操作系统原理综合复习

### 操作系统原理综合复习知识点 #### 一、计算机系统基础 - **计算机硬件**：指构成计算机系统的物理部件，包括中央处理器(CPU)、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等。 - **主机**：通常指CPU与内存储器。 - **外部设备**：指外存储器、输入设备和输出设备。 - **计算机软件**：包括程序、数据和文档等。 - **系统软件**：支持计算机硬件运行，提供平台服务。包括操作系统、数据库管理系统、编译语言等。 - **应用软件**：完成用户特定需求的应用程序。 #### 二、操作系统概念 - **定义**：操作系统是一种重要的系统软件，用于控制和管理计算机硬件和软件资源，合理调度各类作业，方便用户使用。 - **目标**： 1. **方便性**：提高计算机系统的易用性。 2. **有效性**：优化资源利用，提高系统吞吐量。 3. **可扩充性**：随着应用需求变化而持续更新和扩展。 4. **开放性**：适应不同硬件配置。 - **作用**： 1. **用户接口**：提供命令行、系统调用或图形界面等方式让用户与硬件交互。 2. **资源管理**：管理处理机、I/O设备、文件系统等资源。 3. **虚拟化**：通过软件手段增强硬件功能。 #### 三、操作系统发展史 1. **无操作系统阶段**：人工操作和脱机输入输出方式。 2. **批处理系统**： - **单道批处理系统**：自动化处理，顺序执行，单任务。 - **多道批处理系统**：提高了CPU和I/O设备的利用率，增加了系统吞吐量。 3. **分时操作系统**： - 技术特点：将处理机时间分成短时间片轮流分配给多个用户。 - 特征：多路性、独立性、及时性和交互性。 4. **实时系统**： - 应用场景：需要及时响应外部事件。 - 特征：多路性、独立性、及时性、交互性和可靠性。 5. **微机操作系统**： - 类型：单用户单任务、单用户多任务、多用户多任务。 6. **多处理机操作系统**： - **非对称多处理机模式**：一个主处理机管理，多个从处理机执行任务。 - **对称多处理机模式**：所有处理机地位相等，各自运行操作系统拷贝。 7. **网络操作系统**： - 功能：网络通信、资源管理、安全管理和网络服务。 - 模式：客户/服务器模式(C/S)、对等模式。 8. **分布式操作系统**： - 定义：由多台计算机组成的分布式处理系统，共享资源和协同工作。 - 特点：分布性、透明性、容错性、高性能。 #### 四、操作系统层次模型 - **最底层**：操作系统对象。 - **中间层**：对对象进行管理的软件集合。 - **最高层**：操作系统提供给用户的接口。 #### 五、总结 操作系统是连接用户与计算机硬件之间的桥梁，通过合理的资源管理和服务提供，极大地提升了计算机系统的性能和用户体验。从早期的人工操作到现代的分布式处理系统，操作系统的发展经历了多次变革，每一次进步都更好地满足了用户的需求和技术发展的趋势。随着云计算、物联网等新技术的出现，未来操作系统的设计与实现将会面临更多挑战和机遇。