北方工业大学-计算机操作系统-作业总复习答案.doc
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操作系统是计算机系统的核心组成部分,它的主要职责是管理和优化硬件及软件资源,确保计算机高效、稳定地运行。在“北方工业大学-计算机操作系统-作业总复习答案.doc”中,涉及了操作系统的一些基本概念和功能。 操作系统的基本功能主要包括五个方面:处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口。处理机管理负责调度CPU资源,确保多任务的并发执行;存储管理关注内存的分配和回收,以提高内存利用率;设备管理涉及硬件设备的分配和访问,如I/O操作;信息管理主要是文件的创建、读取、修改和删除;用户接口则为用户提供方便的操作方式,如图形界面或命令行。 批处理系统、分时系统和实时系统是三种不同类型的操作系统。批处理系统批量处理用户的作业,用户在非交互环境下使用计算机;分时系统允许多个用户同时在线,交互地使用计算机资源;实时系统强调快速响应和高可靠性,适用于需要即时响应的场景。 多道程序设计和多重处理则分别指在单CPU系统中实现多个作业的并发执行和使用多个CPU进行并行计算。前者通过时间片轮转实现,而后者涉及硬件级别的并行处理。 SPOOLING(Simultaneous Peripheral Operations On Line)系统是虚拟设备技术的一种,它通过缓冲技术和后台处理,使得慢速I/O设备可以如同高速设备一样被多个进程同时使用,提高了系统效率。 操作系统为用户提供命令接口和系统调用接口。命令接口允许用户通过操作命令控制作业执行,而系统调用则是编程接口,允许程序员直接请求操作系统服务,具有更高的灵活性和安全性,执行于核心态。 系统调用不同于一般用户程序和库函数。用户程序和库函数在用户态运行,而系统调用在核心态执行,具有更高的权限,通常需要通过中断机制来调用。库函数是预编译的函数集合,可以直接供应用程序调用,而系统调用更底层,直接与操作系统内核交互。 进程和程序是两个不同层次的概念。程序是静态的代码集合,而进程是程序在特定数据集上的动态执行实例,具备并发性、异步性和独立性。同一程序可能有多个并发执行的进程,而一个进程可能包含多个线程。 作业和进程之间的区别在于,作业是用户提交的任务,包含了程序和数据,经历提交、收容、执行和完成四个阶段;而进程是操作系统中执行程序的具体表现,是分配资源的最小单位,它可以包含多个线程,每个线程代表一个独立的执行流。 并不是所有程序的并发执行都会失去封闭性。如果一个程序的执行不依赖外部环境且内部状态不可变,如简单打印变量的程序,其结果就不会受到并发执行的影响。然而,对于涉及到共享资源或依赖外部环境的程序,如读写文件或网络通信,并发执行可能导致结果的不确定性。 这份复习资料涵盖了操作系统的基础理论和关键概念,对于理解操作系统的运作机制和设计原则至关重要。
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