操作系统和计算机组成原理分章节知识点

操作系统是计算机科学的基础，它管理着计算机系统的硬件资源和软件资源，为用户提供友好的交互界面。计算机组成原理则是深入理解计算机系统内部运作的关键，涵盖了数据的表示、存储、处理以及控制等方面。以下是对这两个主题的详细知识讲解： 一、操作系统 1. **进程管理**：操作系统中的进程是程序的执行实例，包括程序代码、数据和进程控制块。进程的创建、销毁、调度和同步是进程管理的重点。调度算法有FCFS（先来先服务）、SJF（短作业优先）、优先级调度等。 2. **内存管理**：主要涉及内存分配、回收、保护和扩充。虚拟内存技术允许程序运行在比物理内存大的地址空间，通过页表和段表实现地址映射。 3. **文件系统**：负责文件的组织、命名、存储和检索。常见的文件系统有FAT、NTFS、EXT系列等。文件操作包括创建、删除、读写、重命名等。 4. **设备管理**：通过I/O控制器和中断机制，实现对输入输出设备的控制。I/O方式有程序控制、中断驱动、DMA（直接存储器访问）和通道。 5. **安全性与并发性**：确保系统安全，防止非法访问和操作，如权限控制、访问控制列表等。并发性处理多任务和多用户环境下的同步和互斥问题。 二、计算机组成原理 1. **数据表示**：包括二进制、八进制、十进制和十六进制转换，以及二进制补码、原码和反码表示。 2. **逻辑门**：AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本逻辑运算符及其组合。 3. **运算器**：执行算术和逻辑运算的硬件部分，包括加法器、比较器、ALU（算术逻辑单元）等。 4. **寄存器**：CPU内部的临时存储单元，如程序计数器PC、指令寄存器IR、累加器ACC等。 5. **存储层次结构**：CPU缓存、主存、磁盘、网络存储等构成的存储层次，缓存命中率、替换策略（LRU、LFU等）是关键。 6. **指令系统**：CPU能识别和执行的命令集合，包括数据传送、算术逻辑运算、控制转移、输入输出等指令。 7. **总线**：连接CPU、内存和I/O设备的通信路径，分为数据总线、地址总线和控制总线。 8. **微程序设计**：通过在控制存储器中预存一系列微指令，实现复杂操作的简单化。 9. **计算机性能指标**：包括时钟周期、主频、 MIPS（每秒百万指令数）、MFLOPS（每秒百万浮点运算数）等。 10. **计算机系统结构**：从单处理器到多处理器、分布式计算、云计算等，以及RISC（精简指令集）和CISC（复杂指令集）的比较。 以上是对"操作系统和计算机组成原理"的章节知识点概述，每个主题都包含了大量细节，深入学习将有助于理解和优化计算机系统的运行。