操作系统原理学习总结

1.操作系统本质上属于软件的范畴，是一种比较特殊的，系统级的应用软件，所以，我们就可以用应用软件开发的普遍原理来理解操作系统。操作系统从字符界面到图形界面的进化和发展过程，就是就是不断满足用户需求的过程，软件工程讲究用户需求，在这里表现的比较突出，虽然字符界面比较灵活和功能强大，但是其操作比较复杂；而图形界面对于普通人而言操作简单，不需要培训，符合大众的需求，而且比较人性化。这才是windows比较流行的原因。当然，图形界面的本质还是字符界面，专业人员用的还是字符界面。

 

2. 进程是指，程序的一次执行，包括可执行的程序、程序所需的数据和相关状态信息。进程是拥有资源的最小实体。（资源申请的最小单位）线程也是程序的一次执行，但是线程是系统调度的最小单位。

 

3. 进程的组成（进程映像）: 程序、数据集合、进程控制块PCB(Process Control Block )

PCB是进程存在的唯一标志。创建进程时，创建PCB；进程结束时，系统将撤消其PCB

 

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6.分页与分段技术的比较

（1）页是信息的物理单位，大小固定。段是信息的逻辑单位，各段的长度不固定。每一段都具有一定逻辑含义。

（2）分页的地址空间是一维的，逻辑地址的划分由机器硬件实现，对用户透明。分段的地址空间是二维或多维的，程序员知道段名和段内偏移量。

（3）分页活动源于系统管理物理内存的需要，在系统内部进行，由系统实施，用户看不见。分段活动源于用户进行模块化程序设计的需要，在系统外部进行，由用户实施，用户是知道的。

 

7. 段页式存储管理

基本思想：采用分段方法组织用户程序，采用分页方法分配和管理内存。

即，用户程序可以用模块化思想进行设计，一个用户序由若干段构成。系统将内存划分成固定大小的页框，并将程序的每一段分割成若干页以后装入内存执行时。

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9. 综合了分段和分页技术的优点，既能有效地利用存储空间，又能方便用户进行程序设计。

但是，实现段页式存储管理系统需要增加硬件成本，系统的复杂度和管理开销也大大增加。

因此，段页式存储管理技术适合于大、中型计算机系统，不太适合小型、微型计算机系统。

 

10. 逻辑设备和物理设备

— 逻辑设备是指，应用软件所引用的用于实现I/O操作的设备。

— 物理设备则指，物理I/O系统中实际安装的设备。

从应用软件的角度看，逻辑设备是一类物理设备的抽象。从操作系统设备管理程序的角度看，物理设备则是某种逻辑设备的实例。

 

11. 设备驱动，又称设备处理，指对物理设备进行控制，以实现真正的I/O操作。

设备驱动的主要任务是：接收上层软件发来的抽象服务请求，例如读/写命令，再把它转换为具体要求，通过一系列的I/O指令，控制设备完成请求的操作；同时，设备驱动程序还将设备发来的有关信号传送给上层软件，例如设备是否已损坏等。操作系统仅对设备的接口提出要求。

 

12. 通道相当于一个功能单纯的处理机，专门用于处理I/O操作。通道有自己的运控部件和指令系统，但没有专门的内存，而是通过“周期窃用”方式与主机共享内存。

通道通过执行通道程序来完成I/O操作。

—通道程序是通道指令的有序序列，它由系统中的输入/输出进程根据用户进程的I/O要求来确定，可以是事先编制好的程序段，也可以动态产生。通道程序以及需要与设备交换的数据均放置在内存中。

一条通道指令可以传送一组数据，一个通道程序可以传送多组数据。多组数据全部传送完毕后(即一个通道程序执行完毕)，才向处理机发出一次中断。

通道不仅可以传送数据，更重要的是它还完成对设备的控制。在通道的协助下，主机只需发出一个启动通道、执行通道程序的指令即可。主机仅与通道直接通信，不必考虑设备的具体控制以及如何完成数据传送等问题，从而大大减轻了主机的负担。

    相当于一个协处理器

13.虚拟设备技术的实现

虚拟设备技术类似缓冲区技术，可以认为是为设备提供了多个更大的、甚至在实际工作中是无限长度的缓冲区，进一步提高系统效率。（一般是磁盘）

虚拟设备技术的实现：在独占型设备与进程之间加入一个共享型设备作为过渡，如图

14、SPOOLing系统

译为：“假脱机操作”（占用少量的CPU时间）

SPOOLing系统是虚拟设备最典型的代表，包括假脱机输入和输出系统两个部分。

核心思想：在快速辅助存储设备中建立I/O缓冲区，用于缓存从慢速输入设备流入内存的数据，或缓存从内存流向慢速输出设备的数据。

 

15. 扇区是磁盘进行I/O传输的基本单位，也是磁盘空间分配的基本单位

磁盘的基本存储单元(扇区)的寻址方式为三维地址：柱面号、盘面号、扇区号。

为了方便管理及屏蔽存储设备的物理细节，操作系统向上层软件提供统一的接口，常使用一维地址，即只有逻辑磁盘块号(逻辑扇区号)，将磁盘组中所有的扇区从0开始编号。

显然，这里就存在着一维地址与三维地址间相互转换的问题

为了提高效率，对于移动磁头式磁盘机来说，磁头引臂的机械运动(寻道)速度最慢，其次才是盘片转动的速度，因此，编排逻辑块号时，扇区号先变化，其次是盘面号，最后才是柱面号。