操作系统引论1.1操作系统的目标（了解、知道）a、有效性：提高系统资源的利用率，提高系统的吞吐量。b、方便性：方便使用计算机系统，避免用户使用机器语言编写程序的繁琐工作。c、可扩充性：超大规模集成电路（VLSI）技术、计算机技术以及计算机网络发展的需求，以便于增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块。d、开放性：遵循世界标准规范，如开放系统互联（OSI）国际标准。1.2操作系统的作用（知道）它作为用户和计算机硬件之间的接口；a、命令方式；b、系统调用方式；c、图形窗口方式B、它作为计算机系统资源的管理者：处理器管理（分配和控制处理机）b、存储器管理（负责内存的分配与回收）c、I/O设备管理（I/O设备的分配与操纵）d、信息管理（信息的存取、共享和保护）。C、它实现了对计算机资源的抽象：铺设在硬件上的多层软件系统，增强了系统的功能，隐藏了硬件操作的具体细节，从而方便用户使用。1.3推动操作系统发展的主要动力（知道）不断提高计算机资源的利用率：最初的动力——计算机系统的昂贵。方便用户使用：改善用户上机、调试的条件，如图形用户界面的出现。器件的不断更新换代：微电子技术的发展，推动OS的功能和性能迅速增强和提高。D、计算机体系结构的不断发展：计算机：单处理机系统多处理机系统计算机网络。操作系统：单处理机OS多处理机OS网络OS人工操作方式；脱机输入/输出方式。脱机的优点：减少CPU的空闲时间；提高了I/O速度。单道批处理系统主要特征：（知道）(a)自动性：作业自动逐个依次运行，无需人工干预(b)顺序性：先调入内存的作业先完成(c)单道性：内存始终仅有一道程序运行多道批处理系统的好处：（知道）1、提高CPU的利用率；2、提高内存和I/O设备利用率；3、增加系统吞吐量。多道批处理系统（知道）优点：资源利用率高，系统吞吐量大缺点：平均周转时间长（排队、调度），无交互能力多道批处理系统应解决的问题：（知道）1、处理机的管理问题（分配和回收）；2、内存的的管理问题（分配和保护）；3、I/O设备的管理问题（共享）；4、文件管理问题（程序和数据的组织）；5、作业的管理问题（组织和管理）。分时系统：（掌握）定义：在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过终端，以交互的方式使用计算机，共享主机资源。分时系统特征：（知道）a)多路性：宏观上多个用户同时工作，微观上每个用户轮流运行一个时间片。(b)独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立操作。(c)及时性：用户请求能在很短时间内获得相应。(d)交互性：用户可通过终端与系统进行人机对话。实时系统：（掌握）定义：计算机能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对原事件的处理，并且控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作。实时系统特征：（1）响应时间要快；（2）系统可靠性要高；（3）具有连续的人-机对话能力；具有保护过载能力；（5）系统整体性要强。实时系统和分时系统的比较：（掌握）1.4操作系统的基本特征：（知道）并发性（并行合并发：并发同间隔事件发生，并行同时刻进行；引入进程、线程）；共享性（互斥共享性和同时访问性）；3、虚拟性（时分复用技术，空分复用技术）；4、异步性。1.5操作系统的主要功能（重点）处理机管理：对CPU进行分配，并对其运行控制和管理A、进程控制：为作业创建进程，撤销已结束的进程，控制进程在运行过程中的状态转换；B、进程同步：为多个进程的运行进行协调，包括进程互斥和进程同步两种协调方式；C、进程通信：实现相互合作的进程之间的信息交换；D、调度：包括作业调度和进程调度。存储器管理：为多道程序分配内存，方便用户使用存储器，提高存储器利用率以及能从逻辑上扩充内存。A、内存分配：为每道程序静态或者动态地分配内存；B、内存保护：确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行，互不干扰；C、地址映射：将应用程序地址空间中的逻辑地址映射为内存空间中的物理地址；D、内存扩充：借助虚拟存储技术，从逻辑上扩充内存。设备管理功能：完成I/O请求，分配I/O设备，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。A、缓冲管理：管理好各类缓冲区，提高系统吞吐量；B、设备分配：根据I/O请求，分配所需要的设备；C、设备处理：实现CPU与设备控制器之间的通信；D、虚拟设备：将一个物理设备变换（改造）为多个对应的逻辑设备，使每个用户感觉自己独占该设备4、文件管理：对用户文件和系统文件进行管理，方便用户使用，并保证文件的安全性。A、文件存储空间的管理：为文件分配必要的外存空间