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408考研操作系统复习知识点总结笔记

●第一章计算机系统概述

●考试大纲

●一、操作系统的基本概念

●操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件与软件资源，合理地组织、调度计

算机的工作与资源的分配，进而为用户和其他软件提供方便接口与环境的程序集合，

是计算机系统中最基本的系统软件

●操作系统的特征

●并发

●共享

●虚拟

●异步：多道程序环境允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行并

不是一贯到底的，而是走走停停，它以不可预知的速度向前推进，这就是进程

的异步性

●操作系统的功能

●作为计算机系统资源的管理者，负责处理机管理、存储器管理、文件管理、设

备管理

●作为用户与计算机硬件系统之间的接口，包括命令接口、程序接口

●实现对计算机资源的扩充

●二、操作系统的发展历史

●手工操作阶段（还没有操作系统）

●批处理阶段：解决人机矛盾及CPU和I/O设备之间速度不匹配的问题

●单道批处理系统：内存中始终只存放了一个作业

●多道批处理系统：允许多个程序同时进入内存并允许它们在CPU中交替的运行

●分时操作系统：多个用户通过终端同时共享一台主机，用户可以同时与主机进行交

互操作而互不干扰，较好地解决了人机交互问题

●实时操作系统：计算机系统接收到外部信号后及时进行处理，并在严格的时限内处

理完接收的事件，主要特点是及时性和可靠性

●网络操作系统：把计算机网络中的各台计算机有机地结合起来，提供一种统一的，

经济而有效的使用各计算机的方法，实现各台计算机之间数据的相互传送

●分布式操作系统：系统中任意两台主机之间使用通信方式交换信息；系统中任意台

主机都可以构成一个子系统；每台计算机地位相等；每台计算机上的资源都被所有

用户共享；任务可以分布在几台计算机上由他们并行、协同完成，特点是并行性和

分布性

●个人计算机操作系统

●

●三、程序运行环境

●CPU运行模式：CPU执行的程序分为操作系统内核程序和用户自编程序两种

●特权命令：不允许用户直接使用的指令，如I/O指令，置中断指令等

●非特权指令：允许用户直接使用的指令，不能直接访问系统的软硬件资源，只

能访问用户的地址空间

●内核模式与用户模式

●内核的概念：是计算机上配置的底层软件，是最接近硬件的地方，包括以下内

容

●时钟管理

●中断机制

●原语

●系统控制的数据结构及处理

●核心态（管态、内核态）：CPU可以执行特权指令，操作系统内核程序运行在

内核态

●用户态（目态）：CPU只能执行非特权指令，用户自编程序运行在用户态

●内核态变为用户态：执行一条特权指令，修改PSW的标志位为用户态，然后操

作系统主动让出CPU使用权

●用户态变为内核态：由中断引发，硬件自动完成变态过程，操作系统强行夺回

CPU使用权

●中断和异常的处理（见计算机组成原理的第七章）

●系统调用：用户在程序中调用操作系统提供的一些子功能，在用户程序中凡是与资

源相关的操作都要通过系统调用来完成，要运行在核心态。用户程序通过执行陷入

指令（也叫访管指令或者trap指令）来发起系统调用

●程序的链接与装入（见第三章）

●程序运行时内存映像与地址空间（见第三章）

●四、操作系统结构

●分层、模块化、宏内核、微内核、外核

●分层法：将操作系统分成若干层，最底层是硬件