操作系统原理知识点总结.(良心出品必属精品)
山西省考研计算机专业操作系统原理重点整理
山西省考研计算机专业操作系统原理重点整理在计算机科学与技术领域中，操作系统是一个至关重要的概念。
它是计算机系统中的核心软件，负责管理和协调计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个方便和有效的工作环境。
山西省考研计算机专业中，操作系统原理是一个重要的考点，下面将重点整理操作系统原理的相关内容。
一、操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心程序，它管理计算机硬件和软件资源，为用户和应用程序提供一个接口。
操作系统具有以下主要功能：1. 资源管理：操作系统管理计算机的硬件资源，包括CPU、内存、磁盘和网络等，合理分配这些资源，增加系统的利用率。
2. 进程管理：操作系统控制进程的创建、调度、撤销以及进程间的通信与同步，保证进程能够高效地并发执行。
3. 存储管理：操作系统管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收和虚拟内存技术的支持。
4. 文件管理：操作系统管理计算机的文件系统，提供对文件的创建、读取、写入和删除等操作，保证用户数据的安全性和可靠性。
5. 设备管理：操作系统管理各种外部设备的使用，包括输入输出设备、打印机和网络设备等。
1. 进程与线程进程是计算机程序的执行实体，代表了计算机执行任务的一个过程。
线程是进程中的一个执行单元，进程可以包含多个线程。
进程之间拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。
2. 内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责将进程的地址空间映射到实际的内存物理地址。
常用的内存管理技术有分页式存储管理和分段式存储管理，还有最近流行的虚拟内存技术。
3. 文件系统文件系统是操作系统管理磁盘和文件的一种机制。
文件系统提供了对文件的创建、读取、写入和删除等操作，保证用户数据的安全性和可靠性。
常见的文件系统有FAT、NTFS、EXT等。
4. 进程调度进程调度是操作系统的核心任务之一，它决定了系统中各个进程的运行顺序和调度方式。
常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转（RR）等。
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操作系统功能
• 管理应用程序的执行 • 管理CPU • 管理内存 • 管理输入输出设备 • 管理文件和文件系统
操作系统特点
• 共享性 • 并行性
网络操作系统
• 网络操作系统特殊作用 • 网络NETBIOS • 计算机和通信技术结合
学习此课程作用
• 操作系统对提高编程能力 的作用
• 操作系统对排除微机故障 的作用
超线程
• 超线程的概念 • 超线程管理的实现
作业、进程和线程的调度
• 谁来调度 • FIFO和问题 • 按优先级调度 • 时间片轮转调度 • 最短进程调度 • 最短剩余时间优先调度 • 最高响应比优先调度 • 多级反馈队列调度
操作系统运行应用程序原理
• 三个硬件：输入井、内存 和CPU
• 三个软件：作业、进程和 线程
分布式操作系统
• 概念 •特点 • 需要解决问题
概述
操作系统概念
• 启动微机 • 管理微机软硬件资源 • 为用户提供操作界面
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启动微机
• 标准设备驱动程序装入 • 运行自检程序 • 装入256个中断服务程序 • 启动操作系统软件
管理微机软硬件资源
• 管理全部硬件资源 • 管理全部软件资源
提供操作界面
• DOS操作界面: DOS提示符 • UNIX操作界面: “&”提示符 • WINDOWS操作界面: 桌面
CPU
不可屏蔽
中断
执行中 断
中断服务程 序
中断控制 器
可屏蔽中 断
I/O设备
BIOS中 中断服务 程序
内
存
中断向量 表
服务程序 地址
服务程序 地址
服务程 序
服务程 序
操作系统原理术语解析总结
操作系统原理术语解析总结第一篇：操作系统原理术语解析总结1.死锁：各并发进程彼此互相等待对方所拥有的资源，且这些并发进程在得到对方的资源之前不会释放自己所拥有的资源。
从而造成大家都想得到资源而又都得不到资源，各并发进程不能继续向前推进的状态。
2.设备驱动程序：驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合。
负责设置相应设备的有关寄存器的值，启动设备进行I/O操作，指定操作的类型和数据流向等。
3.SPOOLING系统：外围设备同时联机操作。
在SPOOLING系统中多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。
作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。
4.覆盖技术：一个程序并不需要一开始就把他的全部指令和数据都装入内存后在执行。
在单CPU系统中，每一时刻事实上只能执行一条指令。
因此可以把程序划分为若干个功能上相对独立的程序段，按照程序的逻辑结构让那些不会同时执行的程序段共享同一块内存区。
通常，这些程序段都被放在外存中，当有关程序段的先头程序段已经执行结束后，再把后续程序段调入内存覆盖前面的程序段。
5.交换技术：先将内存某部分的程序或数据写入外存交换区，再从外存交换区调入指定的程序或数据到内存中来，并让其执行的一种内存扩充技术。
6.进程：并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。
7.通道：一个独立于CPU的专管输入输出控制的处理机，他控制设备与内存直接进行数据交换。
他有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，并在操作结束后向CPU发中断信号。
8.线程：他是进程的一部分，有时被成为轻权进程或轻量级进程，也是CPU调度的基本单位。
9.临界区：不允许多个并发进程交叉执行的一段程序。
10.临界资源：临界区占用的资源11.块设备：将信息存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址。
12.字设备：在I/O传输过程中以字符为单位进行传输的设备。
13.作业：在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。
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。
操作系统原理知识点总结
引言概述：操作系统是计算机系统中的核心组件之一，它扮演着资源管理者的角色，为用户和应用程序提供了一个可操作和友好的界面。
操作系统的原理是了解和掌握计算机科学和软件工程的基础。
本文将系统总结操作系统原理的相关知识点，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备管理和虚拟化技术。
正文内容：1.进程管理：进程概念：介绍进程的定义和特征，如进程的状态转换和进程控制块的结构。
进程调度：详细介绍常见的进程调度算法，如先来先服务、短作业优先和多级反馈队列调度算法。
进程同步：解释进程同步的问题和原则，介绍临界区、互斥量、信号量等进程同步机制。
进程通信：介绍进程间通信的机制和方式，例如共享内存、管道、消息队列等。
进程死锁：探讨进程死锁的概念和解决方法，如死锁预防、死锁避免和死锁检测。
2.内存管理：内存分配：讨论内存分配的策略，如连续分配、离散分配和虚拟内存。
分页和分段：介绍分页和分段的原理、优缺点以及地质映射机制。
页面置换算法：详细介绍常见的页面置换算法，如最佳页面置换算法、先进先出页面置换算法等。
虚拟内存：解释虚拟内存的概念和作用，包括虚拟内存的实现方式和页面置换算法。
页面管理：讨论页表的结构和管理方式，如多级页表和反向页表。
3.文件系统：文件系统概念：介绍文件系统的定义和基本操作，如文件的创建、存储和访问。
文件系统组织：详细介绍文件系统的组织结构，如文件目录、索引节点和文件块。
文件系统实现：解释文件系统的实现原理，包括位图、索引和日志等。
文件系统优化：讨论文件系统的性能优化策略，如缓存、预读和写延时等。
文件系统安全性：探讨文件系统的安全性，如权限管理和加密保护。
4.设备管理：设备管理概述：介绍设备管理的重要性和基本原则，如设备分配和设备驱动程序。
设备分配算法：详细介绍设备分配算法，如静态分配和动态分配。
设备驱动程序：解释设备驱动程序的作用和实现方式，如中断驱动程序和直接存储器访问。
设备控制方式：讨论设备控制方式的不同，如程序控制和中断控制。
必须知道的操作系统原理
必须知道的操作系统原理操作系统(英语：operating system，缩写作 OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。
操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
操作系统的类型非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从移动电话的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。
许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形用户界面，而有些仅使用命令行界面，而将图形用户界面视为一种非必要的应用程序。
下面是小编收集整理的必须知道的操作系统原理范文，欢迎借鉴参考。
必须知道的操作系统原理(一)进程概念是现在操作系统的基本概念，已经成为计算机科学中的一大成就。
什么是进程?进程的出现，是为了是操作系统可以以一种有序的方式管理应用的执行，以达到以下目的：资源对多个应用程序是可用的;物理处理器在多个应用程序之间切换以保证所有程序都在执行中;处理器和I/O设备能得到充分利用;所有现在操作系统采用的方法都是依据一个或者多个进程存在的应用程序执行的一种模型。
到底什么是进程呢?进程是一组元素组成的实体，它可以是一个正在执行中的程序，也可以是一个能分配给处理器并由处理器执行的实体。
进程的两个基本元素是：程序代码(program code)和代码相关联的数据集(set of data)。
在进程执行时，任意给定一个时间，进程都可以唯一地表征为以下元素：标识符：进程的唯一标识符，用来区别其他进程状态：进程在不同的生命周期有着不同的状态优先级：相对于其他进程的优先级程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址内存指针：包含程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享内存块的指针I/O状态信息：包括显示的I/O请求、分配给进程的I/O设备和被进程使用的文件列表等记账信息：可能包括处理器时间总和、使用的时钟数总和、时间限制、记账号等上述的列表信息被存放在一个称为进程控制块的数据结构中，该控制块由操作系统创建和管理。
操作系统原理期末总结
操作系统原理期末总结一、引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一。
它作为计算机硬件和其他应用软件之间的接口，负责管理和调度计算机的资源，并提供友好的用户界面。
操作系统不仅承担着资源管理和调度的任务，而且还要保证系统的安全性和稳定性。
因此，学习操作系统原理对于理解计算机系统的运行原理和提高编程能力具有重要意义。
在这学期的学习中，我了解了操作系统的基本概念、原理和实现，并通过实践了解了一些操作系统的设计和实现方法。
在这篇总结中，我将对学习的内容进行回顾和总结。
二、操作系统基本概念1. 操作系统的定义操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源，并为用户提供良好的用户界面的软件。
2. 操作系统的功能(1) 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件和软件资源，包括内存管理、文件系统管理、进程管理、设备管理等。
(2) 提供用户界面：操作系统提供了命令行界面和图形用户界面，方便用户与计算机进行交互。
(3) 进程管理：操作系统负责管理计算机上的进程，包括进程的创建、终止、调度和通信等。
(4) 内存管理：操作系统负责分配和回收计算机的内存资源，使进程能够正确地访问内存。
(5) 文件系统管理：操作系统负责管理计算机上的文件，包括文件的创建、读写、删除和共享等。
(6) 设备管理：操作系统负责管理计算机的设备资源，包括设备的分配、调度和控制等。
三、操作系统原理1. 进程管理(1) 进程的定义：进程是一个正在执行的程序的实例，它包含了程序的代码、数据和执行环境。
(2) 进程的状态：进程在执行过程中会经历多个状态，包括创建、就绪、运行、阻塞和终止等。
(3) 进程调度：操作系统通过进程调度算法来决定哪个进程可以获得CPU的执行权。
(4) 进程通信：进程间通信是指进程之间进行数据交换和同步的机制，包括管道、信号量、消息队列、共享内存和套接字等。
2. 内存管理(1) 内存分配方式：操作系统可以使用静态分配和动态分配两种方式来管理内存。
操作系统复习指南
，它们存在于已分配分区之间，不能充分利用。可以采
用紧凑技术加以解决。固定分区分配方式存在内部碎片 ，而动态分区分配方式存在外部碎片，无内部碎片。
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2. 某系统的空闲分区分配表如下，采用可变分区存储管理 策略，现有如下作业序列：96KB，20KB，200KB。若用
首次适应算法和最佳适应算法来处理这些作业序列，则哪
4
2. 如果分时系统的时间片一定，那么（
）
，响应时间越长。
A、用户数越少
B、 内存越少
C、内存越多
D、用户数越多
正确答案： D
5
3. 操作系统采用多道程序设计技术提高CPU
和外部设备的（
A、利用率
）。
B、可靠性
C、稳定性
D、兼容性
正确答案： A
6
4.（
）的主要特点是提供即时响应和高可靠性
。生产过程的控制、武器系统、航空订票系统、 银行业务就是这样的系统。
连续分配 管理方式
段式
段页式
第二章 总结
覆盖
交换
引入原因 在逻辑上扩充内存
组成部分
内存扩充
虚拟内存
页表机制 中断机构 地址变换机构 内存和外存
OPT FIFO LRU NUR
置换算法
1. LRU页面淘汰算法总是选择（ 内存储器。 A、最长时间未被访问 B、最早进入内存
）的页面调出
C、 最近访问次数最少
特征 并发 共享 虚拟 异步 最基本
目标和功能 概论 发展
计算机资源的管理者 用户和计算机之间的接口 扩充机器 分时OS 实时OS
命令接口 程序接口 GUI 网络和分布式
批处理OS
运行机制
中断和异常 系统调用 大内核 微内核
操作系统原理知识点总结
第一章绪论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方便用户的程序集合※2、操作系统的目标：方便性、有效性、可扩展性、开发性※3、操作系统的作用：作为计算机硬件和用户间的接口、作为计算机系统资源的管理者、作为扩充机器4、单批道处理系统：作业处理成批进行，内存中始终保持一道作业（自动性、顺序性、单道性）5、多批道处理系统：系统中同时驻留多个作业，优点：提高CPU利用率、提高I/O设备和内存利用率、提高系统吞吐量（多道性、无序性、调度性）6、分时技术特性：多路性、交互性、独立性、及时性，目标：对用户响应的及时性7、实时系统：及时响应外部请求，在规定时间内完成事件处理，任务类型：周期性、非周期性或硬实时任务、软实时任务※8、操作系统基本特性：并发、共享、虚拟、异步性并行是指两或多个事件在同一时刻发生。
并发是两或多个事件在同一时间间隔内发生。
互斥共享：一段时间只允许一个进程访问该资源同时访问：微观上仍是互斥的虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
异步是指运行进度不可预知。
共享性和并发性是操作系统两个最基本的特征※9、操作系统主要功能：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户管理第二章进程的描述和控制※1、程序顺序执行特征：顺序性、封闭性、可再现性※2、程序并发执行特征：间断性、失去封闭性、不可再现性3、前趋图：有向无循环图，用于描述进程之间执行的前后关系表示方式：（1）p1--->p2（2）--->={(p1,p2)| p1 必须在p2开始前完成}节点表示：一条语句，一个程序段，一进程。
（详见书P32）※4、进程的定义：(1)是程序的一次执行过程，由程序段、数据段、程序控制块（PBC）三部分构成，总称“进程映像”(2)是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动(3)是程序在一个数据集合上的运行过程(4)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进程特征：动态性、并发性、独立性、异步性由“创建”而产生，由“调度”而执行；由得不到资源而“阻塞”，由“撤消”而消亡※5、进程与程序关系※6、进程的三种状态：就绪、阻塞、执行转换：增加挂起：7、进程控制块（PCB）的作用：进程存在的唯一标志。
操作系统原理与设计的基础知识
操作系统原理与设计的基础知识操作系统是计算机系统中的核心组件，它负责管理和协调计算机的硬件和软件资源，为用户和其他应用程序提供一个可靠、高效、安全的运行环境。
了解操作系统的原理与设计的基础知识对于开发人员和系统管理员来说至关重要。
本文将针对操作系统原理和设计的基础知识进行探讨，并介绍其相关概念和重要内容。
一、操作系统的定义与作用操作系统是指控制和管理整个计算机系统硬件和软件资源的程序，它是计算机系统的核心部分。
操作系统的主要作用包括：1. 作为用户与计算机硬件之间的接口，提供操作界面和命令解释功能，使用户能够方便地使用计算机；2. 管理计算机的硬件资源，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘等，确保它们的正常运行；3. 提供文件管理、进程管理、内存管理、设备管理等功能，实现多任务的并发执行和资源的高效利用；4. 提供安全性和保护机制，保护计算机系统和用户的数据安全。
二、操作系统的组成操作系统由核心部分和外围支持部分组成。
核心部分包括内核和系统调用接口，负责提供操作系统的核心功能和服务；外围支持部分包括文件系统、设备驱动程序等，为操作系统的运行提供必要的支持。
1. 内核：操作系统的核心组件，负责管理和控制计算机硬件资源和进程的执行。
内核包括进程管理、内存管理和文件系统等模块，提供进程调度、内存分配和文件存取等基本功能。
2. 系统调用接口：操作系统提供给应用程序使用的接口，应用程序通过系统调用来请求操作系统提供的服务和功能。
常见的系统调用包括文件操作、进程管理和网络通信等。
3. 文件系统：负责管理和组织存储在磁盘上的文件和目录结构。
文件系统提供文件的创建、读写和删除等操作，保证数据的安全和可靠性。
4. 设备驱动程序：管理和控制计算机的外部设备，包括显示器、键盘、鼠标、打印机等。
设备驱动程序提供接口和功能，使操作系统能够与硬件设备进行通信和控制。
三、操作系统的重要概念1. 进程管理：操作系统通过进程管理来控制和调度计算机的进程。
操作系统原理知识点总结
操作系统原理知识点总结操作系统原理知识点总结1.操作系统概述1.1 定义和作用操作系统（Operating System，简称OS）是一种控制和管理计算机资源、提供服务和应用程序运行环境的软件系统。
它的作用是使计算机硬件和软件能够协调工作，提供用户与计算机的接口，并实现计算机系统的有效管理。
1.2 操作系统的基本功能1.2.1 进程管理操作系统负责创建、终止、调度和控制进程，使多个进程能够并发执行，并提供进程间通信的机制，如信号量、管程等。
1.2.2 内存管理操作系统负责管理计算机的内存资源，包括内存分配、回收、页面置换等，以实现多道程序的同时运行。
1.2.3 文件系统管理操作系统负责管理磁盘上的文件，包括文件的存储、组织、检索和保护，提供对文件的访问和管理接口。
1.2.4 设备管理操作系统负责管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、存储设备、通信设备等，并提供设备的共享和虚拟化。
1.3 操作系统的分类1.3.1 批处理操作系统批处理操作系统是最早出现的操作系统类型，它按照用户提供的作业顺序依次处理作业，无需用户干预。
1.3.2 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，每个用户都可以独立运行程序。
1.3.3 实时操作系统实时操作系统主要用于对时间要求非常严格的应用场景，如航空航天、核能控制等。
1.4 操作系统的结构1.4.1 单体结构单体结构是最简单的操作系统结构，所有的功能模块都集中在一个程序中。
1.4.2 分层结构分层结构将操作系统分为多个层次，每个层次提供一组相关的功能，并通过接口进行通信。
1.4.3 微内核结构微内核结构将操作系统核心功能模块分为核心部分和外部服务，核心部分运行在内核态，外部服务运行在用户态。
2.进程管理2.1 进程的概念进程是指计算机中正在运行的程序的实例，它包括程序的代码、数据和执行状态。
2.2 进程的状态2.2.1 运行态进程正在执行或等待CPU执行。
操作系统期末复习重点知识点总结
填空绪论：批处理系统、分时系统、实时系统的概念与特点，原语与原子操作。
1.批处理操作（1）单道批处理系统概念单道批处理系统是指系统通过作业控制语言将作业组织成批，使其能自动连续运行，但是，在内存中任何时候只有一道作业的系统。
单道批处理系统特征顺序性单道性自动性（2）多道批处理系统概念系统对作业的处理是成批进行的，并且在主存中能同时保留多道作业的系统。
多道批处理系统的主要目标是提高系统吞吐率和各种资源的利用率。
多道批处理系统特征无序性多道性调度性2.分时系统（1）概念分时操作系统是指在一台主机上连接了多个联机终端，并允许多个用户通过终端以交互的方式使用主计算机，共享主机资源的系统。
（2）分时系统的主要目标是实现人与系统的交互性。
分时系统设计的目标是保证用户响应时间的及时性。
（3）分时系统的特征多路性独立性及时性：满足用户对响应时间的要求交互性3.实时操作系统（1）概念实时操作系统是指系统能够及时响应外部（随机）事件的请求，并能在规定的时间内完成对该事件的处理，控制系统中所有的实时任务协调一致地工作。
（2）实时操作系统的特征多路性独立性及时性：满足实时任务截止时间的要求交互性可靠性4.原语：操作系统内核或微核提供核外调用的过程或函数称为原语，是由若干条指令构成，用于完成特定功能的一段程序。
原语在执行过程不允许被中断。
5.原子操作：执行中不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作。
当该次操作不能完成的时候，必须回到操作之前的状态，原子操作不可拆分。
进程管理：什么是进程？进程与程序的区别与联系？进程的特征有哪些？进程之间的关系有哪些？什么是信号量？信号量的物理含义？1.进程定义可并发执行的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基本单位。
2.进程特征（1）动态性（2）并发性（3）独立性（4）异步性（5）结构特征：3.进程与程序的关系（1）程序是一组指令的集合，是静态的概念；进程是程序的执行，是动态的概念。
操作系统原理第1章操作系统概论
• 多机1操.作3系.2统多的类机型：操作系统
• ①主从模式，是一种非对称多处理模式，主CPU只有一个，从CPU可有多个。 主从式系统是在主CPU上配备操作系统，它控制所有的系统资源，将整个任 务分解成许多个子任务，并将这些子任务分配给其他的从CPU，让其执行， 并且它还要协调这些从CPU的执行过程。
1.1.2操作系统的目标
• ⒈方便性 • 用户便可通过操作系统所提供的各种命令来使用计 算机系统，从而使计算机变得易学易用。 • ⒉有效性 • 操作系统的基本目标就是提高计算机系统中各种资 源的利用率 。 • ⒊可扩充性 • 操作系统必须具备很好的可扩充性来适应发展的要 求。
•⒋开放性、标准化• 源自放性、标准化是指操作系统遵守国际标准和规范，使不同计算机体 系结构的系统之间可以相互数据通信。
•⒌可靠性
• 可靠性包括正确性和健壮性。
•⒍可移植性
• 可移植性是指把一个程序从一个计算机系统环境中移到另一个计算机 系统环境中并能正常执行的特性。
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1.1.3操作系统的地位和作用
1.操作系统是用户与计算 机系统之间的接口
•①命令行接口 •②图形用户接口 •③程序接口
2.操作系统是计算机系统资源的管 理者和竞争资源的仲裁者
1.1.1操作系统和网络操作系统
•⒈操作系统的定义 •操作系统（Operating System，简称OS） 是负责控制、管理和调度计算机系统软 硬件资源的系统软件，控制并协调多个 任务的活动，并向用户提供方便用户的 接口、应用支撑平台和工作环境。
操作系统原理总结
文件系统
内存和输入输出设备管理 处理机调度
硬件
操作系统设计原理2：没有对错
在设计操作系统时，只要达到功能、效率、
公平、正确的平衡的即可。 例如，操作系统进程调度策略很多，而每种 调度策略有其适用的场景。时间片轮转更接近公 平，而优先级调度更接近人类社会的等级制度。
这两者都有存在的合理性。
操作系统设计原理3：懒人哲学
当然，如果操作系统有能力也有空闲，适当地进行用 户数据的保护也是可以的，但是这些是分外活，不是分 内之事。
另一个例子是：对死锁的处理。 我们课程上说过，死锁的应对有4种模式。虽 然现代操作系统采取了部分措施来降低死锁出现 的概率，但由于死锁的动态避免代价巨大，现代 商业操作系统均不支持动态避免，从而造成死锁 的不可避免。而这种不愿花费力气进程死锁避免， 却把死锁可能留给用户的做法就是典型的让困于 人，即让用户来承担困难。
操作系统设计原理6：子虚乌有
操作系统的目的是服务上层的应用程序和用户。 而上层的这些要求和硬件直接能提供的服务相差 甚远。为了在它们之间架起桥梁，操作系统是用 户要什么就提供什么。提供这些东西在用户看来 虽然实实在在，但实际上都是子虚乌有的东西。 例如，在操作系统里面，用户看到的内存是 一个非常简单，空间无限大（实际上是与磁盘一 样大），速度无限快（实际是与缓存一样快）。 但实际上我们物理内存只不过512MB，速度只有 缓存的十分之一。因此，用户看到的无限大、无 限快的内存空间是根本不存在的。
操作系统原理知识点总结
操作系统原理知识点总结操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它负责管理计算机的硬件和软件资源，提供用户与计算机之间的接口。
在学习和理解操作系统原理时，有几个关键的知识点需要掌握。
本文将就这些知识点进行总结和梳理，帮助读者更好地理解操作系统原理。
1. 进程与线程进程是操作系统中的基本执行单元，它是一个具有独立资源的程序。
每个进程都拥有自己的内存空间、文件和设备等资源。
线程是进程的一部分，一个进程中可以包含多个线程。
线程是CPU调度和执行的最小单位，它可以共享进程的资源。
2. 进程调度进程调度是指操作系统决定哪个进程应该执行的过程。
常见的进程调度算法有先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。
不同的调度算法有不同的特点，根据应用场景选择合适的调度算法能够提高系统性能。
3. 内存管理内存管理是操作系统负责管理计算机内存空间的一项重要任务。
它包括内存分配、地址映射、内存保护和内存回收等操作。
常见的内存管理技术有分区管理、页式管理和段式管理等。
4. 文件系统文件系统是操作系统中负责管理文件和目录的组织结构。
它提供了文件的读取、写入和删除等操作。
文件系统还负责文件的存储管理，包括文件的分配、索引和保护等。
5. 输入输出(I/O)输入输出是指计算机与外部设备进行数据交换的过程。
操作系统负责管理和控制计算机的输入输出设备，包括硬盘、打印机、键盘和鼠标等。
操作系统通过设备驱动程序和中断处理程序实现对外部设备的控制和管理。
6. 死锁死锁是指多个进程因竞争有限的资源而无法继续执行的状态。
死锁的发生会导致系统无法正常工作，因此需要采取相应的死锁避免和死锁恢复策略。
常见的策略有资源分配图法、银行家算法和死锁检测算法等。
7. 文件系统安全文件系统安全是指保护文件和目录不受非法访问、破坏和篡改的措施。
操作系统通过访问控制和权限管理实现对文件系统的安全保护。
常见的安全措施包括用户身份验证、文件权限设置和加密等。
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第一章绪论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方便用户的程序集合※2、操作系统的目标:方便性、有效性、可扩展性、开发性※3、操作系统的作用:作为计算机硬件和用户间的接口、作为计算机系统资源的管理者、作为扩充机器4、单批道处理系统:作业处理成批进行,内存中始终保持一道作业(自动性、顺序性、单道性5、多批道处理系统:系统中同时驻留多个作业,优点:提高CPU利用率、提高I/O设备和内存利用率、提高系统吞吐量(多道性、无序性、调度性6、分时技术特性:多路性、交互性、独立性、及时性,目标:对用户响应的及时性7、实时系统:及时响应外部请求,在规定时间内完成事件处理,任务类型:周期性、非周期性或硬实时任务、软实时任务※8、操作系统基本特性:并发、共享、虚拟、异步性并行是指两或多个事件在同一时刻发生。
并发是两或多个事件在同一时间间隔内发生。
互斥共享:一段时间只允许一个进程访问该资源同时访问:微观上仍是互斥的虚拟是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
异步是指运行进度不可预知。
共享性和并发性是操作系统两个最基本的特征※9、操作系统主要功能:处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户管理第二章进程的描述和控制※1、程序顺序执行特征:顺序性、封闭性、可再现性※2、程序并发执行特征:间断性、失去封闭性、不可再现性3、前趋图:有向无循环图,用于描述进程之间执行的前后关系表示方式:(1p1--->p2(2--->={(p1,p2| p1 必须在p2开始前完成}节点表示:一条语句,一个程序段,一进程。
(详见书P32※4、进程的定义:(1是程序的一次执行过程,由程序段、数据段、程序控制块(PBC三部分构成,总称“进程映像”(2是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动(3是程序在一个数据集合上的运行过程(4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进程特征:动态性、并发性、独立性、异步性由“创建”而产生,由“调度”而执行;由得不到资源而“阻塞”,由“撤消”而消亡※ 5、进程与程序关系进程程序概念动态实体,强调执行过程静态实体,是指令的有序集合特征并发性、独立性、异步性, 是竞争计算机系统资源的基本单位无并行特性,是静止的二者联系不同进程可以共享同一程序,只要对应数据集不同※6、进程的三种状态:就绪、阻塞、执行转换:增加挂起:7、进程控制块(PCB 的作用:进程存在的唯一标志。
8、进程创建:(1申请空白PCB (一个系统的PCB 是有限的(2为新进程分配资源(3初始化PCB(4将新进程插入就绪队列。
进程终止:(1检查进程状态;(2执行态――>中止,且置调度标志为真。
(3有无子孙需终止。
(4归还资源给其父进程或系统。
(5从PCB 队列中移出PCB.※9、原语:是由若干条指令组成的,用于完成一定功能的一个过程,原语在执行中不允许被中断,原语的作用是实现进程的通信和控制。
※10、进程同步:并发进程在执行次序上的协调,以达到有效的资源共享和相互合作,使程序执行有可再现性。
11、两种制约关系:资源共享关系:(进程间接制约需互斥地访问临界资源。
相互合作关系:(进程直接制约※12、临界资源:一次仅允许一个进程访问的资源引起不可再现性是因为临界资源没有互斥访问。
临界区:进程访问临界资源的那段代码。
※13、同步资源应遵循的准则:空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待14、整形信号量、记录型信号量、AND型信号量(书P53 2.4.3和2.4.415、生产者消费者问题(书P6016、操作系统中引入进程的目的是为了使多个程序能并发执行,以提高资源利用率和系统吞吐量,在操作系统中再次引入县城,则是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销。
17、管程的定义:定义了一个数据结构和能为并发进程在该数据结构上执行的一组操作,这祖操作能同步进程和个i变管程中的数据。
18、线程的概念:线程是金成中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位。
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
19、进程与线程比较进程线程引入目的能并发执行,提高资源的利用率和系统吞吐量提高并发执行的程度,减小开销,进一步提高资源的利用率和系统吞吐量并发性较低较高基本属性(调度资源拥有的基本单位独立调度/分派的基本单位基本状态就绪;执行;等待就绪;执行;等待拥有资源资源拥有的基本单位无资源分配系统开销创建/撤销/切换时空开销大创建/撤销/切换时空开销较小系统操作创建,撤销,切换创建,撤销,切换存在标志进程控制块(PCB线程控制块(TCB关系单进程单线程;单进程多线程;多进程单线程;多进程多线程第三章处理机调度与死锁※1、处理机调度:高级调度(作业调度、长程调度:将外存上的作业插入就绪队列。
中级调度(中程调度:为提高系统吞吐量和内存利用率而引入的一内外存对换功能。
低级调度(进程调度、短程调度:把处理器分配给程序,对象是进程。
高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度,调度对象是作业,作业调度往往发生于一个(批作业运行完毕,退出系统,而需要重新调入一个(批作业进入内存时,故作业调度的周期长;低级调度又称为进程调度和短程调度,调度物件为进程(或内核级线程,进程调度的运行频率最高,是最基本的一种调度,多道批处理、分时、实时三类OS 中必须配置这种调度。
引入中级调度的主要目的:是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、选择调度方式和调度算法的准则:面向用户准则:(1周转时间短平均周转时间:带权周转时间:(2响应时间快(对交互性作业(3截止时间保证(特别对于实时系统(4优先权准则(需要抢占调度3、面向系统准则(1系统吞吐量高(2处理机利用率好(3各类资源平衡利用※※4、调度算法:在OS中调度实质是一种资源的分配。
先来先服务(FIFO 和短作业(进程优先调度算法(SJF/SPF 、高优先权优先调度算法、基于时间片的轮转调度算法。
实时调度算法:最早截止时间优先(EDF :根据任务的截止时间来确定任务的优先级截止时间越早,优先级越高可以是抢占式或非抢占式最低松弛度优先(LLF :主要用于可抢占的调度方式中松弛度 = 必须完成时间 - 本身运行时间 - 当前时间※6、何谓死锁?产生死锁的原因和必要条件是什么?a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局,若无外力作用,这些进程都将永远不能再向前推进;][11∑==ni i T n T ][11∑==n i si T T n Wb.产生死锁的原因有二,一是竞争资源,二是进程推进顺序非法;c.必要条件是: 互斥条件,请求和保持条件,不剥夺条件和环路等待条件※8、处理死锁的基本方法:(1预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件(2避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件(3检测死锁—通过系统设置的检测机构,及时检测出死锁的发生(4解除死锁—撤销或挂起一些进程预防死锁的方法:a.摒弃"请求和保持"条b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件※※9、(大题银行家算法、安全性算法(1如果Request<=Need,去(2,否则错误(2如果Request<=Available,去(3,否则等待(3系统尝试分配资源给进程Pi,并修改值Available = Available – RequestAllocation= Allocations+ RequestNeed= Need – Request(4安全检查,即所有进程都顺利完成第四章存储器管理1、程序的装入:绝对装入:编译后,装入前已产生了绝对地址(内存地址,装入时不再作地址重定位。
可重定位装入:静态重定位:装入时完成,主要工作是对相对地址中的指令和数据地址的调整过程。
动态运行时装入(动态重定位:程序执行过程中,当访问指令或数据时,才进行的地址变换方法2、程序的链接:静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接。
3、连续分配方式:单一连续分配:用于单用户单任务分区式分配:固定分区分配:分区大小不相等的利用率更高;动态分区分配;可重定位分区分配。
4、分配算法:首次适应算法要求:分区按低址――高址链接特点:找到第一个大小满足的分区,划分。
有外零头,低址内存使用频繁。
循环首次适应算法从上次查找的位置的下一个空闲空闲分区开始查找。
特点:空闲分区分布均匀,提高了查找速度;缺乏大的空闲分区。
最佳适应算法分区按大小递增排序分区释放时需插入到适当位置。
5、对换:概念:将阻塞的进程,暂时不用的程序、数据换出,将具备运行条件的数据换入。
类型:整体对换、部分对换(页面对换、分段对换空间管理:分为对换区和文件区对换区比文件区侧重于对换速度因此,对换区一般采用连续分配。
采用数据结构和分配回收类似于可变化分区分配。
6、页面与页表分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页。
由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片,称为“页内碎片”。
系统为每个进程建立一张页面映像表,简称页表。
页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射。
7、基本分页存储管理方式:连续分配引起碎片碎片问题的解决:紧凑方式消耗系统开销解决方式用离散分配:分页、分段、段页页面和物理块:由机器的地址结构决定,将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面或页,并为各页加以编号,从0开始。
相应的把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为物理块或页框。
页面大小:通常在512B~8KB页太大,页内碎片大。
页太小:页表可能很长,换入/出效率低※地址结构(逻辑地址换物理地址基础(参照ppt第四章和书P139※地址变换机构:页表完成逻辑页号到物理块号的映射有快表访问内存速度会提高,但是快表不能太多※※题型:已知一次存取时间和快表命中率求访问时间已知逻辑地址求物理地址(第四章PPT有详解8、基本分段储存管理:即多重定位分区管理原因:引入分段存储管理方式,主要是为了满足用户和程序员的下述一系列需要:(1方便编程(2分段共享(3分段保护(4动态链接(5动态增长对用户而言分段是二维的:段号+段内地址分段基本原理:每个段定义了一组逻辑信息,主程序段、子程序段、数据段等分页与分段的区别:(1页是信息的物理单位,段是逻辑单位(2页长度固定,段长度不固定(由用户指定(3一维与二维段式系统易于共享9、虚拟存储器常规存储器特征:一次性、驻留性局部性原理:时间局部性(循环执行、空间局部性(顺序执行虚拟存储器定义: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系统虚拟存储器实质:以时间换空间,但时间牺牲不大虚拟存储器特征:离散性(部分装入、多次性(局部多次装入、对换性、虚拟性※※(大题必考9、页面置换算法:FIFO、LRU、CLOCK(第四章ppt、书第五章设备管理1、设备分类:按速度分:低(键盘、中(打印机、高(磁盘按信息交换单位分:块(磁盘、字符(打印机按设备的共享属性分:独占(临界资源、共享(磁盘、虚拟2、设备控制器:接收CPU命令,控制I/O设备工作,解放CPU3、I/O通道:一种特殊的执行I/O指令的处理机,与CPU共享内存,可以有自己的总线。