计算机操作系统

╰+攻爆jí腚メ 2022-12-30 13:56 188阅读 0赞

### 计算机操作系统原理 ###

*  计算机操作系统原理
 *   *  第一章
     *   *  1. 操作系统的目标
         *   *  方便性
             *  有效性
             *  可扩充性
             *  开放性
         *  2.操作系统的作用
         *   *  OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
             *   *  用户操作计算机的三种方式
             *  OS作为计算机系统资源的管理者
             *   *  计算机系统包括的资源
             *  OS实现了对计算机资源的抽象
         *  操作系统发展的主要动力
         *  操作系统的发展过程
         *   *  人工操作方式
             *  脱机输入/输出方式
             *  单道批处理系统
             *  多道批处理系统
             *   *  操作系统的定义
             *  分时系统
             *  实时系统（实时性）
             *  微机操作系统
             *   *  单用户单任务操作系统
                 *  单用户多任务操作系统
                 *  多用户多任务操作系统
         *  操作系统的基本特性
         *   *  并发
             *  共享
             *  虚拟

# 计算机操作系统原理 #

## 第一章 ##

### 1. 操作系统的目标 ###

*  方便性
 *  有效性
 *  可扩充性
 *  开放性

#### 方便性 ####

以前：使用机器语言书写程序

#### 有效性 ####

含义：

*  提高系统资源的利用率
 *  提高系统的吞吐量（加速程序的运行，缩短程序运行时间）

#### 可扩充性 ####

#### 开放性 ####

统一遵循国际标准规范

### 2.操作系统的作用 ###

*  OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口
 *  OS作为计算机系统资源的管理者
 *  OS实现了对计算机资源的抽象

#### OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 ####

##### 用户操作计算机的三种方式 #####

*  命令方式
 *  系统调用方式
 *  图标-窗口方式

#### OS作为计算机系统资源的管理者 ####

##### 计算机系统包括的资源 #####

*  处理机：用于分配和控制处理机
 *  存储器：内存的分配与回收
 *  I/O设备
 *  文件

#### OS实现了对计算机资源的抽象 ####

*  第一层抽象：I/O设备管理软件实现了对计算机硬件操作
 *  第二层：文件管理

### 操作系统发展的主要动力 ###

*  不断提高计算机资源利用率
 *  方便用户
 *  器件的不断更新换代
 *  计算机体系结构的不断发展
 *  不断提出新的应用需求

### 操作系统的发展过程 ###

#### 人工操作方式 ####

缺点

*  用户独占全机
 *  CPU等待人工操作
 *  严重降低了计算机资源的利用率
 *

#### 脱机输入/输出方式 ####

事先将装有用户程序和数据的纸带装入纸带输入机，在一台外围机的控制下，把纸带上的数据输入到磁带上，当CPU需要这些程序和数据时，再从磁带上高速地调入内存

优点

*  减少了CPU地空闲时间
 *  提高了I/O速度
 *

#### 单道批处理系统 ####

出现原因：提高利用率，保持系统的连续运行

一个紧接着一个作业的处理，直到磁带上的所有作业全部完成。

虽然系统对作业的处理是成批进行，但在内存中只有一道作业，固为单道

缺点仍然还是系统中的资源的不到充分的利用

#### 多道批处理系统 ####

*  第一台小规模集成电路计算机： IBM 360
 *  第一个能运行多道批处理的操作系统：OS/360
 *

在该系统中，用户提交的作业现存放在外存上，拍成、、排成一个队列（谓：“后备队列”）

设计思路：在某个进程因I/O操作而暂停执行时的CPU空档时间，再调度另一道程序B运行，使多道程序交替运行

在作业运行期间，人机始终无法进行交互

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

##### 操作系统的定义 #####

操作系统是一组能有效地组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度。以及方便用户使用地程序的集合

#### 分时系统 ####

*  需求：满足用户对人-机交互的需求
 *  人-机交互
 *  共享主机

如何处理关键问题

*  及时接收：多路卡
 *  及时处理：时间片

分时系统的特征

*  多路性
 *  独立性
 *  及时性
 *  交互性

#### 实时系统（实时性） ####

实时系统的类型

*  工业控制系统
 *  信息查询系统
 *  多媒体系统
 *  嵌入式系统

实时任务的分类

*  周期性实时任务和非周期性实时任务
 *  硬实时任务和软实时任务

#### 微机操作系统 ####

最早的：8位 CP/M

##### 单用户单任务操作系统 #####

8位：CP/M  
16位：MS-DOS  
只允许一个用户上机，且只允许用户程序作为一个任务运行

##### 单用户多任务操作系统 #####

只允许一个用户上机允许用户程序作为若干个任务，使他们并发运行

##### 多用户多任务操作系统 #####

### 操作系统的基本特性 ###

*  并发
 *  共享
 *  虚拟
 *  异步

#### 并发 ####

*  并行：并行是指两个或多个事件在同一时刻发生
 *  并发：同一时间间隔

#### 共享 ####

*  互斥共享方式
 *  同时访问方式

#### 虚拟 ####

*  时分复用技术  
    物理上的一台->逻辑上的多台
 *  空分复用技术

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