操作系统 第一章 操作系统引论
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2022-06-25
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第一章操作系统引论
1计算机硬件结构
硬件是软件建⽴与活动的基础，软件对硬件进⾏管理和功能扩充
五⼤功能部件
总线
数据总线
地址总线
系统总线
2什么是操作系统
操作系统功能 管理硬件资源和数据、程序等软件资源，控制、协调各个程序对这些资源的利⽤，充分发挥各种资源的作⽤
资源复⽤
时间复⽤
空间复⽤
概念 控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源，有效的组织多道程序运⾏的软件系统，是⽤⼾与计算机之间的接⼝
主要功能
存储管理 主要功能
内存分配 为每道程序分配一定的内存空间
地址映射 从内存中取出指令或数据
内存保护 保证程序之间互不⼲扰，更不能侵占系统空间
内存扩充
作业和进程管理
计算机任务称为作业，程序执⾏过程称为进程
基本功能
作业和进程调度
进程控制
创建进程
撤销进程
封锁进程
唤醒进程
进程通信
同步
互斥
设备管理 功能
缓冲区管理 解决CPU与外设速度不匹配问题
设备分配 根据⽤⼾I/O请求和响应的分配策略，为该⽤⼾分配外设设备、通道和控制器等
设备驱动 实现CPU与通道和外设设备之间的通信
设备⽆关性
⽂件管理 功能
⽂件存储空间管理
⽂件操作的一般管理
⽬录管理
⽂件读/写管理
存取控制
⽤⼾服务接⼝
系统调⽤接⼝
命令⾏接⼝
软件分类
应⽤软件
⽀撑软件
系统软件
3操作系统发展历程
形成
⼿⼯操作阶段
早期批处理阶段
早期联机批处理
早期脱机批处理
多道批处理系统
4操作系统类型
批处理系统
作业 对操作系统的控制语句
⼯作流程
特点
多道 内存中存放多个作业，并在外存上存放⼤量的后备作业
成批 系统运⾏过程中不允许⽤⼾和机器之间发⽣交互作⽤
分时系统 基本特征
同时性
交互性
独⽴性
及时性
实时系统
指使计算机能及时响应外部事件请求，在规定时间内完成对该事件的处理，并对所有设备和任务协调一致⼯作的操作系统
形式
过程控制系统
信息查询系统
事务处理系统
实现⽅式
硬件实时系统
软件实时系统
⽹络系统
分布式系统 特点
透明性
灵活性
可靠性
⾼性能
可扩充性
其他操作系统
个⼈机系统
多处理器系统
嵌⼊式系统
云计算系统
5操作系统特征
并发两个或多个活动在同一给定的时间间隔中进⾏
共享计算机系统中的资源被多个进程所共⽤
不确定性各种事件的发⽣顺序的不可预测性
6操作系统结构设计
整体结构上层：主程序中间：服务过程下⾯：共⽤过程
层次结构
虚拟机结构
客⼾-服务器结构
操作系统初启过程
硬件检测
加载引导程序
初始化内核
⽤⼾登录
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