操作系统复习总结
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第一章操作系统引论
1. 1 操作系统的目标(了解、知道)
a、有效性:提高系统资源的利用率,提高系统的吞吐量。
b、方便性:方便使用计算机系统,避免用户使用机器语言编写程序的繁琐工作。
c、可扩充性:超大规模集成电路(VLSI )技术、计算机技术以及计算机网络发展的
需求,以便于增加新的功能和模块,并能修改老的功能和模块。
d、开放性:遵循世界标准规范,如开放系统互联(OSI )国际标准。
1.2 操作系统的作用(知道)
A、它作为用户和计算机硬件之间的接口;
a、命令方式;
b、系统调用方式;
c、图形窗口方式
B、它作为计算机系统资源的管理者:
a.处理器管理(分配和控制处理机)b、存储器管理(负责内存的分配与回收)
c、I/O设备管理(I/O设备的分配与操纵)
d、信息管理(信息的存取、共享和保护)。
C、它实现了对计算机资源的抽象:
铺设在硬件上的多层软件系统,增强了系统的功能,隐藏了硬件操作的具体细节,从而方便用户使用。
1.3 推动操作系统发展的主要动力(知道)
A、不断提高计算机资源的利用率:最初的动力——计算机系统的昂贵。
B、方便用户使用:改善用户上机、调试的条件,如图形用户界面的出现。
C、器件的不断更新换代:微电子技术的发展,推动OS的功能和性能迅速增强和提高。
D、计算机体系结构的不断发展:计算机:单处理机系统多处理机系统计算机网络。
操作系统:单处理机OS 多处理机OS 网络OS
人工操作方式;脱机输入/输出方式。脱机的优点:减少CPU的空闲时间;提高了I/O速度。
单道批处理系统主要特征:(知道)
(a) 自动性:作业自动逐个依次运行,无需人工干预
(b) 顺序性:先调入内存的作业先完成
(c) 单道性:内存始终仅有一道程序运行
多道批处理系统的好处:(知道)
1、提高CPU的利用率;
2、提高内存和I/O设备利用率;
3、增加系统吞吐量。
多道批处理系统(知道)优点:资源利用率高,系统吞吐量大
缺点:平均周转时间长(排队、调度),无交互能力
多道批处理系统应解决的问题:(知道)
1、处理机的管理问题(分配和回收);
2、内存的的管理问题(分配和保护);
3、I/O设备的管理问题(共享);
4、文件管理问题(程序和数据的组织);
5、作业的管理问题(组织和管理)。
分时系统:(掌握)
定义:在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端,同时允许多个用户通过终端,以交互的方式使用计算机,共享主机资源。
分时系统特征:(知道)
a) 多路性:宏观上多个用户同时工作,微观上每个用户轮流运行一个时间片。
(b) 独立性:每个用户各占一个终端,彼此独立操作。
(c) 及时性:用户请求能在很短时间内获得相应。
(d) 交互性:用户可通过终端与系统进行人机对话。
实时系统:(掌握)
定义:计算机能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对原事件的处理,并且控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作。
实时系统特征:(1)响应时间要快;(2)系统可靠性要高;(3)具有连续的人-机对话能力;(4)具有保护过载能力;(5)系统整体性要强。
实时系统和分时系统的比较:(掌握)
1.4 操作系统的基本特征:(知道)
1、并发性(并行合并发:并发同间隔事件发生,并行同时刻进行;引入进程、线程);
2、共享性(互斥共享性和同时访问性);
3、虚拟性(时分复用技术,空分复用技术);
4、异步性。
1.5 操作系统的主要功能(重点)
1.处理机管理:对CPU进行分配,并对其运行控制和管理
A、进程控制:为作业创建进程,撤销已结束的进程,控制进程在运行过程中的状态转换;
B、进程同步:为多个进程的运行进行协调,包括进程互斥和进程同步两种协调方式;
C、进程通信:实现相互合作的进程之间的信息交换;
D、调度:包括作业调度和进程调度。
2.存储器管理:为多道程序分配内存,方便用户使用存储器,提高存储器利用率以及能从
逻辑上扩充内存。
A、内存分配:为每道程序静态或者动态地分配内存;
B、内存保护:确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行,互不干扰;
C、地址映射:将应用程序地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址;
D、内存扩充:借助虚拟存储技术,从逻辑上扩充内存。
3.设备管理功能:完成I/O请求,分配I/O设备,提高CPU和I/O设备的利用率,提高I/O
速度,方便用户使用I/O设备。
A、缓冲管理:管理好各类缓冲区,提高系统吞吐量;
B、设备分配:根据I/O请求,分配所需要的设备;
C、设备处理:实现CPU与设备控制器之间的通信;
D、虚拟设备:将一个物理设备变换(改造)为多个对应的逻辑设备,使每个用户感觉
自己独占该设备
4、文件管理:对用户文件和系统文件进行管理,方便用户使用,并保证文件的安全性。
A、文件存储空间的管理:为文件分配必要的外存空间,提高外存利用率,并提高文件系统的
存取速度;
B、目录管理:为每个文件建立目录项,并对众多的目录项加以有效的组织,实现方便的按名
存取;
C、文件读/写管理和保护:进程之间的信息交换;
D、文件读/写管理:从外存中读取数据,或将数据写入外存;
E、文件保护:防止未经核准的用户存取文件,防止冒名顶替存取文件,防止以不正确的方式
存取文件。
5. 用户接口:方便用户使用操作系统,以命令、系统调用或者图形方式为用户提供接口。
A、命令接口:包括联机用户接口和脱机用户接口(即批处理用户接口);
B、程序接口:由一组具有特定功能的系统调用组成;
C、图形接口:图形化的操作界面。
第二章进程管理
1.、程序的顺序执行(掌握)
特征: a. 顺序性 b. 封闭性 c. 可再现性
前趋图(P35-P36)作业。
2、并发执行的特征:(掌握)
(1) 间断性;(2) 失去封闭性;(3) 不可再现性。
3. 进程的定义:(掌握)进程是进程实体的运行过程,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
特征:
1、结构特征:进程实体由程序段、相关的数据段和进程控制块(PCB)构成。
2、动态性:进程的最基本特征,进程由创建而产生,因调度而执行,由撤消而消亡。
3、并发性:进程的重要特征,多个进程实体共同存在于内存中,在一段时间内可以同时运行。
4、独立性:进程是一个能独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。
5、异步性:进程按各自独立的、不可预知的速度向前推进,即进程按异步方式运行。
进程的三种基本状态:就绪、执行和阻塞。
进程的状态转换: