(操作系统第七版重点总结.docVIP

第一章 绪论 1、OS简介 OS作为用户/计算机接口（用户观点）；OS作为资源管理者（系统观点）。 管理的对象 CPU管理：完成处理机资源的分配、调度、进程管理 存储管理：存储分配与回收、存储保护、内存扩充(虚拟存储)。提高利用率、提供足够的存储空间、方便进程并发运行。 文件管理：如何存放信息，以提高空间利用率和读写性能。目录管理、文件的读写管理和存取控制： 设备管理：方便的设备使用、提高CPU与I/O设备利用率。设备分配与回收、缓冲区管理。 2、OS定义 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软、硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。是计算机与用户之间的接口。 3、OS的分类和发展 (1)单道批处理系统 作业：程序+数据+作业说明书。 (2)多道程序系统：两个或多个作业同时进入主存；切换运行；宏观上并行，微观串行。特征：调度性（作业调度，进程调度）、无序性、多道性。优点：资源利用率高，系统吞吐量大。缺点：周转时间长，无交能力 (3)分时系统(UNIX)：满足用户与系统交互的需要，允许多用户通过终端同时访问系统，共享计算机资源。特征：多路性、独立性、及时性、交互性。分时系统需要解决的问题：1存储管理：虚拟存储器。2文件系统，磁盘管理。3CPU调度。4 进程同步和通信的机制。实现的关键问题：及时接受、及时响应 (4)实时系统：实时系统必须具有在一个事先定义好的时间限制内。 硬实时系统：保证关键任务按时完成，任务完成具有严格的时间限制。工业过程控制、机器人等领域。硬实时系统功能少。 软实时系统：关键实时任务的优先级要高于其它任务优先级，且在完成之前能保持其优先级。多媒体、高级科学研究、海底探险、星际漫游。 (5)多处理器操作系统：有多个处理器（多重处理），它们共享总线、时钟、内存和外部设备。并行系统，紧耦合系统。优点：增加计算吞吐量、经济、增加可靠性 非对称式：主处理器只有一个，运行OS；管理整个系统的资源，为从处理器分配任务；从处理器可有多个，执行应用程序或I/O处理。 对称式：每个处理器都运行同一个OS的副本，它们之间可以相互通信。任务负载较为平均，性能调节容易－“傻瓜式”。 (6)网络操作系统：NOS是在通常操作系统功能的基础上提供网络通信和网络服务功能的操作系统。网络操作系统为网上计算机进行方便而有效的网络资源共享，提供网络用户所需各种服务的软件和相关规程的集合。 (7)分布式操作系统 分布式系统：将大量的计算机组织在一起，不共享主存和时钟的一组处理器。通过网络进行连接。使用协议通信。 分布式操作系统：所有系统任务可在系统中任何处理机上运行，自动实现全系统范围内的任务分配并自动调度各处理机的工作负载。 向用户提供对各种系统资源的访问，加快计算速度，增强功能，提高数据的可靠性，加强可靠性。 4、研究操作系统的几种观点：作为软件来看的观点、资源管理的观点（是资源管理器）、进程的观点、虚机器观点(为硬件平台扩充功能)、服务提供者观点。 5、现在OS的特征：任务共发性、资源共享性、虚拟性（分时系统一台处理机虚拟为若干台、虚拟存储、设备、通道、文件、用户组、网络等）、异步性。 第二章 计算机系统结构 1、中断：CPU对系统中或系统外发生的某个事件作出的一种反应。如外部设备完成数据传输，实时设备出现异常等。 硬件出发；软件触发：1）错误；2）系统调用；3）监控程序调用。 2、引入中断的目的：中断机制是操作系统得以正常工作的最重要的手段，有人把操作系统称为是由“中断驱动”或者 “（中断）事件驱动”。它可以解决：主机与外设的并行工作问题、提高可靠性、实现实时控制、中断是实现多道程序的必要条件。 3、特权指令和非特权指令 特权指令：只能由操作系统程序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、加载PSW等（能引起损害的机器指令）。可能导致危害的指令。如果在用户模式下执行，将会不执行或看做非法指令及陷阱。 非特权指令：用户程序系统所使用的指令。 4、双重操作模式：为了确保OS和所有其它程序和数据不受任何故障程序影响，CPU至少需要两重独立的操作模式： 系统模式（特权状态、系统态、管态）：操作系统管理程序运行时的状态，较高的特权级别。当CPU处于系统模式时，程序可以执行特权指令，访问所有资源，并可以改变处理器状态。 用户模式（用户态、目态、常态）：用户程序运行时的状态，较低的特权级别。当CPU处于用户状态时，程序只能执行非特权指令。 CPU状态转换： 目态 → 管态：通过中断（系统调用、中