408考研操作系统详细笔记

操作系统概念和功能、并发、虚拟外存、单道批处理系统、多道批处理系统、分时操作系统、实时操作系统、特权指令、非特权指令、中断和异常、系统调用等。 操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境。操作系统是计算机系统中最基本的系统软件。 操作系统的主要功能包括： 1. 系统资源的管理：操作系统负责管理计算机系统中的各种资源，如CPU、内存、磁盘、I/O设备等。 2. 向上层提供方便易用的服务：操作系统提供了各种服务，如进程管理、内存管理、文件管理、I/O管理等，以便于用户和其他软件的开发和使用。 操作系统的特征： 1. 并发性：操作系统可以同时处理多个任务，提高计算机系统的效率和性能。 2. 虚拟性：操作系统可以将大型程序分成小的时间片，交替执行，以提高计算机系统的效率和性能。 并发和并行的区别： 并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的。并行是指两个或多个事件在同一时刻同时发生。 虚拟外存的概念： 虚拟外存是指将大型程序分成小的时间片，交替执行，以提高计算机系统的效率和性能。当程序运行时，不可能将所有的程序都放入内存，这时需要虚拟存储器存储要运行的程序，然后将要运行的程序中的一个小片段调入主存运行。 操作系统的发展过程： 1. 手工操作阶段：操作系统的发展开始于手工操作阶段，用户需要手动地将程序和数据输入计算机。 2. 单道批处理系统：单道批处理系统是操作系统的早期阶段，外围机将各道作业依次的把程序存到磁带之中，之后磁带中的内容有计算机依次的进行读写操作。 3. 多道批处理系统：多道批处理系统是操作系统的发展阶段，操作系统正式诞生，多道批处理系统失去了顺序性和封闭性。 4. 分时操作系统：分时操作系统是操作系统的发展阶段，提供了多个用户同时使用计算机的功能。 5. 实时操作系统：实时操作系统是操作系统的发展阶段，实时性和可靠性是实时操作系统最重要的两个目标。 特权指令和非特权指令： 特权指令是指不允许用户直接使用的指令，如I/O指令、置中断指令、存取用于内存保护的寄存器、从程序状态字寄存器的指令（修改PSW的指令）、开中断指令、关中断指令。非特权指令是指允许用户直接使用的指令，它不能直接访问系统中的软硬件资源，这是为了防止用户程序对系统造成破坏。 中断和异常： 中断是指计算机在执行用户程序时，因某些原因而中断当前执行的程序，并执行相应的中断处理程序。异常是指计算机在执行用户程序时，因某些原因而产生的错误或故障。中断机制的基本原理是通过中断信号来实现的。 系统调用： 系统调用是指应用程序通过陷入指令，请求操作系统提供的服务，如进程管理、内存管理、文件管理、I/O管理等。系统调用是操作系统提供给应用程序的接口，应用程序可以通过系统调用来请求操作系统提供的服务。