操作系统 华理 chapter(1)
2021年华南理工大学 操作系统课后作业一
2021年华南理工大学操作系统课后作业一第一章：操作系统引论1. 什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？答：（1）操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源、合理地组织计算机工作流程、控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。
（2）操作系统的作用在于控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。
2. 简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。
答：采用批处理作业方式的操作系统叫批量操作系统；实时操作系统是指外界事件或数据产生时，能够接收并以足够快的速动予以处理，其处理的结果又能在规定的时间来控制生产过程或对处理系统做出快速响应。
并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统；允许多个联机用户同时使用一台计算机系统进行计算的操作的系统统称为分时操作系统。
3. 从交互性、及时性和和可靠性方面将分时系统和实时系统比较。
答：（1）从交互性分析，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者。
（2）从及时性分析，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。
（3）从可靠性分析，实时系统对系统的可靠性要求比分时系统对系统的可靠性要求高。
4. 当代操作系统的四大基本特征是什么？其最基本的特征是什么？答：当代操作系统的四大基本特征有并发性、共享性、虚拟性和异步性；其中，并发性和共享性是最基本的特征。
5. 操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答：操作系统需要管理设备资源和信息资源两大类。
设备资源指的是组成计算机的硬件设备，如中央处理器，主存储器，磁盘存储器，打印机，磁带存储器，显示器，键盘输入设备和鼠标等；信息资源指的是存放于计算机内的各种数据，如文件，程序库，知识库，系统软件和应用软件等。
华东理工操作系统第讲课件.ppt
精心整理
一、前趋图的定义
初始结点
2
1 3
结点，可表示一语句、 程序段或进程
5
7
直接前趋
6
4
直接后继
前趋关系
前趋关系： P1 P2 ， P2 P5 ， P5 P7
P1 P3 ， P3 P5
P1 P4 ， P6 P7 精心整理
封闭性—在封闭环境下执行，独占全机资源， 执行结果不受外界影响。
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“走走停停”地执行，都 将获得相同的结果。
精心整理
三、程序并发执行（1）
在处理一批作业时，有的程序可实现并发执行
I1
I2
I3
终止结点
有向无循环图, 记作DAG
前趋图：
定义：有向无循环图，是一个二元组，由结点的集合 和有向边组成。其中：
结点：表示一条语句、一个程序段或一个进程
有向边：两个结点之间的前趋关系“
”
（
={(Pi,Pj)|Pi必须在Pj开始执行之前完成}）。
直接前趋、直接后继
初始结点、终止结点
进程的基本概念与控制 进程的基本概念 进程控制 线程的基本概念 UNIX中进程的描述与控制
进程同步与通信 进程同步 经典进程的同步问题 管程机制 进程通信 UNIX中进程的同步与通信
调度与死锁（第3章） 精心整理
2.1 进程的基本概念
前趋图 程序顺序执行 程序并发执行 进程的描述
精心整理
Eg1： 以下三条语句的前趋图为：
华南理工大学《操作系统》试题一【中文有答案】Word版
《操作系统》试题一一、单项选择题（20分）1．在下列性质中，（）不是分时系统的特征。
a. 多路性b. 交互性c. 独占性d. 成批性2．分时系统的响应与下列哪一个因素无关。
（）a. 时间片长短b. 系统时钟的频率c. 终端用户数d. 主存和后援存储器之间的信息对换量3．多进程的系统中，为了保证公共变量的完整性，各进程应互斥进入临界区。
所谓临界区是指（）。
a. 一个缓冲区b. 一段数据区c. 同步机制d. 一段程序4．一个进程是（）。
a. 由协处理机执行的一个程序b. 一个独立的程序+数据集c. PCB结构与程序和数据的组合d. 一个独立的程序5．并发进程之间（）。
a. 彼此无关b. 必须同步c. 必须互斥d. 可能需要同步或互斥6．实现进程之间同步与互斥的通信工具为（）。
a. P、V操作b. 信箱通信c. 消息缓冲d. 高级通信7．最佳适应算法的空白区是（）。
a. 按大小递减顺序排列b. 按大小递增顺序排列c. 按地址由小到大排列d. 按地址由大到小排列8．存储管理方案中，（）可采用覆盖技术。
a. 单一连续区存储管理b. 可变分区存储管理c. 段式存储管理d. 段页式存储管理9．作业在执行中发生了缺页中断，经系统将该缺页调入内存后，应继续执行（）。
a. 被中断的前一条指令b. 被中断的指令c. 被中断的后一条指令d. 程序的第一条指令10．采用（）不会产生内部碎片。
a. 分页式存储管理b. 分段式存储管理c. 固定分区式存储管理d. 段页式存储管理11．联想存储器在计算机系统中是用于（）的。
a. 存储文件信息b. 与主存交换信息c. 地址变换d. 存储通道程序12．在可变式分区分配方案中，将空白区在空白区表中按地址递增次序排列是（）。
a. 最佳适应算法b. 最差适应算法c. 最先适应算法d. 最迟适应算法13．在下列存储管理方案中，不适应于多道程序设计的是（）。
a. 单一连续区分配b. 固定式分区分配c. 可变式分区分配d. 段页式存储管理14．I/O交通管制程序的主要功能是管理（）的状态信息。
2015华南理工(网院操作系统课后作业)
第一章：操作系统引论1.什么是操作系统？从用户的观点和资源管理的观点来看操作系统各有什么作用？答：操作系统(operating system)是用户和计算机之间的界面. 一方面操作系统管理着所有计算机系统资源, 另一方面操作系统为用户提供了一个抽象概念上的计算机. 在操作系统的帮助下, 用户使用计算机时, 避免了对计算机系统硬件的直接操作。
1）处理机管理的功能。
2）存储器管理的功能。
3）文件管理的功能。
4）设备管理的功能。
5）用户接口。
2.试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。
答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。
（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。
不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。
（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。
因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。
3.操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？答:操作系统（Operating System，简称OS），是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件，同时也是计算机系统的核心与基石。
它的职责常包括对硬件的直接监管、对各种计算资源（如内存、处理器时间等）的管理、以及提供诸如作业管理之类的面向应用程序的服务等等。
4.操作系统有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答:(1)并发性(concurrence)是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生. 操作系统是一个并发系统, 操作系统的并发性指它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力.(2)共享性(sharing)是指OS中的资源(硬件/信息资源)可被多个并发执行的进程共同使用. 有互斥访问共享, 同时访问共享.(3)异步性(asynchronism), 或称随机性, 指进程按各自独立的，不可预知的速度向前推进，或说进程实体按异步方式运行.(4)虚拟性(virtual)是指OS中的一个管理技术, 它是把物理上的实体变成逻辑上的多个对应物, 或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术.第二章：进程管理1．PCB有什么作用？PCB中主要包括什么信息？为什么说PCB是进程存在的唯一标志？答:进程控制块(Process Contro1 B1ock，简称PCB)是用来记录进程状态及其他相关信息的数据结构,PCB是进程存在的唯一标志，PCB存在则进程存在。
华南理工大学-操作系统课件PPT
第1章 操作系统概论
1
本章知识点
1.1 操作系统的作用 1.2 操作系统的演变 1.3 操作系统的主要成就 1.4 操作系统举例 1.5 操作系统的主要研究课题
2
1.1 操作系统的作用
操作系统是
控制应用程序执行， 充当硬件系统和应用程序(用户)之间界面(方便用户)
的软件。
用户1…n 应用程序1,2…
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1.3.2 存储管理
虚拟处理器 读、写
复制
文件
虚拟存储器
(a) 用户观点
长期存储设备
实 际 处 理 器虚 拟 地 址(地 映 址 射 转 换 器 器 ) 存 储 器
内存 交 换
辅存
地 址
(b) 操作系统设计者观点 37
1.3.3 信息保护和安全性
与计算机系统和存储在其中的信息的存取控制 有关的4种保护策略： ①不共享。 ②共享原始程序或数据文件。 ③无存储子系统。 ④控制信息的分布。
➢ 微观上串行运行： 各作业交替使用 CPU
主要优点：
通过将用户的CPU请求和I/O请求重叠起来，
以此来提高CPU的利用率。
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多道程序设计技术的要求
➢ Memory management(存储管理)– 系统必须为若干作业分派空间
➢ CPU scheduling (CPU调度) – 系统必须在就绪作业中挑选
然后将整批作业放入由监控器管理的输入设备上， 每当一个程序执行完毕返回监控器时，监控器已自动装 入下一个程序。
减少安装磁带、装入程序和返绕磁带等有关的工序浪费的 时间，因此，也就减少了计算机的空闲时间。
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➢ 系统对作业的处理是成批地进行 ➢ 作业在系统中配置的监督程序控制下，
操作系统第一章.ppt.Convertor
教材计算机操作系统教程（第3版）张尧学史美林张高编著清华大学出版社参考书汤子瀛，计算机操作系统，西安电子科技大学出版社，1988年孙仲秀等，操作系统教程高等教育出版社1995年12月(第二版)William Stallings, Operating Systems(3rd edition), 清华大学出版社, 1998年6月David A. Solomon, Mark E. Russinovich, Inside Microsoft Windows 2000, 3rd Edition, Microsoft Press, 2000课程主要内容用户接口进程管理处理机管理存储管理文件系统外部设备管理操作系统的功能管理系统软硬件资源扩展计算机的功能向用户提供服务课程的目的与要求课程目的对操作系统的基本概念和基本结构有清楚的认识从资源管理的角度领会操作系统的原理、功能和技术提高运用理论知识解决实际问题的能力。
课程要求掌握现代操作系统的基本概念、基本原理和基本方法能设计并使用程序设计语言编制和调试操作系统的关键算法和组成模块了解和熟悉操作系统在计算机系统中的作用和地位，与硬件和其它软件的关系了解操作系统控制计算机系统工作的全过程第一章绪论什么是操作系统操作系统的发展历史操作系统的分类操作系统的特征操作系统的功能操作系统的结构什么是操作系统操作系统的地位和目标操作系统的作用和组成操作系统举例操作系统的地位和目标图1.1 计算机系统的组成操作系统在计算机系统中的地位操作系统的地位：紧贴系统硬件之上，所有其他软件之下（是其他软件的共同环境）引入操作系统的目标有效性（系统管理人员的观点）：管理和分配硬件、软件资源，合理地组织计算机的工作流程方便性（用户的观点）：提供良好的、一致的用户接口，弥补硬件系统的类型和数量差别可扩充性（开放的观点）：硬件的类型和规模、操作系统本身的功能和管理策略、多个系统之间的资源共享和互操作操作系统的定义操作系统是计算机系统中的一个由一系列模块构成的系统软件，它管理和控制计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机的工作流程，以便有效地利用软硬件资源为用户提供一个功能强、使用方便的工作环境，从而在计算机和用户之间起到接口的作用。
操作系统第四版第一章
新世纪计算机类本科系列教材
计算机操作系统
（第四版）
汤小丹等 编著
西安电子科技大学出版社
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章
目录
操作系统引论 进程的描述与控制 处理机调度与死锁 存储器管理 虚拟存储器 输入输出系统 文件管理 磁盘存储器的管理 操作系统接口 多处理机操作系统 多媒体操作系统 保护与安全
多道程序环境下，进程以独立的、不可预知的速度向前推进，即为异步 运行方式。
多个程序异步并发执行带来了二种不确定性： (1)每个程序（进程）执行的速度和时间不确定，各程序（进程）之间推进的序列也不 确定。即是不可预测的。 (2)每个程序（进程）执行结果不确定，即对同一程序，给定相同的初始条件、在相同 的环境下进行多次执行，却可能获得完全不同的结果，这也称为程序并发执行的不可 再现性。
• 用户独占全机 • CPU等待人工操作，程序通过卡片人工装入、卸下 • 一次完成一个功能（计算，I/O，用户思考/反应）
缺点： 造成人机矛盾和CPU与I/O之间的矛
盾，工作效率非常低
每一用户都要自行编写涉及到硬件 的源代码
工作量大，难度高，易出错，需要 大量人力和物力
2.脱机输入/输出方式 联机输入/输出方式：所有工作交CPU
合理：
公平与否，如果不公平则会产生“死锁” 或“饥饿”
方便：
用户界面
卡
卡片
片
阅
读
机
IBM1 401
磁带机
早期批处理系统
打 印 机
IBM7 094
IBM1 401
输入磁带
输出磁带
Operating System
华东理工815操作系统第13讲
0,1,2,…,n-1
物理地址和逻辑地址（2）
逻辑地址（程序地址，相对地址，虚地址）
用户编制的源程序，存在于程序员建立的符 号名字空间内，经过汇编或编译后形成若干目标 代码，这些目标代码连接后形成可装入程序，这 些程序通常采用相对地址的形式，其首地址为0， 其余指令中的地址都相对于首地址而编址。 不能用逻辑地址在内存中读取信息
内存空间的划分：将内存空间划分为若干个固定大 小的分区，除OS占一分区外，其余的每一个分区装 入一道程序。分区的大小可以相等，也可以不等， 但事先必须确定，在运行时不能改变。即分区大小 及边界在运行时不能改变。 系统需建立一张分区说明表或使用表，以记录分区 号、分区大小、分区的起始地址及状态（已分配或 未分配）。
第三步
（3）装入：由装入程序将装
入模块装入内存
内存
4.2
程序的装入和链接
绝对装入方式 可重定位装入方式 动态运行时装入方式
程序的装入
程序的链接
根据链接时间的不同，可将链接分成三种：
静态链接 装入时动态链接
运行时动态链接
物理地址和逻辑地址（1）
内存的结构：由若干存储单元组成，以字节为单位。
1、分区分配中的数据结构（1）
空闲分区表
用来登记系统中的空闲分区（分区号、分区起始 地址、分区大小及状态）。
分区号 1 2 3 4 5 大小KB 32 … 520 … … 起始地址KB 352 … 504 … … 状态 空闲 空表目 空闲 空表目 …
1、分区分配中的数据结构（2）
空闲分区链
用链头指针将系统中的空闲分区链接起来， 构成空闲分区链。每个空闲分区的起始部分存放 相应的控制信息（如大小，指向下一空闲分区的 指针等）。