电子科技大学操作系统复习笔记

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它控制着硬件资源的管理和应用程序的执行，为用户提供方便、高效、安全的计算环境。下面将详细阐述操作系统的一些关键概念、发展过程和主要功能。 一、操作系统概述 操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件和软件资源的程序，它作为应用程序与硬件之间的桥梁，提供了抽象层，使得用户无需直接操作硬件就能执行各种任务。操作系统的目标包括便利性、有效性、扩展能力和安全性。其服务包括程序开发、程序运行、I/O设备访问、文件访问控制、系统访问和错误检测与响应。 二、操作系统的发展历程 操作系统从最初的串行处理逐步演变为现在的多道批处理、分时系统和实时系统。在这一过程中，操作系统逐渐引入了并发执行、内存保护、中断机制、多道程序设计技术以及实时响应等功能，以提升处理器效率和用户交互性。 三、进程管理 进程是操作系统中运行的程序实例，有三种基本状态：就绪、运行和阻塞。进程描述通常通过PCB（进程控制块）来实现，其中包含了进程的属性和状态信息。进程控制涉及创建、撤销、阻塞、唤醒、挂起和激活等操作。线程是进程内的执行单元，轻量级进程，用于提高并发性。 四、调度 调度是操作系统中决定进程执行顺序的关键机制，有多种调度策略，如FCFS（先来先服务）、RR（时间片轮转）、SPN/SJF（短进程优先）、SRT（剩余时间最短者优先）、HRRN（最高响应比优先）和FB（反馈调度法）。实时系统则要求更高的调度效率，以满足特定的时间约束。 五、同步与互斥 同步是指多个进程协同工作，而互斥是指进程间访问共享资源时的互不干扰。常见的同步机制包括信号量和管程，它们能有效解决生产者消费者问题和读写者模型等经典问题。 六、存储管理 存储管理包括内存分配、内存扩充和虚拟存储技术。常见的内存分配方式有单一连续分配、固定分区、动态分区、分页、分段和段页式。虚拟存储技术利用了硬盘空间，实现了更大的地址空间，多级页表和快表是其硬件支持。 七、设备与I/O管理 设备管理涉及到设备的硬件层次结构、设备驱动程序、设备分配算法和I/O调度，如SPOOLing技术，用于提高设备利用率。磁盘调度算法优化了磁盘操作，减少寻道时间。 八、文件系统 文件系统是组织、存储和检索文件的逻辑结构。它包括文件的组织结构、存取方法、存储空间管理、目录管理和Linux等特定操作系统的文件系统特性。 九、总结 操作系统是计算机系统的心脏，它通过高效的进程管理、调度策略、同步机制、存储管理和设备管理，确保了系统资源的有效利用和用户需求的满足。理解并掌握这些知识点对于深入理解计算机系统运作至关重要，也是学习和实践IT技术的基础。