OS基本内容总结.讲述.docx

OS（Operating System）地位、作用和定义定义：操作系统是控制应用程序执行的程序，并充当应用程序和硬件间的接口。操作系统是最基本的系统软件。它控制计算机的所有资源，并提供应用程序开发的基础。作用：研究操作系统的几种观点：系统观点：作为资源管理器的操作系统操作系统的主要任务：满足资源使用请求；记录资源使用情况；协调各个程序和用户对资源使用请求的冲突。用户观点：作为扩展机的操作系统为用户提供一台等价的扩展机，或称为虚拟机，它比底层编程更容易编程。OS分类和发展历史批处理、分时、实时、通用、多处理、网络（了解各自的特征和适用场合）无操作系统时代/第一代计算机：使用真空管和插件板；无任何软件和操作系统单道批处理系统/第二代计算机目标：减少机时的浪费单道批处理系统的问题：内存利用率低；CPU利用率低多道批处理系统/第三代计算机基地址寄存器和界限寄存器；多道程序设计多道批处理系统的问题：响应时间不确定；不同调度算法，不同结果分时系统每个用户拥有一个终端；n个用户同时申请任务，给每个用户1/n有效的处理器速度实时系统对处理器操作或者数据流动有严格的时间要求时使用。硬实时系统：保证关键实时任务按时开始或者按时完成软实时系统：关键实时任务的优先级高于其他任务的优先级，并在完成之前保证它的最高优先级OS特征并发并行：两个事件在同一个时刻发生并发：两个事件在同一个时间间隔发生共享：互斥的共享方式；同时访问方式虚拟异步性：内存中程序何时执行、何时暂停、需要多少时间完成都是不可知的OS功能处理器管理的功能；存储管理的功能；设备管理的功能；文件管理的功能；用户接口一些概念监控程序（monitor) 、多道程序系统、多处理系统引入多道程序设计的目的什么是双重操作模式？为什么要引进双重操作模式系统态、用户态以及转换的条件特权指令和非特权指令用户与OS的两种接口：定义和功能命令接口：由一组键盘操作命令和命令解释程序组成；DOS程序接口：为了用户程序访问系统资源而设；用户程序获取操作系统服务的唯一途径；系统调用；Windows API图形用户接口(GUI)系统调用（System Call）：定义、功能用户对操作系统提出的服务是由系统调用来实现的，它提供了进程与操作系统之间的接口。操作系统的结构有几种？各自的特点？整体式结构操作系统是一系列过程的集合，只要需要就可以相互调用。层次式结构层次式系统的各种功能可以划分为几个层次，每个层次建立在下面的层次之上。优点：模块化缺点：对层的定义并且相对效率差C/S结构把原本属于操作系统内核的功能放到内核的外部，使内核成为一个微内核。操作系统的微内核之外的进程是服务器进程，用户进程是客户进程；微内核实现消息的传递优点：易于维护；易于扩充；适用于分布式系统虚拟机结构虚拟机监控器运行在硬件系统上，提供多道程序的功能，并为上一层提供虚拟机。虚拟机是硬件的完全拷贝，包括真实机器中的内核模式、用户模式、I/O、中断等。优点：提供了安全层；允许进行系统开发而不必中断正常的系统操作陷阱（trap）与中断（interrupt）的区别中断：由硬件引起的中断，例如时钟中断陷阱：是因为错误/用户程序的特定请求而引起的软件生成中断，又称软中断，例如系统调用进程(Process)定义、特征、作用定义：进程指一个正在执行的程序，包括程序计数器、寄存器和变量的当前值。程序顺序执行、并发执行的特点进程与程序的区别与联系进程不只是程序代码，还包括当前的活动以及堆栈段和数据段程序是被动的实体，进程是活动的实体进程状态（三状态和五状态）及其转换三状态：就绪状态；运行状态；等待状态五状态：新状态：进程正在被创建。就绪状态：只要有机会获得CPU就能够开始执行。 运行状态：进程正在执行。等待状态：等待某个事件发生。终止状态：进程已经完成或者被迫终止。进程控制块PCB（Process Control Block）：作用及其内容为了实现进程模型，操作系统维持着一张表格，从数据结构上看就是一个结构数组，也就是进程表。每个进程占用一个表项，就是每个进程的进程控制块。进程控制主要功能；创建、撤销、挂起、唤醒、阻塞、激活等原语所需完成的功能；了解fork ()和exec()的工作原理创建进程在执行过程中通过系统调用创建进程。如果一个进程创立了另一个进程，则前者称为父进程，后者称为子进程。一个进程只有一个父进程，但是可以有零个或多个子进程。因此，进程和进程之间会形成一个进程树。终止/撤销进程终止自己（自愿的）：使用exit系统调用；父进程使用wait系统调用得知终止进程的进程号父进程终止子进程（非自愿的）：使用abort系统调用，传入子进程ID号操作系统终止进程（非自愿的）：引用不存在的内存，除以零；级联终止：父进程终止，子进程只好终止，此操作由操作系统进行阻塞原因：请求