《计算机操作系统》学习笔记（一）---操作系统引论

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更多发布于：2011-12-19 18:12

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	一、操作系统的作用有三： 1、OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口图片：32_3710_ea40ffa0696aaf7.gif 2、OS作为计算机系统资源的管理者计算机系统资源可分为四类：（1）处理器（2）储存器（3）I/O设备（4）信息（数据和程序） OS的主要功能就是针对这四类资源进行有效管理，分别对应着：（1）进程管理（2）存储器管理（3）设备管理（4）文件管理 3、OS用作扩充机器通常把覆盖了软件的机器称为扩充机或虚拟机，当人们为裸机覆盖上包含若干层次的OS之后，即可获得一台功能显著增强的多层扩充机器或多层虚拟机。二、操作系统的种类有四： 1、脱机（Off-Line）I/O方式的人工操作方式程序和数据的输入输出都是在外围机的控制下完成，它们是脱离主机的情况下进行的，故称为脱机输入/输出方式，反之，主机直接控制下进行输入/输出的方式称为联机（On-Line）输入/输出。其实磁盘在这里起着缓冲区的作用。图片：32_3710_d31baa2fe64529d.gif 2、单道批处理系统把一批作业以脱机方式输入到磁带（磁盘）上，计算机系统自动地一个作业一个作业顺序地进行处理，直到磁带（磁盘）上的作业全部完成。其特征为：自动性、顺序性、单道性。 3、多道批处理系统一个作业一般都会用到（cpu）和（内存以及I/O设备），但只能在一个时刻使用（CPU）和（内存以及I/O设备）其中的一个，所以降低了（CPU）和（内存以及I/O设备）的利用率，多道批处理系统即让多个作业交叉使用（CPU）和（内存以及I/O设备）。比如：A用（CPU）时，B正在用（内存以及I/O设备），A用（内存以及I/O设备）时，B正在用（CPU）。这样（CPU）和（内存以及I/O设备）在每个时刻都有作业在用它，从而提高了（CPU）和（内存以及I/O设备）的利用率，增加了系统的吞吐量。其特征为：多道性、无序性、调度性。优点为：资源利用率高、系统吞吐量大。缺点为：平均周转时间长、无交互能力。（凡是批处理系统，其周转时间都很长，因为作业要排队） 4、分时系统分时系统是指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自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。分时系统：首先要能够及时接受用户要求，即作业要放在内存上，不能放在外存上，作业在外存中不能运行其次要能够及时处理用户命令，即每个作业系统都会为它分配固定的时间片，用完之后就轮到其他作业运行了，得等待下一次其特征为：多路性、独立性、及时性、交互性。 5、实时系统主要应用于实时控制，如：火炮的自动控制系统、飞机的自动驾驶系统以及导弹的制导系统；和实时信息处理，如：飞机或火车的订票系统、情报检索系统实时系统与分时系统的特征比较：（1）多路性：分时系统为（系统）等待（终端用户）请求，然后为该终端用户提供服务；而实时系统为（系统）自动对（多路）的现场信息采集，然后为多路提供服务；（2）独立性：分时系统为多个（终端用户）向（主机）提出服务请求，独立操作，互不干扰；而实时系统为（主机）对（多路）进行信息采集和对象控制，互不干扰；（3）及时性：实时系统比分时系统的及时性更高；（4）交互性：分时系统为（系统）为（终端用户）提供数据处理服务、资源共享服务等；而实时系统为（系统）只能为（多路）提供某些特定的专用服务程序；（5）可靠性：实时系统比分时系统的可靠性更高；三、操作系统的基本特性有四： 1、并发：并行性与并发性的区别：并行性是指两个或多个时间在同一时刻发生，而并发行是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生； 2、共享：分互斥共享和同时访问两种方式；互斥共享：只能等一个用完再到下一个用同时访问：可以交叉着使用，即可以并发 3、虚拟：所谓虚拟，是指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（如：只有一个物理CPU，通过虚拟处理机技术将其虚拟成多个逻辑CPU，从用户的角度看，感觉是多个CPU在使用，实际上还是那一个物理CPU在使用，只是用户察觉不出来而已）。而用于实现虚拟的技术，称为虚拟技术。有虚拟处理机技术，虚拟存储器技术和虚拟设备技术。 4、异步性：多个进程并发执行时，一般都是交叉使用计算机中的某一个资源的，所以大多数进程通常不是“一气呵成”，而是以“停停走走”的方式运行，有可能最后进入的作业最先完成，所以进程是以人们不可预知的方向向前推进，此则进程的异步性。四、操作系统的结构设计 1、传通操作系统结构包括：无结构操作系统、模块化OS结构、分层式OS结构 2、先进操作系统结构包括：微内核结构微内核OS结构能有效地支持多处理机运行，非常适用于分布式系统环境。所谓微内核技术，是指精心设计的、能实现现代OS核心功能的小型内核，它与一般的OS不同，它更小更精炼，它不仅运行在核心态，而且开机后常驻内存，它不会因内存紧张而被换出内存。微内核并非是一个完整的OS，而只是为构建通用OS提供一个重要基础。微内核的基本功能：（1）进程管理（2）存储器管理（3）进程通信管理（4）I/O设备管理