第2章 用户接口和作业管理要点
操作系统复习-张尧学
6.按SJF算法计算周转时间
作 业 号 1 2 3 提 交 时 间 10.00 10.10 10.25 执 行 时 间 2.00 1.00 0.25 开 始 时 间 10.00 12.25 12.00 完 成 时 间 12.00 13.25 12.25 周 转 时 间 2.00 3.15 2.00 带 权 周 转 1.00 3.15 8.00
基本特征:
（1）执行的并发性 （2）资源的共享性 （3）操作的异步性
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2. 操作系统的功能
(1). 处理机管理 (2). 存储管理 (3). 设备管理 (4). 文件系统管理
(5).用户接口（作业管理）
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3. 操作系统的三种基本类型及特点
操作系统复习
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考试题型
单选题、填空题 、简答题、综合题
考试范围
第 1 、2 、3 、4 、5 、8 、9 章
重点章节
第2 、3 、4 、5 、8 章
复习内容
各章主要知识点
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第1章 绪论
知识重点
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1. 操作系统的定义及特征
操作系统是管理和控制计算机系统中软硬 件资源，合理组织计算机工作流程，方便用户 操作使用机器的程序的集合。
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3. 地址重定位
将程序中的逻辑地址转换映射成内存中物 理的过程。定位方式有：
(1)静态重定位 程序执行前，由软件一次性完成。 (2) 动态重定位 程序执行中，由专门硬件地址变换机构实现。
第2章 作业2
8.数据流图是常用的进行软件需求分析的图形工具，其基本图形符号是( )
A.输入.输出.外部实体和加工
B.变换.加工.数据流和存储
C.加工.数据流.数据存储和外部实体
D.变换.数据存储.加工和数据流
9.判定表和判定树是数据流图中用以描述加工的工具，它常描述的对象是( )
A.逻辑判断B.层次分解
父图与子图的平衡：子图的输入输出数据流同父图相应加工的输入输出数据流必须一致
局部数据存储：当某慨数据流图中的数据存储不是父图中相应加工的外部接口，而只是本图中某些加工之间的数据接口，则称这些数据存储为局部数据存储。
注意数据流图的易理解性。
⒍什么是数据字典？其作用是什么？共有哪些条目？
数据字典（DD）用来定义数据库流图中的各个成分的具体含义。有以下四类条目：数据流，数据项，数据存储，基本加工。
A．细节B．输入与输出C．软件的作者D．绘制的时间
2．需求规格说明书的内容还应包括对( )的描述。
A．主要功能B．算法的详细过程C．用户界面及运行环境D．软件的性能
3．需求规格说明书的作用不应包括( )。
A．软件设计的依据B．用户与开发人员对软件要做什么的共同理解
C．软件验收的依据D．软件可行性研究的依据
C. a和c D. a和b
15.加工是对数据流图中不能再分解的基本加工的精确说明，下述哪个是加工的最核心( )
A.加工顺序B.加工逻辑
C.执行频率D.激发条件
16.在结构化分析方法中，用以表达系统内数据的运动情况的工具有( )
A.数据流图B.数据字典
C.结构化语言D.判定表与判定树
17.在结构化分析方法中，用状态--迁移图表达系统或对象的行为。在状态--迁移图中，由一个状态和一个事件所决定的下一个状态可能会有( )个
第二章 操作系统
进程通信 进程之间的联系称之为进程通信，用通信原语进行描述。进程 间的基本关系是同步和互斥两种。同步反映了进程间的合作关 系，同步的例子是一个进程需要以另一个进程的输出作为自己 的输入。互斥反映了进程间的竞争关系，互斥的例子是两个进 程可能同时使用同一资源。
死锁 当两个或两个以上的进程因争用系统资源而无休止地互相等待 时，就发生进程死锁，这是系统的一种出错状态，应采取预防 措施避免出现死锁现象。 预防死锁的方法有：静态预先分配所有资源法、有序资源分配 法和受控资源分配法。
网络操作系统（Network operating system）：运 行在局域网上的操作系统。目前，常用的网络操 作系统有NetWare和Windows NT等。 分布式操作系统（Distributed operating system）： 通过网络将物理上分布的具有自治功能的计算机 系统或数据处理系统互连，实现信息交换和资源 共享，协同完成任务。 单用户操作系统（Single-user operating system）：按同时管理的作业数，单用户操作系 统可分为单用户单任务操作系统和单用户多任务 操作系统。单用户单任务操作系统只能同时管理 一个作业运行，CPU运行效率低，如DOS；单用 户多任务操作系统允许多个程序或作业同时存在 和运行。
操作系统的组成
进程管理
进程是是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的 独立单位。 进程与程序具有不同的属性，概括如下： 程序是指令的集合，进程是指令的执行； 程序是静态的概念，进程是动态的概念； 程序存储需要介质，进程执行需要处理机； 程序是永存的，进程的生命是有限的。 进程由三部分组成：进程控制块、程序和数据的集合。
数据库作业第二章第三章
第二章一、思考题1.什么是PSW，它有何作用？psw:操作系统将程序运行时的一组动态信息会聚在一起，称为程序的状态字作用：实现程序状态的保护和恢复3.为什么要把机器指令分成特权指令和非特权指令？应用程序在执行有关资源管理的机制指令时易于导致系统混乱，造成系统或用户信息被破坏，因此在多道程序设计环境中，从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指令系统中的指令分成这两类。
4.试分别从中断事件的性质、来源和实现角度对其进行分类从中断事件的性质和激活的手段来说，可以分成两类：（1）强迫性中断事件强迫性中断事件不是正在运行的程序所期待的，而是由于某种事故或外部请求信息所引起的，分为：机器故障中断事件。
程序性中断事件。
外部中断事件。
输入输出中断事件。
（2）自愿性中断事件自愿性中断事件是正在运行的程序所期待的事件。
按事件来源和实现手段分类：（1）硬中断；硬中断分为外中断（中断、异步中断）和内中断（异常、同步中断）；（2）软中断；软中断分为信号和软件中断。
9.什么是系统调用？试述API、库函数及系统调用间的关系。
叙述系统调用执行流程。
由操作系统实现的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口(Application Programming Interface，API)。
系统调用是一种API，是应用程序同系统之间的接口。
库函数是语言本身的一部分，可以调用多个系统调用；系统调用（函数）是内核提供给应用程序的接口，属于系统的一部分，可以认为是某种内核的库函数；操作系统API是有系统调用（函数）的集合（也就是将许多的系统调用封装在了一起）。
一是编写系统调用服务例程；二是设计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服务例程，有的还包括系统调用自带的参数个数；三是陷阱处理机制，需要开辟现场保护区，以保存发生系统调用时应用程序的处理器现场。
应用程序执行系统调用，产生中断指向内核态，进入陷阱处理程序，它将按功能查询入口地址表，并转至对应服务例程执行，完成后退出中断，返回应用程序断点继续运行。
操作系统导论复习要点(张不同版)
操作系统导论复习要点课程内容第一章操作系统概述（3）第二章进程和处理机管理（2+9）第三章存储管理（6）第四章设备管理（4）第五章文件管理（2）第六章Windows操作系统第七章Unix操作系统第一章操作系统概述本章要点操作系统的地位：从计算机系统结构的角度操作系统的定义：研究操作系统的四种视角现代操作系统的特征、功能、类型基本概念：批处理、多道程序设计、作业、任务、进程和线程、接口、虚拟存储、文件讲课顺序的一些调整1.1 计算机系统概述1.2 操作系统的概念1.3 操作系统的功能1.4 操作系统的用户接口1.5 操作系统的发展史1.6 操作系统的分类1.7 研究操作系统的几种视角●操作系统：管理物理设备。
●实用程序：支持其他软件编制和维护的软件。
●应用程序：特定应用领域的专用软件。
操作系统在计算机系统中的地位1.1 操作系统的地位1.2 操作系统¡ª¡ª四种视角用户接口资源管理虚拟机作业组织软件的视角1.2.1 操作系统--软件的视角操作系统作为软件的外在特性和内在特性外在特性：命令、调用、语法等等内在特性：结构特点1.2.2 操作系统¡ª¡ª用户接口的视角操作系统为用户提供不同的服务，不同的用户提供不同的接口。
最终用户系统用户（用户）命令：指计算机用户要求计算机为其工作的指示。
命令的表现形式：字符形式：比较灵活，但是繁琐而难记菜单形式图形形式：直观易记，不够灵活命令的使用方式：脱机使用方式（off-line）联机使用方式（on-line）1.2.3 操作系统¡ª¡ª资源管理的视角操作系统是计算机系统中各类资源的管理者，它负责分配、回收以及控制系统中的各种软硬件资源。
跟踪资源的使用状况，满足资源请求，提高资源利用率，以及协调各程序和用户对资源的使用冲突。
监视资源分配/回收资源保护资源1.2.4 操作系统¡ª¡ª虚拟机的视角操作系统是建立在计算机硬件平台上的虚拟机器，它为应用软件提供了许多比计算机硬件功能更强或者计算机硬件所没有的功能。
6-作业管理
CH6 作业管理作业管理的主要工作是:A> 对用户作业的合理调度, 以提高系统的吞吐量和减少作业周转时间.B> 提供用户与OS的接口, 以方便用户对作业的运用和控制.本章内容主要有:§1. 作业#1 概念#2 作业状态§2.作业管理的功能#1 作业调度#2 作业控制#3 用户与OS的接口§3. 作业流处理#1 JSP，作业流管理进程#2 JSP工作流程§4. 作业调度#1 作业调度的目标和应考虑的因素#2 作业调度算法#3 相关概念#4 周转时间的计算§1. 作业一、概念1. 在CH1的批处理技术中, 已讲到作业, 即:完成独立事件的程序+数据==>作业步; 如编辑, 编译, 连接, 运行等.作业步+相应的控制信息, 完成某种事务==>作业;作业的有序组合==>作业流2. 作业类型#1 从调度角度分: A> 计算型: 如科学计算作业B> I/O型: 如事务处理作业#2 从控制角度分:A> 脱机作业: 依据作业说明书控制作业运行, 常用于批处理系统, 也称为批量型作业.B> 联机作业: 用键盘命令直接控制作业运行, 常用于分时系统, 也称为终端型作业.二、作业状态一作业从进入到运行结束一般经历三个状态（教材增加了提交状态）, 如下图:后备状态完成状态作业注册/提交作业调度( 图6-1 )1.后备态作业所需信息全部输入外存后, 由注册程序（JSP，作业流管理进程）为其建立作业控制块（JCB）, 并输入到作业后备队列等待作业调度, 此时的状态即为后备态.2.运行态作业调度从作业后备队列中选择一作业进入内存, 建立相应的进程, 此时进入运行态, 可细分为就绪, 执行, 阻塞三基本状态.3. 终止态作业(此时是进程)正常或异常结束时, 自我终止/被迫终止, 便进入终止态. 此时系统回收作业控制块, 然后该作业消亡. 所以终止态存在时间很短暂.§2.作业管理的功能作业管理的功能主要是: 作业调度和作业控制两大块.一、作业调度1、是批处理系统中处理机分配的第一步, 按一定算法从后备作业队列中选择一作业, 分配资源(除处理机外), 创建进程并插入到就绪队列中.2、应指出, 只有批处理系统才有作业调度. 在分时系统中, 由于用户从终端输入的作业直接进入内存而人机交互, 因此不需从外存到内存的作业调度; 在实时系统中, 由于要求的响应时间更为严格, 也不需作业调度.二、作业控制用户通过OS的界面, 向系统发出各种命令, 管理自己作业和控制作业的运行, 一般把作业控制分成以下两类:1、脱机作业控制也称作业的自动控制方式/批处理作业控制. 即用户把其对作业运行的控制意图, 连同程序, 数据和发生故障时的处理方法一起输入到系统（用JCL编写）,由系统自动按预定方案控制作业运行. 一般有:A> 作业控制卡: 控制命令穿孔在卡片上, 顺序执行.B> 作业说明书: 控制命令以类高级语言形式编写, 可转移执行.2、联机作业控制也称作业的直接控制方式/终端型作业控制. 即用户通过终端以人机回话的方式直接控制作业的运行, 而系统也可把运行情况通过终端设施随时告知用户, 以方便用户的控制.显然, 联机作业控制面向新手或调试程序; 而脱机作业控制面向作业的时间运行以提供速度.一般的, 批处理OS都提供显式命令, 使用户可在两种控制方式中随意切换.三、用户与OS的接口OS是计算机裸机与用户的中介, 为方便用户使用OS, OS又提供一个接口/界面, 完成用户与OS的信息交流. 因此, 这个接口是否功能强大, 是否亲切, 将直接影响该OS的受欢迎程度. 用户接口一般分为命令接口和程序接口两类.1. 命令接口通过终端, 命令接口在OS和用户之间提供一种人们易于理解的双向通信机制. 包括:#1 面向脱机作业控制的脱机命令接口, 用作业控制语言JCL编写作业控制命令使系统自动运行.#2 面向联机作业控制的联机命令接口, 用键盘操作命令, 交互地直接控制作业的运行, 这类交互命令可再细分为:A> 面向流的命令系统: 如DOS, UNIX中的SHELL等.B> 面向菜单的命令系统: 如DOSSHELL, NETW ARE中的许多实用程序等.C> 面向图形的命令系统: 如WINDOWS3.1, SYSTEM/MACOS等2. 程序接口这是OS为用户程序访问计算机作业而提供的接口, 由一组系统调用组成.如: DOS的DOS中断例程INT 21H, INT 13H, 16H等; WINDOWS3.1有API.程序员可用汇编直接调用或通过编译系统间接调用OS系统提供的各类服务, 如串/并口的使用, 内存申请/释放, 文件的R/W等等.3. 用户与(#1 命令接口是OS提供的一个更直观, 更友好的应用程序.#2 终端处理程序使脱机用户可直接控制作业运行而成联机用户, 当然其调度策略也相应地有变化.§3. 作业流处理一、JSP，作业流管理进程1、作业三态都是通过JSP来调用相应功能进程完成转换。
计算机操作系统-课后习题答案-张尧学
合理地组织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。
操作系统的基本功能包括：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件系统管理）和用户接类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。
其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。
分时系统（timesharingoperationsystem）：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。
其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。
实时系统（realtimesystem）：在被控对象允许时间范围内作出响应。
其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源资源，并不是真正地同时值行多个作业；而多重处理（multiprocessing）系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。
要有效使用多重处理，必须采用运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备户方式、SPOOLING（Simultaneous Peripheral OperationsOnline）系统和网络输入方式，各有如下特点：（1）联机输入方式：用户和系统通过交互式会话来输入作业。
（2）脱机输入方式：又称预输入方式，利用低档个人计算机作为外围处理机进行输入处理，存储在后备存储器上，然后将此后援存储器连接到高速外围设备上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入工作。
（3）直接耦合方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来，从而省去了在脱机输入中那种依靠人工干预宋传递后援存储器的过程。
（4）SPOOLING系统：可译为外围设备同时联机操作。
在SPOOLING系统中，多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来，作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。
（5）网络输入方式：网络输入方式以上述几种输入方式为基础，当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进4.试述spooling 系统的工作原理6．操作系统为用户提供哪些接口?它们的区别是什么?接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统。
第二章 Windows 7操作系统
512B～32KB，如硬盘、光盘等外存设备。
24
设备分类
在多用户多任务环境下，外部设备必然要被多个用户 程序竞争占用。按设备的共享属性分为：
独占设备：指在一段时间内只能供一个任务单独使用 的设备，如打印机、扫描仪、键盘等。
共享设备：指允许多个任务同时使用的设备，如磁盘。 虚拟设备：将独占设备虚拟成可以共享的逻辑设备，
延时，保证即时性和高可靠性，如金融投资决策、军 事指挥控制、导弹飞行控制等。 嵌入式操作系统〔EOS) 嵌入在各种智能家电、汽车控制系统、智能工控系统、 智能医疗设备等装置中，
11
操作系统的分类
移动设备操作系统 智能 和平板电脑等手持设备安装的操作系
统。 一般都认为它们属于嵌入式设备，但由于它
18
内存管理
寻址空间：
处理器寻找地址的范围是根据设计时地址总线宽度设 定的，如地址总线宽带为36位，就是处理器排布了36 根连接内存的信号线，那么寻址空间为236=64GB。
物理地址：
安装的物理内存按顺序编号，所有单元地址就构成了 一维的线性地址空间，这种内存地址与实际存储单元 一一对应，称为物理地址，或称为绝对地址。
位于硬盘第一个物理扇区的主引导记录，然后将 系统控制权交给主引导记录 引导程序将操作系统的初始化文件、内核文件等 装入到内存，并将CPU控制权移交操作系统内核。 内核载入并运行后，进行一些必要的初始化工作， 如内存分区、创立必须的系统进程等工作，
(1)命令行界面操作系统。例如MSDOS、 Novell Netware。
(2)图形用户界面操作系统。例如Windows。
操作系统的分类 按是否能够运行多个任务进行分类
第5章 作业管理及批处理作业
用户与操作系统的接口
程序接口
• 访管指令主要功能为： （1）传递用户的资源请求，实现从目态到管 态的转换； （2）在管态下，由操作系统根据用户请求， 代替用户完成相应任务； （3）操作系统工作完成后由管态返回目态。
5-23
用户与操作系统的接口
系统调用
• 系统调用 : 系统调用，就是操作系统所提供的某些接口， 通过这些接口，用户在程序中可以调用操作系统 所提供的一些子功能，以完成特定的功能。 • 系统调用是一种特殊的功能调用，它通过访管指 令或软中断的方式，中断现行程序的执行，转去 执行操作系统所提供的子程序，完成特定的系统 功能，然后控制又返回到系统调用命令之后的一 条指令处，被中断的程序将继续执行。
第5章 作业管理及批处理作业
Chapter 5 Job Management and Patch Operation
教学要求
• 本章目的：
– 主要讨论操作系统如何组织作业，如何控制作系统接口、作业的概念；了解作业管理的功能及状态转 换；掌握批处理作业的程序接口、作业组织、作业控制和调度。
5-15
作业管理及批处理作业
5.4 作业的状态及其转换
• 在批处理系统中，一个作业从进入系统到运行结束，一般 需要经过提交、收容、执行和完成四个阶段。作业在这四 个阶段中分别处于提交状态、后备状态、执行状态和完成 状态。
5-16
5-17
作业管理及批处理作业
5.4 作业的状态及其转换
– 提交状态。用户在上机解题前事先准备好作业，包括 程序、数据及作业说明书，将它们制成卡片或纸带信 息，然后提交给计算中心。此时，作业处于提交状态 。 – 后备状态。作业提交后，系统操作员将用户的作业卡 片或纸带，通过脱机输入或SPOOLing系统输入到系 统磁盘的相应盘区（即输入井）中，系统为这些作业 建立作业控制块JCB，以便对作业进行管理。此时， 这些作业被插入到后备作业队列中，并等待被调度执 行，处于后备状态。这一过程称为收容阶段，也称为 作业注册。
第三章作业管理
第三章作业管理3. 1 学习指导操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统一个是程序接口，编程人员使用它们来请求操作系统服务。
按命令方式对作业控制方式的不同，可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。
联机命令接口又称交互式命令接口，它由一组键盘操作命令组成。
用户通过控制台或终端键入操作命令，向系统提出各种服务要求。
在微机系统中，通常把键盘命令分为内部命令和外部命令两大类。
脱机命令接口也称批处理命令接口，它是一组作业控制命令(或称作业控制语言)组成。
脱机用户是指不能直接干预作业运行的用户，他们事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统，当系统调度到该作业时，由系统中的命令解释程序对作业说明书上的命令或作业控制语句逐条解释执行。
程序接口由一组系统调用组成。
用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统提供的服务。
所谓系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。
对操作系统而言，其所提供的系统调用命令条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同。
系统调用命令是为了扩充机器指令、增强系统功能、方便用户使用而提供的。
因此，在一些计算机系统中，把系统调用命令称为广义指令。
广义指令与机器指令在性质上是不同的，机器指令是用硬件线路直接实现的，而广义指令则是由操作系统提供的一个或多个子程序模块实现的。
用户使用操作系统的主要目的是作业处理。
一个作业进入系统到运行结束，一般需经历收容、运行、完成三个阶段，与这三个阶段对应的作业处于后备、运行和完成三种状态。
作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。
常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、响应比高者优先、优先数优先等调度算法。