1.操作系统的基本概念:
1.定义:操作系统是核心系统软件,负责计算机系统软,硬件资源的分配和使用;
控制和协调并发活动;
提供用户接口,使用户获得良好的工作环境
注:操作系统使整个计算机系统实现了高度自动化,高效率,高利用率,高可靠性,因此操作系统是整个计算
机系统的核心
2.特性:
(1)并发:并发性是指能处理多个同时性活动的能力
(2)共享:指多个计算任务对系统资源的共同享用
(3)不确定性:操作系统能处理随机发生的多个事件,这些事件的产生是随机的,而且大量事件产生
的先后次序又有多种可能
- 1.2操作系统的资源管理功能
+操作系统的主要功能包括3个方面:①对系统资源实施管理和调度②控制和协调并发活动③对外提供用户界面
+其中系统资源管理和并发活动控制是操作系统的核心功能,这两个部分互相联系,不可分割
+操作系统的资源管理包括处理机管理,存储管理,输入/输出管理和文件系统这四个功能
(1)处理机管理:确定进程调度策略;给出进程调度算法;进行处理机的分派
(2)存储器管理:
①存储分配和存储无关性(存储分配是指多个用户程序在计算机上运行,这些程序和数据将被
安置到主存的什么位置,占多个区域;)
②存储保护:系统提供基址,界限寄存器等存储保护方法,实现用户程序之间的隔离
③存储扩充:现代操作系统提供虚拟存储技术,借助联机辅助存储器,通过虚拟存储的机制和软件扩充主存空间
(3)设备管理:主要解决以下问题
设备无关性:在用户程序中或在资源申请命令中使用设备的逻辑名
设备分配(独享分配,共享分配,虚拟分配)
设备的传输控制:控制设备实现物理I/O操作;当设备完成本次I/O操作或操作出错时会产生设备中断信号
,由设备中断处理程序进行中断处理
(4)文件系统:为用户提供一种简的,统一的存取和管理信息的方法,并要解决信息的共享,数据的存取控制和
保密等问题
- 1.3操作系统应解决的基本问题
+资源分配的策略和方法
+协调并发活动的关系
+保证数据的一致性
+实现数据的存储控制
2.操作系统的基本类型
- 2.1批量操作系统
定义:将用户提交的作业成批送入计算机,然后由作业调度程序自动选择作业运行,减少了处理机的空闲等待,提高了系统效率
特点:系统的吞吐率高但是作业周转时间较长 - 2.2分时操作系统
定义:分时操作系统一般采用时间片轮转的办法,使一台计算机同时为多个终端用户服务
特点:并行性;独占性;交互性 - 2.3实时操作系统
定义:对外部输入的信息,能够在规定时间内处理完毕并做出反应
特点:实时响应;高可靠性和安全性;不允许用户通过实时终端设备去编写新的程序或修改已有程序 - 2.4个人计算机操作系统
- 2.5网络操作系统
- 2.6分布式操作系统
3.操作系统采用的关键技术
- 3.1操作系统采用的并行处理技术
- 3.2操作系统采用的虚拟技术(解决系统资源不足)
4.处理机的特权级
- 4.1处理机的态及分类
- 处理机的态又称处理机的特权级,是处理机当前处于何种状态,正在执行哪类程序
- 管态:又称系统态,是操作系统的管理程序执行时机器所处的状态,在此状态下,中央处理机可以使用全部机器指令,可以使用所有的资源,允许访问整个存储区
- 用户态:又称目态,是用户程序执行时机器所处的状态,在此状态下,禁止使用特权指令,只允许访问自己的存储区域
- 4.2特权指令:①改变机器状态的指令②修改特殊寄存器的指令③涉及外部设备的输入/输出指令