2.1 操作系统概述

《计算机操作系统》第1章操作系统概述在我们日常使用计算机的过程中，操作系统是那个默默工作却至关重要的幕后英雄。

它就像是一个大管家，有条不紊地管理着计算机的各种资源，让我们能够方便、高效地完成各种任务。

那么，究竟什么是操作系统呢？操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。

它负责控制和协调计算机系统中各个部件的工作，为用户和应用程序提供一个方便、安全、高效的工作环境。

从最直观的角度来看，当我们打开计算机，首先映入眼帘的那个界面，比如 Windows 系统的桌面、Mac 系统的 Finder 等，就是操作系统为我们呈现的。

通过这个界面，我们可以启动各种应用程序，如浏览器、办公软件、游戏等。

而在这背后，操作系统在默默地做着大量的工作。

操作系统的主要功能可以概括为以下几个方面：首先是处理器管理。

计算机的中央处理器（CPU）是其核心部件，但在同一时间内，只能执行一个程序。

操作系统通过合理地分配 CPU 时间，让多个程序能够并发执行，从而提高计算机的利用率。

这就好像是一个调度员，安排不同的任务在合适的时间使用 CPU 资源。

其次是内存管理。

内存是计算机存储数据和程序的重要场所，操作系统要确保各个程序能够合理地使用内存空间，避免出现内存泄漏、内存不足等问题。

它就像是一个仓库管理员，精心安排着货物（数据和程序）在仓库（内存）中的存放位置。

然后是设备管理。

计算机系统中有各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。

操作系统要负责对这些设备进行有效的管理，包括设备的分配、驱动程序的加载等，让用户能够方便地使用这些设备。

文件管理也是操作系统的重要职责之一。

计算机中的文件众多，操作系统需要建立一套有效的文件系统，对文件进行存储、检索、更新、共享和保护。

这就像是一个图书管理员，管理着图书馆（计算机）中的大量书籍（文件）。

此外，操作系统还提供了用户接口，分为命令接口和图形接口。

命令接口允许用户通过输入命令来操作计算机，而图形接口则以直观的图形方式让用户与计算机进行交互。

1. 操作系统概述1.1 操作系统概念操作系统为应用程序提供与硬件交互的接口，为运行中的程序动态地分配可共享的系统资源，与之相关的研究主要涉及内存、进程及外设的管理和调度。

相邻层次间的接口不断改变：一方面，原来由操作系统负责的部分功能被迁移到硬件中；另一方面，一些与应用程序解决的问题无关的程序化函数也被加入操作系统中。

1.2 相关观点1.2.1 资源管理者最经典的观点认为操作系统是资源管理者( resource manager) 。

从这个观点来看，操作系统负责系统的硬件。

在这个角色中，操作系统接收来自应用程序对资源访问的请求，其可以授权访问或拒绝访问。

当授予分配请求时，它必须谨慎地分配资源，使程序间不能相互干扰。

1.2.2 服务提供者我们可以想象，资源管理者的观点代表了系统拥有者需要确保资源能得到有效的使用。

另一方面，我们可以应用程序或应用程序的程序员的观点来分析操作系统。

从这个角来看，需要操作系统提供丰富的服务，使应用程序的工作变得更加轻松。

并且应用程序特别希望，访问I/ 设备、分配内存等许多细节都由操作系统完成。

当我们从服务提供者的角度来考虑操作系统时，经常说程序运行在操作系统之上(on) 。

1.2.3 虚拟机最后一个观点是我们将操作系统作为虚拟机( virtual machine )进行分析。

之所以从这个角度分析操作系统，是因为我们将操作系统作为应用程序和硬件之间的接口。

通过想象应用程序在操作系统和硬件之上，我们可以获得这样的基本思想。

在硬件简单而特性很少的计算机与硬件复杂而又特性很多的计算机之间，如果对这两种类型的计算机操作系统提供相同的特征，那么应用程序无法对两者进行区分。

换言之，对应用程序而言，其就是运行在硬件和操作系统结合的“计算机”之上，我们称之为虚拟机操作系统( virtualmachine operating system)2. 操作系统的功能2.1 进程与线程进程：在进程模型中，计算机上所有可运行的软件，通常也包括操作系统，被组织成若干程。

第一章计算机操作系统概述1、操作系统的概念Operating System，OS），是一种软件，属于系统软件；器的接口；从计算机的系统结构看，操作系统是一种层次、模块结构的程序集合，属于有序分层法，是无序模块的有序层次调用；操作系统体现了计算机技术和管理技术的结合。

2、操作系统的生成和五大类型OS内核（kernel）。

既方便用户，又使系统开销尽量小；生成的配置过程如UNIX中newconfig命令；DOS中config.sys文件；维护由系统管理员负责。

系统。

上看，内存中的多道程序轮流地或分时地占用处理机，交替执行。

≠多重处理系统≠多用户≠多终端多道系统不一定是多用户系统。

多重处理系统一般指多CPU系统。

当然，一个CPU的系统采用分时技术可以为多用户服务。

多用户的关键技术是在用户之间要有保密保安措施。

终端指用户使用的硬件设备，即使一个终端也可为多用户使用，例如，银行的自动取款机(ATM)。

CPU的时间分成很短的时间片（例如，几十至几百毫秒）工作。

随着时间片的时间减少，对换时间所占的比例随之增大。

随着用户数目的不断增加，这种矛盾会越来越突出。

速反应。

交互作用能力较差。

3、操作系统的五大功能时间”的管理，即如何将CPU真正合理地分配给每个任务。

4、表征操作系统的属性安全可靠性，可测试性等。

第二章作业管理1、基本概念(Job)是让计算机完成一件事或任务，可大可小，可多可少。

(Job ) ：作业顺序执行的工作单元。

(Job Stream) ：作业步的控制流程。

2、用户界面3、传统的人机接口Shell语言）：DOS Shell；UNIX ；BShell、CShell等System Call）4、作业输入输出方式交互联机）SPOOLing：联机外围同时操作，假脱机（排队转储，设备虚拟技术）5、作业调度1）采用JCB（作业控制块）表格，记录各作业状况；2）按选定的算法，从后备作业队列中选出一部分（多道）或一个作业投入运行；3）为被选中的作业做好运行前的准备工作。

操作系统概述1. 进程管理：操作系统负责管理计算机中运行的所有进程。

它分配 CPU 时间和内存空间，并确保各个进程能够按照一定的顺序执行。

2. 内存管理：操作系统负责管理计算机中的内存，包括内存分配、回收和交换等功能，以确保系统能够高效地利用内存资源。

3. 文件系统管理：操作系统负责管理计算机中的文件系统，包括文件存储、访问和管理等功能，以方便用户对文件进行管理和操作。

4. 设备管理：操作系统负责管理计算机中的各种设备，包括输入输出设备、存储设备、网络设备等，以便用户和应用程序能够与这些设备进行交互。

5. 用户界面：操作系统为用户和应用程序提供了一种用户友好的界面，使其能够方便地进行交互和操作。

总的来说，操作系统是计算机系统中最基本的软件之一，它负责管理和控制计算机的各种资源，为用户和应用程序提供一个良好的运行环境。

操作系统的发展使得计算机的使用更加方便和高效，也推动了计算机技术的不断发展和进步。

操作系统是计算机系统中最重要的软件之一。

作为计算机系统的核心组成部分，操作系统扮演着管理和控制计算机资源的重要角色。

它负责将计算机的硬件资源（如CPU、内存、磁盘、网络等）与应用程序和用户进行有效地连接，使得计算机系统能够高效地运行。

操作系统的功能涵盖了进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户界面等各个方面，下面将详细阐述各个方面的功能。

首先是进程管理。

操作系统通过进程管理来分配 CPU 时间和内存空间，确保各个进程能够依次执行。

它负责创建新的进程、暂停和恢复进程、终止进程等操作，同时还要确保进程间能够合理地进行通信和协作。

通过进程管理，操作系统能够有效控制计算机系统中运行的各种任务，保证它们能够按照一定的顺序进行执行。

其次是内存管理。

操作系统需要管理计算机系统中的内存，包括内存的分配、回收和交换等功能。

它要确保每个程序都能够获得足够的内存空间，同时还要避免内存泄漏和内存碎片等问题。

内存管理能够有效地利用计算机的物理内存资源，提高系统的整体性能。

高校计算机专业操作系统知识点总结操作系统是计算机科学中非常重要的一个领域，它是计算机硬件和系统应用程序之间的桥梁。

操作系统为用户和软件提供了良好的使用环境，同时也对计算机的资源进行管理和调度。

在高校的计算机专业学习中，操作系统是一个必修课程，下面将对操作系统的知识点进行总结。

一、操作系统基本概念和分类1.1 操作系统的定义和作用操作系统是指控制和协调计算机硬件与应用软件资源，为用户和应用程序提供服务的系统软件。

它的作用主要包括管理和分配计算机的资源、控制和监视计算机的运行状态、提供用户接口和环境、实现对外设的管理等。

1.2 操作系统的分类操作系统按照不同的标准可以进行多种分类，常见的分类方法包括单用户操作系统和多用户操作系统、单任务操作系统和多任务操作系统、分时操作系统和实时操作系统等。

二、进程管理2.1 进程的定义和特点进程是指计算机中正在运行的程序，它是系统中最基本的执行单位。

进程具有独立的内存空间和上下文环境，包括程序计数器、寄存器和栈等。

2.2 进程的状态及转换进程在运行过程中会经历不同的状态，常见的进程状态有就绪态、运行态和阻塞态。

进程状态之间的转换主要有创建、终止、就绪、阻塞和运行等。

2.3 进程调度进程调度是指操作系统根据一定的策略和算法选择合适的进程来占用处理器的过程。

常用的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（RR）和优先级调度等。

三、内存管理3.1 内存分配方式内存分配方式包括连续分配和非连续分配。

连续分配常用的方式有固定分区分配、可变分区分配和动态分区分配。

非连续分配常见的方式有页式存储管理和段式存储管理。

3.2 虚拟内存虚拟内存是指操作系统为应用程序提供的一种假象，它将物理内存和磁盘空间结合起来，为应用程序提供连续的地址空间。

四、文件管理4.1 文件系统的功能文件系统是操作系统中用于管理文件的一个重要模块，它的主要功能包括文件的创建与删除、文件的打开与关闭、文件的读写和文件的共享与保护。

操作系统概述操作系统概述计算机系统由硬件系统和软件系统组成。

操作系统是计算机系统中不可缺少的系统软件，它是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统功能的第一次扩充。

操作系统的功能实现与计算机硬件系统所提供的功能密切相关，因此，操作系统不仅体现了软件技术的最新发展，也体现了计算机硬件和体系结构发展的最新成果。

本章介绍操作系统在计算机系统中所处的地位和作用，并由此引出操作系统的主要功能和操作系统追求的目标和宗旨，以作为后续章节中操作系统解决各种问题的指导思想。

由于操作系统需要对硬件资源进行管理，所以，本章针对本书各章中涉及的诸如处理机的态、特权指令、中断、80386CPU的寄存器以及CPU的工作模式等硬件知识做了简单介绍，深度仅满足本教材的需要。

1.1操作系统的定义及其功能操作系统是一个大型的软件系统，它负责计算机的全部软件、硬件资源的管理，控制和协调并发活动，实现信息的存储和保护，并为用户使用计算机系统提供使用方便的用户界面。

操作系统使得计算机系统实现了高效率和高度自动化。

操作系统在计算机系统中充当计算机硬件系统与应用程序之间的界面，所以，操作系统既面向系统资源又面向用户。

面向系统资源，要求操作系统必须尽可能提高资源的利用率；面向用户，要求操作系统必须提供方便易用的用户界面。

这是操作系统追求的目标和宗旨，也是贯穿本书各章节各知识点展开讨论的一条主线，是问题得以提出和解决的惟一出发点。

操作系统是计算机资源的管理者，它通过管理计算机资源来控制计算机系统功能的实现，并为其他系统软件和所有应用软件提供支撑平台。

由于操作系统本身也是软件，所以它对计算机系统资源的管理和控制是以不同寻常的方式来运作的。

与一般的应用程序不同，它涉及的对象是系统资源，而且可以直接对处理机进行设置和控制，而其他软件则必须通过操作系统提供的系统调用界面才能使用系统资源。

操作系统面向系统中的所有软件和硬件资源，要实现对处理机、内存、外部设备、文件和网络的管理；操作系统面向用户，要提供一个良好的用户界面。

操作系统概述操作系统是计算机系统中的一个核心组成部分，它管理着计算机的硬件和软件资源，为用户和应用程序提供一个友好的环境。

本文将对操作系统的概念、功能、分类以及其在计算机系统中的作用进行阐述。

一、操作系统的概念操作系统是指控制和管理计算机硬件与软件资源，使计算机系统能够高效运行的一种系统软件。

它作为计算机系统的核心，主要负责任务调度、进程管理、内存管理、文件系统管理等功能，为用户和应用程序提供了一个简单易用且高效稳定的工作环境。

二、操作系统的功能1. 进程管理：操作系统负责管理计算机中同时运行的多个进程，分配资源、调度线程，并确保它们按照规定的优先级和时间片轮转运行。

2. 内存管理：操作系统负责对内存资源的分配和回收，保证程序能够正确加载和运行，并提供虚拟内存的支持，增加内存的使用效率和容量。

3. 文件系统管理：操作系统负责对磁盘空间的管理和文件的存取控制，提供对文件的读写、复制、删除等功能，保护文件的完整性和安全性。

4. 设备管理：操作系统负责管理计算机的硬件设备，包括CPU、内存、硬盘、打印机等，通过设备驱动程序实现对设备的控制和操作。

5. 用户接口：操作系统为用户提供了一种与计算机进行交互的方式，包括命令行接口（CLI）、图形用户界面（GUI）等，使用户可以方便地操作和管理计算机。

三、操作系统的分类1. 批处理操作系统：批处理操作系统主要用于无人值守的大型计算任务，用户提交一个作业后，计算机按照预定的顺序自动完成作业，并将结果输出。

2. 分时操作系统：分时操作系统允许多个用户同时共享计算机系统的资源，每个用户通过终端与计算机进行交互，实现多任务的并发执行。

3. 实时操作系统：实时操作系统主要用于对时间要求敏感的应用，如航空航天系统、工业控制系统等，它能够及时响应并处理来自外部的事件。

4. 网络操作系统：网络操作系统是基于网络通信的操作系统，它提供了网络资源共享、文件传输、远程登录等功能，简化了多地协同工作的过程。

第二章操作系统概述在当今数字化的时代，操作系统如同计算机系统的大管家，默默地在幕后掌控着一切，使得我们能够便捷、高效地使用各种设备和应用程序。

那么，究竟什么是操作系统？它又有哪些重要的功能和特点呢？操作系统，简单来说，是管理计算机硬件与软件资源的程序，它负责协调计算机系统的各个部分，使得它们能够协同工作，为用户提供一个稳定、高效、友好的操作环境。

操作系统的首要任务是处理机管理。

在计算机系统中，处理机（也就是我们常说的 CPU）是最为核心的资源之一。

操作系统要合理地分配处理机的时间，确保各个程序能够公平、高效地使用处理机，避免出现某个程序独占处理机而导致其他程序无法运行的情况。

通过进程调度算法，操作系统决定哪个进程先运行、哪个进程后运行，以及每个进程运行的时间长度，从而最大程度地提高处理机的利用率。

内存管理也是操作系统的重要职责之一。

内存是计算机用于存储正在运行的程序和数据的地方。

操作系统需要合理地分配和回收内存空间，确保各个程序都能够获得足够的内存来运行，同时还要避免内存泄漏和内存碎片的产生。

通过内存分页、分段等技术，操作系统将内存划分为不同的区域，并根据程序的需求进行动态分配和回收，提高内存的使用效率。

文件管理是操作系统的又一关键功能。

我们在计算机中存储的各种文档、图片、视频等都被视为文件，操作系统负责对这些文件进行组织、存储和检索。

它为用户提供了一个统一的文件系统接口，使得用户可以方便地创建、删除、修改和访问文件。

同时，操作系统还负责对文件进行备份和恢复，以防止文件丢失或损坏。

设备管理也是操作系统不可忽视的一部分。

计算机系统中连接着各种各样的外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。

操作系统要对这些设备进行有效的管理，包括设备的分配、驱动程序的加载、设备的中断处理等。

它要确保设备能够正常工作，并且在多个程序同时访问设备时进行合理的协调，避免冲突。

除了上述的基本功能，操作系统还提供了用户接口。

操作系统知识点总结1. 操作系统概述操作系统是计算机系统的核心组成部分，它是管理计算机硬件和软件资源的系统软件。

操作系统提供了用户与计算机硬件之间的接口，实现了对计算机资源的合理分配、调度和控制，使得计算机能够高效地运行各种应用程序。

操作系统扮演着计算机系统的“管家”角色，它负责管理和协调系统中的各种资源，为用户提供方便、高效的计算环境。

2. 操作系统结构操作系统通常由内核和系统调用接口组成。

内核是操作系统的核心部分，负责管理系统资源和控制程序的执行。

系统调用接口是用户程序与内核之间的接口，它提供了一组系统调用的接口函数，使得用户程序可以请求内核提供的服务。

操作系统的结构可以分为单体结构、层次结构、微内核结构和客户机-服务器结构等。

不同的结构对操作系统的性能、可扩展性和维护性都有不同的影响。

3. 进程管理进程是程序在执行过程中创建的实体，它包含了程序的代码、数据和执行环境。

进程是操作系统中最基本的资源管理单元，操作系统通过进程管理对系统资源进行分配、调度和保护。

进程管理的主要功能包括进程的创建、终止和调度、进程通信和同步、以及进程的死锁处理等。

进程管理的主要目标是实现系统资源的高效利用和对进程的良好管理。

4. 内存管理内存管理是操作系统管理计算机内存资源的过程，它负责分配、保护和回收内存空间。

内存管理的主要功能包括内存的分配和回收、内存的保护和共享，以及虚拟内存的管理。

虚拟内存是一种将磁盘空间作为扩展内存使用的技术，它可以将物理内存和磁盘空间结合起来，为程序提供了一个较大的地址空间。

内存管理对计算机系统的性能和稳定性具有重要的影响。

5. 文件系统文件系统是操作系统中管理文件和目录的机制，它负责对文件进行存储和组织，并提供了对文件的访问和管理接口。

文件系统的设计要考虑文件的组织方式、文件的命名和访问方式、以及对文件进行保护和共享等。

文件系统的目标是提供对文件的高效访问和管理，并为用户和应用程序提供一个方便的文件管理环境。