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操作系统概述: 操作系统的定义与作用:它是一套基础程序集合,主要进行软硬件资源管理。 操作系统的发展史:了解从手工操作阶段到多道程序设计技术的发展。 操作系统功能: 提供系统服务,如系统调用。 作为用户和硬件之间的接口。 管理计算机资源,包括CPU、内存和外部设备。 操作系统接口: 用户接口:分为命令接口和程序接口,通过系统调用来实现。 习题:包括操作系统概述和发展史的练习题。 文件系统: 文件系统定义:文件、管理文件软件和数据结构的总体。 文件类型:系统文件、库文件,用户文件。 文件操作:如创建、删除和修改文件。 文件组织形式: 文件的逻辑结构和操作,如按名存取和文件的打开关闭操作。
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第一章 操作系统绪论
操作系概述
考点
1、认识操作系统,操作系统的作⽤和地位。
2、操作系统做为资源管理者提供了哪些服务。
3、提出了并发概念以及进程机制。
知识点
1、什么是操作系统
在任何计算机系统中都包含一个基本的程序集合,称为操作系统(OS)。在整个计算机软硬件架构中,操作系统的定位是: 一
款进行 软硬件资源管理 ,一款 纯正的 " 搞管理 " 的软件 。
2、操作系统在内核中的作用
1)操作系统作为 特殊的⼦程序
a、操作系统内核为用户程序提供了 系统服务(系统调⽤) ,系统调用会将处理机的状态由用户态变成内核
态。
2)操作系统作为 资源的管理者
a、管理 硬件资源 和 软件资源
3、操作系统 为程序提供运⾏机制 (操作系统组织用户的多任务(以进程方式)使用计算机)
操作系统的发展史
考点
1、熟悉操作系统的发展历程和 种类
2、熟记各类操作系统的 特点
3、熟记各类操作系统的 优缺点
4、各种操作的区别
5、CPU/IO的题目(计算题)
知识点
1、操作系统的发展历程图解
2、手工阶段
特点
⽆操作系统
用户既是程序员也是操作员
变成语言为 机器语⾔
输入\输出: 纸带或卡⽚
缺点
⽤户独占全机 :资源利用率低
CPU等待⽤户 :CPU利用率低
3、单道批处理系统(单处理机)
单处理机 :一个CPU,意味着单处理机系统某一时刻只能处理一个作业。
单道 :系统一次只能让一个作业程序进入系统内存。
作业 :一次上机活动中需要计算机系统所作的一系列工作集合。
批处理 :将多个作业组成一批进行处理。成批的处理成批的退出。
作业是成批处理的,但是内存中始终保持⼀道作业
示意图
特点
系统中任何时刻只有一道作业上处理机器运行,该作业运行时,霸占计算机系统的作业资源。
减少了人工干预。
特性总结:⾃动性、顺序性、单道性
CPU\IO的题目
某系统在一段时间间隔内,提交了两道作业A和B,把A和B作为一批作业进行处理。试分析:这两道作业在单道批
处理系统环境下,完成这批作业所需的时间和CPU的利用率分别是多少?(假如调度顺序为A-B)
作业A:cpu(20ms) i/o(50ms) cpu(20ms)
作业B: cpu(20ms) i/o(20ms)
4、多道批处理系统(单处理机)
多道 :内存中可以同时存放多个作业,多个 作业交替 交替使用CPU和系统中的各种资源。
原理 :作业成批的输入系统并暂存在外存中, 组成后备队列,系统按一定的 调度原则 从后备队列中选择一
个或者多个作业入内存进行处理。当一批作业运行完,系统便接受下一批作业。
宏观上并⾏,微观上串⾏
并行和并发
并⾏ :两个或多个事件在同一时刻发生。
并发 :两个或多个事件在同一时间间隔内发生。
执行示意图
CPU\IO题目
某系统在一段时间间隔内,提交了两道作业A和B,把A和B作为一批作业进行处理。试分析:这两道作业在多道批
处理系统环境下,完成这批作业所需的时间和CPU的利用率分别是多少?(假如运行顺序为A-B)
作业A:cpu(20ms) i/o(50ms) cpu(20ms)
作业B:cpu(20ms) i/o(20ms)
题的时候需要绘图
执⾏时间:90ms
CPU利⽤率:66.7%
4、分时系统
分时 :指将处理机(CPU)运行时间分成 很短的时间⽚ ,每个作业每次只能运行一个时间片。
执行示意图
对应的题目
作业A(20ms) 作业B(15ms) 作业C(10ms) ,在分时系统中,CPU的时间片为5ms.分析批处理作业(A,B,C)的执行情
况。假如:调度顺序A-B-C。
第一轮完 第二轮完 第三轮完 第四轮完
A 仍需15ms 仍需10ms 仍需5ms 运行完毕
B 仍需10ms 仍需5ms 运行完毕
C 仍需5ms 运行完毕
运行完全部作业的时间? 45ms
作业A运行完作用时间? 45ms
作业B运行完作用时间? 40ms
作业C运行完作用时间? 30ms
特点
多路性/同时性 :多个用户同时工作。共享系统资源,提高了资源利用率。
及时性 :用户能够在很短的时候内得到系统的响应。
独⽴性 :各用户独立操作,互不干扰。
交互性 :系统能够即时对用户的操作进行响应,加快调用过程,缩短了周转时间。
5、实时系统
实时系统 :及时,实时系统必须具有在一个事先定义好的时间限制内,对外部或内部的事件进行响应和处理的能
力,并控制所有实时任务协调一致地运行。其中包括 硬实时系统 和 软实时性系统
适⽤领域 :用于过程控制、军事实时控制、事务处理系统(金融)等领域。
实时系统的类型
工业(武器)控制系统
信息查询系统
多媒体系统
嵌入式系统
6、三种基本类型
批处理系统
用户脱机使用计算机
成批处理
多道程序运行
分时系统
交互性
多用户 -> 同时性
独立性
及时性
实时系统
及时响应
高可靠性
7、网络操作系统
定义 :网络操作系统是在通常操作系统功能的基础上 提供⽹络通信和⽹络服务功能的操作系
统 。网络操作系统为网上计算机进行方便而有效的网络资源共享,提供网络用户所需各种服务的软件和相关规程的集
合。
8、分布式操作系统
定义 :将多台计算机组成一种特殊的计算机网络。系统中的多台计算机 可合作执⾏同⼀个任务 ,使资
源共享更彻底。
9、手持操作系统(嵌入式操作系统)
嵌入式系统
它们是一个大设备、装置或系统中的一部分,完成特定功能的软硬件系统。如电视机、微波炉、移动电话
嵌入式操作系统
在嵌入式系统中的OS。它是运行在嵌入式智能芯片环境中,对整个智能芯片以及它所操作、控制的各种部件装置
等资源进行统一协调、调度、指挥和控制的系统软件
操作系统特性与体现结构
考点
1、熟记并理解操作系统的 四⼤特性 :并发性、共享性、虚拟化、异步性,同时了解
每⼀种特性解决了什么问题。
2、熟记操作系统的 主要功能 :处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理等功
能,以及每⼀种功能的作⽤。
3、操作系统作为⽤户与计算机硬件系统之间的 接⼝ ,提供了两种接⼝:命令接⼝和
程序接⼝(系统调⽤)
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