操作系统概论
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操作系统复习提纲第1章引论1.计算机系统组成硬件:中央处理器,存储器(主存和辅存),输入输出控制系统和各种输入输出设备构成软件:系统软件,支撑软件和应用软件。
2.操作系统的功能/本质从资源管理的观点出发,操作系统功能可分为:处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理。
此外,操作系统还为用户提供了两类使用接口:程序员接口-“系统功能调用”和操作员接口-“操作控制命令”。
3.按照操作系统提供的服务,大致可以把操作系统分为以下几类:批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、微机操作系统、嵌入式操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统是基本的操作系统。
①批处理操作系统按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行,实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行,多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器,中央处理器轮流地执行各个作业,各个作业可以同时使用各自所需的外围设备,这样可以充分利用计算机系统的资源,缩短作业时间,提高系统的吞吐率。
②分时操作系统,这种系统中,一个计算机系统与许多终端设备连接,分时系统支持多个终端用户,同时以交互方式使用计算机系统,为用户在测试、修改和控制程序执行方面提供了灵活性。
分时系统的主要特点是同时性、独立性、及时性和交互性。
③实时操作系统能使计算机系统接收到外部信号后及时进行处理,并在严格的规定时间内完成处理,且给出反馈信号。
它是较少有人为干预的监督和控制系统。
实时系统对可靠性和安全性要求极高,不强求系统资源的利用率。
4.Unix,Linux特点Unix:通用的交互式分时操作系统。
特点:①短小精悍。
②具有可装卸的多层次文件系统。
③可移植性好。
④网络通信功能强。
Unix是目前惟一可以安装和运行在从微机、工作站、大型机到巨型机上的操作系统。
一、操作系统概论操作系统:是一组控制和管理计算机硬件和软件资源合理对各类作业进行调度,以方便用户的程序的集合软件:是提高计算机系统效率和方便用户使用计算机的程序响应时间:从用户发出命令道系统完成处理所需要的时间分时技术:把处理机的响应时间划分成若干个大小相等(或者不等)的时间单位,称为时间片,每个终端用户获得CPU,就等于获得一个时间片,该用户程序开始运行时间片到(用完),用户程序暂停运行,等待下一次运行。
批处理:是指把一批作业以脱机的以脱机方式输入到磁带机上,并把系统中配上监督程序,它负责完成作业的调入、互动运行、输出运行结果等工作。
吞吐量:对网络设备、端口、虚电路或其他设施,单位时间内成功地传送数据的数量。
裸机:一台完全无软件的计算机系统。
脱机输入输出:由于程序和数据的输入输出都是在外围机的控制下完成的或者它们是在脱离主机的情况下进行的,故称为脱机输入输出。
单道批处理系统:系统对作业的处理都是的,且在内存中只保持一道作业,故称为单道批处理系统。
它的主要特征有:自动性、顺序性、单道性多道批处理系统:该系统把用户提交的作业成批地送入计算机内存,然后由作业调度该程序自动地选择作业运行。
并发性:是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
并行性:是指两个或多个事件在同一时刻发生。
临界资源:指在一段时间内只允许一个进程访问的资源。
虚拟性:指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。
二进程的描述与控制原语是指由若干条指令组成、用来实现某个特定操作的一个过程。
原语的执行具有原子性,即原语在执行过程中不能被分割。
操作系统内核中含有许多原语,它们运行在系统状态下。
内核:通常将一些与硬件紧密相关的模块(诸如中断处理程序,各种常用设备的驱动程序),以及运行频率较高的模块(诸如时钟管理进程调度以及许多模块公用的一些基本操作)都安排在紧靠硬件的软件层次中,并使它们常驻内存,以便提高OS的运行效率,并对它们加以保护。
第一章操作系统概论一、本章要求熟练掌握的内容1、操作系统的定义:计算机操作系统是与计算机硬件紧密相关的一层系统软件,由一整套分层次的控制程序(模块)组成,统一管理计算机系统的所有资源,包括处理器、存储器、输入输出设备以及其它系统软件、应用程序和数据文件等。
操作系统合理地组织计算机系统工作流程,有效地利用计算机系统资源为用户提供一个功能强大、界面良好、使用方便的工作环境,让用户无需了解硬件细节,而是直接利用逻辑命令就能灵活方便地使用计算机。
操作系统为计算机软硬件功能的进一步扩展提供了一个支撑平台。
2、操作系统的特性:操作系统具备了程序并发、资源共享和独立随机可访问三大特征。
(1)程序的并发:在操作系统中,我们把一个功能上独立的程序的一次执行称为一个进程,每一个进程都需要占用一部分系统资源,包括占用处理器时间、内存、输入输出设备等。
若某一段时间内同时有两个或两个以上进程在运行,则称为“程序的并发”。
(2)资源共享:资源的共享是指计算机的软硬件资源为多个拥有授权的用户或程序所共用,以提高这些资源的利用率。
(3)独立随机可访问:在多任务环境下执行的每一个进程在逻辑上具有独立性和随机性。
如果有充分的资源保障,每一个进程都会独立的完成并且其执行速度与其它进程无关,进程执行的起始和结束时间也是独立的并且是随机发生的。
这种独立和随机性形成了对操作系统的客观要求,即必须具备同时处理多个随机并发进程的能力,操作系统的系统管理程序要保证对资源的访问的独立性和随机性。
3、操作系统的功能:(1)处理机管理:处理机管理是操作系统最主要任务之一,其主要功能是对中央处理机的使用进行调度分配,最大限度地提高它的处理能力。
操作系统通过对进程的管理实现对处理机的管理,包括进程创建、进程执行、进程通信、进程撤销、进程等待和进程优先级控制等。
(2)存储管理:存储管理指对内存及其扩展空间的管理。
由于内存资源的紧缺性,存储管理的目标是为程序设计者提供方便、安全和足够的存储空间。
第一章操作系统概论1.操作系统定义:计算机系统中的一个系统软件,一些程序模块的集合——他们能有效组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源,合理地组织计算机的工作流程,控制程序的执行,并向用户提供各种服务功能使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机,并使整个计算机系统能高效的运行。
2.操作系统特征:并发性、共享性(互斥共享、同时共享)、随机性3.操作系统功能:1)进程管理(进程调度、进程同步、进程间通信、调度(处理机调度,包括进程调度、线程调度、作业调度))2)存储管理(内存的分配与回收、存储保护、内存扩充)、3)文件管理(文件存储空间的管理、目录管理、文件系统的安全性)4)设备管理5)用户接口。
4.操作系统的发展手工操作、监控程序(早期批处理)、多道批处理、分时系统、unix通用操作系统、个人计算机操作系统(ios windows linux)、android操作系统5.操作系统分类1)批处理操作系统特点是成批处理。
优点是作业流程自动化较高,资源利用率较高,作业吞吐量达,从而提高整个系统效率;但用户不能直接与计算机交互,不适合调试程序。
用户模式——目态——一般指令特权模式——管态——特权指令Spooling技术2)分时系统(采用时间片轮转方式处理服务请求,并通过交货方式在终端上向用户显示结果)特点:多路线、交互性、独占性、及时性3)实时操作系统(分硬实时系统和软实时系统)除具有多道程序系统基本能力外,还有实时时钟管理、过载保护、高可靠性能力。
4)嵌入式操作系统5)个人计算机操作系统6)网络操作系统7)分布式操作系统特点:是一个统一的操作系统,在系统中的所有主机使用的是同一个操作系统;实现资源的深度共享;透明性;自治性集群是分布式系统地一种。
8)智能卡操作系统(片内操作系统COS)6.操作系统结构1)整体式结构优点:结构紧密,接口简单直接,系统效率较高缺点:模块间转接随便,各模块互相牵连,独立性差,系统结构不清晰;更换修改困难;以大型表格为中心。
操作系统概论1. 引言操作系统是计算机系统中最核心的软件之一,它为计算机提供了管理和控制硬件资源的功能。
本文将对操作系统的概念、功能和分类进行介绍,并探讨操作系统在计算机系统中的重要性。
2. 操作系统的定义操作系统是一个由计算机软件和硬件组成的系统,它管理和控制计算机的软硬件资源,为用户和其他软件提供一个简单一致的接口。
操作系统的主要目标是提高计算机系统的性能、可靠性和安全性。
3. 操作系统的功能3.1 管理资源操作系统负责管理计算机的物理资源,如处理器、内存、硬盘和网络设备等。
它通过资源分配和调度技术,确保资源能够被合理利用,提高系统的效率和性能。
3.2 提供用户接口操作系统为用户提供了与计算机系统交互的接口,使用户能够通过命令行、图形界面或者网络等方式与计算机进行交互。
用户可以通过操作系统发送命令、运行程序以及访问文件等。
3.3 实现文件管理操作系统实现了对文件的管理和控制,包括文件的创建、读取、写入和删除等操作。
它通过文件系统来组织和存储文件,使用户能够方便地管理和访问文件。
3.4 支持并发和并行操作系统能够处理多个任务或程序的同时执行,称为并发。
它通过调度和分时技术,实现多个任务的并发执行。
同时,操作系统还支持多处理器系统,实现多个程序的并行执行。
4. 操作系统的分类4.1 批处理操作系统批处理操作系统是最早的操作系统之一,它通过批处理方式处理作业。
用户将作业提交给操作系统后,操作系统按照预定的顺序自动执行作业,提高了计算机系统的利用率。
4.2 分时操作系统分时操作系统允许多个用户通过终端同时访问计算机系统。
它通过时间片轮转的方式,使每个用户都能够接收到足够的处理时间。
分时操作系统实现了多用户的并发执行,提高了系统的利用率。
4.3 实时操作系统实时操作系统要求系统能够在严格的时间限制下响应外部事件。
它适用于对时间要求较高的应用领域,如航空航天、工业控制和医疗设备等。
实时操作系统根据时间要求分为硬实时系统和软实时系统。
操作系统概论操作系统是计算机系统的一个重要组成部分,其作用是管理计算机系统的资源,控制计算机的运行,提供用户与计算机硬件之间的接口,从而使得计算机系统能够高效地运行。
本文将介绍操作系统的概念、分类、功能以及常见的操作系统。
操作系统的概念简单来说,操作系统就是控制计算机硬件资源、管理计算机系统运行、提供用户接口的软件。
它主要包括三个方面的功能:•管理计算机系统的资源,包括处理器、存储器、输入/输出设备等;•控制计算机的运行,包括进程调度、死锁检测等;•提供用户与计算机硬件之间的接口,包括命令解释、文件管理、网络通信等。
操作系统的分类按照应用领域的不同,操作系统可以分为多种类型。
常见的操作系统分类如下:手机操作系统手机操作系统是指安装在手机上的操作系统,最常见的几种手机操作系统有:安卓(Android)、苹果操作系统(iOS)和Windows Phone。
这些操作系统都是针对移动设备而开发的。
桌面操作系统桌面操作系统是指针对个人计算机而开发的操作系统,最常见的几种桌面操作系统有:Windows、macOS、Linux等。
服务器操作系统服务器操作系统是专门用于管理和控制服务器的操作系统,主要用在互联网数据中心等领域,最常见的几种服务器操作系统有:Linux和Windows Server。
嵌入式操作系统嵌入式操作系统是指针对嵌入式设备而开发的操作系统,这些设备通常具有复杂的硬件结构和功能要求,最常见的嵌入式操作系统有:VxWorks、uC/OS等。
操作系统的功能操作系统作为一个软件系统,其功能涵盖了多个方面,包括:进程是计算机运行时的一个基本单位,操作系统通过进程管理功能来控制进程的创建、调度、终止等操作。
存储器管理计算机存储器是计算机系统的重要组成部分,操作系统通过存储器管理功能来管理存储器的分配、回收等操作。
文件管理文件是计算机系统中管理信息的基本单位,操作系统通过文件管理功能提供对文件的存取、保护、共享等支持。
操作系统概论计算机的操作系统是指管理和控制整个计算机系统硬件、软件资源,合理组织计算机工作流程,使各种硬件和软件发挥最大效能,以便为用户提供良好服务的程序集合。
第一节操作系统概述操作系统的基本概念一、操作系统的基本概念操作系统是一个独立于计算机硬件和外部环境之外的、对计算机资源进行管理和控制的软件程序系统。
操作系统不仅具有对各种硬件的管理功能,而且还具有支持应用程序并使它们相互协调运行的功能,从而保证了计算机系统整体性能和高效性。
操作系统在结构上与计算机系统是一种模块化结构,既包含了内核模块,又包括用户界面模块,还有提供网络通信接口的模块等。
二、操作系统的功能1.操作系统的层次结构2.多级处理机系统3.操作系统的用户界面4.操作系统的类型1.GUI2.Linux3.Solaris4.Windows20005.UNIX6.DEC7.PPC8.UNIX9.UNIVAC;10.操作系统的特征1.稳定性2.可靠性3.安全性4.灵活性5.开放性三、操作系统的分类一般情况下,操作系统的划分标准有三条: 1.从用户的角度来看,可将其分为个人计算机用户、单处理机用户和多处理机系统用户; 2.从计算机处理资源的角度来看,可将其分为主机型操作系统和客机型操作系统; 3.从计算机处理资源的管理方式来看,可将其分为集中式操作系统和分布式操作系统。
分类主要依据是操作系统提供的服务功能,如处理机管理、存储管理、文件管理等。
当然,按照不同的分类标准,还可以把操作系统划分成若干类型,例如:分时系统、实时系统、网络操作系统、分布式系统等等。
第二节操作系统的发展历史一、操作系统的产生和发展20世纪50年代末期,为了解决高速运算问题,美国贝尔实验室的E。
M。
沃思在巴贝奇-图灵测试中的成功,为系统科学开辟了新天地。
1967年,美国计算机科学家J。
B。
诺伊曼发表了《论可计算性》一文,开创了软件工程研究,并成功地解决了数值计算问题。
第一章1.计算机系统:①定义:是能按照人的要求接受和自动进行数据处理和计算,并输出结果的机器系统。
②组成:硬件(子)系统和软件(子)系统,其中硬件子系统是系统赖以工作的实体,它是有关的各种物理部件的有机的结合。
软件子系统由各种程序以及程序所处理的数据组成,这些程序的主要作用是协调各个硬件部件,使整个计算机系统能够按照指定的要求进行工作。
③硬件子系统:包括中央处理器CPU、存储器、输人输出控制系统和各种外围设备。
④软件子系统:包括系统软件、支撑软件和应用软件三个部分。
2.操作系统OS:①定义:是管理计算机系统资源、控制程序执行、改善人机界面和为应用软件提供支持的一种系统软件。
②作用:操作系统管理计算机系统的资源;操作系统为用户提供方便的使用接口;操作系统具有扩充硬件的功能。
③操作系统管理哪些资源:管理计算机系统的资源,其中硬件资源主要包括中央处理器、主存储器和各种外围设备;软件资源包括了程序和数据,通常这些程序和数据是以文件的方式存储和使用的。
它说明资源的使用情况,实现多用户共享计算机系统的各种资源。
④操作系统有哪些基本功能,从资源管理的观点来看:✓处理器管理。
操作系统按照一定的调度算法分配处理机。
✓存储管理。
负责分配、回收和保护存储单元。
✓文件管理。
涉及到文件存储空间的分配与回收、文件目录管理、文件读写与保护。
✓设备管理。
对设备进行分配、回收与控制。
✓作业管理。
负责作业的调度和作业控制。
✓用户接口。
3.操作系统的形成和基本类型①推动操作系统发展的动力:1.不断提高资源利用率的需要 2.方便用户操作 3.硬件的不断更新换代 4.计算机体系结构的不断发展。
②批处理操作系统:✓“单道批处理系统”:每次只允许一个作业执行。
一批作业的程序和数据交给系统后,系统顺序控制作业的执行,当一个作业执行结束后自动转入下一个作业的执行。
✓“多道批处理系统”:允许若干个作业同时装入主存储器,使一个中央处理器轮流地执行各个作业,各个作业可以同时使用各自所需的外围设备。