操作系统的概念和功能
操作系统的概念和功能
计算机是一个高速运转的复杂系统：它有CPU、内存储器、外存储器、各种各样的输入输出设备，通常称为硬件资源；它可能有多个用户同时运行他们各自的程序，共享着大量数据，通常称为软件资源。如果没有一个对这些资源进行统一管理的软件，计算机不可能协调一致、高效率地完成用户交给它的任务。
从资源管理的角度，操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理的软件。它是系统软件中最基本的一种软件，也是每个使用计算机的人员必须学会使用的一种软件。
4．3．1 操作系统功能
操作系统五大管理功能，即作业管理、存储管理、信息管理、设备管理和处理机管理。这些管理工作是由一套规模庞大复杂的程序来完成的。
作业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题。在操作系统中，把用户请求计算机完成一项完整的工作任务称为一个作业。当有多个用户同时要求使用计算机时，允许哪些作业进入，不允许哪些进入，对于已经进入的作业应当怎样安排它的执行顺序，这些都是作业管理的任务。
存储管理解决的是内存的分配、保护和扩充的问题。计算机要运行程序就必须要有一定的内存空间。当多个程序都在运行时，如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个程序服务；当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据“滚入”到内存中来，这些都是存储管理所要解决的问题。
信息管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据。由于计算机处理的信息量很大而内存十分有限，绝大部分数据都是保存在外存上。如果要用户自己去管理就要了解如何将数据存放到外存的物理细节，编写大量程序。在多个用户使用同一台计算机的情况下既要保证各个用户的信息在外存上存放的位置不会发生冲突，又要防止对外存空间占而不用；既要保证任一用户的信息不会被其他用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户共享，这些都是要靠信息管理解决的。信息管理有时也称为文件管理，是因为在操作系统中通常是以“文件”作为管理的单位。操作系统中的文件概念与日常生活中的文件不同，在操作系统中，文件是存储在外存上的信息的集合，它可以是源程序、目标程序、一组命令、图形、图像或其它数据。
设备管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。
处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。
从资源管理的角度来看，可以把操作系统看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从用户的角度看，操作系统是用户和计算机之间的界面。用户看到的是操作系统向用户提供的一组操作命令，用户可以通过这些命令来使用和操作计算机。因而学会正确使用这些命令就成为学会使用计算机的第一步。
4．3．2 操作系统基本类型
计算机上使用的操作系统种类很多，但其基本类型可以划分为三类，即批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。
批处理操作系统的设计目标是为了最大限度地发挥计算机资源的效率；在这种操作系统环境下，用户要把程序、数据和作业说明一次提交给系统操作员，输入计算机，在处理过程中与外部不再交互。分时操作系统的设计目标是使多个用户可以通过各自的终端互不干扰地同时使用同一台计算机交互进行操作，就好像他自己独占了该台计算机一样。实时操作系统则要
求系统能够对输入计算机的请求，在规定的时间内作出响应，一般说这个时间是很短的，如果不能响应其后果往往是很严重的。随着计算机网络的出现而为计算机网络配置的网络操作系统的主要功能则是把网络中各台计算机配置的各自的操作系统有机地联合起来，提供网络内各台计算机之间的通讯和网络资源共享。而在微型机上使用的单用户操作系统的主要功能是设备管理和文件管理，一次只能支持运行一个用户程序，独占系统全部资源；多用户操作系统则可以支持多个用户分时使用。
由于计算机的硬件和软件资源都是在操作系统统一管理、控制下运行的，因而一个计算机系统的性能和操作系统的质量及运行效率有很大关系；从应用的角度看，操作系统和编译程序质量及运行效率甚至比硬件更为重要。在应用中选择怎样的操作系统与应用的要求有很大关系。当前使用比较多的操作系统有UNIX、Linux，MS—DOS 和Windows操作系统。UNIX是1969年由美国电话电报公司（AT＆T）的贝尔实验室推出的一种多用户操作系统，它可运行在不同厂商制造的各种型号的微型机或大型机上。MS—DOS是美国微软公司开发的一种用于个人计算机的操作系统，MVS是运行在IBM大中型计算机上的一个操作系统，可支持400个用户同时使用。Windows是美国微软公司推出的具有多窗口和图形化界面的系统
操作系统复习题概念
1、操作系统是管理系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一种系统软件。配置操作系统的主要目标：方便用户使用；扩大机器功能；管理系统资源；提高系统效率；构筑开放环境。 2、系统调用是一种中介角色，把用户和硬件隔离开来，应用程序只有通过系统调用才能请求系统服务并使用系统资源。系统调用是应用程序获得操作系统服务的唯一途径。系统调用可分为：进程管理、文件操作、设备管理、贮存管理、进程通信、信息维护六类。 3、系统调用的实现原理：⑴编写系统调用处理程序⑵设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参数的个数⑶陷入处理机制，需开辟现场保护，以保存发生系统调用时的处理器现场。 4、系统调用与过程调用的主要区别：⑴调用形式不同⑵被调用代码的位置不同⑶提供方式不同⑷调用的实现不同 5、系统调用的作用：(1)内盒可以基于权限和规则对资源访问进行裁决，保证系统的安全性(2)系统调用对资源进行抽象，提供一致性接口，避免用户使用资源时发生错误且提高编程效率 5、用户态转向核心态：程序请求操作系统服务，执行系统调用；在程序运行时产生中断或异常事件
6、中断的概念：指在程序执行过程中，遇到急需处理的事件时，暂时中止现行程序在CPU上的运行，转而执行相应的事件处理程序，待处理完成后再返回断点或调度其他程序执行。 进程线程区别联系： 进程：是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。 线程：是操作系统进程中能够独立执行的实体，也是处理器调度和分派的基本单位。是进程的组成部分，每个进程内允许包含多个并发执行的实体引入进程的原因：一是刻画系统的动态性，发挥系统的并发性，提高资源利用率。 二是解决共享性，正确描述程序的执行状态。 8、进程最基本的状态有三种：运行态：进程占有处理器正在运行。就绪态：进程具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行。等待态：又称为阻zǔ塞sè态或睡眠态，指进程不具备运行条件，正在等待某个事件的完成。进程状态转换的具体原因：运行态→等待态等待使用资源或某事件发生，如等待外设传输、等待人工干预。等待态→就绪态资源得到满足或某事件已经发生，如外设传输结束；人工干预完成。运行态→就绪态运行时间片到，或出现有更高优先权进程。就绪态→运行态 CPU空闲时被调度选中一个就绪进程执行。 9、进程控制块(PCB)的概念和组成：每个进程有且仅有一个进程控制块（PCB），或称进程描述符，它是进程存在的唯一标识，是操作系统用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构，是进程动态特征的一种汇
操作系统定义、功能,特征
操作系统的定义，功能，特征、文件夹 一、定义 操作系统（Operating System，简称OS）是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。 详细来说，操作系统是为裸机配置的一种系统软件，是用户和用户程序与计算机之间的接口，是用户程序和其他程序的运行平台和环境。它有效的控制和管理计算机系统中的各种硬件和软件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，最大限度地方便用户使用计算机发挥资源的作用 目前常用的操作系统包括：Windows Linux 二、功能 1、 2、资源管理者功能：cpu管理、存储器管理、设备管理、文件管理 3、计算机工作流程组织或者总调度员功能：作业管理、进程管理、中断与事件管理、进程通信、死锁对策 课堂重点：进程与处理机管理作业管理、存储管理、设备管理、文件管理、 三、微观特征：并发性、共享性、不确定性、大量文件系统 四、操作系统类型：批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统
五、操作系统文件夹 1、Windows文件夹（一般在c盘根目录下） 存放操作系统主要文件的文件夹，在安装操作系统过程中创建并将相关文件放在对应的文件夹中，这里面的文件直接影响系统的正常运行，多数都不允许随 意改变。 2、Document and settings（c盘根目录下） 是Windows 操作系统中用来存放用户配置信息的文件夹。 3、Program Files（c盘根目录下） Program Files安装程序的文件夹 4、System volume Information（c盘根目录下） 是windows系统文件夹，中文名称可以翻译为“系统卷标信息”。这个文件夹里就存储着系统还原的备份信息，是一个隐藏的系统文件夹，"系统还原"工具使用该文件夹来存储它的信息和还原点。 5、All Users文件夹（Document and settings目录下） 表示所有用户文件夹，里面包括系统缺省登录时的桌面文件和开始菜单的内容。每个用户对应一个目录，包括开始菜单、桌面、收藏夹、我的文档等等。 6、Cookies文件夹 Cookies又叫小甜饼，是在浏览某些网站时，留在硬盘上的一些资料，包括用户名、用户资料、网址等等。每个用户都有一个Cookies文件夹，位于Documents and Settings 文件夹的每个用户目录中。 7、Favorites文件夹
第2课操作系统的基本概念及发展
第2课操作系统的基本概念及发展 一、教学目标 1．知识与技能 （1）认识计算机操作系统在计算机中的地位和作用 （2）了解计算机操作系统的发展 （3）掌握Windows操作系统的发展及特点 （4）讨论分析操作系统在计算机中的重要性和主要功能 2．过程与方法 （1）以任务为驱动，让学生们学习所涉及到的知识，了解操作系统的重要性及发展历程。（2）在问题情境下，学会思考和解决问题，会根据自己的需要设计计算机软件的配置方案。3．情感、态度价值观 （1）培养学生的自我探究能力和思考能力 （2）培养学生之间的协作合作关系，增强学生合作精神。 （3）培养科学、严谨的学习态度。培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力 二、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。 三、教学难点 Windows操作系统的特点。 四、教学策略 本节是第三章操作系统中的第二课，对于初一的学生来说内容比较枯燥和严谨，也缺乏兴趣。建议以任务驱动法让学生自己去上网或查阅教材来学习，老师做总结，加深学生印象。 ①通过任务驱动法，让学生自己去上网查找，通过直观的文字或图片信息，加深他们对操作系统的概念理解以及操作系统的发展历程。 案例：通过以下几个问题引出今天的内容，让学生们思考并通过上网查找答案来完成这节课的内容。 1.小明的计算机因为中了病毒系统文件被删除，不能正常启动了，我们怎么帮助他呢？2．新买的计算机能直接用吗？ 3．操作系统是属于硬件系统还是软件系统？ 4．苹果牌的笔记本电脑大家试着操作一下看用得惯吗？ 5．比尔?盖茨的生平简介。 6．目前有哪些主流的操作系统？ ②分组协作法、自主探究法 老师布置任务，小组间同学互相商量并总结。 1．尝试着让学生使用DOS，总结和WINDOWS操作系统有什么不同？ 2．让学生总结Windows操作系统的发展历程 3．计算机除了DOS和Windows操作系统外还有那些操作系统呢？ 五、教学资源 网络、极域电子教室系统、课件 六、教学内容或活动
操作系统概念课后习题答案
1.1在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，存资源 1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及
当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。 1.4在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实
时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 1.5描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性） 1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要什举？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。
操作系统课后习题答案2
2. 进程和线程的管理 例题解析 例2.2.1 试说明进程和程序之间的区别和联系。 解进程和程序是既有区别又有联系的两个概念。 进程是动态的，程序是静态的。程序是一组有序的指令集合，是一个静态的概念；进程则是程序及其数据在计算机上的一次执行，是一个动态的集合。离开了程序，进程就失去了存在的意义，但同一程序在计算机上的每次运行将构成不同的进程。程序可看作是电影的胶片，进程可以看作电影院放电影的过程。 一个进程可以执行多个程序，如同一个电影院的一场电影可放映多部影片。 一个程序可被多个进程执行，如同多个影院同时利用一个电影的胶片放映同一部电影。 程序可以长期保存，进程只能存在于一段时间。程序是永久存在的，而进程有从被创建到消亡的生命周期。 例2.2.2 举例说明多道程序系统失去了封闭性和再现性。 解例如，有两个循环程序A和B，共享一个变量N。程序A每执行一次时，都要做N：=N+1操作；程序B则每执行一次时，都要执行print(N)操作，然后再将N的值置成“0”。程序A 和B在多道程序系统中同时运行。假定某时刻变量N的值为n，可能出现下述三种情况：N：=N+1 在print(N)和N：=0之前，此时得到N值变化过程为n+1、n+1、0； N：=N+1 在print(N)和N：=0之后，此时得到N值变化过程为n 、0 、1； N：=N+1 在print(N)之后和N：=0之前，此时得到N值变化过程为n、n+1、0。 所以，在A、B程序多次执行过程中，虽然其每次执行时的环境和初始条件都相同，但每次得到的结果却不一定相同。 例2.2.3 为什么将进程划分成执行、就绪和阻塞三个基本状态？ 解根据多道程序执行的特点，进程的运行是走走停停的。因此进程的初级状态应该是执行和等待状态。处于执行状态的进程占用处理机执行程序，处于等待状态的进程正在等待处理机或者等待其它某种事件的发生。但是，当处理机空闲时，并不是所有处于等待状态的进程都能放到处理机上执行，有的进程即使分配给它处理机，它也不能执行，因为它的执行的条件没有得到满足。因此，将等待状态的进程分成两部分，一部分是放在处理机上就能立即执行，这就是就绪的进程；另一部分是仍需等某种事件发生的进程，即使放在处理机上也不能执行的进程，这就是阻塞进程。 例2.2.4 进程的挂起状态与进程的阻塞状态和就绪状态有何异同？ 解相同点是它们都没有占用处理机。不同点是挂起状态的进程是处于一种静止状态，不会参与对资源的竞争，在解除挂起之前，进程不会有新的资源要求，也不会有占用处理机的机会；阻塞状态和就绪状态的进程均处于活动状态，它们都有获得处理机的机会，都可能有新的资源要求。 例2.2.5 两个并发进程P1和P2的程序代码在下面给出。其中，A、B、C、D和E均为原语。 P1: begin P2: begin A; D; B; E; C; end end 请给出P1、P2两个进程的所有可能执行的过程。
微软操作系统的发展历程
微软操作系统的发展历程
每当提到微软人们总是马上就会想到比尔·盖茨，他一手缔造的微软帝国现如今已成为全球一流的软件公司，他的创业神话总是被人们所津津乐道，比尔·盖茨是多少80后奋斗的榜样，不过说起他的创业故事，那可要追溯到80年之前。1973年，18岁的比尔·盖茨以优异的成绩进入了世界一流的学府——哈佛大学。虽然这是多少人梦寐以求的高等学府，但是与众不同的比尔·盖茨却选择了一条常人看来无法理解的道路，在大学三年级的时候，盖茨毅然决定从哈佛退学了。
凭借大学期间从自己设计的BASIC项目上拿到的版权费，盖茨与孩提时代的好友保罗·艾伦在新墨西哥州中部城市Albuquerque一同创建了“Micro-soft” (确切翻译应该为“微型软件” ) 公司。 当今微软四巨头笑看IT界风云变幻 从那以后，比尔·盖茨把自己的全部精力投入到了喜欢的事业上。也许正因为与众不同，比尔·盖茨才成就了今天的成绩，我想现在无论是谁肯定不会认为盖茨当时的选择是错误的吧!
Windows前身MS-DOS 1979年，盖茨将公司迁往西雅图，并将公司正式改名为“Microsoft”这就是今天全球人民都知道的微软公司了。1981年8月，IBM推出内含Microsoft的16位元操作系统MS-DOS 1.0的个人电脑，并且微软还在之后陆续推出了数个MS-DOS操作系统版本，在当时取得了不俗的成绩。MS-DOS是Microsoft Disk Operating System的简称，意即由美国微软公司(Microsoft)提供的磁盘操作系统。在Windows 95以前，DOS是PC兼容电脑的最基本配备，而MS-DOS则是最普遍使用的PC兼容DOS。最基本的MS-DOS系统由一个基于MBR的BOOT引导程序和三个文件模块组成。这三个模块是输入输出模块(IO.SYS)、文件管理模块(MSDOS.SYS)及命令解释模块(https://www.360docs.net/doc/4d10428596.html,)。 除此之外，微软还在零售的MS-DOS系统包中加入了若干标准的外部程序(即外部命令)，这才与内部命令(即由https://www.360docs.net/doc/4d10428596.html,解释执行的命令)一同构建起一个在磁盘操作时代相对完备的人机交互环境。不过DOS没有图形界面，操作极不方便，学习过的人一定深有体会，于是盖茨敏锐地意识到必须开发具有图形界面的操作系统，这将成为未来的趋势，事实证明他的判断十分准确，试想如果现在打开电脑还是DOS窗口你还会选微软吗? 请大家一定要记住1985年11月20日这个日子，Microsoft Windows 1.0正式发布，并且当时售价100美元，Windows 1.0基于MS-DOS2.0，支持256K的内存，显示色彩为256色。由于是图形化的界面，Windows 1.0支持鼠标操纵和多任务并行，窗口成为Windows中最基本的界面元素。Windows 1.0是微软第一次对个人电脑操作平台进行用户图形界面的尝试，也宣告结束了MS-DOS时代。
《操作系统》(二学期)A卷及答案
操作系统考试题型：选择题、填空题、判断题、简答题、综合题 重点内容： 第一章概述 操作系统基本概念、特征 操作系统发展、多道程序设计概念 操作系统基本类型及特点 操作系统主要功能 处理机工作模式 操作系统的用户接口 系统调用的步骤，常用的系统调用 常见的几种操作系统体系结构 第二章进程与线程 并发与并行的概念、进程的基本概念、特征、状态及其转换、实现、进程与程序的区别与联系、进程创建 线程的基本概念、引入线程的原因、线程的用户空间实现与核心空间实现的特点，进程与线程的区别与联系 原语的概念、进程控制原语 临界资源、临界区、互斥的概念 常见的进程间通信方式 进程间信号量通信方式 调度的层次，进程调度的时机、调度方式，常用的调度算法及评价指标（先进先出,轮转算法,短作业优先算法,响应比高优先算法，优先级调度算法、多队列轮转算法） 第三章死锁 资源，可抢占与不可抢占资源 死锁概念、死锁产生的原因及必要条件 死锁的四种解决策略 鸵鸟算法 死锁检测和死锁恢复 死锁避免、安全状态定义、单个和多个资源的银行家算法， 死锁预防 第四章存储管理 简单存储管理方式——单一分区、多分区存储管理 空闲物理内存管理方式：位图及链表方式 分区内存管理中常用内存分配算法（FFA，BFA，WFA）； 虚拟存储的概念，覆盖及交换技术；
分页存储管理方式的原理、包括地址映射过程、及常用的页面置换策略及算法；（OPT,LRU,NRU,FIFO） 分页系统中页表存在的问题及解决办法（多级，转置） 分页系统中全局与局部策略、页的大小、负载等问题 缺页处理过程 第五章文件系统 文件的逻辑结构、文件存取访问方式 引入目录的原因 文件的物理结构及特征 目录的实现 文件的共享及实现 文件磁盘空间管理 文件系统的可靠性的保证 文件系统的性能 文件的安全访问控制 第六章设备管理 操作系统角度的I/O设备分类 I/O设备组成、控制器功能 I/O设备的两种编址方式、常用的数据传送控制方式； I/O软件分层结构 设备无关软件层的具体功能； 设备驱动程序功能；缓冲的引入、种类及工作原理； 中断处理程序处理步骤 SPOOLING工作原理及主要功能特点； 磁盘硬件原理、磁盘编址、常用的磁盘臂调度算法（FIFO,SJF,SCAN） 安全 文件的保护机制：存取控制表及权限表
第二章操作系统的基本原理
第二章操作系统的基本原理 一、本章需要熟练掌握的内容 1、计算机四大系统资源的管理机制：处理器、存储器、外围设备和文件四大资源的管理。 注重对基本概念的理解： 2、进程 （1）、进程是指一个可并发执行的程序（或程序段）在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程。它是操作系统进行资源分配和调度的一个独立或基本单位。 （2）、进程是动态的，它由操作系统创建并独立地执行，在执行过程中可能因某个条件不足而被暂时“阻塞”，当条件满足时又被“唤醒”并继续执行，直到任务完成而“撤销”。因此，进程有生命期，并在不同的状态之间动态地转换。 （3）、进程的并发特征是指一个进程能和其它进程并行执行，但各进程在逻辑上又相对独立，同时各进程的执行速度是不可预知的、异步的。因此，系统必须为进程提供同步机构，以确保进程能协调操作和共享资源。 （4）、一个进程至少要对应一个或多个程序。不同的进程可以调用同一个程序，但该程序必须在不同的数据集合上执行。 （5）、程序和进程的关系在于：程序是指令的有序集合，是静态的。程序的执行过程才是进程。 3、线程：在现代操作系统中，为了进一步提高进程的并发性，引入了线程（Thread）的概念。简单地说，一个进程可以包含多个线程，此时线程成为处理器调度的基本单位。 4、页式存储： 页式存储基本原理是预先把内存物理空间分成大小相等的存储“块”，比如每块为1k字节，并编上号码，同时把要运行程序的逻辑地址空间分成与“块”大小相同的“页”，也编上号码。
当把程序调入内存时，恰好把程序的某一“页”装入内存某一“块”，而且可以见缝插针地将若干连续的页装入分散的不连续的块中。由于页和块大小相等，所以除了最后一页可能小于块之外，其余都很合适，这样每一个内存碎片的大小不会超过一“块”的大小。 页式虚拟存储就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分成块。在一个进程运行前，不必将其所有页装入内存，而只需先装入当前要运行的若干页。 在运行过程中。一旦发现所需要的程序页不在内存时，便请求系统分配存储块，然后将所需页从外存调入，并在页表中登录新调入的页号与对应的块号。这一调度过程在操作系统控制下自动实现的，用户无须干预。 5、虚拟存储： 当所运行进程需要较大的内存空间，而内存空间又有限时，存储管理提供虚拟存储的功能，将内存和大容量外存有机地结合起来，建立虚拟内存（VM：Virtual Memory），从而大大地扩展程序可运行空间。 虚拟存储的概念可从两个角度来理解。从逻辑存储空间角度看，程序的大小不定，经过编译连接后的目标程序地址多是从零地址开始的一维连续或二维段页式地址。这是一种虚拟地址或逻辑地址，它们都不是程序运行时的真正物理地址。我们把程序逻辑地址的全体所对应的存储器称为虚拟存储器，简称虚存。虚存地址空间大小有可能会超过实际物理内存空间。 从程序设计者角度看，虚拟存储器就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分，当内存空间不足时，参与当前运行的部分程序可以暂存在外存中，一旦需要及时调入内存，而已经在内存中的部分程序目前可能不再使用，可以保存到外存。这样程序设计者不必忧虑内存是否够用，因为有巨大容量的外存可供使用。虚拟存储管理的工作就是及时恰当地调入调出当前程序，为进程提供“透明”的存储空间。 6、段式存储管理： 段式存储把其地址空间在逻辑上划分成若干个段（segment），如代码段、数据段、共享段等，这时用户程序的逻辑地址空间可以看成二维空间，其中一维是段号，另一维是段内从0开始的地址。利用连续可变分区或可重定位分区管理方式，为每一个段分配一个连续分区，而各段之间可以不连续。“段”成为程序的逻辑单位，它是由程序设计人员规定的，其长度随程序的不同而不同。
操作系统的发展与分类
操作系统介绍一、操作系统主要功能 操作系统的基本概念：操作系统是管理和控制计算机软硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，为用户使用计算机提供接口的程序集合。 在计算机操作系统中，通常都设有处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理等功能模块。 处理器管理 处理机管理的主要任务是对处理机的分配和运行实施有效的管理和控制。在多道程序环境下，处理机的和运行都是以进程为基本单位的。进程是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。 处理机管理应实现下述主要功能： (1)进程控制：负责进程的创建、撤销及状态转换。 (2)进程同步：对并发执行的进程进行协调。 (3)进程通信：负责完成进程间的信息交换。 (4)调度：按一定算法进行处理机分配，包括作业调度和进程调度。 存储器管理 存储器管理主要是指针对内存储器的管理。主要任务是：分配内存空间，保证各作业占用的存储空间不发生矛盾，并使各作业在自己所属存储区中不互相干扰。 设备管理 设备管理是指负责管理各类外围设备（简称：外设），包括分配、启动和故障处理等。主要任务是：当用户使用外部设备是，必须提出要求，待操作系统进行统一分配后方可使用。当用户的程序运行到要使用某外设时，由操作系统负责驱动外设。操作系统还具有处理外设中断请求的能力。
文件管理 文件管理是指操作系统对信息资源的管理。在操作系统中，将负责存取的管理信息的部分称为文件系统。文件是在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的有序集合，每个文件都有一个文件名。文件管理支持文件的存储、检索和修改等操作以及文件的保护功能。操作系统一般都提供功能较强的文件系统，有的还提供数据库系统来实现信息的管理工作。 作业管理 每个用户请求计算机系统完成的一个独立的操作称为作业。作业管理包括作业的输入和输出，作业的调度与控制（根据用户的需要控制作业运行的步骤）。 二、操作系统的发展与分类 1、手工操作（无操作系统） 1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，还未出现操作系统，计算机工作采用手工操作方式。 手工操作 程序员将对应于程序和数据的已穿孔的纸带（或卡片）装入输入机，然后启动输入机把程序和数据输入计算机内存，接着通过控制台开关启动程序针对数据运行；计算完毕，打印机输出计算结果；用户取走结果并卸下纸带（或卡片）后，才让下一个用户上机。 手工操作方式两个特点： （1）用户独占全机。不会出现因资源已被其他用户占用而等待的现象，但资源的利用率低。 （2）CPU 等待手工操作。CPU的利用不充分。 2、批处理系统 批处理系统：加载在计算机上的一个系统软件，在它的控制下，计算机能够自动地、成批地处理一个或多个用户的作业（这作业包括程序、数据和命令）。
操作系统概念习题集锦
1 引论 小结 1．计算机系统由硬件和软件组成。硬件是计算机系统的物质基础，操作系统是硬件之上的第一层软件，是支撑其他所有软件运行的基础。 2．多道程序设计是指在存中同时存放多道程序，这些程序在管理程序的控制下交替运行，共享处理机及系统中的其他资源。在单处理机系统中多道程序运行的特点是：·多道：计算机存中同时存放多道相互独立的程序。 ·宏观上并行：同时进入系统的多道程序都处于运行过程中，即它们先后开始了各自的运行，但都未运行完毕。 ·微观上串行：存中的多道程序轮流占有CPU，交替执行。 3．操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，以及方便用户的程序的集合。 4．操作系统有三种基本类型，即批处理操作系统、分时操作系统及实时操作系统。 ·批处理操作系统能对一批作业自动进行处理，在批处理系统中引入多道程序设计技术就形成了多道批处理系统。多道批处理系统的主要特征是用户脱机使用计算机、成批处理及多道程序运行。 ·在分时操作系统中，处理机的运行时间被分成很短的时间片，系统按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用，若某个作业在分配给它的时间片不能完成其计算，则该作业暂时停止运行，把处理机让给另一个作业使用，等待下一轮时再继续其运行。分时系统的特征是同时性、交互性、独立性和及时性。 ·实时系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作。实时系统的主要特征是响应及时和可靠性高。 5．操作系统的特征是并发性、共享性、虚拟性及不确定性。 ·并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。 ·共享是指系统中的资源供多个用户共同使用。 ·虚拟是指把一个物理实体变为若干个逻辑实体。 ·不确定性是指系统中各种事件发生的时间及顺序是不可预测的。 6．操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理。处理机管理的主要功能包括：进程控制、进程同步、进程通信及调度。存储器管理的主要功能包括：存分配、存保护、地址映射及存扩充。设备管理的主要功能包括：设备分配、设备驱动及设备独立性。文件管理的主要功能包括：文件存储空间的管理、目录管理、文件操作管理及文件保护。 7．操作系统提供两种类型的用户接口：命令接口提供一组操作命令供用户直接或间接控制作业的运行；程序接口提供一组系统调用供用户在程序中请求操作系统服务。 习题1 （1）什么是操作系统？从资源管理的角度看，操作系统应具有哪些功能？ （2）操作系统有哪几种基本类型？它们各有何特点？
操作系统的概念和功能
操作系统的概念和功能 计算机是一个高速运转的复杂系统：它有CPU、内存储器、外存储器、各种各样的输入输出设备，通常称为硬件资源；它可能有多个用户同时运行他们各自的程序，共享着大量数据，通常称为软件资源。如果没有一个对这些资源进行统一管理的软件，计算机不可能协调一致、高效率地完成用户交给它的任务。 从资源管理的角度，操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理的软件。它是系统软件中最基本的一种软件，也是每个使用计算机的人员必须学会使用的一种软件。 4．3．1 操作系统功能 操作系统五大管理功能，即作业管理、存储管理、信息管理、设备管理和处理机管理。这些管理工作是由一套规模庞大复杂的程序来完成的。 作业管理解决的是允许谁来使用计算机和怎样使用计算机的问题。在操作系统中，把用户请求计算机完成一项完整的工作任务称为一个作业。当有多个用户同时要求使用计算机时，允许哪些作业进入，不允许哪些进入，对于已经进入的作业应当怎样安排它的执行顺序，这些都是作业管理的任务。 存储管理解决的是内存的分配、保护和扩充的问题。计算机要运行程序就必须要有一定的内存空间。当多个程序都在运行时，如何分配内存空间才能最大限度地利用有限的内存空间为多个程序服务；当内存不够用时，如何利用外存将暂时用不到的程序和数据“滚出”到外存上去，而将急需使用的程序和数据“滚入”到内存中来，这些都是存储管理所要解决的问题。 信息管理解决的是如何管理好存储在磁盘、磁带等外存上的数据。由于计算机处理的信息量很大而内存十分有限，绝大部分数据都是保存在外存上。如果要用户自己去管理就要了解如何将数据存放到外存的物理细节，编写大量程序。在多个用户使用同一台计算机的情况下既要保证各个用户的信息在外存上存放的位置不会发生冲突，又要防止对外存空间占而不用；既要保证任一用户的信息不会被其他用户窃取、破坏，又要允许在一定条件下多个用户共享，这些都是要靠信息管理解决的。信息管理有时也称为文件管理，是因为在操作系统中通常是以“文件”作为管理的单位。操作系统中的文件概念与日常生活中的文件不同，在操作系统中，文件是存储在外存上的信息的集合，它可以是源程序、目标程序、一组命令、图形、图像或其它数据。 设备管理主要是对计算机系统中的输入输出等各种设备的分配、回收、调度和控制，以及输入输出等操作。 处理机管理主要解决的是如何将CPU分配给各个程序，使各个程序都能够得到合理的运行安排。 从资源管理的角度来看，可以把操作系统看作是控制和管理计算机资源的一组程序；从用户的角度看，操作系统是用户和计算机之间的界面。用户看到的是操作系统向用户提供的一组操作命令，用户可以通过这些命令来使用和操作计算机。因而学会正确使用这些命令就成为学会使用计算机的第一步。 4．3．2 操作系统基本类型 计算机上使用的操作系统种类很多，但其基本类型可以划分为三类，即批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。 批处理操作系统的设计目标是为了最大限度地发挥计算机资源的效率；在这种操作系统环境下，用户要把程序、数据和作业说明一次提交给系统操作员，输入计算机，在处理过程中与外部不再交互。分时操作系统的设计目标是使多个用户可以通过各自的终端互不干扰地同时使用同一台计算机交互进行操作，就好像他自己独占了该台计算机一样。实时操作系统则要
考研操作系统-操作系统概念与历史
考研操作系统-操作系统概念与历史 (总分：246.00，做题时间：90分钟) 一、填空题(总题数：12，分数：12.00) 1.在操作系统中，不可中断执行的操作称为 1。 填空项1:__________________ （正确答案：原语操作） 原语操作的英文名称为Atomic Operation，有时也称为原子操作。原子在很长时间内被人类认为是不可分割的最小粒子，因此它引申的意思为不可分割或不可中断。原语操作是操作系统提供并发的基础。 2.UNIX操作系统在结构上分为两个部分： 1和 2。 填空项1:__________________ （正确答案：外壳(Shell)） 填空项1:__________________ （正确答案：内核(Kernel)） 操作系统的实体通常称为内核，它包括操作系统的所有功能构件，如进程管理、内存管理、文件系统等。这些功能构件并不能直接被一般用户使用。为了方便用户使用操作系统，操作系统设计者还为操作系统覆盖了一层外壳，用户通过外壳与操作系统打交道。这个壳可以看成是操作系统的用户界面。 3.特权指令能在 1下执行，而不能在 2下执行。 填空项1:__________________ （正确答案：内核态(Kernel Mode)、用户态(user Mode)） 顾名思义，特权指令具有特权，这个特权就是对计算机资源的访问权力。与此相对的是非特权指令，此种指令不能随意访问计算机的资源。操作系统为了实现特权和非特权指令而设计了内核态和用户态。凡是在内核态下执行的指令都是特权指令，在用户态下执行的指令都是非特权指令。 4.操作系统向用户提供了两类接口：一类是 1，另一类是 2。 填空项1:__________________ （正确答案：命令级接口(command Interface)、程序级接口(Programming Interface)） 对操作系统的使用有两种方式：直接向操作系统发出命令；编程序调用操作系统服务。前一种接口是所谓的命令接口，通过操作系统的壳实现；后一种接口是程序接口，通过操作系统调用(System call)和程序语言库函数实现。 5.分时系统中 1是衡量分时系统性能的一项重要指标。 填空项1:__________________ （正确答案：响应时间(Response Time)） 响应时间指的是在提交任务后，等待系统做出回应的时间。在分时系统下，多个用户分时共享同一个系统。每个用户在用完自己的分时时间段后需要等待别的用户用完它们的分时时间段，这个等待就是用户对系统的最直观感受，等待时间越长，用户感受越差。 6.操作系统的主要功能是 1和 2。 填空项1:__________________ （正确答案：管理(Management)） 填空项1:__________________ （正确答案：魔幻(Illusion)） 管理指的是管理计算机的软硬件资源，如CPU、内存、磁盘、各种表格和数据结构、软件原语等，以保证这些资源在不同用户或程序之间合理分配和使用。魔幻指的是将少变多，难变易，丑变美，如将单CPU通过进程模型虚拟成多个CPU，将有限内存通过虚存变为容量巨大的逻辑内存。 7.在现代操作系统中，资源分配的单位是 1，而处理机调度的单位是 2。 填空项1:__________________ （正确答案：进程(Process)） 填空项1:__________________ （正确答案：线程(Thread)） 在操作系统早期，调度单位和资源分配单位均是进程。随着操作系统的发展，线程作为进程中的一个指令执行序列而成为调度的单位。在线程模型下，进程并不运行，系统执行的是线程。 8.在操作系统中，一种用空间换取时间的资源转换技术是 1。 填空项1:__________________ （正确答案：缓冲技术(Buffering)） 通过提供缓冲区(Buffer)，可以让速度慢的设备与速度快的设备进行沟通与协作。 9.为实现CPU与外部设备的并行工作，系统引入了 1硬件机制。 填空项1:__________________ （正确答案：中断(Interrupt)） 在中断机制下，CPU在发出10命令后即继续执行别的任务。外部设备在完成10后便通过中断告诉CPU，CPU 通过响应中断来处理外部设备的中断请求。
操作系统复习笔记
第一章 1.软件的层次：硬件（裸机）→OS（操作系统）→实用程序→应用程序。 2.虚拟机的概念：通过软件扩充计算机的功能，使功能更加强大，使用更加方便。 3.操作系统的功能： （1）操作系统作为用户与计算机接口。 ①操作系统不但本身具有优良的的图形用户界面，而且与用户界面生成环境一体化，可为用户开发的应用程序自动生成图形用户界面。 ②操作系统与软件开发环境一体化，可按用户要求建立、生成、运行和维护应用程序。 ③与数据库系统一体化。 ④与通讯功能网络管理一体化。 （2）操作系统作为资源管理者。（①处理器管理②存储器管理③输入输出设备管理④信息管理） 4.操作系统的特性：（1）并行性（2）共享性 5.操作系统的分类： （1）多道批处理操作系统 （2）分时操作系统 （3）实时操作系统 （4）Windows NT 课后习题 1.6什么是操作系统，它的主要作用和功能是什么？ 答：操作系统的含义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。 操作系统的主要作用：（1）管理系统资源；（2）使用户能安全方便地共享系统资源，操作系统并对资源的使用进行合理调度；（3）提供输入输出的便利，简化用户的输入输出工作；（4）规定用户的接口，以及发现并处理各种错误的发生。操作系统的主要功能是为用户方便地使用计算机提供更友好的接口和服务。 1.7什么是多道程序设计技术，引入多道程序设计技术的起因和目的是什么？答：（1）所谓多道程序设计是指“把一个以上的作业存放在主存中，并且同时处于运行状态。这些作业共享处理器时间和外部设备等其他资源”。 （2）由于通道技术的出现，CPU可以把直接控制输入输出的工作转给通道。起因：为使CPU在等待一个作业的数据传输过程中，能运行其他作业，我们在主存中同时存放多道作业。当一个在CPU上运行的作业要求传输数据时，CPU就转去执行其他作业的程序。 目的：引入多道程序设计技术的根本目的是提高CPU利用率 1.10 为何要引入分时系统，分时系统具有什么特性？ 答：为了能够提供用户和程序之间有交互作用的系统，所以才要引入分时系统。分时系统具有以下特征：多路性；交互性；独占性。 第二章操作系统的运行环境 课后习题 2.3 什么叫特权指令？为什么要把指令分为特权指令和非特权指令？ 答：特权指令是指在指令系统中那些只能由操作系统使用的指令，这些特权指令
第1-8章 操作系统的基本概念
第1-8章操作系统的基本概念 一、选择题 １．.操作系统是一种(B). A.通用软件 B.系统软件 C.应用软件 D.软件包 2．操作系统_(D)_管理部分负责对进程进行调度。 A.主存储器 B.控制器 C.运算器 D.处理机 3．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 4．操作系统的基本类型有__(B)_. A．批处理系统、分时系统及多任务系统 B.实时、批处理及分时系统 B．单用户系统、多用户系统及批处理系统 D.实时、分时、多用户系统5．所谓_(B)_是指将一个以上的作业放入主存，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 6．关于操作系统的叙述正确的是(A)_. A.批处理作业必须具有作业控制信息 B.分时系统不一定都具有人机交互功 能 B.从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D.由于采用了分时技 术，用户可独占计算机资源 7．如果分时操作系统的时间片一定，那么(B)，则响应时间越长。 A.用户数越少 B.用户数越多 C.内存越少 D.内存越多 8．系统在(C)，发生从目态到管态的转换。 A.发出P操作时 B.发出V操作时 C.执行系统调用时 D.执行置程序状态 字时
9．以下叙述正确的是(C). 低 A.操作系统的作业管理是一种微观的高级管理 B.作业的提交方式有两种， 但对应的作业控制方式只有一种 C.一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历的状态是：后备状态、就绪状态和完成状态。D.多道批处理与单道批处理的主要区别在于它必须有作业调度功能和进程调度功能，内存中可以存放多道作业。 10．_(C)是作业存在的唯一标志。 A.作业名 B.进程控制块 C.作业控制块 D.程序名 11．作业调度算法的选择常考虑的因素之一是使系统有最高的吞吐率，为此应__(B)_____. A.不让处理机空闲 B.能够处理尽可能多的作业 C.使各类用户都满意 D. 不使系统过于复杂 12．当作业进入完成状态，OS(B). A.将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果。 B.将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果。 C.将收回该做业所占资源并输出结果 D.将输出结果并删除内存中的作业13．在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短的算法是(D). A.先来先服务 B.优先数 C.最高响应比优先 D.短作业优先 14．既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是(A). A.响应比高者优先 B.短作业优先 C,.优先级调度 D.先来先服务 15．作业调度程序从处于(D)状态的队列中选择适当的作业投入运行。 A.运行 B.提交 C.完成 D.后备 16．作业从进入后备队列到被调度程序选中的时间间隔称为(C). A.周转时间 B.响应时间 C.等待时间 D.触发时间
操作系统概念课后习题答案
在多道程序和分时环境中，多个用户同时共享一个系统，返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中，能否确保像在与用机器上一样的安全度？并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据；没有合理癿预算来使用资源（CPU，内存，磁盘空闱，外围设备）ｂ．应该丌行，因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译，而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。（ａ）大型电脑戒迷你电脑系统（ｂ）不服务器相联的工作站（ｃ）手持电脑 Answer: （ａ）大型电脑戒迷你电脑系统：内存呾CPU资源，外存，网络带宽（ｂ）不服务器相联癿工作站：内存呾CPU资源（ｃ）手持电脑：功率消耗，内存资源 在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户工作站更好？ Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时，仸务十分巨大，硬件速度径快，分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑，问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小，丏能在个人计算机上合理癿运行时，以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时，个人计算机是最好癿，。 在下面丼出的三个功能中，哪个功能在下列两种环境下，(a)手持装置(b)实
时系统需要操作系统的支持？(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说，操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统，操作系统需要提供虚拟存储器，但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 描述对称多处理（ＳＭＰ）和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点？ Answer:ＳＭＰ意味着所以处理器都对等，而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统，不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作，而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金，返是因为他们能共享外设，大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂（增加计算量、觃模经济、增加可靠性） 集群系统不多道程序系统的区别是什举？两台机器属二一个集群来协作提供一个高可靠性的服务器的要求是什举？ Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面，多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信，而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务，两台机器上癿状态必项被复制，幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时，另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。 试区分分布式系统（distribute system）的客户机-服务器（client-server）模型不对等系统（peer-to-peer）模型