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计算机操作系统基础笔记

作系统

操作系统引论操作系统定义操作系统是一组控制和管理计算机软硬件资源、合理地对各类作业进行调度以及方便用户使用的程序集合 。
操作系统是位于硬件层之上，所有其它系统软件层之下的一个系统软件，使得管理系统中的各种软件和硬件资源得以充分利用，方便用户使用计算机系统 。
操作系统的目标

  1. 方便性
  2. 有效性
  3. 开放性
  4. 可扩充性
操作系统的作用
  1. 用户与计算机硬件系统之间的接口处理机
  2. 计算机资源的管理者
  3. 扩充裸机资源的软件
  4. 计算机工作流程的组织者
无操作系统时的计算机系统
  • 人工操作方式
    特点：无任何软件、独占性、串行性缺点：用户独占全机，CPU等待人工操作待解决的问题：人机矛盾，CPU和I/O设备速度不匹配解决：脱机I/O、批处理
  • 脱机输入输出方式
    解决了CPU和设备之间不匹配的矛盾
单道批处理系统在内存中仅存一道作业区运行，运行结束 或出错，才自动调整另一道作业运行
  1. 自动性
  2. 顺序性
  3. 单道性
优点：减少人工操作，解决了作业的自动接续
缺点：平均周转时间长，没有交互能力
多道批处理系统在内存中存放多道作业运行，运行结束或出错，自动调度内存中的另一道作业运行
  1. 多道性
  2. 调度性
  3. 无序性
优点：提高了CPU的利用率，提高内存和I/O设备利用率，增加系统吞吐率
缺点：平均周转时间长，没有交互能力
分时系统
  1. 多路性
  2. 独立性
  3. 及时性
  4. 交互性
产生原因：用户需要人机交互、共享主机，便于用户上机
实现方法：简单分时系统，前后台分时系统，多道分时系统
实时系统计算机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，并控制所有实时设备和实时任务协调一致的运行
  1. 多路性
  2. 独立性
  3. 及时性
  4. 交互性
  5. 可靠性
操作系统的基本特征
  1. 并发（最重要的特征）
  2. 共享（和并发同为操作系统最基本的特征，二者互为存在的条件）
  3. 虚拟（以并发和共享为前提）
  4. 异步（并发和共享的必然结果）
操作系统的功能
  1. 处理机管理
  2. 存储器管理
  3. 文件管理
  4. 设备管理
  5. 提供友好的用户接口
处理机管理主要是对处理机的分配和运行进行管理
  1. 进程控制
  2. 进程同步
  3. 进程通信：共享存储器、消息、管道等 。
  4. 进程调度
存储器管理主要是对多道程序的运行提供良好的环境
  1. 内存分配
  2. 内存保护
  3. 地址映射
  4. 内存扩充
设备管理主要是完成用户的I/O请求
  1. 缓冲管理
  2. 设备分配
  3. 设备处理
文件管理主要是希望用户能方便、安全地使用各种信息资源
  1. 文件存储空间的管理
  2. 目录管理
  3. 文件的读写管理和保护
提供友好的用户接口主要是方便用户使用计算机
  1. 命令接口
  2. 程序接口
  3. 图形用户接口
操作系统的结构设计
  1. 整体式系统（无结构操作系统）
    缺陷：① 设计出的操作系统既庞大又杂乱，缺乏清晰的程序结构 。② 编制出的程序错误很多，给调试工作带来很多困难；增加了维护人员的负担
  2. 模块化结构
    优点：① 提高了OS设计的正确性、可理解性和可维护性 。② 增强了0S的可适应性 。③ 加速了OS的开发过程 。缺点：① 对模块的划分及对接口的规定要精确描很困难。② 从功能观点来划分模块时，未能将共享资源和独占资源加以区别；


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