05 2009 操作系统第5讲：第2章用户接口(SPOOLING)
106250-操作系统(第5版)-3-《操作系统教程》(5版)教学计划说明全
可编辑修改精选全文完整版<<操作系统教程>>(第5版)教学计划说明各学校和学院在教学计划、教学要求、课程设置、学时安排、教学大纲，乃至学生程度等方面存在种种差异，采用本教材授课时，应酌情对内容进行取舍。
课时充分时，可考虑讲授全部内容，否则，突出基本内容，简化实例，重点讲述原理。
(1)共安排54学时(每周3学时×(18)周)讲课，期中和期末测验另行安排时间。
(2)许多院校每学期讲课时间少于18周或有更多学时，则有些章节可以适当减少或增加学时，有些内容可精简不讲或略讲。
同时可以安排课堂讨论，采用分组研讨，课堂汇报，集体评论的形式。
“讨论题”可在电子资料中找到。
(3)采用ppt配合讲课，每次讲授的信息量较大，讲课速度可以提高，ppt讲稿可供学生下载，便于课后复习。
(4)第8章可略去部分或全部，以压缩课时，或者作为一次学术讲座。
(5)操作系统是一门实践性、应用性很强的课程，如果仅仅学习理论知识是很难达到理想教学效果的，必须配合上机实验，既可以单独开课，也可作为课程的一部份。
南京大学在原理教学部分--设计了“模拟类实验”配合原理教学同步进行，可参考本书网站。
实验教学部分—包含了“内核类和应用类实验”，请参考由高教育出版社出版的配套教材<<Linux操作系统实验教程>>。
(6)考试范围重点放在基本概念、基本原理和基本技术方面，实例及涉及具体操作系统细节的内容可以不作为考试范围和要求的重点。
(7)学生成绩考核采取综合评定方式，由以下部分组成：作业10-15%、上机实习20%、课程测验10-15%、期终考试60-50%。
各校可根据具体情况调整比例(实验课也可单独开设，另计学分)。
(8)由于习题较多，思考题由学生自行选做，作业仅布置应用题，每学期拟做50题左右。
注意“应用题参考答案”及“考研真题和参考答案”仅供给选择本教材院校的老师参考，不直接提供给学生使用，每学期均有多所院校学生来函索求答案，我们都会婉言拒绝。
操作系统(第二版)习题答案
第1章一、填空1．计算机由硬件系统和软件系统两个部分组成，它们构成了一个完整的计算机系统。
2．按功能划分，软件可分为系统软件和应用软件两种。
3．操作系统是在裸机上加载的第一层软件，是对计算机硬件系统功能的首次扩充。
4．操作系统的基本功能是处理机（包含作业）管理、存储管理、设备管理和文件管理。
5．在分时和批处理系统结合的操作系统中引入“前台”和“后台”作业的概念，其目的是改善系统功能，提高处理能力。
6．分时系统的主要特征为多路性、交互性、独立性和及时性。
7．实时系统与分时以及批处理系统的主要区别是高及时性和高可靠性。
8．若一个操作系统具有很强的交互性，可同时供多个用户使用，则是分时操作系统。
9．如果一个操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，只追求计算机资源的利用率、大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统。
10．采用多道程序设计技术，能充分发挥CPU 和外部设备并行工作的能力。
二、选择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．操作系统是对C 进行管理的软件。
A系统软件B．系统硬件C．计算机资源D．应用程序3．操作系统中采用多道程序设计技术，以提高CPU和外部设备的A 。
A．利用率B．可靠性C．稳定性D．兼容性4．计算机系统中配置操作系统的目的是提高计算机的B 和方便用户使用。
A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性5．C 操作系统允许多个用户在其终端上同时交互地使用计算机。
A．批处理B．实时C．分时D．多道批处理6．如果分时系统的时间片一定，那么D ，响应时间越长。
A．用户数越少B．内存越少C．内存越多D．用户数越多三、问答1．什么是“多道程序设计”技术？它对操作系统的形成起到什么作用？答：所谓“多道程序设计”技术，即是通过软件的手段，允许在计算机内存中同时存放几道相互独立的作业程序，让它们对系统中的资源进行“共享”和“竞争”，以使系统中的各种资源尽可能地满负荷工作，从而提高整个计算机系统的使用效率。
操作系统第一章详解(考研)精品PPT课件
第一章 操作系统引论
1.1.2 操作系统的作用
1. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
OS 处 于 用 户 与 计 算 机 硬 件 系 统 之 间 ， 用 户 通 过 OS来使用计算机系统。或者说，用户在OS帮助下， 能够方便、快捷、安全、可靠地操纵计算机硬件和 运行自己的程序。
第一章 操作系统引论
(3) 图形、窗口方式：用户通过屏幕上的窗口和 图标来实现与OS的通信，并取得它的服务。（用户 接口）
第一章 操作系统引论
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
第一章 操作系统引论
2. OS作为计算机系统资源的管理者
计算机系统资源： 硬件：处理器
I/O软 件 物理接口
硬件 虚机器
图1-2 I/O软件隐藏了I/O操作实现的细节
第一章 操作系统引论
3. OS实现了对计算机资源的抽象
同样，可以再覆盖一层用于文件管理的软 件，由它来实现对文件操作的细节，并向 上提供一组对文件进行存取操作的命令， 方便用户对文件进行存取。
由此可见，OS是铺设在计算机硬件上的 多层系统软件，它们不仅增强了系统的功 能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由 它们实现了对计算机硬件操作的多个层次 的抽象。
第一章 操作系统引论
外围机（卫星机）
外围机：专门用于与I/O设备打交道，完 成面向用户的输入输出（纸带或卡片）， 中间结果暂存在磁带或磁盘上。
第一章 操作系统引论
1.1.1 操作系统的目标
有效性：提高系统资源的利用率；提高系 统的吞吐量（指系统在单位时间内所完成 的总工作量）。
方便性：配置操作系统后可使计算机系统 更容易使用。
操作系统引论
是非题（续）
5 、一般的分时操作系统无法作实时控制用。 （对）（解释，特殊的HP-UX机启动时将多用 户选成单用户，并提高优先级） 6 、具有多道功能的操作系统一定是多用户操 作系统（错） 7、PC机一个逻辑驱动器号能管理两个以上物 理硬盘。（错）
填空题：
几年前一位芬兰的大学生在internet上公 开发布了以下一种免费操作系统： （ ）windows NT （ 对 ）Linux （ ）UNIX （ ）OS2
在一维空间 ( 命令行界面 ), 操作员记忆、 敲击（键盘）； 第二代用户界面 ：图形界面在二维空间 (图形界面),用户看、点（图符）； 第三代用户界面 ：虚拟现实在三维空间 ( 虚 拟 现 实 的 界 面 元 素 ), 计 算 机 对 人 （语音、视点、姿势）作出反应。
常用作业调度算法：
主要根据用户和资源的关系选定算法。 1、FCFS先来先服务：适用作业均衡情况 2、SJF最短作业优先：适用作业内容参差很不 均衡时有合理性。
填空题：
1、操作系统中用得最多的数据结构是：C 表 格 A 堆栈 B 队列 C 表格 D 树 2、系统调用是（ B ） A 一条机器指令 B 提供编程人员的接口 C 中断子程序 D 用户子程序
第二章：作业管理
三代 用户 界面
自 测 题
常用作 业调度 算法
课堂教案
模拟题
三代用户界面
第一代用户界面 ：操作命令和系统调用
操作系统的属性：响应比、并发性（共 行性）、信息的共享、保密与保护、可 扩充性、可移植性、可读性、可“生成” 性、可测试性、安全可靠性等。
是非题
1、操作系统“生成”，是可以按用户的任意 要求，装配成各种应用核心（ 错 ） 2、多用户操作系统离开了多终端硬件支持， 无法使用。（ 错 ） 3、实时操作系统的响应系数最大，设备利用 率最高。（错） 4、UNIX操作系统的最大特点是多用户，多任 务和到树型文件结构。（对）
操作系统课后习题答案第三版
一、F or personal use only in study and research; not for commercial use二、三、名词解释1、操作系统：是位于硬件层之上，所有其它软件之下的一个系统软件，是管理系统中的软硬资源，使其得以充分利用并方便用户使用的程序集合。
2、进程：具有一定独立功能的程序关于一个数据集合的一次运行活动。
3、线程：也称轻进程，是进程内的一个相对独立的执行流。
4、设备无关性:用户在使用设备时,选用逻辑设备,而不必面对一种设备一种接口.设备管理实现逻辑设备到物理设备的映射,这就是设备无关性.5、数组多路通道:是指连接多台设备.同时为多台设备服务,每次输入/输出一个数据块.这样的通道叫数组多路通道.6、死锁:一组并发进程,因争夺彼此占用的资源而无法执行下去,这种僵局叫死锁.7、文件系统:是指与文件管理有关的那部分软件,被管理的文件及管理所需的数据结构的总体.8、并发进程:进程是一个程序段在其数据集合上的一次运行过程,而并发进程是可以与其它进程并发运行的.9、临界区:是关于临界资源访问的代码段.10、虚拟存储器:是一种扩大内存容量的设计技术,它把辅助存储器作为计算机内存储器的后援,实际上不存在的扩大的存储器叫虚拟存储器.11、动态重定位:在程序运行时,将逻辑地址映射为物理地址的过程叫动态重定位.12、作业：用户要求计算机系统为其完成的计算任务的集合。
13、中断：在程序运行过程中，出现的某种紧急事件，必须中止当前正在运行的程序，转去处理此事件，然后再恢复原来运行的程序，这个过程称为中断。
14、文件:具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。
15、进程互斥:两个或两个以上的进程，不同时进入关于同一组共享变量的临界区域，否则可能发生与时间有关的错误，这种现象叫互斥。
16、系统开销:指运行操作系统程序，对系统进行管理而花费的时间和空间。
17、通道：由通道独立控制完成I/O操作，全部完成后向CPU发出中断，CPU执行中断处理程序。
操作系统第6章(设备管理习题与解答)
第6章设备管理习题与解答6.1 例题解析例6.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。
虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。
当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。
其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。
它的特点是：提高了 I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。
例 6.2.2 有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。
(1) 通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。
因此A是错误的。
(2) 目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。
因此B是对的。
(3) 设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。
通道中断属于设备中断的一种。
因此C是对的。
(4) 通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。
因此D是对的。
(5) 系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。
由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。
因此E是错误的。
操作系统重点知识总结
操作系统重点知识总结操作系统》重点知识总结第一章引论1、操作系统定义：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序的集合。
2、操作系统的作用1. os作为用户与计算机硬件系统之间的接口。
2. 作为计算机资源的管理者3. 实现了对计算机资源的抽象。
3、分时系统原理和特征原理：人机交互、共享主机特征：多路性、独立性、及时性、交互性4、脱机I/O 原理：程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成。
优点：减少了CPU 空闲时间、提高了I/O 速度。
5、操作系统四个基本特征；其中最重要特征是什么？（并发）并发、共享、虚拟、异步第二章进程管理1 、进程定义、进程特征（结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性）1. 进程是程序的一次执行。
2. 进程是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。
3. 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，他是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
动态性、并发性、独立性、异步性。
2、进程的基本状态、相互转换原因及转换图（三态）就绪、阻塞、执行3、具有挂起状态的进程状态、相互转换原因及其转换图（五态）活动就绪、静止就绪、活动阻塞、静止阻塞、执行4、什么是进程控制块？进程控制块的作用进程控制块是用于描述进程当前情况以及管理进程运行的全部信息。
1. 作为独立运行基本单位的标志。
2. 能实现间断性运行方式。
3. 提供进程管理、调度所需要的信息4. 实现与其他进程同步与通信5、临界资源定义、临界区的定义一次只能为一个进程使用的资源称为临界资源。
每个进程访问临界资源的代码称为临界区。
6、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7、记录型信号量的定义，信号量值的物理意义，wait 和signal 操作8、AND 型信号量的定义，Swait 和Ssignal 操作9、经典同步算法：①生产者－消费者问题算法；②不会死锁的哲学家就餐问题算法；③读者－写者问题算法10、利用信号量机制实现进程之间的同步算法（前驱关系、类经典同步问题）11、高级进程通信三种类型。
计算机操作系统-汤小丹第4版复习讲义教程5设备管理
数组选择通道
数据传送是按成组方式进行工作，每次传输一批数据。主要用 于连接高速I/O设备。 优点：可连多台高速设备；传输率较高。 缺点：某子通道不传数据，而使主通道闲置，其它子通道也不能传数据。 所以通道的利用率很低。
设备控制表DCT(device control table) 控制器控制表COCT(controller control table) 通道控制表CHCT（channel control table） 系统设备表SDT(system device table)
5.4 .2 设备分配策略/应考虑的因素
为了提高OS 的可适应性和可扩展性，在现代OS 中 都毫无例外地实现了设备独立性(Device Independence) ，也称为设备无关性。其基本含义是: 应用程序独立于 具体使用的物理设备。为了实现设备独立性而引入了逻 辑设备和物理设备这两个概念。在应用程序中，使用逻 辑设备名称来请求使用某类设备；而系统在实际执行时 ，还必须使用物理设备名称。因此，系统须具有将逻辑 设备名称转换为某物理设备名称的功能。在实现了设备 独立性的功能后，可带来以下两方面的好处。
控制器
控制器
主机I/O系统—具有通道
其它 控制器
设 备
5.2 I/O 控制方式
常用的输入/输出控制方式：
1、程序控制方式 2、中断控制方式 3、直接存储器访问DMA方式 4、通道控制方式
1、程序直接控制方式
处理机对I/O的控制采用程序直接控制方式 。 工作原理：
否
设备是否
“准备就绪”
传送数据
继续主程序
传送
《操作系统》复习知识点2023年修改整理
《操作系统》基本知识点名目第1章 (4)1.操作系统的概念* (4)2.操作系统的历史* (4)3.操作系统的基本类型* (5)4.操作系统的功能* (5)5.研究操作系统的观点* (5)第2章操作系统用户界面 (6)6.操作系统的用户界面有哪些* (6)7.操作系统命令接口的要紧操纵方式 (6)8.作业的的概念、作业状态及作业控制 (6)9.作业建立的方法（SPOOLING系统*） (7)10. UNIX系统的三层结构是哪些？各层包含些什么？* .......... 错误!未定义书签。
第3章进程治理 .. (7)11.在单道程序系统中和在多道程序系统中，程序执行的特点各有哪些？* (7)12.进程的概念* (7)13.进程的特征* (7)14.进程、程序和作业的联系与区别* (8)14.进程的描述* (8)15.进程状态及其转换* (8)16.进程互斥与同步* (9)17.什么是死锁？死锁产生的缘由？产生死锁的必要条件？进程互斥与同步* (12)18.什么是线程？为什么要引入线程？ (13)19. 进程和线程的关系有哪些？ (13)20.引入线程的好处有哪些？* (13)第4章处理机调度 (14)21. 什么是作业调度？什么是进程调度？进程调度的时机有哪些？* (14)22. 常用的调度算法有哪些？它们适用范围如何？* (14)23.完成下列各题： (14)第5章存储治理 (16)24. 要求完成下列各题： (16)25. 要求能做本章所有作业。
* (17)26. 页式治理的优缺点。
(17)27. 段式治理的优缺点。
(18)第7章文件系统 (18)28. 要求完成下列题目: (18)29. 如下图示，是某操作系统在某一时该文件系统治理情况，请回答如下问题： (18)第8章设备治理 (20)30. 设备治理的功能和任务。
* (20)31. 数据传送操纵方式。
* (20)32. 中断的处理过程。
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。
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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。
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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。