操作系统2014级.pdf

操作系统是一门重要的计算机科学课程，它主要研究计算机系统中的软件资源，以及如何有效地管理这些资源，从而更好地使用计算机。操作系统的作用是管理计算机硬件与软件资源，并提供一个让用户和应用程序方便地使用这些资源的环境。操作系统的主要目标是方便用户使用计算机，扩大机器功能，提高系统效率，以及构筑开放环境。 在操作系统中，进程、线程、资源利用、CPU管理等概念是基础知识点。进程可以理解为执行中的程序，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。资源利用主要指的是CPU和内存等硬件资源的分配和调度，这些资源需要被系统中的多个进程共享。 在操作系统中，CPU是计算机中最为核心的部分，它负责解释指令和处理数据，是执行程序的硬件基础。CPU管理涉及对CPU调度的策略与算法，确保CPU资源被公平且高效地分配给各个进程或线程。资源调度是操作系统中一个极其重要的功能，它需要解决任务调度问题，确保多个进程或线程能够在有限的资源下高效运行。 操作系统设计目标是实现方便用户使用、扩大机器功能、提高系统效率和构筑开放环境。操作系统具有以下功能：处理机管理、存储器管理、设备管理和信息管理。处理机管理指的是将系统中的各台处理机分给要求的用户作业使用。存储器管理则是指按一定策略将主存空间分配给各作业，同时记录存储器的使用情况，防止存储破坏或损坏。设备管理是指操作系统对输入输出设备的控制和管理。信息管理则是指操作系统对文件和数据的管理。 操作系统还具有并行性、共享性等特性。例如，CPU的共享、主存的共享、外存储器的共享以及系统中数据或文件的共享和外部设备的共享，这些特性使得多个用户可以同时使用计算机资源，并进行有效的通信和数据交换。性能指标是衡量操作系统性能好坏的重要标准，它包括系统能发现、诊断和恢复硬件、软件故障的能力，系统的可靠性，系统吞吐率，系统响应时间，系统资源利用率，以及可移植性等。 常见操作系统包括DOS，Macintosh/OSX，Windows，Unix，Minix，Linux，MACH，iOS和Android等。这些操作系统各有特点，例如Windows操作系统主要用于个人电脑，而Linux操作系统广泛用于服务器、嵌入式系统等。不同的操作系统根据其设计理念和应用场景，可以满足不同用户的需求。 在操作系统的学习过程中，不仅要掌握其理论知识，还要通过实验加深理解。实验主要包括微机原理和Linux初步等实践环节，通过实验可以帮助学生更好地理解操作系统的基本概念和工作原理。实验中涉及的模型如无操作系统软件模型、单道批处理操作系统模型、多道批处理操作系统/分时操作系统模型等，都是为了让学生了解操作系统如何管理和调度资源，以及实现多任务处理。 操作系统作为一个程序，若要对应用程序进行有效调度，它需要具备一系列的条件，比如需要有强大的处理机管理能力、高效的存储管理策略、有效的设备管理功能，以及先进的信息管理技术等。这些条件确保了操作系统的稳定运行和高效管理，进而提供给用户良好的使用体验。