1 计算机操作系统
第一章 机操作系统概述
1.什么叫操作系统?
操作系统是计算机系统中最重要的软件之一,它由一组程序组
成,这组程序能够有效的组织和管理计算机系统资源,合理的组织
计算机的工作流程并控制程序的执行,使计算机高效的运行,并向
用户提供各种服务功能,是用户能够方便的使用计算机软件的集合。
2.操作系统分为哪几种?
①实时系统 ②批处理系统 ③网络系统 ④分布系统
3.脱机输入/输出技术
由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的,脱
离了主机的控制,故称为脱机输入/输出方式.
相反,在主机的直接控制下进行输入输出的方式为联机输入 /
输出方式。脱机输入/输出方式的主要优点:(1)减少了 CPU 的空
间时间。当装带(卡)、卸带(卡),以及将数据从低速 I/O 设备
送到高速的磁带上是时,都是在脱机情况下进行的这些工作进行的
时候不占用主机时间,不需要主机的干预,主机可以做其他工作,
从而减少了 CPU 的空间时间,缓和了人机矛盾。(2)提高了 I/O
速度。当 CPU 在运行中需要数据时,直接从高速的磁带或磁盘上
将数据调入内存,不再是从低速 I/O 设备上输入,从而大大缓和了
CPU 和 I/O 设备速度不匹配的矛盾,提高了 CPU 的利用率。
4.批处理技术
1)单道批处理技术 由监督程序控制的系统为单道批处理技术。
优点:解决了作业间的自动转换问题,提高了 CPU 的利用率,但
还没有真正形成对作业的控制和管理。
2)多道程序设计技术 为了提高批处理技术中程序的并行执行
能力,提高资源的利用率,采用作业调度程序同时把几个作业放入
内存,并允许他们交替执行,即多到程序设计技术。 特性:多道
性 无序性 宏观上的并行、围观上的串行。
5.操作系统的特征?
①并发性 ②虚拟性 ③共享性 ④不确定性
6.操作系统的功能?
从资源管理的角度出发,可以归纳为:处理机管理 存储管理
设备管理 文件管理 用户管理
7.管态与目态
管态也称核心态或系统态。机器处于管态时程序可执行硬件提
供的全部指令,包括特权指令和非特权指令。由于利用特权指令可
修改程序状态字,因而在管态下可以修改机器状态,通常操作系统
程序在管态下运行。
目态也称常态或用户态。机器处于目态时程序只能执行硬件
机器指令系统的一个子集,即非特权指令集合。通常用户程序在目
态下运行。
8.当前主流的操作系统简介
Windows NT 操作系统 是网络操作系统 windows NT 是 Microsoft
推出的可在个人机和 其他各种 CISC、RISC芯片上运行的真正
32位、多线程、多道作业的操作系统,并配置了廉价的网络和组
网软件,应用程序阵容强大。 特点:①可扩展性好②可移植性好③
具有独立的可装卸的驱动程序④具有良好的可靠性、稳定性和安全
性,采用结构化异常处理,抵御硬件和软件错误⑤具有良好的兼容
性 UNIX 操作系统 是分时多用户多任务操作系统 特点:①它
是一个真正的多用户、多任务的操作系统,也是一种著名的分时操
作系统②具有短小精悍的系统内核和功能强大的核外程序③具有典
型的树形结构文件系统 具有良好的可移植性,便于系统开发和应
用程序的开发④具有强大的图形显示环境 LINUX 操作系统 Linux
是 Unix 在微机上的实现,支持多用户多任务操作。特点:①Linux
是一个完全多任务多用户操作系统,同时融合了网络操作系统的功
能。②Linux 可支持各种类型的文件系统。③Linux 提供 TCP/IP 网
络协议的实现 ④Linux 支持字符和图形界面
第二章 作业管理
作业的概念 作业是用户在计算机系统中完成一个任务的过程。一
个作业由 3 部分组成,即程序、数据、作业说明书 作业说明书包
含 3 各方面,即作业的基本信息、作业的控制信息及作业的资源信
息。其中作业的基本信息主要包括用户名、使用的编程语言、作业
名、作业的优先级和作业的最大处理时间。作业的控制信息主要包
括作业的控制方式、作业控制顺序及错处处理
作业的调度 从准备好的作业中调入一个作业到内存中运行,称为作
业的调度。调度常见的算法:先来先服务算法 最短作业优先算法
响应比优先算法
作业的状态及其转换 一个作业从进入系统到推出系统一般要经过提
交、后备、执行、完成 4 个状态。
作业控制块(JCB)
作业调度 就是按一定的算法从后备队列中选择一个作业送入内存执
行,并在作业完成后处理善后工作的过程。(就是后备状态到完成
状态的转换)
作业调度的性能衡量。一个作业调度性能的优劣,往往用作业平均
周转时间和作业平均带全周转时间来衡量。
作业周转时间 Ti Ti=Tei-Tsi (Tei 为完成时间 ,Tsi 为提交时间)
作业的带权周转时间为 Wi=Ti/Tri (Tri 为作业 i 运行时间)
常用的作业调度算法:
先来先服务优先算法(first Come First Server, FCFS) 最短作业优
先 算 法 ( Shortest Job First , SJF ) 响 应 比 优 先 算 法 ( Highest
Response-ratio Next,HRN) 响应比=(作业等待时间+作业执行时
间)/作业执行时间 响应比即算出的响应比最高的先执行。
用户操作系统接口 操作系统提供了两种接口:一是系统调用接口
二是作业级的用户接口
作业控制 脱机控制方式: 脱机控制方式下的输入与输出:在脱机控
制方式中,由于主机的运行速度快而外设速度较慢,难以实现主机
与外设的并行工作,造成计算机系统工作效率不高。这就需要在主
机与外设之间增加一个计算机(卫星机),专门处理输入/输出数据。
数据输入时,先把数据从外设输入到卫星机上,然后在送到主机。
输出时,数据从主机输入到卫星机后,再传给输出设备。 联机控
1
提交 后备 完成
运行
阻塞就绪
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