操作系统第一章知识点总结

操作系统第一章知识点总结

1、操作系统的定义、目标、作用

操作系统的定义

操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件,是对硬件系统的首次扩充。
操作系统得目标
在计算机系统上配置操作系统,其主要目标是:方便性、有效性、可扩充性和开放性。
(1)方便性:系统可以使用编译命令将用户采用高级语言书写得程序翻译成机器代码或直接通过OS所提供得各种命令操作计算机系统。
(2)有效性:提高系统吞吐量。
(3)可扩充性:OS必须具有很好的可扩充型,近年来OS已广泛采用了微内核结构。
(4)开放性:系统能遵循世界标准规范。
操作系统的作用
a.OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;(一般用户的观点)
b.OS作为计算机系统资源的管理者;(资源管理的观点)
c.OS实现了对计算机资源的抽象.

2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统(假脱机或联机输入输出方式)的联系和区别低速

脱机输入输出技术是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的。它减少了CPU的空闲等待时间,提高了I/O速度。
由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的,或者说,它们是脱离主机的情况下进行的,故称为脱机输入输出方式;反之,在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机(SPOOLing)输入输出方式
假脱机输入输出技术也也提高了I/O的速度,同时还将独占设备改造为共享设备,实现了虚拟设备功能。

3、多道批处理系统需要解决的问题

处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题

4、OS具有哪几个基本特征?它的最基本特征是什么?

(1)并发性,共享性,虚拟性(时分复用和空分复用),异步性
(2)其中最基本特征是并发和共享
(3)并发特征是操作系统最重要的特征,其他三个特征都是以并发特征为前提的。

5、并行和并发

并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念,并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。

6、操作系统的主要功能,各主要功能下的扩充功能

(1)处理机管理功能
进程控制,进程同步(进程互斥和进程同步),进程通信(实现相互合作进程之间的信息交换)和调度(作业调度和进程调度)
(2)存储管理功能
内存分配(①静态分配方式和②动态分配方式),内存保护,地址映像和内存扩容等
① 静态分配方式:每个作业的内存空间是在作业装入时确认的,作业装入后运行期间不允许申请新的内存空间
② 动态分配方式:每个作业的内存空间也是在作业装入时确认的,作业装入后运行期间允许申请新的内存空间
内存保护通过设置上下界,发生越界便发出越界中断请求。
地址映射由于(各程序段)地址空间中逻辑地址与内存空间中物理地址并不一致。
内存扩容借助于虚拟存储技术,从逻辑上扩充内存容量
① 请求调入功能
② 置换功能
(3)设备管理功能
缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等
缓冲管理常见的机制有:单缓冲、双缓冲和公用缓冲池
(4)文件管理功能
对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读,写管理以及文档的共享和保护
① 文件的读/写管理
② 文件保护

7、操作系统与用户之间的接口

(1)用户接口:他是提供给用户使用的接口,用户可通过该接口取得操作系统的服务
① 联机用户接口
② 脱机用户接口
③ 图形用户接口
(2)程序接口:它是提供给程序员在编程时使用的接口,时用户程序取得操作系统服务得唯一途径。

8、分时系统

(1)多路性:允许多个用户共享一个主机
(2)独立性:每个用户在各自种端上进行操作,彼此互不干扰
(3)及时性:指用户请求能在很短时间内获得响应
(4)交互性:通过终端与系统进行广泛的人机对话

9、实时系统

指系统能及时响应外部事件的请求,在规定时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致的运行。
(1) 周期性实时任务
周期循环执行,以便周期性地控制某外部设备。
(2) 非周期性实时任务
① 开始截至时间
② 完成截至时间
(3) 硬实时任务
必须满足对截止时间的要求
(4) 软实时任务
偶尔错过截止时间对系统影响也不会太大

10、实时系统与分时系统特征的比较

(1)多路性
(2)独立性
(3)及时性:实时系统对及时性的要求更加严格
(4)交互性:仅限于访问某些专用服务程序
(5)可靠性:实时系统对可靠性的要求更高,否则损失很大

11、OS结构设计

1、传统操作结构:
(1)无结构操作系统
(2)模块化结构OS:
概念:按其功能精心划分为若干个具有一定独立性和大小的模块
模块独立性高(高内聚、低耦合)
(3)分层式结构OS
2、 现代操作结构:微内核OS结构:① 足够小的内核
② 基于客户/服务器模式
③ 应用“机制与策略分离”原理
④ 采用面向对象
基本功能:
(1)进程(线程)管理
(2)低级存储器管理
(3)中断和陷入处理
优点:
(1)提高了系统的可扩展性
(2)增强了系统的可靠性
(3)可移植性强
(4)提供了对分布式系统的支持
(5)融入了面向对象技术

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