姜君竹
姜君竹

操作系统引论

文章目录

    • 操作系统的目标和作用
      • 目标
      • 作用
      • 发展动力
    • 操作系统的发展过程
      • 单道批处理系统
      • 多道批处理系统
        • 优缺点
        • 需要解决的问题
      • 分时系统
        • 特点
        • 缺点
      • 实时系统
        • 类型
        • 实时任务类型
        • 特点
      • 微机操作系统
      • 嵌入式操作系统
        • 特点
      • 网络操作系统
        • 特点
        • 功能
      • 分布式操作系统
        • 特点
        • 功能
    • 操作系统的基本特性
      • 并发
      • 共享
      • 虚拟
      • 异步
    • 操作系统的运行环境
      • 硬件支持
      • 操作系统内核
        • 支撑功能
        • 资源管理功能
      • 处理机的双重工作模式
      • 中断与异常
    • 操作系统的主要功能
      • 处理机管理功能
        • 进程控制
        • 进程同步
        • 进程通信
        • 调度
      • 存储器管理功能
        • 内存分配和回收
        • 内存保护
        • 地址映射
        • 内存扩充
      • 设备管理功能
      • 文件管理功能
      • 接口管理功能
        • 用户接口
        • 程序接口
      • 现代操作系统的新功能
        • 保障系统安全
        • 支持用户通过联网获取服务
        • 可处理多媒体信息
    • 操作系统的结构
    • 系统调用
      • 基本概念
      • 类型

操作系统的目标和作用

  OS是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合

目标

  方便性
  有效性
  可扩充性
  开放性

作用

  人机交互、资源管理及资源抽象
  人机交互接口：命令接口、程序接口

发展动力

  提高计算机资源利用率
  方便用户
  器件不断更新换代
  不断提出新的应用需求

操作系统的发展过程

单道批处理系统

  特点：自动的、一个作业接一个作业进入CPU工作
  缺点：资源得不到充分利用

多道批处理系统

  用户提交的作业会被先存放在外存上，并排成一个队列，称为“后备队列”

优缺点

  资源利用率高
  系统吞吐量大
  平均周转时间长
  无交互能力

需要解决的问题

  争用处理机问题
  内存分配与保护问题
  I/O设备分配问题
  文件的组织与管理问题
  作业管理问题
  用户与系统的接口问题

分时系统

特点

  多路性
  独立性
  及时性
  交互性

缺点

  不能优先处理一些紧急问题

实时系统

类型

  工业控制系统
  信息查询系统
  多媒体系统
  嵌入式系统

实时任务类型

  周期性实时任务和非周期性实时任务
  硬实时任务和软实时任务

特点

  多路性
  独立性
  及时性
  交互性
  可靠性

微机操作系统

  单用户单任务OS
  单用户多任务OS
  多用户多任务OS

嵌入式操作系统

特点

  系统内核小
  系统精简
  实时性高
  具有可配置性

网络操作系统

特点

  硬件独立性
  接口一致性
  资源透明性
  系统可靠性
  执行并行性

功能

  数据通信
  应用互操作
  网络管理

分布式操作系统

特点

  分布性
  透明性
  同一性
  全局性

功能

  通信管理功能
  资源管理功能
  进程管理功能

操作系统的基本特性

并发

  并发是指同一时段
  并行指同一时刻

共享

  互斥共享方式
  同时共享方式

虚拟

  时分复用（虚拟处理机技术、虚拟设备技术）
  空分复用

异步

操作系统的运行环境

硬件支持

操作系统内核

支撑功能

  中断处理
  时钟管理
  原语操作

资源管理功能

  进程管理
  存储器管理
  设备管理

处理机的双重工作模式

  用户态（目态）
  内核态（管态、系统态）

中断与异常

操作系统的主要功能

处理机管理功能

进程控制

进程同步

进程通信

调度

  作业调度
  进程调度

存储器管理功能

内存分配和回收

  静态分配方式
  动态分配方式

内存保护

地址映射

内存扩充

  请求调入功能
  置换功能

设备管理功能

  缓冲管理
  设备分配
  设备处理

文件管理功能

  文件存储空间管理
  目录管理
  文件的读/写管理和保护

接口管理功能

用户接口

  联机用户接口
  脱机用户接口
  图形用户接口

程序接口

现代操作系统的新功能

保障系统安全

  认证技术
  密码技术
  访问控制技术
  反病毒技术

支持用户通过联网获取服务

  网络通信
  资源管理
  应用互操作

可处理多媒体信息

  接纳控制功能
  实时调度
  存储多媒体文件

操作系统的结构

  简单结构
  模块化结构
  分层结构
  微内核结构
  外核结构

系统调用

基本概念

  运行在不同的系统状态
  状态的转换
  返回问题
  嵌套调用

类型

  进程控制类系统调用
  文件操纵类系统调用
  进程通信类系统调用

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按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他