端打入操作命令,向系统提出种种要求。用户每当打完一条命 令,控制就转入解释系统,该系统立即对该命令解释执行,完成指定功能; 然后,又转回控制台或终端,此时,用户又可打入下一条命令。
命令接口
►② 脱 机 用 户 接 口 ( 批 处 理 用 户 接 口 ) : 它 是 由 一 组 作 业 控 制 命 令 ( 或 作 业 控制语言JCL)组成。
10.1.2 程序接口
►程序接口由一组系统调用命令组成,这是操作系统提供给编程人员的接口。 用户通过在程序中使用系统调用命令来请求操作系统提供服务。每一个系 统调用都是一个能完成特定功能的子程序。这是为程序员通过汇编程序与 操作系统打交道而提供的。
10.2 Shell命令语言
10.2.1 Shell命令语言简介 10.2.2 Shell命令分类
10.2 Shell命令语言
►在Linux操作系统中,用户能够通过不同的接口完成各种计算和管理任务。 根据界面的外观和操作特点不同,分为图形用户接口、命令接口以及提供 给编程人员使用的程序接口。
►本节简单介绍Linux 系统命令接口。