作为计算机专业的核心课程之一，《计算机操作系统》课程主要讲授现代操作系统经典的实现原理、方法、算法和相关数据结构，帮助学生建立系统级概念，并将操作系统的实现原理用于应用软件和系统软件的设计与开发。我校《计算机操作系统》教学除了注重知识和专业能力培养，还注重培养学生的学术研究能力和科学思维能力，以帮助学生从思维训练的角度学习操作系统的设计原理和实现技术。
作为计算机资源的管理者，操作系统负责管理计算机中的各类软硬件资源，保障计算机系统有效且高效地运行。课程教学中从两个角度剖析计算机操作系统，一方面，从管理学的角度，把操作系统看作计算机资源的管理器，分析操作系统如何有效且高效地管理处理器、存储器、I/O设备和文件等软硬件资源；另一方面，从软件工程的角度，将计算机操作系统看作一种大型系统软件，按照模块化的思想，将其划分为处理器管理子系统（即进程管理子系统）、存储管理子系统、I/O设备管理子系统和文件管理子系统等几个较小的子系统。再分别研究各子系统的设计与实现技术。上述两个角度可以交替进行，不妨可以将操作系统比拟为一个公司的财务总监，其主要责任即准确实时登记公司的各类资产情况，以确保公司各部门能高效运转。同时，培养学生的软件工程设计能力，以操作系统设计者的身份，与老师一道共同设计实现操作系统的各功能模块。计算机操作系统中包含若干工程训练和计算思维训练的实例。希望同学们在学习过程中认真体会：
（1）化繁为简：模块化设计
作为一个大型复杂的系统软件，操作系统的设计和开发必须遵循化繁为简的思想，采用模块化设计方法，将一个复杂的大系统划分为几个较简单的、相对独立的子系统。一般地，根据操作系统管理的计算机资源类型不同，可以将操作系统划分为处理机管理子系统（常称为进程管理子系统）、存储管理子系统、I/O设备管理子系统和文件管理子系统等几个独立的子系统。
其中，进程管理子系统主要实现进程的并发控制、处理器的有效竞争使用（进程调度）、多进程并发潜在引起的死锁问题的解决等功能。存储管理子系统实现内存的划分、为进程分配存储空间并实时回收可用空间、虚拟存储技术的实现等功能。I/O设备管理子系统实现外部设备的分配与回收、缓冲存储的实现、多进程对磁盘I/O访问的请求与服务等功能。文件管理子系统实现文件的组织、文件目录管理、为文件分配磁盘存储空间等功能。上述诸功能的实现依赖各类数据结构，例如进程控制块PCB、进程页表、设备分配表、文件分配表等，以及大量算法，如进程调度、页面置换、磁盘调度等算法。
模块化思想是计算思维的基本要素之一。以操作系统的设计与实现为例，训练学生如何将一个大型软件划分为若干较小的模块，再对各模块进行需求分析和功能设计。
（2）队列与调度
超市结账、银行办理业务、乘车排队等生活中的排队现象司空见惯。一般地，按照约定俗成，排在队首者优先获得服务，这其实就是一种调度算法—先来先服务。计算机中存在很多队列，如进程队列（阻塞队列、就绪队列、I/O等待队列等）、作业队列等。凡是存在队列的地方，都需要某种调度策略，以服务于队列中的各对象。因此，操作系统中需要讲解进程调度、作业调度、磁盘调度等调度算法。
如何更好地讲解各种调度算法，训练学生的计算思维呢？笔者认为，操作系统中出现的各类调度算法本身不难，重点是通过学习，让学生学会如何研究算法、评价其性能，并进行改进，在这样的学习过程中训练学生的科研能力和计算思维。因此，此类内容适合于让学生预习自学，完成相关模拟实验，并组织学生互动讨论，启发学生从日常生活中提出简单的调度算法，再逐步改进完善，进行研究性学习。历经数年的教学改革实践证明，该方法切实可行，部分学生完全有能力通过自学，以研究方式设计、改进调度算法，完成模拟实验。通过互动讨论交流，其学习经验对其他同学亦具有激励和示范作用。
（3）多道程序设计技术：并发与并行
现代计算机系统一般都支持多道程序设计技术，即允许多道程序（进程）同时驻留内存，在单处理器系统中，某时刻只允许一道程序运行（称为多任务并发）。当正在运行的那道程序（进程）因为某种原因（比如等待输入或输出数据）暂时不能继续运行时，系统将自动地启动另一道程序（进程）运行；一旦原因消除（比如数据已经到达或数据已经输出完毕），暂时停止运行的那道程序（进程）在将来某个时候还可以被调度继续运行。在多处理器系统中，某时刻允许多个任务同时运行，称为多任务并行。与传统的支持单道程序设计技术的系统相比，支持多道程序设计技术的计算机系统能显著提高效率。
单处理器系统中的并发实质上是一种串行技术，通过进程调度实现处理器的快速切换，在一段时间内完成多个任务。可见，在个人计算机中同时打开多个QQ窗口、播放音乐、收发电子邮件等任务，都是通过CPU快速切换执行各应用程序完成的。
多道程序设计技术是现代操作系统的核心技术之一，也是一种非常重要的计算思维。教学中，首先分析多道程序设计技术的概念，剖析其实现技术，区分单
处理器和多处理器系统中的实现差异。要求学生掌握单处理器多道程序系统中，如何控制进程并发执行，如何实现进程同步与互斥。操作系统课程将进程的同步与互斥抽象成生产者/消费者、读者/写者以及哲学家进餐三类经典问题，以此为例，训练学生如何实现多进程同步与互斥的计算思维能力。
（4）缓冲与多级存储体系
人们外出时，通常会携带一个随身包，其中装有一些日常必备用品，或装一些外出办事临时的资料用品等，这就是一种缓冲技术。缓冲技术是现代计算机系统中常用的技术，它利用多余的空间存储一些最近常用的数据，以加速数据的访问速率。计算机中存在各种各样的缓冲区，例如，由于CPU的处理速度比访问内存的速度快，在CPU中配置高速寄存器，存储CPU最近经常处理的数据和指令，避免每次访问内存而降低计算机的效率。再如，由于内存的访问速率比磁盘的访问速率快，在内存配置缓冲区，用于存储输出到磁盘或从磁盘输入内存的数据。由于本地磁盘的访问速率比网络存储访问速率快，在本地磁盘中配置缓冲区，存储最近访问网络的数据等。
利用缓冲技术，用多余的空间换取时间，可以构建计算机的多极存储体系。下图示意了现代计算机金字塔结构的多级存储体系，即以容量小、价格昂贵、访问速度快的寄存器为塔尖，以容量大、价格便宜、访问速度慢的外部存储器（如磁盘）为塔基，塔身由存储容量、价格、访问速率等逐步变化的各级缓存和物理内存构成。
图现代计算机的多级存储体系
操作系统负责管理计算机系统中的各类缓冲存储区，包括缓冲区的分配与回收、缓冲区内容的更新与置换等。该部分教学主要训练学生理解缓冲技术的基本原理、缓冲技术的应用、缓冲区内容的置换算法等计算思维能力和方法，并启发学生将缓冲技术从单机系统拓展到网络环境，将缓冲技术提升为一种计算思维。（5）中断技术
现代计算机利用中断技术，支持多任务并发执行。当前正在执行的任务因为
某种原因被中断，计算机必须保存中断时的所有信息（称为中断现场），以便恢复中断执行。例如，当CPU执行到某程序的一条数据输入指令时，程序执行被中断，CPU保存该任务的中断现场，并给相应的输入设备发出数据输入命令，CPU调度另外一个任务执行。当指定设备完成数据输入，向CPU发送一个中断信号，告知其数据输入完毕。CPU将在适当时候，恢复被中断任务的现场，继续其执行。
中断技术也属于计算思维训练的核心技术之一。正是基于中断技术，现代计算机系统才能支持多道程序设计技术，才能实现处理器与I/O设备并行工作，以及多任务并发执行。本部分应训练学生掌握中断处理技术，比较Windows和Linux 操作系统的中断技术异同，理解为什么Linux操作系统改进中断接收和处理方式以后能快速响应实时任务。
（6）索引与冗余
文件是计算机系统中常用的数据组织形式，文件管理子系统负责文件的创建、查找、分配存储空间等功能。一个大文件包含大批量数据，若顺序查找或插入某条记录，效率非常低。因此，必须采用某种技术加快查找速度。一般，可以采用折半查找、冒泡查找等技术，也可以为源数据建立索引。相对于源数据，索引数据属于冗余信息。若考虑计算机的存储成本，冗余数据需要额外的存储空间。然而，冗余的索引数据有利于提高检索速率。此外，有时为了确保数据安全，需要增加数据备份，或保存源数据的校验信息，这些也是冗余数据，但同样有益。
可见，操作系统既追求提高资源利用率，也会利用冗余信息提高检索速率或增加数据可靠性等，这就需要在存储空间利用率和检索效率或可靠性等性能之间寻找一种平衡。事实上，讨论操作系统原理与实现技术时，很多地方都需要考虑理论与工程实现之间的折中与平衡，这属于典型的计算思维。
（7）虚拟技术
虚拟技术是一种对计算机资源进行抽象模拟的技术。它可以在已有计算机硬件资源的基础上，抽象化模拟出一整套或一部分虚拟的硬件资源，如CPU、内存、I/O 设备等。一个多用户多任务的单机系统中，物理上只装配了一个CPU，通过多进程并发，让每个用户感觉到独占了一个CPU。这样，CPU被虚拟了。基于虚拟技术，可以将外存的一部分虚拟为内存使用，让用户感觉扩大了内存空间，这就是虚拟存储技术。同理，基于虚拟和网络技术，一台打印机也可以被虚拟为多台打印机。
从计算思维的角度，不仅需要综合讲解操作系统中的虚拟技术，还应该进行思维拓展，将虚拟技术延伸到网络环境，结合云计算、虚拟现实等其它相关领域，
开拓学生的思维，激发学生的学习兴趣，培养其解决工程、科学等实际问题的能力。
《计算机操作系统》属于理论与工程实践并重的课程。目前呈现两大类教学方式，一类鉴于实践环境搭建困难或深入操作系统内核的难度等因素阻碍，偏向于理论讲授，导致很多学生感觉这是一门偏文科类课程，抽象且难以掌握。另一类教学注重工程实践，要求学生进行某操作系统源码分析、改写或补充部分功能模块，这对实践环境、教师和学生都有非常高的要求，很多学生难以完成任务。我校《计算机操作系统》课程组注重计算思维训练，以理论讲授为主，配套不同层次和难度的实验和课程设计。要求全体学生掌握操作系统中的部分关键技术、原理及其实现，规定难度适中的课程实验和课程设计题目，并鼓励少数对操作系统感兴趣的优秀学生攻克难度较高的工程和科研任务。历经数年的教学改革实践，获得了同行和广大学生的一致认可和好评。当然，计算思维训练是一个系统工程，不仅仅属于某一门课程的责任，需要贯穿于计算机基础、专业、学科的各门课程和各个环节。在计算机类课程教学中，教师应将计算思维训练作为教学的主要目的之一，并以此深化教育教学改革，帮助学生提升计算思维能力。而且，不仅计算机专业的学生，非计算机专业的学生也同样需要提升计算思维能力。
下面按照课程章节分模块列举各部分的重点和难点，以及操作系统中若干经典问题的有效解决办法。期望有助于帮助同学们学习该课程。
第一章计算机操作系统概述
重点难点学习指南
1、重点与难点
概念理解与区别，包括并发与并行、多道程序设计技术、操作系统的功能与性能要素、执行模式（双模式）等。
2、解决办法
反复揣摩、理解、结合实际应用，如将多道程序设计技术与Web服务器的工作方式，或个人PC机可以同时播放音乐、打印文档、上网聊天等操作关联起来，形象实在，从日常应用的直观感受，逐渐建立起操作系统的抽象概念，树立
系统观和工程观。
第二章进程管理
重点难点学习指南
1、重点与难点
本章是该课程最重要，也是难度最大的部分，占用了最多的学时。重点与难点：
①概念理解与区别
进程状态转换、进程切换与模式切换、进程与线程、同步与互斥。
②问题与解决
并发控制是多道程序系统的难点，操作系统中有一系列的解决方法，如硬件方法、信号量方法、管程方法和消息传递方法等。课程通过经典进程同步与互斥问题：生产者消费者问题、读者写者问题以及哲学家进餐问题等，生动呈现多进程并发执行过程中遇到的同步与互斥问题，借助经典问题的解决，学会实现进程的并发控制；多进程并发的另一问题即死锁问题，课程系统介绍了如何预防死锁、如何避免死锁、及如何检测和解除死锁的具体方法。
2、解决办法
反复体会教学录像内容、结合操作系统实例分析，体会案例教学。亲身感受（建议自己写程序实现）多进程并发执行、动态演示进程状态转换的过程，不同状态进程排队的过程；进程调度算法；银行家算法；将进程死锁与交通阻塞联系起来，将进程调度与超市排队结账联系起来，将信号量方法与交通灯联系起来等等，有望收到理想的效果。
进程调度问题相对独立，但非常重要。建议采用研究性学习方法，通过现实
生活中的排队问题解决方案，提出多进程调度算法，并评价算法性能，再逐步改进。课程录像中展示了我校学生如何研究性学习该部分内容，供学生们参考借鉴。
第三章存储管理
重点难点学习指南
本模块的重要程度和难度与进程部分相当，也占用了较多的学时。
1、重点与难点
①原理理解与应用
局部性原理的深入理解及其在各级存储体系中的应用（data cache, TLB, disk cache, I/O buffer）。
②问题与解决
分区/分页/分段/段页式存储管理技术及实现、虚拟分页系统的实现、页面置换算法。
2、解决办法
重点讲解局部性原理，作为理解现代操作系统存储体系架构，提高系统效率的重要的原理基础。它在计算机网络、Internet中也广泛采用，也是虚拟存储技术实现的理论基础。通过动态演示存储分区、分叶、分段技术，以及相应的地址转换技术使学生理解。
第四章设备管理
重点难点学习指南
本章因为计算机外部设备的多样性、复杂性，而显得缺乏逻辑性与系统性。课程主要讲授与操作系统相关的部分，如设备管理子系统的结构、缓冲存储技术、
操作系统与设备驱动程序之间的接口、磁盘调度算法等，而非具体设备的管理与I/O实现细节。
1、重点与难点
①问题与解决
OS设备管理模块的结构、I/O缓冲技术、SPOOLing技术及其应用。
②算法与实现
各类磁盘调度算法的实现。
2、解决办法
从系统（子系统）设计的角度分析操作系统设备管理子系统的结构，从个人PC机及计算机网络环境等讲解缓冲技术的实现与应用，从局域网环境中的打印机共享讲解SPOOLing技术，及多种方式的磁盘调度技术。可见，理论联系实际是本模块讲授的主要策略。
第五章文件管理
重点难点学习指南
本章介绍操作系统的软件资源管理功能，内容量不如进程和存储管理模块部分，重点与难点在于讲解文件的逻辑组织结构、文件在外存的分配技术、索引结点的使用与好处、文件共享的实现、文件目录的组织与管理等。本模块因为需要介绍文件在外部存储空间的存储管理，故与存储管理模块有很多共性。我们将此部分与存储管理结合、对比讲解，如磁盘整理与动态分区紧凑技术，外存空间分配管理与内存分配管理技术对比介绍；将文件管理系统与数据库管理系统比较讲解，效果显著。
第六章操作系统安全
重点难点学习指南
本章简要概述计算机操作系统安全的概念、安全机制的实施：文件保护机制、访问矩阵、访问矩阵的修改、访问矩阵的实现。主要了解安全系统的模型、设计、可信度验证。理解：操作系统安全的概念、安全机制的实施。掌握：文件保护、访问矩阵、访问矩阵的修改、访问矩阵的实现。
实践教学与学习指南
《计算机操作系统》课程是一门理论和实践并重的课程，必须配备相应的实验环节。该门课程的实验环节由两部分构成：课内实验和课外实验。目前我们的配备情况是64学时课堂讲授+8学时课内实验+8学时课外实验+若干学时的课程设计。当然，如果将小项目类型的作业计算在内，实验数应当更多。
为了在实践过程中充分发挥师生互动作用，课程组充分利用“实验室课堂”和“案例库”，完成相应实践过程，达到能力训练和启发创新的目的。本课程的实践教学环节包括三个大的部分，即：课程实验、应用实验和综合实验，并分成高、中、低几个层次。其中，课程实验主要解决《计算机操作系统》学习后对原理、算法的理解和设计能力。应用实验主要介绍现代主流操作系统（如UNIX/Linux 等）及其系统编程技术，训练学生在操作系统平台下的动手能力。综合实验（含课程设计）。主要促使学生理解操作系统内核，开源码分析，内核和应用模块设计等。是难度较大的实践环节，通过案例复现和模块替换实验等，掌握技术实现和模块设计的方法与技巧。为有能力和有兴趣的同学提供了技术提高环节。
实验课程与《计算机操作系统》课堂教学有机结合，相辅相成。在课堂教学中，比较全面、概括性地讲述操作系统基本概念，以及进程管理、处理机调度与
死锁、存储器管理、设备管理、文件管理等知识。课程实验要求完成并发程序设计、进程同步与死锁、存储器分配与回收以及文件管理方法等，在计算机上模拟实现，使学生能够达到以下教学目标：
(1)掌握计算机操作系统管理进程、处理机、存储器、文件系统的基本方法。
(2)了解进程的创建、撤消和运行，进程并发执行；自行设计解决哲学家就餐问题
的并发线程，了解线程（进程）调度方法；掌握内存空间的分配与回收的基本原理；通过模拟文件管理的工作过程，了解文件操作命令的实质。
(3)了解现代计算机操作系统的工作原理，具有初步分析、设计操作系统的能力。
(4)通过在计算机上编程实现操作系统中的各种管理功能，在系统程序设计能力方
面得到提升。
根据实验教学目标，我们将实验题目分为三类：验证性（例如上述第一类）、设计性（例如上述第二类）、综合性（例如上述后两类）。由于验证性实验题目比较简单，一般由学生独立完成；设计性题目有一定的灵活性，一般安排2-3协作完成；对于综合性题目，由于工作量较大，具有较高的难度和灵活性，因此我们安排2-4人合作完成。
围绕课程大纲，设计了验证性、设计性和综合性三大类实验任务，具体描述如下：
（1）验证性：
ⅰ. 实验项目名称：进程调度算法设计实践
实验项目的目的和任务：通过该实验，加深对多道系统中调度算法的认识。实现FIFO,RR（q=1）,SPN, SRT, HRRN, FB六种调度算法。并通过输入一组进程序列计算出每种算法的输出进程序列。
上机实验内容：
1）实现主程序及六种调度算法。
2）输入一组进程序列，对序列中的每一个进程，定义不同的优先级、总执行时间，用六种调度算法输出调度最终的排序结果。序列例;
ⅱ. 实验项目名称：线程间同步与互斥
实验项目的目的和任务：通过多线程并发程序设计，掌握同步与互斥的设计方法。实现一个生产者、消费者的两线程同步算法。
上机实验内容：
1）申请10个缓冲区。
2）编制生产者线程：首先产生一个随机数，写入到一个缓冲区中。其次将该缓冲区置“满”标志。
3）编制消费者线程：取一个“满”标志的缓冲区中数据，打印输出，然后将该缓冲区置“空”标志。
4）添加相应的同步互斥控制代码。
ⅲ. 实验项目名称：内存分配与回收设计
实验项目的目的和任务：学习内存管理的实现原理。实现一个基于伙伴算法的内存分配回收算法，并通过输入一组内存请求与回收序列验证该算法执行情况。
上机实验内容：
1）实现主程序及伙伴算法（设内存总量为1M）。
2）用如下请求和释放序列验证该算法执行情况。
请求100k――>请求240k――>请求64k――>请求256k――>释放240k――>释放100k――>请求75k――>释放64k――>释放75k――>释放256k
试输出每次请求和释放动作产生后的内存状态。
ⅳ. 实验项目名称：文件复制
实验项目的目的和任务：掌握文件系统的系统调用的使用。产生两个文件A 和B，并将这两个文件内容交叉复制到文件C中，并输出文件C的结果。上机实验内容：
1）产生一个1k的文件A，其内容为数字。
2）产生一个1k的文件B，其内容为字母。
3）以100字节为单位，将A、B两文件的内容交替复制到文件C中。最后输出C的结果。
（2）设计性：
ⅰ. 实验项目名称：Linux系统调用分析与实现
实验项目的目的和任务：理解操作系统内核与应用程序的接口关系；加深对内核空间和用户空间的理解；学会增加新的系统调用。
上机实验内容：
1）增加系统调用函数
直接在原有程序文件中增加，减少修改Makefile文件的麻烦。该函数的名称应该是新的系统调用名称前面加上sys_标志。例如新加的系统调用为
mycall(int number)，在/usr/src/linux/kernel/sys.c文件中添加源代码，如下所示：asmlinkage int sys_mycall(int number)
{
printk(“call number is %d\n”,number);
return number;
}
2）连接新的系统调用
添加新的系统调用后，下一个任务是使Linux内核的其余部分知道该系统调用的存在。为了从已有的内核程序中增加到新的系统调用函数的连接，需要编辑两个文件。
第一个要修改的文件是：
/usr/src/linux/include/asm-i386/unistd.h
该文件中包含系统调用清单，用来给每个系统调用分配一个唯一的号码。将新增的系统调用名称加到清单最后，并给它分配号码序列中下一个可用的系统调用号。例如：
#define __NR_mycall 239
系统调用号为239，之所以系统调用号是239，是因为内核自身的系统调用号码已经用到238。
第二个要修改的文件是：/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S
该文件中有类似如下的清单：
long SYMBOL_NAME()
该清单用来对sys_call_table[]数组进行初始化。该数组包含指向内核中每个系统调用的指针。这样就在数组中增加了新的内核函数的指针。在清单最后添加一行：
long SYMBOL_NAME(sys_mycall)
3）重建新的Linux内核，作以下命令
make menuconfig 配置内核选项
make dep 生成依赖关系
make clean 清除旧的编译结果
make bzImage-new 编译内核映象
make modules 编译内核模块
make modules_install 安装内核模块
4）用新的内核启动系统
修改/etc/lilo.conf文件，添加新的引导内核：
image=/boot/bzImage-new
label=linux-new
root=/dev/hdb1
read-only
添加完毕后，为了使用新的lilo.conf配置文件，还应执行下面的命令：
#cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/zImage /boot/bzImage-new
其次配置lilo:
# /sbin/lilo
当重新引导系统时，在boot:提示符后面有三种选择：linux-new、linux、dos。选择linux-new即可以新内核启动。用新内核启动后则可使用新的系统调用。5）使用新的系统调用
编写应用程序使用新添加的系统调用mycall。
（3）综合性
ⅱ. 实验项目名称：内核模块机制和新模块编写
实验项目的目的和任务：理解Linux操作系统模块机制，学会使用模块设计系统的方法，学习编写一个新的内核模块。
上机实验内容：
1）设计一个在/proc中实现clock文件的模块，该文件只支持文件的read()操作。当调用read()操作时，返回一个单一的ASCII字符串，其中包括用一个空格分开的两个数字子串。例如，若系统时间变量xtime设置为：https://www.doczj.com/doc/8815133214.html,_sec=923264577 https://www.doczj.com/doc/8815133214.html,_usec=234438,则该模块必须返回如下形式的一个字符串：923264577 234438
2）写一个空内核模块，编译测试。
编辑：
#include
#include
int init_module(){
printk(“It is a null kernel module\n”);
return 0;
}
void cleanup_module(){
printk(“I am exiting now…\n”);
}
编译：
gcc –c –Wall –D__KERNEL__ -DMODULE testmodule.c
运行：
insmod testmodule.o //装入模块
lsmod //检查装入是否成功
rmmod testmodule //卸载模块
lsmod //检查卸载是否成功
3）生成一proc文件，以用于读取系统时钟。在模块中使用
proc_register()和proc_unregister()注册和注销。它们引用一个struct proc_dir_entry数据结构，将该结构中get_info指针指向自己构造的读函数。
模版如下：
#include
…
int test_read(char*, char **, off_t, ini, int) {
……
}
struct proc_dir_entry test_proc_file= {
0,9,”testmodule”, S_IFREG|S_IRUGO, 1,0,0, SIZE, NULL,
test_read, NULL};
int init_module() {
/*proc_root 是/proc的根*/
return proc_register(&proc_root, &test_proc_file);
}
void cleanup_module() {
proc_unregister(&proc_root, test_proc_file.lowino);
设计一个演示模块应用程序，读取/proc/testmodule的内容并打印输出。
鉴于篇幅，实验的内容不能一一列举，但每个实验都是授课教师精心准备。在实验环节，我们配备了专门的实验教师。当然，考虑到与课程的衔接性和紧密性，实验都是由授课老师亲自带领，实验教师为辅。授课时，教师在整个实验室“巡逻”，观看、指导学生实验步骤。学生课后按照指定的形式负责撰写实验报告。为了防止实验报告的抄袭，我院特地开发了“实验防抄袭系统”，杜绝了学生实验不用心，报告千篇一律的现象。老师根据实验报告的附图以及运行结果来验证实验成功与否，进而给出学生的相应成绩，计入期末总成绩的计算。对于一些特别优秀的实验报告，交由同学们相互传阅学习。
此外，实验环节尽力体现专业特色。例如针对信息安全专业的学生，另外增
加一些实验项目，例如安全文件访问控制系统设计。使得学生的理论知识能和其他课程联系起来，增加学习的连贯性。
《计算机操作系统》课程的另一个重要实验环节是课程设计。课程设计小组沿用综合性实验分组名单。经过多年的准备，形成了一个《计算机操作系统》课程设计题库。试题紧扣大纲内容与课程的重点难点，例如：文件系统设计与实现；模拟UNIX文件系统的设计与实现；Rawdisk设备驱动设计；Shell支持的进程调度；模拟进程调度程序；死锁定理及银行家算法的实现；支持多用户多级目录文件系统；进程之间的通信；进程管理；模拟分布式文件系统；USB驱动程序设计；Linux系统调用实现；多级存储体系仿真；设备管理操作系统；磁盘阵列；虚拟硬盘/虚拟设备管理；UC/OS的移植等等。学生任意选择其中一个进行设计。课程设计的周期分布在8~12周之间（周期由课程进度和学生水平决定），设计的结果为可演示的软件和文档。在期末考试之前，课程组老师安排学生公开答辩，从而验收课程设计的结果，也计入期末成绩。
经过课内外的实验环节培养和综合课程设计，学生的动手能力显著提高，也同时加深学生对理论知识的理解。
实践训练的详细细节请参见“精品资源共享课”拓展资源部分的相关内容。
计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题
⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；
1、食物多样，谷类为主 提要：学龄前儿童正处在生长发育阶段，新陈代谢旺盛，对各种营养素的需要量相对高于成人，合理营养不仅能保证他们的正常生长发育，也可为其成年后的健康打下良好基础。人类的食物是多种多样的，各种食物所含的营养成分不完全相同，任何一种天然食物都不能提供人体所必需的全部营养素。儿童的膳食必须是由多种食物组成的平衡膳食，才能满足其对各种营养素的需要，因而提倡广泛食用多种食物。 谷类食物是人体能量的主要来源，也是我国传统膳食的主体，可为儿童提供碳水化合物、蛋白质、膳食纤维和B族维生素等。学龄前儿童的膳食也应该以谷类食物为主体，并适当注意粗细粮的合理搭配。 提示：日常膳食由多种多样的食物组成，儿童膳食也不例外，这些食物一般可分为以下五大类： 第一类为谷类及薯类：谷类包括大米、小麦面粉、杂粮，薯类包括马铃薯、甘薯等，主要提供碳水化合物、蛋白质、膳食纤维及B族维生素。 第二类为动物性食物：包括畜禽肉、鱼类、奶类和蛋类等。主要提供蛋白质、脂肪、矿物质、维生素A、B族维生素及维生素D。 第三类为豆类和坚果：包括大豆、其他干豆类及花生、核桃、杏仁等坚果类，主要提供蛋白质、脂肪、膳食纤维、矿物质、B族维生素及维生素E。 第四类为蔬菜、水果和菌藻类：主要提供膳食纤维、矿物质。维生素C、胡萝卜素、维生素K及有益健康的植物化学物质。 第五类为纯能量食物：包括动植物油、淀粉、食用糖和酒类，主要提供能量。动植物油还可提供维生素Ｅ和必需脂肪酸。 2、多吃新鲜蔬菜和水果 提要：应鼓励学龄前儿童适当多吃蔬菜和水果。蔬菜和水果所含的营养成分并不完全相同，不能相互替代。在制作儿童膳食时，应注意将蔬菜切小切细以利于儿童咀嚼和吞咽，同时还要注重蔬菜水果的品种、颜色和口味的变化，已引起儿童多吃蔬菜水果的兴趣。 提示：根据颜色的深浅，可将蔬菜分为深色蔬菜和浅色蔬菜。深色蔬菜的营养价值一般优于浅色蔬菜。深色蔬菜指深绿色、黄色、红色、紫红色蔬菜，其富含维生素C和胡萝卜素，还含有其他多种色素物质和芳香物质，可促进食欲。常见的深绿色蔬菜：菠菜、油菜、冬寒菜、芹菜叶、空心菜、西兰花、生菜等。常见的红黄色蔬菜：番茄、胡萝卜、南瓜、红辣椒等。常见的紫红色蔬菜：红苋菜、紫甘蓝等。
第一章 ★1.操作系统的概念：通常把操作系统定义为用以控制和管理计算机系统资源方便用户使用的程序和数据结构的集合。★2.操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。 ①批处理操作系统 特点： 用户脱机使用计算机 成批处理 多道程序运行 优点： 由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行。并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量。 缺点： 无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力；而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不方便。 批处理系统中作业处理及状态 ②分时操作系统(Time Sharing OS) 分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统，如UNIX是多用户分时操作系统。 分时计算机系统：由于中断技术的使用，使得一台计算机能连接多个用户终端，用户可通过各自的终端使用和控制计算机，我们把一台计算机连接多个终端的计算机系统称为分时计算机系统，或称分时系统。 分时技术：把处理机的响应时间分成若于个大小相等（或不相等）的时间单位，称为时间片（如100毫秒），每个终端用户获得CPU，就等于获得一个时间片，该用户程序开始运行，当时间片到（用完），用户程序暂停运行，等待下一次运行。 特点： 人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作。 共享主机：多个用户同时使用。 用户独立性：对每个用户而言好象独占主机。 ③实时操作系统(real-time OS) 实时操作系统是一种联机的操作系统，对外部的请求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕。 特点： 有限等待时间 有限响应时间 用户控制 可靠性高 系统出错处理能力强 设计实时操作系统要考虑的一些因素： （1）实时时钟管理 （2）连续的人—机对话 （3）过载 (4) 高度可靠性和安全性需要采取冗余措施。 ④通用操作系统 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 ⑤个人计算机上的操作系统
第5章死锁 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的_C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用_B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏_A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏__D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在__C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于_B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是_C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是_A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态
1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的 _C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用 _B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏 _A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏 __D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在 __C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于 _B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是 _C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是 _A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态 （10）如果系统的资源有向图 _ D __ ，则系统处于死锁状态。 A. 出现了环路 B. 每个进程节点至少有一条请求边 C. 没有环路 D. 每种资源只有一个，并出现环路 （11）两个进程争夺同一个资源，则这两个进程 B 。
第三章处理机调度与死锁 1，高级调度与低级调度的主要任务是什么？为什么要引入中级调度？ 【解】（1）高级调度主要任务是用于决定把外存上处于后备队列中的那些作业调入内存，并为它们创建进程，分配必要的资源，然后再将新创建的进程排在就绪队列上，准备执行。（2）低级调度主要任务是决定就绪队列中的哪个进程将获得处理机，然后由分派程序执行把处理机分配给该进程的操作。（3）引入中级调度的主要目的是为了提高内存的利用率和系统吞吐量。为此，应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此时的进程状态为就绪驻外存状态或挂起状态。当这些进程重又具备运行条件，且内存又稍有空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重又具备运行条件的就绪进程重新调入内存，并修改其状态为就绪状态，挂在就绪队列上，等待进程调度。 3、何谓作业、作业步和作业流？ 【解】作业包含通常的程序和数据，还配有作业说明书。系统根据该说明书对程序的运行进行控制。批处理系统中是以作业为基本单位从外存调入内存。 作业步是指每个作业运行期间都必须经过若干个相对独立相互关联的顺序加工的步骤。 作业流是指若干个作业进入系统后依次存放在外存上形成的输入作业流；在操作系统的控制下，逐个作业进程处理，于是形成了处理作业流。 4、在什么情冴下需要使用作业控制块JCB？其中包含了哪些内容？ 【解】每当作业进入系统时，系统便为每个作业建立一个作业控制块JCB，根据作业类型将它插入到相应的后备队列中。 JCB 包含的内容通常有：1) 作业标识2)用户名称3)用户账户4)作业类型（CPU繁忙型、I/O芳名型、批量型、终端型）5)作业状态6)调度信息（优先级、作业已运行）7)资源要求8)进入系统时间9) 开始处理时间10) 作业完成时间11) 作业退出时间12) 资源使用情况等 5．在作业调度中应如何确定接纳多少个作业和接纳哪些作业？ 【解】作业调度每次接纳进入内存的作业数，取决于多道程序度。应将哪些作业从外存调入
习题一 1.什么是操作系统？它的主要功能是什么？ 答：操作系统是用来管理计算机系统的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合； 其主要功能有进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理功能。 2.什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？ 答：多道程序设计技术是把多个程序同时放入内存，使它们共享系统中的资源； 特点：（1）多道，即计算机内存中同时存放多道相互独立的程序； （2）宏观上并行，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中； （3）微观上串行，是指在单处理机环境下，内存中的多道程序轮流占有CPU，交替执行。 3.批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？ 答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中，用户的作业（包括程序、数据及程序的处理步骤）被成批的输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行； 特点是：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力。4.什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性 和可靠性几个方面比较分时系统和实时系统。 答：分时系统：一个计算机和许多终端设备连接，每个用户可以通过终端向计算机发出指令，请求完成某项工作，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。 实时系统：对外部输入的信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。 比较：（1）交互性：实时系统具有交互性，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。它不像分时系统那样向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。实时系统的交互性要求系统具有连续人机对话的能力，也就是说，在交互的过程中要对用户得输入有一定的记忆和进一步的推断的能力。 （2）及时性：实时系统对及时性没的要求与分时系统类似，都以人们能够接受的等待时间来确定。而及时系统则对及时性要求更高。 （3）独立性：实时系统与分时系统一样具有独立性。每个终端用户提出请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。 （4）多路性：实时系统与分时一样具有多路性。操作系统按分时原则为多个终端用户提供服务，而对于实时系统，其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。 （5）可靠性：分时系统虽然也要求可靠性，但相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。 5.实时系统分为哪两种类型？ 答：实时控制系统、实时信息处理系统。 6.操作系统的主要特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性、不确定性。 7.操作系统与用户的接口有几种？他们各自用在什么场合？ 答：有两种：命令接口、程序接口；
婴幼儿膳食指南 2008年4月8日，《中国孕期、哺乳期妇女和0-6岁儿童膳食指南》由中国营养学会委托中国营养学会妇女分会制定完毕并正式发布，婴幼儿各生长阶段的平衡膳食宝塔作为理论也同步推出。注：婴幼儿平衡膳食宝塔与膳食指南并非独立的理论体系，而是密切联系、相辅相成的。 目录 1指导意义 2婴幼儿平衡膳食宝塔 3内容说明 4婴幼儿平衡膳食宝塔的应用 1 指导意义 中国婴幼儿平衡膳食宝塔以对中国婴幼儿不同生长时期身体发育特征和饮食习惯的研究分析为基础，以合理膳食为原则，注重食材的全面性和均衡性，通过宝塔的形式将婴幼儿不同生长阶段每日身体所需的油、脂肪、动物蛋白、蔬菜水果、谷类、母乳和乳制品进行专业标示，目的在于为爸爸妈妈们喂养宝宝提供科学和权威的标准参照，也为进一步增强中国宝宝的体质提供科学依据。 2 婴幼儿平衡膳食宝塔 一、0—6月龄婴儿平衡膳食宝塔 0-6月龄婴儿喂养指南 1. 纯母乳喂养 2. 产后尽早开奶，初乳营养最好 3. 尽早抱婴儿到户外活动或适当补充维生素D 4. 给新生儿和1~6月龄婴儿及时补充适量维生素K 5. 不能用纯母乳喂养时，宜首选婴儿配方食品喂养 6. 定期监测生长发育状况 母乳是6个月以内婴儿最理想的天然食品,按需喂奶,每天喂6_8次以上,可在医生指导下使用少量营养素补充品,如维生素D或鱼肝油。
二、6—12月龄婴儿平衡膳食宝塔 6-12月龄婴儿喂养指南 1.奶类优先，继续母乳喂养 2. 及时合理添加辅食 3. 尝试多种多样的食物，膳食少糖、无盐、不加调味品 4. 逐渐让婴儿自己进食，培养良好的进食行为 5. 定期监测生长发育状况 6. 注意饮食卫生 三、1—3岁幼儿平衡膳食宝塔 1-3岁幼儿喂养指南 1、继续给予母乳喂养或其他乳制品，逐步过渡到食物多样 2. 选择营养丰富、易消化的食物 3. 采用适宜的烹调方式，单独加工制作膳食 4. 在良好环境下规律进餐，重视良好饮食习惯的培养 5. 鼓励幼儿多做户外游戏与活动，合理安排零食，避免过瘦与肥胖 6. 每天足量饮水，少喝含糖高的饮料 7. 定期监测生长发育状况 8. 确保饮食卫生，严格餐具消毒 3 内容说明 一、婴幼儿平衡膳食宝塔共分五层，宝塔各层位置和面积不同，这在一定程度上反映出各类食物在婴幼儿各生长阶段合理膳食中的地位和应占的比重。 宝塔没有建议食糖的摄入量，婴幼儿不应吃太多的糖和含糖食品，多吃糖有增加龋齿的危险。
第一章操作系统引论 1.设计现代OS的主要目标是什么？答：方便性，开放性，有效性，可扩充性 2.OS的作用可表现在哪几个方面？答：OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；OS作为计算机系统资的管理者；OS实现了对计算机资源的抽象。 3.为什么说操作系统实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层1/0设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。0s通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4·说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力是提高资源利用率和系统吞吐里，为了满足用户对人一机交互的需求和共享主机。 5.何谓脱机I/O和联机I/O？答：脱机1/0是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或一片上的数据或程序输入到殖带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而耽机1/0方式是指程序和数据的輸入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7.实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及寸接收并及时处理该命令，在用户能接受的时采内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设路多路卡，健主机能同时接收用户从各个终端上轮入的数据；为每个终端配路缓冲区，暂存用户捷入的命令或教据。针对反时处理问题，应便所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8.为什么要引入实时OS？答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求，熏好地满足实时控制领域和实时信息处涯领域的需要。 9.什么是硬实时任务和款实时任务？试举例说明。答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结是。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10.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未巨大的经济损失，甚至是灾难性后，，所以在实时系统中，往往都采取了
提要【提要】本指南适用于2周岁以后至未满6周岁的学龄前儿童。经过7～24月龄期间膳食模式的过渡和转变，学龄前儿童摄入的食物种类和膳食结构已开始接近**，是饮食行为和生活方式形成的关键时期。基于学龄前儿童生理和营养特点，其膳食指南应在一般人群膳食指南基础上增加以下5条关键推荐。 1规律就餐，自主进食不挑食，培养良好的饮食**惯 学龄前儿童的合理营养应由多种食物构成的平衡膳食来提供，规律就餐是其获得全面、足量的食物摄入和良好消化吸收的保障。此时期儿童神经心理发育迅速，自我意识和模仿力、好奇心增强，易出现进食不够专注，因此要注意引导儿童自主、有规律地进餐，保证每天不少于三次正餐和两次加餐，不随意改变进餐时间、环境和进食量，培养儿童摄入多样化食物的良好饮食**惯，纠正挑食、偏食等不良饮食行为。实践指导1.合理安排学龄前儿童膳食学龄前儿童每天应安排早、中、晚三次正餐，在此基础上还至少有两次加餐。一般分别安排在上、下午各一次，晚餐时间比较早时，可在睡前2小时安排一次加餐。加餐以奶类、水果为主，配以少量松软面点。晚间加餐不宜安排甜食，以预防龋齿。2.引导儿童规律就餐、专注进食由于学龄前儿童注意力不易集中，易受环境影响，如进食时玩玩具、看电视、做游戏等都会降低其对食物的关注度，影响进食和营养摄入。①尽可能给儿童提供固定的就餐座位，定时定量进餐；②避免追着喂、边吃边玩、边吃边看电视等行为；③吃饭细嚼慢咽但不拖延，最好在30分钟内吃完；④让孩子自己使用筷、匙进食，养成自主进餐的**惯，既可增加儿童进食兴趣，又可培养其自信心和独立能力。3.避免儿童挑食偏食家长良好的饮食行为对儿童具有重要影响，建议家长应以身作则、言传身教，并与儿童一起进食，起到良好榜样作用，帮助孩子从小养成不挑食不偏食的良好**惯。应鼓励儿童选择多种食物，引导其多选择健康食物。对于儿童不喜欢吃的食物，可通过变换烹调方法或盛放容器（如将蔬菜切碎，将瘦肉剁碎，将多种食物制作成包子或饺子等），也可采用重复小份量供应，鼓励尝试并及时给予表扬加以改善，不可强迫喂食。通过增加儿童身体活动量，尤其是选择儿童喜欢的运动或游戏项目，能使其肌肉得到充分锻炼，增加能量消耗，增进食欲，提高进食能力。此外，家长还应避免以食物作为奖励或惩罚的措施。 2每天饮奶，足量饮水，正确选择零食 建议每天饮奶300～400ml或相当量的奶制品。儿童新陈代谢旺盛，活动量大，水分需要量相对较多，每天总水量为1300-1600ml，除奶类和其它食物中摄入的水外，建议学龄前儿童每天饮水600～800ml，以白开水为主，少量多次饮用。零食对学龄前儿童是必要的，对补充所需营养有帮助。零食应尽可能与加餐相结合，以不影响正餐为前提，多选用营养密度高的食物如奶制品、水果、蛋类及坚果类等，不宜选用能量密度高的食品如油炸食品、膨化食品。实践指导1.培养和巩固儿童饮奶**惯奶及奶制品中钙含量丰富且吸收率高，是儿童钙的最佳来源。每天饮用300～400ml奶或相当量奶制品，可保证学龄前儿童钙摄入量达到适宜水平。家长应以身作则常饮奶，鼓励和督促孩子每天饮奶，选择和提供儿童喜爱和适宜的奶制品，逐步养成每天饮奶的**惯。如果儿童饮奶后出现胃肠不适（如腹胀、腹泻、腹痛）可能与乳糖不耐受有关，可采取以下方法加以解决：①
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 什么程序并发执行会产生间断性特征？ 答：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，为完成同一项任务需要相互合作，致使这些并发执行的进程之间，形成了相互制约关系，从而使得进程在执行期间出现间断性。4．程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 答：程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态由多个程序改变，致使程序运行失去了封闭性，也会导致其失去可再现性。 5．在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，在操作系统中引入了进程概念。 影响: 使程序的并发执行得以实行。 6．试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? 答：(1)动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。 (2)并发性是进程的重要特征，同时也是OS 的重要特征。引入进程的目的正是为了使 其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。 (3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独 立调度的基本单位。对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 8．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 9．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换北京石油化工学院信息工程学院计算机系5/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 5/48 需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。
计算机操作系统复习题 （课程代码252250） 一、单项选择题（本大题共42小题） 1、下面设备中，一次只能让一个作业独占使用的设备是（ B ）。 A、磁盘机 B、打印机 C、光驱 D、硬盘驱动器 2、操作系统提供给程序员的接口是（ B ）。 A、进程 B、系统调用 C、库函数 D、B和C 3、若记录型信号量S的初值为2，当前值为-1，则表示有（ B ）等待进程。 A、0个 B、1个 C、2个 D、3个 4、段式存储管理中，分段是由用户决定的，因此（ B ）。 A、段内地址和段间的地址都是连续的 B、段内地址是连续的，而段间的地址是不连续的 C、段内地址是不连续的，而段间的地址是连续的 D、段内地址和段间的地址都是不连续的 5、请求分页管理中，页面的大小与可能产生的缺页中断次数（B ）。 A、成正比 B、成反比 C、无关 D、成固定比值 6、当CPU执行操作系统代码时，称处理机处于（ C）。 A、执行态 B、目态 C、管态 D、就绪态 7、在固定分区分配中，每个分区的大小是（ C ）。 A、随作业长度变化 B、相同 C、可以不同但预先固定 D、可以不同但根据作业长度固定 8、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为解决这一矛盾，可采用（ C ）。 A、并行技术 B、通道技术 C、缓冲技术 D、虚存技术 9、操作系统的基本类型主要有（C）。 A、批处理系统、分时系统和多任务系统 B、单用户系统、多用户系统和批处理系统 C、批处理操作系统、分时操作系统及实时操作系统 D、实时系统、分时系统和多用户系统 10、可变分区存储管理采用的地址变换公式是（ C ）。 A、绝对地址 = 上界寄存器值 + 逻辑地址 B、绝对地址 = 下界寄存器值 + 逻辑地址 C、绝对地址 = 重定位寄存器值 + 逻辑地址 D、绝对地址 = 块号×块长 + 页内地址 11、实际操作系统，要兼顾资源的使用效率和安全可靠，对资源的分配策略，往往采用（ D ）策略。 A、预防死锁 B、避免死锁 C、检测死锁 D、三者的混合 12、存储管理主要管理的是（ D ）。 A、外存存储器用户区 B、外存存储器系统区 C、主存储器用户区 D、主存储器系统区 13、临界段是指并发进程中访问临界资源的（ D ）段。 A、管理信息 B、信息存储 C、数据 D、程序
第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：(1)有效性 (2)方便性 (3)可扩充性 (4)开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户； (3)器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS？ 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处 理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满 足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。 举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10．在8位微机和16位微机中，占据了统治地位的是什么操作系统？ 答：单用户单任务操作系统，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS。 11．试列出Windows OS 中五个主要版本，并说明它们分别较之前一个版本有何改进。 答：(1)Microsoft Windows 1.0是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。(2)Windows 95是混合的16位/32位系统，第一个支持32位。带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面，结束了桌面操作系统间的竞争。(3)Windows 98是微软公司的混合16位/32位Windows 操作系统，改良了硬件标准的支持，革新了内存管理，是多进程操作系统。(4)Windows XP是基于Windows 2000的产品，拥有新用户图形界面月神Luna。简化了用户安全特性，整合了防火墙。(5)Windows Vista 包含了上百种新功能；特别是新版图形用户界面和Windows Aero全新界面风格、加强的搜寻功能(Windows Indexing Service)、新媒体创作工具
中国婴幼儿膳食指南 一、概述 婴幼儿是指3岁以下的孩子，从新生命的开始到健康成长都需要倍加呵护。2002年，中国居民营养与健康状况调查表明，我国5岁以下儿童生长迟缓率、低体征率和消瘦率分别为14.3%、7.8%和2.5%。以6个月内的婴儿为最低，1岁到2岁组的幼儿是最高的。并且存在着城乡差异，我国4个月内婴幼儿基本纯母乳喂养率为71.6%，6个月时仍在吃母乳儿童的比例为84.3%。1岁以后42.6%。在我国，过早添加辅食与添加不及时的两种不合理的情况是同时存在的。5岁以内儿童贫血仍然是一个突出的营养问题，患病率高达18.8%。婴幼儿时期的营养与健康状况，关系到成人慢性病的发生发展，对婴幼儿进行科学喂养和合理膳食的指导，将有助于审理成功地过渡到进食成人食物阶段。 二、中国0到6个月婴儿的喂养指南 出生后6个月内，最理想的食品是母乳，只要能坚持母乳喂养，婴儿就能够正常生长发育。对于由于种种原因不能用母乳喂养的婴儿，应该首选婴儿配方奶喂养，不应该使用非婴儿配方奶或者是液态奶直接喂养婴儿。 纯母乳喂养：母乳是6个月龄内婴儿最理想的天然食品，经济安全又方便，不易发生过敏反应，母亲应该按需喂奶，最少坚持6个月的完全纯母乳喂养。从婴儿6个月龄开始，添加辅食的同时继续给予母乳喂养，而且这个母乳喂养最好能持续到2岁。对婴儿实行母乳喂养，除了可以满足婴儿的营养需要和生长发育外，还对母亲及婴儿有许多持续的有益健康作用。可以降低婴儿患感染性疾病的风险，可以降低非感染性疾病及慢性疾病的风险，有利于预防儿童过敏性疾病的发生，可以降低母亲乳腺癌的发病危险，有利于增进母子间的感情。 产后尽早开奶，初乳营养最好，婴儿在分娩后7天内，母亲的乳汁就叫初乳，这种乳汁对婴儿防御感染初级免疫系统的建立、通便都十分重要。初乳中微量元素、长链多不饱和脂肪酸的营养素比成熟乳要高很多，母亲产后30分钟即可以喂奶，尽早开奶和减轻婴儿生理性黄疸，生理性体重下降和低血糖的发生。传统认为，新生儿出生后24小时到48小时后
★1.操作系统的概念：通常把操作系统定义为用以控制和管理计算机系统资源方便用户使用的程序和数据结构的集合。 ★2.操作系统的基本类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人计算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统。①批处理操作系统 特点： 用户脱机使用计算机 成批处理 多道程序运行 优点： 由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行。并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量。 缺点： 无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的控制能力；而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不方便。 批处理系统中作业处理及状态 ②分时操作系统(Time Sharing OS) 分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统，如UNIX是多用户分时操作系统。 分时计算机系统：由于中断技术的使用，使得一台计算机能连接多个用户终端，用户可通过各自的终端使用和控制计算机，我们把一台计算机连接多个终端的计算机系统称为分时计算机系统，或称分时系统。 分时技术：把处理机的响应时间分成若于个大小相等（或不相等）的时间单位，称为时间片（如100毫秒），每个终端用户获得CPU，就等于获得一个时间片，该用户程序开始运行，当时间片到（用完），用户程序暂停运行，等待下一次运行。 特点： 人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作。 共享主机：多个用户同时使用。 用户独立性：对每个用户而言好象独占主机。 ③实时操作系统(real-time OS) 实时操作系统是一种联机的操作系统，对外部的请求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕。 特点： 有限等待时间 有限响应时间 用户控制 可靠性高 系统出错处理能力强 设计实时操作系统要考虑的一些因素： （1）实时时钟管理 （2）连续的人—机对话 （3）过载 (4) 高度可靠性和安全性需要采取冗余措施。 ④通用操作系统 同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 ⑤个人计算机上的操作系统 个人计算机上的操作系统是联机的交互式单用户操作系统，目前在个人计算机上使用的操作系统以windows系列和linux系统为主。 ⑥网络操作系统
《计算机操作系统》课后习题答案 注：课本为《计算机操作系统（第四版）》，汤小丹梁红兵哲凤屏汤子瀛编著，西安电子科技大学出版社出版 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS作为计算机系统资源的管理者 （3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。 而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？
单项选择题 1．所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处 理机的时间和外围设备等其它资源。 A. 多重处理 B. 多道程序设计 C. 实时处理 D. 共同执行2．下列进程调度算法中，可能引起进程长时间得不到运行的算法是 （）。 A. 时间片轮转法 B. 不可抢占式静态优先级算法 C. 可抢占式静态优先级算法 D. 不可抢占式动态优先级算法3．信箱通信是一种（）的通信方式。A. 直接通信B. 间接通信 C. 低级通信 D. 信号量4．既要考虑作业等待时间，又要考虑作业执行时间的调度算法是（）。 A. 响应比高者优先 B. 短作业优先 C. 优先级调度 D. 先来先服务 5. 操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和（）。 A. 为用户提供良好的工作环境和接口 B. 对用户的命令做出快速响应 C. 作为服务机构向其他站点提供优质服务 D. 防止有人以非法手段进入系统 6. 设计实时操作系统时，首先应考虑系统的（）。 A.可靠性和灵活性 B.实时性和可靠性 C.优良性和分配性 D ?灵活性和分配性 7. 进程有三种基本状态，下面关于进程状态变化的说法正确的是（）。 A. 进程一旦形成，首先进入的是运行状态 B. 若运行的进程因时间片用完而让出处理机，则该进程将转入就绪状态 C. 在分时系统中，一个正在运行的进程时间片到，该进程将转入就绪状态 D. 因进程执行中存在不确定性，一个进程可能同时处于某几种状态中 8. 临界区是指并发进程中访问临界资源的（）段。 A. 管理信息 B. 信息存储 C. 数据 D. 程序 9. 有n 个进程需要访问同一类资源，假定每个进程需要3 个资源，系统至少要提供（）个资源才能
第一章操作系统引论 一、单项选择题 1．操作系统是一种__________。 A．通用软件B．系统软件 C．应用软件D．软件包 2，操作系统的__________管理部分负责对进程进行调度。 A．主存储器 B．控制器 C．运算器D．处理机 3．操作系统是对__________进行管理的软件。 A．软件B．硬件 C，计算机资源D．应用程序 4．从用户的观点看，操作系统是__________。 A．用户与计算机之间的接口 B．控制和管理计算机资源的软件 C．合理地组织计算机工作流程的软件 D．由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 5，操作系统的功能是进行处理机管理、_______管理、设备管理及文件管理。 A．进程B．存储器 C．硬件D．软件 6，操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的_______。 A．利用率B．可靠性 C．稳定性D．兼容性 7．操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分，是为了提高计算机的_______和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件。 A. 速度B．利用率 C. 灵活性D．兼容性 8．操作系统的基本类型主要有_______。 A．批处理系统、分时系统及多任务系统 B．实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统 C．单用户系统、多用户系统及批处理系统 D．实时系统、分时系统和多用户系统
9．所谓_______是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 A. 多重处理B．多道程序设计 C. 实时处理D．并行执行 10. _______操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。 A．网络D．分布式 C．分时D．实时 11．如果分时操作系统的时间片一定，那么_______，则响应时间越长。 A．用户数越少B．用户数越多 C．存越少 D. 存越多 12，分时操作系统通常采用_______策略为用户服务。 A．可靠性和灵活性B．时间片轮转 C．时间片加权分配D，短作业优先 13. _______操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。 A．单用户B，分布式 C．批处理D．监督 14．在_______操作系统控制下，计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应。 A．实时B．分时 C. 分布式D．单用户 15．设计实时操作系统时，首先应考虑系统的_______。 A. 可靠性和灵活性B．实时性和可靠性 C. 灵活性和可靠性D．优良性和分配性 16．若把操作系统看作计算机系统资源的管理者，下列的_______不属于操作系统所管理的资源。 A. 程序B．存 C. CPU D．中断 二、填空题 1．操作系统的基本功能包括__①__管理、__②__管理、__③__管理、__④__管理。除此之外还为用户使用操作系统提供了用户接口。