電腦作業系統（第三版）—-複習01

 電腦作業系統（第三版）----複習01

第一章 作業系統引論

 

1.1作業系統的目標和作用

作業系統的目標

1。有效性（包括：1。提高系統資源使用率 2。提高系統的輸送量）

2。方便性

3。可擴充性

4。開放性（遵循開放系統互相連線模型(OSI)國際標準）

作業系統的作用

1。OS作為使用者與電腦硬體系統之間的介面（1。命令方式。2。系統調用方式。3。圖形、視窗方式。）

2。OS作為電腦系統資源的管理者

3。OS實現了對電腦資源的抽象

 

推動作業系統發展的主要動力

1。不斷提高電腦資源的利用率

2。方便使用者

3。器件的不斷更新換代

4。電腦體繫結構的不斷髮展

 

 

1.2 作業系統的發展過程

1。無作業系統的電腦系統

1)人工操作方式(缺點：1。使用者獨佔。2。CPU等待人工操作)

2)離線輸入/輸出方式(優點：1。減少CPU的空閑時間。2。提高了I/O速度)

2。單道批處理系統

1)特徵（1。自動性。2。順序性。3。單道性）

3。多道批處理系統

在OS中引入多道程式設計技術可帶來以下好處：1)提高CPU的利用率 2)可提高記憶體和I/O裝置利用率 3)增加系統輸送量

多道批處理系統的優缺點：1）資源使用率高 2）系統輸送量大。3）平均周轉時間長 4）無互動能力

多道批處理系統需要解決的問題：1）處理機管理問題 2）記憶體管理問題 3）I/O裝置管理問題 4）檔案管理問題 5）作業管理問題

作業系統的定義：作業系統是一組控制和管理電腦硬體和軟體資源，合理地對各類作業進行調度，以及方便使用者使用的程式的集合

4。分時系統

定義：在一台主機上串連了多個帶有顯示器和鍵盤的終端，同時允許多個使用者通過自己的終端，以互動方式使用電腦，共用主機中的資源。

使用者需求：1）人-機互動。2）共用主機。3）便於使用者上機

關鍵部問題：1）及時接收。2）及時處理

特徵：1）多路性 2）獨立性。3）及時性。4）互動性

5。即時系統

所謂“即時”，是表示“及時”，百即時系統是指系統能及時（或即時）響應外來事件的請求，在規定的時間內完成對該事件的處理，並控制所有即時任務協調一致地運行。

應用需求：1）即時控制。2）即時資訊處理。

即時任務：按任務執行是否呈現周期性來劃分1）周期性即時任務2）非周期性即時任務。

                     根據對截止時間的要求來劃分1）硬即時任務。2）軟即時任務。

即時系統與分時系統特徵的比較。

6。微機作業系統的發展

1。單使用者單任務作業系統。（1。CP/M 2。MS-DOS）

2。單使用者多任務作業系統。 

2。多使用者多任務作業系統。UNIX OS（變種：1）Solaris OS 2)Linux OS）

 

 

1.3作業系統的基本特性

1。並發性（1。並行與並發（並行性是指兩個或多個事件在同一時刻發生；而並發性是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生）。2。引入進程。3。引入線程）

2。共用性（1。互斥共用方式。2。同時訪問方式）

並發和共用是作業系統的兩個最基本的特徵，它們又是互為存在的條件。

3。虛擬技術 是指通過某種技術把一個物理實體變為若干個邏輯上的對應物。

1）時分複用技術(時分複用，亦即分時使用方式)（1。虛擬處理機技術。2。虛擬設備技術。）

2）空分複用技術（1。虛擬磁碟技術。2。虛擬存儲存空間技術）

4。非同步性

 

 

1.4 作業系統的主要功能

1。處理機管理功能（主要功能是建立和撤消進程（線程），對諸進程（線程）的運行進行協調，實現進程（線程）之間的資訊交換，以及按照一定的演算法把處理機分配給進程（線程））。

1）進程式控制制

2）進程同步（進程同步的主要任務是為多個進程（含線程）的運行進行協調。有兩種協調方式1。進程互斥方式。2。進程同步方式。）

3）進程通訊

4）調度（1。作業調度。2。進程調度）

2。儲存空間管理功能

1）記憶體配置（為了實現記憶體配置，在記憶體配置的機制中應具有這樣的結構和功能：1。記憶體配置資料結構。2。記憶體配置功能。3。記憶體回收功能。）

2）記憶體保護（主要任務是確保每道使用者程式都只在自己的記憶體空間內運行，彼此互不干擾）

3）地址映射（將地址空間中的邏輯地址轉換為記憶體空間中與之對應的物理地址）

4）記憶體擴充（用於實現下述功能：1。請求調入功能。2。置換功能。）

3。裝置管理功能（主要任務是：完成使用者進程提出的I/O請求；為使用者進程分配其所需的I/O裝置；提高CPU和I/O裝置的利用率；提高I/O速度；方便使用者使用I/O裝置。

                                為實 現上述任務，裝置管理應具有緩衝管理，裝置分配，裝置處理以及虛擬設備等功能）

1）緩衝管理

2）裝置分配

3）裝置處理（裝置處理常式又稱為裝置驅動程式。其基本任務是用於實現CPU和裝置控制器之間的通訊）

4。檔案管理

1）檔案儲存體空間的管理

2）目錄管理

3）檔案的讀/寫管理和保護

5。作業系統與使用者之間的介面

1）使用者介面(1。聯機使用者介面。2。離線使用者介面。3。圖形使用者介面)

2）程式介面

 

 

1.5  OS結構設計

傳統的作業系統

1。無結構作業系統

2。模組化結構OS （無序模組法）

3。分層式結構OS

客戶/伺服器模式（Clinet/Server簡稱C/S）

物件導向的程式設計（優點：1。通過“重用”提高產品品質和生產率。2。使系統具有更好的易修改性和易擴充性。3。更易於保證系統的“正確性”和“可靠性”）

微核心OS結構

基本概念：

1。足夠小的核心

2。基於客戶/伺服器模式

3。應用“機制與策略分離”原理

4。採用物件導向技術

準系統

1。進程（線程）管理

2。低級儲存空間管理

3。中斷和陷入處理

 

兩個概念：

使用者態

環境切換