操作系统概论名词解释

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操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论操作系统(OperatingSystem,简写OS)是一种计算机软件它担当着计算机系统的中枢,能够对系统内的硬件资源、计算机上运行的程序及使用者之间进行调度和控制,并实现计算机之间的信息传输和信息共享。

操作系统提供了一个与硬件相分离的虚拟环境,使用者可以通过系统软件进行操作而不需要考虑硬件特性。

操作系统可以被划分为实时操作系统、多任务操作系统和分时操作系统。

实时操作系统是指计算机必须在一定时间内完成特定任务,其特点是可靠性强、抗干扰性好,主要用于复杂的实时信息处理系统,如航空、医疗系统等。

多任务操作系统是指一台计算机可以同时执行多个任务,它是通过分配不同的计算资源如CPU、内存、I/O设备来实现的。

例如Windows系统就是一种多任务操作系统。

分时操作系统是指计算机在计算机系统中动态调度多个任务,使每个任务都有一段时间片来运行,它的特点是能够应付大规模的用户。

例如Linux、Unix 等。

操作系统的功能特征有:(1)资源管理系统,指操作系统实现对计算机系统中硬件资源,如CPU、存储器、I/O设备等,以及软件资源,如文件、进程、用户信息等的管理,以便高效地利用资源;(2)系统性能改进,指系统需要采用合理的机制,实现系统的性能可靠性、可用性和可调性;(3)安全和保护管理,指操作系统需要采取合理的机制,确保系统的安全性和数据的完整性;(4)程序调度,指操作系统需要采取合理的机制,实现对系统中各种程序的调度,使得系统能够及时地响应用户请求;(5)用户界面管理,指操作系统需要采取合理的机制,实现用户与系统之间的界面。

操作系统的发展是一个持续不断的过程,目前,操作系统的发展趋势是:(1)多媒体系统,它具有良好的图形用户界面,能够更好地支持听觉、视觉等多种媒体;(2)网络系统,它能够支持多种网络,可以实现系统之间的信息共享,实现远程控制;(3)安全系统,它能够更好地保护系统资源和数据,防止非法用户访问系统;(4)虚拟环境系统,它能够实现多任务虚拟,节约系统资源,提高系统性能;(5)智能系统,能够实现对人机交互的智能处理,实现计算机的智能化。

操作系统-名词解释

操作系统-名词解释
信号:信号是一取值为1~19(MAX_SIGS)的某个整数,可以在进程之间传送,用于通知进程发生了某种异常事件,需要执行事先安排好的动作。每个进程在运行中的某几个时机要主动通过信号机制检查是否有信号到达,如有,便中断正在执行的程序,转入对应的事件处理程序。事件处理完毕,再返回断点继续执行原先的程序。这样的信号处理过程与硬件中断处理很相似,故称之为“软中断”。
① 初始化操作,信号灯能初始化为非负的值。
② Wait操作,能减小信号灯的值,如结果值为负,执行Wait操作的进程就被封锁。
③ Signal操作,能增加信号灯的值,如果结果值非正,那么原先因执行Wait操作而阻塞的进程被解除阻塞。
生产者和消费者问题:生产者和消费者问题是通过有限的缓冲区(仓库)将一群生产者P1,P2,…,Pk和一群消费者C1,C2,…,Cm联系起来,通过信号灯实现生产者和消费者的同步与互斥。
进程(不支持线程的进程):程序在一个数据集合上的运行活动,它是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位。
并发:并发是指在某一时间间隔内计算机系统内存在着多个程序活动。并发是从宏观上(这种“宏观”也许不到一秒的时间)看多个程序的运行活动,这些程序在串行地、交错地运行,由操作系统负责这些程序之间的运行切换,人们从外部宏观上观察,有多个程序都在系统中运行。
进程控制块PCB(Process Control Block):系统用于查询和控制进程运行的档案,它描述进程的特征,记载进程的历史,决定进程的命运。
执行(Running)状态:进程占用了CPU,正在执行指令的状态。
就绪(Ready)状态:进程拥有除了CPU之外的任何其他的资源和运行条件,只是由于还没有给它分配CPU而处于下一个执行阶段的起跑线上,它已“万事俱备,只欠东风”,因此就绪状态进程在逻辑上是可执行的。在一个系统中可以有多个进程处于就绪状态,通常将它们排在一个(或多个)就绪队列中。

操作系统概论

操作系统概论

第一章操作系统概论一、本章要求熟练掌握的内容1、操作系统的定义:计算机操作系统是与计算机硬件紧密相关的一层系统软件,由一整套分层次的控制程序(模块)组成,统一管理计算机系统的所有资源,包括处理器、存储器、输入输出设备以及其它系统软件、应用程序和数据文件等。

操作系统合理地组织计算机系统工作流程,有效地利用计算机系统资源为用户提供一个功能强大、界面良好、使用方便的工作环境,让用户无需了解硬件细节,而是直接利用逻辑命令就能灵活方便地使用计算机。

操作系统为计算机软硬件功能的进一步扩展提供了一个支撑平台。

2、操作系统的特性:操作系统具备了程序并发、资源共享和独立随机可访问三大特征。

(1)程序的并发:在操作系统中,我们把一个功能上独立的程序的一次执行称为一个进程,每一个进程都需要占用一部分系统资源,包括占用处理器时间、内存、输入输出设备等。

若某一段时间内同时有两个或两个以上进程在运行,则称为“程序的并发”。

(2)资源共享:资源的共享是指计算机的软硬件资源为多个拥有授权的用户或程序所共用,以提高这些资源的利用率。

(3)独立随机可访问:在多任务环境下执行的每一个进程在逻辑上具有独立性和随机性。

如果有充分的资源保障,每一个进程都会独立的完成并且其执行速度与其它进程无关,进程执行的起始和结束时间也是独立的并且是随机发生的。

这种独立和随机性形成了对操作系统的客观要求,即必须具备同时处理多个随机并发进程的能力,操作系统的系统管理程序要保证对资源的访问的独立性和随机性。

3、操作系统的功能:(1)处理机管理:处理机管理是操作系统最主要任务之一,其主要功能是对中央处理机的使用进行调度分配,最大限度地提高它的处理能力。

操作系统通过对进程的管理实现对处理机的管理,包括进程创建、进程执行、进程通信、进程撤销、进程等待和进程优先级控制等。

(2)存储管理:存储管理指对内存及其扩展空间的管理。

由于内存资源的紧缺性,存储管理的目标是为程序设计者提供方便、安全和足够的存储空间。

操作系统概论

操作系统概论

第一章操作系统概论1.操作系统定义:计算机系统中的一个系统软件,一些程序模块的集合——他们能有效组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源,合理地组织计算机的工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统能高效的运行。

2.操作系统特征:并发性、共享性(互斥共享、同时共享)、随机性3.操作系统功能:1)进程管理(进程调度、进程同步、进程间通信、调度(处理机调度,包括进程调度、线程调度、作业调度))2)存储管理(内存的分配与回收、存储保护、内存扩充)、3)文件管理(文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性)4)设备管理5)用户接口。

4.操作系统的发展手工操作、监控程序(早期批处理)、多道批处理、分时系统、unix通用操作系统、个人计算机操作系统(ios windows linux)、android操作系统5.操作系统分类1)批处理操作系统特点是成批处理。

优点是作业流程自动化较高,资源利用率较高,作业吞吐量达,从而提高整个系统效率;但用户不能直接与计算机交互,不适合调试程序。

用户模式——目态——一般指令特权模式——管态——特权指令Spooling技术2)分时系统(采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交货方式在终端上向用户显示结果)特点:多路线、交互性、独占性、及时性3)实时操作系统(分硬实时系统和软实时系统)除具有多道程序系统基本能力外,还有实时时钟管理、过载保护、高可靠性能力。

4)嵌入式操作系统5)个人计算机操作系统6)网络操作系统7)分布式操作系统特点:是一个统一的操作系统,在系统中的所有主机使用的是同一个操作系统;实现资源的深度共享;透明性;自治性集群是分布式系统地一种。

8)智能卡操作系统(片内操作系统COS)6.操作系统结构1)整体式结构优点:结构紧密,接口简单直接,系统效率较高缺点:模块间转接随便,各模块互相牵连,独立性差,系统结构不清晰;更换修改困难;以大型表格为中心。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论1. 引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一,它为计算机提供了管理和控制硬件资源的功能。

本文将对操作系统的概念、功能和分类进行介绍,并探讨操作系统在计算机系统中的重要性。

2. 操作系统的定义操作系统是一个由计算机软件和硬件组成的系统,它管理和控制计算机的软硬件资源,为用户和其他软件提供一个简单一致的接口。

操作系统的主要目标是提高计算机系统的性能、可靠性和安全性。

3. 操作系统的功能3.1 管理资源操作系统负责管理计算机的物理资源,如处理器、内存、硬盘和网络设备等。

它通过资源分配和调度技术,确保资源能够被合理利用,提高系统的效率和性能。

3.2 提供用户接口操作系统为用户提供了与计算机系统交互的接口,使用户能够通过命令行、图形界面或者网络等方式与计算机进行交互。

用户可以通过操作系统发送命令、运行程序以及访问文件等。

3.3 实现文件管理操作系统实现了对文件的管理和控制,包括文件的创建、读取、写入和删除等操作。

它通过文件系统来组织和存储文件,使用户能够方便地管理和访问文件。

3.4 支持并发和并行操作系统能够处理多个任务或程序的同时执行,称为并发。

它通过调度和分时技术,实现多个任务的并发执行。

同时,操作系统还支持多处理器系统,实现多个程序的并行执行。

4. 操作系统的分类4.1 批处理操作系统批处理操作系统是最早的操作系统之一,它通过批处理方式处理作业。

用户将作业提交给操作系统后,操作系统按照预定的顺序自动执行作业,提高了计算机系统的利用率。

4.2 分时操作系统分时操作系统允许多个用户通过终端同时访问计算机系统。

它通过时间片轮转的方式,使每个用户都能够接收到足够的处理时间。

分时操作系统实现了多用户的并发执行,提高了系统的利用率。

4.3 实时操作系统实时操作系统要求系统能够在严格的时间限制下响应外部事件。

它适用于对时间要求较高的应用领域,如航空航天、工业控制和医疗设备等。

实时操作系统根据时间要求分为硬实时系统和软实时系统。

操作系统名词解释

操作系统名词解释

操作系统名词解释三、名词解释1. 作业周转时间:批处理用户从向系统提交作业开始,到作业完成为止的时间间隔成为作业周转时间。

(P121)2. 文件:文件是由文件名所标识的一组信息的集合。

(P359)3. 进程切换(P100)(网络:进行进程切换就是从正在运行的进程中收回处理器,然后再使待运行进程来占用处理器。

)4. 线程:线程是进程中能够并发执行的实体,是进程的组成部分,也是处理器调度和分派的基本单位。

(P107)(网络:线程(thread),有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。

一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。

另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位)5. 实时操作系统(P24)实时操作系统是指当外部事件或数据产生时,能够对其予以接收并以足够快的速度进行处理,所得结果能够在规定的时间内控制生产过程或对控制对象做出快速响应,并控制所有实时任务协调运行的操作系统。

6. 模式切换(CPU)(P66)7. 系统调用(P28)系统调用是指内核提供一系统预定功能的内核函数。

8. 临界区临界区是指并发进程与共享变量有关的程序段。

(P169)9. 页面替换:页面替换是10. 文件路径名:11. 进程:是既描述程序的并发执行的状态、又能共享资源的一个基本单位P9212. 多道程序设计:是指允许多个作业同时进入计算机系统的主存并启动交替计算的方法。

P1813. 进程控制块(PCB)P97答:每个进程有且仅有一个进程控制块(Process Control Block,PCB),或称进程描述块,它是进程存在的唯一标识,是操作系统用来记录和刻画进程状态及有关信息的数据结构,是进程动态特征的一种汇集。

在进程控制块中记录了操作系统所需要的、用于描述进程情况及控制进程运行所需要的全部信息。

一般来说,包含标识信息,现场信息,控制信息。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论操作系统是计算机系统的一个重要组成部分,其作用是管理计算机系统的资源,控制计算机的运行,提供用户与计算机硬件之间的接口,从而使得计算机系统能够高效地运行。

本文将介绍操作系统的概念、分类、功能以及常见的操作系统。

操作系统的概念简单来说,操作系统就是控制计算机硬件资源、管理计算机系统运行、提供用户接口的软件。

它主要包括三个方面的功能:•管理计算机系统的资源,包括处理器、存储器、输入/输出设备等;•控制计算机的运行,包括进程调度、死锁检测等;•提供用户与计算机硬件之间的接口,包括命令解释、文件管理、网络通信等。

操作系统的分类按照应用领域的不同,操作系统可以分为多种类型。

常见的操作系统分类如下:手机操作系统手机操作系统是指安装在手机上的操作系统,最常见的几种手机操作系统有:安卓(Android)、苹果操作系统(iOS)和Windows Phone。

这些操作系统都是针对移动设备而开发的。

桌面操作系统桌面操作系统是指针对个人计算机而开发的操作系统,最常见的几种桌面操作系统有:Windows、macOS、Linux等。

服务器操作系统服务器操作系统是专门用于管理和控制服务器的操作系统,主要用在互联网数据中心等领域,最常见的几种服务器操作系统有:Linux和Windows Server。

嵌入式操作系统嵌入式操作系统是指针对嵌入式设备而开发的操作系统,这些设备通常具有复杂的硬件结构和功能要求,最常见的嵌入式操作系统有:VxWorks、uC/OS等。

操作系统的功能操作系统作为一个软件系统,其功能涵盖了多个方面,包括:进程是计算机运行时的一个基本单位,操作系统通过进程管理功能来控制进程的创建、调度、终止等操作。

存储器管理计算机存储器是计算机系统的重要组成部分,操作系统通过存储器管理功能来管理存储器的分配、回收等操作。

文件管理文件是计算机系统中管理信息的基本单位,操作系统通过文件管理功能提供对文件的存取、保护、共享等支持。

操作系统名词解释

操作系统名词解释

第一章引论‎1操作系统‎:操作系统是‎管理和控制‎计算机系统‎内各种硬件‎和软件资源‎,有效地组织‎多道程序运‎行的系统软‎件(或程序集合‎),是用户与计‎算机之间的‎接口。

2管态:当执行操作‎系统程序时‎,处理机所处‎的状态3目态:当执行普通‎用户程序时‎,处理机所处‎的状态。

4多道程序‎设计:在这种设计‎技术下,内存中能同‎时存放多道‎程序,在管理程序‎的控制下交‎替的执行。

这些作业共‎享CPU和‎系统中的其‎他资源。

5并发:是指两个或‎多个活动在‎同一给定的‎时间间隔中‎进行。

它是宏观上‎的概念。

6并行:是指两个或‎多个活动在‎同一时刻同‎时执行的情‎况。

7吞吐量:在一段给定‎的时间内,计算机所能‎完成的总工‎作量。

8分时:就是对时间‎的共享。

在分时系统‎中,分时主要是‎指若干并发‎程序对CP‎U时间的共‎享。

9实时:表示“及时”或“既时”。

10系统调‎用:是用户在程‎序中能以“函数调用”形式调用的‎、由操作系统‎提供的子功‎能的集合。

每一个子功‎能称作一条‎系统调用命‎令。

它是操作系‎统对外的接‎口,是用户级程‎序取得操作‎系统服务的‎唯一途径。

11特权指‎令:指指令系统‎中这样一些‎指令,如启动设备‎指令、设置时钟指‎令、中断屏蔽指‎令和清内存‎指令,这些指令只‎能由操作系‎统使用。

12命令解‎释程序:其主要功能‎是接收用户‎输入的命令‎,然后予以解‎释并且执行‎。

13脱机I‎/O:是指输入/输出工作不‎受主机直接‎控制,而由卫星机‎专门负责完‎成I/O,主机专门完‎成快速计算‎任务,从而二者可‎以并行操作‎。

14联机I‎/O:是指作业的‎输入、调入内存及‎结果输出都‎在c pu直‎接控制下进‎行。

15资源共‎享:是指计算机‎系统中的资‎源被多个进‎程所功用。

例如,多个进程同‎时占用内存‎,从而对内存‎共享;它们并发执‎行时对cp‎u进行共享‎;各个进程在‎执行过程中‎提出对文件‎的读写请求‎,从而对磁盘‎进行共享等‎等。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论计算机的操作系统是指管理和控制整个计算机系统硬件、软件资源,合理组织计算机工作流程,使各种硬件和软件发挥最大效能,以便为用户提供良好服务的程序集合。

第一节操作系统概述操作系统的基本概念一、操作系统的基本概念操作系统是一个独立于计算机硬件和外部环境之外的、对计算机资源进行管理和控制的软件程序系统。

操作系统不仅具有对各种硬件的管理功能,而且还具有支持应用程序并使它们相互协调运行的功能,从而保证了计算机系统整体性能和高效性。

操作系统在结构上与计算机系统是一种模块化结构,既包含了内核模块,又包括用户界面模块,还有提供网络通信接口的模块等。

二、操作系统的功能1.操作系统的层次结构2.多级处理机系统3.操作系统的用户界面4.操作系统的类型1.GUI2.Linux3.Solaris4.Windows20005.UNIX6.DEC7.PPC8.UNIX9.UNIVAC;10.操作系统的特征1.稳定性2.可靠性3.安全性4.灵活性5.开放性三、操作系统的分类一般情况下,操作系统的划分标准有三条: 1.从用户的角度来看,可将其分为个人计算机用户、单处理机用户和多处理机系统用户; 2.从计算机处理资源的角度来看,可将其分为主机型操作系统和客机型操作系统; 3.从计算机处理资源的管理方式来看,可将其分为集中式操作系统和分布式操作系统。

分类主要依据是操作系统提供的服务功能,如处理机管理、存储管理、文件管理等。

当然,按照不同的分类标准,还可以把操作系统划分成若干类型,例如:分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式系统等等。

第二节操作系统的发展历史一、操作系统的产生和发展20世纪50年代末期,为了解决高速运算问题,美国贝尔实验室的E。

M。

沃思在巴贝奇-图灵测试中的成功,为系统科学开辟了新天地。

1967年,美国计算机科学家J。

B。

诺伊曼发表了《论可计算性》一文,开创了软件工程研究,并成功地解决了数值计算问题。

操作系统概念名词解释

操作系统概念名词解释

操作系统概念名词解释原语:它是由若干条机器指令所构成,用以完成特定功能的一段程序,为保证其操作的正确性,它应当是原子操作,即原语是一个不可分割的操作。

设备独立性:指用户设备独立于所使用的具体物理设备。

即在用户程序中要执行I/O操作时,只需用逻辑设备名提出I/O请求,而不必局限于某特定的物理设备。

操作系统:操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源,合理地组织计算机的工作流程,以及方便用户的程序的集合。

其主要功能是实现处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件管理和用户接口。

文件:指具有文件名的若干相关元素的集合。

进程:进程是程序在一个数据集合上的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位。

虚拟存储器:指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。

从用户观点看,虚拟存储器具有比实际内存大得多的容量。

这既方便了用户,又提高了内存的利用率和系统的吞吐量。

另外虚存容量的扩大是以牺牲CPU工作时间以及内、外存交换时间为代价的。

具有多次性,对换性和虚拟性三大主要特征。

文件目录:为了项用户提供对文件的存取控制及保护功能,而按一定规则对系统中的文件名,(亦可包含文件属性)进行组织所形成的表,称为目录表或文件目录。

SPOOLING:即同时联机外围操作,又称脱机操作。

在多道程序环境下,可利用多道程序中的一道程序,来模拟脱机的输入输出功能。

即在联机条件下,将数据从输入设备传送到磁盘,或从磁盘传送到输出设备。

设备管理中的数据传送控制方式有哪几种?分别简述如何实现的。

程序直接控制:由用户进程来直接控制内存或CPU和外设间的信息传送。

中断方式:进程通过CPU发出指令启动外设,该进程阻塞。

当输入完成时,I/O控制器通过中断请求线向CPU发出中断信号,CPU进行中断处理。

DMA方式:在外设和内存之间开辟直接的数据交换通路。

通道控制方式:CPU发出启动指令,指出通道相应的操作和I/O设备,该指令就可启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道指令执行。

操作系统的名词解释

操作系统的名词解释

操作系统名词术语解释操作系统引论中的名词术语1.脱机输入输出(off—line input/output) 指在外围计算机的控制下,实现程序和数据的输入输出;或者说它们是脱离主机进行的,故称为脱机输入输出。

2.联机输入输出(on—line input/output) 指在主机直接控制下,进行输入输出操作的工作方式,称为联机输入输出。

3.批处理技术(batch processing technic) 指在管理程序的控制下,对一批作业自动进行处理而不需人工干预的一种技术。

该技术旨在提高系统的吞吐量和资源利用率。

4.多道程序设计(multiprograming) 指在内存中同时存放若干个作业,并使它们同时运行的一种程序设计技术。

在单处理机环境下,仅在宏观上这些作业在同时运行,而在微观上它们是在交替执行。

即每一时刻只有一个作业在执行,其余作业或处于阻塞状态,或处于就绪状态。

5.操作系统(operating system) 操作系统是控制和管理计算机硬件与软件资源,合理地组织计算机的工作流程,以及方便用户的程序的集合。

其主要功能是实现处理机管理、内存管理、IO设备管理、文件管理以及作业管理。

6.系统吞吐量(system throughput) 指系统在单位时间内所完成的作业数目。

7.作业周转时间从作业进入系统开始,到作业完成并退出系统所经历的时间。

8.分时操作系统(time- sharing operating system) 指允许若干个联机用户,通过各自的终端同时使用一台计算机的操作系统。

为实现人-机交互,系统把处理机时间分割成若干时间片后,轮流为每个终端分配一个时间片运行其作业。

即让每,个终端作业运行一个时间片后,便暂停其运行而把CPU再分配给下一个终端作业,也运行一个时间片。

这样,在不长的时间(2—3秒)内,将会使每个终端作业都能执行一次,从而使所有终端的用户请求,都能获得及时响应。

8.实时操作系统(real—time opearting system) 指系统对特定输入做出反应的速度,足以控制发出实时信号的对象的一种操作系统。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论操作系统是计算机软件的基础,它能够控制硬件设备的活动,并为用户和其他软件提供服务。

它一般位于系统内核的核心,起着协调和控制计算机其他部件运行的作用,是一个具有复杂结构的软件系统。

操作系统可以把硬件装置和用户应用程序分离开,使计算机技术更加容易应用于实际的计算机系统设计。

该系统不仅包括基本的输入输出设备、存储设备,还包括多个系统模块,如进程管理模块、内存管理模块和文件管理模块等;以及各种与之配套的库函数和系统调用,它们可以满足不同应用程序的需要,像控制计算机资源、定义服务等。

操作系统能够提供多种服务,其中包括管理硬件资源,提供文件操作指令,提供访问控制权限,支持多任务,支持多人共享远程设备,支持一组设备和多种设备的交互作用等。

操作系统的发展也跟随着计算机技术的发展而变化,如单机操作系统已经不再能够满足复杂计算任务的要求,分布式系统、分层系统以及实时系统等等都不断被发展出来,以应对不断变化的环境。

操作系统技术已经成为数字技术从无到有的根本地方,它已经深深地影响了人类的社会发展。

当今科技日新月异,计算机技术的发展也日益加快,操作系统的重要性也被越来越多的人所重视,人们对其功能的要求也越来越多。

操作系统可以说是计算机系统最基础也是最重要的部分。

它负责调度和协调计算机系统中各种设备的运行,以及实现用户和软件能够有效地向计算机系统发出服务请求,从而实现软件和用户的安全运行。

在现代计算机系统中,操作系统起着非常重要的作用,能够为用户提供良好的操作环境,并有效地管理硬件设备的资源,帮助解决复杂的计算机问题。

操作系统的发展与计算机技术一起发展,这种发展受到多种因素的影响,如便捷性、实时性、安全性、可靠性、可伸缩性、易用性等。

它不仅能够提供基本的功能,还能有效地管理和改善计算机系统的性能,同时为系统开发者们提供便利。

操作系统不仅能够实现计算机系统的自动化,而且能够根据环境和用户的要求自动进行有效的控制。

操作系统概论名词解释

操作系统概论名词解释

第1部分操作系统概论名词解释脱机输入/输出具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入/输出”批处理作业是由操作系统成批地进行处理,操作系统能自动地从输入池读入下一个作业,并予以运行和输出,如此直到整批作业全部处理完毕。

SPOOLING由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING(Simultaneous Periph eral Operating On Line),即“并行的外部设备操作联机”,也称“假脱机”。

SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。

分时系统为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率,系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境,这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。

多路性一台主机可连接多台终端,多个终端用户可以同时使用计算机,共享系统的硬软件资源。

交互性用户能与系统进行对话。

在一个多步骤作业的运行过程中,用户能通过键盘等设备输入数据或命令,系统获得用户的输入后做出响应,显示执行的状况或结果。

实时操作系统是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统多处理机系统一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。

一般用微处理器构成阵列系统,其运算速度可以达到上万亿次,分布式操作系统分布式系统是一种多计算机系统,这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源,并用通信线路连接起来,具有独立执行任务的能力。

分布式系统具有一个统一的操作系统,它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务,并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行,并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信,以协调任务的并行执行。

以上所有的管理工作对用户都是透明的。

网络操作系统计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合,它主要用于数据通信和资源共享,特别是软件和信息共享。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论操作系统(OperatingSystem,简称OS)是当今计算机领域最重要的软件之一,它可以被定义为一类让用户能够高效使用计算机的软件系统。

它集合了硬件资源及应用软件,是为了满足用户需求而构建的一个环境,能够满足用户对计算机系统的基本要求。

操作系统的其中一个最重要的特点,是它允许用户更加简单的操作计算机系统,尤其是多种资源的有效管理,如硬件设备和应用软件。

它可以分为三个主要模块,即管理硬件设备(如CPU、内存、I / O 设备)、提供执行环境(如多任务或多线程执行)和支持应用软件的开发(如提供系统调用和用户界面)。

操作系统还提供一些公共服务,如安全、内存管理、文件系统、网络通信等服务,使用户能够更有效地利用计算机资源。

操作系统的发展史被认为可以分为三个阶段:早期单任务操作系统,允许一台计算机同时执行一个任务;多任务操作系统,允许一台计算机同时执行多个任务;现代操作系统,允许一台计算机同时执行多种任务,并具备具有高级功能的用户界面。

在当今,操作系统的类型数量越来越多,比如Windows、Linux、Unix等。

他们的不同之处包括安全性、响应速度、可用性等。

其中,Linux是一个免费、开放源代码的操作系统,它具有良好的安全性和可移植性,而Windows拥有无与伦比的可玩性,简单易用,而且与硬件设备和应用软件的兼容性很好,是目前最流行的操作系统。

未来,操作系统会继续发展,其他新的特性会慢慢出现,比如:虚拟化技术、网络系统管理、安全管理等。

操作系统的发展也会加快,变得更加强大。

总而言之,操作系统是当今计算机领域最重要的软件之一,它是一类让用户能够高效使用计算机的软件系统,为用户提供可高效使用计算机系统的环境。

随着科技的发展,操作系统的发展也不会停滞,它的功能会越来越强大,使用户能够更有效利用计算机资源。

操作系统概论

操作系统概论

操作系统概论操作系统是一种用于控制计算机硬件和软件资源的软件。

它是计算机系统中最重要、也是最普遍存在的软件之一,它能够让计算机系统起作用,并执行用户要求的任务。

操作系统的任务包括管理硬件的访问,支持用户程序的执行,管理用户程序的资源,管理用户需求之间的共享和协作,以及安全管理等等。

操作系统的不同类型都可以将计算机的软件和硬件资源有效地结合起来,以便更好地实现应用功能。

一些典型的操作系统有Windows 和Linux,还包括其他一些移动操作系统,如iOS和Android。

在任何给定的计算机系统中,操作系统是最重要的组件,因为它是一种软件层次上的抽象,它对用户和其他软件进行了隐藏,以便于用户和软件不需要理解底层的硬件配置。

操作系统有助于支持计算机的用户界面和应用,并提供便利的工具来管理计算机的资源,比如存储器,处理器,网络接口等等。

操作系统的一个重要任务是帮助设备的用户和软件发挥自己的性能,不论是对应用程序的调度,将计算负荷分配到不同的处理器上,还是安全性管理,都是操作系统为设备提供的服务。

操作系统主要有两种:实时操作系统和复杂操作系统。

实时操作系统是用来控制实时性要求较高的系统的,它的任务是严格控制时间和数据的处理和流通,它的实时特性为用户提供了精确的解决问题的能力。

而复杂操作系统则是用来控制宏观环境和复杂系统的,其主要特点是可靠性和可扩展性,它能够实现一般任务的完善执行。

虽然操作系统看起来只是个抽象概念,但它对我们的生活产生了重大影响,因为它极大地提高了计算机系统的可靠性和实用性。

它为用户提供了控制计算机的方便,使得用户不需要了解底层的微缩硬件配置,这有效地提高了用户的工作效率和生产力。

因此,操作系统是计算机系统的基础设施,它的发明标志着计算机科学的新纪元。

从宏观上看,操作系统是我们现代社会不可或缺的重要组成部分,它为我们的信息化社会提供了保障和助力。

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第1部分操作系统概论名词解释脱机输入/输出具体的输入/输出不需要在主计算机上进行的方式也称“脱机输入/输出”批处理作业是由操作系统成批地进行处理,操作系统能自动地从输入池读入下一个作业,并予以运行和输出,如此直到整批作业全部处理完毕。

SPOOLING由操作系统将磁盘模拟为输入/输出设备的处理方式称为SPOOLING(Simultaneous Periph eral Operating On Line),即“并行的外部设备操作联机”,也称“假脱机”。

SPOOLING系统是以磁盘为几乎无限巨大的缓冲区来解决低速的I/O设备与高速的CPU之间的速度匹配问题。

分时系统为了降低交互式系统的等待时间和运行时间的比率,系统通过多台终端同时向很多用户提供运行环境,这种分时系统就能以合理的成本向用户提供交互式使用计算机的方便。

多路性一台主机可连接多台终端,多个终端用户可以同时使用计算机,共享系统的硬软件资源。

交互性用户能与系统进行对话。

在一个多步骤作业的运行过程中,用户能通过键盘等设备输入数据或命令,系统获得用户的输入后做出响应,显示执行的状况或结果。

实时操作系统是一种能在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的计算机处理系统多处理机系统一个计算机系统中可具有多个CPU或处理机。

一般用微处理器构成阵列系统,其运算速度可以达到上万亿次,分布式操作系统分布式系统是一种多计算机系统,这些计算机可以处于不同的地理位置和拥有不同的软硬件资源,并用通信线路连接起来,具有独立执行任务的能力。

分布式系统具有一个统一的操作系统,它可以把一个大任务划分成很多可以并行执行的子任务,并按一定的调度策略将它们动态地分配给各个计算机执行,并控制管理各个计算机的资源分配、运行及计算机之间的通信,以协调任务的并行执行。

以上所有的管理工作对用户都是透明的。

网络操作系统计算机网络是指用数据通信系统把分散在不同地方的计算机群和各种计算机设备连接起来的集合,它主要用于数据通信和资源共享,特别是软件和信息共享。

作业请求计算机完成的一个完整的处理任务称为作业,它可以包括几个程序的相继执行。

一个复杂的作业可由多个作业步组成,如编译、运行、打印一个程序的全部工作是一个作业,其中相对独立的每一部分称为作业步。

进程(不支持线程的进程)程序在一个数据集合上的运行活动,它是系统进行资源分配和调度的一个可并发执行的独立单位。

并发并发是指在某一时间间隔内计算机系统内存在着多个程序活动。

并发是从宏观上(这种“宏观”也许不到一秒的时间)看多个程序的运行活动,这些程序在串行地、交错地运行,由操作系统负责这些程序之间的运行切换,人们从外部宏观上观察,有多个程序都在系统中运行。

虚拟例如操作系统将一台互斥共享设备虚拟成同时共享设备。

共享共享是指多个用户或程序共享系统的软、硬件资源。

不确定性不确定性指的是使用同样一个数据集的同一个程序在同样的计算机环境下运行,每次执行的顺序和所需的时间都不相同。

操作系统的不确定性不是指程序执行结果的不确定。

第2部分存储管理名词解释符号名地址由定义在源程序变量标识符号决定的数据存放地址。

虚拟地址(相对地址、程序地址、逻辑地址)源程序经汇编或编译后得到的是目标代码程序,由于编译程序无法确定目标代码在执行时所驻留的实际内存地址,故一般总是从零号单元开始为其编址,并顺序分配所有的符号名所对应的地址单元。

由于目标代码中所有的地址值都相对于以“0”为起始的地址,而不是真实的内存地址,故称这类地址为相对地址、程序地址、逻辑地址或虚拟地址。

物理地址指令中指定的直接内存地址地址重定位当装入程序将可执行代码装入内存时,程序的逻辑地址与程序在内存的物理地址一般是不相同的,必须通过地址转换将逻辑地址转换成内存地址,这个过程称为地址重定位。

固定定位方式由程序员在编写程序时或由编译连接程序对源程序进行编译连接时,直接指定程序在执行时访问的实际存储器地址的方式称为固定定位方式。

静态重定位源程序经编译和连接后生成目标代码中的地址是以0为起始地址的相对地址。

当需要执行时,由装入程序运行重定位程序模块,根据作业在本次分配到的内存起始地址,将可执行目标代码装到指定内存地址中,并修改所有有关地址部分的值。

修改的方式是对每一个逻辑地址的值加上内存区首地址(或称基地址)值。

动态重定位将程序在装入内存时,不必修改程序的逻辑地址值,程序执行期间在访问内存之前,再实时地将逻辑地址变换成物理地址。

动态重定位要靠硬件地址变换机构实现。

单一连续区存储管理操作系统管理一块单一的用户内存区,一个作业在运行要独占整个用户区。

固定分区管理在系统初始化时就把存储空间划分成若干个分区(这些分区的大小可以不同),以支持不同的作业对内存大小需求的不同。

可变分区存储管理可变分区存储管理法是等到作业运行需要内存时向系统申请时,从若干空闲的内存分区区按要求选择并中“挖”一块出来,其大小等于作业所需内存大小,首次适应法采用首次适应法为作业分配大小为size的内存空间时,总是从表的起始端的低地址部分开始查找,当第一次找到大于或等于申请大小的空闲区时,就按所需大小分配给作业。

如果分配后原空闲区还有剩余空间,就修改原存储区表项。

循环首次适应法循环首次适应法分配时总是从起始查找指针所指的表项开始查找,第一次找到满足要求的空闲区时,就分配所需大小的空闲区,修改表项,并调整起始查找指针,使其指向队列中被分配的后面的那块空闲区。

下次分配时就从新指向的那块空闲区开始查找。

最佳适应算法在所有大于或等于要求分配长度的空闲分区中挑选一个最小的分区,即该分区对所要求分配的大小来说,是最适合的。

最差适应算法最差适应法所分割的空闲存储区是所有空闲分区中的最大的一块。

覆盖将一个大程序按程序的逻辑结构划分成若干个程序(或数据)段,并将不会同时执行,从而就不必同时装入内存的程序段分在一组内,该组称为覆盖段。

这个覆盖段可分配到同一个称为覆盖区的存储区域。

交换任一时刻主存中只保留一个完整的用户作业。

当该作业的时间片用完或因等待某一事件而不能继续运行时,系统就挑选下一个作业进入主存运行。

为了减少在主存和辅存间传输的数据量,可以只将原作业的一部分保存到辅存中去,只要释放的主存空间刚好够装入下一个运行作业就行。

在以后的适当时间,作业移出的部分可装入到原来的存储区中继续运行下去。

这种技术称之为交换技术,也叫“滚进滚出”。

虚拟存储器在主存中可只装入最近经常要访问的某些区域的指令和数据,剩余部分就暂时不必装入,等到以后要访问到它们时再调入内存。

如果主存较紧张,必要时可将已不大访问的信息调出内存,再执行调入操作。

由于作业的指令和数据可以存放在外存中,用户的程序就不受实际内存大小的限制,好像计算机系统向用户系统提供了容量极大的“主存”,而这个大容量的“主存”是靠存储管理的软件和硬件通过大容量的辅存作为后援存储器扩充而获得的,是程序设计员感觉到的,而实际上并不存在的存储器,故称虚拟存储器。

页式存储管理页式存储管理的基本思想是把作业的虚拟地址空间划分成若干长度相等的页(page),也称虚页,每一个作业的虚页都从0开始编号。

主存也划分成若干与虚页长度相等的页架(frame),也称页框或实页,主存的页架也从0开始编号。

程序装入时,每一个虚页装到主存中的一个页架中,这些页架可以是不连续的。

页表每一个作业的虚页号到内存的页架号之间的映射关系的表。

联想寄存器是一种按内容进行并行查找的一组快速寄存器。

当用作为页面快表时,在其输入端有一个输入值页号p时,在联想寄存器中存放页号为p的那一项就立即选中,并输出其变换值页架号b。

由于访问联想寄存器比访问主存快得多,故极大地提高了地址变换速度。

快表很多页式系统都配有一组快速寄存器,用来存放当前运行作业的页表表项,以加速地址变换过程,这种页表称之为快表。

快表由CPU中的高速cache或联想寄存器构成。

请求分页其基本思想是对于每一个运行作业,只装入当前运行需要的一部分页面集合。

当作业运行时需要访问其他不在主存中的虚页时,硬件产生“缺页中断”,如主存资源紧张,可在原先装入主存的页面中选择一个或多个页,将其换出到辅存中,再把所需的页调入主存。

请求式分页系统将主存和辅存这两级存储器融合成逻辑上统一的整体,故在这种系统中能运行比可用主存更大的作业或在相同容量的主存中并发运行更多的作业。

工作集当前运行需要的一部分页面的集合。

页面淘汰请求分页系统中的程序在运行时,当发现某页的内容未被调入主存,就要通过缺页中断处理程序调入该页。

如这时主存中还有空闲的页架,那么只需要分配给调入页即可;但如果此时主存中所有页架都已分配出去,就只能从已占用的页架中挑选出一个页面,释放其所占的内存空间,即将其“淘汰”,以腾出空页架以装入新页。

最优淘汰算法就是淘汰那些从当前时刻起在页面流中不再出现的页,如没有这类页,则淘汰一个在页面流中最晚出现的页。

先进先出淘汰算法总是淘汰最早调入主存的页面。

最近最少使用淘汰算法(LRU,Least Recently Used)比较最近一段时间里对各个页面的访问频率,淘汰访问频率最低的页面。

实际上,很多系统都将该算法实现为淘汰“最近一段时间内最久没有访问”最近未使用淘汰算法(NUR,Not Used Recently)淘汰最近一段时间内未曾访问过的某一页面。

该算法的一个实施不仅能考虑最近未曾访问过的页,还能优先挑选页面数据未曾修改过的页,这样可减少将淘汰页写回辅存的开销。

段式存储管理用户可以根据逻辑结构将程序分成若干段,每一段的虚拟地址空间各自都从0开始编址,因此整个作业的虚拟地址空间是二维的。

类似于页式管理,段式管理要通过一个段表来进行地址变换。

段页式存储管理段页式存储管理的基本思想是将面向用户的程序地址空间分为段,系统为每一段分配和管理实存时再分页,这样可以保持分段管理系统的便于模块化设计、允许分段动态扩展、动态链接、分段的共享和段地址的保护等诸优点,也便于保持页式存储管理系统提供的大容量的虚拟存储器、没有页外碎片存在、无需紧凑内存、从而更有效地利用主存、且对用户透明的优点。

Linux页块分配和回收的Buddy(伙伴)算法Linux中页面按块分配,页块的大小只能是2的次幂,即1,2,4,8……。

分配物理页块时,系统首先搜索大于或等于要求大小的最小页块信息,然后根据对应的list双向链表查找空闲页块。

指针map指向一个记录页块组合分配情况的位图。

n 在位图中每一阶,每对伙伴的使用情况由该阶对应位图中的一位表示,它们:n 全部使用则该位为0,n 其中之一使用则该位为1,n 两者都空闲则该位为0(因为这时这对伙伴不在该阶freelist中,应合并成更大的块,加入到free_area数组中更上面的队列,与全部使用没有两样)。

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