操作系统期末复习资料(全).pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和协调计算机硬件与软件资源，提供用户与计算机之间的接口。在第一章中，我们探讨了操作系统的设计目标、作用以及不同类型的系统。 设计现代操作系统的四个主要目标是方便性、有效性、可扩充性和开放性。方便性意味着用户可以轻松地与系统交互，而有效性则涉及高效利用计算资源。可扩充性确保操作系统能够适应新技术和增加的硬件需求，开放性则意味着系统可以支持多种标准和接口，便于开发和集成新的软件。 从用户角度来看，操作系统扮演着资源管理者的角色，作为用户与硬件之间的接口，实现了对计算机资源的抽象。它管理着处理机、内存、I/O设备、文件和作业，使得资源能够被多个用户或程序并发使用。 多道批处理系统的发展源于提高计算机资源利用率和系统吞吐量的需求。与单道批处理系统相比，多道批处理系统能更好地利用资源，但平均周转时间较长，缺乏交互性。而分时系统则是为了满足人机交互和资源共享的需求，具有多路性、独立性、及时性和交互性的特征。 实时系统主要用于实时控制和信息处理，任务可以分为周期性和非周期性，硬实时任务要求严格的时间约束，而软实时任务则相对宽松。实时系统与分时系统相比，强调更可靠性和更短的响应时间。 操作系统的主要特征包括并发性、共享性、虚拟性和异步性，其中并发和共享是最基本的特征。进程和线程是操作系统中处理并发的基本单元，进程是资源分配的单位，线程则是调度的基本单位。 处理机管理涉及进程控制、同步、通信和调度，内存管理涵盖分配、保护、地址映射和扩充，设备管理包括缓冲、分配和虚拟设备，文件管理则涉及存储空间、目录、读写操作以及共享和保护。 模块接口法在设计操作系统时可以提高正确性、理解和维护性，但也可能导致接口复杂性。客户/服务器模式允许分布式处理和灵活扩展，但也可能遇到不可靠性和性能瓶颈问题。 微内核操作系统具有小核心、客户/服务器架构、策略与机制分离以及面向对象的特点，有利于系统的扩展性、可靠性和移植性。 操作系统的用户接口通常有命令行、程序接口和图形用户界面。在第二章中，进程管理探讨了进程的并发执行特性、进程控制块的内容、创建和终止进程的事件，以及进程的状态转换等概念。 总的来说，操作系统是计算机系统的心脏，它的设计和实现直接影响到系统的效率、稳定性和用户体验。通过理解这些基本概念，我们可以更好地理解和优化操作系统，从而提升整个计算机系统的性能。