最经典的操作系统

v1.0 可编辑可修改

1、设有两个优先级相同的进程P1，P2如下所示。令信号量S1，S2的初值为0，试问P1，P2并发运行结束后，x= ,y= ,z=

进程P1 进程P2

y:=1; x:=1;

y:=y+2; x:=x+1;

V(S1); P(S1);

z:=y+1; x:=x+y;

P(S2); V(S2);

y:=x+y z:=x+z

X=5, y＝8， Z＝ 9.

2、在生产者-消费者问题中，假定在生产者和消费者之间的公用缓冲池中有n 个缓冲区，可利用互斥信号量mutexP使生产者进程实现对缓冲池的互斥使用，利用互斥信号量mutexC使消费者进程实现对缓冲池的互斥使用；利用资源信号量empty和full分别表示缓冲池中空缓冲区和满缓冲区的数量。又假定这些生产者和消费者相互等效，只要缓冲池未满，生产者便可将产品送入缓冲池；只要缓冲池未空，消费者便可从缓冲池中取走一个产品。试用记录型信号量正确实现生产者和消费者的同步。

Semapho

1．什么是操作系统？它在计算机中的地位如何？其功能有哪些？ 参考答案：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

操作系统是计算机系统中最靠近硬件的一层软件，它支持和管理硬件，与具体的应用领域无关，在计算机系统的所有软件中，操作系统是基础，其它软件只有在操作系统的支持下，才能发挥作用。它是计算机硬件和其它软件以及计算机用户之间的联系纽带，如果没有操作系统，用户几乎无法使用计算机系统。

从资源管理的观点看，操作系统具有五个方面的功能：处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理和提供用户接口。这五大部分相互配合，协调工作，实现计算机系统的资源管理、控制程序的执行、并为用户提供方便的使用接口。

2．操作系统有哪几种类型？各有什么特点？ 参考答案：操作系统是随着计算机硬件技术的不断发展和用户的使用要求的提高而从无到有不断完善起来的，其主要类型及其特点如下：

（1） 批处理操作系统：具有很高的资源利用率和系统吞吐量，但作业的平均周转时

间较长，也没有交互性。

（2） 分时操作系统：具有多路性、独立性、及时性和交互性特征，而交互性是其最

重要的特征之一。

（3） 实时操作系统：实时操作系统

操作系统经典问题介绍

一 生产者-消费者问题扩展 1.扩展一

设有一个可以装A、B两种物品的仓库,其容量无限大，但要求仓库中A、B两种物品的数量满足下述不等式：-M≤（A物品数量－B物品数量）≤N其中M和N为正整数。试用信号量和PV操作描述A、B两种物品的入库过程。

问题分析：

若只放入A，而不放入B，则A产品最多可放入N次便被阻塞；若只放入B，而不放入A，则B产品最多可放入M次便被阻塞；每放入一次A，放入产品B的机会也多一次；同理，每放入一次B，放入产品A的机会也多一次。

The P,V code Using Pascal

Semaphore mutex=1，sa=N，sb=M; cobegin

procedure A: procedure B: while(TURE) while(TURE) begin begin p(sa); p(sb); p(mutex);

习题：

1. 进程同步，信号量机制实现

设有6个程序s1,?, s6，它们在并发系统中执行时如图所示的制约关系，试用wait和signal原语来实现它们之间的同步。（10分）

S5 S2 S3 S4 S1

Var a, b, c, d, e, f, g, h; semaphore:= 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0; begin

parbegin

begin S1; signal(a); signal(b);signal(c); end; begin wait(a); S2; signal(d); end; begin wait(b); S3; signal(f); end; begin wait(c); S4; signal(g); end;

begin wait(d); S5; signal(e); end;

begin wait(e); wait(f); wait(g); S6; end;

parend end

S6 2. 进程同步，信号量机制实现。详见上课讲的例题 3. 有如下进程，后一个依次比前

浅谈操作系统

摘要

随着科学技术的不断发展与创新，计算机得到了广泛的普及和应用，同时计算机的操作系统也在不断的发展和完善当中。21世纪是信息的时代，最重要的体现就是计算机技术的广泛应用及发展，操作系统作为计算机系统的基础是管理计算机软硬件资源、控制程序运行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统，本文主要是通过对操作系统及其发展情况来进行分析，了解计算机操作系统发展的基本情况，阐述未来操作系统的发展趋势，从而促进计算机技术的不断的进步。

关键词：计算机；操作系统；发展； 一、计算机操作系统的发展史

操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。操作系统所处位置作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。

原始的操作系统主要是从批次模式开始，然后逐渐的发展到分时机制的模式，后来由于多处理器时代的到来，整个操作系统也逐渐有多处理器的协调功能，继而出现了分布式的系统。操作系统主要发展可分为四个阶段：纯手工操作阶段、批次处理阶段、多道程序系统阶

段及

操作系统

实 验 报 告

课程名称 操作系统实验 课程编号 0906553 实验项目名称 操作系统的启动 学号 2012061216 年级 2012级 计算机科学姓名 吕梦瑶 计算机科学与技学生所在学院 术 实验室名称地点 21#427 指导教师 王勇 专业 与技术 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

第二讲 操作系统的启动

一、实验概述 1. 实验名称 操作系统的启动 2. 实验目的

（1）跟踪调试EOS在PC机上从加电复位到成功启动的全过程，了解操作系统的启动过 （2）查看EOS启动后的状态和行为，理解操作系统启动后的工作方式。 3. 实验类型

验证型 4. 实验内容

（1）用Bochs做为远程目标机 （2）调试BIOS程序 （3）调试软盘引导扇区程序 （4）调试加载程序 （5）调试内核

（6）查看EOS启动后的状态和行为 二、实验环境

OS Lab 三、实验过程 1.实验流程图

CPU从默认位置执行BIOS的开机自检和初始化程序， 之后 BIOS 将软盘引导扇区加载到0x7C00 并执行。

软盘引导扇区中的Boot程序开始执行，将软盘根目录中的 Kernel.dll开始执行，初始化EO

1. 在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（ B ）；在设计实时操作系统时，首先要考虑

的是（ D ）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（ C ）。

A.灵活性和适应性 B.交互性和响应时间 C .周转时间和系统吞吐量 D.实时性和可靠性

2. 对于一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为

（ D ）状态；如果由于终端用户的请求而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ C ）；如果由于得不到所申请的资源而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ B ）。 A. 静止阻塞 B.活动阻塞 C.静止就绪 D .活动就绪 E .执行

3. 我们如果为每一个作业只创建一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（ B ）；为照

顾紧急作业用户，就采用（ E ）；为能实现人机交互，应采用（ C ）；而能使短作业、长作业和交互作业用户都能满意时，就采用（ D ）。

A. FCFS调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转法 D. 多级反馈队列调度算法 E.基本优先权的剥夺调度算法

4. 由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（ A ）

填空题：

1．进程从就绪到运行状态的转换由 调度 程序完成；从运行到就绪状态的转换的 主要原因是 时间片完 。

2．操作系统的三种基本类型是 批处理 系统 、 分时系统 和 实时系统 。

3．程序可并发执行的条件是 Bemstein条件 。

4．从结构上讲，进程由 程序段 、 数据段 和 进程控制块 组成。

5．同步机制应遵循的准则是 空闲让进 、 忙则等待 、 有待等待 、__让权等待______________

。

6．产生死锁的四个必要条件是 互斥条件 、 请求和保持条件 、不可剥夺条件 、和 环路条件 。

7．在没有快表的分页存储管理系统中，取一条指令（或操作数）需访问两次内存的原因是 页表在内存 。

8．在页式管理系统中，地址空间是 一 维的，而在段式管理系统

系统结构上机课

1. 并行计算

随着科学技术和国民经济的发展，对大规模计算的需求与日俱增，例如在理论物理研究和天气准确预报、地下煤层及油气蕴藏情况分析、军事模拟核爆，特别是经济统计测算与决策需要大规模的数据计算。并行计算是20世纪90年代计算技术的一个至关重要的组成部分。它的优势主要体现在以下几个方面：

1.它可以加快速度，即在更短的时间内解决相同的问题或在相同的时间内解决更多更复杂的问题，特别是对一些新出现的巨大挑战问题，不使用并行计算，有时根本无法解决的；

2.节省投入，并行计算可以以较低的投入完成串行计算的任务；

3.物理极限的约束，光速是不可逾越的速度极限，设备和材料也不可能做得无限小，只有通过并行才能够不断提高速度。

实践证明，在并行计算的研究中，在LINUX操作系统环境下使用MPI并行接口实现并行运算是一条非常好的途径。LINUX操作系统以其良好的多用户多任务功能和强大的网络处理能力，成为并行计算的很好的运行平台。MPI（message passing interface 消息传递接口）由于其基于C和Fortran这两种非常普及的语言并且独立于语言的特性，在并行计算中得到了充分肯定和大量使用。 2. MPI简介

MPI是目前最重要

1. 在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（ B ）；在设计实时操作系统时，首先要考虑

的是（ D ）；在设计批处理系统时，首先要考虑的是（ C ）。

A.灵活性和适应性 B.交互性和响应时间 C .周转时间和系统吞吐量 D.实时性和可靠性

2. 对于一个正在执行的进程：如果因时间片完而被暂停执行，此时它应从执行状态转变为

（ D ）状态；如果由于终端用户的请求而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ C ）；如果由于得不到所申请的资源而暂时停止下来，则它的状态应该转变为（ B ）。 A. 静止阻塞 B.活动阻塞 C.静止就绪 D .活动就绪 E .执行

3. 我们如果为每一个作业只创建一个进程，则为了照顾短作业用户，应采用（ B ）；为照

顾紧急作业用户，就采用（ E ）；为能实现人机交互，应采用（ C ）；而能使短作业、长作业和交互作业用户都能满意时，就采用（ D ）。

A. FCFS调度算法 B.短作业优先调度算法 C.时间片轮转法 D. 多级反馈队列调度算法 E.基本优先权的剥夺调度算法

4. 由固定分区发展为分页存储管理方式的主要推动力是（ A ）