操作系统笔记整理

木来 木来

1.      裸机的含义:没有任何软件支持的计算机,它仅仅构成了计算机系统的物质基础

2.      计算机硬件的含义:是由许多不同功能的部件组合而成的,并在软件的配合下完成输入/处理/存储/输出等4个操作步骤

3.      计算机软件的含义:是一系列按照特定顺序组织的计算机指令和数据的集合

4.      数据库管理系统DBMS是系统软件

5.      操作系统的目标包括方便性/有效性/可扩充性/开放性

6.      操作系统有效性的两层含义包括:提高计算机资源的利用率/提高系统吞吐量

7.      方便性和有效性是设计OS最重要的两个目标

8.      操作系统的作用包括:操作系统是用户与计算机硬件之间的接口/操作系统是计算机资源的管理者/操作系统是对计算机资源的抽象

9.      操作系统的概念:操作系统是一组有效的管理计算机软件和硬件、合理的对各类作业进行调度以及方便用户使用计算机的程序的集合。

10.  操作系统发展的主要动力:计算机资源利用率的不断提高、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。



11.  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——分时操作系统——实时操作系统——微机操作系统

12.  人工操作方式的操作系统的缺点:(1)用户独占全机(2)CPU等待人工操作

13.  单道批处理系统:为实现对作业的连续处理,需要先把一批作业以脱机方式输入到磁带上,并在系统中配上监督程序(Monitor),在它的控制下,使这批作业能一个接一个地连续处理。

14.  单道批处理系统最主要的缺点是,系统中的资源得不到充分的利用。这是因为在内存中仅有一道程序,每逢该程序在运行中发出I/O请求后,CPU便处于等待状态,必须在其I/O完成后才继续运行。又因I/O设备的低速性,更使CPU的利用率显著降低。

15.  多道批处理系统的优点:
(1) 资源利用率高。引入多道批处理能使多道程序交替运行,以保持CPU处于忙碌状态;在内存中装入多道程序可提高内存的利用率;此外还可以提高I/O设备的利用率。
(2) 系统吞吐量大。能提高系统吞吐量的主要原因可归结为:①CPU和其它资源保持“忙碌”状态;②仅当作业完成时或运行不下去时才进行切换,系统开销小。

16.  多道批处理系统的缺点:
(1) 平均周转时间长。由于作业要排队依次进行处理,因而作业的周转时间较长,通常需几个小时,甚至几天。
(2) 无交互能力。用户一旦把作业提交给系统后,直至作业完成,用户都不能与自己的作业进行交互,修改和调试程序极不方便。

17.  分时系统的特征:
(1)多路性
(2)及时性
(3)交互性
(4)独立性

18.  实时任务的类型:
(1) 周期性实时任务和非周期性实时任务。
(2) 硬实时任务和软实时任务。

19.  实时系统的特征:
(1)多路性
(2)独立性
(3)及时性
(4)交互性
(5)可靠性

20.  微机操作系统的类型包括:
(1)单用户单任务OS
(2)单用户多任务OS
(3)多用户多任务OS

21.  单用户单任务OS包括
1)  CP/M
2)  MS-DOS

22.  单用户多任务操作系统的含义:
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

23.  多用户多任务操作系统的含义:
允许多个用户通过各自的终端,使用同一台机器,共享主机系统中的各种资源,而每个用户程序又可进一步分为几个任务,使它们能并发执行,从而可进一步提高资源利用率和系统吞吐量

24.  多用户多任务操作系统最具代表性的是UNIX OS

25.  操作系统的基本特性包括:并发性、共享性、异步性和虚拟性



26.  并行性:指两个或多个事件在同一时刻发生。

27.  并发性:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

28.  共享包括互斥共享和同时访问

29.  通道:专用的I/O处理器,可与CPU并行工作,使I/O联机处理

30.  中断:是指CPU在收到外部中断信号后,停止原来工作,转去处理该中断事件,完毕后回原来断点继续工作

31.  多道批处理系统的运行方式:宏观上并行、微观上串行

32.  操作系统的主要功能包括:处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、操作系统与用户之间的接口

33.  处理机管理功能主要包括:进程控制、进程同步、进程通信、进程调度

34.  存储器管理功能主要包括:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充

35.  设备管理功能主要包括:缓冲管理、设备分配、设备处理

36.  文件管理功能主要包括:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护

37.  操作系统与用户之间的接口包括用户接口和程序接口

38.  用户接口又可以进一步分为联机用户接口、脱机用户接口和图形用户接口

39.  内存分配的主要任务是:
  (1) 为每道程序分配内存空间,使它们“各得其所”。
  (2) 提高存储器的利用率,尽量减少不可用的内存空间(碎片)。
  (3) 允许正在运行的程序申请附加的内存空间,以适应程序和数据动态增长的需要。

40.  内存保护的主要任务是:①确保每道用户程序都仅在自己的内存空间内运行,彼此互不干扰。②绝不允许用户程序访问操作系统的程序和数据,也不允许用户程序转移到非共享的其它用户程序中去执行。

41.  存储器管理必须提供地址映射功能,即能够将地址空间中的逻辑地址转换为内存空间中与之对应的物理地址。该功能应在硬件的支持下完成。

42.  设备管理的主要任务如下:
  (1) 完成用户进程提出的I/O请求,为用户进程分配所需的I/O设备,并完成指定的I/O操作。
  (2) 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。

43.  现代操作系统的新功能包括:系统安全、网络功能和服务、支持多媒体

44.  传统的操作系统结构包括:无结构操作系统、模块化结构OS、分层式结构OS

45.  客户/服务器系统主要组成:
(1)客户机
(2)服务器
(3)网络系统

46.  微内核操作系统的特点:
(1)足够小的内核
(2)基于客户/服务器模式
(3)应用“策略与机制分离”的原理
(4)采用面向对象技术

47.  微内核操作系统的基本功能:
(1)进程管理
(2)低级存储器管理
(3)中断和陷入处理

48.  微内核操作系统的优点:
(1)提高了系统的可扩展性
(2)增强了系统的可靠性
(3)可移植性强
(4)提供了对分布式系统的支持
(5)融入了面向对象技术

49.  微内核操作系统最主要的缺点是系统运行效率低

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