計算機操作系統操作系統（OperatingSystem）概念一、系統資源：硬件+軟件系統資源：讓計算機工作所需要的所有東西。系統資源

硬件資源：

軟件資源

CPU，內存，I/O設備

系統軟件：應用軟件：

OS和其他系統管理軟件

word,電子表格，瀏覽器等。結論1：OS是系統軟件。

OS的位置

對內：所有硬件都包含在其內部，OS把所有硬件管理起來，對硬件進行全面控制，全面管理。

對外：所有軟件的運行都建立在OS之上的。結論2：OS管理計算機系統資源，方便用戶三、OS的定義OS是計算機系統中的一種系統軟件，它用于管理計算機系統的軟、硬件資源，控制程序的運行，并為用戶使用計算機提供方便的接口。OS的角色：①管理員②指揮員③接待員四、OS的目的：①提高系統資源的利用率：使計算機系統資源更好、更充分地被用戶利用。②高效：提高系統的效率③方便用戶：使用戶更方便地使用計算機。④可擴展：系統功能和結構的擴展不影響原有功能的使用。⑤開放：不同的計算機及設備能集成起來并有效、正確地被使用，實現應用程序的可移植性和互操作性。早期手工階段46~50年代初（無操作系統）操作系統的演變單道批處理58年前后多道程序系統65年前后分時OS66年前后實時OS68年前后單用戶OS，網絡OS70年代分布式OS（多機OS）、嵌入式OS、智能OS90年代早期批處理引入：為解決人-機速度不匹配實現：通過應用一種稱為監控器的軟件，使用戶不必直接接觸機器，而是先通過卡片機和紙帶機向計算機控制器提交作業，由監控器將作業組織在一起構成一批作業，然后將整批作業放入由監控器管理的輸入設備上，每當一個作業執行完畢返回監控器時，監控器自動裝入下一個作業。單：任何時刻機器中處理的作業只有一道。批：磁帶上總是有一批作業等待處理。特點：多道：計算機內存中同時放幾道互相獨立的程序。宏觀上并行：同時進入系統中的幾道程序都處于運行狀態，即：都開始運行且沒運行完成。微觀上串行：各到程序輪流使用CPU。實質是“宏觀上并行，微觀上串行。”吞吐量：在單位時間內計算機系統完成的作業的道數。多道程序設計：將一個以上的作業放入主存，并且同時處于運行狀態，這些作業共享處理機的時間和外圍設備等其他資源。多道批處理：采用多道程序設計技術實現的批處理系統。多道程序系統的出現標志著在操作系統漸趨成熟的階段先后出現了作業調度管理、處理機管理、存儲器管理、外部設備管理、文件系統管理，用戶接口等功能分時操作系統引入：批處理系統采用人脫機的方式工作，但有時不方便，不能滿足所有的需要。實現：一臺主機外接多個終端，每個用戶占一臺終端（CRT+鍵盤，是一種只有I/O而沒有CPU的設備），CPU采用把時間分片的方法輪流為每個終端用戶服務（即時間片輪轉的方法），保證每個用戶的響應時間。時間片：CPU的時間段，時間片的大小由操作系統決定，可以是固定時間片（每個時間段長度一般為0.2s），也可以是可變時間片。時間片一定，用戶數與響應時間成反比。分時技術：把處理機的運行時間分成很小的時間片，按時間片輪流把處理機分給各聯機作業使用，若某個作業在給定的時間片內不能完成，該作業暫時中斷，處理機讓給其它作業，等下一輪時間繼續運行。實時操作系統引入：60年代中期，計算機發展進入第三代，使機器性能得到了顯著的提高，應用范圍迅速擴大，從傳統的科學計算擴展到商業數據處理以及各行各業，如工廠的生產控制、醫療診斷、教學以及飛機訂票等，尤其是它應用于高科技，如：控制導彈發射，需要根據目標及時調整方向，各種參數需要隨時改變，這時分時和批處理都解決不了，就引入實時系統。即：為滿足自控等方面的需求而引入實時系統，主要解決那些需要在規定時間內處理完的問題。發展：在嵌入式計算方面得到發展，特別是移動計算等非PC機、PDA和手機等。通用操作系統引入：批處理系統的不斷發展，分時系統的不斷改進，實時系統的出現及應用范圍的日益廣泛，致使操作系統日益完善，出現了通用操作系統。通用操作系統：同時兼有多道批處理，分時，實時三種系統的功能或具有其中兩種系統的功能。操作系統的進一步發展PC機操作系統：網絡操作系統分布式操作系統智能化操作系統嵌入式操作系統操作系統的基本類型按用戶個數單用戶多用戶

按任務數分單任務多任務按CPU個數單CPU多CPU按使用環境及對作業的處理方式批處理操作系統分時操作系統實時操作系統個人計算機操作系統網絡操作系統分布式操作系統16解：進程 最大 占有 尚需 可用————————————————————————1 70 45 25 25

2 60 40 203 60 15 454 60 25 35安全序列為：1、2、3、4所以系統是安全的，可以進行分配。地址變換為實現從邏輯地址到物理地址的轉換，在系統中設置了段表寄存器，用于存放段表始址和段表長度。為了提高內存的訪問速度，也可以使用快表。定義：OS中與文件管理有關的那部分軟件、被管理的文件以及實施管理所需的一些數據結構（包括各級目錄、索引表等）的總體。從系統的角度講：文件系統是對文件的存貯空間進行組織、分配、回收、負責文件的存儲，并對存入文件實施保護、檢索的系統。它負責為用戶建立文件、存入、讀寫、修改、轉儲、控制文件的存取、撤消文件。三、文件系統文件系統主要實現按名存取。用戶只有知道文件名即可存取文件中的信息。而無需知道文件究竟存放在什么地方。從用戶角度看：⑴按名存取：用戶只要知道文件名，無需知道文件的物理位置和結構、文件物理位置的變化，并不影響文件的存取。文件系統的功能⑵統一性：對文件操作有很多：隨機訪問、順序訪問、建立刪除、讀寫等。文件系統向用戶提供了統一的界面來完成各種不同的操作。⑶文件的共享與保護：用戶希望自己存放在文件系統中的文件能安全可按照用戶的愿望實現共享，因些文件系統提供各種可靠的安全保護設施以防止未授權的用戶對文件進行非法操作，并防止該操作造成的信息破壞。⑴有效地分配文件存貯器的存儲空間文件系統的任務⑵提供文件的邏輯結構，物理結構和存取方法⑶實現文件的邏輯結構轉變成物理結構⑷實現文件的共享，提供各種存取控制機制⑸提供文件的各種操作界面。21選擇題1.文件系統采用多級目錄結構后，對于不同用戶的文件，其文件名

。 A．應該相同B．應該不同 C．可以相同也可以不同D．受系統約束C2.文件的邏輯組織將文件分為記錄式和（B）文件。 A）索引文件B）流式文件 C）字符文件D）讀寫文件B223.系統采用二級目錄結構，目的是（）。 A）縮短訪問文件的時間B）實現共享 C）節省內存D）解決文件重名問題D5.文件系統中，要求物理塊必須連續的物理文件是（）。 A）索引文件B）順序文件 C）鏈接文件D）串連文件B23選擇題1.在文件系統中,文件的邏輯結構可分為兩類,它們是

。A.流式文件和記錄式文件B.字符文件和二進制文件C.程序文件和數據文件D.內存文件和外存文件A242.操作系統實現文件管理,允許用戶對記錄式文件進行存取的最小單位是

。文件B.記錄

C.數據項D.字符串Bc.從用戶角度看,引入文件系統的主要目的是

。A.實現虛擬存儲B.保存系統開銷

C.保存用戶和系統開銷D.實現對文件的按名存取D254.從用戶角度出發考慮文件的組織形式稱為文件的

。邏輯結構B.物理結構

C.存取方式D.文件的保護級別A5.文件系統中文件被按照名字存取是為了

。方便操作系統對信息的管理

方便用戶的使用C.確定文件的存取權限

D.加強對文件內容的保密B266.文件的物理組織形式是與下列哪一項因素有關A.文件長度B.記錄的個數C.文件目錄結構D.用戶對文件的存取方式D磁盤調度

1、磁盤結構磁臂磁頭1、磁盤訪問時間=尋道時間+旋轉延遲時間+數據傳輸時間2.磁盤調度算法（1）FCFS（先到先服務）（2）SSFT（最短尋道時間優先）（3）SCAN（掃描算法）（4）CSCAN（循環掃描算法）磁頭當前位置為100道，磁盤訪問序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用FCFS的尋道次數先到先服務：100233762051321961190398294184067+353+171+73+113+42+129+208+369+25+14+22=1586磁頭當前位置為100道，磁頭向著磁盤內側移動，磁盤訪問序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用SCAN的尋道次數SCAN：100614029231918413219020537639839+21+11+6+4+1+14+128+58+15+171+22=490磁頭當前位置為100道，磁盤訪問序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用SSFT的尋道次數SSFT：100132190205614029231918437639832+58+15+144+21+11+6+4+1+14+372+22=713磁頭當前位置為100道，磁頭向著磁盤內側移動，磁盤訪問序列：23、376、205、132、19、61、190、398、29、4、18、40，采用CSCAN的尋道次數CSCAN：100614029231918439837620519013239+21+11+6+4+1+14+394+22+171+15+58=74633簡答題1.

若干個等待訪問磁盤者依次要訪問的柱面為20，44，40，4，80，12，76，假設每移動一個柱面需要3毫秒時間，移動臂當前位于40號柱面，請按下列算法分別計算為完成上述各次訪問總共花費的尋找時間。（1）先來先服務算法；3毫秒×292=876毫秒（2）最短尋找時間優先算法3毫秒×120=360毫秒341.若干個等待訪問磁盤者依次要訪問的磁道為20，44，40，4，80，12，76，假設每移動一個磁道需要3毫秒時間，移動臂當前位于40號柱面，請按下列算法分別寫出訪問序列并計算為完成上述各次訪問總共花費的尋道時間。（1）先來先服務算法；（2）最短尋道時間優先算法。（3）掃描算法（當前磁頭移動的方向為磁道遞增（1）磁道訪問順序為：20