操作系统概念 第四五章概念整理
操作系统概念复习课件
操作系统概念复习课件一、操作系统的定义与作用操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石。
它负责控制和协调计算机系统的各个部分，使得计算机能够高效、稳定地运行。
操作系统的作用主要体现在以下几个方面：1、提供用户与计算机之间的接口：操作系统为用户提供了一个方便、友好的操作环境，使得用户能够通过各种命令和图形界面与计算机进行交互。
2、管理计算机资源：包括处理器、内存、存储设备、输入输出设备等，合理分配资源，以提高系统的性能和效率。
3、提供进程管理：负责进程的创建、调度、终止等操作，确保多个进程能够并发执行，提高系统的利用率。
4、提供文件管理：对文件进行存储、检索、更新等操作，保证文件的安全性和完整性。
二、操作系统的发展历程操作系统的发展经历了多个阶段，从早期的批处理系统到分时系统，再到现代的实时系统和分布式系统。
1、批处理系统：在早期，计算机处理任务是通过将一批作业一次性提交给系统，系统按照顺序依次处理。
这种方式效率较低，用户等待时间长。
2、分时系统：多个用户可以同时通过终端与计算机交互，系统将处理器时间划分成时间片，轮流分配给各个用户，提高了系统的响应速度和资源利用率。
3、实时系统：主要用于对时间要求严格的应用，如航空航天、工业控制等，系统必须在规定的时间内完成相应的任务。
4、分布式系统：多个计算机通过网络连接在一起，协同完成任务，具有资源共享、可靠性高、扩展性强等优点。
三、操作系统的基本特征1、并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
在操作系统中，多个进程可以并发执行，提高了系统的效率。
2、共享：指系统中的资源可供多个进程共同使用。
资源共享可以分为互斥共享和同时共享两种方式。
3、虚拟：通过某种技术，将一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物。
例如，虚拟内存技术将物理内存扩展为虚拟内存，为用户提供了更大的内存空间。
4、异步：指进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进。
操作系统概念重点内容总结
操作系统概念重点内容总结第一章导论1、操作系统的功能作用：（1）作用：操作系统是控制和管理计算机系统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，使用户与计算机之间的接口。
（2）功能：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口。
2、操作系统的发展过程：（1）手工操作时期：人工干涉，用户独占。
（2）早期批处理时期：出现了完成作业自动转换工作的程序叫监督程序，包括早期联机批处理、早期脱机批处理。
（3）多道批处理系统：在存中同时存放多道程序在管理程序的控制下交替执行，用户独占。
（4）分时系统：用户与主机交互。
（5）实时系统：具有专用性及时性。
（6）现代操作系统（网络操作系统和分布式操作系统）：有网络地址，提供网络服务，实现资源共享。
第二章计算机系统结构1、计算机系统在硬件方面的保护：（1）双重模式操作：用户模式、监督程序模式，双重模式操作为人们提供了保护操作系统和用户程序不受错误用户程序影响的手段。
（2）I/O保护：定义所有I/O指令为特权指令，所以用户不能直接发出I/O指令，必须通过操作系统来进行。
（3）存保护：对中断向量和中断服务程序进行保护，使用基址寄存器和界限寄存器。
（4）CPU保护：使用定时器防止用户程序运行时间过长，操作系统在将控制权交给用户之前，应确保设置好定时器，以便产生中断。
第三章操作系统结构1、操作系统的基本组成：进程管理、存管理、文件管理、输入/输出系统管理、二级存储管理、联网、保护系统、命令解释系统。
2、系统调用的含义：系统调用提供了进程与操作系统之间的接口。
分为五类：进程控制、文件管理、设备管理、信息维护、通信。
3、操作系统设计所采用的结构：（1）简单结构：以较小、简单且功能有限的系统形式启动，但后来渐渐超过了其原来的围，由于运行所用的硬件有限，它被编写成利用最小的空间提供最多的功能。
（2）分层方法：优点：模块化，简化了调试和系统验证（灵活性强）；缺点：涉及对层的仔细认真的定义的困难，效率较差（3）微核：优点：便于操作系统扩充，便于移植；缺点：关于哪些服务应保留在核，而哪些服务应在用户空间实现，并没有定论。
操作系统概论(知识点)
操作系统概论第一章引论第一节系统硬件：光电磁机械等原理构成的各种物理部件的实体软件：从软件到实体的传递，再回传给操作人员需要的对应结果，这一条系统硬件组成：CPU，存储（主，辅），输入输出设备（是计算机和用户交互的借口部件）输入输出控制系统（与主存储器之间的信息传递）软件的组成：系统软件（靠硬件层的--操作系统，编译软件），支撑软件（其他软件的支撑，开发和维护—接口软件，软件开发工具，环境），应用软件（特定应用领域专用的软件）第二节系统简述：1.管理计算机软件资源2.控制程序执行3.改善人机交互界面4.提供应用软件支持的一款软件作用：集成，高效，管理硬件和软件功能：处理器管理，存储管理，文件管理，设备管理，相互协调工作！！第三节成形和基本类型a)第二代计算机的操作速度远远高于第一代计算机，那么，有计算机代替程序员控制开关势在必行，操作系统也就应运而生a)基本类型：批处理操作，分时处理操作，实时处理操作。
c)批处理操作：单道批处理器，多道普处理器，直到有运行结果或异常才会给用户提示；d)分时操作系统：一个计算机系统对应多个终端设备；用户直接和计算机进行交互，要求计系统能够快速对请求给出回应，就像一台独立支持自己请求的计算机（用户在终端设备上可以直接输入，调试，运行和修改自己的程序，并直接获取结果）；e)实时操作操作：用于控制生产流水线，工业流程控制，监督和控制实验等计算机系统接收到外部信号后及时进行处理并且要在严格的时限内处理完接收事件第四节发展a)微机操作系统：最简单的微机b)网络操作系统：把计算机网络中的各台计算机系统有机地联合起来，为用户提供一种统一，经济而有效地使用各台计算机系统的方法，实现各计算机系统之间的资源共享；c)分布式操作系统：是由多台计算机主城的特殊的计算机网络，采用环形，星形，树形等模型结构结构统一性：用户在使用计算机系统的时候，完全不会感觉是在多台计算机构成透明性：用户在使用过程中，不会知道系统资源所在位置，服务的计算机对象和资源竞争的情况d)嵌入式操作系统：随着计算机在各个领域中的渗透，计算机硬件大部分或者全部隐藏和嵌入到各种应用系统中简述:运行在嵌入式系统中对各个部件,装置等资源进行统一调度的系统软件；特点：微型化，实时性，硬件配置较小，在保证应用宝能的前提下采用微型化，低功耗的结构。
操作系统概念
操作系统概念操作系统概念1.引言操作系统是计算机系统中最重要的软件之一。
它负责管理和控制计算机的硬件资源，提供用户与计算机之间的接口，同时也执行各种任务调度和资源分配的工作。
本文将介绍操作系统的基本概念和原理。
2.操作系统的定义操作系统是一种系统软件，它是在计算机硬件基础上开发的一层软件，用于管理和控制计算机的各种资源，为用户和应用程序提供一个友好和高效的运行环境。
2.1 操作系统的基本功能2.1.1 进程管理2.1.1.1 进程调度2.1.1.2 进程同步2.1.1.3 进程通信2.1.2 内存管理2.1.2.1 内存分配2.1.2.2 内存释放2.1.2.3 虚拟内存管理2.1.3 文件系统管理2.1.3.1 文件的创建和删除2.1.3.2 文件的读写2.1.3.3 文件的权限管理2.1.4 设备管理2.1.4.1 设备的分配和释放2.1.4.2 设备的驱动程序3.操作系统的主要概念3.1 进程进程是指计算机中执行的一个程序，它包括了程序执行时所需要的资源和上下文信息。
操作系统通过进程管理来对应用程序进行调度和执行，实现多任务的并发执行。
3.2 线程线程是进程的一部分，它是进程中的一个独立的执行单元。
一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源和上下文信息。
线程可以实现并发执行和多任务的效果。
3.3 内存管理内存管理是指操作系统对计算机的内存空间进行分配和释放的过程。
它负责维护进程之间的内存隔离和保护，以及实现虚拟内存的功能，提供更大的内存空间。
3.4 文件系统文件系统是操作系统用来管理计算机存储设备上的文件和目录的一种机制。
它提供了对文件的创建、读写和删除等操作，以及对文件的权限管理和文件系统的完整性保护。
3.5 设备管理设备管理是指操作系统对计算机设备的管理和控制。
它负责分配和释放设备资源，并提供驱动程序来与计算机设备进行交互和通信。
4.附件本文档涉及的附件一共有X个，包括相关图表、代码示例和参考文献等。
操作系统原理第四章精品PPT课件
二、设备管理的功能
（1）设备分配。按照设备类型和相应的分配算法决定将
I/O设备分配给哪一要求使用该设备的进程。凡未分配到所需 设备的进程被放入一个等待队列。
（2）设备处理。设备处理程序实现CPU和设备控制器之
间的通信。即当CPU向设备控制器发出I/O指令时，设备处 理程序应启动设备进行I/O操作，并能对设备发来的中断请 求作出及时的响应和处理。
定义：spooling系统是OS中采用的一项可以把独享 设备转变成具有共享特征的虚拟设备的技术，从而 提高设备利用率。
脱机输入输出技术
为了解决人机矛盾及CPU和I/O设备间速度不匹配的矛盾， 50年代末出现了该技术。
事先将装有用户程序和数据的纸带(卡片)装入纸带输入机， 在一台外围机的控制下把纸带上的数据(程序)输入到磁带上。 当CPU需要这些数据时再从磁带上高速的调入内存。
（2）中速设备：
指传输速率为每秒钟数千个字节至数万个字节的 设备，如针式打印机、激光打印机等。
（3）高速设备：
指传输速率为数兆字节的设备，如磁带机、磁盘 机、光盘机等。
3. 按使用特性分类
（1）存储设备：
是计算机用来保存各种信息的设备，如磁盘、 磁带等。
（2）I/O设备：
是向CPU传输信息或输出CPU加工处理信息的 设备。 例如：键盘，CRT
四、设备管理结构 ：
1. 逻辑I/O： 2. 设备I/O： 3. 调度和控制：
4.4 缓冲技术
① 4.4.1缓冲技术的基本思想：
缓冲技术好比水库
在CPU和外设之间设立缓冲区，用以暂存CPU和外设 之间交换的数据，从而缓和CPU与外设速度不匹配所产生的 矛盾。
凡是数据到达和离去速度不匹配的地方均可采用缓冲技 术。在操作系统中采用缓冲是为了实现数据的I/O操作，以 缓解CPU与外部设备之间速度不匹配的矛盾，提高资源利用 率。
操作系统1至4章知识点
操作系统1至4章知识点操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责管理计算机硬件和软件资源并提供统一的接口。
本文将介绍操作系统1至4章的知识点，包括进程管理、内存管理、文件系统和输入输出系统等内容。
一、进程管理进程是计算机中最基本的执行单位，它包含了程序的代码和数据。
操作系统通过进程管理来控制程序的执行。
主要知识点包括：1. 进程调度：操作系统通过进程调度算法决定哪个进程先执行，以及如何分配CPU时间。
常用的调度算法有先来先服务、最短作业优先、优先级调度和时间片轮转等。
2. 进程同步：多个进程之间的相互合作需要保证数据的一致性。
操作系统提供了信号量、互斥量、条件变量等机制来实现进程间的同步与互斥。
3. 进程通信：多个进程之间需要进行数据交换和共享。
操作系统提供了管道、消息队列、共享内存和套接字等机制来实现进程间的通信。
二、内存管理内存管理是操作系统对计算机内存资源的分配和回收。
主要知识点包括：1. 内存分配方式：操作系统采用了不同的内存分配方式，包括连续分配、分段分配、分页分配和虚拟内存等。
不同的分配方式适用于不同的应用场景。
2. 虚拟内存：虚拟内存允许进程访问超出物理内存容量的地址空间，并且将内存的读写操作转换为磁盘的读写操作。
操作系统通过页面置换算法来管理虚拟内存。
3. 内存保护：操作系统通过地址空间隔离和访问权限控制来保护进程的内存。
只有获得权限的进程才能够读写特定的内存地址。
三、文件系统文件系统是操作系统提供的对存储设备上文件的管理方式。
主要知识点包括：1. 文件组织方式：操作系统采用了不同的文件组织方式，包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
不同的组织方式适用于不同的文件操作需求。
2. 文件访问控制：操作系统通过文件权限和访问控制列表来保护文件的安全性。
只有获得权限的用户才能够读写特定的文件。
3. 文件缓存：操作系统通过文件缓存来提高文件的读写性能。
文件缓存将磁盘上的文件块加载到内存中，读写操作都在内存中进行。
计算机应用基础了解操作系统的基本概念和功能
计算机应用基础了解操作系统的基本概念和功能操作系统是计算机系统中最基本、最重要的软件之一。
它是一种管理和控制计算机硬件资源，并提供给用户和应用程序一种使用计算机的环境。
本文将介绍操作系统的基本概念和功能。
一、操作系统的基本概念操作系统是一种位于计算机硬件和应用软件之间的软件系统，它扮演着协调和管理计算机资源的角色。
操作系统的基本概念如下：1. 引导引导是指在计算机开机时，操作系统被加载到内存中执行的过程。
在引导过程中，计算机会读取引导扇区中的引导程序，并将其加载到内存中，使操作系统能够运行。
2. 进程管理进程是指正在运行的程序的实例。
操作系统负责创建、调度和终止进程，并提供相应的资源分配机制，如CPU时间片分配、内存管理和进程间通信等。
3. 内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一。
它负责管理计算机的内存资源，将内存划分为若干块，并为进程分配内存空间。
此外，内存管理还涉及内存的映射、分段、分页和虚拟内存等技术。
4. 文件系统文件系统是操作系统用于组织和管理计算机存储设备上的文件和目录的一种机制。
它负责文件的存储、访问和管理，提供对文件的读、写、复制和删除等操作。
5. 设备管理设备管理是指操作系统对计算机硬件设备的管理和控制。
它负责管理和分配设备资源，并提供设备驱动程序，使应用程序可以方便地访问和使用设备。
二、操作系统的基本功能操作系统作为计算机系统的核心组成部分，具有以下基本功能：1. 系统资源管理操作系统负责管理计算机系统的各种资源，包括处理器（CPU）、内存、硬盘、打印机等。
它通过资源调度算法，合理分配和利用这些资源，以满足各个进程的需求。
2. 用户接口操作系统提供了用户与计算机系统之间的接口，使用户可以通过命令行界面或图形界面来操作计算机。
用户可以通过操作系统提供的命令和工具，管理文件、运行程序等。
3. 进程管理操作系统负责对进程进行管理和调度。
它根据进程的优先级和调度算法，合理地分配CPU时间片，使各个进程可以按照一定的顺序运行，保证系统的正常运行。
《操作系统概念》重点内容总结教学内容
一、操作系统的定义与功能操作系统是计算机系统中最重要的系统软件，它负责管理计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个方便、高效、可靠的计算环境。
操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户界面管理等。
二、进程与线程进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，它是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
线程是进程中的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
三、内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理计算机的内存资源，确保每个进程都能获得所需的内存空间。
内存管理包括内存分配、内存保护、内存共享和内存置换等。
四、文件系统文件系统是操作系统中用于管理和存储文件的一组机制。
它负责文件的创建、删除、读写、复制、移动等操作，并提供文件的目录结构和访问控制机制。
五、设备管理设备管理是操作系统的重要功能之一，它负责管理计算机的输入输出设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。
设备管理包括设备的驱动程序管理、设备的分配和释放、设备的控制和通信等。
六、用户界面用户界面是操作系统与用户交互的界面，它负责接收用户的输入指令，并显示系统的输出结果。
用户界面包括命令行界面和图形用户界面两种类型。
七、操作系统的类型操作系统根据其功能和应用场景可以分为多种类型，如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、嵌入式操作系统、网络操作系统等。
八、操作系统的安全与保护操作系统的安全与保护是操作系统的重要功能之一，它负责保护计算机系统免受恶意攻击和非法访问。
操作系统的安全与保护包括用户身份认证、访问控制、加密技术、安全审计等。
九、操作系统的性能优化操作系统的性能优化是操作系统的重要目标之一，它旨在提高操作系统的运行效率和响应速度。
操作系统的性能优化包括进程调度算法优化、内存管理算法优化、文件系统优化、设备驱动程序优化等。
十、操作系统的未来发展随着计算机技术的不断发展，操作系统也在不断演进和变革。
操作系统概念解释
操作系统概念解释操作系统是一种系统软件，负责管理和控制计算机硬件和软件资源，提供用户和计算机系统之间的接口，实现应用程序的运行和数据的管理。
它是计算机系统的核心组成部分，为用户和应用程序提供了方便、高效的使用环境。
I. 操作系统的概述操作系统是指挥计算机硬件和软件资源的系统软件，它作为计算机系统的核心管理者，负责协调、分配和控制计算机系统的各种资源，使得计算机能够高效、可靠地运行。
II. 操作系统的功能1. 进程管理操作系统负责创建、执行和调度进程。
它为每个进程分配计算机资源，如CPU时间、内存空间和设备访问权限，并实现进程间的通信和同步。
2. 内存管理操作系统管理计算机的内存资源，将物理内存划分为逻辑上的多个区域，为进程分配和释放内存空间，实现内存的分页、分段和虚拟内存等功能。
3. 文件系统管理操作系统提供文件系统接口，管理文件和目录的创建、读写和删除。
它将文件组织成层次结构，支持文件的管理、共享和保护。
4. 设备管理操作系统管理计算机的各种设备，包括输入输出设备、存储设备和通信设备。
它负责设备的分配、调度和控制，实现设备的并发访问和数据传输。
5. 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，包括命令行界面、图形用户界面和网络接口。
用户可以通过操作系统给计算机发送指令、运行程序和管理文件。
III. 操作系统的分类1. 批处理操作系统批处理操作系统是最早的操作系统形式，它按照预定的顺序批量处理作业，提高了计算机资源的利用效率，但对用户的交互性较差，适用于需要大量重复计算的应用。
2. 分时操作系统分时操作系统允许多个用户同时使用计算机，通过轮流分配CPU时间片给各个用户进程，实现用户间的交互和并发。
它提供了更好的用户体验，适用于多用户共享的环境。
3. 实时操作系统实时操作系统对时间要求极为严格，能够确保任务在给定的时间范围内完成。
它分为硬实时操作系统和软实时操作系统，前者要求任务必须在固定的时间限制内完成，后者允许任务在某些情况下超时。
操作系统概念复习资料【1-7章】课件
3.操作系统具有进程管理,存储管理,文件管理和设备管理的 功能,下列有关描述中,哪一项是不正确的? A. 进程管理主要是对程序进行管理 B. 存储管理主要管理内存资源 C. 文件管理可以有效的支持对文件的操作，解决文件共享、 保密和保护问题 D. 设备管理是指计算机系统中除了CPU和内存以外的所有 输入输出设备的管理 A 4.下列哪一个不是操作系统的主要特征? A. 并发性 B. 共享性 C. 灵活性 D. 随机性 C
10 18年
5.用户与操作系统打交道的手段称为 。 A．命令输入 B．广义指令 C．通信 D．用户接口 D
6．从用户的观点看，操作系统是 。 A．用户与计算机之间的接口 B．控制和管理计算机资源的软件 C．合理地组织计算机工作流程的软件 D．由若干层次的程序按一定的结构组成的有机操作系统结构
1.操作系统的作用 答：操作系统提供了程序执行的环境。它的职能是管 理和控制计算机系统中的所有软硬件资源，合理的组 织计算机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环 境与友好的接口。
3
18年
第1-2章 导论和操作系统结构
4
2.操作系统包括哪些功能 答： 存储器管理功能，主要包括：内存分配、地址映射、 内存保护和内存扩充。 处理机管理功能，其功能包括：作业和进程调度，进 程控制和进程通信。 设备管理功能，主要包括：缓冲区管理、设备分配、 设备驱动和设备无关性（设备处理）。 文件管理功能，其功能包括：文件存储空间的管理、 文件操作的一般管理、目录管理、文件的读写管理， 存取控制和保护。 用户接口：命令接口、程序接口、图形接口
2进程的基本状态及转换条件 状态： 创建：进程正被创建。 运行： （进程的）指令正被执行。 等待：进程正在等待一些事件发生（如I/O 完成或接 收一个信号）。 就绪：进程正等待分配处理器。 终止：进程结束运行
操作系统概念整理
操作系统概念整理操作系统（Operating System）是计算机系统中的基础软件，它负责管理计算机硬件资源，为应用程序提供运行环境，并通过用户接口使用户能够与计算机进行交互。
操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户界面等。
1.进程管理：操作系统通过进程管理来控制计算机系统中的各个进程。
进程是指正在运行的程序的实例，操作系统负责分配处理器时间片、管理进程的状态转换、调度进程执行顺序等。
通过进程管理，操作系统能够保证在多任务环境下各个进程能够公平分享处理器资源，提高计算机系统的运行效率。
2.内存管理：操作系统通过内存管理来管理计算机系统的主存储器。
内存管理的主要任务包括内存分配和回收、地址映射、内存保护和虚拟内存管理等。
通过内存管理，操作系统能够最大限度地利用计算机系统的主存储器，为应用程序提供合适的内存空间，提高系统的运行效率。
3.文件系统管理：操作系统通过文件系统管理来管理计算机系统中的文件和目录。
文件系统管理的主要任务包括文件的创建、读取、写入、删除和共享等。
通过文件系统管理，操作系统能够为用户提供方便的文件访问接口，确保文件的安全性和完整性。
4.设备管理：操作系统通过设备管理来管理计算机系统中的各种设备，包括输入设备、输出设备和存储设备等。
设备管理的主要任务包括设备的初始化、分配和释放等。
通过设备管理，操作系统能够为应用程序提供统一的设备访问接口，降低应用程序对设备的直接管理难度。
5.用户界面：操作系统通过用户界面使用户能够与计算机系统交互。
用户界面可以分为命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）两种形式。
通过用户界面，操作系统向用户提供了方便、友好的操作环境，使用户能够方便地使用计算机系统的各种功能。
除了以上功能，操作系统还具有中断处理、并发控制、资源管理、安全性和可靠性等方面的功能。
1.中断处理：操作系统能够对中断信号进行响应和处理。
中断是指在计算机系统运行过程中发生的一些特殊事件，如硬件故障、外部信息传入等。
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。
操作系统概念ppt课件
第二章：计算机系统结构
本章主要内容
计算机系统操作 I/O结构 存储结构 存储层次 硬件保护 网络结构 (*)
.
2
现代计算机系统
磁盘
打印机
磁带驱动器
CPU 系统总线
磁盘控制器
打印机 控制器
内存控制器 内存
.
磁带驱动器 控制器
3
2.1 计算机系统操作
I/O设备和CPU可以并发执行 一个设备控制器负责一类设备
.
18
双重模式操作
为了确保操作正常，必须保护操作系统和所有 其他程序及数据使之不受任何故障程序的影响。 所有共享资源都需要保护。
OS必须提供硬件支持用来区分至少以下两种 操作模式
用户模式（user mode） － 代表用户在执行 监督程序模式（monitor mode）－ 代表OS在
执行
.
磁盘控制器决定了磁盘设备与计算机之间的逻 辑交互
.
12
移动磁头的磁盘装置
.
13
2.4 存储层次
存储系统按层次组织在一起
速度（Speed） 价格（Cost） 易失性（Volatility）
缓冲（Caching） － 将信息复制到更快速的存 储系统；主存可以看成是辅存的最后一级缓冲
.
14
异步I/O － I/O启动后，控制权无须等待I/O操作完成就 可返回给用户进程。
系统调用 － 请求OS允许用户等待I/O操作的完成
设备状态表包含了每个I/O设备的一个条目，用来指示该 设备的类型、地址和状态（不工作、空闲或繁忙）
OS通过查询I/O设备表来判断设备的状态，并修改该条 目，以反映出现了中断。
时模式位（mode bit）设为监督模式 监督程序检验参数的合法性，执行请求，并将
操作系统原理解析
操作系统原理解析第一章：操作系统的基本概念和作用操作系统是计算机系统的核心组成部分，它是一个控制和管理计算机硬件与软件资源的软件系统。
操作系统的主要作用是提供一个稳定、高效和安全的环境，使得计算机能够有效地运行各种应用程序。
1.1 操作系统定义与分类操作系统是指控制和管理计算机系统硬件与软件资源，为用户和其他软件提供一个接口的一组程序集合。
常见的操作系统有Windows、Mac OS、Linux等。
1.2 操作系统的作用- 资源管理：操作系统负责管理计算机的硬件资源，如处理器、内存、磁盘、网络等，以及软件资源，如应用程序、驱动程序等。
- 进程管理：操作系统负责管理计算机的进程，包括进程的创建、调度、通信以及终止等。
- 文件管理：操作系统负责管理计算机的文件系统，包括文件的存储、组织、访问和保护等。
- 设备管理：操作系统负责管理计算机的各种设备，如打印机、键盘、鼠标等，以便用户和应用程序能够方便地使用这些设备。
第二章：操作系统的基本组成和架构2.1 操作系统的基本组成一个完整的操作系统由内核和外壳组成。
内核是操作系统的核心部分，负责管理和控制计算机的硬件资源；外壳则是用户与操作系统交互的界面，使得用户能够方便地使用和控制计算机。
2.2 操作系统的架构操作系统的架构有单体式、层次式、微内核和外核等多种形式。
其中，微内核是目前主流的操作系统架构，它将操作系统的核心功能模块化，并将其尽可能地放在内核态执行，以提高操作系统的稳定性和安全性。
第三章：进程管理3.1 进程的基本概念进程是指正在执行的一个程序，它是一个具有一定独立功能和特定执行顺序的程序关于某个数据集合上的一次运行活动。
一个计算机系统可以同时运行多个进程。
3.2 进程的调度算法操作系统需要合理地调度多个进程的执行，以提高计算机的利用率和响应速度。
常见的进程调度算法有先来先服务、短作业优先、抢占式优先级调度等。
第四章：内存管理4.1 内存分配方式操作系统需要合理地分配和管理计算机的内存资源，常见的内存分配方式有连续分配、离散分配和虚拟内存等。
操作系统概念整理
操作系统概念整理名词解释：1.处理器调度按照层次可分为三级：⾼级调度、中级调度和低级调度各级主要任务：⾼级调度：⼜称作业调度、长程调度，在多道批处理操作系统中，从输⼊系统的⼀批作业中按照预定的调度策略挑选若⼲作业进⼊主存，为其分派所需资源、并创建作业的相应⽤户进程后便完成启动阶段的⾼级调度任务，已经为进程做好运⾏前的准备⼯作，等待进程调度挑选进程运⾏，在作业完成后还要做结束阶段的善后⼯作。
中级调度：⼜称平衡调度、中程调度，根据主存资源决定主存中所能容纳的进程数⽬，并根据进程的当前状态来决定辅助存储器和主存中的进程的对象。
低级调度：⼜称进程调度\线程调度、短程调度，其主要功能是根据某种原则决定就绪队列中的哪个进程\内核级线程获得处理器，并将处理器出让给它使⽤。
2.逻辑地址：⽤户⽬标程序使⽤的地址单元称为逻辑地址（相对地址），⼀个⽤户作业的⽬标程序的逻辑地址稽核称为该作业的逻辑地址空间。
物理地址：主存中的实际存储单元称为物理地址（绝对地址），物理地址的总体相应构成3.解释并发性与并⾏性答：计算机操作系统中把并⾏性和并发性明显区分开，主要是从微观的⾓度来说的，具体是指进程的并⾏性（多处理机的情况下，多个进程同时运⾏）和并发性（单处理机的情况下，多个进程在同⼀时间间隔运⾏的）。
并⾏性是指硬件的并⾏性，两个或多个事件在同⼀时刻发⽣。
并发性是指进程的并发性，两个或多个事件在同⼀时间段内发⽣。
4.解释可再⼊程序与可再⽤程序答：可再⼊程序⼜称可重⼊程序是指能够被多个程序同时调⽤的程序，是纯代码，在执⾏过程中不被修改。
可再⽤程序实在调⽤过程中可以⾃⾝修改，在调⽤它的程序退出之前是不允许其他程序来调⽤的。
5.解释进程的竞争关系和协作关系答：竞争关系：系统中的多个进程之间彼此⽆关，它们并不知道其它进程的存在，并且也不接受其它进程执⾏的影响。
协作关系：某些进程为完成同⼀任务需要分⼯协作，由于合作的每⼀个进程都是独⽴地以不可预知的速度推进，这就需要相互协作的进程在某些协调点上协调各⾃的⼯作。
操作系统原理-(目录版)
操作系统原理一、引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一，它负责管理和协调计算机硬件与软件资源，为用户提供高效、便捷的服务。
操作系统原理是研究操作系统设计、实现和优化的理论基础。
本文将从操作系统的基本概念、功能、结构等方面进行详细阐述，以帮助读者更好地理解操作系统的工作原理。
二、操作系统的基本概念1.定义：操作系统（OperatingSystem，简称OS）是计算机系统中最基本的系统软件，它负责管理和协调计算机硬件与软件资源，为用户提供高效、便捷的服务。
2.功能：操作系统的主要功能包括资源管理、进程管理、存储管理、文件管理、作业管理和用户接口等。
3.目的：操作系统的目的是提高计算机系统的资源利用率，为用户提供良好的运行环境，降低软件开发难度，提高系统稳定性。
4.分类：根据操作系统的功能和特点，可分为批处理系统、分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式操作系统等。
三、操作系统的功能模块1.进程管理：操作系统负责创建、调度、同步和终止进程，以实现多道程序并发执行。
进程管理主要包括进程控制、进程同步、进程通信、进程调度等。
2.存储管理：操作系统负责管理计算机系统的内存资源，主要包括内存分配、内存回收、内存保护、内存扩充等。
3.文件管理：操作系统负责管理计算机系统的文件资源，主要包括文件存储空间分配、文件存取控制、文件目录管理、文件系统优化等。
4.设备管理：操作系统负责管理计算机系统的硬件设备，主要包括设备分配、设备驱动、设备中断处理、设备状态监控等。
5.作业管理：操作系统负责管理用户提交的作业，主要包括作业调度、作业控制、作业监控、作业性能分析等。
6.用户接口：操作系统为用户提供交互界面，使用户能够方便地使用计算机系统。
用户接口主要包括命令接口、程序接口和图形界面等。
四、操作系统的结构1.简单结构：早期操作系统采用简单结构，将所有功能模块集成在一起，如单内核结构。
2.层次结构：为了提高操作系统的模块化程度，层次结构将操作系统划分为多个层次，每个层次实现特定的功能。
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第四章线程
1. 引入线程的原因
①创建一个进程花费的时间少②个线程的切换花费的时间少③同一进程内的线程共
享内存和文件，通信无需调用内核④适合多处理机系统
2. 定义：轻量级进程（lightweight process LWP）是进程中的一个运行实体，一个执行单
元，是一个CPU调度单位
3.线程组成：PC TCB(线程控制块) 栈
4.线程调度：
Loop {
RunThread();
ChooseNextThread();
SaveStateOfCPU (curTCB); 系统耗费调度延迟
LoadStateOfCPU (newTCB);
}
何时调度：内部：①I/O阻塞②等待信号或其他线程③线程执行field()
外部：中断定时器
5、内核级线程依赖于OS核心，由内核的内部需求进行创建和撤销，执行一个指定的函数。
• 内核维护进程和线程的上下文信息；
• 线程切换由内核完成；
• 一个线程发起系统调用而阻塞，不会影响其他线程的运行；
• 时间片分配给线程，所以多线程的进程获得更多CPU时间。
❉内核线程的创建和管理要慢于用户线程的创建和管理
❤优点：①对于多处理器，内核可以同时调度同一进程的多个线程②阻塞是在线程一级完成③核心例程是多线程的
❤缺点：同一进程内的线程切换调用内核，导致速度下降
6、用户级线程不依赖于OS核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。
如：数据库系统informix，图形处理AldusPageMaker。
调度由应用软件内部进行，通常采用非抢先式和更简单的规则，也无需用户态/核心态切换，所以速度特别快。
一个线程发起系统调用而阻塞，则整个进程在等待。
时间片分配给进程，多线程则每个线程就慢。
•用户线程的维护由应用进程完成；
• 内核不了解用户线程的存在；
• 用户线程切换不需要内核特权；
• 用户线程调度算法可针对应用优化；
❤优点：①线程切换不用调用内核②调度是应用程序特定的，可以选择最好的算法③可以运行在任何操作系统上（只需要线程库）
❤缺点：①一个线程发起系统调用而阻塞，则整个进程在等待②内核只将处理器分配给进程，同一进程中的两个线程不能同时运行于两个处理器上
7、轻量级线程(LWP)是一种由内核支持的用户线程。
它是基于内核线程的高级抽象，因此只有先支持内核线程，才能有LWP。
每一个进程有一个或多个LWPs，每个LWP由一个内核线程支持。
8.多线程
第一章CPU调度——多道程序操作系统的基础
1.只要CPU 空闲，操作系统就必须从就绪队列中选择一个进程执行。
调度程序从内存中的就绪进程中做出选择，并将CPU 分配给其中之一（调度程序选择的进程）。
①当进程从运行状态转换到等待状态时（I/O 请求或等待一个子进程的终止）inter
②当进程从运行状态转换到就绪状态时（例如：当发生中断时）outer
③当进程从等待状态转换到就绪状态时（例如：I/O 完成）
④当进程终止时
只在第一种和第四种情况下进行的调度为非抢占式的；否则为抢占式的（preemptive ）。
在非抢占式调度下，一旦把CPU 分配给一个进程，那么该进程就会保持CPU 直到终止或转换到等待状态。
Microsoft Windows 3.1 和Apple Macintosh 采用了这种调度方式。
因为非抢占式调度不像抢占式调度那样需要专门的硬件（如计时器），所以在某些硬件平台上它是唯一可用的方法。
2.调度准则
最大化CPU使用率
最大化吞吐量----一个时间单元内所完成的进程的数量（最小化开销有效利用资源）最小化周转时间-----从进程提交到进程完成的时间间隔
最小化等待时间-----在就绪队列中等待所花的时间
最小化响应时间-----从提交请求到产生敌意响应的时间
公平≠最小化平均响应时间
3.先到先服务调度算法（first-come first-server FCFS）
由于小进程等待一个大进程释放CPU，就会产生护航效应（convoy effect）
1.最短作业优先调度算法（shortest-job-first SJF）——非竞争
平均等待时间最短
困难之处：如何知道下一下CPU请求的长度
2.最短剩余时间优先（shortest-remainingtime-first SRTF）可抢占式SJF调度
弊端：若有很多小程序在大程序后进来，会导致饥饿（starvation）（或无穷阻塞）
3.预测下一个CPU区间的长度
参数ɑ控制近来和过去历史的权重。
tn 包含了最近的信息；τn 则包含了过去的历史信息。
4.优先权调度算法
SJF算法作为优先权算法。
求优先权为下一个预测的CPU区间的倒数。
老化（aging）是指逐渐地提高在系统中长时间等待的进程的优先权。
5.轮转算法（round-robin RR）——分时系统
适合前台交互程序（small job）
不适合后台批处理程序——用FCFS调度算法
6.多级反馈队列调度（multilevel feedback queue scheduling）
其思想是允许进程在队列之间移动，根据不同的CPU burst特点来区分进程。
如果进程使用过多的CPU时间，那么它会被移到更低优先级队列。
这种方案会将I/O型进程和交互式进程留在较高优先级队列。
而在较低优先级队列中等待过长的进程会被移到较高优先级队列，这种形式的老化能阻止饥饿的发生。
通常通过如下的参量来定义多级反馈队列调度程序：
•队列的数量
•每个队列采用的调度算法
•用于决定何时将一个进程提升到优先权更高队列的方法
•用于决定何时将一个进程降到优先权更低队列的方法
•用于决定一个需要服务的进程进入哪个队列的方法
多级反馈队列调度程序的定义使它成为最通用的CPU 调度算法。