操作系统（ 第一章）知识点总结

    新学期开始了，我们学习了《操作系统》这门课程。这门课程的知识点比较多，故在此总结一下第一章的知识点：

    操作系统是一个大型的程序系统，它负责计算机全部软硬件资源的分配、调度工作，控制并协调多个任务的活动，实现信息的存取和保护。它提供用户接口，使用户获得良好的工作环境。

   操作系统的目标：有效性、方便性、可扩充性、开放性。

   操作系统的作用：1.作为用户与计算机硬件系统之间的接口。

                   2.作为计算机系统资源的管理者  （管理处理器、存储器、I/O设备、数据和程序）

                   3.实现了对计算机资源的抽象

  * 联机和脱机I/O方式：减少了CPU 的空闲时间，提高了I/O速度。

 

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操作系统的发展过程

手工操作阶段：脱机输入/输出方式

单道批处理阶段：调入作业时，监控程序从这一批中选一道作业调入内存运行，当这一作业完成时，监控程序调入另一道程序，直到这一批作业全部完成。

（成批进行，内存中只保持一道作业）

多道程序设计技术：内存中放多道程序，使他们在管理程序的控制下相互穿插地运行。

    优点：资源利用率高、系统吞吐量大  缺点：平均周转时间长，无交互能力

 

分时系统

  产生的原因：用户的需要--交互、共享主机、方便上机

  特征：多路性（允许同一主机联接多台终端）

        独立性（每一用户各占一个终端）

        及时性（一个周期内响应一次）

        交互性（可进行人机对话，响应请求）

 

实时系统 是指系统能在截止时间前完成对请求事件的处理。

  特征：快速响应时间，有限的交互能力（限定专用服务程序），高可靠性

★一个通用的OS不一定仅是一种OS类型

 

操作系统的基本特性：并发、共享、虚拟、异步性

   并发是在内存中放多道作业，在一个时间段上看，每一道作业都能不同程度地向前推进。但在任何一个时间点上只能有一道占用CPU（单CPU）。

   并行是指两个或多个作业在同一时间点运行（多CPU）。

   共享：系统中的资源可供多个并发的进程共同使用。

     互斥共享方式：一段时间仅允许一个进程访问的资源，称为临界资源/独占资源；打印机、磁带、程序中的变量、堆栈等；

     同时访问方式：一段时间允许多个进程访问，但微观交替使用：磁盘；

   虚拟：通过某种技术将一个物理实体映射为若干个逻辑上的对应物。（是操作系统管理资源的重要手段，可提高资源利用率）

   异步性：进程以不可预知的运行速度向前推进

 

 操作系统的基本功能：

   ① 储存机管理：进程控制、进程同步、进程通信、调度

   ② 存储器管理：内存分配、地址映射（把地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址）、存储保护、存储扩充

    ③设备管理：最庞大、琐碎的部分  设备分配、设备驱动、缓冲管理、设备独立性和虚拟设备

    ④文件系统管理：文件储存空间管理（提高运行速度）、目录管理（方便查找、实现共享）、文件的读写管理和存取控制（防止非法使用）

   ⑤用户接口：命令接口、程序接口、图形接口

 

操作系统的结构设计：

  1.无结构OS:由众多过程直接构成，各过程之间相互调用，OS内部不存在任何结构

    特点：程序内部代码无结构     

    缺点：庞大杂乱，调试难，阅读难，维护难

  2.模块化OS结构:

    优点：提高OS设计正确性、可理解性、可维护性，加速OS开发过程

    缺点：模块与接口划分困难，模块间存在复杂依赖关系

  3.分层式OS结构：

    优点：易保证系统正确性，易扩充，易维护性 

    缺点：系统效率降低

    4.微内核OS结构：支持多处理机运行，适用于分布式系统环境

    特征：以微内核为OS核心；以客户/服务器为基础；采用面向对象程序设计方法

    缺点：运行效率有所降低