2016-2017 操作系统复习资料
计算机科学与技术2017年专升本
孙培硕
临沂大学
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第一章
1-1 操作系统的概念
1.操作系统的定义
操作系统是一组能有效的组织和管理计算机的硬件和软件资源，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。
2.操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对计算机硬件系统的首次
扩充，其主要作用是管理好这些设备，提高它们的利用率和系统吞吐量，并为用
户和应用程序提供一个简单的接口，便于用户使用。
3.操作系统做什么?
①程序的执行
②完成与硬件有关的工作
③完成与应用无关的工作
④计算机系统的效率和安全问题
4.操作系统在计算机中的作用？
①OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
②OS作为计算机资源的管理者
③OS实现了对计算机资源的抽象
5.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？
操作系统首先在裸机上覆盖了一层I/O设备管理软件，实现了对计算机资源
的第一层抽象，在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对计算机硬件资源
的第二层抽象，OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统的功能，
隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。
6.操作系统的目标是什么?
方便性、有效性、可扩充性、开放性
方便性是指从用户的观点来看，提供良好的一致的用户接口，弥补硬件系统
的类型和数量差别。有效性的两层含义：提高系统资源的利用率和提高系统吞吐量。开放性是指系统能够遵循世界标准规范，特别是开放系统互连得OSI国际标准。
方便性和有效性是设计OS时最重要的两个目标
7.推动操作系统发展的主要动力是什么？
①不断提高计算机资源的利用率②方便用户
③器件的不断更新换代④计算机体系结构的不断发展
⑤不断提出新的应用需求
8.系统吞吐量：单位时间内系统完成的工作量。
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9.操作系统的基本特征是什么？
操作系统具有并发性、共享性、虚拟性、异步性
并发性，是指两个或多个事件在同一时间间隔发生
共享性，是指系统中的硬件和软件资源可供多个用户程序使用
虚拟性，是把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物
异步性，也称不确定性，指进程的执行时间和执行的先后顺序的不确定
10.并行性，是指两个或多个事件在同一时刻发生，在多道程序环境下，并发性
是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时的交替执行。
11. 微机系统的类型：
单用户、单任务 DOS，CPM
单用户、多任务 windows系统
多用户、多任务 UNIX OS
12. 用户使用计算机的三种方式:命令方式、系统调用方式、图标-窗口方式
1-2操作系统的功能
1.计算机系统资源：处理机、存储器、I/O设备、文件（数据和程序）
处理机管理是用于分配和控制处理机
存储器管理主要负责内存的分配与回收
I/O设备管理是负责I/O设备的分配（回收）与操作
文件管理是用于实现对文件的存取、共享和保护
2.操作系统的主要功能：
处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理、作业管理
处理机管理的主要功能：进程控制、进程同步、进程通讯、调度
存储器管理的主要功能：内存分配和回收、内存保护、地址映射、内存扩充I/O设备管理的主要功能：缓冲管理、设备分配、设备处理、虚拟设备
文件管理的主要功能：文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理、以及文件的共享和保护。
3.（1）处理机管理（处理机分配和运行都是以进程为单位）
主要任务：创建和撤销进程，对诸进程的运行进行协调，实现进程之间的信息交换，以及按照一定的算法把处理机分配给进程。
①进程控制的主要功能：为作业创建进程，撤销（终止）已结束的进程，以
及控制进程在运行过程中的状态转换。②进程同步机制常用的协调方式：进程互斥方式和进程同步方式。③进程通讯的任务是实现相互合作进程之间的信息交换。相互合作的进程处于同一计算机系统时，通常在他们之间采取直接通信的方
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式，即由源进程利用发送命令直接将消息挂到目标进程的消息队列上，以后由目
标进程利用接收命令从消息队列中取走消息。④调度：在传统os中，调度包括
作业调度和进程调度。
（2）存储器管理
主要任务：为多道程序的运行提供良好的环境，提高存储器的利用率，方便用户使用，并能从逻辑上扩充内存。
内存扩充机制：请求调入功能和置换功能
（3）I/O设备管理
主要任务：完成用户进程提出的I/O请求，为用户进程分配所需的I/O设备，并完成指定的I/O操作。提高CPU和I/O设备的利用率，提高I/O速
度，方便用户使用I/O设备。
（4）文件管理
主要任务：文件管理的主要任务是对用户文件和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。
1-3操作系统的发展
20C 50年代中期，出现了第一个简单的批处理OS，
20C 60年代中期，开发出多道程序批处理系统
1.人工操作方式
缺点：用户独占全机和CPU等待人工操作
2.脱机输入/输出方式
目的:为了解决人机矛盾以及CPU和I/O设备之间速度不匹配的问题，提高I/O速度
优点:减少了CPU空闲时间，提高了I/O速度。
3.单道批处理系统
目的:解决人机矛盾以及CPU和I/O设备之间速度不匹配的问题，旨在提高系统资源的利用率和系统吞吐量。
缺点：系统中资源得不到充分利用。
4.多道批处理系统
目的：为了进一步提高资源利用率和系统吞吐量
优点：资源利用率高，系统吞吐量大
缺点：平均周转时间长，无交互能力
在该系统中，用户所提交的作业先存放到外存上，并排成一个队列，称为后
备队列。
多道程序设计的特点：多道、宏观上并行、微观上串行
