计算机操作系统知识点总结.pdf

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1、 计算机操作系统知识点总结 操作系统的目标、作用和模型 操作系统 控制应用程序执行的程序 应用程序和计算机硬件间的接口 目标：便利性，有效性，扩展功能 作用：作为用户和计算机交互接口的操作系统 可以提供的服务有：程序开发、程序运行、I/O设备访问、文件访问控制、系统访问、错误检测和响应、日志 作为资源管理器的操作系统 可以提供的服务有：控制数据的移动、存储和管理（OS 也可将控制权转交，且必须依赖处理器才能恢复控制）操作系统发展过程 串行处理 处理机制 无操作系统 程序员通过操控控制台运行程序 程序通过输入设备载入计算机 用户按顺序访问计算机 主要问题 调度：使用硬拷贝登记表来申请计算机时间

2、启动时间：加载编译器、源程序，保存目标程序，加载目标程序，链接公用函数等，需要大量时间 简单批处理系统 监控程序的功能 作业的自动续接 内存保护 定时器：可以防止某程序独占系统 特权指令：只能由监控程序执行的指令，如 I/O指令 中断 运行模式 用户模式：某些内存区域不允许用户使用，也不允许用户执行特权指令 内核模式：可以执行特权指令也可访问受保护的内存区域 主要问题：由于 I/O设备速度比处理器慢，而处理器必须等待 I/O 指令完成后才能继续处理，所以处理器常处于空闲状态 多道批处理系统 为何引入？因为简单批处理系统存在的问题，为了解决此问题，引入此技术后，当一个作业需要等待I/O时，处理器

3、可以切到另一个可能不需要等待 I/O 的作业，目标就是要提高处理器的利用率 从简单批处理系统到多道批处理系统的改进 内存中可以存放多个作业 多个作业可以并发执行 作业调度程序负责作业的调度 硬件支持 I/O中断 直接存储器访问（DMA）特征：多道性，调度性，无序性，无交互能力 需要解决的基本问题：内存管理，处理机管理，作业管理，I/O 设备管理，文件管理 分时系统 实时系统 操作系统的功能、特征和体系结构 操作系统的主要成就 进程 概念 任务：进程隔离，自动分配，支持模块化程序设计，保护和访问控制，永久存储 组成：程序，数据，上下文 内存管理 实现方式：文件系统+虚拟内存 文件系统，对应于任务

4、的后两点 虚拟内存 分页机制 信息保护和安全 四类典型安全问题：可用性，保密性，数据完整性，可靠性 调度和资源管理 考虑因素：公平性，有差别的响应性，有效性 操作系统的目标与功能 处理机管理，可归结为对进程的管理，包括 进程控制 进程同步 进程通信 调度 存储器管理 内存分配 内存保护 地址映射 内存扩充 设备管理，针对 I/O设备 缓冲管理 设备分配 设备处理 文件管理 文件存储空间的管理 目录管理 文件的读/写管理和保护 用户接口 命令接口，有两类，联机命令接口，脱机命令接口 程序接口 操作系统的基本特征 并发性 概念：在多道程序环境下，同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮

5、换执行，使得宏观上具有多个进程同时执行的效果，但在微观上并不是同时执行的 优点：让 CPU，I/O 设备并行工作，提高资源利用率 共享 概念：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用 共享资源的类型 临界资源，一段时间内，只允许一个进程访问 非临界资源，一段时间内，允许多个进程访问 共享方式 互斥访问共享 同时访问共享 虚拟性 概念：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 实现方式 时分复用技术，典型例子有虚拟处理机，虚拟设备如打印机 空分复用技术，典型技术有虚拟磁盘，虚拟内存 异步性（不确定性）概念：程序执行过程的不确定性 操作系统的体系结构 操作系统本质上就是一个大型系

6、统软件 变革过程 无结构 模块化结构 概念：按功能划分成若干个模块，模块之间通过接口实现交互。模块独立性衡量标准 内聚性，指模块内部各部分间联系的紧密程度 耦合度，指模块间相互联系和相互影响的程度 通过两个概念可以得出，模块的内聚性越高，耦合度越低，模块的独立性越高。模块化结构的优点：操作系统设计的正确性高，易于理解和维护。缺点：接口难以定义，模块之间存在复杂的依赖关系。分层式结构 概念 优点：易于保证系统的正确性，易于理解和维护，易于扩充。缺点：系统效率较低。微内核结构 实现思想：在操作系统内核中只留下一些最基本的功能，而将其他服务尽可能的从内核中分离出去，用若干个运行在用户态的服务器进程来实现，形成“客户/服务器模式”，普通用户进程通过内核向服务器进程发送请求。基本功能 进程管理 低级存储器管理 中断和陷入处理 优点：提高了系统的可扩展性，增强了系统的可靠性，可移植性好，提供了对分布式系统的支持。缺点：由于消息传递和模式切换存在开销，所以导致运行效率有所降低。通用操作系统介绍 几个现在通用的操作系统：Linux，Unix，WINDOWS。