计算机操作系统知识点整理2.docx

第一章★1.操作系统的概念 ：通常把操作系统定义为用以掌握和治理运算机系统资源便利用户使用的程序和数据结构的集合；★2.操作系统的基本类型 ：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、个人运算机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统；①批处理操作系统特点：用户脱机使用运算机成批处理多道程序运行优点：由于系统资源为多个作业所共享，其工作方式是作业之间自动调度执行；并在运行过程中用户不干预自己的作业，从而大大提高了系统资源的利用率和作业吞吐量；缺点：无交互性，用户一旦提交作业就失去了对其运行的掌握才能；而且是批处理的，作业周转时间长，用户使用不便利；②分时操作系统 〔Time Sharing OS〕批处理系统中作业处理及状态分时操作系统是一个联机的多用户交互式的操作系统，如 UNIX 是多用户分时操作系统；分时运算机系统：由于中断技术的使用，使得一台运算机能连接多个用户终端，用户可通过各自的终端使用和掌握运算机，我们把一台运算机连接多个终端的运算机系统称为分时运算机系统，或称分时系统；分时技术：把处理机的响应时间分成如于个大小相等（或不相等）的时间单位，称为时间片（如 100 毫秒），每个终端用户获得 CPU，就等于获得一个时间片，该用户程序开头运行，当时间片到（用完） ，用户程序暂停运行，等待下一次运行；特点：人机交互性好：在调试和运行程序时由用户自己操作；共享主机：多个用户同时使用；用户独立性：对每个用户而言好象独占主机；③实时操作系统 〔real-time OS〕实时操作系统是一种联机的操作系统，对外部的恳求，实时操作系统能够在规定的时间内处理完毕；特点：有限等待时间有限响应时间用户掌握牢靠性高系统出错处理才能强设计实时操作系统要考虑的一些因素：（1）实时时钟治理（2）连续的人 —机对话（3）过载〔4〕 高度牢靠性和安全性需要实行冗余措施；④通用操作系统同时兼有多道批处理、分时、实时处理的功能，或其中两种以上的功能；⑤个人运算机上的操作系统个人运算机上的操作系统是联机的交互式单用户操作系统，目前在个人运算机上使用的操作系统以 windows 系列和 linux 系统为主；⑥网络操作系统特点：（1）运算机网络是一个互连的运算机系统群体；这些运算机在物理上是分散的；（2）这些运算机是自治的，每台运算机有自己的操作系统，各自独立工作，它们在网络协议掌握下协同工作；（3）系统互连要通过通信设施（硬件、软件）来实现；（4）系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理；⑦分布式系统 〔Distributed System〕特点：（1）功能的分布（2）顽强性（3）高牢靠性★3． 操作系统的功能处理机治理、储备治理（内存安排、储备爱护、内存扩充） 、设备治理（通道、掌握器、输入输出设备的安排与治理，设备独立性） 、信息治理（文件系统治理） 、用户接口（程序一级的接口、作业一级的接口） ；4.通道和中断技术通道：用于掌握 I/O 设备与内存间的数据传输；启动后可独立于 CPU 运行，实现 CPU 与 I/O 的并行；通道有专用的 I/O 处理器，可与 CPU 并行工作可实现 I/O 联机处理中断是指 CPU 在收到外部中断信号后，停止原先工作，转去处理该中断大事，完毕后回到原先断点连续工作；中断处理过程：中断恳求，中断响应，中断点（暂停当前任务并储存现场） ，中断处理例程，中断返回（复原中断点的现场并连续原有任务监督程序进展为执行系统 〔executive system〕，常驻内存★5.多道批处理系统特点优点：缺点：多道：内存中同时存放几个作业；宏观上并行运行：都处于运行状态，但都未运行完；微观上串行运行：各作业交替使用 CPU；资源利用率高： CPU 和内存利用率较高； 作业吞吐量大：单位时间内完成的工作总量大；用户交互性差：整个作业完成后或中间出错时，才与用户交互，不利于调试和修改；作业平均周转时间长：短作业的周转时间显著增长；多道程序系统中，要解决的问题：同步互斥、内存不够、使用效率、内存爱护6.运算机硬件：构成运算机的基本硬件元素：处理器、储备器、输入输出掌握与总线、外部设备；与操作系统相关的几种主要的寄存器数据寄存器地 址 寄 存 器 条件码寄存器程 序 计 数 器 指令计数器程序状态字 PSW 中断现场爱护寄存器过程调用用堆栈储备器的拜访速度指令的执行和中断操作系统的启动启动电源 —— 产生中断信号 —— 触发 CPU 中的一段指令发觉操作系统引导区位置 —— 导入内存执行 —— 操作系统程序加载到内存制定区域—— 初始化硬件7.算法begin .end 算法的开头于终止repeat 操作 ..until 条件 当“条件”未被满意时重复所描述的“操作”while 条件 do 操作 .od 当“条件”满意时，进行相应的“操作”if 条件 then 操作 else 操 作 fi 满意“ if ”所指的“条件”时，进行“ then”后的相关“操作” ，否就完成“ else”后的相关操作；其次章★1.作业 ：在一次应用业务处理过程中，从输入开头到输出终止，用户要求运算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业；作业由不同的次序相连的作业步组成，作业步是一个作业的处理过程中运算机所做的相对独立的工作；2.作业的组织：作业由三部分组成，即程序、数据和作业说明书；作业中包含的程序和数据完成用户所要求的业务处理工作，作业说明书就表达用户的掌握意图；★由作业说明书在系统中生成一个称为作业掌握块（ JCB）的表格， JCB 包括：作业名、估量执行时间、优先数（用于调度） 、作业说明书文件名、程序类型、资源要求 〔静态申请和动态申请 〕、作业状态（提交后各执行完成） ；作业说明书包括：作业基本情形描述（用户名、作业名、使用语言名、答应最大处理时间等） 、作业掌握描述（掌握方式、操作次序、出错处理等）、作业资源要求描述（要求处理时间、内存空间、外设类型和数量、处理及优先级、库函数或有用程序等） ；★3.如何掌握作业①联机输入输出方式联机输入输出方式大多用在交互式系统中，用户与系统通过交互式会话输入输出作业；在联机输入输出方式中，外围设备直接与主机相连接；②脱机输入输出方式脱机输入又称为预输入方式，利用低档个人运算机作为外围处理机进行输入输出处理；③直接耦合方式把主机与低档外围通过一个公用的大容量外存直接耦合起来；④SPOOLING 系统（外围设备同时联机操作）多台外围设备通过通道或 DMA 器件和主机与外存连接起来；⑤网络联机方式网络联机方式以上述几种输入输出方式为基础；当用户通过运算机网络中的某一台设备对运算机网络中的另一台主机进行输入输出操作时，就构成了网络联机方式；4.系统调用系统调用大致可分为 6 类：（1）设备治理：该类系统调用被用来恳求和释放有关设备以及启动设备操作等；（2）文件治理：包括对文件的读、写、创建和删除等；（3）进程掌握：包括进程创建、进程执行、进程撤销、进程等待和执行优先级掌握等；（4）进程通信：该系统调用被用在进程之间传递消息或符号；（5）储备治理：包括调查作业占据内存区的大小、猎取作业占据内存区的始址等；（6）线程治理：包括线程的创建、调度、执行、撤销等；系统调用的实现：当用户使用系统调用时，产生一条相应的指令，处理机在执行到该指令时发生相应的中断，并发出有关信号给该处理机制；该处理机制在收到了处理机发来的信号后，启动相关的处理程序去完成该系统调用所要求的功能；陷进处理机构：在系统中为掌握系统调用服务的机构称为陷进处理机构；陷进指令：把由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷进指令；第三章1. 程序的并发执行程序用来描述运算机所完成的独立功能，并在时间上严格地按前后次序相继地进行运算机操作序列集合，是一个静态概念；个程序由如干个程序段组成，而这些程序段的执行必需是次序的，这种程序执行的方式就称为程序的次序执行；程序次序执行的特点：1. 次序性处理机严格依据程序所规定的次序执行，即每个操作必需在下一个操作开头之前终止；2. 封闭性程序一旦开头执行，其运算结果不受外界的影响，当程序的初始条件给定之后，其后的状态只能由程序本身确定，即只有本程序才能转变它；3. 可再现性程序执行的结果与初始条件有关，而与执行时间无关；即只要程序的初始条件相同，它的执行结果是相同的，不论它在什么时间执行，也不管运算机的运行速度；多道程序系统中程序执行环境的变化执行环境的特点：（ 1）独立性在多道环境下执行的每道程序都是规律上独立的；（ 2）随机性程序和数据的输入和执行开头时间都是随机的；（ 3）资源共享软硬件资源的有限性导致资源共享；程序并发执行：如干个程序段同时在系统中运行，这些程序的执行在时间上是重迭的，一个程序段的执行尚未终止，另一个程序段的执行已经开头，即使这种重迭是很小的，也称这几个程序段是并发执行的；2.★ .进程：进程是一个程序对某个数据集的执行过程，是安排资源的基本单位；进程和程序的区分与联系：①程序是指令的集合，是静态的概念； 进程是程序在处理机上的一次执行的过程，是动态的概念；程序可以作为软件资料长期储存；进程是有生命周期的；②进程是一个独立的运行单位，能与其它进程并行（并发）活动；而程序就不是；③进程是竞争运算机系统有限资源的基本单位，也是进行处理机调度的基本单位；④不同的进程可以包含同一程序，只要该程序所对应的数据集不同；作业和进程的关系作业是用户需要运算机完成某项任务时要求运算机所做工作的集合；而进程就是已提交完毕程序的执行过程的描述，是资源安排的基本单位；其主要区分如下：作业是用户向运算机提交任务的任务实体；一个作业可由多个进程组成；作业的概念主要用于批处理系统中；进程描述在系统中一个进程存在：进程掌握块 PCB、有关程序段、数据结构集① 进程掌握块 PCB 〔Process Control Block〕包含一个进程的描述信息、掌握信息及资源信息，有些系统仍有进程调度等待所使用的现场爱护区； PCB 集中反映一个进程的动态特点；在创建时，建立 PCB ，并相伴进程运行的全过程，当进程完成其功能后，系统释放 PCB ，进程也随之消亡（1）描述信息1、进程名或进程标识号 name每个进程都必需有一个唯独的标识符，可以是字符串，也可以是一个数字； UNIX 系统中就是一个整型数；在进程创建时由系统给予；2、用户名或用户标识号每个进程都隶属于某个用户，用户名或用户标识号有利于资源共享和爱护3、家族关系 process family有的系统答应一个进程可创建自已的子进程，子进程仍可以创建，一个进程往往处在一个家族之中，就需要记录进程在家族中位置的信息；（2）掌握信息1、进程当前状态 status说明进程当前所处的状态；为了治理的便利，系统设计时会将相同的状态的进程组成一个队列，如就绪进程队列，等待进程就要依据等待的大事组成多个等待队列，如等待打印机队列、等待磁盘 I/O 完成队列等等；2、进程优先级 priority进程的优先级反映进程的紧迫程度，通常由用户指定和系统设。