软件开发与应用技术复习资料整理

操作系统OS

操作系统概念：相当于计算机系统的“管家”，是方便用户管理和控制计算机软硬件资源的系统软件（或程序集合）

操作系统在计算机系统的地位：是最底层的系统软件，是一个加在计算机硬件上的自动管理软件，在方便

用户使用计算机的前提下，管理和控制计算机软硬件资源

操纵系统的接口功能：是用户和计算机之间的接口，即用户必须通过它才能与计算机进行交互

各种不同类型操作系统的特点：

(1)DOS操作系统是一个单用户、单任务操作系统，目前它为用户提供了许多高质量的编程工具、丰富

的系统资源和较完备的文件管理，有较多的外部和内部命令，功能强大的系统调用等

(2)Windows操作系统是一个单用户多任务的操作系统，是20世纪90年代初计算机操作系统技术进步

的重要标志，也是DOS的换代产品。Windows操作系统在用户界面设计方面成功地使用了窗口技术，使其很快在全世界普及应用。（微软80％以上的工作量花在界面上）随着Windows版本地不断更新，目前已经面世的Windows Server 2003、Windows Vista操作系统添加了许多全新的特性

(3) UNIX操作系统是一个交互式分时多用户多任务操作系统。它具有短小精悍的系统内核和功能强

大的核外程序，典型的树型结构的文件系统，良好的可移植性，友好的用户界面，被广泛地配置在大、中、小型计算机上，并逐渐下移配置到个人计算机和微机工作站上

(4)Linux操作系统是由UNIX演变而来，是一个免费的、源代码开放的操作系统。它的效率和精简性

相当优秀；运行速度非常快；稳定性也非常高；对系统的硬件配置要求却很低。且Linux是完全开放的，如果想要对该操作系统做改动，则你可以直接去做

存储管理：主要指对内存的管理，主要任务是为多道程序的运行提供良好环境。存储管理为每个进程分配内存，同时应保证各进程只能在属于自己的内存空间中运行，彼此互不冲突且不被其他进程破

坏。使有限的内存能装入尽可能多的作业，提高计算机的利用率。

临界资源：每次仅允许一个进程访问的资源

地址映射：由于用户程序中使用的是逻辑地址，而处理机执行程序时要按物理地址访问内存，所以存储管理必须配合硬件进行地址转换工作，把一组逻辑地址转换成物理地址（即地址映射），以保证

处理机的正确执行。地址映射有2种方式：动态重定位、静态重定位进程通信

内存扩充技术：为了既满足大作业的需求，又能实现在内存中存放尽可能多的用户程序，系统常采用虚拟存储技术或其他自动覆盖技术，逻辑上扩充内存容量，为用户提供比物理内存空间大得多

的地址空间

处理机：是操作系统管理的最重要的硬件资源之一。多道程序系统中处理机管理的主要任务是如何安排多任务使用处理机，即如何把处理机合理地分配给多个任务使用

批处理操作系统（批量系统或作业流处理系统）：用户作业的成批输入并处理

优点：系统的吞吐量大，资源利用率高，系统开销较小

缺点：脱机服务方式，故系统交互性不强分时操作系统：特点：计算机规定或制约用户，工作的主动权在计算机手里

基本特征：多路性（同时性）；独占性；及时性；交互性

实时操作系统：特点：用户规定或制约计算机分类：实时控制系统，实时信息系统

网络操作系统：是在原来各自计算机操作系统的基础上，按照网络体系结构提供计算机网络管理、通信、资源共享、系统安全和多种网络应用服务（网络资源共享，网络通信，作业迁移）分布式操作系统：运行在不具有共享主存的多台计算机上，而在用户眼里却像是一台计算机

特征：需要一个全局的文件系统；所有CPU上运行同样的内核，同一的管理和控制机构，进行优化的协调工作；要有一个单一的、全局的进程通信机制，提供选择和优化

本地和远地的资源利用；有全局的保护机制

OS的管理功能

进程管理：处理机是操作系统管理的最重要的硬件资源之一，处理机管理被归结为进程管理进程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，是操作系统进行资源

分配的单位

存储管理：内存、外村、高速缓存

设备管理：管理计算机系统的外部设备

文件管理：关于信息资源的管理，操作系统将计算机系统中的信息组织成文件来进行管理

OS的处理机管理

进程：是操作系统乃至并发系统最核心的概念；是程序的一次执行；可以与其他计算并发执行的计算；

是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时发生的活动；是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一个独立单位；是操作系统进行资源分配的单位

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

进程和程序的区别：①进程是动态的，程序是静态的，及进程是程序的一次执行过程，程序是一组指令的有序集合；程序可以复制，可以在不同计算机上运行，进程则不能

②程序是永久的，进程是有生命周期的，且是短暂的

③程序是指令代码的集合，进程实体包括：程序、数据及进程控制块

④程序具有动态性、并发性、独立性和异步性，程序无

⑤进程可以生产其他进程，程序不能生成新的程序，进程和程序并非一一对应

并发进程之间的同步或互斥关系：互斥（间接制约）：是对进程的异步运行在时间上施加某些限制，使得

它们关于共享资源的操作与时间无关

同步（直接制约）：由进程间自行协调，即诸进程的执行必须依照某种

次序进行

进程有三种状态，分别为：就绪状态、执行状态、阻塞状态，进程可以在三种状态之间转换

进程通信：进程之间的信息交换称为进程通信，指的是进程之间可以直接以较高的速率传输较多数据的信息交换方式。优点是效率高和使用方便。主要有消息缓冲通信、信箱通信和管道通信

进程管道通信方式：利用外村来进行数据通信，故具有传送数据量大的优点

线程（轻型线程）：由进程进一步派生出来的一组代码（指令组）的执行过程

线程与进程的关系：一个进程可以产生多个线程，这些线程都共享该进程的内存地址空间，它们可以并发执行的路径，执行速度得到了更大的提高，且线程需要的系统开销比进程要小。线程

拥有进程所具有的许多特征，故又称为轻型进程，同时把进程称为重型进程

线程与进程区别：拥有资源：线程几乎不拥有系统资源，但可访问拥有资源的基本单位

调度：在引入线程的操作系统中，进程只是拥有资源的基本单位，线程是调度与分派的基本单位

并发性：均有并发性

系统开销：操作系统创建进程的开销大于创建线程的开销

——同一进程的各线程的内存空间

——线程是进程内的一个可调度实体，是一个执行单元，轻量进程

在多任务操作系统中“并发”的概念：使多个进程在一段时间内同时运行，提高计算机系统资源利用率