操作系统笔记
操作系统复习笔记
操作系统复习笔记1. 操作系统概述操作系统是计算机系统中的关键部分，负责管理和协调硬件资源、提供用户和应用程序的接口，并执行各种系统任务。
它为计算机用户提供了一个友好的界面，使得用户可以方便地操作计算机。
操作系统主要由内核和外壳组成，内核负责管理和控制系统的各种资源，外壳则提供用户与系统的交互界面。
2. 操作系统的功能2.1 进程管理操作系统负责创建、调度和终止进程。
进程是一个程序的执行实例，操作系统通过分配时间片和控制进程的状态来实现多任务处理。
2.2 内存管理操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收和保护。
通过内存管理，操作系统可以为每个进程分配适当的内存空间，使得进程之间不会相互干扰。
2.3 文件系统管理操作系统负责管理计算机中的文件系统，包括文件的创建、删除、修改和访问控制等。
通过文件系统管理，用户可以方便地进行文件的存储和查找。
2.4 设备管理操作系统管理计算机中的各种硬件设备，包括输入输出设备、磁盘驱动器等。
它负责对设备进行初始化、分配和控制，以满足用户的需求。
3. 进程管理3.1 进程状态进程有五种状态：新建、运行、阻塞、准备和终止。
新建状态表示进程正在被创建，运行状态表示进程正在执行，阻塞状态表示进程正在等待某个事件的发生，准备状态表示进程已经准备好运行但还未获得时间片，终止状态表示进程已经完成任务或被终止。
3.2 进程调度操作系统根据调度算法来选择下一个要执行的进程。
常见的调度算法有先来先服务、短作业优先和时间片轮转等。
不同的调度算法有不同的优缺点，可以根据实际需求选择适合的算法。
4. 内存管理4.1 内存分区内存分区是将计算机的物理内存划分为不同的区域，每个区域用于存放一个进程或多个进程。
常见的内存分区方式有固定分区和动态分区两种。
4.2 分页和分段分页和分段是常见的内存管理技术。
分页将进程的逻辑地址空间划分为固定大小的页，物理内存也被划分为相同大小的页框，进程的页与页框进行映射。
我的操作系统原理笔记和总结
1、操作系统的分类依照操作系统提供的效劳，大致能够把操作系统分为有单道和多道之分的批处置系统，有同时性和独立性的分时系统，有严格时刻规定的实时系统，可实现资源共享的网络系统，可和谐多个运算机以完成一个一起任务的散布式系统。
咱们使有的windows是网络式系统。
2、操作系统的结构操作系统具有层次结构……层次结构最大特点是整体问题局部化来优化系统，提高系统的正确性、高效性使系统可保护、可移植。
要紧优势是有利于系统设计和调试；要紧困难在于层次的划分和安排。
3、操作系统与用户（1）作业执行步骤操作系统提供给用户表示作业执行步骤的手腕有两种：作业操纵语言和操作操纵命令。
作业操纵语言形成批处置作业。
操作操纵命令进行交互处置。
（2）系统挪用操作系统提供的系统挪用要紧有：文件操作类，资源申请类，操纵类，信息保护类系统挪用往往在管态下执行。
当操作系统完成了用户请求的“系统挪用”功能后，应使中央处置器从管态转换到目态工作。
4、移动技术移动技术是把某个作业移到另一处主存空间去（在磁盘整理中咱们应用的也是类似的移动技术）。
最大益处是能够归并一些空闲区。
处置器治理一、多道程序设计系统“多道程序设计系统” 简称“多道系统”，即多个作业可同时装入主存储器进行运行的系统。
在多道系统中一点必需的是系统须能进行程序浮动。
所谓程序浮动是指程序能够随机地从主存的一个区域移动到另一个区域，程序被移动后仍不阻碍它的执行。
多道系统的益处在于提高了处置器的利用率；充分利用外围设备资源；发挥了处置器与外围设备和外围设备之间的并行工作能力。
能够有效地提高系统中资源的利用率，增加单位时刻内的算题量，从而提高了吞吐率。
（关键词：处置器，外围设备，资源利用率，单位算题量，吞吐率），但要注意对每一个计算问题来讲所需要的时刻可能延长，另外由于系统的资源有限，会产生饱和，因此并行工作道数与系统效率不成正比。
二、进程1、概念进程是一个程序在一个数据集上的一次执行。
哈工大操作系统读书笔记
哈工大操作系统读书笔记在哈尔滨工业大学的计算机科学与技术专业的学习中，操作系统是我们学科的核心课程之一。
为了更好地掌握操作系统的基本原理和技术，我认真阅读了相关教材，并做了一些笔记。
一、操作系统的基本概念1. 操作系统定义：操作系统是控制计算机硬件和软件资源，管理用户程序运行，提供用户界面和应用程序开发环境的一种系统软件。
2. 操作系统功能：主要功能包括处理机管理、存储管理、文件管理、设备管理以及用户界面。
二、处理机管理1. 进程的定义：进程是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
2. 进程的状态：包括新建、就绪、运行和阻塞四种状态。
3. 进程控制块PCB：用于描述进程的基本信息和运行状态。
4. 进程调度算法：包括先来先服务、最短作业优先、最短剩余时间优先等。
三、存储管理1. 内存分配方式：包括固定分区、可变分区、分页和分段。
2. 内存置换算法：包括先进先出、最近最少使用、最佳置换算法等。
3. 虚拟内存的概念：通过将内存和外存统一管理，为用户提供一个比实际内存大得多的虚拟内存空间。
四、文件管理1. 文件系统的概念：文件系统是操作系统中负责管理和存储文件信息的软件部分。
2. 文件的分类：按性质分为系统文件和用户文件；按内容分为文本文件和二进制文件；按存储方式分为顺序文件和随机文件。
3. 文件的访问方式：包括顺序访问和随机访问。
五、设备管理1. 设备驱动程序的概念：设备驱动程序是操作系统与硬件设备交互的接口，负责设备的初始化和释放、设备的读写操作以及设备的状态查询等。
2. 缓冲技术的概念：缓冲技术是解决I/O设备速度与CPU速度不匹配问题的一种方法，通过在内存中开辟一块缓冲区，暂时存放输入输出数据，以实现数据的同步传输。
3. 设备分配与回收：设备分配的主要任务是确定哪些进程可以使用哪些设备，并满足设备的互斥使用和独立性等约束条件；设备回收的任务是在进程终止时，将设备的使用权收回并重新分配给其他进程使用。
第1章 操作系统笔记
第1章操作系统笔记操作系统是计算机系统中非常重要的一部分，它负责管理和控制计算机硬件与软件资源，提供给用户一个良好的工作环境。
本章将介绍操作系统的基本概念、功能和特点，并深入探讨其中的核心原理和关键技术。
1. 操作系统的定义和目标操作系统是一种系统软件，它是计算机系统中与硬件和应用程序直接交互的核心软件。
它的主要目标是提供一个方便、高效、可靠和安全的工作环境，使得应用程序能够在计算机上有效运行。
2. 操作系统的功能2.1 进程管理进程是计算机上运行的程序的实例，操作系统负责创建、调度和终止进程，以保证系统资源的合理利用和多个程序的顺利运行。
2.2 内存管理内存是计算机系统中非常宝贵的资源，操作系统负责将物理内存划分为多个逻辑区域，并管理进程的内存分配和回收，以及虚拟内存的管理。
2.3 文件系统文件系统是操作系统中重要的数据组织和管理方式，它负责文件的创建、读写、删除等操作，以及对文件进行组织和保护。
2.4 设备管理设备管理是操作系统中与硬件设备交互的一部分，它负责设备的分配和控制，以及设备驱动程序的管理和调度。
3. 操作系统的特点3.1 并发性操作系统能够同时运行多个程序，提供给用户一个多任务的工作环境。
它通过进程调度和时间片轮转等技术，实现了程序之间的快速切换。
3.2 共享性操作系统能够有效地管理计算机系统中的硬件资源和软件资源，并为多个程序提供共享访问的机制。
它通过进程间通信、文件系统等机制，实现了资源的共享和互斥。
3.3 虚拟性操作系统能够为每个应用程序提供一个独立的虚拟环境，使得程序感觉自己独占了整个计算机系统。
它通过虚拟内存、虚拟文件系统等技术，实现了对硬件资源的虚拟化。
3.4 可抢占性操作系统能够在必要时，中断当前正在执行的程序，将CPU资源分配给更高优先级的程序。
它通过时钟中断和中断处理程序等机制，实现了对进程执行的抢占。
4. 操作系统的核心原理4.1 进程管理操作系统通过进程控制块（PCB）来管理和控制进程的创建、调度和终止。
(完整word版)(统考02326)操作系统笔记_共83页
第一章引论第一节什么是操作系统(识记)1.计算机系统定义:是按用户的要求接收和存储信息,自动进行数据处理并输出结果信心的系统2.计算机系统构成:硬件系统和软件系统3.硬件系统组成:中央处理器(CPU),主存储器,辅助存储器,各种输入/输出设备二.操作系统1.操作系统定义:是一种管理计算机系统资源,控制程序执行,改善人机界面和为其它软件提供支持的系统软件操作系统的两个主要设计原则2.能使得计算机系统使用方便.3.能使得计算机高效的工作第二节操作系统的形成1.控制台:早期,程序的装入,调试以及控制程序的运行都是程序员通过控制台上的开关来实现2.原始汇编系统:用汇编语言编写的程序称为源程序,它不能直接在机器上执行,只有通过汇编语言解释程序把源程序转换成用机器指令序列表示的目标程序后才能在计算机上运行.3.设备驱动程序:是最原始的操作系统.是一种控制设备工作的程序4.管理程序:是初级的操作系统.是一种能对计算机硬件和软件进行管理和调度的程序5.操作系统:采用了SPOOLING的处理形式SPOOLING又称”斯普林”.从本质上说,SPOOLING是把磁盘作为一个巨大的缓冲器.在一个计算问题开始之前,把计算所需要的程序和数据从读卡机或其它输入设备上预先输入到磁盘上读取程序和数据,同样,对于计算的结果也是先在磁盘上缓冲存放,待计算完成后,再从打印机上打印出该计算问题的所有计算结果第三节操作系统的基本类型按照操作系统提供的服务进行分类,可分为批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统,网络操作系统,分布式操作系统,多机操作系统和嵌入式操作系统等.其中批处理操作系统,分时操作系统,实时操作系统是基本的操作系统一批处理操作系统1.定义:用户为作业准备好程序和数据后,再写一份控制作业执行的说明书.然后把作业说明书连同相应的程序和数据一起交给操作员.操作员将收到一批作业的有关信息输入到计算机系统中等待处理,由操作系统选择作业,并按其操作说明书的要求自动控制作业的执行.采用这种批量化处理作业的操作系统称为批处理操作系统.2.分类●批处理单道系统:一次只选择一个作业装入计算机系统的主存储器运行.批处理多道系统:允许多个作业同时装入主存储器,使中央处理器轮流的执行各个作业,各个作业可以同时使用各自所需要的外围设备3.批处理多道系统优点多道作业并行减少了处理器的空闲时间,既提高了处理器的利用率作业调度可以按一定的组合选择装入主存储器的作业,只要搭配合理作业执行过程中,不再访问低速的设备,而是直接从高速的磁盘上存取信息,从而缩短了作业执行时间,使单位时间内的处理能力得到提高作业成批输入,自动选择和控制i作业执行,减少了人工操作时间和作业交接时间,有利于提高系统的吞吐率●分时操作系统1.定义:能使用户通过与计算机相连的终端来使用计算机系统,允许多个用户同时与计算机系统进行①系列的交互,并使得每个用户感到好像自己独占一台支持自己请求服务的计算机系统.具有这种功能的操作系统称为分时操作系统,简称分时系统2.分时技术:既把CPU时间划分成许多时间片,每个终端用户每次可以使用一个由时间片规定的CPU时间.这样,多个用户就轮流的使用CPU时间,如果某个用户在规定的一个时间片内还没有完成它的全部工作,这时也要把CPU让给其他用户,等待下一轮再使用一个时间片的时间,循环轮转,直至结束.3.分时系统主要特点:同时性.允许多个终端用户同时使用一个计算机系统独立性:用户在各自的终端上请求系统服务,彼此独立,互不干扰及时性:对用户的请求能在较短的时间内给出应答交互性:采用人机对话的方式工作实时操作系统定义:能使计算机系统接受到外部信息后及时处理,并且在严格的规定时间内处理结束,再给出反馈信号的操作系统称为实时操作系统,简称为实时系统1.设计实时系统注意点要及时响应,快速处理实时系统要求高可靠性和安全性,不强求系统资源的利用率第四节操作系统的发展1.单用户微机操作系统:是指早期的微型计算机上运行的操作系统每次只允许一个用户使用计算机2.网络操作系统:为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统.网络操作系统把计算机网络中各台计算机系统有机的联合起来,为用户提供一种统一,经济而有效的使用各台计算机系统的方法,可使各台计算机系统相互间传送数据,实现各台计算机系统之间的通信以及网络中各种资源的共享3.分布式操作系统:为分布式计算机系统配置的操作系统称为分布式操作系统.分布式操作系统能使系统中若干计算机相互协作完成一个共同的任务,或者说把一个计算问题可以分成若干个子计算,每个子计算可以在计算机系统中的各计算机上并行执行4.多机操作系统:为多处理器系统配置的操作系统称为多机操作系统5.嵌入式操作系统:是指运行在嵌入式系统中对各种部件,装置等资源进行统一协调,处理和控制的系统软件(主要特点是微型化和实时性)第五节Unix操作系统简介1.诞生Unix的第一个版本version 1 是AT&TTA公司下属的Bell实验室里两位程序员Ken Thompson和Dennis Ritchie凭兴趣和爱好1969年在一台闲置的PDP-7上开发的.2.特点Unix是一个交互式的分时操作系统Unix系统的源代码公开第六节操作系统的功能1.操作系统的功能:(从资源管理的角度来分)]处理器管理:对CPU进行管理存储管理:对主存储器进行管理文件管理:通过对磁盘进行管理,实现对软件资源进行管理设备管理:对各类输入.输出设备进行管理2.操作系统为用户提供的使用接口程序员接口:通过”系统调用使用操作系统功能(开发者)操作员接口:通过操作控制命令提出控制要求.第二章计算机系统结构简介第一节计算机系统结构一层次结构1.计算机系统构成:硬件系统和软件系统硬件系统构成:中央处理器(cpu),存储器,输入,输出控制系统和各种输入/输出设备软件系统组成:系统软件,支撑软件,应用软件2.层次结构:最内层是硬件系统,最外层是使用计算机系统的人,人与硬件系统之间是软件系统.软件系统又依次为系统软件-支撑软件应用软件二.系统工作框架1.引导程序:进行系统初始化,把操作系统中的核心程序装入主存储器,并让操作系统的核心程序占用处理器执行.2.操作系统核心程序:完成自身的初始工作后开始等待用户从键盘或鼠标输入命令,每接受一条命令就对该命令进行处理第二节硬件环境一. CPU与外设的并行工作在现代的通用计算机系统中,为提高计算机的工作效率,均允许中央处理器和外设并行工作.当执行到一条启动外设的指令时,就按指令中给定的参数启动指定的设备,并把控制移交给输入/输出控制系统,由输入/输出控制系统控制外围设备与主存储器之间的信息传送,外围设备独立工作,不再需要中央处理器干预,于是中央处理器可继续执行其它程序二. 存储体系1.寄存器:是处理器的组成部分,用来存放处理器的工作信息.存取速度快,但造价高.●通用寄存器:存放参加运算的操作数.指令的运算结构等●指令寄存器:存放当前从主存储器读出的指令●控制寄存器:存放控制信息以保证程序的正确执行和系统的安全程序状态字寄存器:存放当前程序执行时的状态.中断字寄存器:记录出现的事件基址寄存器:设定程序执行时可访问的主存空间的开始地址限长寄存器:设定程序执行时可访问的主存空间的长度2.主存储器:以字节为单位进行编址.主存储器容量较大,能被处理器直接访问,但断电会丢失数据.3.高速缓冲存储器:也称cache,位于处理器和主存储器之间起到缩短存储时间和缓冲存储的作用4.辅助存储器:最常用的辅助存储器有磁盘和磁带.优点是容量大且能永久保存信息,但不能被中央处理器直接访问.三. 保护措施一般是硬件提供保护手段和保护装置,操作系统利用这些设施配合硬件实现保护1.指令分类●特权指令:不允许用户程序中直接执行的指令.如:启动i/o,设置时钟,设置控制器等●非特权指令:允许用户程序中直接执行的指令2.cpu工作状态●管态:可执行包括特权指令在内的一切机器指令.一般是操作系统程序占用中央处理器时,cpu处于管态●目态:不允许执行特权指令.一般是用户程序占用中央处理器时,CPU处于目态.3.存储保护:不同的存储管理方式有不同的实现保护方法,如可变分区存储管理方式中:基址寄存器的值<=访问地址<=基址寄存器的值+限长寄存器的值第三节操作系统结构一设计目标●正确性:能充分估计和把握各种不确定的情况,使操作系统不仅能保证正确性,且易于验证其正确性●高效性:减少操作系统的开销从而提高计算机系统的效率,尤其对常驻主存储器的核心程序部分更要精心设计●维护性:当系统发现错误或为提高效率而对算法进行调整等工作时,应使操作系统容易维护●移植性:移植性是指能否方便的把操作系统从一个硬件环境移植到另一个新的硬件环境之中.在结构设计时,应尽量减少与硬件直接有关的程序量,且将其独立封装.二. 操作系统的层级结构1.设计方法:无序模块法,内核扩充法,层次结构法,管理设计法等2.层次结构法:最大特点是把整体问题局部化.一个大型复杂的操作系统被分解成若干单向依赖的层次,由各层的正确性来保证整个操作系统的正确性.采用层次结构不仅结构清晰,而且便于调试,有利于功能的增加,删减和修改3.操作系统层次结构:处理器管理要对中断事件进行处理,要为程序合理的分配中央处理器的工作事件,它是操作系统的核心程序,是与硬件直接有关的部分,因而把它放在最内层.以后的各层依次存放的是存储管理,设备管理和文件管理.即:硬件-处理器管理-存储管理-设备管理-文件管理主要优点:有利于系统的设计和调试主要困难:层次的划分和安排三 .Unix系统的结构1.Unix层次结构:内核层和外壳层●内核层:是unix操作系统的核心.它具有存储管理,文件管理,设备管理,进程管理以及为外壳层提供服务的系统调用等功能●外壳层:为用户提供各种操作命令和程序设计环境2.外壳层组成:由shell解释程序,支持程序设计的各种语言,编译程序,解释程序,使用程序和系统库等组成.其中其它模块归shell解释程序调用,shell解释程序用来接收用户输入的命令并进行执行.3.内核层组成:内核程序用C语言和汇编语言编写.按编译方式可分为:汇编语言文件,C语言文件和C语言全局变量文件.4.程序运行环境:用户态和核心态.外壳层的程序在用户态运行,内核层的程序在核心态运行.用户态运行的程序称为用户程序,核心态运行的程序称为系统程序(外壳层的用户程序在执行时可通过系统调用来请求内核层的支持)第四节操作系统与用户的接口一. 操作控制命令●联机用户:操作控制命令●批处理系统用户:作业控制语言,用来编制作业控制说明书二. 系统调用1.系统调用定义:既系统功能调用程序,是指操作系统编制的许多不同功能的供程序执行中调用的子程序.2.执行模式:系统调用在管态下运行,用户程序在目态下运行,用户程序可以通过”访管指令:实现用户程序与系统调用程序之间的转换.(访管指令本身是一条在目态下执行的指令)3.系统调用分类:文件操作类,资源申请类,控制类,信息维护类.第五节 Unix的用户接口一. shell命令1.注册和注销●注册:用户可通过login输入用户名和通过password输入口令,系统注册成功后在shell解释程序控制下,出现提示符(采用C shell 提示符:%)以交互方式为用户服务.●注销:输入logout或同时按下crtl +D键2.常见的shell命令Mkdir:请求系统建立一个新的文件目录Rmdir:请求系统删除一个空目录Cd:切换当前的工作目录Pwd:显示用户的当前目录Ls:显示用户一个目录中的文件名.Cp:复制一个文件Mv:对文件重新命名Rm:删除一个指定的文件Cat:显示用ascll码编写的文本文件More:分屏显示文件内容,按空格键显示下一屏3.后台执行的shll命令方法:在请求后台执行的命令末尾输入字符”&”.特点:Unix把一个程序转入后台执行后,不等该程序执行完就显示可以输入新命令的提示符.因此,允许多个任务在后台执行,也允许后台任务和前台任务同时执行4.shell文件●定义:用shell命令编辑成的文件称为shell文件●执行shell文件:csh shell文件名●把shell文件改成可执行文件:chmod+ x shell 文件名-以后就可直接在提示符后面直接输入文件名就可执行二 Unix系统调用1.常用的系统调用●有关文件操作的系统调用Create:建立文件 open:打开文件Read:读文件 write:写文件Close:关闭文件 link:链接一个文件Unlink:解除文件的链接 lseek:设定文件的读写位置Chmod:改变对文件的访问权限 rename:更改文件名●有关控制类的系统调用Fork:创建一个子进程 wait:父进程等待子进程终止Exit:终止子进程的执行 exec:启动执行一个指定文件●有关信号与时间的系统调用:Unix把出现的异常情况或异步事件以传送信号的方式进行Kill:把信号传送给一个或几个相关的进程Sigaction:声明准备接收信号的类型Sigreturn:从信号返回,继续执行被信号中断的操作Stime:设置日历时间 time:获取日历时间Times:获取执行所花费的时间2.trap指令:是unix系统中的访管指令3.系统调用程序入口表●作用:实现对系统功能调用程序的统一管理和调度●构成:系统调用编号,系统调用所带参数个数,系统调用处理程序入口地址,系统调用名称.4.系统调用实现过程●步骤一:当处理器执行到trap指令时便形成一个中断事件.此时将暂停当前用户程序的执行,而由unix系统内核的”trap处理子程序来处理这个中断事件●步骤二:trap处理子程序根据trap指令中的系统调用编号查系统调用程序入口表,得到该系统调用所带的参数个数和相应的处理程序的入口地址.然后,把参数传送到内核的系统工作区,再按处理程序入口地址转向该系统调用的处理程序执行●步骤三:当系统调用程序完成处理后,仍需返回到trap处理子程序,由trap处理子程序对被暂停的用户程序进行状态恢复等后续处理,再返回用户程序执行.第三章处理器管理一.什么是多道程序设计1.定义:让多个计算问题同时装入一个计算机系统的主存储器并行执行,这种程序设计称为多道程序设计.这种计算机系统称为多道程序设计系统.2.注意事项●存储保护:必须提供必要的手段使得在主存储器中的各道程序只能访问自己的区域,避免相互干扰●程序浮动:是指程序可以随机的从主存储器的一个区域移动到另一个区域,程序被移动后,仍丝毫不影响它的执行(可集中分散的空闲区,提高主存空间的利用率)●资源的分配和调度:多道程序竞争使用处理器和各种资源时,多道程序设计的系统必须对各种资源按一定的策略进行分配和调度.二.为什么要采用多道程序设计1.程序的顺序执行:处理器和外围设备,外围设备之间都得不到高效利用2.程序的并行执行:让程序的各个模块可独立执行,并行工作,从而发挥外围设备之间的并行能力3.多道并行执行:在一个程序各个模块并行工作的基础上,允许多道程序并行执行,进一步提高处理器与外围设备之间的并行工作能力,具体表项在:●提高了处理器的利用率●充分利用外围设备资源.●发挥了处理器与外围设备之间的并行能力三.采用多道程序设计应注意的问题1.可能延长程序执行时间:多道程序设计能提高资源使用效率,增加单位时间的算题量.但是对每个计算问题来说,从算题开始到全部完成所需的计算时间可能要延长2.并行工作道数与系统效率不成正比;并不是并行工作的道数越多,系统的效率就越高,而要根据系统配置的资源和用户对资源的要求而定⏹主存储器空间的大小限制了可同时装入的程序数量⏹外围设备的数量也是一个制约条件⏹多个程序同时要求使用同一资源的情况也会经常发生第二节进程概述一.进程的定义1.程序:具有独立功能的一组指令或一组语句的集合,或者说是指出处理器执行操作的步骤2.进程:是指一个程序在一个数据集上的一次执行3.程序和进程的区别:程序是静态的文本,进程动态的过程.进程包括程序和数据集.二.为什么要引入进程1.提高资源的利用率:一个程序被分成若干个可独立执行的程序模块,每个可独立执行的程序模块的一次执行都可看作一个进程,通过进程的同步可提高资源的利用率.2.正确描述程序的执行情况:可以方便描述一个程序被执行多次时,各自的执行进度.三. 进程的属性1.进程的基本属性●进程的动态性●多个不同的进程可以包含相同的程序●进程可以并发执行●进程的三种基本状态等待态就绪态运行态2.进程的状态变化:运行态-等待态等待态-就绪态运行态--就绪态就绪态-运行态3.进程特性: 动态性,并发性,异步性第三节进程队列一. 进程控制块1.进程控制块作用:既PCB,是进程存在的标识2.进程控制块构成⏹标识信息:用来标识进程的存在和区分各个进程.进程名⏹说明信息:用于说明本进程的情况.包括:进程状态,等待原因,进程程序存放位置,进程数据存放位置⏹现场信息:用来当进程由于某种原因让出处理器时,记录与处理器有关的各种现场信息,包括:通用寄存器内容,控制寄存器内容,程序状态字寄存器内容⏹管理信息:用来对进程进行管理和调度的信息.包括进程优先级,队列指针二. 进程的创建和撤销1.进程创建:当系统为一个程序分配一个工作区(存放程序处理的数据集)和建立一个进程控制块后就创建了一个进程,刚创建的进程其状态为就绪状态(若执行过程中还缺少资源可以再将其转为等待状态).2.进程的撤销:当一个进程完成了特定的任务后,系统收回这个进程所占的工作区和取消该进程控制块,就撤销了该进程.3.原语:是操作系统设计用来完成特定功能且不可中断的过程,包括创建原语,撤销原语,阻塞原语,唤醒原语.三 . 进程队列的链接1.进程队列概念:为了管理方便,进程把处于相同状态的进程链接在一起,称为进程队列2.进程队列分类⏹就绪队列:把若干个等待运行的进程(就绪)进程按一定的次序链接起来的队列.⏹等待队列:是指把若干个的等待资源或等待某些事件的进程按一定的次序链接起来的队列.等待队列:是把若干个等待资源或等待某些事件的进程按一定的额次序链接起来的队列3.对列实现方法:只需将状态相同的进程控制块链接起来就可以.链接的方式包括单向链接和双向链接.4.队列管理:是指系统中负责进程入队和出队的工作⏹入队:是指一个进程进入到指定的队列从队首入队成为新的队首进程从队尾入队成为新的队尾进程插入到队列中某两个进程之间⏹出队:是指一个进程从所在的队列中退出,也存在三种情况第四节 unix系统中的进程一.unix进程的特点Unix中的进程执行用户程序时在用户态执行,执行操作系统程序时在核心态执行.在用户态执行的进程请求系统功能调用时,便转换到核心态执行操作系统程序,当一次系统调用结束时,该进程从核心态的执行返回到用户态执行用户程序二.Unix进程的组成1.进程控制块:⏹进程基本控制块:用来记录进程调度时必须使用的一些信息,常驻主存储器.把进程基本控制块的数据结构称为proc结构标识信息:包括用户标识(分为实际用户标识号和设置用户标识号)和进程标识.有关进程非常驻主存部分的信息:用来建立信息在主存与磁盘之间传送.包括:非常驻主存部分的=所在的地址,长度和一些必要的指针.有关进程调度的信息:包括:进程状态,标志,优先数以及调度有关的其他信息.其它信息:用于管理和控制的信息,如进程扩充控制块的地址,进程共享正文段和共享主存段的管理信息,进程接收的信号.⏹进程扩充控制块:随用户程序和数据装入主存储器或调出主存储器.把进程扩充控制块的数据结构称为user结构.包括:标识,现场保护,主存管理,文件读写,系统调用,进程控制与管理等.2,正文段:是指Unix中可供多个进程共享的程序.系统中设置了一张正文表TEXT[],用来指正该正文段在主存和磁盘上的位置,段的大小和调用该正文段的进程数等钱情况3.数据段:包括进程执行的非共享程序和程序执行时用到的数据.⏹用户zhai区:是进程在用户态执行时的工作区,主要用于函数调用的参数传递,现场保护,存放返回地址,存放局部变量等.⏹用户数据区:存放进程执行中的非共享程序和用户工作数据.⏹系统工作区:核心zhai:是进程在核心态执行时的工作区,主要用于函数调用的参数传递,现场保护,存返回地址,存放局部变量等 user区:存放进程扩充控制块.三 .Unix进程的状态运行状态,就绪状态,睡眠状态,创建状态,僵死状态.四.unix进程的创建和终止1.unix的进程树:0号进程(也称交换进程,是系统启动后unixde核心程序完成初始化后创建的第一个进程,在核心态运行.用来进行进程调度和让进程在主存与磁盘上进行交换-1号进程(页称初始化进程,由0号进程创建,在用户态运行,用来为终端用户请求注册时创建login进程-login进程(用来处理用户的登录过程,登录成功后创建shell进程-shell进程(等待用户输入命令).2.进程的创建:在unix中,除了0号进程和1号进程外,其他的进程总是使用系统调用fork来创建新进程,形成父子进程.子进程时父进程的一个印像,除了进程的状态,标识和时间有关的控制项外,全部复制父进程的。
操作系统复习笔记内容概括
4. RM 策略需要调度 个任务时, 最坏情况下的 CPU 利用率为
.
两个任务约为
, 无限多个任务时约为
.
3. 最早截止期限优先 (EDF)
三、内存管理
1. 内存管理: 管理所有和内存相关的操作和保存在主存中的资源, 使得多个进程能够使用主存和 资源.
6. 截止时间: 实时系统必须要满足截止时间.
7. 可预测性: 涉及多媒体的实时系统, 人的耳朵和眼睛十分灵敏, 所以进程调度必须是高度 可预测和有规律的.
2. 批处理系统的调度
1. 先来先服务 (FCFS, FIFO): 当新作业进入, 排到队尾; 当进程被堵塞, 就接着运行队 头任务; 当阻塞进程变为就绪时, 进入队尾.
3. 进程控制块 (PCB)
1. 在内核中, 每个进程都通过一个数据结构来保存它相关的状态, 如它的进程标识符 PID、 进程状态、虚拟内存状态、打开的文件等, 这个数据结构称为进程控制块 PCB.
4. 多道程序设计
1. 上下文切换
1. 将当前处理器的寄存器上下文保存到当前进程的系统级上下文的现场信息中;
3. 动态重定位: 使用基址寄存器和界限寄存器将每个进程的地址空间映射到物理内存的不同部分.
4. 连续内存分配:
1. 首次适配 (first fit): 沿着链表搜索, 直到找到一个空闲区.
2. 最佳适配 (best fit): 搜索整个链表, 找出能够容纳进程的最小空闲区.
3. 最差适配 (worst fit): 总是分配最大的可用空闲区.
2. 外部碎片: 与页相比, 段是不定长的, 多次替代和调换后, 就会形成空闲区, 这种现象称 为外部碎片. 这种现象可以通过内存紧缩来解决.
操作系统笔记
操作系统笔记1.操作系统：是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理的对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序集合。
2.用户使用计算机的方式：命令方式、系统调用方式、图形，窗口方式。
3.OS主要功能：处理机管理，用于分配和控制处理机；存储管理，主要负责内存的分配与回收。
I/O设备管理，负责I/O设备的分配与操纵；文件管理，负责文件的存取、共享和保护。
4.操作系统的发展过程：无操作系统的计算机系统、单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统。
5.脱机输入/输出方式特点：减少CPU的空闲时间、提高了I/O速度。
6.单道批处理系统（共享的基础）的特点：自动性、顺序性、单道性。
7.多道程序设计的好处：提高CPU的利用率、可提高内存和I/O设备利用率、增加系统吞吐量。
8.多道批处理系统的特征：多道性、无序性、调度性。
9.多道批处理系统的优缺点：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力。
10.多道批处理系统需要解决的问题：处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题11.分时系统是指：在一台主机上连接了多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。
12.分时系统中的关键问题：及时接收、及时处理。
13.分时系统的特征：多路性、独立性、及时性、交互性。
14.实时系统是指：系统能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。
15.实时系统的应用需求：实时控制系统（生产过程控制、作战指挥）、实时信息处理系统（订购机票、情报检索）。
16.实时系统的特点：多路性、独占性、及时性、交互性、可靠性。
17.微机操作系统的发展：单用户单任务操作系统（CP/M、MS-DOS）、单用户多任务操作系统（windows）、多用户多任务操作系统(Solaris、Linux、UNIX)。
18.操作系统的基本特征：并发性、共享性、虚拟性、异步性。
《操作系统》学习笔记
《操作系统》学习笔记操作系统，就像是计算机系统的大管家，默默地协调着计算机硬件和软件的资源，让我们能够高效、方便地使用计算机完成各种任务。
在学习操作系统的过程中，我仿佛打开了一扇通往计算机内部神秘世界的大门，收获了许多宝贵的知识。
首先，让我们来了解一下操作系统的定义和功能。
操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，它为用户和应用程序提供了一个方便、安全和高效的工作环境。
操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件管理、设备管理和用户接口。
进程管理是操作系统的核心功能之一。
进程可以理解为正在运行的程序的实例。
操作系统要负责进程的创建、调度、终止等操作，以确保多个进程能够合理地共享 CPU 资源，避免出现混乱和冲突。
想象一下，如果没有良好的进程管理，计算机可能会陷入混乱，多个程序同时争抢 CPU 时间，导致系统崩溃。
内存管理也至关重要。
计算机的内存是有限的，操作系统需要合理地分配和回收内存空间，以满足不同程序的需求。
同时，还要通过虚拟内存技术等手段，让程序看起来拥有比实际物理内存更多的内存空间，从而能够运行更大规模的程序。
文件管理就像是一个有条不紊的图书馆管理员，负责对计算机中的文件进行组织、存储、检索和保护。
我们在计算机上创建、保存、删除的各种文档、图片、视频等文件，都需要操作系统来进行有效的管理，让我们能够方便地找到和使用它们。
设备管理则是要处理计算机与外部设备的交互。
例如键盘、鼠标、打印机、显示器等设备，操作系统要确保它们能够正常工作，并为应用程序提供统一的接口，使得开发人员无需关心底层硬件的细节。
用户接口是操作系统与用户进行交互的方式。
它分为命令行接口和图形用户接口。
命令行接口虽然看起来有些复杂，但对于一些专业人员来说，能够快速高效地完成各种操作。
而图形用户接口则更加直观和友好，让大多数用户能够轻松上手使用计算机。
接下来，说一说操作系统的分类。
常见的操作系统有 Windows、Mac OS、Linux 等。
自考02323《操作系统概论》串讲笔记
第1章引论考情分析本章主要内容：1.计算机系统的概念2.操作系统的定义、作用和功能3.操作系统的分类4.管态、目态、特权指令、访管指令的概念5.操作系统与用户的两个接口重点：1.操作系统的功能、分类2.处理器的工作状态3.程序状态字4.系统功能调用本章考试分值约为8~10分，出题形式多以单选题、多选题、填空题为主。
知识网络图串讲内容一、计算机系统1.计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。
2.（1）计算机系统的最内层是硬件。
（2）计算机系统的最外层是使用计算机的人。
人与计算机硬件之间的接口界面是计算机软件。
（3）计算机软件可以分为系统软件、支撑软件以及应用软件三类。
二、操作系统1.操作系统的定义：操作系统（OS）是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件、2.操作系统在计算机系统中的作用有如下几个方面：（1）操作系统管理计算机系统的资源；（2）操作系统为用户提供方便的使用接口；（3）操作系统具有扩充硬件的功能。
3.（重点）从资源管理的观点看，操作系统的功能可分为：处理器管理、存储管理、文件管理和设备管理。
三、操作系统的形成与基本类型（重点）1.批处理操作系统：（1）“单道批处理系统”：每次只允许一个作业执行。
一批作业的程序和数据交给系统后，系统顺序控制作业的执行，当一个作业执行结束后自动转入下一个作业的执行。
（2）“多道批处理系统”：允许若干个作业同时装入主存储器，使一个中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。
（3）多道批处理系统提高了计算机系统的资源使用率，但作业执行时用户不能直接干预作业的执行。
但作业执行中发现出错，由操作系统通知用户重新修改后再次装入执行。
2.分时操作系统（简称分时系统）（1）分时操作系统是多个用户通过终端机器同时使用一台主机，这些终端机器链接在主机上，用户可以同时与主机进行交互操作而不干扰。
它以时间片为单位轮流使用计算机中某一资源的系统。
操作系统知识点总结(原稿)
操作系统知识点总结(原稿) 操作系统知识点总结1. 操作系统概述1.1 定义与作用1.2 常见操作系统的分类1.3 操作系统的发展历程2. 进程管理2.1 进程的定义2.2 进程状态及转换2.3 进程调度算法2.4 进程同步与互斥2.5 进程通信方式3. 内存管理3.1 内存的分段与分页3.2 虚拟内存与页面置换算法3.3 内存碎片整理与分配算法3.4 页面置换策略3.5 内存保护与地址转换4. 文件系统4.1 文件系统的组成4.2 文件的逻辑结构与物理结构 4.3 文件操作与共享4.4 目录管理与文件的打开访问4.5 文件存储原理与文件的备份5. 输入输出管理5.1 I/O设备的分类5.2 缓冲区管理与设备驱动程序 5.3 I/O控制方式与I/O操作指令 5.4 磁盘调度算法5.5 文件系统缓存管理6. 网络与分布式操作系统6.1 网络操作系统的特点与功能 6.2 网络操作系统的体系结构6.3 分布式操作系统的通信与同步6.4 分布式文件系统与进程迁移6.5 虚拟化技术与云操作系统7. 安全与保护7.1 计算机系统的安全威胁7.2 计算机系统的安全防护措施7.3 访问控制与身份认证7.4 安全协议与加密算法7.5 操作系统安全的最佳实践附件：- 附件1：操作系统调度算法实现代码示例- 附件2：操作系统内存管理实验报告范例- 附件3：操作系统文件系统设计法律名词及注释：- 著作权：指对某一独创性的文学、艺术或科学作品所享有的权利。
- 版权法：一种知识产权法律体系，主要用于保护著作权人的经济利益和精神利益。
- 公开许可：通过特定的许可证向公众授权某项内容的使用、复制、修改、分发等行为。
操作系统原理笔记总结
操作系统原理笔记总结操作系统是计算机系统的核心，负责管理硬件资源、提供用户接口以及运行应用程序。
本文将为你详细总结操作系统的工作原理，帮助读者深入理解这一计算机科学中的重要概念。
一、操作系统概述1.操作系统的定义操作系统（Operating System，简称OS）是一种管理计算机硬件与软件资源的系统软件，它是计算机系统的核心与基石。
2.操作系统的功能操作系统主要有以下功能：- 硬件资源管理：如CPU、内存、外设等。
- 软件资源管理：如程序、进程、文件等。
- 提供用户接口：如命令行、图形界面等。
- 系统安全与保护：如权限控制、病毒防护等。
3.操作系统的类型操作系统可分为批处理系统、分时系统、实时系统等。
二、操作系统核心原理1.进程管理- 进程：进程是程序在执行过程中的一个实例，包括程序计数器、寄存器和变量等。
- 进程调度：操作系统通过进程调度算法，动态地将CPU资源分配给各个进程。
- 进程同步与互斥：操作系统能够确保多个进程在访问共享资源时的正确性和一致性。
2.存储管理- 内存分配：操作系统负责为进程分配内存空间，确保它们能够正常运行。
- 虚拟内存：虚拟内存技术使操作系统可以模拟更大的内存空间，提高内存利用率。
- 页面置换：当内存不足时，操作系统会根据一定的算法替换内存中的页面。
3.文件系统- 文件：文件是存储在外设上的数据集合，操作系统负责管理文件的创建、删除、读写等操作。
- 目录：目录是文件的组织结构，用于方便地查找和管理文件。
- 文件系统布局：文件系统负责在磁盘上分配空间，存储文件和目录。
4.设备管理- 设备驱动：操作系统通过设备驱动程序与硬件设备通信，实现对设备的管理和控制。
- I/O调度：操作系统负责调度输入/输出请求，提高设备利用率。
三、操作系统实例与发展趋势1.主流操作系统- Windows：微软公司开发的操作系统，广泛应用于个人和服务器领域。
- Linux：基于Unix的开源操作系统，广泛应用于服务器、嵌入式和超级计算机等领域。
《操作系统概念》学习笔记-第一章
《操作系统概念》学习笔记-第⼀章【操作系统概念学习笔记⼀】计算机系统可以分为四个部分1. 计算机硬件2. 操作系统3. 系统程序与应⽤程序4. ⽤户操作系统的设计⽬的是为了⽤户使⽤⽅便，性能是次要的，不在乎资源使⽤率可以将系统看作资源分配器。
⽬前没有⼀个关于操作系统的⼗分完整的定义。
操作系统的基本⽬的是：执⾏⽤户程序，并能更容易的解决⽤户问题⼀个⽐较公认的定义是：操作系统是⼀直运⾏在计算机上的程序(通常称为内核)，其他程序则为系统程序和应⽤程序。
现代通⽤计算机系统由⼀个或多个CPU和若⼲设备控制器通过共同的总线相连⽽成，该总线提供了对共享内存的访问。
内存控制器：确保对共享内存的有序访问。
引导程序：计算机开始运⾏时的⼀个初始化程序，通常位于ROM或EEPROM中，成为计算机硬件中的【固件】。
事件的发⽣通常通过硬件或软件中断来表⽰。
硬件可随时通过系统总线向CPU发出信号，以触发中断。
软件通过执⾏特别操作如系统调⽤（system call）（也称为监视器调⽤（monitor call））也能触发中断。
中断处理程序：发出中断请求的那个程序。
处理转移的简单⽅法是调⽤⼀个通⽤⼦程序以检查中断信息，接着，该⼦程序会调⽤相应的中断处理程序。
因为只有少量的预先定义的中断，所以可使⽤中断处理⼦程序的指针表，通过指针表可间接调⽤中断处理⼦程序，⽽不需要通过其他中间⼦程序。
通常，指针表位于低地址内存(前100左右)。
这些位置包含各种设备的中断处理⼦程序的地址，这种地址的数组或中断向量可通过唯⼀设备号来索引，以提供设备的中断处理⼦程序的地址。
内存（RAM）是处理器可以直接访问的唯⼀⼤容量存储区域。
DRAM是动态随机访问内存，是⼀种半导体技术实现的⼀组内存字的数组，每个字都有其地址。
通过对特定内存地址执⾏⼀系列load或store指令来实现交互。
⼀个典型的指令执⾏周期(在冯诺依曼体系结构上执⾏时):1．⾸先从内存中获取指令，并保存在指令寄存器。
操作系统知识点总结
操作系统知识点总结操作系统知识点总结一、操作系统基础知识1.1 什么是操作系统操作系统是一种软件，它管理和控制计算机硬件资源以及提供各种服务和功能，为用户和应用程序提供一个方便的接口。
1.2 操作系统的功能- 进程管理：负责创建、调度和终止进程，以及处理多个进程之间的通信和同步。
- 内存管理：管理计算机的内存资源，包括内存的分配和回收。
- 文件系统：管理磁盘上的文件和目录，并提供文件的读写等操作。
- 设备管理：管理计算机的输入输出设备，如磁盘、打印机等。
- 用户界面：提供用户与计算机交互的接口，如命令行界面和图形界面等。
二、进程管理2.1 进程的概念进程是程序在计算机上的一次执行过程，它包括代码、数据和执行状态等信息。
2.2 进程的调度- 非抢占式调度：进程运行直到自己主动让出CPU，例如时间片轮转调度算法。
- 抢占式调度：操作系统可以主动中断进程，例如优先级调度算法和实时调度算法。
2.3 进程间通信进程间通信（IPC）是不同进程之间交换数据和信息的机制，常用的IPC方式包括管道、消息队列和共享内存等。
三、内存管理3.1 内存的分段- 代码段：存放程序的指令代码。
- 数据段：存放程序的全局变量和静态变量。
- 堆栈段：存放程序的局部变量和函数调用信息。
3.2 虚拟内存虚拟内存是一种能够扩展计算机的物理内存的技术，它将磁盘空间作为辅助存储器，允许将物理内存和磁盘之间进行数据交换。
四、文件系统4.1 文件系统的基本概念文件系统是管理磁盘上文件和目录的机制，它包括文件的组织结构、文件的存储和文件的访问控制等。
4.2 文件的组织- 单级文件组织：所有文件都存放在同一个文件夹中。
- 多级文件组织：文件按照层次结构进行组织，可以使用目录和子目录进行分类管理。
4.3 文件的访问控制文件访问控制用于限制用户对文件的访问权限，常见的文件访问控制方式包括用户权限和文件权限。
五、设备管理5.1 设备的分类设备可以按照其功能和使用方式进行分类，常见的设备分类包括输入设备、输出设备和存储设备等。
操作系统 读书笔记
读书笔记——《操作系统》《操作系统》目录1 操作系统发展史2 进程和线程3 内存管理4 文件系统(Linux)5 设备管理1 操作系统发展史1.1引言操作系统诞生距今已经有了几十年的时间，它是计算机资源的管理者。
最初的人们是没有操作系统来对计算机加以控制的，一直都处于人工管理方式来对计算机进行操作和管理，人机交互之间出现了人工手动的低速和计算机的高速处理形成了尖锐的矛盾，资源利用率非常的低，从而导致计算机的效率十分低下。
为了解决人工干预和CPU速度不匹配的矛盾，提高计算机的使用效率，后来出现了世界上第一个的操作系统——脱机输入/输出，用户先将卡片输入到纸带机，然后通过卫星机的处理，将纸带的数据高速写入磁带，主机运行时再将磁带上的数据高速读入内存，输出也可以这样中转，由于数据的读取和写入是脱离主机运行的，所以这样的处理方式称为脱机输入/输出方式。
虽然脱机输入输出方式进一步提高了计算机的运行效率，但是在计算机工作过程中还是需要人工进行干预，后来就出现了批处理系统。
在批处理系统中，操作员将一批作业输入进磁带中，然后运行第一个程序，当第一个作业完成后自动读入下一个作业，直至所有作业全部完成。
由于该类系统的内存中只能保持一个作业运行，所以这类系统又称为单通道批处理系统。
到了20世纪60年代出现了多道批处理系统能够做到计算机内存中的作业并发执行。
直到后来出现的分时操作系统能够让多个用户共同使用一个操作系统可以随时和计算机进行交互，并且让各个用户都感受不到其他用户的存在。
随着计算机技术的发展，越来越多的用户希望操作系统能够实时地对用户进行反馈，在1980年，为了让计算机能够实时地反馈，后来又出现了实时操作系统，对冶炼、发电、炼油、化工、机械加工等的自动控制起到了重要作用。
1.2 无操作系统1)手工特点：（1）用户独占全机（2）CPU等待人工操作问题：（1）计算机处理能力低（2）计算机工作效率低2)脱机输入/输出方式特点：数据的输入输出是在脱离主机的控制下完成的，通常是在外围机的控制下完成的优点：（1）减少了CPU的空闲时间，缓和了人机矛盾（2）提高了I/O速度1.3 单道批处理系统特点：利用磁带将若干个作业分类编成作业执行序列，每个批作业由一个专门的监督程序自动依次处理。
操作系统概论学习笔记
操作系统概论第一章：引论一、计算机系统：硬件由中央处理器、存储器、输入输出控制系统、各种输入输出设备组成、软件由系统软件、支撑软件、应用软件组成；二、操作系统：是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件；主要作用有：1、管理计算机系统资源；2、为用户提供方便的使用接口；3、扩充硬件；操作系统按功能分为：处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理；操作系统的类型：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统；微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统、嵌入式操作系统三、处理器的工作状态：特权指令：不允许用户程序中直接执行的指令称特权指令；管态和目态：能执行特权指令时称管态，否则称目态程序状态字：用来控制指令执行顺序并且保留和指示与程序有关的系统状态，分成程序基本状态、中断码、中断屏蔽位三个部分；操作系统与用户程序的接口：系统调用操作系统与用户的接口：操作控制命令；第二章：处理器管理一、多道程序设计：顺序执行、并行执行；让多个计算题同时进入一个计算机系统的主存储器并行执行，这种程序设计方法称为多道程序设计，这样的计算机系统称为多道程序设计系统。
二、进程的概念：一个程序在一个数据集上的一次执行称为一个进程，程序是静止的，进程是动态的。
为什么要引入进程：一是提高资源的利用率；二是正确描述程序的执行情况。
三、进程的三个特性：动态性、并发性、异步性；四个属性：1、进程是动态的，它包含了数据和运行在数据集上的程序；2、多个进程可以含有相同的程序；3、多个进程可以并发执行；4、进程有三个种状态：等待态、就绪态、运行态；四、进程控制块：1、标识信息；2、说明信息；3、现场信息；4、管理信息操作系统中往往设计一些能完成特定功能且不可中断的过程。
这些不可中断的过程称为原语；用于控制进程的原语有：创建原语、撤销原语、阻塞原语、唤醒原语；五、进程队列：就绪队列、各程等待队列、出队：进程从所在队列中退出；入队：进程排入到一个指定的队列中；系统中负责进程入队和出队的工作称为队列管理。
自考02326操作系统考点笔记
第一章OS概论Point：1.OS的基本概念和OS的地位。
2.OS的主要特征和基本功能。
3.OS的体系结构。
4.OS的发展和分类。
5.常用OS结构设计和方法。
第一节OS的概念一、计算机系统a)定义：计算机系统是一种可以按用户的要求接受和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。
b)分类：广义：机械式系统和电子式系统。
电子式系统：模拟式和数字式计算机系统。
c)组成：硬件（子）系统和软件（子）系统。
计算机系统的资源：硬件资源、软件资源。
在计算机系统中，集中了资源管理功能和控制程序执行功能的一种软件，称为OS。
二、OS的定义a)定义：OS是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。
b)解析：1)组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源。
在OS中，设计了各种表格或数据结构，将所有的软硬件资源都加以登记。
（比如:PCB、系统设备表等）2)“有效”指OS在管理计算机资源时要考虑到系统运行的效率和资源的利用率。
要尽可能提高PU的利用率，让他尽可能少的空转，应该在保持访问效能的前提下尽可能有效利用其他资源。
（比如减少内存、硬盘空间的浪费等）3)“合理”指OS要“公平”对待不同的用户程序，保证系统不发生“死锁”和“饥饿”的现象。
4)“方便”指OS的人机界面要考虑到UI和程序接口两个方面的易用性、易学性和易维护性。
（用户使用接口：命令、GUI，如windows GUI。
程序接口：向程序员提供高效的编程接口，如API、系统调用。
）三、OS的特征1.并发性：是指计算机系统中同时存在若干个运行着的程序，从宏观上看，这些程序在同时向前推进。
2.共享性：OS需与多个用户程序共用系统中的各种资源。
比如PU、内存、外存、外部设备等。
专升本计算机操作系统知识点
专升本计算机操作系统知识点一、操作系统概述。
1. 操作系统的概念。
- 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，同时也是计算机系统的内核与基石。
它负责管理计算机系统的各种资源，如处理器、内存、文件系统、输入输出设备等，并为用户和应用程序提供一个方便、高效、安全的使用环境。
2. 操作系统的功能。
- 处理器管理。
- 主要是对处理器（CPU）进行分配和调度。
在多道程序环境下，多个程序同时竞争CPU资源，操作系统需要根据一定的算法（如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等）将CPU分配给不同的程序，使CPU资源得到充分利用。
- 内存管理。
- 负责内存的分配与回收。
当程序运行时，操作系统要为其分配足够的内存空间；当程序结束时，回收其所占用的内存。
同时，还需要解决内存保护问题，防止不同程序之间相互干扰，以及提供虚拟内存技术，将外存的一部分空间作为内存的补充，使得程序可以运行比实际物理内存更大的程序。
- 文件管理。
- 对计算机系统中的文件进行组织、存储、检索和保护。
包括文件的创建、删除、读写操作，文件目录的管理，文件存储空间的分配等。
- 设备管理。
- 负责对计算机系统中的各种输入输出设备（如键盘、鼠标、打印机、磁盘等）进行管理。
包括设备的分配、启动、控制和回收等操作，同时还要处理设备的中断请求，提高设备的利用率。
3. 操作系统的分类。
- 批处理操作系统。
- 特点是用户将一批作业提交给计算机系统后，就不再干预，由操作系统按照一定的顺序依次处理这些作业。
它可以提高系统资源的利用率和系统的吞吐量，但用户交互性较差。
- 分时操作系统。
- 采用时间片轮转的方式，将CPU的时间划分成若干个时间片，每个用户的作业（或进程）轮流在CPU上运行一个时间片。
它具有多路性、交互性、独占性和及时性的特点，多个用户可以同时通过终端与计算机系统进行交互。
- 实时操作系统。
- 主要用于对外部事件作出及时响应的系统，如工业控制系统、航空航天系统等。
操作系统笔记
操作系统笔记操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的系统软件，它为用户和应用程序提供了一个使用计算机硬件的接口，同时也负责管理计算机资源的分配和调度。
下面将介绍一些操作系统的基本概念和功能。
一、操作系统的定义和分类操作系统是一种系统软件，它用于管理计算机的硬件和软件资源。
根据使用范围和功能不同，操作系统可以分为桌面操作系统（如Windows、Mac OS）和服务器操作系统（如Linux、Unix）。
桌面操作系统主要运行在个人电脑上，提供了图形化界面和常用应用程序；而服务器操作系统则专注于提供稳定可靠的服务，如Web服务器、数据库服务器等。
二、操作系统的功能1.进程管理操作系统负责管理计算机中运行的所有进程，包括进程的创建和销毁、进程间的通信和同步等。
通过进程管理，操作系统可以合理分配和调度计算机资源，确保每个进程得到公平的执行机会。
2.内存管理操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配和回收、内存的保护和共享等。
通过内存管理，操作系统可以有效地利用计算机的内存空间，提高系统的运行效率。
3.文件系统操作系统负责管理计算机中的文件和文件系统，包括文件的创建和删除、文件的读写和访问权限等。
通过文件系统，用户可以方便地组织和管理计算机中的数据。
4.设备管理操作系统管理计算机的各种设备，包括输入设备、输出设备和存储设备等。
通过设备管理，操作系统可以协调和控制各种设备的使用，保证用户和应用程序能够正常访问设备。
5.用户界面操作系统提供了与计算机交互的用户界面，包括命令行界面和图形化界面。
通过用户界面，用户可以方便地与操作系统和应用程序进行交互，执行各种操作和任务。
三、操作系统的重要概念1.进程进程是指计算机中正在运行的程序。
每个进程都有自己的内存空间和执行状态，操作系统通过进程管理来控制和调度进程的运行。
2.线程线程是进程的一部分，是计算机中执行的最小单位。
多线程可以使程序同时执行多个任务，提高系统的并发性能。
操作系统基础计算机作业管理知识笔记
引言概述：操作系统是计算机系统中至关重要的一个组成部分，负责管理计算机的硬件和软件资源，提供各种基本服务，如进程管理、内存管理、文件系统管理等。
在计算机科学的学习和工作中，操作系统基础和计算机作业管理知识是必不可少的。
本文将详细介绍操作系统基础和计算机作业管理的相关知识。
正文内容：1.进程管理1.1进程与线程的概念1.2进程调度算法的分类和比较1.3进程同步与互斥1.4进程通信的机制和方法1.5进程的创建、撤销和管理2.内存管理2.1内存地质空间的划分和管理2.2内存分配算法和策略2.3内存映射和虚拟内存技术2.4页面置换算法和页表管理2.5内存保护与内存共享的机制3.文件系统管理3.1文件与目录的组织结构3.2文件存储和文件操作3.3文件权限和访问控制3.4文件系统的实现和优化3.5文件系统的备份与恢复4.设备管理4.1设备的分类和特点4.2设备的分配与调度4.3I/O操作的原理与实现4.4磁盘调度算法和缓存管理4.5设备驱动程序的开发和维护5.系统安全与保护5.1访问控制和身份验证5.2安全策略和安全机制5.3系统漏洞和攻击类型5.4防火墙和入侵检测技术5.5数据加密与解密算法总结：操作系统基础和计算机作业管理知识是计算机科学学习和工作中不可或缺的一部分。
进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理以及系统安全与保护是操作系统的核心要点。
了解和掌握这些知识可以帮助我们更好地理解计算机系统的运作原理，并能够应对各种实际问题和挑战。
通过不断学习和实践，我们可以在操作系统领域有所建树，并为计算机科学和技术的发展做出贡献。
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操作系统笔记(总17页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March操作系统的定义：操作系统(Operating System, OS)是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充操作系统的目标和作用在计算机系统上配置操作系统主要目标与计算机系统的规模和应用环境有关。
操作系统的目标方便性硬件只能识别机器代码（0、1）OS提供命令，方便用户使用计算机有效性使CPU、I/O保持忙碌，充分利用使内存、外存数据存放有序，节省空间合理组织工作流程，改善资源利用率，提高吞吐量可扩充性计算机技术的发展：硬件/体系结构/网络/InternetOS应采用层次化结构，便于扩充和修改功能层次和模块开放性支持网络环境，兼容遵循OSI标准开发的硬件和软件操作系统的作用1. 用户与计算机硬件系统之间的接口命令方式用户通过键盘输入联机命令(语言)系统调用方式用户程序通过系统调用，操纵计算机图形、窗口方式用户通过窗口、图标等图形界面操纵计算机2.计算机系统资源管理者4大类资源：处理机；存储器；I/O设备；信息（文件：程序、数据）3.对计算机资源的抽象(扩充机器)裸机：只有硬件的计算机，难以使用虚机器：在裸机增加软件(OS等)，功能增强，使用方便推动操作系统发展的主要动力1.不断提高计算机资源利用率早期计算机很昂贵，为提高资源利用率，产生了批处理系统2.方便用户为改善用户上机、调试程序时的条件，产生了分时系统3.器件的不断更新换代OS随之更新换代，如：8位->16位->32位4.计算机体系结构的不断发展单处理机OS->多处理机OS->网络操作系统操作系统的发展过程无操作系统时代OS尚未出现，人们如何使用计算机人工操作方式人工操作方式的缺点用户独占全机CPU等待人工操作结果：资源利用率低下脱机输入输出系统低速设备纸带机/卡片机高速设备磁带/磁盘I/O速度提高，缓解了I/O设备与CPU的速度矛盾主机：用于计算的主计算机外围机：也是计算机，处理输入输出，使之不占用主机CPU时间外围机控制输入/输出输入：低速设备->高速设备输出：高速设备->低速设备输入和输出使用独立于主机的外围机，不占用主机的CPU时间，是脱机过程，因此叫做脱机输入/输出方式单道批处理系统计算机发展的早期，没有任何用于管理的软件，所有的运行管理和具体操作都由用户自己承担，任何操作出错都要重做作业，CPU的利用率甚低。
解决的方法有两个：首先配备专门的计算机操作员，程序员不再直接操作机器，减少操作机器的错误。
另一个是进行批处理，操作员把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个作业执行序列。
每一批作业将有专门编制的监督程序（monitor）自动依次处理。
说明：监督程序的作用：用来装入用户作业，和用户作业交替地使用CPU。
“批”的含义：供一次加载的磁带或磁盘，通常由若干个作业组装成，在处理中使用一组相同的系统软件（系统带）。
关于“作业”的说明：通常，把计算机完成用户算题任务所需进行的各项工作称为一道作业。
多道批处理系统早期的批处理可能出现两种情况：对于以计算为主的作业，输入输出量少，外围设备空闲；对于以输入输出为主的作业，主机空闲。
问题的提出在早期的单道批处理系统中，内存中仅有单个作业在运行，致使系统中仍有许多资源空闲，设备利用率低，系统性能较差。
多道程序设计技术若当前作业因等待I/O而暂停，CPU只能空闲直至该I/O完成对于科学计算问题，CPU操作密集，CPU浪费时间少对于商业数据处理，I/O操作密集，I/O等待时间常占80％－90％解决办法将内存分几个部分，每部分放不同的作业当一个作业等待I/O时，CPU可被另一作业使用在主存中同时驻留多个作业多道程序设计多道程序设计是指允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。
合理搭配I/O为主和计算为主的程序交替运行，充分利用资源，提高系统效率。
多道程序的运行特点：多道：计算机内存中同时存放多道相互独立的程序。
宏观上并行运行：同时进入系统的几道程序都处于运行状态，但都未运行完。
微观上串行运行：各作业轮流使用CPU，交替执行。
实现技术：当正在运行的程序因I/O暂停执行时，系统可调度另一道程序运行，使CPU保持忙碌。
例题：有两道程序A、B，按下图以多道程序方式运行，要求在右图画出它们的运行轨迹，并计算在60ms内，CPU的利用率，假设起始时首先运行B，并允许忽略监督程序切换A、B的时间（不考虑I/O的冲突）。
分时系统概念：时间片、终端、响应时间分时(Time Sharing)是把计算机的系统资源（尤其是CPU时间）进行时间上的分割，每个时间段称为一个时间片(Time Slice) ，每个用户依次轮流使用时间片。
分时技术：把处理机的运行时间分为很短的时间片，按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用分时系统的定义分时操作系统：是一种联机的多用户交互式的操作系统。
一般采用时间片轮转的方式，使一台计算机为多个终端服务。
对每个用户能保证足够快的响应时间，并提供交互会话能力。
分时系统的特点多路性系统支持单主机多个终端，按分时原则服务独立性各用户独立操作，互不干扰。
及时性对用户请求的响应时间短(1~3s)交互性用户向系统提出服务请求更方便，也更广泛通过终端实时系统产生背景：虽然多道批处理操作系统和分时操作系统获得了较佳的资源利用率和快速的响应时间，从而使计算机的应用范围日益扩大但它们难以满足实时控制和实时信息处理领域的需要。
于是，便产生了实时操作系统，目前典型的实时系统：实时控制系统、实时信息处理系统。
什么是实时系统有高可靠性和安全性，系统的效率则放在第二位典型的实时系统（1）实时控制系统:计算机用于生产过程控制时，要求系统能现场实时采集数据，并对采集的数据进行及时处理，进而能自动地发出控制信号控制相应执行机构，使某些参数（压力、温度、距离、湿度）能按予定规律变化，以保证产品质量。
导弹制导系统，飞机自动驾驶系统，火炮自动控制系统都是实时过程控制系统。
典型的实时系统（2）实时信息处理系统：计算机还可用于控制进行实时信息处理。
计算机接收成干上百从各处终端发来的服务请求和提问，系统应在极快的时间内做出回答和响应。
机票订购系统、情报检索系统是典型的实时信息处理系统微机操作系统1.单用户单任务OS只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行。
典型代表：CP/M8位机上的主流操作系统MS-DOS最早的PC操作系统16位机上的主流操作系统2.单用户多任务操作系统只允许一个用户上机，但允许用户把程序分为若干个任务，使它们并发执行。
典型代表：微软公司推出的windows3.多用户多任务OS允许多个用户通过各自的终端使用同一台机器，共享主机系统中的各种资源，而每个用户程序又可进一步分为几个任务，使它们能并发执行。
典型代表：UNIX操作系统的基本特性以多道程序设计为基础的现代操作系统具有以下几个主要特征：并发性（Concurrence）共享性（Sharing）异步性（Asynchronism）或称不确定性（Nondeterministic）虚拟性（Virtual）并发性概念：并发、并行、进程并发性（Concurrence）是指两个或两个以上的运行程序在同一时间间隔段内同时执行。
操作系统是一个并发系统，并发性是它的重要特征，它应该具有：处理多个同时执行的程序的能力。
并行与并发的不同：①并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生②并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生引入进程在多道程序系统中，为了能够并发执行，系统必须为每个程序建立进程。
程序是静态的，进程是动态的。
进程能支持并发，程序不能。
进程由一组机器指令、数据和堆栈组成，是一个能独立运行的活动实体。
进程是资源分配的独立单位。
多个进程能并发执行，进程运行时要占用一定的系统资源，如 CPU、存储空间和I/O设备等。
共享性（sharing）概念：互斥访问、临界资源、同时访问共享指操作系统中的资源（包括硬件资源和信息资源）可被多个并发执行的进程所使用。
发生条件多个进程并发执行多个进程需要同一资源资源共享的方式资源共享的方式可以分成两种：第一种是互斥共享。
系统中的某些资源如打印机、磁带机、卡片机，虽然它们可提供给多个进程使用，但在同一时间内却只允许一个进程访问这些资源。
这种同一时间内只允许一个进程访问的资源称临界资源，许多物理设备，以及某些数据和表格都是临界资源，它们只能互斥地被共享。
第二种是同时访问。
系统中的还有许多资源，允许同一时间内多个进程对它进行访问，这里“同时”是宏观上的说法。
典型的可供多进程同时访问的资源是磁盘。
共享与并发共享性和并发性是操作系统两个最基本的特征，它们互为依存：一方面，资源的共享是因为运行程序的并发执行而引起的，若系统不允许运行程序并发执行，自然也就不存在资源共享问题。
另一方面，若系统不能对资源共享实施有效地管理，必然会影响到运行程序的并发执行，甚至运行程序无法并发执行，操作系统也就失去了并发性，导致整个系统效率低下。
虚拟技术虚拟是指操作系统中的一种管理技术，它是把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，显然，前者是实际存在的而后者是虚构假想的。
时分复用虚拟处理机通过多道程序和分时使用CPU技术，物理上的一个CPU变成逻辑上的多个CPU虚拟设备打印机若某物理设备通过时分复用虚拟为N台，则虚拟设备速度是原设备的1/N空分复用虚拟磁盘1个硬盘实体->多个逻辑卷虚拟存储器虚拟存储器则是把物理上的多个存储器(主存和辅存)变成逻辑上的一个(虚存)的例子内存空分复用提高内存空间利用率结合时分复用，可实现在逻辑上扩大内存，使程序中远小于它的空间运行若某物理设备通过空分复用虚拟为N台，则虚拟设备占用空间是原设备的1/N异步性异步性（Asynchronism）亦称不确定性，（ Nondeterministic ）进程以人们不可预知的速度向前推进，即进程的异步性。
在多道程序环境中，允许多个进程并发执行，由于资源有限而进程众多，进程的执行往往不是一气呵成，而是“走走停停”，其运行、暂停和完成的时间都无法确定。
a.系统中的进程何时执行b.何时暂停c.以什么样的速度向前推进d.进程总共要多少时间执行才能完成这些都是不可预知的，或者说该进程是以不确定的方式运行的，不确定性给系统带来了潜在的危险，有可能导致与时间有关的错误。
但只要运行环境相同，操作系统必须保证多次运行作业，都会获得完全相同的结果。
设计操作系统必修考虑异步性带来的问题。
\1.4操作系统功能操作系统有如下几个基本功能：处理机管理存储器管理设备管理文件管理用户接口（一）处理机管理在传统的多道程序系统中，处理机的分配和运行都是以进程为基本单位，因而对处理机的管理可归结为对进程的管理：进程控制创建、撤销、状态转换进程同步访问临界资源、协调合作次序进程通信合作进程的消息交换调度作业调度、进程调度（二）存储器管理存储管理的主要任务是管理存储器资源，为多道程序运行提供有力支撑。