操作系统原理课堂笔记
操作系统原理学习笔记11
操作系统原理学习笔记113.4.2.3 动态分区的回收由于系统在使用主存过程中, 会形成一些空闲区,为了避免浪费现象, 系统提供了相应的回收程序, 将释放的分区与它相邻的空闲分区进程合并, 形成一个更大的空闲分区.通常, 分区的回收有四种情况:(1) 释放区与上下两空闲区相邻: 三个空闲区合并为一个, 新空闲区起始地址为上空闲区起始地址, 大小为三空闲区之和. 同时, 修改可用分区表或自由链表中的表项目.(2) 释放区与上空闲区相邻: 释放区与上空闲区合并为一个, 其起始地址为上空闲区起始地址, 大小为释放区和上空闲区之和. 并修改可用分区表或自由链表中的表项目.(3) 释放区与下空闲区相邻: 释放区与下空闲区合并为一个, 其起始地址为释放区起始地址, 大小为释放区和下空闲区之和. 并修改可用分区表或自由链表的表项目.(4) 释放区与上下两个空闲区都不相邻.释放区作为一个新空闲区插入到可用分区表或自由链表中.3.4.2.4 地址转换与存储保护对动态分区方式应采用动态重定位装入作业, 当作业执行时由硬件地址转换机构完成地址转换.硬件机构须设置两个专用的特权寄存器: 基址寄存器和限长寄存器, 分别存放分配作业用的分区的最小绝对地址值(起始地址)和连续存储空间的长度.当作业装入到所分配的区域后, 操作系统把该区域的起始地址和长度送入基址寄存器和限长寄存器, 启动作业执行时由硬件机构根据基址寄存器和限长寄存器进行地址转换, 从而得到绝对地址.当逻辑地址小于限长值时, 则逻辑地址加基址寄存器值就可得到绝对地址;若大小限长值时, 表示作业欲访问的地址超出所分得的区域, 则产生地址越界中断,终于程序执行.即使在多道程序设计系统中, 仍只需一对基址/限长寄存器. 某作业在执行过程中出现等待时, 操作系统必须把基址/寄存器的内容随同该作业的其他信息一起保存起来.3.4.2.5 分区的共享为了能使分区可以共享, 以使例行程序可以受多个作业共享执行, 有些计算机系统提供了多对基址/限长寄存器, 允许一个作业占用多个分区. 系统可以规定某对基址/限长寄存器, 允许一个作业占用多个分区.系统可以规定某对基址/限长寄存器限定的区域是共享的, 用来存放共享的程序和常数. 对共享区的信息也必须规定只能执行或读出, 而不能写入.3.4.2.6 移动技术当分配程序在可用分区表或自由链表中找不到一个足够大的空闲区装入作业时，采用移动技术来改变主存中的作业存放区域，同时修改它们的基址/限长值，从而使分散的小空闲区汇集成一个大的空闲区，有利于作业的装入。
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.
天大《操作系统原理》学习笔记六
主 题： 《操作系统原理》学习笔记内 容：《操作系统原理》学习笔记六——作业管理操作系统为用户提供了使用计算机的十分简单且便利的方式。
用户如何向计算机提交作业和控制自己作业的运行，以及计算机如何合理安排和按照用户的要求完成作业的规定的任务等，都是由操作系统的作业管理实现的。
一、作业的组织：1、作业与作业步计算机广泛应用在各个不同领域中，它们为人类完成形形色色的工作，这些交给计算机系统完成的工作就是作业（JOB）。
作业是用户在一次算题过程中或一次事物处理中，要求计算机系统所做的工作的集合。
作业的形态是用户编制的程序和要处理的数据。
计算机通过编译或汇编、连接、装配、运行等步骤，最终由计算机送出用户所需要的运行结果。
从计算机管理的角度看，上述一系列的由计算机执行的任务就是作业。
计算机在完成用户提交的作业过程中，是通过执行一系列有序的工作步骤进行的，每个步骤完成作业的一部分特定工作。
把计算机系统完成一个作业所需的一系列有序的相对独立的工作步骤称为作业步。
作业的各个作业步虽然功能相对独立，但它们之间相互关联，往往是一个作业步的执行需要使用上一个作业步的执行结果。
2．作业的分类根据计算机系统对作业处理方式，一般把作业分成两大类:批量型作业、交互型作业。
在大型计算机系统的批处理系统中运行的作业称为批量型作业，又称批处理作业。
批处理系统一次可以成批接收多个用户作业，并把它们放入磁盘中等待运行。
操作系统的作业调度按照一定的算法从多个等待的作业中选择某些作业装入内存空间投入运行。
批量型作业在输入计算机系统前，须由用户使用作业控制语言向系统说明如何控制作业的运行。
在小型计算机系统中的分时系统中运行的作业称为交互型作业，又称终端作业。
在分时系统中，用户通过各自的终端向计算机系统发出各种操作命令，告诉操作系统如何控制作业运行。
操作系统也通过终端向用户报告运行情况和结果。
3．作业的状态在从用户把作业提交给系统直到作业完成的整个活动过程中，在系统的安排下作业要经历若干阶段。
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。
操作系统原理笔记
操作系统原理笔记1、处理器的管理和调度2、分时系统。
把处理机的时间分为时间片，时间片分配给作业使用。
片期内未完成则暂时中断等待下一轮分配，并把控制权交给其他作业使用。
3、操作系统功能：处理机管理、存储器（主存）管理、文件管理、作业管理、设备管理。
4、进程：关于某个数据集合的可并发、具备独立功能的执行过程，是操作系统进行资源分配和保护的基本单元。
进程和进程之间具有制约关系，在关键点上需要互相等待或互通消息，可以并发执行以改进资源利用率。
每个进程有且只有一个PCB（process control block），是操作系统记录和刻画进程有关信息的数据结构，控管的主要依据。
进程可以进创建新的进程，PCB中有记录进程关系。
进程创建过程：申请空白PCB--->为新进程（含程序及数据、用户栈）分配资源（内存）---->初始化PCB----进程插入就绪队列。
5、程序执行三种状态：占用处理器，运行态；等待某个事件发生，等待态（阻塞、睡眠）；等待条件已满足但未占用处理器，就绪态。
6、分页存储管理：作业地址空间和存储空间，用相同长度等分。
即作业的一页对应物理的块或页框。
页表记录了这种对应关系。
7、分段存储管理。
作业的地址空间按照一定逻辑分段，如主程序段、子程序段、数据段、堆栈段。
段内地址连续，段间不连续。
段表记录了进程的逻辑到物理内存的映射关系。
8、虚拟存储器：辅助存储器空间，用于暂存主存中的程序和数据，自动实现本分装入和部分对换功能。
大小与计算机地址结构及可用辅助存储器的容量。
9、I/O设备是计算机与外界进行信息交换的装置。
设备管理中制程技术---缓冲技术，是解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾，提高CPU通过及外设之间的并行性能。
10、一次磁盘的IO操作时间由，柱面号、磁头号（扇面）、扇区号共同决定。
天大《操作系统原理》学习笔记一
主 题： 《操作系统原理》学习笔记内 容：《操作系统原理》学习笔记一——操作系统概论一、操作系统的地位及作用1、操作系统的地位计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
软件系统是指使计算机完成特定工作的程序的总称。
硬件系统是指组装成计算机本体和设备的具有机械、电、磁、声、光等不同物理特性的各种器件和部件。
系统软件系统包括系统应用软件和操作系统：l操作系统是用于管理和控制系统资源的程序，它是计算机系统中最基本的系统软件。
l系统应用软件包括了完成系统服务所需的各种程序。
计算机系统的层次结构图：操作系统是最靠近硬件的系统软件处于核心地位。
层次结构图不只表示软件的分类和层次，还表示各个层次之间存在的一种单向服务关系，即内层向外层提供了一组接口。
内层以事先约定好的方式通过接口为外层提供服务。
外层则通过该接口使用内层提供的服务功能实现本身的功能。
1.1硬件系统运算器、控制器、存储器以及输入输出设备。
操作系统存在的物质基础。
提供给操作系统的接口是机器的指令系统，操作系统的程序使用指令系统提供的机器指令功能实现对硬件的直接管理和控制。
1.2操作系统最靠近硬件，直接控制和管理硬件。
硬件系统在操作系统的管理控制下，功能得以充分发挥。
从用户观点看，引入操作系统后，计算机系统成为一台比硬件系统功能更强、服务质量更高、使用更方便的机器。
提供给上层两种接口：操作接口和编程接口。
用户可以通过操作接口方便地使用计算机。
编程接口是一系列的系统调用，其它程序可以使用该接口使操作系统为其服务，使用硬件资源和软件资源。
1.3系统应用软件由一系列的语言处理程序和系统服务程序构成。
系统应用层的程序是在操作系统的支持下工作的，它们使用操作系统的系统调用和机器指令编制程序。
对上层提供了编制源程序的语句和语法或调试命令、系统维护命令等。
系统应用程序属于系统软件，但要通过操作系统才能使用和控制系统资源。
1.4应用软件计算机用户为某一特定需要而专门设计的程序，或者是用户为解决某一个具体问题而编制的程序。
大学计算机系统原理知识学习笔记
大学计算机系统原理知识学习笔记一、引言计算机系统原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程，它涵盖了计算机硬件与软件的各个方面，对于学生掌握计算机系统的工作原理、设计与实现具有重要意义。
本文将通过举例说明具体操作方法，分析性循序推理论点，给出实践导向结论，并对问题进一步阐释，旨在帮助学生更好地学习和理解大学计算机系统原理知识。
二、具体操作方法1. 认真阅读教材和课件认真阅读教材和课件是学习计算机系统原理的基础步骤。
教材和课件通常会提供系统的知识框架和概念，为学生建立起整体认知提供了指导。
因此，学生应该系统地阅读教材，并结合课件中的ppt、图表等辅助材料进行学习。
2. 制定学习计划学习计算机系统原理需要一定的时间和计划。
学生可以根据教学大纲和教学进度，制定学习计划，合理安排每周的学习时间。
在学习计划中，学生可以将教材和课件中的重点内容标注出来，以便于后续的复习和总结。
3. 多做实验和编程练习计算机系统原理是一门实践性很强的课程，通过实验和编程练习可以更好地理解和掌握相关知识。
学生可以利用计算机实验室的资源，完成实验报告和编程作业。
同时，学生还可以参加相关的编程竞赛和项目，提高自己的实践能力。
4. 参加讨论和互动学生可以积极参加课堂讨论和互动，与教师和同学一起探讨问题，分享经验。
通过讨论，学生可以从不同的角度和思路去理解和解决问题，拓宽自己的思维方式和视野。
三、分析性循序推理论点1. 计算机系统原理的重要性计算机系统原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程，它对学生掌握计算机系统的工作原理、设计与实现具有重要意义。
只有深入学习和理解计算机系统原理，才能在后续的学习和工作中更好地应用和创新。
2. 阅读教材和课件的价值阅读教材和课件是学习计算机系统原理的基础步骤，它可以为学生提供系统的知识框架和概念。
通过系统地阅读教材和课件，学生可以建立起整体认知，理清知识脉络，从而更好地掌握和运用相关知识。
3. 实验和编程练习的必要性计算机系统原理是一门实践性很强的课程，通过实验和编程练习可以更好地理解和掌握相关知识。
天大《操作系统原理》学习笔记五
主 题： 《操作系统原理》学习笔记内 容：《操作系统原理》学习笔记五——设备管理输入设备和输出设备在主机之外，它们统称为外部设备、外围设备。
外部设备是计算机与外部世界进行信息交换的装置。
设备管理是指对计算机系统中除处理机和主存储器以外的所有其它设备的管理。
一、设备分类和设备管理功能：目前的计算机系统，特别是大型计算机都配置有多种设备，它们大部分是用于完成输入输出（I/O）工作。
有的是做为外存储器保存文件信息。
这些设备需要按照不同的种类进行管理和提供给用户使用，操作系统的设备管理提供了有关的功能。
1、设备的分类从数据的传输和组织特性分为两类：l块设备。
以一定大小的数据块为单位输入输出数据的，并且在设备中的数据也是以物理块为单位进行组织和管理的。
l字符设备。
以字符为单位输入输出数据的设备，并且以字符为单位对设备中的信息进行组织和处理。
设备按其所属关系分为：l系统设备。
在操作系统生成时已登记在系统中的标准设备称为系统设备。
l用户设备。
在系统生成时并未登记到系统中，由用户根据其运行需要向系统提供的设备称为用户设备。
设备的处理程序也是由用户提供的。
从系统对资源分配的角度分为：l独占设备。
由一个用户作业独占。
l共享设备。
同时分配给多个用户作业共享使用。
l虚拟设备。
使用虚拟技术把独占设备改造成共享设备。
2．设备管理的设计目标2.1向用户提供使用设备的方便、统一的接口。
面对用户把设备复杂的物理特性屏蔽起来，由操作系统承担起对设备的控制和管理。
向用户提供一个使用设备的统一接口。
2.2设备独立于用户程序。
用户程序不能直接对物理设备进行操作。
操作系统把物理设备逻辑化，仅向用户提供逻辑设备。
用户在程序中使用的是逻辑设备，由操作系统建立逻辑设备与物理设备的联系。
这种特性称为设备无关性2.3充分提高设备利用率和工作效率使设备和处理机能够做到高度的并行工作。
各个设备之间也要能够并行工作从而达到提高设备利用率的目的为各个作业或进程合理地分配各种设备，处理好多个进程对设备的竞争与共享。
操作系统概念笔记
导论小结操作系统是管理计算机硬件并提供应用程序运行环境的软件。
也许操作系统最为直观之处在于它提供了人与计算机系统的接口。
为了让计算机执行程序，程序必须位于内存中。
内存是处理机能够直接访问的唯一的大容量存储区域。
内存为字节或字的数组，容量为数百KB到数百MB。
每个字都有其地址。
内存是易失性存储器，当没有电源时会失去其内容。
绝大多数计算机系统都提供了外存以扩充内存。
二级存储器提供了一种非易失性存储，它可以长久地存储大量数据。
最常用的二级存储器是磁盘，它提供对数据和程序的存储。
根据速度和价格，可以将计算机系统的不同存储系统按层次；来组织。
最高层为最昂贵但也最快。
随着向层次结构下面移动，每一个为的存储价格通常降低，而访问时间通常增加。
计算机系统的设计有多种不同的方法。
单处理器系统只有一个处理器，而多处理器系统包含两个或更多的处理器来共享物理存储及外设。
对称多处理技术（SMP）是最为普遍的多处理器设计技术，其中所有的处理器被视为对等的，且彼此独立地运行。
集群系统是一种特殊的多处理器系统，它由通过局域网连接的多个计算机系统组成。
为了更好地利用CPU，现代操作系统采用允许多个作业同时位于内存中的多道程序设计，以保证CPU中总有一个作业在执行。
分时系统是多道程序系统的扩展，它采用调度算法实现作业之间快速的切换，好像每个作业在同时进行一样。
操作系统必须确保计算机系统的正确操作。
为了防止用户干预系统的正常操作，，硬件有两种模式：用户模式和内核模式。
许多指令（如I/O指令和停机指令）都是特权的，只能在内核模式下执行。
这些工具（如双模式、特权指令、内存保护、定时器中断）是操作系统所使用的基本单元，用以实现正确操作。
进程（或作业）是操作系统工作的基本单元。
进程管理包括创建和删除进程，为进程提供与其他进程通信和同步的机制。
操作系统通过跟踪内存的哪部分被使用及被谁使用来管理内存。
操作系统还负责动态地分配和释放内存空间，同时还管理存储空间，包括为描述文件提供文件系统和目录，以及管理大存储器设备的空间。
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。
《操作系统原理》
《操作系统原理》操作系统原理操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的软件系统，是计算机系统的核心，具有管理资源、提供接口、调度任务、实现保护、支持扩展等诸多功能。
作为计算机科学中的经典课程，操作系统原理旨在教授学生关于操作系统的基本概念、原理和应用，培养学生的计算机系统分析和设计能力。
一、操作系统的定义和分类操作系统是一种系统软件，用于管理和控制计算机硬件和软件资源，提供给应用程序和用户一个简单、统一的接口，并且为多任务程序的同时进行提供协调和支持。
操作系统可以分为单任务操作系统和多任务操作系统；单用户操作系统和多用户操作系统；批处理操作系统和交互式操作系统；实时操作系统和非实时操作系统等多种分类方式。
二、操作系统的基本功能操作系统的基本功能包括进程管理、内存管理、文件管理、输入输出管理和安全管理。
进程管理负责创建、终止、调度和同步进程；内存管理负责内存分配、虚拟内存、内存保护和内存回收；文件管理负责文件的创建、读写、删除和保护；输入输出管理负责设备的驱动和数据传输；安全管理负责用户的身份验证、数据保护和系统完整性。
三、操作系统的设计和实现操作系统的设计和实现涉及到多个方面，包括操作系统结构、存储管理、中断处理、设备驱动、系统调用、进程同步和通信等。
操作系统的结构包括单体式结构、分层结构、微核心结构和客户机-服务器结构等多种结构；存储管理涉及物理内存、虚拟内存、页面置换、内存保护和内存映射等；中断处理负责处理硬件中断和软件中断；设备驱动负责设备的控制和管理；系统调用提供给应用程序的接口；进程同步和通信涉及进程间的互斥、同步和通信等。
四、操作系统的性能分析和优化操作系统的性能分析和优化是操作系统领域中的重要课题。
??分析工具? ??? ?? ?? ????? ?? (gcc, gprof, perf)??. ??? ???? ???? ???监视和性能测试两种主要方法。
系统监视可以通过查看操作系统的运行状态、进程状态和资源状态等来分析系统的性能瓶颈，而性能测试可以通过测试程序的运行时间、内存使用情况和CPU占用率等来评估系统的性能。
操作系统概论 学习笔记(1—4章+5章部分 详细版).
操作系统概论学习笔记（1—4章+5章部分详细版）第一章引论1.1 计算机系统计算机系统包括：计算机硬件、计算机软件1.1.1 计算机硬件是计算机系统的最内层计算机硬件的组成：1.中央处理器（运算器、控制器）：对信息进行高速运算和处理。
2.存储器（主存储器、辅助存储器）：存放各种程序和数据。
3.输入和输出控制系统：管理外围设备与主存储器之间的信息传递。
4.各种输入输出设备：是计算机与用户间的交互接口部件。
1.1.2 计算机软件是计算机系统的最外层计算机软件定义：人与计算机硬件之间的接口界面计算机软件分类：1.系统软件：是计算机系统中最靠近硬件层次的软件，是不可缺少的软件。
（例：操作系统（计算机系统软件的核心）、编译程序、监控管理程序）2.支撑软件：是支撑其他软件的开发与维护的软件。
（例：接口软件、软件开发工具、环境）3.应用软件：是特定应用领域的专用软件。
是解决用户实际问题的软件。
（例：订票软件、办公软件等）1.2 操作系统1.2.1 什么是操作系统操作系统概念：是管理计算机系统资源、控制程序的执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件。
1.2.2 操作系统的作用1.管理计算机系统的资源2.为用户提供方便的使用接口3.具有扩充硬件的功能，为用户提供良好的运行环境☆计算机配置了操作系统后可提高效率，且便于使用。
1.2.3 操作系统的功能1.处理器管理：多道程序环境下的处理器调度2.内存管理：内存的分配回收、地址重定位、内存共享与保护、内存扩充3.文件管理：文件的“按名存取”；文件的存储、检索、共享、保护等问题4.设备管理1.3 操作系统的形成与基本类型1.3.1 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2.多到批处理系统：内存中同时有多个作业，它们共享计算机系统中的资源优点：提高了处理器的利用率；系统吞吐量大缺点：一旦将作业提交给系统，用户无法控制作业的执行分时操作系统概念：1.若干个用户分享处理器的时间如何分享：轮流占用处理器，规定每个用户占用处理器的时间，称为时间片。
mit6.828课程笔记
mit6.828课程笔记
MIT 6.828是一门由麻省理工学院提供的操作系统工程课程。
这门课程涵盖了操作系统的设计与实现的基本原理和技术。
学生将
通过实验来深入了解操作系统的内部工作原理，并且掌握操作系统
的设计和实现方法。
以下是一些关于MIT 6.828课程的笔记：
1. 课程简介，MIT 6.828课程主要围绕操作系统的设计和实现
展开。
学生将学习操作系统的各个组成部分，包括内核、文件系统、进程管理、内存管理等，并通过实验来加深对这些概念的理解。
2. 课程内容，课程内容包括但不限于，操作系统引导启动、内
存管理、进程调度、系统调用、文件系统、网络等方面的内容。
学
生将通过实验来实际操作和实践这些概念。
3. 实验项目，MIT 6.828课程的重点是实验项目。
学生将完成
一系列的实验项目，这些项目涵盖了操作系统的各个方面，通过实
验来加深对操作系统原理的理解，并掌握实际操作系统的设计和实
现技能。
4. 教学方法，课程采用了讲授理论知识和实验相结合的教学方
法。
学生将在课堂上学习相关理论知识，并通过实验项目来加深理
解和掌握操作系统的设计与实现技术。
5. 学习收获，通过学习MIT
6.828课程，学生将能够深入了解操作系统的内部原理和技术，并且掌握操作系统的设计和实现方法，为日后的系统开发和研究打下坚实的基础。
总的来说，MIT 6.828课程是一门涵盖了操作系统设计与实现
基本原理和技术的课程，通过理论教学和实验项目的方式，帮助学
生深入理解操作系统的工作原理，并掌握操作系统的设计与实现技能。
大一上册计算机操作系统课程学习笔记
大一上册计算机操作系统课程学习笔记一、引言计算机操作系统是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，对于学生掌握计算机系统的基本原理和操作方法具有重要意义。
本文将从具体操作方法、分析性循序推理理论点以及实践导向结论三个方面，对大一上册计算机操作系统课程进行深入分析和讨论。
二、具体操作方法1. 学习课本首先，学生需要认真阅读课本，理解操作系统的基本概念、功能和组成结构。
可以通过标记重点内容、做笔记和思维导图的方式加深记忆和理解。
2. 实践操作其次，学生可以借助虚拟机软件，在计算机上安装和配置不同的操作系统，如Windows、Linux等。
通过实际操作，学生可以深入理解操作系统的各个功能和操作方法。
3. 参与实验课实验课是学生学习操作系统的重要环节，通过实验课的设计和实践操作，学生可以进一步巩固和应用所学知识。
在实验课中，学生应该积极参与，动手实践，并与同学一起交流和讨论，提高自己的操作能力和问题解决能力。
三、分析性循序推理论点1. 操作系统的基本原理操作系统是计算机系统的核心软件，它具有管理和控制计算机硬件资源的功能。
学生需要理解操作系统的基本原理，包括进程管理、内存管理、文件系统管理等。
通过理解这些原理，学生可以更好地理解操作系统的工作原理和实际应用。
2. 操作系统的功能与特点操作系统具有多种功能和特点，如并发性、共享性、虚拟性等。
学生需要分析和理解这些功能与特点，了解它们对计算机系统性能和稳定性的影响。
通过分析操作系统的功能与特点，学生可以更好地应用和调优操作系统，提高计算机系统的性能和稳定性。
3. 操作系统的应用和发展操作系统广泛应用于各种计算机系统中，如个人计算机、服务器、嵌入式系统等。
学生需要了解操作系统在不同领域中的具体应用，并关注操作系统的发展趋势和前沿技术。
通过了解操作系统的应用和发展，学生可以更好地适应和应用新的操作系统技术。
四、实践导向结论通过对大一上册计算机操作系统课程的具体操作方法和分析性循序推理论点的分析和讨论，可以得出以下实践导向结论：1. 学生应该注重理论与实践相结合，通过实际操作和实验课的参与来提高自己的操作能力和问题解决能力。
操作系统原理学习笔记6
为改变这种状态, 现代计算机广泛采用并行操作技术.
2.2.2 程序的并发执行和特点
程序的并发执行, 就是让程序在计算机中交替执行, 当一道程序不用某一系统资源时, 另一道程序就可以马上利用.
并行执行程序有以下特点:
(1)程序执行时的资源共享性.
(2)程序失去了封闭性和可再现性.因多个程序共享系统资源, 因而这些资源的状态可由多个程序来改变,即资源状态不能反映出某一个程序执行的情况, 致使程序的结果失去封闭性,也失去了可再现性.
(6)暂停状态:
在UNIX中, 父进程可对创建后的子进程进行跟踪, 对有关内容进行查询,修改,以及发送信息乖, 被跟踪的子进程就处于暂停状态.一旦停止跟踪, 则该子进程转换为就绪状态.
(2) 链接方式:
具有相同状的PCB用某种链接字按一定方式连接成一个队列.系统中一般有运行队列,就绪队列,阻塞队列等. 这些队列中, 都用PCB的队列指针指明下一个PCB的起始地址.
(3) 索引方式:
系统根据所有进程状态, 建立N张索引表, 把各索引表在内存的首地址记录于内存中的一些专用单元中. 每个索引表中, 记录具有相应状态的某个PCB在PCB表中的地址.
(3)进程控制块(PCB): 用于描述和标志进程的存在.系统在创建一个进程时会申请一内存空间为它建立进程控制块.当进程完成任务被撤销时, 系统就收回存放PCB的内在空间, 从而撤销PCB, 进程也就消亡.
PCB一般包括以下内容:
A. 进程名: 也称进程标识符, 用于惟一地标识一个进程, 不同进程不能同名. 进程名又分为内部名和外部名. 内部名是进程是一个编号, 是系统内部使用设置的一个惟一的整数. 外部名是创建者指定, 通常由字母和数字组成.
大学计算机操作系统设计原理学习笔记
大学计算机操作系统设计原理学习笔记一、引言计算机操作系统是计算机科学中的重要组成部分，它负责管理计算机的硬件资源并提供各种服务给应用程序。
学习计算机操作系统的设计原理对于理解计算机系统的工作原理以及提升编程能力都具有重要意义。
本文将通过分析性论述的方式，结合具体操作方法和实例，介绍学习计算机操作系统设计原理的步骤和技巧。
二、学习步骤1. 理解操作系统的基本概念在学习操作系统设计原理之前，首先需要了解操作系统的基本概念和功能。
操作系统作为计算机系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源，包括内存、处理器、设备等，并提供各种服务给应用程序。
熟悉操作系统的基本概念和功能可以为后续的学习奠定基础。
2. 学习操作系统的结构和组成操作系统的结构和组成是理解其设计原理的关键。
操作系统通常由内核和外壳组成，内核负责管理硬件资源，而外壳则提供用户界面和应用程序接口。
了解操作系统的结构和组成可以帮助我们理解其工作原理和实现方式。
3. 研究操作系统的运行机制操作系统的运行机制是其设计原理的核心内容。
操作系统通过调度算法、内存管理、文件系统等机制来优化资源利用和提供服务。
研究操作系统的运行机制可以帮助我们理解其工作原理，并且可以通过实验和实践来加深理解。
4. 分析和比较不同操作系统的设计原理在学习操作系统设计原理的过程中，可以选择一些经典的操作系统来进行分析和比较。
例如，UNIX、Windows、Linux等操作系统都有各自独特的设计原理和实现方式。
通过分析和比较不同操作系统的设计原理，可以加深对操作系统的理解，并且为自己的设计提供参考。
三、具体操作方法举例1. 学习操作系统的基本概念在学习操作系统的基本概念时，可以选择一本权威的教材或者参考资料作为学习的基础。
这些教材通常会详细介绍操作系统的基本概念和功能，并且提供一些实例和案例来帮助理解。
同时，可以通过搜索引擎或者在线学习平台找到一些相关的课程或视频来进行学习。
2. 学习操作系统的结构和组成学习操作系统的结构和组成可以通过查阅相关的书籍和文献来进行。
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第六章设备管理一、输入输出操作（要求达到“识记”层次）1、什么是输入输出操作：主存储器与外围设备之间的信息传送操作称为输入输出操作。
2、对于存储型设备，输入输出操作的信息传输单位为“块”。
对输入输出型设备，输入输出操作的信息传输单位为“字符”二、独占设备和共享设备（识记）1、独占设备是指每次只能供一个作业执行期间单独使用的设备。
如输入机、磁带机、打印机等2、共享设备是指允许几个作业执行期间可同时使用的设备。
3、共享设备的“同时使用”的含义是指多个作业可以交替启动共享设备，当一个用业正在使用设备时其他作业暂不能使用，即每一时刻仍只有一个作业占用，但当一个作业正在使用设备时其他作业就可使用三、独占设备的分配（领会）1、独占设备的绝对号与相对号这和绝对地址/相对地址的概念类似。
绝对号就是将每一台设备确定一个编号（相当于一个绝对地址）。
相对号就是为了用户程序的方便而设的，在用户请求使用时，采用“设备类-相对号”来提出使用设备要求。
由系统建立绝对号与“设备类-相对号”之间的关系，就能正确启用设备了。
2、设备的指定方式1）指定绝对号：这种方式由作业直接指定绝对号对应的设备。
系统只能把这个设备分配给他，如果该设备正由其他作业使用则申请不能得到满足。
绝对号就好象给每个人取一个不同的名字。
上司的工作计划中有一条：十点钟叫张三去买菜。
如果张三有空，就得张三去买2）指定设备类、相对号：这种方式在申请设备时不指定具体哪台设备，只说明要某类设备多少台，这样可以由系统灵活分配。
设备类-相对号呢，就好比是一个部门，部门中有一些工作人员，上司的工作计划就只写成：十点叫买菜部找个人去买罗卜。
这时就由“系统”来看看买菜部是否有人空闲，只要本部有人闲着能干活的，不管张三李四都可以去干。
这样，对于上司来说，不用去记谁谁的名字，只要指定某部门，要多少人就是了，他的用人策略和具体的哪个人无关。
这就是“设备独立性”3）设备独立性：采用“设备类、相对号”方式使用设备时，用户编程就不必指定特定设备，在程序中由“设备类、相对号”定义逻辑设备。
程序执行时由系统根据用户指定的逻辑设备转换成与其对应的具体物理设备。
所以，用户编程时使用的设备与实际使用哪台设备无关，这就是“设备独立性”4）如何实现独占性设备分配：对于独占性设备，系统采用“静态分配”的策略，就是当一个作业所需使用的独占设备能得到满足时，该作业才能被装入主存储器执行。
在操作系统中，设置“设备分配表”来记录计算机系统所配置的独占设备类型、台数和分配情况等。
设备分配表由“设备类表”和“设备表”两部分组成。
通过查表和修改表的操作完成设备分配工作。
四、磁盘的驱动调度（领会）1、磁盘的结构（动画）2、访问磁盘的操作时间（动画）3、磁盘的驱动调度：在多道程序设计系统中，同时有多个访问者请求磁盘操作，此时系统采用一定的调度策略来决定各等待访问者的执行次序，所以系统决定等待磁盘访问者的执行次序的工作就是磁盘的“驱动调度”4、对磁盘进行驱动调度的目的：尽可能的降低多个访问者执行输入输出操作的总时间，增加单位时间内的输入输出操作次数，有利于系统效率的提高。
5、磁盘调度分为移臂调度和旋转调度。
根据访问者指定的柱面位置来决定执行次序的调度称“移臂调度”；当移动臂定位后，如有多个访问者等待访问该柱面时，根据延迟时间来决定执行次序的调度称为“旋转调度”。
6、移臂调度算法包括以下四种：1）先来先服务算法；2）最短寻找时间优先调度算法；3）电梯调度算法；4）单向扫描调度算法。
以上几种算法要能够区分，如给你一个访问序列和访问条件，应能根据各种算法做出调度后的访问序列。
7、信息的优化分布：知道信息在磁盘上排列不一定是按顺序最优，对于一些能预知处理要求的信息采用优化分页可以缩短输入输出操作时间，提高系统效率五、外围设备的启动(识记）要想提高效率就要大胆放权，让下属对事负责而不是对人负责。
CPU是很忙的，如果所有的事情都自己做，做得再好也不一定好，如果有人能帮他处理一些事情，他就可以腾出时间来做更多的事。
通道就是中层干部，发挥他们的作用就能提高效率。
1、通道（channel）：计算机系统中能够独立完成输入输出操作的硬件装置，也称为“输入输出处理机”。
CPU并不直接操作外围设备，他连接通道（I/O处理机），通道连接设备控制器，设备控制器连接设备。
CPU只需把“I/O"设备启动，并给出相关的操作要求。
然后就由通道来处理输入输出事宜，做完后报告CPU。
2、通道命令和通道程序：通道命令（CCW）规定设备的一种操作，通常由命令码、数据主存地址、传送字节个数及标志码等部分组成。
操作系统用一组通道命令来执行一次输入输出应做的工作，这一组通道命令就组成了一个“通道程序”。
命令码分成三类：数据传输类、通道命令转移类和设备控制类。
数据主存地址对于不同的命令有不同的作用，比如命令码为写的操作，主存地址指定的区域存放输出到外围设备的信息。
标志码：为非0时表示通道程序未结束。
为0时表示通道程序结束。
传送字节个数，表示本命令应传输的字节个数。
3、通道地址字（CAW）和通道状态字（CSW）用来存放通道程序首地址的主存固定单元称为“通道地址字”。
通道状态字：用于记录通道和设备执行情况的主存单元。
通常包括通道命令地址、设备状态、通道状态和剩余字节个数等几个字段。
4、I/O中断：是指中央处理器和通道协调工作的一种手段。
通道借助I/O中断请求CPU进行干预，CPU根据产生的I/O中断事件了解输入输出操作的执行情况，I/O中断事件是由于通道程序的执行或其他外界原因引起的，对通道操作而言，当操作正常结束或异常结束（如设备故障、设备特殊情况引起异常结束）形成I/O中断，由CPU根据相应情况分别处理。
六、虚拟设备SPOOL系统（领会）1、实现虚拟设备的目的：用一种物理设备模拟另一类物理设备，使各作业在执行期间只使用虚拟的设备而不直接使用物理的独占设备。
这种技术可使独占的设备变成可共享的设备，使得设备的利用率和系统效率都能得到提高。
2、实现虚拟设备的硬件条件：大容量磁盘；中断装置和通道；中央处理器与通道并行工作的能力。
（另外，实现虚拟设备的软件条件是要求操作系统采用多道程序设计技术。
）3、虚拟设备的实现原理：对于多道程序，输入时将一批作业的信息通过输入设备预先传送到磁盘上。
输出时将作业产生的结果也全部暂时存在磁盘上而不直接输出，直到一个作业得到全部结果而执行结束时再行输出。
（就是用磁盘来模拟输入机和打印机的工作，把它们的工作内容先保存起来，然后一并执行）4、SPOOL系统的组成和实现：井：为实现虚拟设备在磁盘上划出的专用存储空间，用于存放作业的初始信息和执行结果。
SPOOL系统由三部分程序组成：预输入程序。
通过该程序把作业流中每个作业的初始信息传送到“输入井”保存起来以以备作业执行时使用。
井管理程序：通过该程序来保证作业正确及时地从“井”中读取或写入信息。
它使得每个用户感觉到自己都在使用独立的输入输出设备。
缓输出程序。
它负责查看“输出井”中是否有待输出的结果信息，若有则启动打印机把作业结果输出5、实现虚拟设备为什么可以提高系统效率：SPOOL系统借助硬件的中断装置和通道技术使得中央处理器与各种外围设备以及各外围设备之间均可并行工作。
操作系统采用多道程序设计技术，合理分配处理器，实现联机的外围设备同时操作。
作业执行时从磁盘上读写信息来代替从输入机和打印机的读写操作，不仅使多个作业可以同时执行，而且加快了作业的执行速度，提高了单位时间内处理作业的能力。
在作业执行的同时还可利用输入机继续预输入作业信息和利用打印机输出结果，于是，整个系统可以是第一批作业的执行结果在打印输出，第二批作业正在处理，第三批作业信息正在预输入到磁盘的“输入井”中。
这种联机同时操作极大地提高了独占设备的利用率，也使计算机系统的各种资源被充分利用。
通常把通道程序的执行情况记录在（csw )中SPOOL系统中的数据结构包括：（1）作业表。
用来登记进入“输入井”的各个作业的作业名、作业状态、作业拥有的文件数以及预输入表和缓输出表的位置等。
（2）预输入表。
每个作业都有一张预输入表，用来登记该作业初始信息的各个文件。
指出各文件的文件名、传输信息时使用的设备类型、文件的长度以及文件的存放位置等。
（3）缓输出表。
每个作业设一张缓输出表，用来登记该作业产生的结果文件。
在SPOOL系统中设计了一张作业表，简述该表的作用。
答:作业表供调度选择处于“收容状态”的作业。
作业执行时可从中找到该作业的“预输入表”，从而找到所需的文件。
从作业表中可找到该作业的“缓输出表”，以登记作业的执行。
在SPOOL系统中设计了一张“缓输出表”，请问哪些程序执行时要访问缓输出表，简单说明之在SPOOL系统中有两个程序要访问缓输出表：井管理写程序把作业执行结果文件登记在缓输出表中；缓输出程序从缓输出表中查找结果文件并打印输出13、若干个等待访问磁盘者依次要访问的柱面为20,44,40,4，80,12,76，假设每移动一个柱面需要3毫秒时间，移动臂当前位于40号柱面，请按下列算法分别计算为完成上述各次访问总共花费的寻找时间。
❝(1)先来先服务算法：(2)最短寻找时间优先算法。
答：先来先服务算法：(20+24+4+36+76+68+64)*3=292*3=876 ms最短寻找时间算法：（0+4+24+8+8+72+4)*3=120*3=360 ms（注：各算法使移动臂的移动次序和移动的柱面数如下：（1）40 → 20 → 44 → 40 → 4 → 80 → 12 → 76（20）（24）（4）（36）（76）（68）（64）共移动292柱面（2）40 → 44 → 20 → 12 → 4 → 76 → 80（4）（24）（8）（8）（72）（4）共移动120柱面第七章进程同步与进程通信进程的顺序性与并发性（领会）有人说，在程序中不是有跳转语句和重复语句，怎么就是顺序执行？注意，这里是指进程在处理器中的执行，因为处理器每次只能执行一个操作，因此每条指令必须按顺序进入CPU执行，假使有一条指令是跳转的，那么执行本指令后，会取出跳转目的地址的指令进入CPU运行，这个顺序是程序规定的。
所以对CPU而言，进程总是按顺序执行。
进程是一个程序在一个数据集合上的一次执行，同一个程序和同一个数据集的运行结果必然是相同的。
这就是可再现性。
同时执行并不是真的同时，因为任一时刻CPU中只能有一个进程运行。
1、进程的顺序性：任何进程在顺序的处理器上的执行是严格按照顺序进行的，这就是进程的顺序性。
当一个进程独占处理器顺序执行时，具有两个特性：一、封闭性二、可再现性。
2、进程的同时执行：在多道程序设计系统中，一个进程的工作没有全部完成之前，另一个进程就可以开始工作，它们的执行在时间上重迭的，我们把它们称为是“可同时执行的”。