操作系统复习笔记成稿.pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它控制和管理硬件资源，为用户提供友好的接口和服务。操作系统的主要功能包括以下几个方面： 1. **用户与计算机的接口**：操作系统提供了图形用户界面（GUI），使得用户可以通过图标、菜单和窗口等直观方式与计算机交互。此外，操作系统还集成了软件开发环境和数据库系统，支持应用程序的创建、运行和维护，以及网络通讯功能。 2. **资源管理**：操作系统负责管理处理器、存储器、输入输出设备和信息资源。处理器管理涉及任务调度，确保多个进程公平有效地使用计算能力。存储器管理则包括内存分配、回收和保护，防止数据冲突。输入输出设备管理确保数据传输的高效和正确。信息管理则涉及文件系统，保证数据的存储和检索。 3. **并行性和共享性**：操作系统支持多任务并行执行，使得多个进程可以在同一时间片内交替运行，提高系统效率。同时，它提供了资源的共享机制，允许多个进程访问同一资源，但要确保数据的一致性和完整性。 操作系统按照功能和设计目标可以分为多种类型： - **多道批处理操作系统**：批量处理多个任务，最大化CPU利用率。 - **分时操作系统**：允许多个用户同时在线交互，每个用户都能得到及时的响应。 - **实时操作系统**：主要用于需要快速响应的环境，如工业控制和航空航天。 - **Windows NT**：一种网络操作系统，适用于企业级应用，提供高级服务和网络功能。 在多道程序设计技术中，多个作业（程序）同时在内存中运行，CPU在不同作业间切换，以提高资源利用率。引入这一技术的初衷是解决CPU等待I/O操作时的空闲问题。 分时系统是为了实现用户与程序之间的交互，其特性包括多路性（多个用户同时连接）、交互性（用户可以实时与系统交互）和独占性（每个用户感觉自己在独自使用系统）。 特权指令和非特权指令的区分是为了保护系统的稳定性和安全性。特权指令只能由操作系统执行，防止用户误操作导致系统崩溃。CPU通过程序状态字（PSW）来判断是否可以执行特权指令，其中包含了处理器状态、条件码、中断屏蔽码等信息。 中断是处理器响应外部或内部事件的方式。中断扫描机构检测中断事件，一旦发现中断，处理器会保存当前状态，进入中断处理程序，执行相应的操作，如更新PSW、保存返回地址和转移至中断处理程序。 进程是操作系统中执行的实体，具备独立功能，其状态包括运行、就绪和等待。状态转换是操作系统调度的基础，保证了进程的正常运行和系统资源的有效利用。