操作系统原理知识点总结.
操作系统原理知识知识点复习_梁光祥
目录第一章操作系统概论 (2)1.1 操作系统概念 (2)1.2 操纵系统的主要功能 (2)1.3 操作系统的基本特征 (3)1.4 操作系统的逻辑结构和运行模型 (3)1.5 操作系统的形成与发展 (3)1.6 操作系统主要类型 (3)第二章进程管理 (4)2.1．进程概念 (4) (4)2.2．进程控制 (5)2.3．进程互斥与同步 (5)2.4．进程通信 (5)2.5.线程 (5)第三章处理器调度与死锁 (6)3.1．处理器调度 (6)3.2．死锁 (7)第四章存储管理 (8)4.1．程序的链接和装入 (8)4.2．分区式存储管理 (8)4.3．分页式存储管理 (8)4.4．分段式存储管理 (9)4.5．段页式存储管理 (9)4.6．虚拟存储管理 (10)第五章设备管理 (11)5.1．输入输出系统 (11)5.2．输入输出控制方式 (11)5.3．缓冲技术 (14)5.4．分配策略： (14)5.5．输入输出软件 (14)5.6．虚拟设备 (14)5.7．磁盘存储管理 (14)第六章文件管理 (15)6.1．概述 (15)6.2文件数据的组织和存储 (15)6.3．文件目录 (15)6.4．文件储存空间管理 (16)第一章操作系统概论1.1操作系统概念1.配备操作系统的目的1)方便人们使用计算机2)有效管理计算机2.操作系统的目标1)有效地管理计算机的硬件和软件资源2)提高系统效率3)具有可扩充性4)具有开放性5)具有可靠性6)具有可移植性1.2操纵系统的主要功能1.处理器管理功能1)进程控制2)进程同步3)进程通信4)调度2.存储管理功能1)内存的分配与回收2)内存保护3)地址映射4)内存扩充5)内存共享3.设备管理功能1)缓冲管理2)设备分配与回收3)设备驱动4)实现设备独立性5)实现虚拟设备4.文件管理功能1)文件的存储空间管理2)目录管理3)文件的读写管理4)文件保护5.网络功能1)网络资源管理2)网络通信管理3)网络管理6.用户接口1)命令接口2)程序接口3)图形接口1.3操作系统的基本特征1.并发2.共享3.异步4.虚拟1.4操作系统的逻辑结构和运行模型1.操作系统的逻辑结构1)单核结构a)整体模块结构b)分层结构2)微内核结构2.操作系统的运行模型1)独立运行的内核模型2)嵌入进程中的执行模型3)作为独立进程运行模型1.5操作系统的形成与发展1.人工阶段从计算机产生到20世纪50年代中期机器属于第一代计算机。
操作系统原理基础知识讲解
操作系统原理基础知识讲解操作系统是计算机系统中的一个重要组成部分，它负责管理和控制计算机的各种硬件和软件资源，提供良好的用户界面和应用程序的运行环境。
在本文中，将对操作系统的基本原理进行详细的讲解，包括进程管理、内存管理、文件系统以及输入输出系统等。
一、进程管理进程是计算机中执行的基本单位，它包括程序、数据以及程序执行的上下文。
操作系统通过进程管理来确保计算机系统的高效运行。
1. 进程调度进程调度是操作系统中非常重要的一个功能，它负责根据一定的算法和策略，从就绪队列中选择一个最优的进程分配CPU时间片，以实现多个进程的并发执行。
2. 进程同步与互斥在多道程序环境下，多个进程可能会同时访问共享资源，为了避免数据的错误和不一致，操作系统需要提供进程同步和互斥机制。
常见的同步与互斥方法有信号量、互斥量、临界区等。
3. 进程通信不同的进程之间需要进行数据交换和协作，操作系统提供了多种进程通信的机制，比如管道、消息队列、共享内存等，以便实现进程间的信息传递与共享。
二、内存管理内存管理是操作系统的重要功能之一，它负责将进程所需的空间分配给其执行，同时进行内存的合理利用和回收。
1. 内存分配内存分配可以通过连续分配、非连续分配等方式进行。
常见的内存分配方法有分段、分页、段页式等，以满足不同程序对内存的需求。
2. 虚拟内存虚拟内存是一种通过磁盘上的交换区来扩展主存容量的技术，它允许将部分程序或数据存储在磁盘上，以释放主存空间，并提供更大的地址空间给应用程序。
3. 内存保护与地址转换操作系统通过内存保护机制来防止进程之间的干扰和错误的访问，同时通过地址转换实现虚拟地址与物理地址之间的映射。
三、文件系统文件系统是操作系统中负责管理磁盘存储空间和文件的重要组成部分，它使得用户可以方便地访问和管理文件。
1. 文件组织与管理操作系统通过文件目录结构和文件控制块等数据结构来组织和管理文件，包括文件的创建、删除、读取和写入等操作。
操作系统原理总结
操作系统原理总结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的各种活动，使得计算机能够高效、稳定地运行。
下面就让我们来深入了解一下操作系统的原理。
操作系统的主要功能包括处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口。
处理机管理的任务是合理地分配和调度处理机资源，以提高处理机的利用率和系统的性能。
进程是处理机管理中的一个重要概念，它是程序的一次执行过程。
操作系统通过进程控制、进程同步、进程通信和进程调度等手段来管理进程。
进程调度算法决定了哪个进程将获得处理机资源，常见的调度算法有先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
存储器管理的目标是为程序的运行提供良好的内存环境，提高内存的利用率。
内存分配方式有连续分配和离散分配两种。
连续分配包括单一连续分配和分区分配，离散分配则包括分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。
虚拟存储器技术通过将部分程序和数据暂时存放在外存上，使得计算机能够运行比实际内存更大的程序。
设备管理的主要任务是管理和控制各类 I/O 设备，方便用户使用设备，并提高设备的利用率。
设备管理包括设备分配、设备驱动、设备缓冲和设备独立性等方面。
设备分配算法要考虑设备的使用情况和请求的优先级。
设备驱动程序是操作系统与设备硬件之间的接口，负责控制设备的操作。
设备缓冲可以减少 I/O 操作的次数，提高系统的性能。
文件管理负责对文件进行组织、存储、检索和保护。
文件系统为用户提供了一种按名存取的方式，方便用户对文件进行操作。
文件的逻辑结构有流式文件和记录式文件，物理结构有连续文件、链接文件和索引文件。
文件存储空间的管理方法有空闲表法、空闲链表法和位示图法等。
文件的保护机制可以防止文件被非法访问和修改。
用户接口是操作系统与用户之间的交互界面，分为命令接口和程序接口。
命令接口包括联机命令接口和脱机命令接口，程序接口则通过系统调用为用户程序提供服务。
操作系统的体系结构主要有单体结构、层次结构、微内核结构和客户/服务器结构等。
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。
操作系统原理 总结
操作系统原理总结引言操作系统是计算机系统中起控制作用的核心软件，它管理计算机硬件和软件资源，并提供用户与计算机硬件之间的接口。
本文对操作系统原理进行总结，包括操作系统的定义、功能、结构和分类，以及操作系统的发展历程和未来发展方向。
操作系统的定义操作系统是一种系统软件，它负责管理计算机系统硬件和软件资源的分配和协调，为用户和应用程序提供接口，并为它们提供必要的系统服务。
操作系统是计算机系统中最基本、最重要的软件之一，它通常位于计算机硬件和应用程序之间，扮演着一个中介的角色。
操作系统的功能操作系统具有多种重要功能，主要包括以下几个方面：1.进程管理：操作系统负责管理计算机中的进程，包括进程的创建、调度、同步和通信等。
通过进程管理，操作系统能够使多个应用程序能够同时运行，并合理利用计算机的处理能力。
2.存储管理：操作系统负责管理计算机的内存空间，包括内存的分配、回收和保护等。
通过存储管理，操作系统能够为应用程序提供足够的内存空间，提高计算机系统的运行效率。
3.文件系统：操作系统负责管理计算机中的文件，包括文件的创建、存储、访问和保护等。
通过文件系统，操作系统能够为应用程序提供良好的文件管理功能，使得用户可以方便地存储和访问文件。
4.设备管理：操作系统负责管理计算机中的硬件设备，包括设备的分配、控制和保护等。
通过设备管理，操作系统能够为应用程序提供对硬件设备的良好支持，使得应用程序能够方便地使用各种外设。
5.用户接口：操作系统为用户和应用程序提供了使用计算机系统的接口，包括命令行接口、图形用户界面和Web界面等。
用户接口使得用户可以方便地与计算机进行交互，执行各种操作。
操作系统的结构操作系统的内部结构通常分为四个层次：硬件层、内核层、系统服务层和用户接口层。
1.硬件层：硬件层是操作系统的基础，它包括计算机的处理器、内存、硬盘、输入输出设备等硬件组件。
操作系统通过与硬件交互，对硬件进行管理和控制。
2.内核层：内核层是操作系统的核心，它直接与硬件交互，负责处理硬件的请求和响应。
操作系统原理知识要点
缓冲技术 磁盘驱动调度、磁盘结构、磁盘地址、执行一次 信息传输的时间（寻找时间 + 延迟时间 + 传送时 间） 移臂调度算法（先来先服务，最短寻找时间优先， 电梯调度，单向扫描）
文件管理
文件、文件名、文件系统 文件分类 文件系统的功能 存储介质、存储设备、块 文件的存取方式（与文件的存储介质和文件的使用有关，顺序存 取方式，随机存取方式） 目录项、文件目录、目录文件、文件的按名存取 文件逻辑结构：流式文件、记录式文件 文件物理结构：顺序结构（连续结构）、链接结构（串联结构）、 索引结构 记录的成组和分解 磁盘空间管理（位示图、空闲块表、空闲块链[单块链接、成组链 接 ]）
操作系统的主要功能：
引论
操作系统的基本特征:
并发：两个或多个活动在同一给定的时间间隔进行；“大 家都前进了” 共享：计算机系统中的资源被多个任务所共用。“一件东 西大家用” 异步：多道程序下，各程序的执行过程由程序执行时的现 场决定。“你走我停”
操作系统所处的地位：
是裸机之上的第一层软件，是建立其他所有软件的基础。
多道程序设计概念：
多道程序设计是在一台计算机上同时运行两个或更多个程 序 多道程序设计具有提高系统资源利用率和增加作业吞吐量 的优点；
引论
操作系统的主要类型：
多道批处理系统：用户作业成批的处理，作业建立、过渡、 完成都自动有系统成批完成，且在计算机内存中同时存放 几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制下，相互穿 插运行。 分时系统：系统内存在若干并发程序对CPU时间片共享使 用。 实时系统：计算机对于外来信息能够以足够快的速度进行 处理，并在被控对象允许的时间范围内做出快速反应。 个人机系统：用于个人机（PC机）的系统，包括单用户系 统和多用户操作系统。 网络操作系统：将分布在各处的计算机和终端设备通过数 据通信系统结合在一起构成的系统。 分布式操作系统：运行在不具有共享内存的多台计算机上， 但在用户眼里却像是一台计算机。
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。
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原理是计算机科学中一门重要的基础课程，它涉及到计算机系统的核心组成部分和基本工作原理。
学习操作系统原理对于理解计算机系统的结构和运行机制、提高计算机应用的效率都起着至关重要的作用。
本文将介绍操作系统原理的基本概念、主要功能以及一些常见的操作系统类型。
1. 操作系统原理概述操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它是计算机硬件和应用软件之间的桥梁。
操作系统通过管理计算机的硬件资源，提供各种服务和接口，实现用户与计算机之间的交互。
操作系统的主要目标是提供良好的用户界面和高效的资源管理，确保计算机系统的稳定运行。
2. 操作系统的主要功能2.1 进程管理进程是指计算机中正在运行的程序，操作系统通过进程管理来协调和控制进程的创建、调度、通信和终止等活动。
进程管理保证了计算机系统可以同时运行多个程序，并且资源分配合理，提高了系统的利用率。
2.2 内存管理内存管理是操作系统中最为重要的功能之一，它负责管理计算机的内存资源，包括内存的分配、回收、保护和共享等。
操作系统通过内存管理，使得程序可以正确地加载、运行和释放内存，并且有效地利用计算机的内存资源。
2.3 文件系统管理文件系统管理是操作系统中用于组织和管理文件的一种机制。
文件系统管理涉及到文件的存储、访问和保护等操作，它使得用户可以方便地创建、修改和删除文件，并且可以通过文件系统进行文件的存储和检索。
2.4 设备管理设备管理是操作系统中负责管理计算机硬件设备的一项重要功能。
设备管理包括设备的分配、控制、调度和维护等操作，它使得计算机可以高效地使用硬件设备，并且提供了良好的用户接口。
3. 常见的操作系统类型3.1 批处理操作系统批处理操作系统是一种最早出现的操作系统类型，它主要用于处理大量的批处理作业。
批处理操作系统通过将作业打包成批量提交给计算机处理，提高了系统的整体效率和资源利用率。
3.2 分时操作系统分时操作系统是一种支持多用户同时访问的操作系统类型。
操作系统原理简述
操作系统原理简述操作系统是计算机系统中最基本、最重要的一部分。
它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源，为用户提供方便、高效的计算环境。
本文将对操作系统原理进行简要概述。
一、操作系统的作用操作系统有三个基本功能：处理器管理、内存管理和设备管理。
1. 处理器管理：操作系统负责对计算机的处理器资源进行分配和调度，使不同的程序可以并行执行，并合理利用处理器资源，提高计算机系统的整体性能。
2. 内存管理：操作系统负责对计算机的内存资源进行分配和管理，控制程序和数据的加载、运行和卸载，确保系统的稳定性和高效性。
3. 设备管理：操作系统负责对计算机的各种硬件设备进行管理和控制，包括输入输出设备、磁盘和网络等，使它们能够按照用户程序的要求正常工作。
二、操作系统的基本原理1. 并发性：操作系统需要支持多个程序同时执行，实现并发操作。
为了保证程序的正确执行和数据的一致性，操作系统采用各种机制，如进程、线程、信号量等来进行进程间的通信和同步。
2. 共享性：多个程序需要共享计算机系统的资源，如内存、磁盘和打印机等。
操作系统通过实现资源的合理分配和调度，使不同的程序能够共享资源，并避免发生冲突和竞争。
3. 虚拟性：操作系统为每个程序提供一个虚拟的计算机环境，使程序可以独立运行，互不干扰。
通过虚拟机制，操作系统将物理资源抽象为逻辑资源，提供给程序使用，从而提高计算机系统的利用率。
4. 异步性：操作系统需要处理各种不确定的事件和中断，如用户的输入、外部设备的请求等。
操作系统采用中断机制和事件驱动的方式，实现程序的异步执行和响应，保证系统的稳定和可靠。
三、操作系统的主要类型操作系统可以分为多种类型，常见的有批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统等。
1. 批处理操作系统：批处理操作系统主要用于处理大量的批量任务，如多媒体处理、数据分析等。
它具有高度的自动化和批量处理能力，但对响应时间要求不高。
2. 分时操作系统：分时操作系统主要用于支持多个用户同时访问计算机系统，提供快速响应和良好的交互性。
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。
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。